Wyższa Szkoła Menadżerska

Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Innowacje proekologiczne w inżynierii produkcji

INNOWACJE PROEKOLOGICZNE W

GOSPODARCE ODPADOWEJ

2

Powstawanie odpadów z roku na rok stanowi coraz większy problem nie tylko w Polsce

ale także na całym świecie. Zwiększająca się produkcja, coraz większe zapotrzebowanie na
dobra konsumpcyjne, szybszy postęp technologiczny spowodowały znaczne zwiększenie wy-
twarzanych odpadów. Główną przyczyną powstawania nadmiernej ilości śmieci jest niewła-
ściwa i nieracjonalna gospodarka zasobami.

Świat tonie w śmieciach poczynając od toksycznych wysypisk śmieci w Chinach, aż

po ogromne składowiska odpadów w Michigan. Śmieci jest tak wiele, że mogłyby zająć całą
powierzchnie naszej planety. Największe składowisko odpadów jest prawie dwukrotnie więk-
sze od kontynentalnej części Stanów Zjednoczonych. Aby móc zapobiegać powstawaniu co-
raz większej ilości odpadów kraje całego świata w tym także Unii Europejskiej i Polski
wprowadziły szereg dyrektyw, przepisów, rozporządzeń, regulacji prawnych i umów między-
narodowych, w których to zobowiązują się do przeciwdziałania pogarszającemu się stanowi
środowiska naturalnego. Można tutaj zaznaczyć, że to głównie akty prawne Unii Europejskiej
stały się punktem odniesienia dla wielu państw, które za jeden z celów swojej polityki przyję-
ły przywrócenie właściwego stanu środowiska naturalnego.

Czym zatem są odpady? Jak je podzielić i sklasyfikować? Co zrobić, aby ograniczyć ich

powstawanie? Jak je powtórnie wykorzystać lub unieszkodliwić tak, aby nie zagrażały czło-
wiekowi i jego naturalnemu środowisku?

(rys. przedstawiają - sterty śmieci zalegające w Neapolu

Sterty śmieci wzdłuż ulicy w Casoria koło Neapolu)

(rys. przedstawia - Filipińscy bezdomni zbiera cenne przedmioty wyrzucone na brzeg
Zatoki Manilskiej przez morskie fale)

3

Odpady - to wszystkiego rodzaju przedmioty, elementy oraz substancje stałe, również

substancje ciekłe, powstałe w wyniku działalności przemysłowej, gospodarczej lub bytowania
człowieka i nieprzydatne w miejscu lub czasie, w którym powstały.

W chwili gdy człowiek zrozumiał jak bardzo ważne jest dla niego środowisko naturalne

odkrył, że nieracjonalna gospodarka odpadowa przynosi bardzo wiele szkód. Dlatego aby
móc nauczyć się wykorzystywać i przetwarzać odpady w celu ochrony środowiska konieczna
była umiejętność odpowiedniej ich klasyfikacji: na te, które można jeszcze przetworzyć,
unieszkodliwić lub wykorzystać w celu pozyskania innych dóbr. Podstawą każdej klasyfikacji
są odpowiednio dobrane kryteria o cechach fizyczno-chemicznych, biologicznych, technolo-
gicznych, ekonomicznych, np.:



Źródło pochodzenia



Stan skupienia



Skład chemiczny



Toksyczność



Stopień zagrożenia dla środowiska



Stopień przydatności do dalszego wykorzystania

W problematyce dotyczącej ochrony środowiska rozpatruje się i klasyfikuje odpady jako:



Pochodzące z produkcji



Pochodzące z konsumpcji

Przy rozpatrywaniu odpadów na podstawie wskaźnika toksyczności i szkodliwości dla śro-
dowiska przyjmuje się że o ich toksyczności decyduje:



Składnik niebezpieczny, który określa przynależność odpadów do odpowiedniej kate-

gorii szkodliwości oraz określa sposób i technologię jego utylizacji



Toksyczność i szkodliwość odpadów dla organizmów żywych



Właściwości rakotwórcze substancji odpadowych



Zagrożenia dla wód powierzchniowych i gleby



Zanieczyszczenia atmosfery przez odpady pylące, wydzielane pary lub gazy



Łatwość zapłonu



Odpady grożące zakażeniem – zawierające drobnoustroje chorobotwórcze, jaja paso-

żytów, itp.



Odpady grożące skażeniem – zawierające substancje promieniotwórcze



Odpady szczególnie szkodliwe dla środowiska – które zawierają substancje uznane za

trucizny lub środki szkodliwe



Surowe produkty uznane i inne materiały uznane za nieprzydatne do wykorzystania

gospodarczego



Mineralne, zawierające znikomą ilość substancji organicznych (do 1%)



Organiczno-mineralne zawierające od 5 do 50% substancji organicznej



Organiczne, w których udział substancji organicznej wynosi więcej niż 50%

Z pośród międzynarodowych klasyfikacji odpadów do najważniejszych zalicza się klasyfika-
cje przygotowane przez EKG (Europejska Komisja Gospodarcza), RWPG (Rada Wzajemnej
Pomocy Gospodarczej), EWG (Europejska Wspólnota Gospodarcza). W Polsce za podsta-
wową klasyfikację odpadów przyjęto podział ustalony przez EKG.
Biorąc za podstawę warunki powstawania (źródło, pochodzenie), główne składniki oraz fi-
zyczne, chemiczne i biologiczne właściwości odpadów, podzielono je na:



grupy (odpady o wspólnym pochodzeniu i jednakowych właściwościach),



typy (odpady bliskie pod względem głównych składników i właściwości),



gatunki (dokładniej niż typ określają chemiczne, fizyczne i biologiczne właściwości),



rodzaje (określają specyficzne właściwości odpadu w ramach gatunku), a w razie po-

trzeby także na odmiany.

4

Natomiast jednolita klasyfikacja odpadów opracowana przez zespół pod redakcją J.Siuty po-
dzieliła je na 27 grup:



Odpady zwierzęce,



Odpady zwierzęce powstające w chowie, przetwórstwie i obrocie zwierzętami,



Odpady z produkcji roślinnej,



Odpady drzewne,



Odpady wydobywcze kopalin,



Odpady przetwórcze kopalin,



Odpady żywności roślinnej powstające w przetwórstwie i obrocie,



Odpady tekstyliów,



Odpady włókien naturalnych,



Odpady włókien syntetycznych,



Odpady drewna,



Odpady papieru i kartonu,



Odpady ropy i jej pochodnych,



Odpady chemiczne,



Odpady gumy,



Odpady szkła,



Odpady metali żelaznych,



Odpady metali nieżelaznych,



Złom sprzętu technicznego,



Osady z oczyszczania ścieków i uzdatniania wody,



Odpady budowlane,



Odpady paleniskowe, pyły i szlamy,



Zanieczyszczona ziemia,



Osady denne,



Odpady bytowo-gospodarcze (komunalne),



Odpady radioaktywne,



Odpady inne (jak np. formierskie i rdzeniarskie, masy ziemne gruntu usuwane w bu-

downictwie, pozostałości po spalaniu odpadów bytowo-gospodarczych, osadów z
oczyszczania ścieków oraz pozostałych odpadów w ten sposób unieszkodliwianych,
pozostałości po kompostowaniu odpadów komunalnych, wykładziny podłogowe).

Powstawanie odpadów powinno być eliminowane lub redukowane przez wytwarzających

odpady i ich odbiorców niezależnie od zagrożeń jakie może nieść ze sobą unieszkodliwienie
odpadów. Działania powodujące lub mogące powodować powstawanie odpadów powinny
być planowane, projektowane i prowadzone tak, aby spełniały wymogi zasad gospodarowania
odpadami, tj:



Zapobiegały powstawaniu odpadów lub ograniczały ilość odpadów i ich negatywne

oddziaływanie na środowisko przy wytwarzaniu produktów podczas i po zakończeniu
ich użytkowania



Zapewniały zgodny z zasadami ochrony środowiska odzysk, jeżeli nie udało się zapo-

biec ich powstaniu



Zapewniały zgodne z zasadami środowiska unieszkodliwienie odpadów, powstaniu

których nie udało się zapobiec lub których nie udało się poddać odzyskowi.

Przeciwdziałanie powstawaniu odpadów sprowadza się właściwie tylko do konsekwentnej i
rzetelnej realizacji dwóch podstawowych zadań:



Ograniczenia powstawania odpadów przez optymalne przetwórstwo surowców, mate-

riałów i paliw oraz użytkowanie wyrobów

5



Zwiększenia wykorzystania odpadów, których na poziomie obecnej techniki i techno-

logii nie da się uniknąć, a także sukcesywne przetwarzanie nagromadzonych odpadów
z poprzednich lat

Powstające pomysły prowadzące do zmniejszenia ilości wytwarzanych i gromadzonych od-
padów w środowisku powinny obejmować (rys.1 – strona 20):



Recykling surowców odpadowych w miejscu powstania



Recykling surowców odpadowych poza miejscem powstania



Redukcję wytwarzania „u źródeł” poprzez:

- modyfikację urządzeń i technologii, w tym wprowadzenie mało i bezodpadowych
- modyfikację projektowanych wyrobów
- substytucję (zastępowanie jednych czynników innymi) surowców stosowanych tra-
dycyjnie

Obecnie stosuje się szereg sposobów i technologii mających na celu ograniczenie i po-

wtórne wykorzystanie wytwarzanych przez człowieka odpadów. W ostatnich latach w Polsce
opracowano szereg technik pozwalających na powtórne wykorzystanie odpadów przemysło-
wych jako substytutu części lub całości surowców naturalnych. Do takich technologii może-
my zaliczyć:



Produkcje kruszyw i materiałów budowlanych



Produkcję kruszyw do robót inżynieryjnych i drogownictwa



Produkcje kruszyw do posadzki wyrobisk podziemnych



Produkcje wypełniaczy mineralnych dla różnych gałęzi przemysłu, pigmentów cera-

micznych



Odzyskiwania metali niezależnych różnymi metodami



Odzyskiwanie licznych substancji chemicznych



Produkcji nawozów dla rolnictwa, środków do odkwaszania gleb



Produkcji pasz dla zwierząt hodowlanych, tłuszczów technicznych



Odzyskiwania olejów przemysłowych



Odzyskiwania mas celulozowych, kompostu

Ponad to do przemysłu zaczęto wprowadzać technologię mało i bezodpadowe, które są

traktowane obecnie jako docelowy system rozwiązania problematyki odpadów produkcyjnych
i zanieczyszczenia nimi środowiska naturalnego. Technologia ta polega na niedopuszczeniu
do powstania odpadów oraz na pełnym wykorzystaniu surowca. Dlatego odpady powstające
w jednej fazie procesu powinny być bezpośrednio wykorzystane w fazie następnej. Najistot-
niejsze w tej metodzie gospodarowania odpadami jest to aby nie dopuścić do ich odkładania.
W wielu przypadkach, a zwłaszcza w Polsce wykorzystanie metody bezodpadowej jest bar-
dzo trudne gdyż wymaga równoczesnego zastosowania różnych procesów fizycznych, che-
micznych, biologicznych, często wykraczających poza dana branżę. A zatem opracowania
takich systemów bardzo często wymaga zaangażowania dużej ilości konstruktorów, wyspe-
cjalizowanych placówek naukowych, a ponad to wniesienia dość znacznych środków inwe-
stycyjnych często wykraczających poza możliwości danego przedsiębiorstwa.

Inną metodą wykorzystywania odpadów jest odzyskiwanie z nich surowców i energii.

Przez pojęcia te rozumieć będziemy system cyklicznego (recykling) gospodarczego wykorzy-
stania odpadów jako surowców wtórnych z wyeksploatowanych, wybrakowanych lub uszko-
dzonych wyrobów. Możliwość powtórnego wykorzystania tych wyrobów wynika z tego iż są
one wykonane z materiałów odnawialnych. To znaczy takich, które po odpowiednich zabie-
gach nadają się do powtórnego wykorzystania lub przywrócenia im pierwotnych właściwo-
ści. Recykling taki przynosi duże korzyści ekonomiczne ale sprzyja także poprawie jakości
środowiska. Dzięki niemu co najmniej 2 razy wydłuża się okres składowisk odpadów komu-
nalnych. Wyniki badań potwierdzają że bogatsze kraje w większym stopniu stosują recykling

6

Odpadów Komunalnych Stałych (OKS) przez wyselekcjonowanie z nich odpadów po-
wszechnie użytkowych.

RODZAJ

RECYKLING SUROWCA [%]

aluminium

37,8

papier

29,2

szkło

19,5

metale (stal, żelazo)

16,6

tworzywa sztuczne

4,9

tabela przedstawia – wykorzystanie gospodarcze OKS na świecie (średnia z lat 1993-1997)

Przedmiotem recyklingu, poza wymienionymi już odpadami, jak np. złom metali, stłuczka
szklana, makulatura, są wszelkie wyroby wycofane z eksploatacji, budowle, urządzenia, ma-
szyny, środki transportu, wyroby wybrakowane, itp. Jeżeli surowców z recyklingu nie da się
wykorzystać jako surowca wtórnego stosuję się go do wytwarzania innych produktów. A za-
tem odpady komunalne będą to odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także nie
zawierające odpadów niebezpiecznych, pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze
względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstałych w gospodarstwach
domowych. Odpady tego typu są bardzo zróżnicowane pod względem składu fizycznego i
chemicznego. Najczęściej zwierają one około 40-50% substancji organicznych. Zawartość
poszczególnych pierwiastków waha się w sposób przedstawiony w tabelce:

PIERWIASTEK

ZAWARTOŚĆ [%]

Azot

0,53-0,87

Fosfor

0,45-0,88

Potas

0,14-0,48

Około 50-60% stanowią części mineralne, w tym około 30% popioły z małych palenisk. Od-
pady stałe zawierają także śladowe ilości pierwiastków takich jak: molibden, cynk, kobalt,
nikiel, kadm, chrom, rtęć, ołów. Niejednokrotnie pierwiastki te występują w formie połączeń
łatwo rozpuszczalnych. Różnego typu składniki organiczne występujące w odpadach komu-
nalnych ulegają przemianą biochemicznym i oddziałują na środowisko poprzez produkty roz-
kładu: dwutlenek węgla, amoniak, siarkowodór, metan, azotany, azotyny, siarczany, itp. od-
pady komunale stwarzają zagrożenia dla środowiska także ze względu na możliwości skaże-
nia powietrza, wód gruntowych i powierzchniowych mikroorganizmami chorobotwórczymi,
dla których stanowią pożywkę. Na wysypiskach śmieci panują dobre warunki dla żerowania
much, gryzoni i ptaków, które mogą przenosić na inne tereny zarazki chorób, np.: duru
brzusznego, paraduru, tężca, czerwonki.
Analizując odpady komunalne w Polsce możemy wyróżnić z nich cztery zasadnicze grupy
surowców wtórnych:



Produkty niekonsumpcyjne , takie jak papier, tworzywa sztuczne, szkło, metale, tek-

stylia, stanowiące około 30% masy odpadów

7



Odpady kuchenne z przygotowania posiłków, resztek pożywienia itp., stanowiące oko-

ło 50% masy odpadów



Nierozważne na ogół jako potencjalne surowce wtórne odpady paleniskowe z ogrze-

wania sezonowego mieszkań, głównie popiół i żużel, stanowiące do 20% masy odpa-
dów



Inne odpady o wątpliwej wartości surowcowej występujące sporadycznie lub nieprzy-

datne do recyklingu ze względu na bezpieczeństwo ekologiczne, np.: chemikalia i po-
zostałości odpadowe z porządków domowych.

W tabelach poniżej przedstawione zostały tendencje zmian ilościowych i jakościowych odpa-
dów komunalnych.

SKŁADNIKI ODPADÓW

1985

2000/2010

2030

kg/mieszk.

%

kg/mieszk.

%

kg/mieszk.

%

Odpady spożywcze

75

30

50

20

50

17

Papier, tektura

35

14

70

28

90

30

szkło

18

7,2

35

14

40

14

Metale

5

2

6

2

15

5

Tworzywa sztuczne

5

2

8

3

15

5

Tekstylia

5

2

6

2

10

3

Pozostałość organiczna

20

8

22

9

25

8

Pozostałość nieorganiczna

27

10,8

30

12

30

10

Frakcja < 10mm

60

24

25

10

25

8

RAZEM

250

100

252

100

300

100

Stan i prognoza składu głównej grupy odpadów komunalnych w latach 1985-2030

W tabeli widzimy że w najbliższych latach przewidywany jest:



Znaczny wzrost ilościowy (objętościowy) opakowań



Zmniejszenie się ilości pozostałości po spalaniu węgla i koksu przy jednoczesnym

wzroście zużycia gazu, oleju i prądu elektrycznego do ogrzewania mieszkań)



Utrzymanie na stały wysokim poziomie zawartości organicznych odpadów kuchen-

nych

8

KRAJ

kg/mieszk.

STRUKTURA [%]

papier,

karton

tworzywa

sztuczne

szkło

metale

pozostałe

Razem

USA

702

29,7

5,3

10,3

9,6

45,1

100

Niemcy

347

19,9

6,1

11,5

3,9

58,6

100

Francja

260

28,0

6,0

11,0

5,0

50,0

100

Portugalia

132

18,9

3,2

2,9

3,6

71,4

100

Polska

250

14,0

2,0

7,0

22,0

75,0

100

Ilość wytwarzanych rocznie odpadów komunalnych stałych przez mieszkańca i ich struktura w wybranych krajach w latach 1993 -95

Opakowania stanowią jeden z podstawowych problemów gospodarki odpadami. Kraje

Unii Europejskiej wprowadziły odpowiednie regulacje prawne oraz rozwiązania organizacyj-
ne mające doprowadzić do wzrostu masy odzyskiwanych opakowań do poziomu 50-80% w
roku 2006.
Wzrastające wymogi w zakresie ochrony środowiska spowodowały znaczne ograniczenie
terenów, na których można budować wysypiska (składowiska) odpadów. Podobnie wysokie
koszty pozyskiwania terenów pod budowę zakładów unieszkodliwiania odpadów stwarzają
konieczność stosowania intensywnych technologii, mniej terenochłonnych, pozwalających na
minimalizację oddziaływania zakładu na środowisko. W takiej sytuacji konieczne jest prowa-
dzenie badań, które muszą dostarczyć informacji potrzebnych do doboru optymalnej metody
(sposobu technologicznego) unieszkodliwienia lub przerobienia odpadów na danym terenie.
Dlatego przy projektowaniu takich systemów powinniśmy wziąć pod uwagę:



Ilość nagromadzonych odpadów



Właściwości fizyczne



Właściwości paliwowe



Właściwości nawozowe



inne

Ustawa o samorządzie terytorialnym nałożyła na gminy obowiązek ochrony środowiska

przed zanieczyszczeniem odpadami. Dlatego w gminach powstała koncepcja racjonalnej go-
spodarki odpadami z uwzględnieniem warunków lokalnych. Na system gospodarki odpado-
wej składają się:



zbieranie



transport



odzysk



unieszkodliwienie odpadów, oraz nadzór nad takimi działaniami oraz nad miejscem

unieszkodliwiania odpadów.

Zauważyć tutaj należy że gromadzenie i wywóz odpadów w gminach przebiega w miarę pra-
widłowo, problem stanowi jednak utylizacja odpadów lub ich unieszkodliwienie. Głównym
elementem racjonalnej gospodarki jest selektywna zbiórka i segregacja odpadów. W Polsce w
ostatnim czasie powstaje szereg nowoczesnych sortowi. Przykładem tego może być otwarta w
styczniu 2010 roku sortownia w Płońsku. Jest ona obecnie jedną z najnowocześniejszych sor-
towni w Polsce. Sortownie takie pozwalają na odpowiednie posortować i zaklasyfikować od-
pady w odpowiednie grupy dzięki, którym odpady trafią później w odpowiednie gałęzie
przemysłu.

9

ODPADY KOMUNALNE

SELEKTYWNE GROMADZENIE

TWORZYWA

SZTUCZNE

ODPADY

ORGANICZNE

ZŁOM

STALOWY

PAPIER

TEKTURA

SZKŁO

ZŁOM METALI

NIEŻELAZNYCH

HUTY ŻELAZA I

STALI

WYTWARZANIE

BIOGAZU

KOMPOSTOWA

NIE

HUTY METALI

NIEŻELAZNYCH

PRZEMYSŁ

ELEKTROMASZ

YNOWY

DROBNA

WYTWÓRCZO-

ŚĆ

ZAKŁADY

TWORZYW

SZTUCZNYCH

DROBNA

WYTWÓRCZO-

ŚĆ

HUTY SZKŁA

FABRYKI

PAPIERU

FABRYKI

CELULOZY

SORTOWNIE WRAZ Z OCZYSZCZENIEM

rys. schemat selektywnej zbiórki i recyklingu odpadów

10

Widzimy zatem, że podstawowym elementem w racjonalnym systemie gospodarki odpadami
komunalnymi musi być odpowiednia zbiórka i segregacja odpadów, które są w ostatnich la-
tach realizowane poprzez:



selektywną zbiórkę u źródła



w zakładach mechanicznego sortowania odpadów (rys poniżej)

11

12

ODPADY KOMUNALNE

Frakcja ciężka

Frakcja nieorganiczna

Frakcja metali nieżelaznych



I

ROZDZIELENIE

II

ROZDZIELENIE

III

ROZDZIELENIE

obróbka

frakcji lek-

kiej

obróbka

frakcji szkła

obróbka

frakcji metali

nieżelaznych

obróbka

frakcji orga-

nicznej

obróbka

frakcji złomu

żelaznego

wykorzysta-
nie tworzyw

sztucznych,

papieru, tek-

styliów, pa-

liwa

wykorzysta-

nie szkła

wykorzysta-

nie złomu

Cu, Al

wykorzysta-

nie kompostu

paszy

wykorzysta-

nie złomu
żelaznego

frakcja lekka

frakcja złomu

żelaznego

frakcja orga-

niczna

frakcja

szkła

tworzywa

sztuczne, pa-

pier, tekstylia,

paliwo

kawałki szkła

Złom Cu, Al

kompost, pasza

złom żelazny

ENERGIA I PRODUKTY

(rys. Systematyka metod mechanicznego sortowania odpadów komunalnych)

13



jako sortowanie na składowiskach odpadów (najczęściej ręczne)

W systemach takich najczęściej stosuje się:



rozdrabnianie, rozwłóknianie, stapianie, mielenie (rozdrabniarki różnego typu, młyny,

itp.)



elektromagnetyczne wydzielanie metali żelaznych lub dekoderowe wydzielanie metali

nieżelaznych i ich prasowanie



segregacje powietrzną i balistyczną (różnego typu separatory, tzw. Klasyfikatory. Itp.)



separacje optyczną



separację termiczną



flotację

W Polsce funkcjonuje 52 sortownie odpadów, w których jest prowadzony ręczny lub

ręczno-mechaniczny proces segregowania odpadów. Prawie do wszystkich sortowni odpady
dostarczane są z selektywnej zbiórki. W 2002 roku z odpadów wyselekcjonowano i poddano
recyklingowi około 118 tysięcy ton odpadów co stanowiło 1,1% ogólnej ilości. Recyklingowi
organicznemu poddano około 2% odpadów. Na składowiska trafia reszta odpadów to jest
około 97% całości wytwarzanych odpadów komunalnych. W latach 2003-06 przewidziano
sukcesywne wdrażanie rozwiązań związanych z recyklingiem odpadów ulegających biode-
gradacji. Przyjęto, że oprócz recyklingu odpadów opakowaniowych poziom odzysku i
unieszkodliwienia (poza składowaniem) odpadów komunalnych ulegających biodegradacji
podniesie się do poziomu 12%. Przewiduje się iż w tym tylko roku całkowita ilość wytwo-
rzonych odpadów komunalnych ulegających biodegradacji wyniesie około 6400 tysięcy ton,
co oznacza, że w tym roku należy zagwarantować odzysk i unieszkodliwienie tych odpadów
(poza składowiskiem) na poziomie 3100 tysięcy ton. W tym roku do składowania można bę-
dzie dopuścić tylko 3300 tysięcy ton odpadów komunalnych ulegających biodegradacji. Dla-
tego też zastosowanie termicznych metod przekształcania odpadów z wykorzystaniem ener-
gii, będzie niezbędne w województwach, w których powstają największe ilości odpadów.
Odzysk odpadów jest jedną z najskuteczniejszych metod likwidacji ich uciążliwości dlatego
gdyż odpowiednia ich selekcja powoduje że mogą być one wykorzystywane w celach:



przemysłowych



energetycznych



budowlanych



jako surowiec wtórny w całości lub w części
- surowce wtórne – metale żelazne i kolorowe, szkło, makulatura, itp.
- surowce do produkcji półfabrykatów
- materiał energetyczny



nieprzemysłowych, w szczególności jako kompost do nawożenia i ulepszania gleby,

rekultywacji gatunków, itp.

Unieszkodliwianie odpadów komunalnych – polega na poddaniu procesom biologicznym,
fizycznym lub chemicznym odpadów komunalnych w celu doprowadzenia ich do stanu któ-
ry nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz środowiska. W rozumieniu Ustawy o
odpadach unieszkodliwieniem odpadów nazywać będziemy także ich składowanie. Obecnie
stosuje się różne sposoby unieszkodliwiania odpadów wraz z ich odzyskiem. Zaliczymy do
nich:



metody biologiczne – recykling organiczny



fermentacja metanowa

- w komorach
- w pryzmach energetycznych



metody termiczne – przekształcanie termiczne

- spalanie
- zgazowanie

14

-

odgazowanie (piroliza) -

wytwarzanie biogazu - na składowiskach odpadów biogaz

wytwarza się samoczynnie, stąd nazwa gaz wysypiskowy. Obecnie na wysypiskach
instaluje się systemy odgazowujące. Nowoczesne składowiska posiadają specjalne
komory fermentacyjne lub bioreaktory, w których fermentacja metanowa odpadów
odbywa się w stałych temperaturach 33-37 °C. Ze składowiska o powierzchni około
15 ha można uzyskać 20 do 60 GWh energii w ciągu roku, jeżeli roczna masa składo-
wanych odpadów to około 180 tys. ton. Biogaz powstaje również w sposób naturalny
np. na torfowiskach (głównie z celulozy), nazywamy go wtedy gazem błotnym lub ga-
zem gnilnym. Czasami biogaz określa się jako agrogaz, zwłaszcza jeżeli uzyskujemy
go z gnojowicy lub obornika. Z 1m³ gnojowicy można uzyskać w przybliżeniu 20m³
biogazu, natomiast z 1m³ obornika nawet 30m³. Pozostałość po fermentacji stanowi
cenny nawóz. Biogaz ma szerokie zastosowanie: wykorzystuje się go głównie w In-
diach, Chinach, Szwajcarii, Francji, Niemczech i USA jako paliwo dla generatorów
prądu elektrycznego (ze 100m³ biogazu można wyprodukować około 540-600 kWh
energii elektrycznej), jako źródło energii do ogrzewania wody, a po oczyszczeniu i
sprężeniu jako paliwo do napędu silników (instalacje CNG). Do roku 2013 w Polsce
planuje się produkować 1 mld

3

biogazu m.in. do ogrzewania budynków. Według Mi-

nisterstwa Rolnictwa wprowadzenie tego planu poprawi bezpieczeństwo energetyczne
oraz stan środowiska naturalnego.



przerób na paliwo



obróbka w glebie i ziemi

Aby móc podjąć decyzję o wyborze sposobu postępowania z odpadami komunalnymi w da-
nym regionie niezbędne jest przygotowanie planu na okres co najmniej 10lat, który zawierał
będzie:



analizie i prognozach gospodarki odpadami komunalnymi z szczególnym uwzględnie-

niem

- typów zabudowy i funkcji poszczególnych terenów miasta
- źródeł powstawania odpadów
- charakterystyki ilościowej i jakościowej odpadów
- analizy zbytu surowców wtórnych
- kwestii prawnych i ekonomicznych, prognoz warunków społecznych i gospodar-
czych miasta, itp.

Składowanie odpadów na składowiskach – składowanie jest to postępowanie z odpadami,
których nie wykorzystano lub unieszkodliwiono w inny sposób. Polega ono na bezpiecznym
deponowaniu ich w miejscu do tego przeznaczonym. Wszystkie składowiska należą do naj-
trudniejszych budowli gdyż charakteryzuje je:



duża powierzchnia zabudowy (kilka tysięcy metrów kwadratowych)



duża pojemność odpadów



miąższość składowanych odpadów



okres eksploatacji (kilkadziesiąt lat)



maksymalna szczelność i minimalne oddziaływanie na otoczenie.

Ponad to muszą spełniać szereg wymogów technicznych, które są obecnie stawiane nowocze-
snym składowiskom:



system zabezpieczenia wód gruntowych, powierzchniowych i podziemnych przed

wpływem odpadów



system ujmowania i oczyszczania odcieków



systemy ujmowania i zagospodarowywania biogazów



sprzęt technologiczny do formowania i zagęszczania odpadów

15



zaplecze techniczno-socjalne



system stałej kontroli wpływu składowiska na środowisko



systemy zabiegów rekultywacyjnych.

Podczas projektowania wysypiska śmieci należy zastosować odpowiednie uszczelnienia, któ-
re można podzielić na:



uszczelnienia podstawy



uszczelnienia zewnętrzne powierzchni rekultywowanych



uszczelnienia boczne

16

Stosowane systemy uszczelnień składają się z różnych elementów: warstwy nośnej lub war-
stwy podłoża, uszczelnienia właściwego, warstwy odsączającej (drenażowej), warstwy
ochronnej. Każdy z zastosowanych elementów konstrukcyjnych składowiska ma swoje prze-
znaczenie. Dlatego podczas projektowania tego typu składowisk należy uwzględnić indywi-
dualne jego cechy. To pozwoli na dobór odpowiednich materiałów konstrukcyjnych i izola-
cyjnych w efekcie czego lepiej będziemy chronić nasze środowisko.
Wymagania stawiane wielowarstwowym uszczelnieniom podstawy wysypiska:
WARSTWA MINERALNA



ograniczenie filtracji i dyfuzji odpowiednio do wybranego materiału, zagęszczenia,

miąższowości warstw



odporności na erozję i oddziaływanie wody



odporność na odcieki



zdolność absorpcji ciężkich metali w zależności od zawartości w materiale minerałów

ilastych i części organicznych



brak podatności na osiadanie i zdolność do samouszcuplania

GEOMEMBRANA



brak podatności na osiadanie o odkształcanie



1,5 – 5 mm grubości



ochrona gruntu przed Ociekami



długotrwała ochrona chemiczna w połączeniu z warstwą uszczelnienia mineralnego i

temperatury

WARSTWA OCHRONA



rozkłada w sposób równomierny naprężenia działające na geomembranę

SYSTEM DRENAŻOWY



umożliwia zbieranie i usuwanie odcieków z odpadów, a tym samym zabezpiecza

przed gromadzeniem się odcieków nad systemem uszczelniania.

Wbrew obecnie panującym poglądom właściwe założenie w pełni bezpiecznego składowiska
nie kosztuje więcej od innych sposobów unieszkodliwienia odpadów (np.: budowa nowocze-
snej spalarni). Podczas planowania budowy składowiska odpadów ogromne znaczenie od-
grywa jego położenie a właściwie rzeźba terenu na którym ma ono powstać. Jest to dość
istotny czynnik gdyż decyduje o sposobie jego eksploatacji. Wyróżnia się położenia:



wgłębne

(stanowią różnego rodzaju wyrobiska poeksploatacyjne kopalń, parowy, wą-

wozy,, małe niecki polodowcowe oraz inne suchogruntowe obniżenia terenu)



zboczowe

(stanowią odpowiednie fragmenty parowów, kotlin śródgórskich, niecek i

rynien polodowcowych)



płaski

(wiąż się z koniecznością wyniesienia jego bryły ponad otaczający teren)

17

Innym sposobem unieszkodliwiania i wykorzystywania śmieci jest ich spalenie. Do tego

celu stosuje się nowoczesne technologie które to umiejscawia się w spalarniach. Są to różne-
go typu zakłady zajmujące się utylizacją (spalaniem) odpadów komunalnych (śmieci). Jedno-
cześnie są one ostatnim etapem ekologicznego systemu gospodarki odpadami. To najtańsze
optymalne rozwiązanie, stosowane obecnie w większości krajów Unii Europejskiej.

Śmieci posiadają wysoką wartość energetyczną, więc możliwa jest ich obróbka termiczna.

Spalarnia odpadów nie tylko utylizuje śmieci, ale pozwala też na odzyskanie energii, która
może być wykorzystywana w miejskiej sieci ciepłowniczej i elektrycznej. Ze spalania 1 tony
odpadów komunalnych można osiągnąć tyle energii co z 200 litrów ropy naftowej. Ze spala-
nia 1 tony odpadów po sortowaniu, tyle co z 220 litrów ropy naftowej. Jakość techniczna do-
stępnych obecnie rozwiązań gwarantuje przeprowadzenie całego procesu pod kontrolą i czyni
go całkowicie bezpiecznym dla środowiska. Nowoczesne spalarnie są obiektami ekologicz-
nymi, spełniającymi bardzo duże wymagania dotyczące emisji. W literaturze spotkamy się z
nazwą Zakład Termicznego Przekształcania Odpadów. W zakładach tego typu stosuje się
różnego typu piece w zależności od typu materiału który chcemy spalić. I tak wyróżniamy
piece:



piec obrotowy – w piecach tego typu najczęściej spala się odpady powstające w szpi-

talach, przychodniach, sanatoriach, domach opieki, klinikach dla zwierząt itp.



piec statyczny – służy do unieszkodliwienia odpadów płynnych i gazowych jest to

jednokomorowa spalarnia, w której pod wpływem temperatury niszczy się niebez-
pieczne gazy lub płyny.

18



piec fluidalny – stosuje się do unieszkodliwienia odpadów fluidalnych czyli do spala-

nia paliw konwencjonalnych jak i niekonwencjonalnych



piec opancerzony – służy do niszczenia przestarzałej amunicji lub innych materiałów

zaklasyfikowanych jako środki bojowe



piec rusztowy – służy do spalania odpadów komunalnych – odpady poddawane są

termicznej utylizacji, stanowią około 30% odpadów produkowanych w mieście. Są to
odpady po wcześniejszej segregacji, nie nadające się do dalszego przetwarzania.

W tego rodzaju piecach w wyniku spalania odpadów powstaje:



popiół – który stanowi 10% początkowej objętości odpadów , który następnie jest

rozdzielany na duże frakcje i pył. Następnie przechodzi przez elektromagnes gdzie
odzyskane zostają metale. Następnie przechowywany jest w zamkniętym zbiorniku,
wyposażonym w system wentylacyjny, aby nie doszło do samozapłonu gazów ulatnia-
jących się z popiołów. Po napełnieniu się zbiornika, popioły odbierane są przez wy-
specjalizowane firmy w celu ich detoksykacji oraz odzysku półprzewodników. Tak
przygotowany, jeden z końcowych produktów spalania, jest całkowicie bezpieczny i
może służyć jako półprodukt w budownictwie.



gaz syntetyczny - Instalacje służące do oczyszczania gazów spalinowych stanowią

największą część spalarni, kosztowo 70% całej inwestycji. Gazy muszą być pozba-
wione wszelkich substancji toksycznych, zgodnie z panującymi wysokimi standarda-
mi Unii Europejskiej.

19

ZALETY SPALARNI



znaczące zmniejszenie ilości odpadów trafiających na składowiska - żużle i popioły
stanowią 30% ilości spalanych odpadów



likwidacja uciążliwości zapachowych



ograniczenie szkodliwości odpadów



eliminacja zanieczyszczeń biologicznych



wychwytywanie zanieczyszczeń chemicznych



odzysk energii z odpadów – zmniejszenie zapotrzebowania na pewną ilość energii
produkowaną z tradycyjnych źródeł (np. z węgla)



minimalizacja miejsca potrzebnego na budowę infrastruktury gospodarki odpadami –
teren potrzebny na budowę spalarni to ok. 4-5 ha, natomiast teren potrzebny na skła-
dowisko to ok. 45 ha,



odzysk materiałowy – wykorzystanie pozostałości stałych po spaleniu do budowy
dróg,

Pomimo stosowania tego typu rozwiązań w społeczeństwie panują negatywne nastroje do-

tyczące utylizacji śmieci poprzez wykorzystanie do nich spalarni. To powoduje blokowanie
szeregu inwestycji budowlanych. Dziś wiemy, że odczucia te są błędne gdyż nowoczesne
technologie zainstalowane w tego rodzaju spalarniach ograniczają niemal do zera negatywne
działanie na środowisko.

Niestety w Polsce posiadamy tylko 46 spalarni śmieci. Ich ilość jest zdecydowanie niewy-

starczająca zwłaszcza że z roku na rok produkcja odpadów jest coraz większa, a składowiska
odpadów nie są w stanie przyjmować już kolejnych partii śmieci – są przepełnione. Bardzo
trudna sytuacja dotyczy głównie województwa mazowieckiego. „Województwo mazowieckie
znajduje się na piątym miejscu w Polsce pod względem ilości wytworzonych odpadów z sek-
tora gospodarczego i na pierwszym miejscu pod względem ilości zebranych odpadów komu-
nalnych (dane GUS)”

20

MINIMALIZACJA POWSTAJĄCYCH

ODPADÓW U ŹRÓDŁA

RECYKLING SUROWCÓW

WTÓRNYCH

W MIEJSCU

PROCESU

NA

ZEWNĄTRZ

ZMIANY WYROBU

- wyroby nowszej generacji
- konserwacja (ochrona,
zabezpieczenie wyrobu)

KONTROLA ODPADÓW

- u źródła

WTÓRNE STOSOWANIE
- powrót do pierwotnego
procesu
- surowiec zastępczy dla
innego procesu

ODZYSK SUROWCÓW

- procesy wytwórcze w celu regeneracji zasobów
- procesy przetwórcze jako produkcja uboczna

ZMIANY STRUKTURY

MATERIAŁU

- obróbki powierzchniowe
- zmniejszenie zawartości
zanieczyszczeń materiału
- zmiany kompozycji skład-
ników materiałowych

ZMIANY TECHNOLOGII

- zmiana procesu
- zmiana wyposażenia tech-
nicznego
- dodatkowa automatyzacja
stanowisk
- zmiany w układach opera-
cyjnych

RACJONALIZACJA WYTWARZANIA

- poprawa organizacji zarządzania
- poprawa organizacji procesów produkcji
- zapobieganie stratom w procesie produkcji
- poprawa funkcji użytkowej materiałów i wyrobów
- segregacja odpadów w toku produkcji i po jej zakończeniu

TECHNIKI I TECHNOLOGIE MINIMALIZACJI ODPADÓW ORAZ RACJONALNEGO

PRZETWÓRSTWA

(rys.1 - przedstawia technologie minimalizacji ilości odpadów oraz ich racjonalnego przetwórstwa)

21

Bibliografia:

1. Czesława Rosik-Dulewska, Podstawy Gospodarki Odpadami, PWN, Warszawa 2005
2. Andrzej Jędrczak, Biologiczne Przetwarzanie Odpadów, PWN, Warszawa 2007
3. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Warszawie, Stan środowiska w woje-

wództwie mazowieckim w 2008 roku
(http://www.wios.warszawa.pl/portal/pl/14/Monitoring _odpadow.html)

4. Materiały informacyjne ze stron:

http://biznes.interia.pl/news/najwieksze-wysypiska-smieci-na-swiecie,1229150

http://zb.eco.pl/article/odpady-a464l1

http://sakar.republika.pl/wysypisk.htm

http://www.bipro.de/waste-events/doc/events07/plland_presentation_6gp_mk.pdf

http://www.ietu.katowice.pl/aktual/Pol_niem_sem/Kultys_referat.pdf

http://www.winderickx.pl/