/Kompostowanie odpadów - dobry interes czy uciążliwa konieczność?/

------------------------------------------------------------------------

*dr Renata Przywarska*
Przewodnicząca komisji ds. Gospodarki Odpadami
przy Zarządzie Głównym PKE


NOWE TECHNOLOGIE BIOLOGICZNEGO UNIESZKODLIWIANIA ODPADÓW



*Wprowadzenie*

Szacuje się, że 35
40% wszystkich odpadów komunalnych w Polsce
stanowi frakcja organiczna.

W kwietniu 1999r. wydana została Dyrektywa unijna o składowaniu,
która wymusza na krajach członkowskich oraz kandydujących do UE,
stopniowe redukowanie zawartości odpadów organicznych w składowanych
odpadach do ok. 10% w 2015r. Wymóg ten określa odpowiednie działania
straregiczne zmierzające do wydzielenia i unieszkodliwienia frakcji
organicznej odpadów komunalnych.

Do utylizacji odpadów organicznych mogą być stosowane metody
biologiczne
tlenowe (kompostowanie), beztlenowe (fermantacja) oraz
ich kombinacja.

Nie wszystkie odpady nadające się do kompostowania można poddawać
fermentacji.

Odpady łatwo rozkładalne biologicznie, o dużej wilgotności mogą
stwarzać problemy podczas kompostowania, ponieważ prowadzą do
powstawania stref beztlenowych wewnątrz kompostującego złoża.

Z ogólnej masy odpadów biologicznie rozkładalnych od ^1 /_2 do ^2
/_3 odpadów nadaje się bardziej do fermentacji niż do kompostowania.



*Kompostowanie odpadów organicznych.*

Kompostowanie odpadów polega na niskotemperaturowym tlenowym
rozkładzie substancji organicznych pochodzenia komunalnego,
przemysłowego i rolniczego (biomasy) z udziałem mikroorganizmów.

Zależnie od struktury rejonu, można opracować sposób
zcentralizowanego jak i zdecentralizowanego kompostowania [1].

W przeważającej liczbie przypadków korzystniejsze są koncepcje z
zakładem centralnym.

Koncepcje zdecentralizowanej kompostowni mają tę przewagę, iż ze
względu na niewielką zdolność przerobową zakładów (do 6,5tys.
Mg/rok) okres realizacji jest o wiele krótszy i łatwiej uzyskać
akceptację lokalizacji ze względu na niewielkie zapotrzebowanie terenu.

Ponadto dzięki istnieniu wielu zakładów ogólny system charakteryzuje
się dużą elastycznością i różnorodnymi możliwościami jego
stopniowego wprowadzania.

Najprostszą metodą jest kompostowanie w pryzmach, napowietrzanych
przez przerzucanie lub sztucznie (system napowietrzania
zainstalowany pod pryzmami). Konieczne jest umieszczenie pryzm w
pomieszczeniach zamkniętych (odory) oraz założenie odpowiedniego
systemu odprowadzania powietrza z biofiltrem.

Jest to związane ze znacznymi nakładami na budowę jak i wentylację i
z konieczności ogranicza do minimum pojemność i powierzchnię halową.
Metody te są opłacalne dopiero przy zdolności przerobowej powyżej 15
tys. Mg/rok. Dla zakładów o zdolności przerobowej do około 10 tys.
Mg/rok opracowano metody kompostowania w boksach / kontenerach.
Zdolność przerobową można zwiększyć powyżej 15 tys. Mg/rok przez
zastosowanie większej ilości boksów.

Wśród technologii umożliwiających intensywny przebieg procesu
kompostowania odpadów organicznych na uwagę zasługują systemy:
Kneer, MUT
Herhof i MUT
Kyberferm oraz system komór tunelowych.

Oferowana przez firmę HORSTMANN kompostownia kontenerowa systemu
Kneer jest jednostką funkcjonującą według zasad systemu modułowego,
tzn. przepustowość kompostowni regulowana może być przez kolejne
moduły kompostujące.

Jeden moduł podstawowy składa się z [2]:

* ośmiu kontenerów, w których odbywa się kompostowanie,
* jednego kontenera stacji sprężarkowej,
* jednego kontenera z centralą sterowania fazą intensywnego
kompostowania,
* jednego kontenera z filtrem biologicznym,
* jednego systemu napowietrzania oraz odpowietrzania wraz z
systemem rurociągów.

Do jednej centrali sterującej może być podłączonych od jednego do
ośmiu modułów kompostujących, stąd wydajność roczna może być
osiągana od 3 do 24 tys. Mg kompostu w jednym układzie. Dzięki
wyposażeniu kontenerów w system haków ich transport nie nastręcza
żadnych trudności.

Procesowi kompostowania poddawana jest organiczna frakcja odpadów
komunalnych, osady z oczyszczalni ścieków i odpady zielone.

Charakterystyka parametrów procesów prowadzonych w systemie Kneer
przedstawia się następująco:

* w okresie dwutygodniowej intensywnej przeróbki odpadów w
hermetycznych kontenerach otrzymywany jest kompost świeży,
który jest biologicznie stabilny i pozbawiony nieprzyjemnego
zapachu,

* po okresie 4 do 6 tygodni przebywania w pryzmach otrzymywany
jest kompost dojrzały, który cechuje się wysoką jakością i
przydatnością do wykorzystania rolniczego, ogrodniczego,
zieleni miejskiej, rekultywacji itp.

System MUT
Herhof [3] polega na kompostowaniu wstępnym odpadów
organicznych z odpadami zielonymi w bioreaktorze.

Proces kompostowania wstępnego trwa 7 do 10 dni, a dojrzewanie
kompostu 2 do 4 miesięcy. W komorze istnieją warunki do zapewnienia
optymalnych parametrów procesu, dające możliwość sterowania procesem
technologicznym (intensywne napowietrzanie), a także warunki dla
pełnej jego hermetyzacji (komora zamknięta, biofiltr, obieg
zamknięty odcieków). Zachowane są również reżimy temperaturowe
procesu (70^o C). Redukcja masy dochodzi od 25 do 35%.

W dotychczasowej technice napowietrzania kompostowanej masy
stosowano wymuszony nadmuch powietrza od dołu ku górze. Zaletą tej
techniki jest stałe wywołane ruchem powietrza spulchnianie,
natomiast wadą
osuszanie zwłaszcza dolnych warstw kompostowanej masy.

Nowe rozwiązanie w tym zakresie: system odsysająco
interwałowy
(podciśnieniowy) opatentowała firma MUT
Stockerau nadając mu nazwę
MUT
Kyberferm [4].

Powietrze przepływa przez kompostowany materiał od góry ku dołowi,
co ułatwia nasycanie osadu wilgocią i równomierne jego napowietrzanie.

Ilość bioreaktorów, bioboksów lub kontenerów uzależniona jest od
dziennej ilości przyjmowanego materiału wsadowego i czasu trwania
intensywnego dojrzewania (standard
21 dni). Sterowanie procesem
odbywa się przy pomocy komputera, którego zadaniem jest
kontrolowanie intensywności napowietrzania, wilgotności materiału
wsadowego, jego temperatury, ilości przepływającego powietrza w
każdej fazie prowadzonego procesu.

Kompostowanie tunelowe rozpoczyna się wstępną obróbką materiału
organicznego. Po załadowaniu na przenośnik kanałowy, poprzez
przenośnik wznoszący materiał podaje się do kabiny sortowniczej
(oddzielenie metali i materiałów zakłócających proces) [5].
Następnie sito bębnowe rozdziela masę na dwie frakcje, z których
frakcja powyżej 60mm poddawana jest rozdrobnieniu. Dodaje się
gałęzie i inne materiały poprawiające strukturę masy organicznej.

Biomasa przez układ przenośników automatycznych zostaje wprowadzona
do tuneli. Po hermetycznym zamknięciu bram, kontrolę nad procesem
przejmuje komputer nadzorując optymalne warunki kompostowania.

Intensywne kompostowanie w komorach tunelowych trwa 7 do 14 dni, a
następnie układ zabieraków połączony z przenośnikami opróżnia komorę
i przesyła świeży kompost pod wiatę dojrzewania.

Końcowym etapem jest przygotowanie kompostu do celów handlowych
(odsiew pozostałych zanieczyszczeń, przesiewanie na różne frakcje).

Duża wydajność tego typu kompostowania pozwala na zastosowanie w
kompostowniach centralych.

Technologia kompostowania jest ciągle doskonalona w kierunku
intensyfikacji procesu oraz uzyskania kompostu bezpiecznego
ekologicznie, wysokiej jakości i o szerokim zastosowaniu.

Komposty produkowane z selektywnie zbieranych bioodpadów zawierają
od 5 do 10 razy mniej metali ciężkich niż komposty z nie
segregowanych odpadów komunalnych.



Ilości zbieranych i przetwarzanych odpadów organicznych w krajach UE
są bardzo zróżnicowane.

W 1995r. z potencjalnej ilości ok. 60 mln Mg wytworzonych bioodpadów
i odpadów zielonych, odzyskiwano ok. 10 mln Mg (17%), produkując ok.
4 mln. Mg kompostu [6].

W Polsce funkcjonują obecnie 22 kompostownie odpadów, dziewięć z
nich przetwarza nie segregowane odpady komunalne, a tylko dziesięć
odpady organiczne gromadzone selektywnie.

W sumie, w Polsce kompostuje się ok. 1,9% powstających odpadów
komunalnych, co stawia nas w tej dziedzinie na jednym z ostatnich
miejsc w Europie [7].

W Polsce kompostowniami nowej generacji są: kompostownia z
bioreaktorem firmy MUT
Herhof uruchomiona w 1997 r. w Żywcu,
kompostownia kontenerowa systemu Kneer firmy HORSTMANN uruchomiona w
1999r. w Świętochłowicach, nowoczesna kompostownia pryzmowa w
Gorzowie Wielkopolskim (1999r.), kompostownia pryzmowa odpadów
organicznych oraz kompostownia ze wstępnym kompostowaniem w
bioblokach, a następnie dojrzewaniem kompostu na pryzmach,
uruchomiona w czerwcu 1999r. w Zabrzu; kompostownia odpadów
zielonych w Krakowie w technologii Kyberferm firmy MUT
Stockerau
uruchomiona w maju 2000r., kilka innych znajduje się w fazie
projektowania lub budowy [7,8].



*Sterowana fermentacja metanowa odpadów.*

Sterowana fermentacja metanowa odpadów polega na przeprowadzaniu
beztlenowego, biochemicznego rozkładu substancji organicznej w
bioreaktorze w ściśle kontrolowannych warunkach, a jej produktami są
biogaz oraz pozostałość stała o własnościach nawozowych.

W Europie wybudowano do końca 2000 r. ponad 30 zakładów o
przepustowości co najmniej 3 tys. Mg/rok, w których przetwarzane są
na drodze fermentacji odpady zawierające więcej niż 10% wag.
biofrakcji z odpadów komunalnych (tab.1) [9].

/Tabela 1. Oferowane technologie "mokrej" fermentacji odpadów
komunalnych [9]/

*Technologia/
/System* *Pierwszy zakład przetwarzający odpady* *Typ fermentacji*
*LZ do
2000 r.^2 *
*Rok* *Państwo* *Miasto* *Rodzaj odpadów^1 * *Przepust
Mg/rok* *Liczba stopni* *Temp. ^o C*
*BIOSTAB* 1992 Niemcy Kaufbeuren B 6 000 1 35 lub 55 1
*BTA* 1991 Niemcy Helsingor B 20 000 1 lub 2 35 lub 55 10
*ENTEC* 1995 Austria Kainsdorf B, OZ 14 000 1-2 35/55 5
*IONICS ITALBA* 1988 Włochy Bellaria ZOK 4 000 1 35 1
*PAQUES/BFI
(Prethane/Rudad)* 1992 Holandia Breda B, (ZOK) 10 000 2 lub 3 35 5
*DSD-CTA (Plauner)* 1986 Niemcy Zobes B, OZ 20 000 2 35/55 2
*Schwarting/Uhde* 1995 Niemcy Finsterwalde OŚ, OZ, B 90 000 2 35/55 1
*DBA-WABIO* 1988 Francja Amiens ZOK 85 000 1 35 7
*WASSA* 1989 Finlandia Vaasa ZOK 25 000 1 35 -

^1 B
bioodpady, OZ
odchody zwierzece, ZOK
zmieszane odpady
komunalne, OŚ
osady ściekowe

^2 liczba zakładów wybudowanych do 2000 r.



Przedstawione technologie charakteryzują się dużym zróżnicowaniem
przyjętych rozwiązań techniczno
technologicznych prowadzenia procesu.

Technologie fermentacji odpadów znajdują się nadal w fazie
intensywnego rozwoju.

Realizowane są zarówno technologie mezofilowe (62% przepustowości
wszystkich instalacji), jak i termofilowe, głównie jednostopniowe
(ok. 89% przepustowości). Najwięcej zakładów (13) zostało
wybudowanych w Niemczech, o łącznej przepustowości ok. 300 tys.
Mg/rok, z przeciętną przepustowością ok. 22 tys. Mg/rok. Są to
instalacje małe w porównaniu do wielkich zakładów budowanych w
Belgii, Holandii i Francji, o przepustowościach od 30 tys. do 50
tys. Mg/rok. W Polsce działają dwie instalacje
w Zgorzelcu i w
Puławach
o przepustowościach odpowiednio: 10 tys. i 22 tys Mg
odpadów komunalnych.

Trzeci zakład unieszkodliwiania odpadów komunalnych metodą WABIO
budowano w Rzeszowie. Inwestorem była spółka MB-Rzeszów S.A.
Zakończenie budowy planowano na 1999 r. Do dzisiaj brak informacji o
zakończeniu budowy.



*Kryteria wyboru technologii.*

Kompostowanie zalicza się do wysokosprawnych technologii
przetwarzania bioodpadów od ponad 30 lat.

Fermentacja, w przeciwieństwie do kompostowania była uważana do ok.
1995r. za technologię niedostatecznie rozpoznaną i kosztowną.

Budowano instalacje tlenowe do przetwarzania odpadów, wybierając
mniejsze ryzyko i niższe koszty inwestycyjne.

Rozwój fermentacji oraz informacje uzyskiwane z eksploatacji różnych
instalacji udowadniały, że beztlenowa przeróbka odpadów może
wykazywać konkurencyjne do kompostowania koszty.

Bardzo istotne jest sformułowanie kryteriów, które należy uwzględnić
rozważając wybór wariantu kompostowania lub fermentacji. Należą do
nich m.in.:

* ilość i rodzaj odpadów przewidzianych do przeróbki,
* warunki lokalizacyjne,
* akceptacja społeczna,
* możliwość zbytu produktu finalnego (kompost, biogaz).

Wybór technologii i wydajność obiektu musi być dostosowany do
gwarantowanej ilości odpadów z uwzględnieniem możliwości rozbudowy
obiektu.

Rejon obsługiwany przez jedną kompostownię powinien zawierać się w
promieniu max. 30km. Stosowanie technologii beztlenowych jest
uzasadnione ekonomicznie wyłącznie w przypadku dużych obiektów
(wydajność pow. 40 tys. Mg/rok)[10].

Porównanie tlenowych i beztlenowych metod przeróbki odpadów
organicznych zawiera tab.2.

/Tabela 2. Porównanie metod przeróbki frakcji organicznej odpadów
[10]./

*Metoda tlenowa,
prosta technologia* *Metoda tlenowa,
wyższy standard techniczny* *Metoda beztlenowa*
*Koszty eksploatacyjne wraz z amortyzacją* Bardzo niskie 40-50
PLN/Mg Niskie do średnich
600-100 PLN/Mg Najczęściej wysokie
120-200 PLN/Mg
*Nakłady
techniczne* Niskie,
ew. napowietrzana płyta Średnie, zadaszenie, oczyszczanie powietrza
wymagające wyższych nakładów Wysokie
*Nakłady
eksploatacyjne* Bardzo niskie, przerzucanie pryzm, zastosowanie
ładowarki Średnie do wysokich, załadunek kontenerów/wież/tuneli
wymaga nakładu pracy Wysokie, skomplikowana technika regulacyjna
*Emisje do powietrza,
odcieki* Problem w fazie dojrzewania intensywnego, odległość od
zabudowy min.300m, lepiej 1000m, zawracanie odcieków do obiegu
Regulowane, biofiltry do oczyszczania powietrza, zawracanie odcieków
do obiegu Nieduża objętość powietrza, powietrze jest oczyszczane,
duża ilość odcieków
*Zapotrzebowanie
miejsca* Duże, ok. 5ha dla obiektu
20 000 Mg/rok Duże, ok. 4ha dla obiektu
20 000 Mg/rok Nieduże, przy dojrzewaniu w pryzmach ok. 2ha dla
obiektu 20 000Mg/rok
*Jakość
kompostu*
Dobra, zależy od wsadu
Dobra, zależy od wsadu Często problematyczna jakość wsadu, różna
jakość kompostu
*Higienizacja* Temperatura ponad 65^o C, dobre efekty higienizacji
Temperatura ponad 65^o C, dobre efekty higienizacji Faza termofilna
wymaga doprowadzenia energii z zewnątrz, najczęściej konieczne
dojrzewanie w pryzmach
*Bilans
energetyczny* Produkowane ciepło nie znajduje zastosowania
Produkowane ciepło nie znajduje zastosowania Uzysk metanu,
wykorzystanie w elektrociepłowniach, produkcja prądu



*Podsumowanie*

Dyrektywa unijna z kwietnia 1999r. o składowaniu odpadów wymusza
wydzielenie frakcji organicznej odpadów komunalnych i jej
unieszkodliwienie.

Biologiczne metody przetwarzania odpadów organicznych

kompostowanie i fermentacja posiadają już określoną pozycję w
gospodarce odpadami.

Proponowane technologie kompostowania odpadów organicznych pozwalają
na uzyskanie kompostu wysokiej jakości i o szerokim zakresie
stosowania.

Coraz częściej stosuje się technologie beztlenowego rozkładu
substancji organicznej w bioreaktorach w ściśle określonych
warunkach, których produktami są biogaz z możliwością energetycznego
wykorzystania oraz pozostałość o właściwościach nawozowych.

Obie metody mają określone zalety i wady. Wybór wariantu
kompostowania lub fermentacji zależy od szeregu kryteriów, a przede
wszystkim od specyficznych uwarunkowań lokalnych, które należy wziąć
pod uwagę przy planowaniu rozwiązania problemu odpadów organicznych.



_Literatura: _

1. Bickel F.: Planowanie inwestycji na przykładzie kompostowania
odpadów organicznych. Mat. z warsztatu niemiecko - polskiego
nt. "Rozwój gospodarki odpadami" Warszawa
Monachium, 1994,
s.34-46.

2. Kontenerowa instalacja do kompostowania odpadów biologicznych
wg systemu Kneer. Mat. firmy HORSTMANN, 1996.

3. Biologiczna utylizacja odpadów i osadów w bioreaktorach typu
MUT
Herhof w warunkach austriackich. Mat. firmy MUT

Stockerau. Austria, 1995.

4. Staszczyk J.: Skuteczność i efektywność kompostowania odpadów
organicznych na przykładzie technologii firmy MUT. Mat. II
Międzynarodowej Konferencji "Kompleksowa gospodarka odpadami".
Wisła, czerwiec 1999, s. 93-107.

5. Charakterystyka i opis technologii kompostowania tunelowego wg
Waste Treatment Technologies. 1995.

6. Jędrczak A.: Biologiczne przetwarzanie odpadów. Przegląd
Komunalny. Dodatek "Gospodarka odpadami w XXI wieku",
6(117)/2001 r., s. 89-92.

7. Przywarska R.: Kompostowanie odpadów w Polsce. Poradnik
Ekologiczny dla Samorządów. Kwartalnik nr 13/2000, s.7.

8. Przywarska R.: Kompostownia odpadów w gminie
wymagania i
celowość budowy. Mat. "Szkoły Gospodarki Odpadami 2000".
Rytro, 18-22 września 2000, s.249-256.

9. Jędrczak A., Haziak K.: Fermentacja odpadów komunalnych metodą
mokrą. Przegląd Komunalny. Dodatek: "Mechaniczno
biologiczne
unieszkodliwianie odpadów", 5(116)/2001r., s.104-106.

10. Wewetzer D.: "Biotechnologiczny" pomysł dla Łodzi. Przegląd
Komunalny. Gospodarka Odpadami 10(109)/2000, s.32-33.



------------------------------------------------------------------------