Odpady

Odpady – substancje o charakterze ciekłym lub stałym związane z działalnością gospodarczą, bytowaniem człowieka lub powstające w procesach technologicznych nieprzydatne i uciążliwe w miejscu ich powstania.

Ilość odpadów w dużej mierze zależy od globalnej produkcji , stopy życiowej mieszkańców i stopnia rozwoju danego kraju.

W Polsce powstaje około 800 tys. ton odpadów rocznie

Produkcja śmieci w Polsce to ok. 300 kg/osobę rocznie

Ustawodawstwo :

• Ustawa z 14.12.2012 r. o odpadach

• Rozporządzenie Ministra OŚ z dnia 5.04.2011r w sprawie procesu odzysku

• Rozporządzenie Ministra OŚ z dnia 13.07.2010 w sprawie komunalnych osadów ściekowych

• Dyrektywa z 19.11.2008r. dotycząca opakowań i zarządzaniami opakowalnianymi (akt europejski, którego państwa członkowskie zobowiązały się do odprowadzania do odzysku 60 – 65% wagi opakowań wprowadzanych na rynek) Głównym celem jest ograniczenie ilości odpadów.

• Krajowy plan gospodarski odpadami (KPGO) do 2014 r.

Postępowanie z odpadami według KGPO:

- zapobieganie i minimalizacja powstawania odpadów,
- zapewnienie odzysku, w tym głównie recyklingu odpadów, których powstania w danych warunkach techniczno - ekonomicznych nie da się uniknąć,
- unieszkodliwianie odpadów (poza składowaniem)
- bezpieczne dla zdrowia ludzkiego i środowiska składowanie odpadów, których nie da się, z uwagi na warunki techniczno - ekonomiczne, poddać procesom odzysku lub uniszkodliwiania.

W Polsce Ochroną Środowiska zajmują się:

Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska

Państwowa rada Ochrony Środowiska

Minister Ochrony Środowiska: Maciej Grabowski

Podział, klasyfikacja odpadów

Według ustawy odpady można sklasyfikować według:

-źródła ich powstania

-stopnia uciążliwości

-zagrożenia dla życia i zdrowia człowieka lub środowiska

Według pochodzenia:

• Rolnicze – organiczne (naturalne) i nieorganiczne (sztuczne) pozostałości po działalności rolniczej

• Przemysłowe – nieużyteczne substancje powstające przy procesach produkcyjnych w różnych gałęziach przemysłu. Najwięcej powstaje ich : w górnictwie, energetyce, przemyśle metalurgicznym.

• Komunalne – powstające w gospodarstwach domowych

Wśród tych grup wyróżnić można odpady według szczególnego zagrożenia na:

-odpady grożące zakażeniem – zawierające drobnoustroje chorobotwórcze

-odpady grożące skażeniem – zawierające substancje promieniotwórcze

-odpady szczególnie uciążliwe dla środowiska – uznane przez ministra zdrowia za trucizny lub środki szkodliwe

Podział odpadów ze względu na skład dominującej frakcji organicznej

-mineralne – do 1% substancji organicznej

-organiczno-mineralne – od 5 do 50% substancji organicznej

-organicznej – powyżej 50 % substancji organicznej

Składowiska odpadów

Składowisko odpadów potocznie wysypisko śmieci. Zlokalizowany i urządzony zgodznie z przepisami obiekt do zorganizowanego deponowania odpadów:

Rodzaje składowisk :

-nadpoziomowe (znajdujące się na płaskim terenie)

-podpoziomowe (powstałe w obniżeniach terenu)

-baseny

-zbiorniki otwarte (boksy)

-mogilniki (odpady niebezpieczne składowane pod ziemia)

Rożanów – składowisko odpadów radioaktywnych w Polsce.

Recykling

Recykling – to jedna z metod ochrony środowiska polegająca na odzysku, w ramach którego odpady są przetwarzane na produkty, materiały lub substancje wykorzystywane w pierwotnym lub innych celach. Obejmuje przetwarzania materiału organicznego, ale nie obejmuje odzysku energii lub przerobu na materiały mogące być wykorzystywane jako paliwa lub do celu wypełniania wyrobisk.

Unieszkodliwienie – nazywamy każdy proces poza odzyskiem, nawet jeżeli wtórym skutkiem tego procesu jest odzysk energii lub materiału.

Odzysk – każdy proces, którego wynikiem jest to aby materiały służyły użytecznemu zastosowaniu poprzez zastąpienie innych materiałów.

Elementy recyklingu:

-właściwa polityka ustawodawcza

-rozwój nowoczesnych technologii

-projektowanie dóbr wielokrotnego użytku

-edukacja ekologiczna

-sortowanie, gromadzenie, przechowywanie

-przetwarzanie uprzednio zgromadzonych materiałów

Cele recyklingu:

-ochrona zasobów naturalnych

-ochrona środowiska

-oszczędność energii

PAPIER

Korzyści: zmniejszenie zużycia energii o 75%, ścieków o 35%, zanieczyszczeń powietrza o 74%, ponadto zmniejsza zużycie ropy i wody.( przemysł celulozowy jest przemysłem o wyjątkowo dużym zapotrzebowaniu na wodę)

Minusy: produkt końcowy taki jak papier makulaturowy ma gorszą jakość

1 tona makulatury = 17 drzew

Polska jest krajem o lesistości około 30%, teraz propaguje się zalesianie obszarów aby wrócić do stanu pierwotnej lesistości która wynosiła ok. 40%

Przebieg recyklingu makulatury:

1.sortowanie papieru

2.mieszanie z wodą

3.masa jest rozprowadzana na tacach

4.nastepuję rolowanie i cięcie powstałego papieru

Masa jest surowcem wykorzystywanym do produkcji opakowań i papieru

TWORZYWA SZTUCZNE

Tworzywa sztuczne czyli odpady polimerowe są to produkty powstające z przerobu ropy naftowej. Długo rozkładają się w środowisku (nawet do kilku tys.lat) i są toksyczne.

Opakowania PET można przetwarzać na przędze, folie oleje opałowe a nawet meble, opakowania te są oznaczone symbolem recyklingu – trójkątem składającym się z trzech strzałek skierowanych zgodnie z ruchem wskazówek zegara z nr 01 (numer oznacza rodzaj materiału wykorzystanego przy produkcji opakowania recykling owalnego)

Kody recyklingu: wprowadzone po raz pierwszy w USA dla polimerów potem dla metali kolorowych i aluminium.

Tworzywa sztuczne stanowią ok. 14 % wszystkich odpadów, produkcja tworzyw sztucznych ma tendencję wzrostową z 2010 r siegnęła 265 mln ton, a ich centrum są Chiny.

Na świecie produkuje się około 5000 różnych polimerów które znajdują zastosowania w bardzo wielu gałęziach przemysłu np. budownictwo 23%, sprzęty elektroniczne 8%, opakowalnictwo 35% medycyna 2%, odzież 3%, zabawkarstwo 5%.

Ich konkurencyjność wynika z tego ze są :

-lekkie

-estetyczne

-tanie

-odporne

-łatwe pod względem przetwarzania i barwienia

SZKŁO

Szkło- powstaje z kwarcu, jest doskonałym surowcem wtórnym

Wykorzystanie stłuczki szklanej : niweluje poziom emisji CO₂ i trujących gazów oraz zmniejsza poziom odpadów na wyspiskach.

1 tona stłuczki stłuczki szklanej to zmniejszenie energii o 25-32%, wody o 50%, zanieczyszczeń powietrza o 14-20%, a odpadów o aż 97%

Recykling szkła ma tendencje wzrostową (do 60%)

METAL I ALUMINIUM

Całkowicie nadające się do recyklingu w Polsce ich zagospodarowanie wynosi 100%

1 tona aluminium zmniesza zanieczyszczenia powietrza o 95% wody o 97%, a energii o 95% w porównaniu z ich naturalnym pozyskaniem (boksyty)

Boksyty wydobywa się: najwięcej w Australii, Brazalii, Chiny. W Polsce koło Nowej Rudy oraz na Dolnym Śląsku )

METODY GOSPODAROWANIA ODPADÓW POLIMEROWYCH

1)składowanie

2)recykling materiałowy – ponowne przetworzenie, uzdatnienie materiałów zawartych w materiałach, ekonomicznie jest on tani, ale ogranicza się tylko do pewnych polimerów ponadtto muszą być one posortowane i pozbawione zanieczyszczeń

3)recykling surowcowy (chemiczny)- bardziej skomlikowany, polega na rozkładnie na mniejsze frakcje. Jest droższy potrzeba maszyn, odpowiednich temperatur i środków chemicznych

-hydrokraking polega na uwodnieniu i rozpadzie polimerów pod ciśnieniem w wysokiej temperaturze. Powstaje benzyna i olej opałowy

-piroliza rozkład termiczny w wysokiej temperaturze 700 do 1000 st. Otrzymuje się gaz 44%, olej 26% i odpady stałe 30%.

-zgazowanie polega na częściowym utlenieniu w temp. 1350-1600 st. Pod zwiekszonym ciśnieniem. Powstaje CO₂, a reszta to węgiel i nieorganiczne napełniacze. Nie powstają produkty ciekłe

-spalanie z odzyskiem ciepła – wykorzystanie odpowiednich materiałów do celów energetycznych, korzystne ponieważ mają wysoką kaloryczność ok. 35mJ/kg. W porównaniu węgiel kamienny 24-30Mj/kg.

4)spalanie - Odpady mogą być źródłem energii w spalarniach i paliwem, spalanie w warunkach domowych prowadzi do postawania niebezpiecznych dioksan, spalanie w spalarniach jest korzystne dla odpadów zmieszanych i silnie zanieczyszczonych.

5)biodegradacja – materiały polimerowe ulegają degradacji. Jest to proces nieodwracalny i długotrwały.

-abiotyczne – pod wpływem promieniowania magnetycznego, sił mechanicznych, ciepła, związków chemicznych

-biotyczne – pod wpływem organizmów żywych. Powstaje polimer zielony, przyjazny dla środowiska (np. reklamówki)

Materiały całkowicie biodegradowalne:

• Modyfikowane polimery naturalne

• Polimery syntetyczne

• Powstałe z naturalnych monomerów

• Polimery mikrobiologiczne

• Polimery naturalne (kauczuk naturalny, białka, celuloza, skrobia)

Polimery niebiodegradowalne rozkładają się do kilku tysięcy lat

Kraje o najwyższym poziomie recyklingu

1)Szwajcaria 52%

2)Austria 49%

3)Niemcy 48%

4)Niderlandy 46%

5)Norwegia 40%

6)Szwecja 34%

7)USA 31%

Oczyszczanie Ścieków

Ustawodawstwo:

1)Ustawa 18.07.2001 - prawo wodne

2)Ustawa z 7.06.2001 o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków

3)16.04.2004 prawo ochrony przyrody

4)Dyrektywa Ściekowa 21 maja 1991r.

5)Dyrektywa Azotanowa 12.12.1991r (ochrona wód przed azotanami z rolnictwa)

6)Dyrektywa Wodna z 2000r.

Krajowy program oczyszczania ścieków komunalnych (KPOŚK) zatwierdzany przez Rząd RP w dniu 16.12.2003 r (trwa do 2015r)

Ścieki – to zużyte ciecze, roztwory, koloidy, odpadowe ciała stałe odprowadzane za pomocą rurociągów do odbiorników takich jak zbiorniki, cieki wodne (morza, rzeki, jeziora) lub gruntów.

Według ustawy prawo wodne ścieki to ;

-wody zużyte na ciele bytowe i gospodarcze

-wody opadowe, roztopowe

-ciekłe odchody zwierzęce

-wody techniczne i podgrzane

-wody odprowadzane z odwadniania kopalń

-wody odciekowe ze składowisk odpadów

-wykorzystane solanki

Rodzaje ścieków według prawa ochrony środowiska

1)komunalno-bytowe – gospodarstwa wodne, budynki mieszkalne, zakłady pracy, budynki użyteczności publicznej.

Problematyczne, skażone mikrobiologiczne, +/- 60% to związki organiczne

2)przemysłowe – powstające w zakładach przemysłowych przy procesach produkcyjnych, efekt procesów technologicznych jak np. przeróbka surowców i ich uszlachetnianie.

Problematycznie, silnie zanieczyszczone chemicznie, mają bardzo zróżnicowany skład chemiczny

3) ścieki opadowe powstają w wyniku zjawisk: takich jak spływy powierzchniowe, topnienie śniegu, podlewanie.

Cechują się zmiennością składu zależnie od pory roku.

Ze względu na pochodzenie i skład chemiczny ścieki dzieli się na:

ścieki bytowo-gospodarcze – powstają z wód wykorzystywanych w gospodarstwach domowych – do utrzymywania higieny osobistej, spłukiwania urządzeń sanitarnych, przygotowywania posiłków itp. Są bardzo mętne, mają szarożółte zabarwienie, charakterystyczny zapach i odczyn lekko zasadowy. Zawierają 40% zanieczyszczeń nieorganicznych i 60% organicznych w postaci rozpuszczalnej i zawiesin. BZT₅ tych ścieków wynosi od 200 do 600 mg tlenu/litr, z czego 1/3 występuje w postaci zawiesin organicznych. Ścieki te możemy rozdzielić na szarą wodę tzn. odciek ze wszystkich urządzeń domowych poza toaletą o małym zanieczyszczeniu bakteriologicznym oraz czarną wodę tj. odpływ z toalet skażony ze znaczną ilością patogenów.

ścieki przemysłowe – zawierają najczęściej rozmaite związki chemiczne, będące ubocznym produktem procesów technologicznych stosowanych w zakładach przemysłowych. Problem ścieków występuje szczególnie w koksowniach, zakładach petrochemicznych, garbarniach, celulozowniach, mleczarniach i cukrowniach. Ich nieoczyszczone ścieki stanowią duże zagrożenie dla odbiorników naturalnych. Na ogół nie stanowią zagrożenia sanitarno-epidemiologicznego, gdyż nie zawierają bakterii chorobotwórczych. Wyjątkiem są ścieki z zakładów przemysłu spożywczego, garbarni i zakładów utylizacji odpadów. Mogą one zawierać chorobotwórcze drobnoustroje w różnych postaciach (wegetatywnej i zarodnikowej) i jako takie powinny być poddawane procesom dezynfekcji.

ścieki rolnicze – powstają z wód spływających z pól i gospodarstw wiejskich – zawierają zwykle nawozy sztuczne, pestycydy oraz zanieczyszczenia drobnoustrojami. Szczególnie niebezpieczna jest gnojowica, która może zawierać tysiące razy więcej zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych niż ścieki bytowo-gospodarcze.

wody opadowe – są ściekami powstającymi z opadów atmosferycznych, zmywających tereny zabudowane. Zawierają duże ilości zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, wiele w postaci zawiesin; podobnie jak część ścieków socjalno bytowych mogą być traktowane jako szara woda i odzyskiwane na ww potrzeby.

wody podgrzane – powstają w procesach technologicznych chłodzonych za pomocą wody, problematyczne pod względem temperatury.

Parametry charakteryzujące ścieki surowe i oczyszczone:

-barwa

-gęstość

-zapach

-mętność

-zasolenie

-temperatura

-odczyn Ph

-zawartość tlenu, azotu i fosforu

-zawartość związków organicznych

-zawartość substancji toksycznych

-zawartość metali cieżkich

-liczba komórek pałeczki okrężnicy (eszerichia coli)

Wskaźniki

1)BZT₅ – ilość tlenu potrzebna do utlenienia związków organicznych.

Jeden z najważniejszych wskaźników zanieczyszczeń wód substancjami organicznymi. Jest to ocena oddziaływania ścieków na środowisko. Oznaczana jako BZT₅ po 5 pierwszych dobach w 20*C, kiedy utlenianie jest najaktywniejsze (całość trwa około 20 dób)

Orientacyjne poziomy BZT₅:

-woda rzeczna 6/8

-oczyszczone scieki komunalne 10

-nieoczyszczone scieki komunalne 400/600

-scieki z mleczarni uboli 1500/2000

-odcieki z biogazowi 2000-5000

-odcieki z wysypisk 2000-16000

ChZT – chemiczne zapotrzebowanie na tlen, ilość tlenu potrzebna do utlenienia związków mineralnych

OWO- ogólny węgiel organiczny, pozwala określić ilość związków organicznych

Azot ogólny – określa zawartość pestycydów, białek, amin, amidów, aminokwasów

Azot amonowy – pochodzący z rozkładu białek lub ścieków zawierających amon

Skład ścieków:

- składniki organiczne : białka, olej, tłuszcze, żywicie, barwniki, fenole, produkty naftowe, detergenty, pozostałości po nawozach

-składniki nieorganiczne : zasady, kwasy nieorganiczne, metale cieżkie

-składniki mikrobiologiczne

Oczyszczanie scieków to proces polegający na :

-eliminowaniu zanieczyszczeń mechanicznych

-rozkładnie zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych

-zobojętnieniu substancji szkodliwych

Metody oczyszczania: mechaniczne, biologiczne, mieszane, dezynfekcja

Oczyszczalnia scieków – zespół urządzeń i obiektów technologicznych do oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych.

Rodzaje:

1)lokalne (małe ilości ścieków)

2)centralne (duże ilości ścieków)

3)grupowe (do oczyszczania ścieków zbieranych z określonego terenu)

Można je również podzielic na :

1)biologiczne

2)hydrobotaniczne – wykorzystuje się rośliny zakorzenione i pływające

3)chemiczne

4)mechaniczne: cedzenie, filtrowanie, sedymentacja

Etapy oczyszczania ścieków

I Etap: oczyszczanie mechaniczne

Doprowadzane ścieki trafiają na kraty o różniej gęstości. Całość przepływa przez kraty rzadkie (40mm), średnie i gęste (6mm). Na kratach zatrzymywane są największe zanieczyszczenia które wyrzucamy do kanalizacji. Kraty poddawane są odwadnianiu i oczyszczaniu (zatrzymane produkty to tzw. Skratki).

Piasek ze ścieku zatrzymywany jest w piaskownikach (osadzają się tam składniki mineralne o wymiarach 0,2 mm czyli piasek i popiół). Po usunięciu piasku ścieki zawierają zanieczyszczenia rozpuszczone, zawiesiny i koloidy.

W osadnikach wstępnych dokonuje się usunięcia zawiesin łatwo opadających przez zapewnienie odpowiednio długiego czasu , warstwy ścieków nie mieszają się, następuje opad osadów o masie niewiele większej od wody. W osadnikach wstępnych w wyniku procesu sedymentacji czyli opadania osadów pod wpływem siły grawitacyjnej lub siły bezwładności następuje oddzielenie łatwo opadających zawiesin organicznych od ścieków. W osadnikach wstępnych w tzw. Basenach flotacyjnych następuje oczyszczenie zanieczyszczeń lżejszych od wody i odłuszczenie.

Po tym etapie BZT₅ zredukowane do 20% a zawiesiny zredukowane w granicach 60-70%.

Produkty to biogaz (osad z osadników wtórych), osad po oczyszczeniu (który przefermentowany i odgazowany trafia do zbiorników uśredniających gdzie przetważany jest na suchy wysokoenergetyczny granulat o średnicy pow. 2 mm)

II Etap : Oczyszczanie biologiczne

Ścieki trafiają do komór osadu czynnego(bioreaktorów) gdzie poddawane są procesom mikrobiologicznego rozkładu, mikroorganizmy skutecznie usuwają związki fosforu, azotu i węgla.

Tak oczyszczone ścieki znów trafiają do osadników wtórnych, które współpracują ze złożami biologicznymi, które ze względu na rodzaj wypełnienia można podzielić na złoża z wypełnieniem stałym oraz złoża z wypełnieniem ruchomym.

Osady z sit wtórych i wstępnych zawierają dużą ilość bakterii chorobotwórczych i konieczne jest ich unieszkodliwianie np. fermentacja, spalanie, kompostowanie

Osady z piaskowników natomiast nie wymagają unieszkodliwiania.

Szczegółowe warunki które muszą być spełnione określa ustawa o odpadach

III Etap: oczyszczanie chemiczne

Usuniecie ze ścieków (po oczyszczaniu biologicznym):

Azotu i fosforu – przy użyciu koagulantów, za pomocą dezynfekcji, neutralizacji.

Metody chemicznego oczyszczania ścieków koagulacja (łączenie cząstek rozproszonej fazy koloidu w większe agregaty) , neutralizacja(zobojętnienie), ekstrakcja (wyodrębnienie substancji stałej), sorpcja, elektroliza, destylacja

W momencie zadziałania substancjami chemicznymi na ścieki uzyskujemy:

• zobojętnienie ścieków,

• wydzielenie ze ścieków substancji stałych,

• wydzielenie ze ścieków substancji organicznych, koloidalnych i związków rozpuszczalnych, przede wszystkim soli metali ciężkich,

• odkażenie ścieków,

• usunięcie przykrego zapachu,

• utlenienie substancji ściekowych.

IV Etap „Proces odnowy wody”

Przez odnowę wody należy rozumieć zespół procesów i metod oczyszczania ścieków w takim stopniu, że mogą być one ponownie użyte jako wody do picia i potrzeb gospodarczych albo nadają im cechy wód naturalnych.

 

Stosowane są następujące procesy jednostkowe:

-Adsorpcja -Jako sorbentów używa się najczęściej popiołów lotnych, szlaki, torfu, węgla, koksu i rudy darniowej, węgla aktywnego, żelu krzemionkowego, sorbentów syntetycznych. Rodzaje zanieczyszczeń usuwane w procesie adsorpcji: Rozpuszczalniki aromatyczne, Chlorowane związki aromatyczne, Fenol i chloro fenole, WWA, Pestycydy, chlorowane niearomatyczne, węglowodory o dużej masie cząsteczkowej).

-destylacja,

-procesy membranowe(filtracja, mikrofiltracja i ultrafiltracja, elektrodializa, odwrócona osmoza)

- wymiana jonowa.

Utlenianie chemiczne - Do utleniania chemicznego stosuje się głównie chlor, wapno chlorowane, podchloryny i dwutlenek chloru, madmanganian potasu, woda utleniona oraz ozon.

Produkty powstające po oczyszczeniu ścieków:

-woda „ścieki oczyszczone”

-biogaz

-przefermentowany osad (granulat)

FORMY ODZYSKU KOMUNALNYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH:

1)uprawa roślin do produkcji kompostu

2)zastosowanie do uprawy roślin nie przeznaczonych do produkcji żywności i pasz, sadzi się tam rośliny energetyczne (np. Wierzbica wiciowa, ślazowiec pensylwański, słonecznik bulwiasty, róża wielokwiatowa)

Ustawa o odpadach zakazuje stosowania komunalnych osadów ściekowych na:

-obszarach parków narodowych

-na gruntach o dużej przepuszczalności, gdzie poziom wód gruntowych jest poniżej 1,5m

-na terenach zalewowych, podtopionych

-o spadku terenu przekraczającym 10%

-w pasie 50 m od jezior, rzek

-na gruntach wykorzystywanych jako łąki i pastwiska