V. Sortowanie, Składanie i Spalanie odpadów
Corocznie ludzie na całym świecie wyrzucają miliardy ton śmieci. Jednak nie wszystkie te odpady są bezużyteczne. Niektóre materiały nadają się do przerobienia, inne można spalić, aby uzyskać energię.
Śmieci są użytecznym źródłem surowców, jednakże zbieranie ich wymaga dużych nakładów kosztownej, ręcznej pracy. Odpadki z domów czy sklepów są zbierane do plastikowych worków lub kubłów i zwykle cotygodniowo wywożone przez przedsiębiorstwo sanitarne dysponujące odpowiednimi śmieciarkami. Dziś, władze lokalne żądają, by mieszkańcy osobno składowali w specjalnych pojemnikach zużyty papier, puszki, szkło kolorowe lub przezroczyste.
Obniża to koszty odzysku np. szkła, gdyż nie trzeba wydobywać go spośród innych śmieci. Zmielone szkło poddawane jest kontroli jakości, następnie jest myte i mielone , zanim trafi do huty, gdzie po stopieniu powstają z niego nowe butelki.
Procesy te to tzw. sortowanie odpadków. Sortowanie może być ręczne lub mechaniczne, oba te sposoby mogą być połączone ze sobą. Celem sortowania odpadów jest odzysk np. papieru, szkła, tworzyw sztucznych, metali.
Wybór techniki sortowania zależy od:
a) jakości dostarczonych odpadów
b) ukierunkowaniu selekcji np. na biotynę, surowce wtórne.
Mechaniczne sortowanie odpadów komunalnych może być stosowane w celu:
a) wydzielania z odpadów poszczególnych składników użytkowych w celu ich dalszej przeróbki
b) wydzielania z odpadów mieszanych w celu ich dalszego wykorzystania w postaci przetworzonej np.
- przy sortowaniu na mokro odpadów papierowych otrzymujemy pulpę papierową, z której następnie można produkować karton lub papę.
Procesy jednostkowe mechanicznego sortowania odpadów można podzielić na 4 podstawowe grupy:
a) procesy, w których uzyskuje się zwiększenie powierzchni właściwej odpadów np. rozdrobnienie,
b) procesy, w których uzyskuje się zmniejszenie powierzchni właściwej odpadów np. zagęszczenie, prasowanie,
c) procesy rozdzielania odpadów według wielkości ziaren- przesiewanie,
d) procesy sortowania według rodzaju materiału np. magnetyczne wydzielanie metali.
Zalety sortowania odpadów komunalnych:
· odzysk tych składników, na które jest zbyt,
· zmniejszenie ilości odpadów wymagających unieszkodliwienia, a przez to ograniczenie rozbudowy istniejących lub budowy nowych zakładów unieszkodliwiania pomimo wzrostu nagromadzenia odpadów,
· zmianę składu odpadów tak aby można zwiększyć wydajność zakładów unieszkodliwiania.
Wspomniane wcześniej było, iż zbieranie i sortowanie odpadów wymaga kosztownej pracy, otóż koszty te zależą od:
· selekcji wstępnej w miejscu ich powstawania
· różnorodności składu odpadów
· dokładności wydzielenia poszczególnych składników odpadów
· wzrostu świadomości ekologicznej społeczeństwa
Najprostszą metodą postępowania z odpadkami jest po prostu wyrzucenie ich na wysypisko.
Na wysypiskach uporządkowanych można składować :
· odpady bytowo-gospodarcze
· odpady rolnicze
· odwodnione osady ściekowe
· żużel, popiół, klinkier (nie zawierające pierwiastków radioaktywnych)
· gruz budowlany
· odpady wielkogabarytowe
Natomiast zabrania się składowania odpadów:
· powstających w wyniku prac naukowo-badawczych, rozwojowych lub działalności dydaktycznej, które nie są zidentyfikowane i których oddziaływanie na środowisko jest nieznane
· opon i ich części, z wyłączeniem opon rowerowych i opon o średnicy zewnętrznej większej niż 1400mm
· zakaźnych(medycznych i weterynaryjnych), płynnych, radioaktywnych, naftopochodnych, toksycznych
· o właściwościach wybuchowych, żrących, utleniających, łatwopalnych
Jednak wielkie hałdy śmieci na wysypisku są nieestetyczne, a ich sąsiedztwo jest szkodliwe dla zdrowia. Dlatego też, odpady poddawane są procesom unieszkodliwiania czyli przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu , który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.
Sposoby unieszkodliwiania odpadów:
· metody biologiczne:
-kompostowanie
-fermentacja metanowa
w komorach
w pryzmach energetycznych
· metody termiczne
-spalanie
-zgazowanie (polega na przejściu, przy udziale pary wodnej i powietrza, paliwa stałego w gazowe, w temperaturze ok..700 stopni C)
-odgazowanie (piroliza)
· inne: przerób na paliwo
Dwiema głównymi metodami zmniejszania objętości zajmowanej przez śmieci są proszkowanie i spalanie.
PROSZKOWANIE to proces mechaniczny, w którym odpady są zgniatane i mielone. Duże maszyny proszkujące potrafią przerobić w ciągu godziny do 70 ton śmieci.
SPALANIE to inaczej termiczne przekształcanie odpadów. Spalanie śmieci w temperaturze pomiędzy 750 a 1000 stopni C w specjalnym piecu jest najskuteczniejszą metodą zmniejszania ich objętości, tak więc w wyniku spalania objętość odpadów redukuje się do około 10%, a ich masę do około 35% wartości początkowej.
Ponadto osiąga się:
-termiczną destrukcję i redukcję substancji szkodliwych zawartych w odpadach,
-neutralizację stałych i gazowych produktów spalania,
-pozyskanie energii zawartej w odpadach.
Pierwsze zastosowanie termicznego przekształcenia odpadów miało miejsce w Anglii, pod koniec XIX w. i miało na względzie przede wszystkim ochronę ludności miast przed grożącymi jej skutkami epidemii, wywołanych niewłaściwą gospodarką odpadami. W 1875 roku powstała pierwsza spalarnia odpadów komunalnych , która nie była jeszcze przystosowana do odzyskiwania energii. Dopiero 22 lata później wykorzystano po raz pierwszy ciepło ze spalania odpadów. Groźne epidemie wymuszały budowę spalarni odpadów, tak np. epidemia cholery w Hamburgu w 1892 roku była przyczyną powstania spalarni, skonstruowanej z 36 oddzielnych komór paleniskowych, którą uruchomiono w 1895 roku. Później w wielu krajach powstawały kolejne spalarnie, np. w Niemczech, w Szwajcarii, w Zurychu oraz w Polsce.
Największą wadą spalania odpadków jest to, że przy okazji produkuje się poważne ilości sadzy i dymu, które są niekorzystne dla środowiska. Doświadczenia najnowocześniejszych spalarni odpadów komunalnych wykazały, że możliwe jest prowadzenie procesu spalania tak, aby nie stanowił on zagrożenia dla środowiska. W tym celu określono następujące wymagania:
· odpowiedni strumień, właściwa temperatura oraz aktywny sposób rozdziału powietrza pierwotnego, wysoko wzbogaconego tlenem,
· zapewnienie odpowiedniego wymieszania spalonej masy, co gwarantuje udział nie spalonych części w żużlu,
· ukształtowanie przestrzeni komory paleniskowej (zapewniającej właściwe wymieszanie niedopalonych spalin i powietrza wtórnego), aby w najbardziej niedogodnych warunkach pracy temperatura spalin wynosiła co najmniej 850 stopni, a czas przebywania spalin w tej temperaturze był odpowiednio długi (więcej niż 2 sekundy), przy minimalnej zawartości tlenu 6%, z automatyczną kontrolą przebiegu procesu za pomocą kamery termowizyjnej,
Oprócz wyżej wymienionych działań, niezbędnym warunkiem dla zachowania bezpieczeństwa dla środowiska podczas eksploatacji spalin, jest zastosowanie wysokosprawnego węzła oczyszczania oraz neutralizacji gazów spalinowych.
Dlatego też nowoczesne wymogi stawiane procesowi termicznego przekształcania odpadów wymuszają nie tylko dobór technologii do przewidywanego rodzaju spalanych odpadów, ale i pełną kontrolę procesu oraz wyposażenie w urządzenia do przerobu i unieszkodliwiania stałych i ciekłych produktów spalania (żużli, pyłów, popiołów, pozostałości poreakcyjnych).
Termiczne przekształcenie odpadów może być prowadzone w:
-instalacjach z paleniskami rusztowymi,
-piecach obrotowych,
-instalacjach do spalania, w różnych odmianach warstwy fluidalnej,
-układach z wykorzystaniem procesu quasi-pirolizy.
Natomiast tradycyjne i tanie unieszkodliwianie odpadów niebezpiecznych, takie jak bezpośrednie wypełnianie terenu czy gromadzenie odpadów w zbiornikach retencyjnych, są obecnie coraz częściej zastępowane ponownym wykorzystaniem, obróbką chemiczną, fizyczną czy biologiczną oraz spalaniem.
(np. worki z odpadami azbestowymi są zakopywane w nieczynnych wyrobiskach. Azbest kiedyś używany jako doskonała izolacja cieplna, okazał
się być rakotwórczy).
Spalanie tutaj zapewnia wysoki stopień rozkładu i kontrolę szerokiego zakresu odpadów niebezpiecznych.
Do spalania odpadów niebezpiecznych stosuje się cztery podstawowe konstrukcje urządzeń:
-komory spalania z wtryskiwaniem odpadów ciekłych,
-piece obrotowe z dopalaczem,
-piece trzonowe,
-komory spalania ze złożeniem fluidalnym.
Doskonale wiemy, że odpady były, są i będą i możemy w życiu codziennym przyczynić się tylko do redukcji zanieczyszczeń, poprzez sortowanie śmieci i rezygnację z kupowania żywności w dużych, nierozkładalnych opakowaniach, co pozwoli na istotne ograniczenie śmieci.