Fyzikální Zneškodňování Odpadu: Metody a Perspektivy

Popelářská auta denně svezou tuny komunálního odpadu. K tomu se přidávají plasty, papír nebo sklo z kontejnerů na tříděný odpad. Co se potom se všemi těmi vyhozenými věcmi a obaly děje? Možnosti jsou čtyři: recyklace, spalovny, chemicko-fyzikální nebo biologická likvidace a deponie. Která z nich se vám zamlouvá nejvíc?

Možnosti Zpracování Odpadu

Recyklace

Do kontejnerů na tříděný odpad vyhazujeme nejčastěji sklo, papír nebo plasty. Jde o cenné suroviny, které lze znovu zpracovat a využít. Z novinového papíru tak vznikají například notýsky nebo sešity, z plastových lahví igelitové tašky, z rozbitých sklenic láhve na víno. Cyklus je zachován a surovina znovu zužitkována.

Spalovna

Od skládkování odpadu se pořád víc opouští, a tak vznikají spalovny, ve kterých je možné využít odpad k energetickým účelům. Spalováním je produkována tepelná energie, která slouží nejčastěji k vytápění (centrální zásobování měst teplem). Případně se využívá pro výrobu páry k pohonu parních turbín, jež vyrábí elektrickou energii. Efektivní je především tzv. kogenerace, tedy výroba tepla i elektřiny najednou. Takové spalovny fungují například v Praze nebo Liberci. K největším spalovnám v ČR patří ZEVO v Malešicích, kde se ročně spálí asi 310 tisíc tun odpadu a vyrobí se teplo pro 35 tisíc domácností.

Chemicko-fyzikální nebo biologická likvidace

Existují odpady, které si vyžadují speciální zacházení a odbornou likvidaci, jsou to třeba různé barvy, ředidla, ale také zbytky z restaurací, jako je třeba kuchyňský olej. Tyto odpady jsou vymezeny legislativou a podléhají chemicko-fyzikální nebo biologické likvidaci, kterou zajišťují specializované firmy. Využívá se například tzv. procesu regenerace.

Deponie

Odpad vzniká i při stavební činnosti - je to různá stavební suť, zemina, kamenivo. Tento materiál je třeba někde skladovat a případně ho zužitkovat při jiné stavební akci. K uskladnění slouží specializované deponie neboli skládky zemin, písků, stavební suti a dalších surovin.

Čtěte také: Vysvětlení fyzikálních sil

Další Možnosti a Aspekty Nakládání s Komunálním Odpadem

Zjednodušeně můžeme komunální odpady rozdělit na směsný komunální odpad a tříděný odpad. Směsný komunální odpad (SKO) nelze dále vytřídit a končí na skládce nebo v zařízení pro energetické využití odpadů (ZEVO). S ohledem na ochranu životního prostředí a šetření primárních zdrojů je nevyhnutelné se snažit o minimalizaci produkce všech druhů odpadů bez ohledu na to, zda je lze recyklovat. Podle ČSÚ je průměrná produkce komunálních odpadů z obcí cca 350 kg na jednoho obyvatele za jeden rok. Z pohledu veřejného zadávání může zadavatel ovlivnit nastavení svozu a místo vývozu.

Pro nastavení funkčního a ekonomicky únosného systému je nutné:

• Znát naplněnost vyvážených kontejnerů (některé kontejnery jsou přeplněné, jiné se vyváží poloprázdné), zda je jejich počet dostačující a jejich rozmístění vyhovující.
• Na základě dat z Ročního hlášení o produkci a nakládání s odpady dle § 95, odst. (5) zákona č. 541/2020 Sb; o odpadech (často zabezpečuje pro zadavatele svozová společnost) lze zjistit, jaký podíl na celkové produkci odpadů má směsný komunální odpad, tříděný odpad a bioodpad.

Následně by měl zadavatel požadovat pravidelnou kontrolu efektivnosti nastavených opatření, a to formou ročního auditu. Doporučuje se, aby dodavatel 1-2 x ročně provedl fyzickou kontrolu kontejnerových stání a rovněž i kontrolu obsahu nádob na směsný komunální odpad za účelem zjištění míry třídění. Pokud dodavatel zjistí, že nádoby na SKO obsahují odpady, které tam nepatří, nádobu nevyveze a označí nálepkou, která informuje o tom, že byla provedena kontrola a nádoba obsahuje nevhodný odpad. Dodavatel předem informuje zadavatele o termínech kontrol a na závěr mu předá zprávu z provedené kontroly. Součástí je i kontrola stanovišť a ne/naplněnosti kontejnerů, zda je vyhovující počet a umístění nádob.

Zadavatel by měl každý rok vyhodnocovat data o produkci a nakládání s odpady. Na základě těchto výsledků by pak společně s dodavatelem provedli optimalizaci sběru a svozu odpadů. Dalším požadavkem by mělo být přesné vážení popelnic, aby zadavatel poznal reálný objem odpadů. Pro úplné zavedení správného systému odpadového hospodářství je důležité vědět, kde jednotlivé druhy odpadů fyzicky končí. Dodavatel by měl zadavatele informovat o způsobech konečného nakládání s odpady. Tyto informace poslouží k hodnocení, zda je s odpady nakládáno v souladu s hierarchií odpadového hospodářství dle zákona.

Správnému nastavení systému odpadového hospodářství napomáhá i zřízení technických služeb (TS), které se mohou lépe přizpůsobovat změnám při optimalizaci systému nakládání s odpady. Příkladem může být zavedení pytlového sběru vytříděných složek, který můžou zaměstnanci TS sami svážet na sběrný dvůr (nebo ho tam obyvatelé sami vozí) a až po naplnění sběrného kontejneru zadavatel objednává odvoz vytříděné složky, a to cíleně do zařízení na zpracování daného druhu odpadu.

Čtěte také: Zázraky přírody: Hra

Důsledné informování o stavu třídění a z nich vyplývajících ekonomických otázek je účinným nástrojem zpětné vazby pro obyvatele. Zapojení principů třídění do jednotlivých akcí (např. třídění na akcích pro veřejnost, pravidelné osvětové aktivity s přímým i nepřímým zapojením tématu třídění a odpadového hospodářství) je další účinný nástroj osvěty.

Za posledních dvanáct let se čistota ovzduší významně zlepšila. Přesto se stále ještě příliš odpadu zbytečně spaluje, místo toho, aby se likvidoval jiným, k přírodě šetrnějším způsobem. Z ekologického hlediska je určitě nejlepším způsobem likvidace odpadů jejich recyklace, to znamená zpracování a další využití. Na třetím, předposledním místě je spalování ve spalovnách odpadu nebo spalovnách nebezpečného odpadu, na posledním místě skládkování. To je v současné době velmi drahé.

Od února 2002 platí povinnost takzvaného zpětného odběru, to znamená, že výrobci musí svoje obaly na vlastní náklady sebrat a na vlastní náklady zpracovat. Stejný zákon dává větší pravomoci obcím zakázat lidem spalování například suchého listí nebo trávy na zahrádkách buď absolutně nebo v určitém období.

Drtiče Kuchyňských Odpadů

Porovnáváme-li možnosti dopravy komunálních odpadů, jeho frakcí, je skutečností, že z komunálních dopravních systémů je právě kanalizace nejlépe uzpůsobena pro dopravu podstatné části organického odpadu, jelikož dopravuje odpad na jedno sběrné místo - do čistírny odpadních vod, která ho zpracuje až na produkty pro opětovné použití, přičemž nabízí celou škálu životnímu prostředí příznivých výhod. V tomto transportním systému může být potravinový odpad dopravován rozmělněný na malé kousky a zředěný studenou vodou přímo z místa vzniku, časově bez prodlevy.

Základním kamenem a prvním článkem tohoto připojení do systému je drtič potravinových odpadů (dále jen DPO). Je umístěn pod kuchyňským dřezem a jeho princip je založen na odstředivé síle: přivádí kuchyňský odpad do kontaktu s pevným drtícím prstencem, který drtí odpad na velmi malé kousky. Splašková voda vznikající tímto postupem odtéká domovní odpadní instalací a přichází do kanalizačního systému a dále do ČOV. Je ovšem třeba okamžitě uvést, že opravdu není možné drtit vše, co do drtiče dáme - třeba PE víčko od PET lahve nebo její kousky "nebere".

Čtěte také: Odpad a Znečištění Vody

V USA se rozšiřovalo používání DPO od roku 1950, a díky tomu bylo důkladně prověřeno desítkami milionů spokojených uživatelů a také vodárenskými společnostmi spravujícími ČOV. V současnosti je největší část ze 110 milionů fungujících drtičů nainstalována v USA, kde je stupeň osazení 48%.

K drtičům kuchyňských odpadů jsou uváděny ze strany vodárenských společností různá negativa k možným problémům s kanalizací, jako: hrozí nebezpečí ucpávání kanalizačních přípojek, dochází k významnému překročení limitní koncentrace NL ve splaškových odpadních vodách, a to až o řádově tisíce mg na litr.

Co se týče specifického vlivu rozdrceného odpadu, je možno z řady zpráv a studií konstatovat, že: Nárůst spotřeby vody byl vypočten na 2,1 m3 za rok pro typickou rodinu (2,7 členů). Terénní zkoušky prováděné v Itálii ukázaly pouze zanedbatelný nárůst kalů v septiku. Ve Švédsku (v městě Surahammar: 3000 drtičů a 6000 domácností) se neprojevily po několika měsících provozu drtičů žádné problémy s ucpáním nebo přetečením kanalizace. Studie v Hrabství Heresfordshire a Worcestershire z roku 2007 prokázala, že DPO poskytují pohodlný a účinný způsob pro třídění kuchyňského potravinového odpadu u zdroje v domácnosti - oddělují jej od ostatního domovního odpadu za využití stávající infrastruktury.

Chemická analýza drtiče kuchyňského odpadu:

Zařízení pro Fyzikální Zpracování Odpadů

Příspěvek prezentuje možnosti originálního zařízení pro fyzikální zpracování odpadů, chráněného evropským patentem a zamýšlí se nad perspektivami jeho dalšího rozvoje. Toto zařízení využívá jednotlivá nebo kombinovaná působení ultrazvuku, fokusovaného mikrovlnného pole, jiskrového výboje, elektrostatického pole a UV záření za účelem snižování nebezpečných vlastností odpadů, dané přítomností nebezpečných látek pro další využití (materiálové nebo energetické), a to samostatně nebo v kombinaci s dalšími technologickými postupy, např.

V současnosti jsou známy miliony různých chemických látek a každý den jsou syntetizovány další a další. Chemizace nejrůznějších odvětví průmyslu je příčinou nárůstu masové kontaminace prostředí cizorodými látkami. Zpracování odpadů je v dnešní době většinou náročný technologický proces, který je směřován k materiálovému a energetickému využití odpadů - vede k získání druhotných surovin. Tyto suroviny jsou po zpracování využívány znovu např. Jednou z možností zpracování odpadů jsou fyzikální způsoby úpravy.

V letech 2007-2011 bylo výzkumnými pracovníky Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i., Praha v rámci projektu MŽP VaV SP/2f2/98/07 „Výzkum v oblasti odpadů jako náhrady primárních surovinových zdrojů“ započat vývoj zařízení na zpracování odpadů fyzikálními postupy. Koncept zařízení byl zapsán jako užitný vzor - číslo zápisu: Int. 21084, Úřad průmyslového vlastnictví dne 2. 7. 2010 [7]. Zařízení a způsobu fyzikálního zpracování odpadu byl udělen dne 22. 8.

Zařízení pro fyzikální úpravu materiálů (zejména pevných matric odpa­dů) koncepčně spočívá v jednotlivém nebo ve vybraném kombinovaném působení vybraných silových polí (mikrovlnné pole, ultrazvuk, UV záření, jiskrový výboj, elektrostatické pole - studená plazma a popř. V současné době jsou dostupná zařízení, nebo jsou známé popisy agre­gátů pro generování jednotlivých silových polí. Zajištění kombinovaného působení více silových polí na sledovanou matrici je obtížné, neboť komerčně dostupná zařízení jsou většinou konstruovaná pro přesně vy­mezený účel, což brání jejich propojování do sestavy. Sestavení a sladění kombinovaného zařízení pro fyzikální úpravu materiálů z komerčně dostupných generátorů - zdrojů silových působení nebyla možná. V sestavě bylo možné použití jen zdroje UV záření, který byl běžně komerčně dostupný a byl takto převzat a po drobné úpravě použit. Další jednotlivé generátory silových polí musely být sestavovány individuálně s ohledem pro zamýšlené více­alternativní využití - jednotlivé i kombinované, a to z vhodných elektronických součástek, s ohledem na výkon, výdrž - celkovou dobu použití a cenu apod.

Navržené zařízení pro fyzikální úpravu odpadů je sestaveno z jednotlivých generátorů fyzikálních silových polí umístěných v prů­hledném boxu s vetkanou, uzemněnou Faradayovou klecí s otvíracím vstupním - manipulačním otvorem. Na dně boxu je volně položen podstavec z elektricky nevodivého materiálu, na kterém leží plastová nádoba - vana, pro vložení sledované matrice pro expozici vzorků. Dno nádoby tvoří silná vrstva plastu s velmi vysokým ohmickým odporem. Na dnu nádoby při expozici elektrostatickým polem je volně položena elektricky dobře vodivá kovová mřížka. Nad nádobou je buď vno­řená do vzorku, nebo volně zavěšená nad vzorkem druhá kovová mřížka. Obě mřížky jsou napojeny elektrickým vodičem na generátor elek­trostatického pole - studené plazmy. Unášecí most s posuvem nese generátor UV záření a generátor jiskrového výboje. Posun mostu je zrealizován elektrickým pohonem s možností změny rychlosti pohybu ve dvou stupních a s pohybem ve dvou směrech (tam a zpět). Při dojezdu na konec vymezené dráhy pojezdu dochází k automatickému pře­klopení směru pohybu pomocí koncových dojezdových přepínačů. Délka pojezdu je mechanicky nasta­vitelná. Expozice elektrickým jiskrovým výbojem je realizována jiskřištěm, které je umístěno na unášecím mostě. Generátory silových polí mohou pracovat součas­ně, v různých kombinacích následností nebo samostatně. Aktuálně nelze zrealizovat společné působení silového elektrostatického pole - studené plazmy a elektrického jiskrového výboje (nebezpečí poškození elektroniky jiskrovým výbojem).

Zařízení a způsob fyzikálního zpracování odpadu je možno využít samostatně nebo ve vhodné kombinaci s jinými technologiemi a postupy. Použití zařízení je cíleno na snižování obsahu hůře rozložitelných, vysoce škodlivých polutantů, např. na polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs), perzistentní organické látky (POPs), např. Zařízení bylo laboratorně využíváno pro snižování koncentrace problematických polutantů ve vybraných typech odpadů za účelem jejich znovuvyužití - materiálového (hnojivé nebo rekultivační směsi) a nebo energetického (tvorby tuhých alternativních vícesložkových směsných paliv). Jednalo se např.

Při experimentálních pokusech s fokusovaným mikrovlnným polem (MW) byl zjištěn maximální úbytek sumy 15 PAHs 43,92 %, s ultrazvukovým působením nebylo zjištěno prokazatelně snižování obsahu PAHs, s ultrafialovým zářením (UV) byl zjištěn maximální úbytek sumy 15 PAHs 9,92 %, s jiskrovým výbojem byl maximální úbytek sumy 15 PAHs 12,39 %, s působením elektrostatického pole byl maximální úbytek sumy 15 PAHs 45,07 %. Zajímavých úrovní degradace bylo také dosahováno např. i u AOX, specificky perzistujících PCB, a to při použití kombinovaných fyzikálních technik úpravy odpadů. Výše degradace je mnohdy závislá na dostupných výkonech zařízení. Výkon generátorů jednotlivých silových polí zařízení byl limitován finančními prostředky, které byly k dispozici pro výzkum této oblasti v době řešení projektu.

Působení na odpadní materiály za pomoci výše popsaného zařízení lze vhodně kombinovat s dalšími chemickými nebo biochemickými technologiemi a postupy. Biodegradace nebezpečných škodlivých látek v životním prostředí představují významné perspektivní metody, kdy jsou složité a ekologicky závadné polutanty působením mikroorganismů rozkládány na látky jednodušší (nezávadné). Při aplikaci biodegradačních metod je třeba vycházet z faktu, že tento proces je velice komplexní. Vhodným sanačním postupem je možné zvýšit rychlost biologických procesů o několik řádů. Rozklad organických látek pomocí mikroorganismů je součástí přirozeného způsobu koloběhu uhlíku v přírodě.

Bylo identifikováno více než 200 druhů mikroorganismů schopných degradovat uhlovodíky, přičemž pořadí jejich důležitosti je následující: heterotrofní bakterie, houby, aerobní bakterie, aktinomycety, fototrofy a oligotrofní bakterie. Nejčastěji používané bakterie se řadí k rodům Pseudomonas, Arthrobacter, Acinetobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus a Corynebacterium [13]. Intenzivní výzkum v této oblasti potvrzuje, že uplatnění vedle bakterií najdou i jiné mikroorganismy včetně hub a řas. Vzhledem ke komplexnosti biodegradačních procesů mají tyto mikroorganismy nejrůznější metabolické vybavení.

Vzorky čistírenských kalů byly podrobeny laboratorním biodegradačním experimentům v prostorách Katedry environmentálního inženýrství VŠB - TUO. Pro biodegradaci byla použita směs bakterií Pseudomonas putida a Rhodococcus sp., které byly získány z České sbírky mikroorganismů působící při Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně. Část vzorků byla biodegradována bez předúpravy a u dalších byly vzorky před vlastní biodegradací podrobeny fyzikální předúpravě na zařízení pro fyzikální předúpravu v laboratořích VÚV TGM, v. v. i. Vlastní biodegradace probíhaly po dobu maximálně 4 týdnů. Poté byly vzorky zfiltrovány a po citlivém usušení provedeny speciální chemické analýzy.

Vize, projektování a vlastní realizace výstavby zařízení byla limitována finančními prostředky. V současné době se řeší optimalizace a dostavba, a to zejména části zařízení pro fyzikální zpracování odpadů elektrostatickým polem, dále koncepce SW pro měření a regulaci. V této fázi výzkumu a vývoje zařízení se bude jednat o postupnou optimalizaci silové VN části a základní měření s regulací, měření základních jakostních parametrů procesu, měření a regulaci doplňkových parametrů procesu, přenos dat a vizualizace. Koncept zařízení je zachován, nebude měněn. Při experimentálních pracích jsou aktuálně využívány vybrané generátory silových polí, a to UV záření, jiskrového výboje, elektrostatické pole - studené plazmy.

Podle nejvhodnější a nejperspektivnější receptury připravit vícesložkové směsné alternativní palivo na bázi odpadů. Potřebné množství paliva pro ověřovací spalné zkoušky zhomogenizovat, podle potřeby upravit na granule nebo pelety. Minimální množství vyrobeného paliva pro spalné zkoušky je dáno jeho sypnou hmotností. Celý proces znovuvyužití vybraných druhů odpadů (materiálové či energetické) byl pod důkladnou chemickou analytickou kontrolou, toxikologickým a genotoxikologickým sledováním. Probíhající optimalizace - dostavba zařízení spočívá aktuálně v navýšení zdroje VN na 20 kV, zpracování základního měření a regulace.

Zařízení pro fyzikální úpravu materiálů (zejména pevných matric odpadů) koncepčně spočívá v jednotlivém nebo kombinovaném působení vybraných silových polí, a to buď jako samostatná technologie anebo v kombinaci s jinými dalšími. V současné době je zařízení vystavěno jako zkušební laboratorní zařízení, po optimalizaci a dostavbě výhledově i jako zařízení průmyslové. V současné době probíhá spolupráce s dalšími výzkumnými pracovišti, zejména dislokovanými na vysokých školách, a zkušební testování odpadů v rámci uživatelské optimalizace zařízení. Dále jsou vedena jednání s výrobci zkušebních laboratorních a průmyslových technických zařízení a také s odbornými odpadářskými firmami, zabývajícími se zpracováním vybraných druhů odpadů za účelem dalšího využití či bezpečné likvidace. Trvale je budována síť profesionálních partnerů.

tags: #fyzikalni #zneskodnovani #odpadu #metody

Oblíbené příspěvky:

• Seznam dokumentů o přírodě ČR
• Tipy pro výběr kempingového nábytku
• Projekty ČVUT a Klima
• Co je Kruh pro environmentální dějiny?
• Návody na výrobu přírodních šperků