Škvára: Co to je a jak se využívá?

Škvára je materiál, který vzniká jako hlavní koncový produkt po spálení odpadu v Zařízení na energetické využití odpadu (ZEVO). Spálením tuny odpadu vznikne průměrně okolo 200 kilogramů škváry.

Škvára je tvořena nespalitelnými pevnými částicemi obsaženými již v odpadu (sklo, kovy apod.) a sekundárními produkty spalování. Částice v ní obsažené mohou mít od desetin milimetru až po ty o velikosti několika centimetrů.

Historicky byla škvára převážně skládkována či využívána jako materiál pro technické zabezpečení skládek. V posledním desetiletí se ale pohled na škváru jako na odpad dramaticky změnil.

Využití škváry

Škváru je možné využít v různých aplikacích stavebního průmyslu, stejně tak jako cenný zdroj náhrady primárních surovin. Michal Šyc z Ústavu chemických procesů AV ČR se zabývá tím, jak ji využít.

Se svými kolegy přispěl ke vzniku vyhlášky 273/2021, konkrétně paragrafu 7, jež vstoupila v platnost v srpnu 2021 a která definuje použití škváry ve stavebnictví. Půjde o přesně určené aplikace, konkrétně jako podklad pod svrchní vrstvou silnic.

Čtěte také: Proč je příroda největší luxus?

Kvůli tomu je škváru nutné předem upravit pomocí zrání. Škvára ze spaloven se jako stavební materiál v dopravě využívá v řadě států Evropy, například Německu, Francii, Dánsku, Nizozemí, Belgii, Španělsku (Katalánsku), Itálii, Velké Británii či Finsku.

V ZEVO Malešice byla zahájena výstavba parkoviště pro osobní auta, kde je na vozovkovou konstrukci poprvé v ČR použitý materiál spalovenské strusky, vzniklé spálením směsného komunálního odpadu. Pro tyto účely bylo pokročilým systémem separace upraveno celkem 700 tun škváry.

Před tím, než vůbec došlo k využití škváry jako stavebního materiálu, prošla důkladným testováním. To prokázalo enviromentální nezávadnost a vyloučilo rizika spojená s ekotoxicitou, nemůže tedy v žádném případě nijak ohrozit životní prostředí. Materiál zároveň splňuje legislativní a vyhláškou stanovené normy.

Separace kovů ze škváry

V popelnicích často nekončí jen směsný odpad, ale i různě velké kovové předměty jako třeba hrnce, víčka, plechovky či konzervy. Naprostá většina pražského směsného komunálního odpadu putuje rovnou do malešického Zařízení na energetické využití odpadu (ZEVO) a škvára jako konečný produkt spalování je tak plná železného odpadu. Nicméně ZEVO Malešice je na to připraveno.

V loňském roce bylo prostřednictvím magnetických separátorů vytříděno 5440 tun železných kovů, které by jinak skončily na skládce. To vše díky optimalizaci provozované technologie separace kovů. Účinnost separace kovů meziročně vzrostla zhruba o 1500 tun.

Čtěte také: Více o nejrozšířenějším minerálu

„Tím se zvýšila výtěžnost z původních průměrných 12 kg vyseparovaného železného šrotu z tuny směsného komunálního odpadu až na téměř 20 kg. Při celkovém ročním využití cca 285 000 tun směsného komunálního odpadu, které byly do ZEVO Malešice v roce 2020 dovezeny se jedná o úctyhodných 5440 tun železného šrotu. Ten tak neskončil na skládce, ale byl předán do kovohutí k opětovnému využití.

Michal Šyc se zabývá rovněž tím, jak ze škváry získat železné a neželezné kovy. Nejmodernější technologické linky dokážou separovat až 80 kilogramů železa a 25 kilogramů neželezných kovů z tuny škváry. Železa je ve škváře nejvíc a dostat ho z ní je za pomoci magnetické separace poměrně snadné.

Optimalizace linky byla vlastně vedlejším produktem projektu, na kterém ZEVO Malešice spolupracuje s Ústavem chemických procesů Akademie věd. Projekt se týká účinné separace barevných kovů, přičemž v první fázi bylo nutno „odstranit“ veškeré železo, které je rušivým elementem technologie vířivých proudů využívané k separaci barevných kovů.

Úspěch tohoto „vedlejšího efektu“ ve zkratce spočíval v optimalizaci náklonů magnetů, výměně materiálu násypek na nemagnetickou ocel, ale hlavně doplnění linky o třetí stupeň magnetického dočištění. Prakticky každý z těchto kroků, které byly prováděny postupně mezi lety 2016 - 2019 se okamžitě promítl do viditelného zvýšený výkonů separace.

ZEVO a energetické využití odpadů

Zatímco běžná spalovna slouží pouze k likvidaci odpadů, v ZEVO dochází jejich termickým využitím k výrobě tepelné a elektrické energie. Na pomyslném žebříčku preferovaných řešení, jak s odpady nakládat, je tedy jejich energetické využití prostřednictvím ZEVO nadřazené pouhému odstranění, ať již spálením nebo uložením na skládku.

Čtěte také: Co obnášejí emisní normy?

Pro ZEVO platí velmi přísná evropská a česká legislativa, která povoluje jen minimální hodnoty emisí do životního prostředí. V porovnání s klasickými zdroji (např. uhelné elektrárny) jsou ZEVO k lidskému zdraví a životnímu prostředí mnohem šetrnější. Energie vyrobená z odpadu navíc šetří neobnovitelné zdroje surovin, jako jsou uhlí či ropa.

Energetické využití odpadů v žádném případě nekonkuruje třídění a recyklaci, naopak je přirozeně doplňuje. Zpracovává totiž tzv. zbytkový odpad, tedy ten, který zůstává po oddělení využitelných a nebezpečných složek z komunálních odpadů.

V České republice jsou v současnosti v provozu čtyři ZEVO: v Praze, v Brně, v Liberci a v Chotíkově u Plzně. Stávající roční kapacita ZEVO v České republice je přibližně 750 tisíc tun.

Zařízení v Praze - Malešicích bylo zprovozněno v letech 1996-1998. Vystřídalo původní pražskou spalovnu odpadů z 30. let ve Vysočanech. Vyrábí především teplo, elektřinu až od roku 2010, obojí do zhruba 20 tisíc domácností. Kapacita ZEVO Malešice je 310 tisíc tun odpadů ročně.

V roce 2016 bylo do provozu uvedeno nejmodernější ZEVO v Chotíkově u Plzně. Má kapacitu 95 tisíc tun za rok, pro srovnání, v Plzeňském kraji vzniká ročně asi 260 tisíc tun odpadů.

Každoročně skončí v pražském ZEVO Malešice statisíce tun směsného komunálního odpadu. Z odpadků zbydou po zpracování popílek a škvára, které zatím končí na skládce.

Dospělý občan vyhodí do černé popelnice ročně asi 200 kg směsného komunálního odpadu. Z něj vznikne v ZEVO Malešice po zpracování a následném energetickém využití světlo a teplo pro pražské domácnosti. Zbydou přibližně 4 kg popílku, který momentálně nemá žádné využití a škvára neboli spalovenská struska. Ta tvoří asi 40 až 50 kg z hmotnosti původní masy a dosud končí na skládce, kde slouží k oddělování a zpevňování jednotlivých vrstev uloženého odpadu.

V současnosti platí, že by do roku 2030 mělo skládkování neupraveného odpadu v České republice skončit, škvára tím ztratí své dosud jediné využití.

Složení škváry

Složení škváry odpovídá složení spalovaného odpadu, které je pak závislé na charakteru svozové oblasti, úrovni třídění a separovaného sběru v místě, typu zástavby apod. Vliv těchto faktorů na obsah železných a neželezných kovů a skla byl zjištěn na základě detailní analýzy složení škváry ze třech zařízení pro energetické využití odpadů v ČR a analýzy jejich svozové oblasti.

Větší podíl recyklovatelných složek, jako jsou železné a neželezné kovy, je pak ve škváře z velkých městských spaloven jako např. v Praze, které spalují téměř výhradně odpad komunální.

Efektivní získávání těchto kovů je pak vzhledem k vlhkému charakteru škváry nelehký technologický úkol. V současné době existuje řada různých technologií a technologických konceptů separace s rozdílnou náročností a účinností a každá technologická jednotka je téměř unikátní.

Principy jsou ovšem shodné a zahrnují různé kroky předúpravy (zrání, drcení, sítování apod.) s následnou separací pomocí magnetických separátorů, vířivých proudů a senzorových systémů. Nejlepší dostupná praxe při separaci kovů a postupy, jak jí dosáhnout, byly v rámci mezinárodního autorského kolektivu sesumarizovány v roce 2020.

Na základě těchto znalostí pak byla zkonstruována v ZEVO Malešice poloprovozní jednotka s kapacitou jednotky tun hodinově pro účinné získávání neželezných kovů z částic nad 3 mm.

Škváru po separaci kovů je možné využít v různých aplikacích stavebního průmyslu. Možnost využití, stejně jako nastavení technických a environmentálních kritérii pro bezpečné využití, se řídí národní legislativou každého státu.

SAKO Brno a využití škváry

Při spalování odpadů ve spalovně komunálního odpadu Sako Brno, a. V roce 2000 získalo SAKO Brno, a. s., spolu s VUT Brno a SITA Moravia projekt EUREKA ASHREC, jehož cílem bylo popsat spalovací proces a provést jeho úpravy tak, aby došlo k dokonalému prohoření odpadu se snížením nedopalu, čímž se zvýší kvalita škváry a prodlouží doba provozu kotle.

Důsledným dodržováním provozních režimů bylo v letech 2000-2002 dosaženo lepšího využití energetického potenciálu odpadu a snížení nedopalu ve škváře. Rovněž byly provedeny rozbory komunálního odpadu z různých svozových oblastí městské aglomerace, které potvrdily rozdílnost ve složení a výhřevnosti odpadů. VUT Brno seřídilo regulaci napájení kotle. Díky tomu se zvýšila spolehlivost regulačních armatur a hlavně se uklidnily tlakové poměry v kotli.

V roce 2003 byl uskutečněn ještě významný zásah do spalovacího procesu, a to provedení demonstrační zkoušky selektivní nekatalytické redukce oxidů dusíku nástřikem Sataminu (upravené močoviny) do spalovací komory kotle.

Na škvárové lince byly provedeny úpravy pro zvýšení účinnosti magnetických separátorů železa a instalace nového přídavného separátoru. Zatímco v roce 2000 bylo vyseparováno z 26 720 tun škváry 1847 tun železného šrotu, tj. 6,9 %, v roce 2001 bylo díky novým úpravám z 25 801 tun škváry získáno 2003 tun železa, tj.7,76 % a konečně v roce 2002 to bylo z 24 400 tun škváry 2161 tun železa, tj. 8,45 %.

Pro sledování vlastností škváry se větší frakce rovnou ukládala na skládku, neboť obsahovala velké množství skleněného střepu, nedopalu a kovových zbytků zatavených do velkých kusů škváry, které nešly navzájem oddělit (jedná se přibližně o 25 % objemu škváry).

Vzorky jednotlivých frakcí byly vystaveny vnějším povětrnostním vlivům po dobu 3-6 měsíců, které zajistí následnou imobilizaci amfoterních kovů vlivem postupné neutralizace silně alkalické škváry o pH 10,5-11,5 působením kyselých srážek a karbonizací.

Amfoterní kovy jako hliník, zinek, olovo jsou rozpustné jak v silně kyselém, tak i v alkalickém prostředí, avšak při změně pH do oblasti neutrální přechází tyto kovy do nerozpustné formy a nemohou již kontaminovat životní prostředí. Vzorky jednotlivých frakcí byly podrobeny chemické analýze.

Technický a zkušební ústav stavební Praha vydal dne 12. 5. 2003 Stavební technické osvědčení č. 030 - 024375 na výrobek škvárová štěrkodrť (SAKO) a 23. 6. 2003 Protokol o ověření shody typu výrobku č. 030 - 024378 na výrobek škvárové štěrkodrtě frakcí 0-11 mm a 0-16 mm.

Škvára, se kterou bylo po mnoho let nakládáno jako s nebezpečným odpadem, se postupně stává nezanedbatelnou surovinou. Společnosti SITA Moravia a Eko-Hukr ji využívají pro technické zabezpečení svých skládek. Zatím nejdále je firma Ecointeres, která škváru ze spalovny využívá při rekultivaci staré ekologické zátěže - bývalé městské skládky komunálního odpadu v Černovicích.

K nejvýraznějšímu využití škváry dojde po rekonstrukci spalovny v rámci schváleného projektu EU ISPA v letech 2005-2006, na který EU přispěla částkou zhruba 47 mil. euro. V rámci jihomoravské koncepce nakládání s odpady bude naplněna kapacity spalovny na 220 000 t odpadu ročně při produkci asi 50 000 t roztříděné škváry.

Spalovna v Liberci směs strusky a popílku prodává jako stavební materiál SPRUK. Certifikaci, kterou na tento materiál spalovna získala v roce 2002, prováděl Technický a zkušební ústav stavební Praha, pobočka Teplice, avšak podle normy (ČSN 736133), která se věnuje pouze popílkům po spalování uhlí.

Během certifikace navíc podle našich informací nebyla posouzena možnost uvolňování nebezpečných dioxinů do životního prostředí. Ve škváře a popílku z liberecké spalovny přitom ročně končí kolem 5 g TEQ dioxinů. Při nesprávném použití této směsi (např.

Množství vyseparovaného železa v ZEVO Malešice

Následující tabulka ukazuje množství železného šrotu vyseparovaného v ZEVO Malešice v roce 2020.

tags: #jaký #odpad #je #škvára

Oblíbené příspěvky:

• Jak vzniká polovodivost?
• Knihy o přírodě z bazaru
• Ochrana přírody a krajiny: Typy staveb
• Studium ekologie a životního prostředí na PřF UK
• Emise CO2 v ČR a jejich snižování