Průmyslový kompost, popel a jeho složení

Moderní společnosti spotřebovávají mnoho surovin a produkují značné množství odpadů, především v oblasti stavebnictví. Oběhové hospodářství ve městech a regionech znamená systémový posun, při kterém jsou poskytovány služby, efektivně využívány přírodní zdroje primárních materiálů a optimalizováno jejich opětovné využívání. Pro dosažení ekonomické efektivity jsou činnosti plánovány a prováděny tak, aby uzavíraly, zpomalovaly a zužovaly smyčky napříč hodnotovými řetězci.

Očekává se, že oběhové hospodářství bude mít pozitivní dopady na životní prostředí díky snížení emisí do ovzduší, zvýšení podílu obnovitelné energie a recyklovatelných zdrojů a omezení využívání surovin, vody, půdy a energie. Cirkulární ekonomika kombinuje ekonomický růst s vývojovým cyklem, který zachovává a posiluje přírodní kapitál, optimalizuje produkci zdrojů a minimalizuje rizika prostřednictvím správy omezených zdrojů a obnovitelných smyček. Kromě toho umožňuje společnostem snížit výrobní náklady a ztráty, vytvářet nové zdroje příjmů a zmírnit jejich závislost na přírodních surovinách.

Stále je třeba uvolnit potenciál cirkulární ekonomiky na podporu udržitelných měst, regionů a zemí. K dosažení tohoto cíle je nutné jít nad rámec čistě technických aspektů. Vyžaduje to nastavení správného řízení a mezí prostředí. Rámec 3P („lidé“, „politiky“ a „místa“) znamená, že oběhové hospodářství zahrnuje udržitelné způsoby výroby a spotřeby, ale i nové modely podnikání a správy (lidé). Touto myšlenkou se nechal inspirovat i tým Ing. Václava Vachušky v Dobrovolném svazku obcí Horažďovicko, který hledá způsoby prevence vzniku odpadů a maximalizace využití odpadů přímo na území obsluhovaných obcí.

Popel z malých tepelných zdrojů (MTZ)

Popel z malých tepelných zdrojů vzniká při spalování tuhých paliv, jako jsou dřevo a uhlí. Na základě průzkumu provedeného autory článku lze popel z malých tepelných zdrojů (MTZ) považovat za největší tok odpadu v menších obcích ČR. Tento materiál má značný potenciál pro snížení produkce odpadu, skládkování a spotřeby primárních surovin. Představenými možnostmi využití tohoto potenciálu bude dodržena nejen hierarchie nakládání s odpady, ale i strategie udržitelného rozvoje mnoha obcí.

Vzhledem ke geografickým podmínkám ČR a rozsahu plynofikace venkova je pevné palivo jediným vstupem pro MTZ. Velkou tradici má využívání uhlí, jak černého, tak hnědého. Dalším významným palivem je dřevo štípané nebo ve formě štěpky, pelet a briket. Výsledkem spalování je popel. Jeho množství závisí na mnoha faktorech, na druhu a kvalitě uhlí/dřeva, podmínkách hoření atd.

Čtěte také: Průmyslové emise TZL

Pro průmyslové účely obvykle slouží kotle vybavené drtiči, kde se uhlí drtí najemno, aby se optimalizovala rychlost spalování a účinnost výroby tepla. Produkty pálení uhlí v průmyslu jsou často využívány jako pomocný stavební materiál při budování silnic nebo přípravě betonů [3].

Popel vzniklý v MTZ spalováním čisté biomasy je prezentován jako nezávadný, vhodný pro široké využití na zahradách a v domácnostech [4-6]. Existují však názory [7, 8], podložené výsledky laboratorních analýz, že stromy mohou absorbovat a hromadit látky ze vzduchu a půdy. Proto dřevo často obsahuje znečišťující látky ve formě těžkých kovů, jejichž koncentrace se liší v závislosti na druhu stromu a lokalitě jeho růstu. Při nedokonalém spalování tak vznikají mimo jiné i organické znečišťující látky. Tyto a všechny nehořlavé složky dřeva zůstávají po spalování koncentrovány v popelu.

Kromě minerálů, jako jsou draslík nebo fosfor, jsou to rovněž těžké kovy (arsen, olovo, kadmium, chrom, měď atd.) a různé organické znečišťující látky (polycyklické aromatické uhlovodíky, dioxiny nebo furany), z nichž některé jsou toxické a/nebo karcinogenní. Konkrétní výsledky analýz popela ze samotného spalování biomasy v MTZ jsou v tab. 1. Pro porovnání připojujeme limitní hodnoty rizikových prvků obsažených v popelu ze spalování biomasy, které dle přílohy č. 1 vyhlášky č. 474/2000 Sb., lze použít jako hnojivo na zemědělské půdy nebo do kompostu (od 1. října 2021 byly limity navýšeny, viz Příloha č. 1 k vyhlášce č. 312/2021 Sb.).

Obsahy rizikových prvků uvádí práce výzkumníků Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava [9], která popisuje výsledky analýz popelů vzniklých spalováním v MTZ tří druhů hnědého uhlí běžně využívaných v České republice. Dokument uvádí, že převážná většina sledovaných prvků (Al, Si, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb) se hromadila v ložovém popelu; Se a Pb byly dominantně zastoupeny v úletovém popelu, zatímco v plynných emisích se nacházely S, Cl, Br a Hg. Při porovnání s distribucí prvků vzniklých spalováním uhlí ve velkých průmyslových systémech byl nalezen rozdíl hlavně u As a Zn, který pravděpodobně souvisel s relativně nízkými teplotami v topeništi i teplotami odcházejících spalin.

Polská studie [10] porovnala spalování černého uhlí v MTZ s teplárnami. Ve vzorcích z MTZ bylo významně více stopových prvků (Cd, Tl, Pb, As, Ba a Ni) než ve vzorcích teplárenských ložových popelů. Průměrný obsah těchto prvků byl 1,5 až 3,5krát vyšší než ve vzorcích teplárenských ložových popelů.

Čtěte také: Metody neutralizace průmyslového odpadu

Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, ve znění pozdějších předpisů, v odstavci 6 § 16 uvádí, že: „Odpad podle jiného právního předpisu [zákona o odpadech] s výjimkou odpadu uvedeného v prováděcím právním předpisu, může být tepelně zpracován jen ve stacionárním zdroji, ve kterém je tepelné zpracování odpadu povoleno podle § 11 odst. 2 písm. d). Ke zjištění, že domácnost takto nezákonně nakládá s odpadem, lze dojít dvěma způsoby. Prvním, poněkud obtížně prokazatelným, je sledování barvy a intenzity kouře z MTZ, druhým, přesnějším, tzv. Je to metoda, která byla vytvořena za účelem posouzení popelů z pohledu spalování odpadů v MTZ. Cílem této metody je po vyhodnocení výsledků označit popel jako červený (prokázáno spalování kontaminovaného paliva), oranžový (spalování kontaminovaného paliva nelze prokázat ani vyloučit), nebo zelený (neprokázáno spalování kontaminovaného paliva).

Analýzy popelů vzniklých spalováním uhlí společně s komunálním odpadem přináší článek Kicinské [12]. Studie prezentuje výsledky analýzy popílku, který je výsledkem spalování tuhých paliv smíchaných s komunálním odpadem, a hodnotí environmentální a zdravotní riziko spojené s infiltrací vybraných kovů do životního prostředí. Fázové složení naznačuje, že materiál je extrémně smíšený a různorodý. Nízkoteplotní složky byly smíchány s látkami vytvářenými při vysokých teplotách. Jako dominantní prvky byly zjištěny křemičitany a hlinitokřemičitany - křemen, živec a plagioklas (albit). Hojně se zde vyskytovaly také hliněné minerály (kaolinit a mullit), uhličitany (kalcit), oxidy/oxidhydroxidy železa a síranové minerály (sádra a anhydrit).

VÚV TGM v rámci řešení projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000379 „Odpady a předcházení jejich vzniku - praktické postupy a činnosti při realizaci závazků krajského Plánu odpadového hospodářství hlavního města Prahy“ [13] a dalších zakázek provádí rozbory směsného komunálního odpadu v sídlištní, venkovské i centrální zástavbě hlavního města Prahy. Díky centrálnímu vytápění a plynofikaci se popel ve směsném komunálním odpadu téměř nevyskytuje.

Pro občany, respektive domácnosti v malých obcích, vlastnící MTZ je popel zásadní složkou obsahu směsného komunálního odpadu (SKO). Při předběžném monitoringu produkce popelů v pilotní oblasti Horažďovicko bylo Ing. Vachuškou zjištěno, že v obcích Dobrovolného svazku obcí (DSO) Horažďovicko vzniká 520 tun popelů ročně. Jedná se převážně o popel ze spalování uhlí, přičemž jeden občan ročně vyprodukuje v průměru 46 kg popela. Takovéto množství představuje i vzhledem k avizovaným vzrůstajícím cenám za uložení odpadu na skládky (podle nového zákona o odpadech č. 541/2020 Sb., [15] bude cena za tunu využitelného odpadu postupně navyšována až na částku 1 850 Kč v roce 2030) velmi citelným nákladem jak pro obce, tak následně pro samotného občana.

V současné době je popel z MTZ odkládán do popelnic a s dalším směsným komunálním odpadem odstraňován ukládáním na skládky, případně spalován ve spalovnách. Pokud je soustřeďován odděleně, má výrazně jiné vlastnosti než směsný komunální odpad. Například nedosahuje výhřevnosti 6,5 MJ/kg v sušině a je biologicky stabilní. Od 1. ledna 2024 bude možné separovaný popel z MTZ zařadit jako poddruh směsného komunálního odpadu s katalogovým označením 20 03 01 01 - Odděleně soustřeďovaný popel z domácností. Tento poddruh odpadu dle Přílohy č. 52 k vyhlášce č. 273/2021 Sb., o nakládání s odpady patří mezi technologické odpady, a je proto zahrnut do dílčího poplatku za ukládání technologických odpadů na skládku. Sazba za tunu vytříděného skládkovaného popela činí 45 Kč.

Čtěte také: Průmyslový odpad a životní prostředí

Popel lze při odděleném sběru v obcích kumulovat již nyní na vybraném místě v regionu a dalším zpracováním z něj vyrobit posypové kamenivo pro zimní údržbu komunikací nebo podsypový a zásypový materiál liniových staveb. Posypové/umělé kamenivo je možné vyrobit speciální technologií z popela, příměsí, pojiv a přísad, které jsou dostupné. Výroba posypového/umělé kameniva již byla laboratorně a poloprovozně ověřena.

V současné době je možné zavedení tohoto způsobu recyklace popela z MTZ realizováno první etapou, tedy podáním žádosti o podporu projektu „Potenciál materiálového využití popela v rámci cirkulární ekonomiky obcí“ pro 5. veřejnou soutěž programu Prostředí pro život vyhlášeného Technologickou agenturou ČR (TA ČR). Podle poznatků Ing. Vachušky je výhodou posypového/umělé kameniva z popela MTZ možnost řízení jeho vybraných mechanicko-fyzikálních vlastností a životnosti.

Technologický odpad, mezi který patří například škváry, strusky, shrabky z česlí i odděleně soustřeďovaný popel z domácností, je zařazen do skupiny odpadů, jež se Ministerstvo životního prostředí snaží odstranit na skládky. Chce tímto způsobem vyřešit problém nadměrného využívání těchto minimálně upravených odpadů na povrchu terénu, a zabránit tak možné kontaminaci životního prostředí.

Využití popela v zahradě a kompostování

Popel, vedlejší produkt spalování dřeva a jiných organických materiálů, se již po staletí používá jako přírodní hnojivo v zahradnictví a zemědělství. Tento článek přináší podrobný pohled na jeho výhody, tipy na aplikaci a důležitá bezpečnostní opatření. Popel je zbytkem po spalování dřeva, rostlinných zbytků a někdy i jiných organických materiálů. Z každé tuny suchého dřeva jej zbyde po spálení několik kilogramů. Popel jako hnojivo má vysoké pH a je zdrojem minerálů a živin podporujících růst květin, plodin, stromů i trávníku.

V největší míře je zastoupen vápník, dále draslík, hořčík, fosfor a další. Ve složení chybí pro půdu i rostliny potřebný dusík, který je nutné dodat v jiné podobě. Popel může pomoci neutralizovat kyselé půdy, čímž zlepšuje jejich strukturu a umožňuje lepší vstřebávání živin rostlinami. Obsahuje důležité minerály, které jsou zásadní pro zdraví a růst rostlin. Podle některých studií působí popel jako přirozený odpuzovač některých typů škůdců, poradí si i s některými plísněmi. Využitím zbytků po vytápění je možné nejen efektivně zvelebit zahradu, ale také podpořit recyklaci odpadu.

Je to vynikající volba pro mnoho druhů rostlin - ovoce, zeleninu, cibuloviny i okrasné rostliny. Díky minerálům a stopovým prvkům budou rostliny růst i kvést bujněji, celkově budou vypadat lépe a zdravěji a jejich plody budou chutnější a výživnější. Využití najde popel jako hnojivo na trávník, jeho přítomnost bojuje proti zarůstání mechem. Díky vysokému pH ale popel rozhodně neprospěje rostlinám preferující kyselé půdní podmínky, jako třeba vřes, azalky, borůvky nebo rododendrony.

Doporučené množství závisí na typu půdy a potřebách konkrétních rostlin. Obecně platí, že na 100 m2 stačí rozprostřít asi 10 kg popela. Zchladlé uhlíky se důkladně rozdrtí a spolu s popelem rovnoměrně rozprostřou po povrchu. Pokud je to možné, vše se zapracuje do horní vrstvy půdy, třeba pomocí motyčky. Je důležité aplikovat popel na suchou půdu a následně zavlažit. Nejlepší doba pro aplikaci je na jaře, kdy se půda připravuje na novou sezónu, nebo na podzim při úpravách po sklizni.

Kompost je další možností, jak využít na živiny bohatý popel. Hnojivo pro zahrádku pak bude obsahovat vše potřebné, protože rozkládající se rostlinné materiály dodají chybějící dusík. Ke každému 1 m3 kompostu se přidají 3-5 kg popela. Také je možné popel rozpustit ve vodě a vytvořit roztok bohatý na živiny použitelný při zalévání.

Jako hnojivo lze použít pouze popel z čistého dřeva nebo výrobků z dřevní hmoty. Je potřeba se ale ujistit, že při výrobě dřevěných briket či pelet nebyly použity žádné chemické látky. Popel ze spáleného plastu nebo uhlí může obsahovat škodlivé chemikálie a těžké kovy a ty do zahrady rozhodně nepatří. Před aplikací se doporučuje ověřit stávající pH půdy, aby se předešlo její nadměrné alkalizaci.

Jelikož je popel vedlejší produktem spalování, jeho využití představuje cenově výhodnou alternativu oproti nákupu průmyslových hnojiv. Pro každého zahrádkáře tedy znamená významnou úsporu v nákladech na údržbu zahrady. Přes všechny uvedené výhody je důležité používat popel jako hnojivo rozumně a s ohledem na specifické potřeby vaší zahrady, typ půdy a druhy pěstovaných rostlin.

Popel ze spalování biomasy je bohatý na obsah alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Dále obsahuje velké množství křemíku, větší množství železa případně hliníku. Nezanedbatelný podíl na celkovém obsahu prvků má též síra a fosfor. Reakce popela je zásaditá.

Pro posouzení mezích hodnot rizikových prvků ve vzorcích popelů je možné za současného stavu legislativy použít mezní limity rizikových prvků uvedené v příloze vyhlášky č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva, kde jsou stanoveny mezní hodnoty pro obsah rizikových prvků pro případ, kdy bychom popel posuzovali jako „ostatní minerální hnojivo neobsahující fosfor“ nebo mezní hodnoty rizikových prvků pro „minerální vápenatá a hořečnatovápenatá hnojiva“.

K aplikaci popela do půdy je možné též použít požadavků na obsah rizikových prvků uvedených ve vyhlášce č. 382/2001 Sb., o podmínkách použití upravených kalů na zemědělskou půdu. V neposlední řadě je možné použít biomasový popel jako surovinu pro přípravu kompostu a množství rizikových prvků posoudit podle ČSN 465735 „ Průmyslové komposty“.

Dá se očekávat, že se zvyšujícím se počtem biomasových výtopen bude produkce biomasového popela narůstat. Pro následné využívání tohoto materiálu je tedy nutné vytvořit legislativní oporu.

tags: #průmyslový #kompost #popel #složení

Oblíbené příspěvky:

• Skládky v České republice
• Udržitelná móda
• Skladování dle ObchZ
• Dopady klimatické změny: Česká perspektiva
• Ribozomy bakterií a recyklace