Skládka úložiště popílku: Technologie a využití vedlejších energetických produktů

Uhlí, které se spaluje v elektrárnách, zanechává nespalitelný podíl v množství 25 - 30 % původního objemu paliva. Čas těchto tzv. vedlejších energetických produktů nadešel v 90. letech v souvislosti s první vlnou obnovy uhelných elektráren.

Ze „zbytku“ se staly cenné druhotné suroviny. Vedlejší energetické produkty a odpady, které dříve zaplňovaly skládky a úložiště v okolí elektrárny, se v posledních letech stále častěji stávají vhodným materiálem pro další změny a zkvalitňování krajinného rázu v okolí elektráren.

Využití vedlejších energetických produktů

Největší uplatnění nacházejí stabilizáty. Jsou chemicky velmi stálé a nemají žádné negativní vlivy na životní prostředí. Jednou z možností jejich využití je tvarování reliéfu krajiny. Jsou vhodné pro sanaci důlních výsypek a k revitalizaci krajiny.

Konkrétně stabilizát opět našel uplatnění při stavbách v blízkosti elektrárny. Stabilizáty jsou jako zpevňovače podloží využívány právě při výstavbě nových supermarketů či výrobních hal v průmyslových zónách. Zatím nejvíce stabilizátu bylo využito při výstavbě zkušebního polygonu v Mostě, dále byl využit při opravě železničního náspu u stanice Březno u Chomutova. Stojí na něm také lounský Kaufland či výrobní haly společnosti Parker-Hannifin v Chomutově.

Např. v Elektrárně Poříčí se certifikovaný stabilizát (popílek a směsi s popílkem z fluidních a granulačních kotlů smíchaný se záměsovou vodou) využívá pro tvarové úpravy krajiny na odkališti Debrné. Na odkališti dochází k uzavírání původních naplavených vrstev a k tvarování krajiny s následnou biologickou rekultivaci, což v tomto případě znamená krycí travní porost s postupným řízeným vytvářením remízků s místně přirozenými náletovými dřevinami a keři.

Čtěte také: Detailní Analýza Skladování Popílku

Některé popílky se používají jako účinné náplně filtrů pro čistění odpadních vod (životnost náplní je 10 - 20 let). Čištění je vysoce účinné při likvidaci patogenních bakterií, těžkých kovů a PCB.

Příklady využití VEP v různých elektrárnách

• Elektrárna Mělník - hlavní část VEP slouží především při výrobě sádrokartonových desek (energosádrovec) a dále jako surovina při výrobě stavebních hmot (popílek) a jako podkladový materiál pro stavbu silnic a zpevněných ploch (aglomerát).
• Elektrárna Tisová - drží platné certifikáty na stabilizát z fluidního popela k vyplňování vytěžených povrchových důlních prostor, na stabilizát z popela a energosádrovce a na stabilizát z fluidního popela k užití pro zemní konstrukce a podkladové vrstvy staveb pozemních komunikací.
• Elektrárna Počerady - z energosádrovce produkuje briketovaný sádrovec, který se prodává do cementáren pro výrobu cementu, a sypaný sádrovec, který je možné použít také pro výrobu cementu a navíc probíhá testování jeho využití při výrobě průmyslových hnojiv. Popílek je základní surovinou pro výrobu stabilizátu a granulátu, který se využívá k rekultivaci odkaliště a dále se odváží do Mostecké uhelné, a. s., která ho využívá jako výplňkový materiál do vyuhlených šachet. Popílek v menší míře slouží i jako přísada při výrobě betonových směsí.
• Elektrárna Hodonín - vznikají zde tři druhy vedlejších energetických produktů, z toho dva certifikované. Prvním certifikovaným produktem je suchý ložový popel, který pod názvem RESAN EHO částečně nahrazuje písek a zeminu a dá se využít pro zásypy výkopů, obsypy inženýrských sítí, podkladové vrstvy komunikací, výrobu betonových směsí a jako přídavek rekultivačního substrátu. Druhým certifikovaným produktem je stabilizát REHAS EHO a REHAS II EHO. Jde o popelovou maltu (zvlhčená popelová směs), kterou lze využít pro výstavbu hrázových těles, vyrovnávání terénních nerovností před rekultivací skládek, jako podložní materiál silnic, umělé kamenivo, přídavná směs pro výrobu cihel a podkladový materiál pod základy při stavbě domů. Dosud necertifikovaným - i když zcela bezpečným - produktem je úletový popílek; ten je možné využít pro výrobu betonových směsí, cemento-popílkové suspence a jako přídavek do surovin k výrobě hurdisek.
• Elektrárna Chvaletice - nabízí VEP jako materiál pro základy staveb, silnic a železnic, pro úpravy krajin, terénů a stavby protizáplavových valů. Nepropustnost a nízká vyluhovatelnost stabilizátu umožňuje jeho ekologické ukládání v rámci vlastního projektu „Krajinotvorba“, který vrací krajinu, zdevastovanou těžbou pyritu v Mangano-kyzových závodech ve Chvaleticích, do původní podoby.
• Elektrárna Ledvice - produkuje stabilizát využitelný zejména ve stavebnictví. Kromě jiného slouží i pro rekultivaci vytěženého lomu Fučík.
• Elektrárna Dětmarovice - vyprodukuje ročně cca 250 tis. tun vedlejších energetických produktů. Z tohoto množství je 80 % jemného popele, který je certifikován a ze 70 % využíván ve stavebnictví jako přísada do cementu nebo betonu.
• Energetika Vítkovice - držitel certifikátu pro využití popílku a škváry ke stavebním účelům.

Alternativní materiály v zemních pracích

Používání alternativních materiálů v zemních pracích není ničím novým a v mnoha zemích má dlouholetou tradici sahající minimálně do poloviny 20. století. Použijeme-li vhodný alternativní materiál svými vlastnostmi srovnatelný s vlastnostmi materiálu přírodního, rozhodně zachováme více přírodních zdrojů pro budoucnost. Využívání vedlejších produktů z průmyslových procesů snižuje náklady na jejich ukládání na skládky a lze je vhodným způsobem využít s vyšší přidanou hodnotou.

Používání alternativních materiálů zapadá do koncepce cirkulární ekonomiky, kde jednou ze zásad je přeměna odpadů na suroviny. Na stavbách s velkým podílem zemních prací je snad již samozřejmostí využívání veškerých vytěžených zemin a hornin, často po úpravě pojivy, v rámci stavby tak, aby se snížilo množství nevhodných zemin ukládané na skládky a snížila se potřeba dovozu přírodních materiálů pro násypy. Deficit v násypových materiálech lze vhodným způsobem doplnit právě alternativními materiály.

Smělé plány vyspělého světa (Green Deal, Fit for 55) mohou ve svém důsledku změnit i množství alternativních materiálů, které bude možno uplatnit v zemních pracích. Příkladem může být snižování produkce elektrické energie z uhelných tepelných elektráren, což povede ke snižování množství vedlejších energetických produktů (VEP). Tento fakt se již projevil v produkci a spotřebě VEP, kdy v Evropě se spotřebovalo více VEP, než bylo vyprodukováno (především ve výrobě cementu a betonu).

V některých oblastech budeme tedy do budoucna nuceni vrátit se ke starým odvalům, úložištím nebo odkalištím a těžit tyto materiály pro potřeby staveb i za cenu úpravy některých jejich vlastností, jak tomu je například u popílků do cementu, které po uložení na odkališti aglomerují a které je nutné před následným použitím znovu pomlít. I za cenu vyšších nákladů bude použití alternativních surovin přínosnější než výstavba jen z nedostatkových přírodních materiálů.

Čtěte také: Kladenská skládka: Vše, co potřebujete vědět

Mnohé země mají používání alternativních surovin a jejich přeměnu na zdroje zakotveno ve svých strategických dlouhodobých programech udržitelného rozvoje. Bohužel v mnoha z nich jde pouze o proklamativní texty, jež nezahrnují podporu těch, kteří alternativní materiály používají. Na rozdíl od Velké Británie, kde se zvyšují poplatky za ukládání inertního odpadu a daně z těžby přírodních surovin, v České republice žádná podpora používání alternativních materiálů není.

Jako alternativní materiály pro zemní práce byly pro potřeby přípravy Technické zprávy (CEN/TR Alternative Materials in Earthworks) definovány všechny antropogenní materiály podle ČSN EN 16907-2, tab. 5. Do této skupiny patří všechny recykláty, vedlejší produkty z výrobních procesů a rovněž přírodní materiály, které byly v minulosti zabudovány do konstrukcí nebo byly předmětem jen mechanického zpracování (např. lomové skrývky).

Velká část alternativních materiálů prochází procesem průmyslové úpravy (např. neprohořelá uhelná hlušina nebo lomové skrývky), případně přímo tvoří vedlejší produkty z výroby (vedlejší energetické produkty, strusky). Je logické, že u těchto materiálů lze očekávat zvýšené obsahy kontaminantů. V jednotlivých zemích jsou proto definovány limitní obsahy těžkých kovů, případně dalších sloučenin, které jsou obvykle shodné s požadavky na přírodní materiály. Avšak u materiálů přírodního původu se tyto vlastnosti obvykle neprokazují.

Vzhledem k tomu, že právní předpisy v oblasti odpadů jsou velmi přísné, je snahou, aby alternativní materiály nebyly klasifikovány jako odpad, ale jako vedlejší produkt, druhotná surovina, chemická látka (např. VEP) či výrobek, a tím se předešlo jejich hodnocení z hlediska odpadářské legislativy.

Environmentální aspekty hodnocení potenciálního používání alternativních materiálů v zemních pracích se liší v jednotlivých zemích a na evropské úrovni je nelze sjednotit. Obvykle jsou limitní hodnoty škodlivin definovány v předpise nebo vyhlášce. Pokud jsou hodnoty překročeny, nelze materiál použít.

Čtěte také: Kvalita dřeva a skladování

Zcela se však vymyká projektový přístup (design approach) používaný ve Velké Británii. Tam se pro každý velký projekt zemních prací provede samostatná analýza a stanoví se konkrétní parametry obsahu škodlivin v závislosti na podmínkách v místě realizace (vztah k podzemní a povrchové vodě, intravilán nebo extravilán apod.). S tím souvisí i používání kontaminovaných materiálů v zemních pracích bez toho, aniž by byly stabilizovány (solidifikovány) například vápnem, cementem, vysokopecní struskou apod. pro snížení možnosti vyluhování nebezpečných složek.

Pomineme-li problémy kontaminace, pak na používání alternativních materiálů v zemních pracích mají vliv především potenciální objemové změny vyplývající z přítomnosti volného vápna, volného MgO nebo vysokého obsahu síranů. Obsah organických látek, který je sledován například při používání popílků v betonu, kde by zvýšené obsahy mohly ovlivnit rychlost tuhnutí a tvrdnutí betonu, není v případě alternativních materiálů podstatný.

Nejzávažnějším rizikem při používání alternativních materiálů mohou být objemové změny způsobené hydratací volného vápna (CaO) nebo volného periklasu (MgO), které se mohou objevit v případě strusek (vysokopecních i ocelářských), hutní sutě i strusek neželezných kovů. Objemové změny způsobené přítomností volného vápna je nutné posoudit i v případě produktů spalování uhlí (hlavně fluidní popílky a ložový popel), ale i produktů spalování jiných materiálů (hlavně spalování komunálního odpadu a biomasy).

Obecně pro používání alternativních materiálů v zemních pracích, případně v nestmelených konstrukčních vrstvách, lze u rizikových materiálů doporučit stanovení lineárního bobtnání v CBR moždíři podle ČSN EN 13247-47. U produktů spalování uhlí nebo jiných produktů se doporučuje stanovení zahájit po třech dnech zrání.

Alternativní materiály jsou dlouhodobě používány v zemních pracích. Mezi těmito skupinami alternativních materiálů se vyskytují některé, jejichž význam do budoucna výrazně stoupne, zvláště bude-li pokračovat útlum spalování uhlí a postupně vyčerpáme i zdroje ze starých odkališť a k útlumu přejdou i Indie a Čína, které zatím mohou Evropu dostatečně saturovat vedlejšími energetickými produkty požadovaných vlastností. K těmto materiálům patří především popílky a škvára ze spalování komunálního odpadu.

Abychom se vyvarovali problémů, které může použití alternativních materiálů přinést, je nutné důsledně dodržovat doporučené postupy při jejich uvádění na trh, resp. před jejich použitím.

Technologie pro nakládání s odpady

• Třídicí linky - zde se třídí odpad podle druhu a kvality.
• Lisovací jednotky, aglomerační a granulační technologie - vytříděný odpad zde dostává takovou podobu, aby byl další transport a manipulace s tímto materiálem co nejjednodušší.
• RDF zařízení - zařízení pro výrobu tuhého alternativního paliva z komunálních a průmyslových odpadů.
• Kompostárny - zde umisťujeme samostatně sbíraný odpad z údržby veřejné zeleně i ze zahrad, a také řadu biologicky rozložitelných odpadů z výroby potravin nebo ze zemědělství.
• Biodegradační plochy - na zeminy kontaminované ropnými látkami aplikujeme speciálně vyvinuté bakterie, které rozkládají nebezpečné kontaminanty.
• Solidifikační linky - zde využíváme vlastní postupy, jak chemickým způsobem stabilizovat některé nebezpečné odpady s obsahem těžkých kovů do formy, která již nemá nebezpečné vlastnosti.
• Termická desorpce - slouží k dekontaminaci materiálů a zemin s obsahem vysoce a méně těkavých organických látek.

Stabilizace a ztekucení zemin s přídavkem popílků

Při realizaci inženýrských sítí se vyprodukuje velké množství zemin různého složení či frakce. V běžné praxi se úprava nevhodných zeminy provádí stabilizací za použití hydraulických pojiv, jejichž druh se volí v souvislosti s typem zeminy. Stabilizované zeminy vykazují obecně lepší vlastnosti, jako je pevnost a snížení vlhkosti. Jako účinné stabilizační činidlo se jeví použití popílku. Příměs popílku k zemině může ovlivňovat jak reologické vlastnosti, tak pevnost.

Z hlediska postupu prací je v první fázi potřeba na vykopané zemině provést zkoušky pro zjištění jejích vlastností. Důležité je především znát křivku zrnitosti, chemické a mineralogické složení zeminy. Na základě těchto parametrů se navrhuje použití vhodného druhu a množství pojiv, které by měly zajistit nárůst pevnosti. Z vlastností zeminy zároveň můžeme předběžně určit druh použití vhodné ztekucující či plastifikační přísady.

Úpravu zemin lze obecně rozdělit do dvou kategorií, kterými je mechanická stabilizace (dosažena změnou fyzikálních vlastností půdních částic, např. vibrací, hutněním, přibíjením atd.) a chemická stabilizace (dosažena chemickou reakcí mezi stabilizátorem/pojivem a minerálními látkami v zemině). Stabilizace zemin slouží např. pro zlepšování zpracovatelnosti, zhutnitelnosti a pevnosti zeminy.

Pro stabilizaci jílovitých zemin se nejčastěji používá vápno. U písčitých zemin se jako vhodnější stabilizační činidlo jeví použití cementu. Hlavním cílem stabilizace zemin pomocí cementu je zpevnění strukturních vazeb, které vzniknou mezi zeminou a cementem. Jako další druh stabilizačního činidla lze uvést fluidní popílek. Jedná se o jemný prášek, který se skládá z jemných částic a má pucolánové vlastnosti.

Porovnání technologie MBÚ a EVO

V případě energetického využívání je odpad v procesu spalování přeměňován na energii, spaliny a zbytkové materiály. Vyrobená energie z odpadů nahrazuje energii vyrobenou z neobnovitelných zdrojů energie, spaliny podléhají vysoce účinnému čištění, škodliviny obsažené ve zbytkových materiálech jsou imobilizovány - tedy nejsou již k dispozici životnímu prostředí.

Zařízení na energetické využívání odpadů patří mezi nejlépe a nejpřísněji sledované technologie z hlediska emisí do ovzduší a obecně vlivu na životní prostředí. Limity jsou přísné, je povinně zavedeno kontinuální monitorování spalin atd. Ostatní energetická zařízení jako např. teplárny nebo elektrárny jsou objektivně většími znečišťovateli ovzduší než spalovny odpadů.

Naproti tomu je MBÚ značně odlišná technologie. Představuje dělení komunálního odpadu na dvě frakce - nízkovýhřevnou frakci, tzv. těžkou a vysokovýhřevnou frakci, tzv. lehkou. Těžká frakce je podrobena biologické úpravě a následně skládkována, lehká frakce, někdy deklarovaná jako alternativní palivo, je spalována, resp.

Na počátku je veškerý zbytkový odpad rozdrcen ve výkonných drtičích. Sítováním je oddělena lehká frakce (papír, plast) o výhřevnosti až 20 000 kJ/kg. Frakce s nižší výhřevností a vyšším podílem biologického odpadu (těžká frakce) je podrobena tzv. biologické úpravě (kompostování, anaerobní digesce), přičemž také v tomto procesu je dále odděleno 10-15 % energeticky využitelných částí, které jsou spáleny.

Rekultivace úložišť

Elektrárny Prunéřov - na rekultivace úložišť A II, AIII louka, Ušák, Letiště, Severní lom a Vernéřov elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit téměř 325 mil. Elektrárny Tušimice - deponát je dopravován do vytěžených prostor k revitalizaci krajiny po důlní činnosti, certifikovaná struska bude využívána i k asanaci bývalého složiště Tušimice a samotný certifikovaný popílek je nabízen ke komerčnímu využití.

V případě provozu úložiště Vysočany projevila obec Hrušovany zájem na jiném způsobu rekultivace, konkrétně na vybudování golfového hřiště. Na rekultivace úložišť Vysočany, Tušimice a Stodola elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit 201 mil.

Elektrárna Mělník - hlavní část VEP slouží především při výrobě sádrokartonových desek (energosádrovec) a dále jako surovina při výrobě stavebních hmot (popílek) a jako podkladový materiál pro stavbu silnic a zpevněných ploch (aglomerát). Na rekultivace úložiště Panský les elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit téměř 253 mil.

Elektrárna Tisová - v současnosti drží platné certifikáty na stabilizát z fluidního popela k vyplňování vytěžených povrchových důlních prostor, na stabilizát z popela a energosádrovce a na stabilizát z fluidního popela k užití pro zemní konstrukce a podkladové vrstvy staveb pozemních komunikací. Na rekultivace úložiště Silvestr elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit 33 mil.

Elektrárna Počerady - z energosádrovce produkuje briketovaný sádrovec, který se prodává do cementáren pro výrobu cementu, a sypaný sádrovec, který je možné použít také pro výrobu cementu a navíc probíhá testování jeho využití při výrobě průmyslových hnojiv. Na rekultivace úložišť Itálie a Třískolupy elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit asi 232 mil.

Elektrárna Hodonín - vznikají zde tři druhy vedlejších energetických produktů, z toho dva certifikované. Na rekultivace úložiště Zbrod - skládka stabilizátu elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit ročně okolo 23 mil.

Elektrárna Chvaletice - nabízí VEP jako materiál pro základy staveb, silnic a železnic, pro úpravy krajin, terénů a stavby protizáplavových valů. Na rekultivace úložišť elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit téměř 328 mil.

Elektrárna Ledvice - produkuje stabilizát využitelný zejména ve stavebnictví. Kromě jiného slouží i pro rekultivaci vytěženého lomu Fučík. Na rekultivace úložišť Fučík a Eleonora elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit asi 13,5 mil.

Elektrárny Poříčí - certifikovaný stabilizát se zde používá pro tvarové úpravy krajiny. Na rekultivace úložišť Debrné a Dvůr Králové elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit 49,5 mil.

Elektrárna Dětmarovice - vyprodukuje ročně cca 250 tis. tun vedlejších energetických produktů. Na rekultivace úložišť Zimný důl a Kašpárkovice I elektrárna hodlá do roku 2011 vynaložit téměř 21 mil.

tags: #skladka #uloziste #popilku #technologie

Oblíbené příspěvky:

• Komplexní průvodce místním šetřením
• Posudky znečištění olejem
• Slunné stanoviště pro okrasné trávy
• Průvodce pěstováním kopretin
• Roční statistika emisí v ČR