Spis treści:

  • Prawne przepisy odnoszące się do unieszkodliwiania odpadów.
  • Klasyfikacja odpadów.
  • Charakterystyka odpadów komunalnych.
  • Charakterystyka odpadów przemysłowych.
  • Sortowanie, składowanie oraz spalanie odpadów.
  • Pozyskiwanie energii z odpadów.
  1. Prawne przepisy odnoszące się do unieszkodliwiania odpadów.

1. Ochrona oraz kształtowanie środowiska- ustawa z dnia 31 stycznia 1980 r. o ochronie i kształtowaniu środowiska (Dz. U. 94.49.196) i jej późniejsze zmiany (wybrane fragmenty):

Art. 1. 1. Ustawa określa zasady ochrony i racjonalnego kształtowania środowiska, zmierzające do zapewnienia współczesnemu i przyszłym pokoleniom korzystnych warunków życia oraz realizacji prawa do korzystania z zasobów środowiska i zachowania jego wartości.

2. Środowiskiem w rozumieniu ustawy jest ogół elementów przyrodniczych, w szczególności powierzchnia ziemi łącznie z glebą, kopaliny, wody, powietrze, świat roślinny i zwierzęcy, a także krajobraz, znajdujących się zarówno w stanie naturalnym, jak też przekształconych w wyniku działalności człowieka.

Art. 2. 1. Ochrona środowiska polega na działaniu lub zaniechaniu umożliwiającym zachowanie bądź przywrócenie równowagi przyrodniczej koniecznej do osiągnięcia celu, o którym mowa w art. 1 ust. 1. Ochrona ta wyraża się w szczególności w:

1)racjonalnym kształtowaniu środowiska i gospodarowaniu zasobami przyrodniczymi zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju,

2)przeciwdziałaniu lub zapobieganiu szkodliwym wpływom na środowisko powodującym jego zniszczenie, zanieczyszczenie, zmiany cech fizycznych lub charakteru elementów przyrodniczych,

3)przywracaniu do stanu właściwego elementów przyrodniczych.

2. Racjonalne gospodarowanie zasobami przyrodniczymi środowiska polega w szczególności na:

1)korzystaniu z zasobów tylko w zakresie uzasadnionym interesem społecznym, przy ocenie którego uwzględnia się, obok wskazań długookresowego, kompleksowego rachunku ekonomicznego, także inne niż gospodarcze znaczenie tych zasobów dla równowagi przyrodniczej i dla warunków życia ludzi.

2)zapewnieniu pierwszeństwa przedsięwzięciom umożliwiającym oszczędne wykorzystanie zasobów, zwłaszcza w drodze powtórnego lub wielokrotnego ich wykorzystywania w procesach gospodarczych,

3)niepogarszaniu stanu środowiska.

Art. 3. Ilekroć w ustawie jest mowa o:

(...)

3a) zrównoważonym rozwoju - rozumie się przez to taki rozwój społeczno-gospodarczy, w którym w celu równoważenia szans dostępu do środowiska poszczególnych społeczeństw lub ich obywateli - zarówno współczesnego, jak i przyszłych pokoleń - następuje proces integrowania działań politycznych, gospodarczych i społecznych z zachowaniem równowagi przyrodniczej oraz trwałości podstawowych procesów przyrodniczych,

4)ściekach - rozumie się przez to substancje ciekłe, które wprowadzane bezpośrednio lub za pośrednictwem urządzeń kanalizacyjnych do wód albo do ziemi mogą je zanieczyszczać, zmieniać ich stan fizyczny, chemiczny lub biologiczny albo działać niszcząco na świat roślinny lub zwierzęcy,

4a) odpadach - rozumie się przez to odpady określone przepisami o odpadach,

4b) substancjach niebezpiecznych - rozumie się przez to substancje, ich składniki, mieszaniny lub preparaty, które ze względu na swoje właściwości chemiczne, fizyczne, biologiczne lub toksyczne mogą w przypadku nieprawidłowego obchodzenia się z nimi spowodować śmierć, rozstrój zdrowia lub uszkodzenie ciała ludzkiego albo zniszczenie lub uszkodzenie dóbr materialnych lub elementów środowiska, w tym organizmów żywych.

2. Inspekcja Ochrony Środowiska- ustawa z dnia 20 lipca 1991 r. o Inspekcji Ochrony Środowiska (Dz. U. 1991 Nr 77 poz. 335) (wybrane fragmenty):

Art. 1.

Główny Inspektor Ochrony Środowiska jest centralnym organem administracji rządowej, powołanym do kontroli przestrzegania przepisów o ochronie środowiska oraz badania stanu środowiska, nadzorowanym przez ministra właściwego do spraw środowiska.

3. Prawo budowlane- ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (Dz. U. 1994 nr 89 poz. 414) (wybrane fragmenty):

Art. 1. Ustawa - Prawo budowlane, zwana dalej "ustawą", normuje działalność obejmującą sprawy projektowania, budowy, utrzymania i rozbiórki obiektów budowlanych oraz określa zasady działania organów administracji publicznej w tych dziedzinach.

Art. 3. Ilekroć w ustawie jest mowa o:

1) obiekcie budowlanym - należy przez to rozumieć:

a) budynek wraz z instalacjami i urządzeniami technicznymi,

b) budowlę stanowiącą całość techniczno-użytkową wraz z instalacjami i urządzeniami,

c) obiekt małej architektury,

2) budynku - należy przez to rozumieć taki obiekt budowlany, który jest trwale związany z gruntem, wydzielony z przestrzeni za pomocą przegród budowlanych oraz posiada fundamenty i dach,

(...)

3) budowli - należy przez to rozumieć każdy obiekt budowlany nie będący budynkiem lub obiektem małej architektury, jak: lotniska, drogi, linie kolejowe, mosty, estakady, tunele, sieci techniczne, wolno stojące maszty antenowe, wolno stojące trwale związane z gruntem urządzenia reklamowe, budowle ziemne, obronne (fortyfikacje), ochronne, hydrotechniczne, zbiorniki, wolno stojące instalacje przemysłowe lub urządzenia techniczne, oczyszczalnie ścieków, składowiska odpadów, stacje uzdatniania wody, konstrukcje oporowe, nadziemne i podziemne przejścia dla pieszych, sieci uzbrojenia terenu, budowle sportowe, cmentarze, pomniki, a także części budowlane urządzeń technicznych (kotłów, pieców przemysłowych i innych urządzeń) oraz fundamenty pod maszyny i urządzenia, jako odrębne pod względem technicznym części przedmiotów składających się na całość użytkową

(...)

Art. 20. 1. Do podstawowych obowiązków projektanta należy:

1) (53) opracowanie projektu budowlanego w sposób zgodny z ustaleniami określonymi w decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, wymaganiami ustawy, przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej,

Art. 62. 1. (145) Obiekty powinny być w czasie ich użytkowania poddawane przez właściciela lub zarządcę:

1) okresowej kontroli, co najmniej raz w roku, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego:

a) elementów budynku, budowli i instalacji narażonych na szkodliwe wpływy atmosferyczne i niszczące działania czynników występujących podczas użytkowania obiektu,

b. instalacji i urządzeń służących ochronie środowiska

(...)

4. Zagospodarowanie przestrzenne- ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. o zagospodarowaniu przestrzennym (Dz. U. 1994 nr 89 poz. 415) (wybrane fragmenty):

Art. 1.

1. Ustawa o zagospodarowaniu przestrzennym, zwana dalej "ustawą", określa zakres oraz sposoby postępowania w sprawach przeznaczania terenów na określone cele i ustalania zasad ich zagospodarowania, przyjmując rozwój zrównoważony jako podstawę tych działań, a także określa zasady i tryb rozwiązywania konfliktów między interesami obywateli, wspólnot samorządowych i państwa w tych sprawach.

2. W zagospodarowaniu przestrzennym uwzględnia się zwłaszcza:

1) wymagania ładu przestrzennego, urbanistyki i architektury,

2) walory architektoniczne i krajobrazowe,

3) wymagania ochrony środowiska przyrodniczego, zdrowia oraz bezpieczeństwa

ludzi i mienia, a także wymagania osób niepełnosprawnych,

4) wymagania ochrony dziedzictwa kulturowego i dóbr kultury,

5) walory ekonomiczne przestrzeni i prawo własności,

6) potrzeby obronności i bezpieczeństwa państwa.

Art. 2.

1. Ustalenie przeznaczenia i zasad zagospodarowania terenu dokonywane jest w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego z zachowaniem warunków określonych w ustawach.

Art. 4.

1. Ustalanie przeznaczenia i zasad zagospodarowania terenu należy, z wyjątkiem morskich wód wewnętrznych oraz morza terytorialnego, do zadań własnych gminy.

Art. 5.

1. Centralnym organem administracji rządowej właściwym w sprawach zagospodarowania przestrzennego jest Prezes Urzędu Mieszkalnictwa i Rozwoju Miast.

5. Utrzymanie czystości oraz porządku w gminach- ustawa z dnia 13 września 1996 r. o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (Dz. U. nr 132) i jej późniejsze zmiany (wybrane fragmenty):

Art. 1.

1. Ustawa określa zadania gminy oraz obowiązki właścicieli nieruchomości dotyczące utrzymania czystości i porządku, a także warunki udzielania zezwoleń podmiotom świadczącym usługi w zakresie objętym regulacją ustawy.

Art. 3.

1. Utrzymanie czystości i porządku w gminach należy do obowiązkowych zadań własnych gminy.

2. Gminy zapewniają czystość i porządek na swoim terenie i tworzą warunki niezbędne do ich utrzymania, a w szczególności:

1) tworzą warunki do wykonywania prac związanych z utrzymaniem czystości i porządku na terenie gminy lub zapewniają wykonanie tych prac przez tworzenie odpowiednich jednostek organizacyjnych,

2) zapewniają budowę, utrzymanie i eksploatację własnych lub wspólnych z innymi gminami:

a) instalacji i urządzeń do odzysku lub unieszkodliwiania odpadów komunalnych

(...)

3. Gminy prowadzą ewidencję:

(...)

3) umów zawartych na odbieranie odpadów komunalnych od właścicieli nieruchomości w celu kontroli wykonywania przez właścicieli nieruchomości i przedsiębiorców obowiązków wynikających z ustawy.

6. Odpady- ustawa z dnia 27 czerwca 1997 r. o odpadach (Dz.U.97.96.592) (wybrane fragmenty):

Art. 1.

Ustawa określa zasady postępowania z odpadami, a w szczególności zasady zapobiegania powstawaniu odpadów lub minimalizacji ich ilości, usuwania odpadów z miejsc powstawania, a także wykorzystywania lub unieszkodliwiania odpadów w sposób zapewniający ochronę życia i zdrowia ludzi oraz ochronę środowiska.

Art. 2.1. Przepisy ustawy stosuje się także do postępowania:

1) ze zużytymi opakowaniami,

2) z substancjami przeterminowanymi lub w uszkodzonych opakowaniach, nie nadającymi się do dalszego użytku,

3) z masami ziemnymi lub skalnymi, jeżeli są usuwane albo przemieszczane w związku z realizacją inwestycji lub prowadzeniem eksploatacji kopalin.

Art. 3.

Ilekroć w ustawie jest mowa o:

1) odpadach - rozumie się przez to wszystkie przedmioty oraz substancje stałe, a także nie będące ściekami substancje ciekłe powstałe w wyniku prowadzonej działalności gospodarczej lub bytowania człowieka i nieprzydatne w miejscu lub czasie, w którym powstały; za odpady uważa się również osady ściekowe,

2) odpadach niebezpiecznych - rozumie się przez to te odpady, które ze względu na swoje pochodzenie, skład chemiczny, biologiczny, inne właściwości i okoliczności stanowią zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzi albo dla środowiska,

3) odpadach komunalnych - rozumie się przez to stałe i ciekłe odpady powstające w gospodarstwach domowych, w obiektach użyteczności publicznej i obsługi ludności, a także w pomieszczeniach użytkowanych na cele biurowe lub socjalne przez wytwarzającego odpady, w tym nieczystości gromadzone w zbiornikach bezodpływowych, porzucone wraki pojazdów mechanicznych oraz odpady uliczne, z wyjątkiem odpadów niebezpiecznych

(...)

Art. 4.1. Powstawanie odpadów powinno być eliminowane lub ograniczane przez wytwarzających odpady i odbiorców odpadów niezależnie od stopnia uciążliwości bądź zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska, a także niezależnie od ich ilości lub miejsca powstania.

2. Działania powodujące lub mogące powodować powstawanie odpadów powinny być planowane, projektowane i prowadzone tak, aby:

1) zapobiegały powstawaniu odpadów,

2) zapewniały bezpieczne dla środowiska wykorzystywanie odpadów, jeżeli nie udało się zapobiec ich powstaniu,

3) zapewniały zgodny z zasadami ochrony środowiska sposób postępowania z odpadami, których powstaniu nie udało się zapobiec lub których nie udało się wykorzystać.

7. Lista odpadów, które można przewozić przez granicę- Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 6 kwietnia 1998r. w sprawie określenia listy odpadów, których przywożenie z zagranicy nie wymaga zezwolenia Głównego Inspektora Ochrony Środowiska (Dz. U. 1998 nr 47 poz. 299).

8. Utworzenie Ministerstwa Środowiska- Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 26 października 1999 r. w sprawie utworzenia Ministerstwa Środowiska (Dz. U. 1999 nr 91 poz. 1017).

9. Odpady- ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz. U.01.62.628 z dnia 20 czerwca 2001r.) (wybrane fragmenty):

Art. 1. 1. Ustawa określa zasady postępowania z odpadami w sposób zapewniający ochronę życia i zdrowia ludzi oraz ochronę środowiska zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju, a w szczególności zasady zapobiegania powstawaniu odpadów lub ograniczania ilości odpadów i ich negatywnego oddziaływania na środowisko, a także odzysku lub unieszkodliwiania odpadów.

Art. 3. 1. Odpady oznaczają każdą substancję lub przedmiot należący do jednej z kategorii, określonych w załączniku nr 1 do ustawy, których posiadacz pozbywa się, zamierza pozbyć się lub do ich pozbycia się jest obowiązany.

Art. 5. Kto podejmuje działania powodujące lub mogące powodować powstawanie odpadów, powinien takie działania planować, projektować i prowadzić, tak aby:

1) zapobiegać powstawaniu odpadów lub ograniczać ilość odpadów i ich negatywne oddziaływanie na środowisko przy wytwarzaniu produktów, podczas i po zakończeniu ich użytkowania,

2) zapewniać zgodny z zasadami ochrony środowiska odzysk, jeżeli nie udało się zapobiec powstawaniu odpadów,

3) zapewniać zgodne z zasadami ochrony środowiska unieszkodliwianie odpadów, których powstaniu nie udało się zapobiec lub których nie udało się poddać odzyskowi.

Art. 9. 1. Odpady powinny być w pierwszej kolejności poddawane odzyskowi lub unieszkodliwiane w miejscu ich powstawania.

Art. 10. Odpady powinny być zbierane w sposób selektywny.

Art. 12. Unieszkodliwianiu poddaje się te odpady, z których uprzednio wysegregowano odpady nadające się do odzysku.

Art. 15. 1. Plany gospodarki odpadami powinny być opracowywane zgodnie z polityką ekologiczną państwa.

10. Opakowania i odpady opakowaniowe- ustawa z dnia 11 maja 2001 r. o opakowaniach i odpadach opakowaniowych (Dz.U.2001.63.638 z dnia 22 czerwca 2001 r.) (wybrane fragmenty):

Art. 1. 1. Ustawa określa wymagania, jakim muszą odpowiadać opakowania ze względu na zasady ochrony środowiska oraz sposoby postępowania z opakowaniami i odpadami opakowaniowymi, zapewniające ochronę życia i zdrowia ludzi oraz ochronę środowiska, zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju.

Art. 3. 1. Opakowaniami w rozumieniu ustawy są wprowadzone do obrotu wyroby wykonane z jakichkolwiek materiałów, przeznaczone do przechowywania, ochrony, przewozu, dostarczania lub prezentacji wszelkich produktów, od surowców do towarów przetworzonych.

3. Ilekroć w ustawie jest mowa o:

1) odpadach opakowaniowych - rozumie się przez to wszystkie opakowania, w tym opakowania wielokrotnego użytku wycofane z ponownego użycia, stanowiące odpady w rozumieniu przepisów o odpadach, z wyjątkiem odpadów powstających w procesie produkcji opakowań,

2) odzysku - rozumie się przez to odzysk w rozumieniu przepisów o odpadach,

3) recyklingu - rozumie się przez to recykling w rozumieniu przepisów o odpadach,

4) wielokrotnym użytku - rozumie się przez to każde działanie, w trakcie którego opakowanie przeznaczone i zaprojektowane do co najmniej dwukrotnego zastosowania jest powtórnie wykorzystywane do tego samego celu, do którego było pierwotnie przeznaczone.

11. Prawne formalności niezbędne do powstania gminnego wysypiska odpadów:

a. wydzielenie terenu pod wysypisko - ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. o zagospodarowaniu przestrzennym;

b. nabycie odpowiedniego uprawnienia do danego terenu - Kodeks Cywilny (przepisy dotyczące ksiąg wieczystych);

c. decyzja odnośnie warunków zabudowy oraz zagospodarowania terenu - ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. o zagospodarowaniu przestrzennym;

d. uzgodnienie wszelkich projektowych rozwiązań z wojewodą - ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane oraz ustawa z dnia 31 stycznia 1980 r. o ochronie i kształtowaniu środowiska (i jej późniejsze zmiany);

e. ocena stopnia oddziaływania na środowisko;

f. opracowanie odpowiedniego budowlanego projektu - projekty budowlane;

g. uzyskanie pozwolenia na budowę wysypiska - projekty budowlane.

  1. Klasyfikacja odpadów:

Definicja odpadów mówi, iż są to wszelkie zużyte przedmioty, a także ciekłe oraz stałe substancje, jakie powstają wskutek bytowania człowieka lub jego działalności gospodarczej, będące nieprzydatne i bezużyteczne w czasie i miejscu ich powstania, dla środowiska uciążliwe.

Istnieje wzór określający tempo powstawania odpadów:

S = P * W / L

We wzorze tym poszczególne symbole oznaczają:

S - szybkość, z jaką powstają odpady;

P - globalną liczbę produktów, jakie są w użytkowaniu (przedstawioną w jednostkach masy);

W - procent rzeczywiście bezużytecznej, czyli odpadowej, substancji (bezwymiarowo);

L - przeciętny okres czasu użytkowania (przedstawiony w jednostkach czasu).

To tempo pojawiania się odpadów można zatem zmniejszyć poprzez:

  • zredukowanie globalnej liczby produktów;
  • wydłużenie okresu czasu, przez który produkt może być użytkowany;
  • zredukowanie odpadowych substancji w produktach.

Podział odpadów:

  1. Według encyklopedii:
  • użytkowe - nadają się do ponownego wykorzystania jako wyjściowy materiał do produkcji różnych innych wyrobów;
  • nieużytkowe - nie nadają się do zastosowania przy produkcji, tylko jako wtórne surowce do przeróbki, bądź unieszkodliwienia.
  1. Według możliwości wykorzystania ich:
  • przejściowe - są to poprodukcyjne pozostałości, można je ponownie użyć w obiegu produkcyjnym, jeśli zostaną poddane nieznacznym procesom przetwórczym;
  • końcowe - nadają się wyłącznie do unieszkodliwienia.
  1. Według pochodzenia:
  • komunalne - pochodzą z domowych gospodarstw, zakładów rzemieślniczych i usługowych, ulic, placów;
  • przemysłowe - pochodzą z procesów produkcyjnych (technologicznych) oraz należą tu też odpady bytowo-gospodarcze z terenu przemysłowego zakładu;
  • rolnicze - pochodzą z rolniczych zakładów, zwłaszcza ferm hodowlanych.
  1. Według składnika dominującego:
  • metaliczne;
  • niemetaliczne;
  • komunalne;
  • mineralne.
  1. Według szkodliwości:
  • nieszkodliwe - około 80%;
  • szkodliwe częściowo - około 18%;
  • specjalne, czyli szczególnie groźne oraz niebezpieczne dla środowiska - około 0,5%.

Czynniki, jakie wpływają na liczbę odpadów:

  • globalna produkcja danego kraju;
  • stopa życiowa oraz stopień rozwoju danego kraju.

Istnieje odpowiedni wzór, dzięki któremu można wyliczyć ilość odpadów powstających w ciągu roku:

X = ???

Oznaczenia symboli:

X - globalna masa stałych odpadów każdego typu, jaka jest wytwarzana w ciągu jednego roku (jednostki masy);

aj - masa stałych odpadów każdego typu, jaka przypada na daną jednostkę masy przemysłowej produkcji;

xj - poziom przemysłowej produkcji;

n - ilość podstawowych (bazowych) sektorów w przemyśle;

y - globalna masa stałych odpadów, jakie są wytwarzane przez sektor komunalnej gospodarki.

  1. Charakterystyka odpadów komunalnych.

Definicja odpadów komunalnych mówi, iż są to powstające w domowych gospodarstwach odpady, jak również odpady, które nie zawierają niebezpiecznych odpadów, a pochodzące od pozostałych wytwórców odpadów, pod względem składu lub charakteru będące podobne powstającym w domowych gospodarstwach odpadom.

Charakterystyka odpadów komunalnych stałych (w skrócie - OKS):

Są to odpady bardzo zróżnicowane ze względu na skład, zarówno fizycznie, jak i chemicznie. Skład ten zależny jest od rodzaju zabudowy, poziomu życiowej stopy mieszkańców, wyposażenia sanitarno-technicznego budynków, a głównie pod względem sposobu ogrzewania. W Polsce komunalne odpady przeważnie zawierają:

  1. od 40 do 50% organicznych substancji, w tym:
  • azot stanowi od 0,53 do 0,87%;
  • potas stanowi od 0,14 do 0,48%.
  1. od 50 do 60% części mineralnych, przy czym:
  • około 30% komunalnych odpadów stanowią popioły pochodzące z niewielkich palenisk;
  • zawierają też śladowe pierwiastki, takie jak chrom, cynk, kadm, kobalt, miedź, molibden, nikiel, ołów, rtęć, często występujące w formie łatwo rozpuszczalnych połączeń.

Zawarte w komunalnych odpadach składniki (głównie chodzi tu o organiczne) mogą ulegać biochemicznym przemianom, a następnie oddziaływać na środowisko przez produkty ich rozpadu, czyli amoniak, azotany, azotyny, dwutlenek węgla, siarczany, siarkowodór oraz inne. Komunalne odpady mogą również stwarzać dla środowiska zagrożenie z uwagi na możliwe skażenie powietrza oraz wód powierzchniowych i gruntowych chorobotwórczymi mikroorganizmami, ponieważ stanowią dla nich doskonałą pożywkę. Dodatkowo wysypiska komunalnych odpadów stwarzają bardzo dobre warunki bytowania dla gryzoni, ptaków i much, które to mogą roznosić zarazki różnych chorób, m.in.: czerwonki, tężca, duru brzusznego i paraduru.

Z roku na rok wzrasta liczba komunalnych odpadów, zarówno stałych, jak i płynnych, np. w 1993 roku powstało ich odpowiednio 41 milionów m3 oraz 15 milionów m3, natomiast w 1998 roku analogicznie- już 47,22 oraz 15,5 miliona m3. Biorąc pod uwagę całą ilość OKS z roku 1998, wyselekcjonowane wtórne surowce stanowiły tylko 2,45%, kompostowaniu zostało poddane jedynie 1,8%. Pozostałe OKS (95,75%) zostało zeskładowane na wysypiskach (1034 wysypiska, powierzchnia 3354,6 ha, przy czym 69 z nich, o powierzchni 182,4 ha, zostało zamkniętych).

Najważniejszymi niekorzystnymi cechami komunalnych odpadów są:

  • znaczna zmienność ilościowo-jakościowa (cykl wieloletni, roczny lub poszczególne pory roku);
  • duża niejednorodność morfologicznego (surowcowego) oraz chemicznego składu komunalnych odpadów (tyczy się to zarówno: odpadów mieszanych, czyli bez zbiórki selektywnej, odpadów będących pozostałościami po zbiórce selektywnej, odpadów po sortowaniu mechanicznym);
  • potencjalna możliwość zakażenia (higieniczno-sanitarnego), związana z obecnością chorobotwórczych drobnoustrojów (mieszane odpady komunalne, selektywnie gromadzona frakcja mokra oraz odpady kuchenne, ciekłe odpady komunalne pochodzące z gnilnych osadników, osadów ściekowych, pozostałych odpadów z procesu oczyszczania ścieków);
  • brak stabilności, zagniwanie, wydzielanie uciążliwego odoru frakcji mokrej (organicznej), jaka jest zawarta w odpadach (w miejscach: powstawania, gromadzenia, w trakcie unieszkodliwiania, podczas utylizacji);
  • obecność niebezpiecznych odpadów (domowe chemikalia, przeterminowane leki, zużyte baterie, zużyte świetlówki);
  • zanieczyszczenie niebezpiecznymi substancjami organicznymi oraz nieorganicznymi (przeważnie metalami ciężkimi) poszczególnych składników komunalnych odpadów (frakcje, surowce, materiały); bierze się to z dość niskiej jakości stosowanych materiałów, niskiego stopnia oczyszczenia i przetworzenia surowców, stosowania przestarzałych technologii, zanieczyszczenia polskiego środowiska (wskutek emisji gazów i pyłów przemysłowych do powietrza i opadu pyłów do gleb).

Analiza polskich odpadów komunalnych pod kątem przydatności jako surowce wtórne pozwala wyróżnić wśród nich cztery główne grupy:

  • realnie traktowane jako wtórne surowce niekonsumpcyjne produkty, stanowią 30% całej masy odpadów (papier, metale, szkło, tworzywa sztuczne, tekstylia);
  • rzadko brane pod uwagę jako wtórne surowce kuchenne odpady, stanowią 50% całej masy odpadów ( odpady powstające podczas przygotowywania posiłków, resztki pożywienia);
  • w zasadzie nie rozważane jako potencjalne wtórne surowce paleniskowe odpady powstające przy ogrzewaniu sezonowym mieszkań, stanowią 20% całej masy odpadów (popiół, żużel);
  • pozostałe odpady, które mają wątpliwą wartość surowcową, pojawiające się sporadycznie, bądź do recyklingu zupełnie nieprzydatne z uwagi na ekologiczne bezpieczeństwo (chemikalia, pozostałości po domowych porządkach).

Ostatni okres czasu pozwolił zauważyć tendencję do zmian ilościowych oraz jakościowych komunalnych odpadów, co wskazuje na:

  • dość znaczny wzrost ilości (objętości) opakowań;
  • zmniejszenie ilości powstających przy spalaniu węgla oraz koksu pozostałości (co oznacza, że wzrosło zużycie gazu, prądu elektrycznego oraz oleju w ogrzewaniu mieszkań);
  • stały, wysoki poziom zawartości kuchennych odpadów organicznych.

Opakowania wydają się być jednym z zasadniczych, podstawowych problemów, jakie pojawiają się przy gospodarce odpadami. W Unii Europejskiej wprowadzane są odpowiednie prawne regulacje (dyrektywy Unii) oraz organizacyjne rozwiązania, które mają w konsekwencji doprowadzić do podniesienia masy całkowitej opakowań odzyskiwanych do poziomu od 50 do 80%. Takie programy w UE koordynują specjalnie w tym celu powołane przemysłowe organizacje, np. niemiecka DSD Gmbh, brytyjska VALPAK, czy austriacka ARA. Dopracowuje się systemy finansowania działalności gospodarczej systemu odzyskiwania opakowań. Wszystkie firmy, które uczestniczą w tak zwanym "łańcuchu opakowań" (poszczególne szczeble od producenta poprzez użytkownika aż do sprzedawcy produktów) są na równi odpowiedzialne za odzysk wykorzystanych przez nich opakowań.

Technologiczne właściwości komunalnych odpadów:

Cel oraz zakres przeprowadzanych badań technologicznych właściwości odpadów:

Unieszkodliwienie miejskich odpadów przy użyciu intensywnych technologii (podobnie do wszystkich przemysłowych technologii) wymaga bardzo dobrej znajomości surowców i ich właściwości. W przypadku technologii unieszkodliwiających odpady takim surowcem są miejskie odpady. W zasadzie są one mieszaniną wielu materiałów, które posiadają zróżnicowane właściwości, występują w rozmaitych proporcjach (zależy to od różnych czynników). Pomimo licznie prowadzonych badań (w kraju i poza jego granicami) nie ma nadal dostatecznych teoretycznych podstaw, które określiłyby właściwości odpadów dla konkretnego miasta. Nadal należy wykonywać całą serię badań, niezbędnych do uzyskania odpowiednich informacji i wybrania najbardziej optymalnej metody do unieszkodliwienia ich. Informacje te są także potrzebne przy wykonywaniu obliczeń do projektowania technologicznego.

Takie badania dostarczają przydatnych informacji, jednak tylko na temat aktualnych właściwości odpadów, gdy tymczasem projektowany zakład musi pracować przeze sporo lat oraz powinien być możliwie jak najbardziej przystosowany do zmieniających się z biegiem lat właściwości odpadów mu dostarczanych. Dlatego też potrzebne są również informacje prognozujące właściwości odpadów, jakie pojawią się w przyszłości. Jednakże takie prognozowanie jest procesem złożonym i wielu przypadkach może być chybione. Dlatego też koniecznym jest przynajmniej postaranie się o nakreślenie ogólnego kierunku, w jakim podążają zmiany. Bardzo istotne jest prowadzenie systematycznych badań miejskich odpadów przez jakiś dłuższy okres, a także w różniących się charakterem miastach, jak i nie zapominając o terenach wiejskich, dzięki czemu możliwe jest ilościowe określenie pojawiających się zmian. Postępowanie takie określa się mianem metodycznie prowadzonego monitoringu odpadów, który wprowadzony został dopiero ostatnimi czasy.

Wymogi z zakresu ochrony środowiska cały czas wzrastają, więc powoduje to znaczne skurczenie się terenów, na których wolno jeszcze zlokalizować wysypisko odpadów. Dodatkowo wzrastające koszty pozyskania odpowiedniego terenu pod budowę zakładów unieszkodliwiających odpady stwarzają konieczność stosowania bardziej intensywnych technologii, które zajmują mniejsze tereny, a pozwalają zminimalizować oddziaływanie na środowisko naturalne.

Zakres badań, jakie są niezbędne, bierze się z celów, jakim mają one posłużyć. Do tej pory zakres ten obejmował umownie następujące grupy wskaźników:

  • nagromadzenie odpadów (ilościowe);
  • właściwości fizyczne;
  • właściwości paliwowe;
  • właściwości nawozowe.

Pierwszą grupę stanowią wskaźniki nagromadzenia:

  • wagowy (kg/mieszk./rok);
  • objętościowy (m3/mieszk./rok);
  • nierównomierności nagromadzenia (roczny, miesięczny, dobowy).

Opisują one źródła, w jakich powstają odpady oraz określają ich ilość.

Grupę drugą opisują poniższe wskaźniki:

  • objętościowy ciężar odpadów, czyli gęstość (kg/m3, przyjęto tu odpady umieszczone w pojemnikach, czyli pod postacią, w jakiej występują w miejscu gromadzenia ich);
  • analiza sitowa (frakcja): od 0 do 10, od 10 do 40, od 40 do 100 oraz powyżej 100 (mm);
  • grupowy skład obejmujący podział na podstawowe (dziesięć) grupy materiałów, z których złożone są odpady: frakcja drobna (mniej niż 10 mm), odpady spożywcze o pochodzeniu roślinnym, zwierzęcym, odpady papieru oraz tektury, tworzywa sztuczne, materiały tekstylne, metale, szkło oraz pozostałe odpady organiczne i nieorganiczne.

Jeśli chodzi o Polskę, to taki sposób podziału odpadów na grupy jest najzupełniej wystarczający, dostarczający całkowitego obrazu ich składu (według badań Skalmowskiego, rok 1992).

Do trzeciej grupy zaliczone są charakteryzujące paliwowe właściwości odpadów wskaźniki:

  • wilgotność (zawartość wody);
  • części lotne;
  • części palne;
  • części niepalne;
  • wartość opałowa (również robocza);
  • ciepło spalania;
  • agresywne składniki (HCl, N2O5, SO2);
  • elementarny skład palnych części (C, Cl, H, N, O, S);
  • sporadycznie oznaczane są również temperatura mięknięcia oraz temperatura topnienia popiołu, chemiczny skład pozostałych po spaleniu resztek.

Czwartą grupę stanowią wskaźniki, które charakteryzują nawozowe właściwości odpadów, czyli ich zdatność do kompostowania, a są to:

  • ogólna zawartość organicznej substancji;
  • zawartość azotu;
  • fosforu;
  • potasu;
  • węgla;
  • metali ciężkich (chrom Cr, cynk Zn, kadm Cd, nikiel Ni, miedź Cu, ołów Pb, rtęć Hg).

Okresowo podawane są też inne wskaźniki uzupełniające podaną charakterystykę. Powinno się podkreślić, iż dokumentalną wartość mają tylko wyniki przeprowadzonych podczas pełnego cyklu rocznego badań (obejmujące każdy z miesięcy w roku). Wyrywkowe lub skrócone badania posiadają jedynie sprawdzającą wartość.

Uwagę trzeba również zwrócić na to, że miasto przeważnie nie jest obszarem jednorodnym ze względu na właściwości odpadów, ponieważ charakter zabudowy, nasycenie usługowymi obiektami oraz sposób, w jaki są budynki ogrzewane decydują o składzie wszystkich odpadów.

Wyróżnić można podstawowe trzy typy miejskiego środowiska, które cechują się zróżnicowanymi właściwościami odpadów (według Skalmowskiego, rok 1992):

  • I typ - zabudowa wysoka - wielokondygnacyjna osiedlowa zabudowa, pełne wyposażenie sanitarno-techniczne budynków, podstawowe nasycenie usługami;
  • II typ - zwarta zabudowa śródmiejskich dzielnic - nasycenie usługami duże, ogrzewanie budynków na mieszane sposoby, zróżnicowane wyposażenie pod względem sanitarno-technicznym;
  • III typ - jednorodzinna zabudowa - osiedlowa, podmiejska, bądź rozproszona, małe nasycenie usługami, zróżnicowany standard wyposażenia w sanitarno-techniczne urządzenia, domy wraz z ogródkami.

Duże miasta posiadają również inne środowiska, które wynikają ze specyficznych, charakterystycznych funkcji tych miast, przykładowo obszary o administracyjnej (duże nasycenie instytucjami, w budynkach przewaga niemieszkalnej powierzchni nad mieszkalną) lub przemysłowej (znaczne nasycenie przemysłu, niewielki udział mieszkalnego budownictwa) specyfice.

Zróżnicowanie technologicznych właściwości odpadów pochodzących z różnych środowisk może być często bardzo znaczne, co w sposób istotny rzutuje na wybranie odpowiedniej metody unieszkodliwiania ich. Potwierdza to jedno z ważniejszych stwierdzeń w gospodarce miejskimi odpadami, że zadowalający efekt może być osiągnięty jedynie w przypadku kompletnego zastosowania rozmaitych metod. Stosowanie tylko jednej, wybranej metody nie przyniesie pożądanego rozwiązania problemu miejskich odpadów.

Wskaźniki nagromadzenia:

Odnosząca się do ilości odpadów powstających na terenie danego miasta informacja powinna być jak najbardziej ścisła, ponieważ jest to podstawowa wielkość wyjściowa przy tworzeniu projektu zakładu unieszkodliwiania. Istotną dla inwestycji sprawą jest opracowanie szacunkowej prognozy stopnia nagromadzenia odpadów przez okres, w trakcie którego dany obiekt ma swoje zadanie spełnić.

Wartość tę często określa zleceniodawca, czyli trudniące się usuwaniem miejskich odpadów przedsiębiorstwo. Warto wspomnieć, że w istniejących obecnie zakładach unieszkodliwiania, czyli wysypiskach, bardzo rzadko waży się przywożone tam odpady.

Mierzone wskaźniki nagromadzenia są bardzo zróżnicowane, konieczne jest dla różnych projektów technologicznych przeprowadzanie licznych badań oraz sprecyzowanie wskaźnika dla każdego ze środowisk występujących w danym mieście. W chwili obecnej średnia wielkość wskaźnika objętościowego nagromadzenia wynosi 1,35 m3/mieszk./rok, natomiast wagowego - 250 kg/mieszk./rok. Wieloletnie badania wskaźnika nagromadzenia objętościowego miejskich odpadów pokazują, iż wykazuje on tendencję wzrostową. Pomiary z lat ostatnich pokazują pewne prawidłowości tyczące się zakresu jego zmian:

  • wszystkie wskaźniki nagromadzenia rosną, jednak tempo tego wzrostu jest wyraźnie mniejsze niż pokazywały to prognozy;
  • średni poziom wzrostu objętościowego wskaźnika wynosi od 1,5 do 2,0% w rocznej skali;
  • wskaźniki zależne od rodzaju środowiska (przedstawione w bezwzględnych wartościach) są niższe w środowisku I typu w porównaniu z pozostałymi typami środowisk;
  • znaczenie niewątpliwie istotne dla liczby powstających odpadów wykazują gospodarcze zmiany w kraju, włączając w to poziom życia zamieszkujących miasta ludzi.
  1. Charakterystyka odpadów przemysłowych.

Przemysłowe odpady to aż 90% wszystkich odpadów, jakie powstają w Polsce. Są one ubocznym produktem działalności ludzkiej, są niepożądane w miejscach ich powstawania, a powstają na terenach zakładów przemysłowych, są uciążliwe i szkodzą środowisku. Zaliczamy do nich: opakowania, popiół, żużel, oleje, mineralne i metaliczne odpady. Ich skład jest bardziej jednorodny niż w przypadku komunalnych odpadów.

Największą liczbę odpadów produkują takie gałęzie przemysłu, jak górnictwo, energetyka oraz przemysł metalurgiczny, a produkowane są głównie:

  • górnicze odpady, przeważnie skalne, pochodzące z kopalń odkrywkowych i podziemnych;
  • lotne popioły oraz żużle pochodzące z elektrowni oraz elektrociepłowni;
  • poflotacyjne szlamy oraz popłuczkowe odpady pochodzące z przetwórstwa cynkowo-ołowiowego, miedziowego, siarkowego i węglowego.

Przemysłowe odpady możemy podzielić ze względu na dominujący składnik na:

  • metaliczne, które są prawie że w 100% zagospodarowane;
  • mineralne, które są rezerwowo wykorzystywane w przemyśle budowlanym oraz rolnictwie;
  • niemetaliczne, czyli:
    • pochodzące ze spożywczego przemysłu (tłuszcze, kości);
    • pochodzące z produkcji hodowlano-rolnej (włosie, pierze, słoma zbożowa i roślin oleistych);
    • pochodzące z chemicznego przemysłu (guma, tworzywa sztuczne, petrochemiczne odpady);
    • pochodzące z przemysłu budowlanych materiałów (szklana stłuczka);
    • pochodzące z przemysłu lekkiego (tekstylia, skóra, włókno)
    • pochodzące z przemysłu papierowego oraz drzewnego;
    • komunalne.

Odpady przemysłowe wytworzone w latach 1985 - 1997:

Pod względem ilości wytwarzanych przemysłowych odpadów można było zaobserwować spadek na początku lat 90., a następnie pojawiła się stabilizacja. Przyczyną tego były głównie zmiany w strukturze produkcji, jak również ograniczenie wydobycia węgla (zmniejszona liczba odpadów górniczych) oraz poprawienie jego kaloryczności (zmniejszenie liczby odpadów z elektrowni).

W roku 1997 prawie 80 milionów ton przemysłowych odpadów zostało wykorzystane, przy czym 60% z nich zużyto w budownictwie oraz w przeprowadzanych robotach drogowo-inżynieryjnych. Najczęściej wykorzystuje się żużel hutniczy, lotne popioły powstające przy procesie spalania węgla (głównie kamiennego), odpady górnicze oraz pokarbidowe wapno. Porównując okres czasu od roku 1985 do roku 1997, wskaźnik wykorzystania przemysłowych odpadów wzrósł z poziomu 50,2% do 64,4%.

Liczba oraz rodzaj przemysłowych odpadów, jakie zostały wytworzone w roku 1996 na terenie województwa świętokrzyskiego:

L.P.

Rodzaj odpadów

Liczba odpadów

[Mg]

%

1

Odpady skalne wydobywane i przetwarzane

1227087,5

75,8

2

Odpady metalurgiczne

136879,2

8,5

3

Odpady energetyczne

123652,7

7,6

4

Odpady z oczyszczalni ścieków

75122,6

4,6

5

Odpady z zakładu przemysłu drzewnego

24426,3

1,5

6

Odpady z cukrowni

17297,3

1,1

7

Pyły mineralne, cementowo-wapienne

4524,0

0,3

8

Odpady z przemysłu owocowo-warzywnego

4111,4

0,3

9

Odpady z przemysłu mięsnego

3327,5

0,2

10

Odpady z materiałów ceramiczno-budowlanych

1147,6

0,1

11

Ogółem

161756,1

100

Stan gospodarki przemysłowymi odpadami:

Dotychczasowymi przyczynami powstawania tak znaczącej liczby odpadów były:

  • dość niski technologiczny poziom większości z naszych krajowych przemysłowych zakładów;
  • niespójna ekologiczna polityka państwa;
  • brak finansowych środków na cele zagospodarowania odpadów;
  • niski poziom świadomości społeczeństwa.

Wielkość i rodzaj produkcji, profil konkretnej gałęzi przemysłu, postęp techniczny, stopień rozwoju gospodarki przemysłowymi odpadami pozwalają wnioskować o ilości oraz składzie przemysłowych odpadów, jakie powstaną. Wskutek wydobycia oraz uzdatniania kopalin powstaje największa ich masa.

Specyficzną grupą przemysłowych odpadów są odpady niebezpieczne, które stanowią około 3,5% całkowitej masy przemysłowych odpadów. W roku 1997 polski przemysł wytworzył blisko 4 miliony ton tego typu odpadów, co w przeliczeniu oznacza 103 kg niebezpiecznych odpadów przypadające na jednego mieszkańca. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego na końcu roku 1998 ponad 2 miliardy ton przemysłowych odpadów, w tym 400 milionów ton niebezpiecznych odpadów, zalegało na składowiskach. Ich masa ciągle wzrasta, ponieważ rocznie wytwarzane jest około 130 milionów ton nowych odpadów, np. w roku 2000 wytworzono ich 125,5 miliona ton, przy czym niebezpiecznych odpadów w tym było 1,6 miliona ton. Największy stopień wykorzystania tych odpadów, bo ponad 97%, przypada na stałe odpady pochodzące z metody wapniowej odsiarczania paliw (w roku 2000 wykorzystano ich 97,7%), a także pokruszone skały (w 97,6%).

Przemysłowe odpady, które nie są w żaden sposób gospodarczo wykorzystane, kieruje się na różne składowiska (mogą to być komunalne, zakładowe lub międzyzakładowe składowiska), gdzie w roku 2000 skierowano ich 17,8% lub gromadzi się je przejściowo, tak w 2000 roku stało się z 3,1% z nich. Fosfogipsy są składowane w prawie 100% (w roku 2000- aż 99,6%), mieszanki popiołu i żużlu pochodzące z odprowadzania (mokrego) paleniskowych odpadów składowane są w około 50% (w roku 2000- 46,0%).

Ogółem w 1998 roku zarejestrowanych było 1262 składowisk przemysłowych odpadów, ich łączna powierzchnia wynosiła 10245,2 ha. Jednak ewidencja ta nie obejmowała rozproszonych po całym kraju tzw. dzikich składowisk, na których usuwa się nielegalnie różnego typu odpady. Przeważnie są one umieszczone tam, gdzie trudno jest ten proceder skontrolować, czyli w lasach, bądź nieczynnych, starych odkrywkach.

Najwięcej przemysłowych odpadów gromadzone jest na terenach byłych województw: katowickiego, krakowskiego, legnickiego i wałbrzyskiego. Miastami posiadającymi na swym terenie składowiska, które nie są rekultywowane, o powierzchni większej niż 200 ha są m.in.: Gliwice, Jastrzębie Zdrój, Jaworzno, Kraków, Knurów, Konin, Tarnobrzeg.

W okresie czasu pomiędzy rokiem 1991 a 1997 w celu poprawienia stanu gospodarki przemysłowymi odpadami podjęto sporo różnych przedsięwzięć, w ramach zarówno inwestycyjnej, jak i pozainwestycyjnej działalności. Między innymi wybudowano stacje pras defekosaturacyjnego błota (Borowiczki, Przeworsk, Mała Wieś), ponad 2 miliony ton poflotacyjnych odpadów wykorzystano do zrekultywowania gruntów zniszczonych eksploatacją złóż siarki, udało się wykorzystać ponad 60% powstających odpadów górniczych.

Przebudowanie przemysłowych struktur, łącznie ze zmniejszeniem produkcji w gałęziach przemysłu silnie odpadonośnych, sprzyjałoby ograniczeniu masy powstających odpadów. Pojawiają się programy restrukturyzacji różnych gałęzi przemysłu uwzględniające produkujące mniejszą liczbę odpadów, czyli bardziej nowoczesne technologie, jak również zakładają większe wykorzystanie odpadów jako wtórnych surowców.

Wśród przemysłowych odpadów produkowanych w Polsce największą część stanowią odpady pochodzące z górnictwa (43%) oraz energetyki (15%), głównie skoncentrowane na terenie Górnego Śląska.

Na chwilę obecną unieszkodliwianie przemysłowych odpadów w Polsce jest prowadzone w zasadzie na małą skalę, odbywając się głównie w przemysłowych instalacjach pracujących zgodnie z potrzebą danego zakładu, właściciela instalacji. Dopiero rozwija się wolny rynek usługowy z tego zakresu. Biorąc pod uwagę ogólną masę powstających przemysłowych odpadów w roku 1997 zostało z tego unieszkodliwione jedynie 0,2% (około 0,3 miliona ton). Wskaźnik ten już dobrych kilku lat utrzymuje się na podobnym poziomie. Tymczasem niebezpiecznych odpadów unieszkodliwia się tylko około 5,2% (0,2 miliona ton w roku 1997).

W 1997 roku na składowiska skierowano 44 miliony ton przemysłowych odpadów. Bezwzględna liczba składowanych odpadów, podobnie jak udział ich w całkowitej masie powstających przemysłowych odpadów maleje z roku na rok, co zilustrować może fakt, że w roku 1985 składowano ich 49,6%, tymczasem w 1997 roku było to już 35,4% wytworzonych odpadów.

Metody oraz technologie stosowane do wykorzystania odpadów:

Stale wzrasta wykorzystanie odpadowych surowców spowodowane jest:

  • stałym wzrostem zapotrzebowania na surowce, a coraz większymi problemami z pozyskiwaniem ich z naturalnych źródeł;
  • zmniejszeniem zużywania w technologicznych procesach energii (przykładowo- pozyskanie stali z rudy żelaza wymaga więcej o 75% energii niż ze złomu);
  • ponowne wprowadzenie do gospodarczej działalności odpadowych surowców związane z niższymi kosztami transportu, gromadzenia, wstępnej obróbki.

Już od kilku lat w różnych branżach w Polsce prowadzi się dotyczące wykorzystania wtórnego odpadów prace badawcze. Takie badania w przemyśle rolno-spożywczym przeprowadza się przeważnie w celu pozyskania paszy, rzadziej nawozu. Najbardziej uciążliwymi są płynne odpady przemysłów: cukrowniczego, drożdżowego, fermentacyjnego, mleczarskiego, ziemniaczanego. Natomiast tyczące się przemysłu drzewnego prace badawcze są prowadzone w szerokim zakresie. Wiele problemów udało się już rozwiązać, ewidentnie jest też widoczna minimalizacja ilości odpadów.

Głównymi kierunkami wykorzystania odpadów są: produkcja celulozy, kalafonii, opakowań, papieru, pilśniowych płyt, wypełniaczy, polerskich proszków, węgli drzewnych itd.

Jeśli chodzi o prowadzone prace badawcze oraz zminimalizowanie odpadów włókien skórzanych, sztucznych i naturalnych przemysłu lekkiego, to należy sprawę tę rozpatrywać osobno. W ramach tyczących się zagospodarowania odpadów naturalnych włókien prac, zostały opracowane technologie produkowania kotoniny chemicznej oraz mechanicznej, płyt paździerzowych, sznurka roszarniczego, włókien podłogowych, które to technologie stanowią podstawę przerabiania na przemysłową skalę, co rozwiązało prawie całkowicie problem odpadów pochodzących z produkcji tego typu. W ramach tyczących się zagospodarowania odpadów sztucznych włókien prac, prowadzone są badania, które są w sporej mierze na etapie wdrożenia przemysłowego, do wykorzystania w budowlanym przemyśle (produkcja materiałów izolacyjnych, sztywnych płyt wykładzinowych) oraz w lotnictwie, kolejnictwie, przemyśle okrętowym i samochodowym (wytwarzanie przeróżnych wyrobów techniką włókninową). Odpady skórzane powstają w dużej ilości i nie są one dostatecznie zagospodarowywane. Jeśli zawierają dużo kolagenu, są wykorzystywane w przemyśle spożywczym, medycynie i farmacji.

Powstające przy eksploatowaniu i przetwarzaniu rud siarki odpady, takie jak piaski, iły, poflotacyjne odpady, porafinacyjne odpady (tzw. kek) są wykorzystywane nieomal w całości. Całkowicie zostały dopracowane technologie wykorzystujące iły do produkcji materiałów budowlanych (np. cegieł), lekkich kruszyw, ceramiki, ziem odbarwiających.

Jeśli chodzi o przemysł farmaceutyczny, to jest znacznie gorsza sytuacja. Ważne jest tutaj nawet częściowe zmniejszenie zagrożenia dla środowiska poprzez zagospodarowanie bardzo uciążliwych odpadów. Badawcze prace mają tylko wycinkowy charakter, także prowadzi się je w specjalistycznym, wąskim zakresie.

Pochodzące z przemysłu hutniczego odpady są, podobnie do tych z przemysłu chemicznego oraz energetycznego, najbardziej zanieczyszczającymi i toksycznymi dla człowieka oraz środowiska. Zaliczamy do tej grupy odpady stali i żelaza, nieżelaznych materiałów (żużle szybowe, odpady przeróbcze, górnicze, hutnicze rud ołowiowo-cynkowych), które powstają w trakcie eksploatacji oraz przeróbki mechanicznej ogniotrwałych surowców, w przemyśle odlewniczym i koksochemicznym. Te ostatnie są największym zagrożeniem dla środowiska (pośród tej grupy), szczególnie różnego typu smółki. Kierunkiem, w jakim podąża ich zagospodarowanie, jest neutralizacja oraz odzysk surowców, które są wtórnie wprowadzane do technologicznego procesu. Fakt, że są rozmaite źródła wytwarzania odpadów w hutnictwie stali i żelaza, komplikuje znacznie wybór odpowiedniej technologii do ich utylizacji, a szczególne do przerobu wtórnego. Jeśli chodzi o przemysł nieżelaznych metali grupą największą są odpady związane z wydobyciem, mechaniczną przeróbką i wzbogacaniem rud miedzi, a także ołowiu i cynku, a pośród nich flotacyjne odpady (czyli półpłynne osady z 80% zawartością wody lub od 40 do 50% po przeprowadzeniu odwodnienia w osadowych stawach) oraz wielkopiecowe żużle.

Powstające przy procesach eksploatacji odpady (piaskowce, iłowce, dolomity, wapienie) są częściowo wykorzystywane. Dolomity, które w Polsce są w znacznej przewadze w budowie strukturalnej skał towarzyszących, są obecnie wszechstronnie wykorzystywane, dzięki specjalnym technologiom. Wykorzystywane są m.in.: w przemyśle budowlanym, ceramicznym, szklarskim, drogownictwie, rolnictwie, hutnictwie, farmaceutyce. Dolomity to także skała odpadowa, która towarzyszy eksploatacji oraz mechanicznej przeróbce ogniotrwałych surowców. Przeprowadzane badawczo-wdrożeniowe prace w obrębie tej grupy odpadów pozwoliły ustalić kierunki ich zagospodarowania w sposób całkowity.

Powstające w górnictwie oraz energetyce odpady, z uwagi na ogromną ich masę, jak i wysoką szkodliwość, są problemem, rozwiązanie którego będzie stanowiło o efektach wszystkich działań podejmowanych w celu zminimalizowania produkcji odpadów. Ogólnie rzecz biorąc podzielić je można na powstające przy eksploatacji kopaliny towarzyszące (występują razem z węglem) oraz odpady paleniskowe i pochodzące z zakładu wzbogacania. Skały iłowe, a rzadziej wapienie i piaskowce, są odpadami pochodzącymi z przemysłu kamiennego węgla. Sposobem na radykalną minimalizację odpadów jest wydzielanie towarzyszącej kopaliny podczas eksploatacji oraz procesu przeróbczego. Tyczy się to szczególnie takich kopalin, które mogą w jakimś innym górniczym okręgu stanowić podstawowy przedmiot eksploatacji. Można zatem dzięki temu uzyskać kopalinę nie podejmując eksploatacji w kolejnym miejscu, a korzystając z już zgromadzonych zwałowisk.

Dotychczasowe prace oraz opanowane technologie przetwórcze pozwalają wykorzystywać te odpady w:

  • podsadzaniu wyrobisk;
  • budownictwie (cegły, cement, dachówki, materiały wiążące, spoiwa, kruszywo lekkie sztuczne);
  • niwelacji terenu.

Utylizację powęglowych odpadów może zilustrować wykorzystanie ich w produkcji budowlanej ceramiki o wysokiej jakości.

Odpady pochodzące z gałęzi przemysłu przetwarzającej węgiel brunatny to w zasadzie piaski i iły, natomiast kierunki wykorzystania ich są następujące:

  • produkowanie materiałów ogniotrwałych;
  • produkowanie budowlanej ceramiki, keramzytu, cementu, wiertniczej płuczki;
  • przemysł chemiczny;
  • przemysł ceramiczny oraz naftowy.

Podczas spalania węgla brunatnego oraz kamiennego powstają paleniskowe odpady- popiół i żużel. Są one masowym odpadem znacząco dewastującym środowisko. Pomimo opracowania już dość wielu technologii, nawet sprawdzonych praktycznie, które sprawiły, że wzrósł wyraźnie wskaźnik zużycia tych odpadów (zwłaszcza popiołu) między innymi w przemyśle ceramicznym, materiałów budowlanych, w chemii, rolnictwie, odlewnictwie- nadal zakres rozpoznania konkretnych zawartości toksycznych i radioaktywnych pierwiastków w paleniskowych odpadach oraz wpływu ich na powierzchniowe i podziemne wody- pozostaje niepełny.

Zagospodarowanie przyrodnicze odpadów:

Wszystkie przemysłowe odpady można podzielić ze względu na określony kierunek przyrodniczego zagospodarowania na:

  • masy organiczne - substancja mineralna może być w nich zawarta w dużym stopniu (do 85%), lecz to organiczna substancja jest czynnikiem decydującym o poszczególnych właściwościach masy (całej);
  • masy organiczno-mineralne - organiczne koloidy silnie rozproszone są tutaj zespolone z mineralnymi koloidami, powstaje organiczno-mineralny kompleks (zawartość organicznej substancji od 1 do 15%);
  • masy mineralne - znikoma część organicznej substancji, cechuje je słaba aktywność biologiczna.

Ograniczona jest przydatność przemysłowych odpadów do przyrodniczego zagospodarowania. Wyznaczana jest ona przez zawartość organicznych części, jak również przez właściwości biologiczne, chemiczne i fizyczne budującej odpad substancji, ale przede wszystkim:

  • granulo metryczny skład;
  • zawartość toksycznych (czyli tzw. czarnych) oraz radioaktywnych substancji;
  • wielkość oraz charakter zasolenia.

W celu rekultywacji biologicznej bezglebowych gruntów można w zasadzie wykorzystać większość powstających odpadów, z wyłączeniem toksycznymi, które są wykluczone z przyrodniczego zagospodarowania. Niektóre oczyszczalnie przemysłowe produkują osady o 50% (i większej) zawartości organicznej substancji, obfitujące w składniki pokarmowe roślin, bardzo wydatnie zwiększające chłonność wody (dzięki właściwościom koloidalnym) w odniesieniu do wody oraz mineralnych nawozów.

W celu melioracyjnego użyźnienia słabej jakości gleb użyźniające substancje pochodzące z opisanych wyżej odpadów mają równie cenną wartość.

Również odpady nie znajdujące większego zastosowania przy rekultywacji oraz użyźnianiu melioracyjnym mogą zostać wykorzystane do nawożenia, tak potrzebnego w trakcie pierwszego roku roślinnej wegetacji. Mogą to być m.in. jedno- bądź dwuskładnikowe odpady (np. wapienne), choć także zasolone wieloskładnikowe.

Osady ściekowe oraz komposty to uniwersalne substancje o działaniu użyźniającym, które można stosować do nawożenia oraz do użyźniania gleb. Przy przebudowywaniu tekstury najsłabszych gleb (piaskowych) wykorzystać można odpady zawierające dużo gliniastych cząstek, wprowadzając je do piasku, bądź nakładając warstwy pyłu lub gliny w sposób bezpośredni (na glebę). Przebudowując profil glebowy przydają się szczególnie mineralne oraz organiczno-mineralne płynne odpady.

  1. Sortowanie, składowanie oraz spalanie odpadów.

Ludzie całego świata w ciągu roku pozbywają się miliardów ton śmieci, aczkolwiek nie oznacza to, że odpady te są w całości bezużyteczne. Część w tych materiałów nadaje się do przerobienia, a niektóre można spalić, w celu uzyskania energii.

Śmieci to użyteczne źródło surowców, ale zebranie ich wymaga sporego nakładu ręcznej (i kosztownej) pracy. Pochodzące z domów, czy sklepów odpadki zbiera się zwykle do worków, bądź kubłów, a następnie, zwykle raz na tydzień, dysponujące śmieciarkami przedsiębiorstwo sanitarne wywozi je. Tymczasem lokalne władze żądają, aby mieszkańcy używając specjalnych pojemników osobno składowali zużyty papier, kolorowe szkło, szkło przezroczyste, puszki. Dzięki tak prostemu zabiegowi mogą zostać obniżone koszty odzysku, ponieważ np. nie trzeba już wydobywać spośród nieprzydatnych śmieci papieru, czy szkła. Takie szkło, nim trafi do przetworzenia w hucie, jest poddawane kontroli jakości, myte, mielone, a dopiero wtedy może zostać przetopione w hucie na nowe butelki.

Taki proces rozdzielania śmieci to tak zwane sortowanie odpadków, które może być albo ręczne, albo mechaniczne, albo sposoby te są ze sobą połączone. Celem takiego sortowania jest odzysk (szkła, papieru, metali, tworzyw sztucznych).

Wybór odpowiedniej techniki sortowania jest uzależniony od:

  • jakości odpadów, które zostały dostarczone;
  • ukierunkowania selekcji (np. na wtórne surowce, na biotynę).

Sortowanie komunalnych odpadów sposobem mechanicznym można stosować, by:

  • wydzielić z odpadów poszczególne składniki użytkowe do dalszej ich przeróbki;
  • wydzielić z mieszanych odpadów konkretnych składników do dalszego wykorzystania pod postacią przetworzoną (np. sortowanie na mokro papierowych odpadów- otrzymuje się papierową pulpę, którą można przerobić na papę lub na karton).

Jednostkowe procesy sortowania mechanicznego odpadów podzielić można na podstawowe cztery grupy:

  • procesy, po których uzyska się zwiększoną powierzchnię właściwą odpadów (rozdrobnienie);
  • procesy, po których uzyska się zmniejszoną powierzchnię właściwą odpadów (prasowanie, zagęszczenie);
  • procesy rozdzielające odpady pod względem wielkości ich ziaren (przesiewanie);
  • procesy sortujące pod względem rodzaju materiału (wydzielane metali- magnetyczne).

Zalety sortowania komunalnych odpadów:

  • odzyskiwanie składników;
  • zmiana składu odpadów (rośnie wydajność zakładów unieszkodliwiających je);
  • zmniejszenie liczby odpadów, które wymagają unieszkodliwienia, dzięki czemu ograniczona zostaje rozbudowa już istniejących, bądź budowa kolejnych zakładów unieszkodliwiających, nawet pomimo większego nagromadzenia odpadów.

Zbieranie oraz sortowanie odpadów jest procesem wymagającym kosztownej pracy, a koszty te są uzależnione od:

  • wstępnej selekcji w miejscu powstawania ich;
  • składu odpadów (jego różnorodności);
  • dokładności rozdzielenia konkretnych składników odpadów;
  • podniesienia poziomu ekologicznej świadomości społeczeństwa.

Najprostszą z metod postępowania z odpadami jest zwykłe wyrzucenie na wysypisko, gdzie można składować (na uporządkowanych wysypiskach):

  • odpady bytowo-gospodarcze;
  • osady ściekowe (odwodnione);
  • gruz budowlany;
  • odpady wielkogabarytowe;
  • odpady rolnicze;
  • żużel, klinkier, popiół (o ile nie zawierają radioaktywnych pierwiastków).

Odpady, których składowanie jest zabronione, to:

  • odpady zakaźne (medyczne, weterynaryjne), płynne, radioaktywne, toksyczne, naftopochodne;
  • odpady powstające jako rezultat prac badawczo-naukowych, rozwojowych, bądź dydaktycznej działalności, które nie zostały zidentyfikowane, dla których nie jest znany wpływ na środowisko;
  • opony oraz ich części (za wyjątkiem opon rowerowych oraz o zewnętrznej średnicy większej od 1400 mm);
  • odpady wybuchowe, łatwopalne, utleniające, żrące.

Jednak ogromne hałdy śmieci usypane na wysypiskach nie są estetyczne, a sąsiedztwo z nimi szkodzi zdrowiu, dlatego też powinno się poddawać odpady procesom unieszkodliwiania. Unieszkodliwianie odpadów to ich przekształcanie biologiczne, chemiczne i fizyczne w celu doprowadzenia do stanu nie stwarzającego zagrożenia dla zdrowia lub nawet życia ludzi oraz nie zagrażającego środowisku.

Sposoby stosowane w celu unieszkodliwienia odpadów:

  • metoda biologiczna:
    • kompostowanie;
    • metanowa fermentacja w:
      • pryzmach energetycznych;
      • komorach;
  • metoda termiczna:
    • odgazowanie (piroliza);
    • zgazowanie (przejście stałego paliwa w gazowe, przy udziale powietrza oraz pary wodnej, w temperaturze około 700oC);
    • spalanie;
  • inne metody - przerobienie na paliwo.

Dwie podstawowe metody pomniejszania objętości, jaką zajmują śmieci, to proszkowanie oraz spalanie.

Proszkowanie jest mechanicznym procesem, odpady zostają zgniecione i zmielone. Duża maszyna proszkująca jest w stanie w ciągu jednej tylko godziny przerobić niebagatelną liczbę śmieci, bo aż do70 ton.

Spalanie, czyli inaczej mówiąc przekształcanie termiczne odpadów, to najskuteczniejsza metoda zmniejszania objętości śmieci poprzez spalanie w odpowiednim piecu, w temperaturze 750 - 1000oC. Wskutek spalania zostaje zredukowana objętość odpadów o 10%, ich masa o 35% początkowej wartości. Ponadto uzyskuje się:

  • destrukcję termiczną oraz zredukowanie szkodliwych substancji, jakie są zawarte w odpadach;
  • zneutralizowanie gazowych i stałych produktów spalania;
  • pozyskuje się energię zawartą w odpadach.

Termiczne przekształcenie odpadów po raz pierwszy miało miejsce w Anglii (koniec XIX wieku), a miało na względzie głównie ochronę miejskiej ludności przed zagrażającymi jej wywołanych złą gospodarką odpadami skutkami epidemii. W roku 1875 wybudowano pierwszą spalarnię komunalnych odpadów, która to jednak nie była przystosowana jeszcze do procesu odzyskiwania energii. Pierwszy raz ciepło pochodzące ze spalenia odpadów wykorzystano dopiero później o 22 lata. Budowę takich spalarni wymuszały groźne epidemie, np. w roku 1892 w Hamburgu epidemia cholery przyczyniła się do powstania spalarni, którą to skonstruowano z oddzielnych paleniskowych komór w liczbie 36, a uruchomiono ją w roku 1895. Później już wiele krajów wybudowało spalarnie, m.in. Niemcy, Szwajcaria, Polska.

Jednak spalanie odpadków ma wadę, jaką jest fakt produkowania przy okazji poważnych ilości dymu oraz sadzy, które dla środowiska są niekorzystne. Ale doświadczenia uzyskane w najnowocześniejszych spalarniach pokazały, że możliwym jest takie poprowadzenie procesów spalania, by nie zagrażały one środowisku. Określono więc następujące wymagania:

  • musi być właściwy strumień, odpowiednia temperatura, aktywne rozdzielanie pierwotnego powietrza wzbogaconego wysoko tlenem;
  • należy zapewnić odpowiednie wymieszanie spalonej masy, dzięki czemu nie spalone części będą miały udział w żużlu;
  • trzeba odpowiednio ukształtować komorę paleniskową (ona zapewnia odpowiednie wymieszanie wtórnego powietrza i niedopalonych spalin), by temperatura spalin przy warunkach pracy najbardziej niedogodnych wynosiła minimum 850oC, natomiast czas, w trakcie którego spaliny przebywają w takiej temperaturze, musi być odpowiednio długi (ponad 2 sekundy), a zawartość tlenu minimalna 6%, jak również powinna być automatyczna kontrola przebiegu procesu przy użyciu termowizyjnej kamery.

Warunkiem niezbędnym do zachowania bezpieczeństwa w trakcie eksploatacji spalin, poza wymienionymi wyżej działaniami, jest zastosowanie neutralizacji spalinowych gazów oraz węzła oczyszczania (wysokosprawnego). Nowoczesne wymogi, jakie stawia się procesom przekształcania termicznego odpadów, nie tylko wymuszają odpowiedni dobór technologii do rodzaju odpadów, jakie przewiduje się spalać, ale także zachowanie pełnej kontroli nad procesem oraz wyposażenie urządzeniami do unieszkodliwiania i przerobu ciekłych i stałych produktów spalania (pyły, popioły, żużle, pozostałości poreakcyjne).

Przekształcanie termiczne odpadów można przeprowadzać w:

  • piecach obrotowych;
  • instalacjach z rusztowymi paleniskami;
  • układach wykorzystujących proces quasi-pirolizy;
  • instalacjach spalających w różnych rodzajach warstwy fluidalnej.

Tymczasem tradycyjne, tanie unieszkodliwianie niebezpiecznych odpadów (np. wypełnianie bezpośrednie terenu, nagromadzanie odpadów w retencyjnych zbiornikach) jest obecnie zastępowane coraz częściej powtórnym wykorzystaniem, obróbką biologiczną, chemiczną, czy fizyczną oraz spalaniem (np. azbest, uważany niegdyś za doskonałą izolację cieplną, jest rakotwórczy, więc zakopywano worki z azbestowymi odpadami w już nieczynnych wyrobiskach). Spalanie zapewnia kontrolę nad szerokim zakresem niebezpiecznych odpadów oraz wysoki stopień ich rozkładu.

Do spalania niebezpiecznych odpadów stosowane są cztery główne konstrukcje urządzeń:

  • piece obrotowe posiadające dopalacz;
  • piece trzonowe;
  • komory spalania (wtryskiwanie ciekłych odpadów);
  • komory spalania (złożenie fluidalne).

Doskonale zdajemy sobie sprawę z tego, ze odpady zawsze nam będą towarzyszyć, dlatego powinniśmy w naszym codziennym życiu przyczynić się do zredukowania zanieczyszczeń poprzez zwykłe sortowanie śmieci oraz zrezygnowanie z nabywania żywności i innych produktów w nierozkładalnych opakowaniach, dzięki czemu możemy znacząco ograniczyć liczbę śmieci.

Na schemacie została przedstawiona koncepcja sposobu postępowania z komunalnymi odpadami:

  1. Pozyskiwanie energii z odpadów.

Niezmiennym faktem jest to, że energia jest ludziom niezbędna do życia. Różna może być jej postać, jej forma, bądź jej wykorzystanie. Głównie energii potrzebujemy do produkcji przemysłowej, transportu, ogrzewania domów i oświetlenia. Początkowo to środowisko dostarczało nam energii pod postacią naturalnych zasobów opału oraz paliw (drewno, węgiel brunatny, węgiel kamienny, gaz, ropa naftowa). Dawniej również energię przetwarzano w młynach wodnych, czy w wiatrakach. Jednakże zapotrzebowanie na energię ciągle wzrasta, dlatego też zostaliśmy zmuszeni do poszukania nowych metod pozyskujących energię. Jedną z nich jest właśnie odzyskiwanie jej z odpadów.

Odzysk energii (czyli recykling energetyczny) to proces, w trakcie którego odzyskuje się (częściowo) zużytą do wytworzenia różnych wyrobów energii. Towary takie po zużyciu są usuwane (jako odpady) na wysypiska, a energetyczny recykling obejmuje spalenie ich, jak również wytworzenie z nich paliw ciekłych, gazowych i stałych oraz ich przetwarzanie na termoizolacyjne materiały.

Energię pozyskać możemy z:

  • organicznych odpadów;
  • unoszących się ponad wysypiskami gazów;
  • ścieków;
  • biomasy;
  • procesu spalania odpadów.

Energia pozyskiwana z organicznych odpadów:

W Polsce zaledwie kilka (około dziesięciu) rolnych gospodarstw wykorzystuje pochodzącą ze zwierzęcych odchodów energię biogazu do produkowania ciepła. Proces fermentacji biologicznych odpadów prowadzi do powstawania gazu o szerokim zastosowaniu w gospodarstwach, czy przedsiębiorstwach rolniczych. Dana firma kompostująca gromadzi i przetwarza biologiczne odpady, które dostarczane są do niej z ubojni, rzeźni, gospodarstw rolnych i ogrodniczych oraz nawet z przemysłowych przedsiębiorstw. Powstający w procesach kompostowania odpadów biogaz dużo lepiej jest wykorzystać w formie paliwa dla gazowych silników stosowanych w układzie wytwarzania elektrycznej energii niż bezproduktywnie go spalać.

Organiczne bioodpady dostarczane są do zakładu, a tu zostają poddane ręcznej oraz mechanicznej przeróbce. Aby unieszkodliwić chorobotwórcze czynniki, biomasę pasteryzuje się, czyli podgrzewa do 70oC. Następnie pasteryzowana biomasa przekazywana jest dalej do reakcyjnego zbiornika i tu zostaje poddana procesowi fermentacji, który zachodzi przy temperaturze 38oC. Biomasa w zbiorniku pozostaje przez okres od 20 do 25 dni. Bakterie w takich warunkach powodują przetworzenie od 40 do 50% organicznego materiału biomasy na biogaz (palny), przy czym zawartość w nim czystego metanu to 60 do 70%. W chemicznym procesie usuwa się siarkowodór, po czym gaz jest sprężany do 1 bara (ciśnienie gazu) i potem suszony. Dzięki tym zabiegom w ciągu doby można uzyskać 3 - 4 tysięcy m3 biogazu, a odpowiada to 2 - 2,5 litrom opałowego oleju.

Biogaz cechujący się dużą zawartością metanu (więcej niż 40%)może zostać wykorzystany do użytkowych celów (głównie są to cele energetyczne, bądź inne procesy technologiczne). Typowym przykładem jego wykorzystania jest użycie:

  • do produkcji elektrycznej energii w silniku iskrowym lub w turbinie;
  • do produkcji cieplnej energii w przystosowanych gazowych kotłach;
  • do produkcji cieplnej i elektrycznej energii w skojarzonych jednostkach;
  • do dostarczenia do gazowej sieci;
  • wykorzystanie go jako paliwa w silnikach trakcyjnych;
  • wykorzystanie go do procesów technologicznych (np. przy produkowaniu metanolu).

Niektóre kraje wykorzystują małe fermentownie zwierzęcych, gospodarskich, jak również ludzkich, odpadów do zasilenia pieców (centralne ogrzewanie). Takich instalacji najwięcej jest w takich krajach, jak Chiny (około 6 milionów), Indie (około 1 miliona), Korei Południowej, Nepalu i Brazylii. Tymczasem na przykład Amerykanie wyspecjalizowali się w budowaniu fermentowni przerabiających obornik pochodzący z farm, na których znajdują się krowy w liczbie nawet kilku tysięcy. Francuzi znakomicie opanowali technologię pozwalającą wytwarzać biogaz z powstających podczas przetwarzania warzyw oraz przemysłowych roślin odpadów. W Skandynawii mieszkania ogrzewa się ciepłem pochodzącym z fermentowania ludzkich oraz zwierzęcych odchodów.

W roku 1998 w Danii było dwadzieścia scentralizowanych, dużych biogazowni rolniczych, które odbierały odpady z co najmniej kilku większych zwierzęcych farm, jak również dwadzieścia instalacji umieszczonych na pojedynczych, indywidualnych farmach. Duńskie biogazownie obecnie produkują więcej niż 260 GWh elektrycznej energii rocznie. Ponad sześćset rolniczych biogazowni można znaleźć w Niemczech (głównie są to farmy indywidualne).

Energia pozyskiwana z wysypisk:

Składowisko komunalnych odpadów zagospodarowane we właściwy sposób może być źródłem taniej, odnawialnej energii pochodzącej od wysypiskowego gazu. Mikroorganizmy zaczynają rozkładać organiczne substancje kilka miesięcy po zdeponowaniu odpadów na wysypisku. Wydzielający się bez kontroli gaz utrudnia, przeciwdziała wręcz szybkiej i systematycznej rekultywacji wysypiska. W celu przyspieszenia rekultywacji oraz zapobieżeniu unoszeniu się nad obszarem wysypiska gazów, czy powstawaniu niezbyt przyjemnych zapachów, bądź samozapłonom (oczywiście niekontrolowanym) wydzielającego się gazu, gaz ten powinno się zbierać i odprowadzać. W zasadzie gaz ten uzyskuje się za darmo, natomiast wykorzystanie go w wytwarzającym energię cieplną i elektryczną układzie znacząco podwyższa zyski wysypiska.

Końcowy produkt (pod postacią biogazu) złożony jest z:

  • CH4 (metanu) - od 45 do 65%;
  • CO2 (dwutlenku węgla) - od 25 do 35%;
  • N (azotu) - od 10 do 20%.

W naszym kraju istnieje 800 komunalnych wysypisk, jednak tylko na 20 zamontowano odpowiednie instalacje pozyskujące gaz energetyczny. Wniosek jest taki, że na polskich wysypiskach można uzyskać jakieś 11 miliardów m3 biogazu w trakcie roku, co stanowi równowartość 5,2 miliona ton tak zwanego umownego paliwa. Jedna tona komunalnych odpadów może nam dostarczyć biogazu w rocznej skali w ilości 5 m3. Dodatkowo śmieci trafiające na polskie wysypiska rzadko są poddane selekcji, dlatego zawierają sporo organicznych szczątków, przez co zdolne są wytwarzać dużą ilość cennego paliwa. Jednak wskutek często zdarzającego się braku właściwych uszczelnień masy odpadów, która jest składowana, pozyskiwane lub możliwe do uzyskania zasoby wysypiskowego gazu wynoszą tylko od 30 do 45% potencjału całkowitego powstającego nad wysypiskiem gazu. W tych warunkach szacowane zasoby metanu, możliwe realnie do uzyskania z wysypisk komunalnych odpadów, wynoszą od 135 do 145 mln m3 w rocznej skali, a to odpowiada energii w ilości 5 235 TJ. Możliwe jest jednak pozyskanie nawet podwójnej ilości metanu pod warunkiem zastosowania wymaganych przy gospodarowaniu odpadami składowanymi na wysypiskach przez unijne normy odpowiednich środków, czyli uszczelniania geotechnicznego złóż osadów (co wyhamowuje migrację gazu), kontrolowanie stopnia uwodnienia złoża, stosowanie systemów drenaży, odpowiedniej segregacji składowanych organicznych odpadów itd.

Szacuje się, iż na chwilę obecną działa na świecie przynajmniej 800 takich instalacji do wykorzystywania energetycznego gazu zbierającego się nad wysypiskami. Najbardziej zaawansowana w tym względzie jest w Europie Wielka Brytania, gdzie zainstalowana na wysypiskowym gazie moc w listopadzie 1998 roku wynosiła 175 elektrycznych MW, niedawno zaś podpisano tam nowe kontrakty na dostawę energii z takiego źródła, co spowoduje wzrost zainstalowanej mocy do 489 elektrycznych MW.

Tymczasem w Polsce w roku 1996 działało zaledwie kilka instalacji wykorzystujących gaz wysypiskowy, jednak w przeciągu następnych dwóch lat zaczęła ta liczba gwałtownie rosnąć, by w roku 1998 osiągnąć już poziom prawie 20 obiektów. Początkowe, pierwsze wdrożenia tyczyły się instalacji do produkcji elektrycznej energii. Na ogół zainstalowana na składowiskach moc nie była wyższa niż 400 kW, jednak spodziewać się można, że w miarę zbierania doświadczeń, wkrótce pojawią się w Polsce jeszcze lepsze instalacje o zwiększonych przynajmniej do 1MW mocach.

Energia pozyskiwana ze ścieków (z oczyszczalni):

Jedną z metod pozyskiwania energii, chyba najbardziej ekonomiczną, jest stosowanie w oczyszczalniach zestawów do odzysku oraz przerobu biogazu, ponieważ zazwyczaj gaz pochodzący ze ścieków jest spalany bezproduktywnie jako uboczny produkt.

Kanalizacyjne osady to odpadowe produkty, które powstają w trakcie procesów mechanicznego, biologicznego oraz chemicznego oczyszczania ścieków, na końcu których zostają wysuszone. Osad już wysuszony przekazywany jest do fermentacyjnego zbiornika, tutaj zaś następuje beztlenowa fermentacja, w efekcie której uwalnia się zawierający metan biogaz. Kanalizacyjne osady, już odgazowane, usuwane są z fermentacyjnego zbiornika, składowane chwilowo, wysuszane oraz kompostowane, by następnie zostać przekazane do odpowiednich celów, m.in. dla rolnictwa jako nawóz.

Końcowy produkt (pod postacią biogazu) złożony jest z:

  • CH4 (metanu) - od 50 do 60%;
  • CO2 (dwutlenek węgla) - od 30 do 40%;
  • gazy śladowe w małych ilościach.

Biogaz poddawany jest procesowi sprężania, a w wypadku, gdy zawiera dużą ilość toksycznych substancji, także oczyszczaniu, następnie przechowuje się go przejściowo w jakimś zbiorniku gazu. Dopiero stąd przekazywany jest do kogeneracyjnego układu (zachowane jest stałe ciśnienie). Gazowy silnik potrafi zamienić energię w biogazie skumulowaną na energię cieplną lub mechaniczną. Energia mechaniczna jest wykorzystywana do napędzania synchronicznego generatora, a ten wytwarza elektryczną energię do pokrycia potrzeb własnych w oczyszczalni. Do sieci elektroenergetycznej (publicznej) może zostać przekazana nadwyżka powstającej energii elektrycznej.

W silniku powstaje ciepło, które może zostać spożytkowane przy podgrzewaniu w fermentacyjnej komorze ściekowego osadu (temperatura 32 - 34oC), dzięki czemu wspomagana jest produkcja biogazu, bądź jest to ciepło doprowadzane do grzewczych instalacji danej oczyszczalni. W dużych instalacjach bardzo często występuje nadmiar ciepła, więc to charakteryzujące się wysoką temperaturą (pochodzi ono z chłodzenia wylotu spalin) może być użyte do procesu pasteryzacji lub do suszenia ściekowego osadu. Dodatkowo można je przekazać sieci ciepłowniczej (publicznej).

Począwszy od 1994 roku zainstalowano w Polsce 20 biogazowni w oczyszczalniach ścieków (miejskich), między innymi były to następujące miasta: Bielsko-Biała (400 kWh, 240 kWel), Elbląg (2 x 200 kW, blok ciepła), Inowrocław (2 x 160 kW, blok ciepła), Krosno, Olsztyn (2190 kWh, 2 x 200 kWel), Opole (2 x 200 kW), Ostróda, Pleszew, Puławy (2 x 160 kW, blok ciepła), Siedlce (200 kW, blok ciepła), Sitkówka koło Kielc (2 x 510 kWh, 2 x 404 kWel), Świnoujście (2 x 338 kWh, 2 x 180 kWel, 1020 kW kocioł grzewczy), Zamość (1200 kWh oraz 1200 kWel), Zawiercie (3 x 310 kWh). W listopadzie 1999 roku produkcja całkowita w polskich biogazowych instalacjach umieszczonych w oczyszczalniach ścieków wyniosła 72,5 GWh elektrycznej energii oraz ponad 250 TJ cieplnej energii. Dla porównania w Wielkiej Brytanii w roku 1996 łączna zainstalowana moc biogazowych instalacji umieszczonych w oczyszczalniach ścieków wyniosła 92,6 Mwel.

Pozyskiwanie energii z biomasy:

Pojęcie biomasa w ekologii rozumiane jest jako ogólna masa organicznej materii, jaka zawarta jest w zwierzęcych oraz roślinnych organizmach, występujących na danym siedlisku. Pojęcie to może również oznaczać całą występującą w przyrodzie materię zwierzęcego lub roślinnego pochodzenia, z wyłączeniem organicznej materii zawierającej się w kopalinach. Energia słoneczna akumulowana jest w biomasie poprzez proces fotosyntezy, najpierw w organizmach roślinnych, a następnie poprzez łańcuch zależności pokarmowej przechodzi też do organizmów zwierzęcych. Uwięzioną w biomasie energię może wykorzystać również dla swoich celów człowiek. Spalanie biomasy, bądź produktów rozkładu jej powoduje przetworzenie tej energii w inne formy. Takie spalanie przeprowadzane jest w kotłach, dzięki czemu uzyskuje się energię cieplną, a tą można ewentualnie przetworzyć dalej w elektryczną energię.

Do energetycznych celów najczęściej wykorzystywane są:

  • odpadowe drewno;
  • zwierzęce odchody;
  • ściekowe osady;
  • słoma, makuchy oraz inne odpady pochodzące z rolniczej produkcji;
  • specjalnie uprawiane do celów energetycznych wodorosty.

Uważa się, iż spalanie biomasy dla środowiska jest dużo korzystniejsze niż spalanie kopalnych paliw, ponieważ zawartość pierwiastków szkodliwych (głównie siarki) jest sporo niższa w biomasie. Dodatkowo powstający w procesach spalania CO2 (dwutlenek węgla) zamieniany jest na biomasę dzięki następnym pokoleniom żywych organizmów, które same biomasę wytwarzają, a które są następnie znów spalane etc. Tymczasem dwutlenek węgla przy okazji spalania kopalnych paliw wprowadzany do środowiska, po całych milionach lat nagromadzania oraz przekształcania się w kopalne paliwa pokładów biomasy, w środowisku pojawia się nagle, prowadząc do zwiększenia efektu cieplarnianego.

Energię z biomasy można uzyskać nie tylko wskutek spalania bezpośredniego wysuszonej biomasy, ale również można ją pozyskać dzięki:

  • niezupełnemu spalaniu biomasy, powstające w jego trakcie spaliny (w zasadzie chodzi tu głównie o tlenek węgla) zostają spalone w wysokoprężnym silniku, który napędza elektryczny generator;
  • dzięki gazowi (chodzi tu głównie o wodór oraz tlenek węgla), powstającemu przy zgazowaniu biomasy w zamkniętym reaktorze i przy podwyższonej temperaturze, a spalany jest on w parowym kotle, bądź też może bezpośrednio napędzać turbinę;
  • dzięki fermentacji biomasy można otrzymać m.in.: biogaz, etanol, metanol, związki te mogą być później przetworzone na jakąś inną formę energii.

W 1984 roku roślinna biomasa pokrywała około 13% produkcji energii na świecie, przy czym 7% energetycznych potrzeb pokrywała Kanada, a 4% potrzeb Stany Zjednoczone. W 1990 roku biomasa stanowiła 12% w produkcji energii na świecie. Ogólnie z jednego hektara rolnych użytków rocznie można zebrać od 10 do 20 ton biomasy, jest to równoważne z 5 - 10 tonami węgla. W Polsce w rolnictwie i leśnictwie można uzbierać biomasę kalorycznie równoważną 150 milionom ton węgla.

Energia pozyskiwana ze spalania odpadów:

W chwili obecnej coraz większego znaczenia nabiera współspalanie odpadów w przemysłowych paleniskach:

  • elektrowni oraz elektrociepłowni;
  • cementowni;
  • wykorzystujących wysokotemperaturowe procesy gałęzi przemysłu.

Proces współspalania służy do pozyskania energii z odpadów, co pozwala osiągnąć z tego korzyści (oszczędność pierwotnych nośników energii). Pod paliwowym względem charakterystykę odpadów można określić dzięki tak zwanemu trójkątowi spalania Tannera. Jego współrzędne to:

  • 50% - zawartość wilgoci;
  • 60% - zawartość mineralnej substancji;
  • 25% - zawartość organicznej substancji (palnej).

Minimalną wartością opałową umożliwiającą spalenie odpadów bez używania dodatkowego paliwa to od 5 do 6 MJ/kg. Wniosek jest więc taki, że w momencie, gdy opałowa wartość spalanych odpadów będzie wynosić ponad 5,8 MJ/kg, wtedy odzyskiwanie ciepła w termicznej instalacji służącej do utylizowania odpadów przy stosowaniu technologii konwencjonalnych jest efektywne. Taką wielkość opałowej wartości zapewnia spalenie odpadów przy użyciu rusztu, nie potrzeba używać dodatkowego paliwa. Nie zapewnia to natomiast w komorze spalającej uzyskania wymaganej przez przepisy temperatury 850oC. Doświadczenia praktyczne wskazują, że można taką temperaturę osiągnąć przy opałowej wartości wyższej od 7,5 MJ/Mg.

W przeróbce termicznej odpadów, które już nie dadzą się wykorzystać, głównym zadaniem jest uzyskanie:

  • zmniejszenia ciężaru odpadów;
  • zmniejszenia objętości odpadów (co wiąże się ze zredukowaniem kosztów transportu);
  • zmniejszenia składowiska;
  • rozkładem szkodliwych materiałów organicznych;
  • pozyskaniem z odpadów energii.

Zakładami, które potencjalnie mogłyby przetwarzać odpady, są cementownie. Wiąże się to z faktem, iż w Polsce w zasadzie nie ma żadnego profesjonalnego zakładu unieszkodliwiającego odpady. Tymczasem na terenie całego kraju istnieje aż kilkanaście cementowni, eksploatujących pracujące w około 1400oC piece. Temperatura o takiej wysokości umożliwia rozłożenie w zasadzie wszystkich chemicznych związków i substancji. Oznacza to absolutną i skuteczną likwidację wszystkich odpadów, jak i wbudowanie ich do struktury krystalicznej klinkieru (zwłaszcza tyczy się to metali ciężkich). Piece cementowe można zatem wykorzystać do skutecznego unieszkodliwienia praktycznie wszystkich organicznych i nieorganicznych (zawierających metale ciężkie) odpadów.

Stosowanie paliw alternatywnych w celu pozyskania energii:

Alternatywnymi paliwami (inaczej wtórnymi, zastępczymi) mogą być zarówno odpady komunalne oraz przemysłowe, jak i ich mieszaniny (w stanie ciekłym i stałym). Wykorzystywane są one w przemyśle w roli zamiennika konwencjonalnych paliw. Samo pojęcie alternatywnych paliw funkcjonuje od lat kilkunastu. Nieustannie wzrasta udział tego rodzaju paliw na globalnym rynku energetycznym.

Szeroką gamę komunalnych, jak i przemysłowych odpadów wykorzystują cementownie, są to między innymi:

  • ropopochodne produkty odpadowe;
  • przeterminowane środki owadobójcze oraz ochrony roślin;
  • uciążliwe komunalne odpady;
  • opony samochodowe (zużyte);
  • lekarstwa oraz pozostałe produkty farmaceutycznego przemysłu;
  • powstające w przemyśle lakierów i farb produkty;
  • powstające w procesie oczyszczania ścieków szlamy i osady.

Zastosowanie w cementowym przemyśle alternatywnych paliw przynosi liczne korzyści, zarówno ekologiczne, jak i ekonomiczne dla wykorzystującego odpady zakładu, ale nie tylko- również dla całego społeczeństwa.

Bibliografia:

  • C. Rosik-Dulewska - "Podstawy gospodarki odpadami", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000;
  • K. Szymański - "Gospodarka i unieszkodliwianie odpadów komunalnych", Wydawnictwo Wyższej Szkoły Inżynierskiej, Koszalin 1994;
  • M. Żygadło - "Gospodarka odpadami komunalnymi", Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 1999.

Ilustracje, schematy oraz wykresy zaczerpnięte z pozycji książkowych wymienionych w bibliografii oraz z następujących stron internetowych:

  • http://www.gios.gov.pl/
  • http://www.proekologia.pl/
  • http://tevo.net/

Treść aktów prawnych zaczerpnięta z następujących stron internetowych:

  • http://www.mos.gov.pl/
  • http://isip.sejm.gov.pl/