and Environmental Protection
http://ago.helion.pl ISSN 1733-4381, Vol. 8 (2008), p-43-50
Problemy utylizacji odpadów komunalnych na przykładzie
składowiska we Władywostoku
Biegańska J. 1, Kulikov V. N. 2, Korneev A. V.3 1 Politechnika Śląska
tel. (+48 32) 237-15-57, fax (+4832) 237-11-67 e-mail: jolanta.bieganska@polsl.pl
2 OOO NPP «Ènergiâ –KM», Vladivostok, 3 IISÈ DVTGU, Vladivostok
Streszczenie
W artykule opisano historię i aktualną sytuację na składowisku we Władywostoku - naj-ważniejszym porcie Federacji Rosyjskiej na Oceanie Spokojnym. W związku z konieczno-ścią likwidacji składowiska i perspektywą budowy nowego, podano warianty utylizacji odpadów komunalnych (bytowych). Po przedstawieniu składu morfologicznego odpadów stałych bytowych zaproponowano sposób przerobu ich na syntetyczne płynne paliwo we-dług technologii OOO NPP «Ènergiâ – KM».
Abstract
The problem of utilization of municipal wastes on example in Vladivostok waste dump History and present state of waste dump in Vladivostok – the most important sea port on Russian Pacific coast – was described in the article. Dues to necessity of closing the old dump and construction of new one the possibilities of municipal waste were discussed. On the basis of waste composition the conversion of waste into synthetic liquid fuel, based on OOO NPP «Ènergiâ – KM» technology, was proposed.
1. Wstęp
Likwidacja i usuwanie odpadów komunalnych to największy problem ekologiczny współ-czesnej cywilizacji. Dotyczy on zarówno krajów bogatych jak i tych najbiedniejszych. W wielu krajach funkcjonują już systemy segregacji i recyklingu odpadów, ale składowiska są nadal prawie w każdym państwie nieodłącznym elementem krajobrazu. Składowanie odpa-dów zmieszanych (komunalnych) stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowi-ska. Z problemem tym próbuje sobie poradzić najważniejszy port Federacji Rosyjskiej na Oceanie Spokojnym – Władywostok.
2. Historia i stan aktualny składowiska
We Władywostoku eksploatowane jest od 1967r. składowisko odpadów bytowych Grono-staj. Zbudowane było bez wymagań ekologicznych związanych z ochroną morza; według norm granica takich obiektów powinna znajdować się nie mniej niż 2 km od wody. Odpady były i są nadal składowane (składowisko formalnie zamknięto w 1988r.) tuż nad brzegiem morza (rys.2.1), bezpośrednio na naturalnym podłożu (rys. 2.2).
Rysunek 2.1. Odpady wzdłuż brzegu
morza Rysunek 2.2. Kwatera z odpadami
Składowisko osiągnęło wysokość 40 m i zajmuje powierzchnię 6 tys. m2. Każdego roku przybywa odpadów na wysokość 5 – 6 m, a warstwy spalają się (rys. 2.3); nie wiadomo ile takich warstw nagromadziło się na przestrzeni 40 lat eksploatacji – nie wiadomo też ile jest mieszkańców tego „śmierdzącego” miejsca (rys. 2.4).
Centrum sanitarno-epidemiologiczne Władywostoku zabroniło eksploatacji składowiska od 1 stycznia 2000r., ale według sprawozdań tego Centrum, ponad 70% odpadów bytowych wywozi się obecnie na brzeg zatoki Gronostaj. Skażenie gleby w okręgu składowiska oce-nia się jako „bardzo silne”. W wodzie morskiej, pobranej przy plażach, wykryto dodatnie pałeczki jelitowe w ilości 46,000 – normy dopuszczają 10,000. Woda w studni osiedla znajdującego się w pobliżu składowiska roi się od bakterii ciepłolubnych i bakterii coli (w każdej kropli jest ich 240 razy więcej niż dopuszczają normy sanitarne).
Rysunek 2.3. Warstwa palących się
odpadów Rysunek 2.4. Mieszkaniec składowiska
3. Perspektywy
W najbliższym czasie zaakceptowany ma być plan generalny Władywostoka, w którym przewiduje się projektowanie i budowę nowego „poligonu” odpadów bytowych (Twarde Odpady Bytowe – TBO) i rekultywację składowiska Gronostaj.
Rozpatrywany jest wariant utworzenia składowiska odpadów w pobliżu istniejącego. Pro-blemem będzie przygotowanie terenu (wykop o pow. 40,5 ha + droga dojazdowa 10 ha) oraz izolacja podłoża (skaliste – brak gliny we Władywostoku, której używa się w Rosji do takich celów). Kolejnym problemem jest sprawa pozyskania pieniędzy. Budżet krajowy przeznaczył 60 mln rubli na budowę kilku składowisk w różnych miejscach Władywosto-ku. Budżet Federacji Rosji przeznaczy w 2012r. sumę 150 mln rubli na szereg inwestycji we Władywostoku, w tym na likwidację składowiska Gronostaj.
Proponuje się dwa warianty utylizacji odpadów:
1. Tradycyjny – odpady wstępnie wysegregowane z wielkogabarytowych, wypełnia-ją krater. Po każdej warstwie 2 m, przykrywa się 30 cm warstwą inertną (żużle z elektrociepłowni). Przy obecnej „produkcji” odpadów technologia pozwoli utyli-zować odpady przez 16 – 18 lat.
2. Technologia brykietowania – wydajność 18 brykietów/godzinę – powstaje suchy sztapel.
4. Morfologia odpadów
Każdego roku we Władywostoku wyrzuca się 1,4 mln m3 odpadów (tworzy się góra
odpa-dów wysokości człowieka na powierzchni 1 km2).
Trociny drzewne 2,0% Żużel 3,5% Pozostałe 4,0% Spożywcze 4,5% Zmiotki uliczne 10,0% Polimery 12,0% Tekstylia 15,0% Papier, karton 49,0%
Rysunek 4.1. Skład morfologiczny odpadów komunalnych składowiska we Władywostoku Średnia wilgotność odpadów określona metodą obliczeniową wynosi 40 – 55%.
Zgromadzono, według różnych ocen, 6 – 8,5 mln Mg odpadów, a każdego roku przybywa ich nie mniej niż 220 tys. Mg.
5. Efektywność utylizacji odpadów
Rozwiązanie problemu likwidacji składowiska proponuje główny technolog Spółki z o.o. (OOO NPP «Ènergiâ–KM») Kulikov V.N. [1]. Według autora, przy zastosowaniu instalacji do pirolizy (wydajność roczna – 250 tys. Mg) można zlikwidować składowisko Gronostaj w ciągu 10 lat. Spółka opatentowała [2] sposób przetworzenia surowców organicznych w komponenty paliwowe. Podstawowym produktem utylizacji odpadów według technologii jest syntetyczne paliwo płynne. W procesie można odzyskać również większość metali. Przewiduje się, że w wyniku utylizacji można wydzielić w ciągu doby około 7 kg rtęci metalicznej. Rodzaj paliwa i metale pozyskane z 694 Mg odpadów, przy zastosowaniu pirolizy, przedstawiono w tabeli 5.1 i 5.2.
Tabela 5.1. Paliwo wytworzone z odpadów po procesie pirolizy
Rodzaj paliwa Ilość paliwa [Mg/dobę] Ilość paliwa [Mg/rok] Benzyna A-80 Paliwo Diesla Mazut 58,4 35,1 11,7 21037,5 12644,1 4214,7
Tabela 5.2. Odzysk metali z odpadów
Rodzaj metalu Ilość odzyskana [Mg/dobę] Ilość odzyskana [Mg/rok] Cu Fe Cd Zn Ge Pb Sn Razem 11,7 11,7 0,007 0,244 0,001 2,4 0,7 26,75 4214,7 4214,7 2,52 87,90 0,36 864,55 252,16 9636,89
W procesie unieszkodliwiania odpadów powstaje 17,6% (w stosunku do ilości wyjściowej) popiołu w postaci granulek. Jest on wykorzystywany jako wypełniacz w materiałach bu-dowlanych. Z procesu pirolizy i przerobu odpadów w paliwo powstają gazy obojętne. Proces unieszkodliwiania odpadów według Kulikova [3,4] jest bardziej efektywny od tra-dycyjnego sposobu termicznego unieszkodliwiania odpadów sortowanych i wymaga mniej-szych nadkładów finansowych. Porównanie [5] niektórych parametrów tradycyjnego spo-sobu termicznego unieszkodliwiania odpadów z proponowaną technologią zestawiono w tabeli 5.3, a uproszczony bilans procesu utylizacji (Mg/dobę) pokazano na rys. 5.1.
W procesie utylizacji odpadów z zastosowaniem pirolizy nie ma frakcji do składowania. Tabela 5.3. Zestawienie porównawcze parametrów unieszkodliwiania odpadów [5]
Technologia
Sortowanie + spalanie odpadów OOO NPP «Ènergiâ–KM» Rodzaj produktu
i nakłady
Odzysk z 1 Mg Wydajność Odzysk z 1 Mg Wydajność Produkcja Metale żelazne 217,58 [kg]] 4,0 [%] 151,93 [kg] 2,8 [%] Metale kolorowe 679,61 [kg] 0,5 [%] 745,83 [kg] 0,8 [%] Pozostałe (szkło i makulatura) 141,20 [kg] 9,0 [%] 2599,36 [kg] 33,1 [%] Energia elek-tryczna 334,50 [KWh] - Energia cieplna 236,61 [kJ/kg] 1797,51 [kJ]/kg 959,17 [kJ/kg] 5095,04 [kJ]/kg Koszt produkcji [ruble] (złoty) 1609,50 (~ 148 zł) 4456,29 (~ 408 zł) Nakłady przy wydajności 250 000 Mg/rok
Ruble/Mg (zł/Mg) 3118 (~ 286 zł) 259 (~ 24 zł) Udział [%] składników z 1 Mg odpadów
Sprzedaż 13,5 36,6
Frakcja palna 72,0 63,4
Rysunek 5.1. Uproszczony bilans procesu utylizacji odpadów komunalnych (Mg/dobę) składowiska we Władywostoku
6. Wnioski
1. Technologia utylizacji odpadów bytowych, według OOO NPP «Ènergiâ–KM», jest bar-dziej korzystna od tradycyjnej. Dotyczy to wartości produkcji z 1 Mg odpadów i energii cieplnej uzyskanej z 1 kg odpadów; jest 2,8 razy korzystniejsza.
3. Przetwarzanie odpadów w procesie pirolizy z wytworzeniem syntetycznego paliwa płyn-nego i odzyskiem metali jest 12 krotnie tańsze (porównanie istotnych nakładów).
4. Technologia OOO NPP «Ènergiâ–KM» pozwala zorganizować prawie bezodpadową produkcję na zasadach samoopłacalności. Takie przetwarzanie odpadów jest ekologiczne - wszystkie powstające produkty są zagospodarowywane, a proces jest samowystarczalny pod względem energetycznym.
Literatura
[1] Dvojnowa T.: Sammit na pomojke, Nezavisimaâ, 2008. [2] Patent RU: 2182684 С2, 2002.
[3] Gulgonova E.V., Korneev A.V., Potranyj I.М.: Utilizaciâ ТBО: Soglasovanie èkolo-go-èkonomičeskih interesov na mikroèkonomičeskom urovne// Èkonomika prirodopoĺzovaniâ, 2004 №1, VINITI, str.34-41
[4] Korneev A.V.: Sociaĺno-èkonomičeskoe obosnovanie èffektivnosti investicij v priro-doohrannyj ob˝ekt po zahoroneniû bytovyh othodov v g. Vladivostoke //Vestnik DV-GAÈU, 2004 №2, str.53-61.
[5] Кulikov V.N., Korneev A.V., Biegańska J.: Tehniěeskie predloženiâ po utilizacii ТBО v motornoe toplivo s poluěeniem teplovoj ènergii na primere Gornostaevskoj svalki, s.351-354, Praca zbiorowa pod redakcją Janusza W. Wandrasza i Krzysztofa Pikonia: „Paliwa z odpadów” Tom VI, Wydawnictwo HELION, Gliwice 2007.
