Διαχείριση Στερεών Απορριμμάτων. Μάθημα 2 ο. Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Διαχείριση Στερεών Απορριμμάτων. Μάθημα 2 ο. Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής"

Κασσάνδρα Βαρνακιώτης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Διαχείριση Στερεών Απορριμμάτων Μάθημα 2 ο Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής

2 Φυσικά Χαρακτηριστικά ΑΣΑ Ειδικό βάρος Υγρασία Υδροαπορροφητικότητα Υδραυλική αγωγιμότητα

3 Ειδικό Βάρος = Βάρος Ανά Μονάδα Όγκου Ειδικό βάρος (Kg/m 3 ) Οικιακά Απορρίμματα Διακύμανση Τιμών Τυπική Τιμή Σε χαλαρή κατάσταση, χωρίς επεξεργασία Μέσα σε Απορριμματοφόρο (Α/Φ) συμπιεσμένα Μετά την εκκένωσή τους από Α/Φ Αστικά Στερεά Απορρίμματα (Οικιακά, εμπορικά κτλ.) Διακύμανση Τιμών Στο Α/Φ με συμπίεση Στο ΧΥΤΑ με απλή συμπίεση Στο ΧΥΤΑ με καλή συμπίεση Στο ΧΥΤΑ με πολύ καλή συμπίεση Τυπική Τιμή

4 Υγρασία ΑΣΑ Διαδικασία υπολογισμού του ποσοστού (%) υγρασίας των ΑΣΑ Μετράμε το «υγρό βάρος» (S ω ) από ένα δείγμα ΑΣΑ Τοποθετούμε το δείγμα σε κλίβανο με θερμοκρασία 105οC μέχρι σταθερού βάρους και κατόπιν μετράμε το «ξηρό βάρος» (S d ) Y ω = [(S ω S d )/ S ω ] 100 Υ d = [(S d S ω )/ S d ] 100

6 Γιατί Υπολογίζουμε την Υγρασία των ΑΣΑ; Για να αποφασίσουμε εάν τα ΑΣΑ είναι κατάλληλα για Καύση παράγωγή θερμότητας και ηλ. ενέργειας Κομποστοποίηση

7 Υδροαπορροφητικότητα ΑΣΑ Η μέγιστη υγρασία (σε % επί του «ξηρού βάρους») που μπορεί να συγκρατηθεί από τα ΑΣΑ σε κανονικές συνθήκες βαρύτητας Τυπικές τιμές για μη συμπιεσμένα ΑΣΑ - 50 έως 60%

8 Υδροαπορροφητικότητα ΑΣΑ Εξαρτάται από: Τη σύνθεση των ΑΣΑ Το βαθμός συμπίεσης Το ποσοστό της βιοαποδόμησης των οργανικών συστατικών των ΑΣΑ

9 Υδραυλική Αγωγιμότητα Μέτρο της ταχύτητας με την οποία το νερό διαπερνάει ένα υλικό (π.χ. του εδάφους ή των ΑΣΑ) Κ = k x ρ x g/μ K = το μέτρο υδραυλικής αγωγιμότητας (m/sec) k = διαπερατότητα του υλικού (m 2 ) ρ = πυκνότητα νερού (kg/m 3 ) g = επιτάχυνση της βαρύτητας (m/sec 2 ) μ = δυναμικό ιξώδες νερού (kg / [m x sec])

10 Υδραυλική Αγωγιμότητα Η ειδική διαπερατότητα εξαρτάται από χαρακτηριστικά του υλικού Πορώδες Κοκκομετρία Υγρασία των ΑΣΑ κτλ To k για ΑΣΑ συμπιεσμένα σε ΧΥΤΑ έχει τιμές που κυμαίνονται από: έως m 2 για κάθετη ροή m 2 για οριζόντια ροή

11 Γιατί Υπολογίζουμε την Υδροαπορροφητικότητα και την Υδραυλική Αγωγιμότητα των ΑΣΑ; Για να εκτιμήσουμε την παραγωγή και τη ροή των διασταλαγμάτων ή στραγγισμάτων σε ένα ΧΥΤΑ που σχεδιάζουμε Διασταλάγματα δημιουργούνται μόνο εφόσον η υγρασία εντός του ΧΥΤΑ υπερβεί την υδροαπορροφητικότητα των ΑΣΑ στον ΧΥΤΑ

12 Χημικά Χαρακτηριστικά ΑΣΑ Το εάν θα χρησιμοποιηθεί και πόσο η καύση ή η κομματοποίηση σε ένα ΣΔΑ εξαρτάται και από τις χημικές ιδιότητες και σύσταση των ΑΣΑ

13 Χημικά Χαρακτηριστικά ΑΣΑ Προσδιορισμός των χημικών χαρακτηριστικών των ΑΣΑ με: Στοιχειακή ανάλυση Εκτίμηση θερμογόνου δύναμης (energy content) Ανάλυση για την καταλληλότητας των ΑΣΑ ως καύσιμου (proximate analysis)

14 Στοιχειακή ανάλυση Ο προσδιορισμός του ποσοστού καθενός από τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στα ΑΣΑ. Άνθρακας Οξυγόνο Υδρογόνο Άζωτο Θείο Τέφρα

16 Θερμογόνος Δύναμη Θερμογόνος δύναμη οργανικού κλάσματος ΑΣΑ = Η θερμική ενέργεια που εκλύεται όταν αυτό καίγεται πλήρως.

18 Proximal Analysis Η διαδικασία προσδιορισμού 4 χαρακτηριστικών που είναι καθοριστικά για την καταλληλότητα των ΑΣΑ για καύσιμο. Υγρασία (μειώνει τη θερμική δύναμη) Τέφρα (υπόλειμμα καύσης μειώνει τη θερμική δύναμη) Πτητική καύσιμη ύλη (Το % κατά βάρος που μετατρέπονται σε αέρια όταν η θερμοκρασία φτάσεις στους 550 o C) Μη πτητικός άνθρακας (είναι η ύλη που καίγεται αλλά σε θερμοκρασίες πολύ μεγαλύτερες των 550 o C)

20 Βιολογικά Χαρακτηριστικά ΑΣΑ Βιοαποδομησιμότητα Παραγωγή οσμών Ανάπτυξη εντόμων

21 Βιοαποδομησιμότητα Η μετατροπή των οργανικών υλικών στα ΑΣΑ σε : αέρια σχετικώς αδρανή οργανικά και ανόργανα στερεά μέσω βιολογικών διεργασιών που γίνονται σε αερόβιες ή σε αναερόβιες συνθήκες

22 Οσμές Παράγονται από τα αέρια που προκύπτουν λόγω των αναερόβιων διεργασιών στους χώρους εναπόθεσης ΑΣΑ Υψηλές θερμοκρασίες επιδρούν θετικά Πιο κοινές πηγές δυσάρεστων οσμών είναι οι ενώσεις με σουλφίδια (δηλ. ενώσεις του θείου S σάπιο αυγό) και με αμμωνία

25 Παραγωγή και Σύνθεση ΑΣΑ

26 Εκτίμηση Παραγωγής ΑΣΑ Ανάλυση μέτρησης φορτίου (load count analysis) Ανάλυση Ροής Υλικών ( Material Flow Analaysis) Από βιβλιογραφία

27 Ανάλυση Μέτρησης Φορτίου Για μία συγκεκριμένη περίοδο γίνεται καταγραφή των φορτίων με ΑΣΑ Τα φορτία ζυγίζονται εάν υπάρχει ζυγιστήριο Με βάση τις μετρήσεις γίνεται εκτίμηση των παραγόμενων ΑΣΑ της εξυπηρετούμενης περιοχής

28 Παράδειγμα Σε ένα σταθμό μεταφόρτωσης που λαμβάνει όλα τα ΑΣΑ που παράγει η πόλη Χ των 1200 κατοικιών καταγράφηκαν οι παρακάτω μετρήσεις σε διάστημα μίας εβδομάδας. Αριθμός Απορριμματοφόρων 9 Μέσος Όγκος Απορριμματοφόρων 15 m 3 Αριθμός Φορτηγών με Καρότσα 7 Μέσος Όγκος Φορτίου Καρότσας 2 m 3 Φορτία με ΙΧ Αυτοκίνητα και Φορτηγά 20 Εκτιμώμενος Μέσος Όγκος των ΙΧ Φορτίων 0.25 m 3 Εκτιμήστε το βαθμό παραγωγής ΑΣΑ ανά κάτοικο ανά ημέρα δεδομένου ότι η τυπική πυκνότητα των ΑΣΑ σε απορριμματοφόρα, σε καρότσα και σε ΙΧ οχήματα είναι 500kg/m 3, 225 kg/m 3, 150 kg/m 3 αντίστοιχα.

29 Λύση Μετατροπή όγκων σε βάρος Αρ. Μ.O/Φορτίο Πυκνότητα Συνολικό Βάρος Απορριμματοφόρα Φορτηγά με καρότσα Μεταφορά με ΙΧ Σύνολο Kg Αναγωγή του βάρους που υπολογίστηκε ανά άτομο ανά εβδομάδα, υποθέτοντας ότι οι σε κάθε κατοικία ζουν κατά μέσο όρο 4 άτομα. Π ΑΣΑ = 71400/(1200x4x7) = 2,125kg/κάτοικο/ημ.

Material Flow Analysis Αρχή διατήρησης της μάζας (εισροές = εκροές) Με τη μέθοδο αυτή γίνεται σύνδεση των πηγών των υλικών με τις πιθανές διαδρομές που αυτά

30 Material Flow Analysis Αρχή διατήρησης της μάζας (εισροές = εκροές) Με τη μέθοδο αυτή γίνεται σύνδεση των πηγών των υλικών με τις πιθανές διαδρομές που αυτά μπορούν να πάρουν πριν αυτά καταλήξουν, προσωρινά ή μόνιμα κάπου. practical_handbook-of-material-flow-analysis.pdf

34 Βιβλιογραφία Ελλείψη δυνατότητας άμεσων μετρήσεων Βιβλία, μελέτες, στοιχεία από γειτονικές περιοχών Προσοχή! Τα στοιχεία που λαμβάνονται από τη βιβλιογραφία να προέρχονται από περιοχές με όσο το δυνατόν καλύτερη «ομοιότητα» με την υπό εξέταση περίπτωση

35 Μέθοδοι Προσδιορισμού Της Σύνθεσης των ΑΣΑ 1. Ανάλυση Ροής Υλικών ( Material Flow Analaysis) 2. Δειγματοληψίες Φορτίων Στην πηγή

36 Ενδεικτικός Τρόπος Δειγματοληψίας Φορτίου για το Προσδιορισμό της Σύνθεσης των ΑΣΑ Ξεφορτώνεται ένα αρκετά μεγάλο φορτίο ΑΣΑ (λ.χ το φορτίο ενός απορριμματοφόρου) σε ειδικά διαμορφωμένη και προστατευμένη περιοχή. Τα ΑΣΑ αναμιγνύονται και κατόπιν χωρίζονται σε 4 ισόποσα κομμάτια. Επιλέγονται 2 από τα τέσσερα κομμάτια και αναμιγνύονται ξανά ποσότητες αυτές και κατόπιν ξαναχωρίζονται σε 4 ισόποσα τμήματα Ακολουθείται η ίδια διαδικασία μέχρι να προκύψει ένα μίγμα με ικανοποιητική ποσότητα (100 kg περίπου) για να ξεκινήσει η ανάλυση προσδιορισμού της σύνθεσης του δείγματος.

37 Άλλος Τρόπος Προσδιορισμού Της Σύνθεσης των ΑΣΑ Με τη πραγματοποίηση ανάλυσης προσδιορισμού της σύνθεσης των ΑΣΑ στην πηγή (Δες pdf από την Τήνο) VIDEO

38 Υπέρ/Κατά Κάθε Εναλλακτικής

39 Σύνθεση Πίνακας 1.3, , 1.7. Παναγιωτακόπουλος

44 Κατηγορίες ΑΣΑ στις αρχές του 1900 στις ΗΠΑ

45 Πρόβλεψη Παραγωγής ΑΣΑ με Βάση τον Πληθυσμό Εάν είναι γνωστή η μέση παραγόμενη ποσότητα ΑΣΑ ανά κάτοικο ανά έτος (Απ) Και είναι γνωστός ο πληθυσμός ανά έτος (Π) Τα παραγόμενα ΑΣΑ στο έτος i θα είναι Απ i x Π i Δηλαδή είναι δυνατή η πρόβλεψη παραγωγής ΑΣΑ με βάση τις προβλέψεις μεταβολής του πληθυσμού

46 Εκθετικό Μοντέλο Αύξησης του Πληθυσμού P 0 = πληθυσμός έτους της περιόδου βάσης r = η % αύξηση ανά περίοδο (λ.χ. 2% ανά έτος) k = ο αριθμός των περιόδων (λ.χ. 20 έτη) P k = Ο πληθυσμός μετά από k περιόδους P k = P 0 (1+ r /100) k

47 Πρόβλεψη με Βάση τους Παράγοντες που Επηρεάζουν την Παραγωγή ΑΣΑ Ενδεικτικοί παράγοντες

48 Παράδειγμα Αφού εφάρμοσαν στατιστική ανάλυση σε ένα πλήθος δεδομένων για τα παραγώμενα ΑΣΑ και για τους παράγοντες του Επιπέδου 1, 2, 3 και 4, κατέληξαν στα παρακάτω μοντέλα πρόβλεψης

50 GDP (Gross Domestic Product) = Ακαθάριστο Εγχώριο Προϊόν INF urb = Βρεφική θνησιμότητα στην περιοχή εξέτασης ανά 1000 κατοίκους INF nat = Βρεφική θνησιμότητα στη χώρα ανά 1000 κατοίκους POP = Πληθυσμός ηλικίας μεταξύ HHSIZE t = Μέσο μέγεθος νοικοκυριού LIFEEXP t = Το προσδόκιμο ζωής κατά τη γέννηση MSW t = Tα παραγόμενα ΑΣΑ το χρόνο t

Σχετικά έγγραφα

04-04: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Ιδιότητες και διεργασίες

Κεφάλαιο 04-04 σελ. 1 04-04: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Ιδιότητες και διεργασίες Εισαγωγή Γενικά, υπάρχουν πέντε διαφορετικές διεργασίες που μπορεί να χρησιμοποιήσει κανείς για να παραχθεί χρήσιμη ενέργεια