ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΞΥΛΟΥ ΠΑΛΑΙΩΝ ΞΥΛΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Αθανάσιος Η. Γρηγορίου Εργαστήριο Δασικής Τεχνολογίας, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος

Transcript

1 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΞΥΛΟΥ ΠΑΛΑΙΩΝ ΞΥΛΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Αθανάσιος Η. Γρηγορίου Εργαστήριο Δασικής Τεχνολογίας, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Θεσσαλονίκη, τηλ. 2310/ ή 2310/ Fax 2310/998947,

2 2 Περίληψη Πολλές χώρες αντιμετωπίζουν τη δύσκολη πρόκληση αφ ενός μεν της κάλυψης των αυξανομένων αναγκών της κοινωνίας σε ξύλο και προϊόντα ξύλου και αφ ετέρου της εξασφάλισης και διατήρησης των δασών. Η επανάκτηση του ξύλου και του παλιόχαρτου από τα αστικά και βιομηχανικά-βιοτεχνικά απορρίμματα αποτελεί μια νέα πηγή πρώτων υλών και επιπλέον μειώνει τον όγκο των απορριμμάτων στις χωματερές. Η επαναχρησιμοποίηση και ιδιαίτερα η ανακύκλωση του ξύλου των απορριμμάτων μειώνει την ένταση των υλοτομιών και επιμηκύνει τους περίτροπους χρόνους απόληψης του ξύλου με αποτέλεσμα να αυξάνεται η συσσώρευση του άνθρακα στα δάση. Η ανακύκλωση του ξύλου των απορριμμάτων στην παραγωγική διαδικασία απαιτεί μικρότερη κατανάλωση ενέργειας και συνεπώς οδηγεί σε μικρότερη έκλυση ενώσεων του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από ότι η κλασσική διαδικασία παραγωγής. Επομένως η αυξανόμενη χρήση προϊόντων από ανακυκλωμένο ξύλο μειώνει τα υπεύθυνα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου αέρια (CO 2, CH 4 ) και τις αρνητικές επιδράσεις τους. Η κυριότερη φάση αξιοποίησης του ξύλου των απορριμμάτων περιλαμβάνει την απομάκρυνση των υλικών μη ξυλώδους χαρακτήρα (πλαστικό, μέταλλο, γυαλί, ανόργανες ουσίες) και τον καθαρισμό του από τοξικές χημικές ουσίες, βερνίκια και βαρέα μέταλλα. Για την επίτευξη των ανωτέρω εφαρμόζονται διάφορες μέθοδοι και τεχνικές όπως θρυμματισμός, απαλλαγή από σιδηρούχα μέταλλα, ταξινόμηση, υδρο-θερμικοί, χημικοί και βιολογικοί χειρισμοί. Το είδος του ξύλου των απορριμμάτων και ο βαθμός επιβάρυνσής του με ξένα υλικά και τοξικές ουσίες καθορίζουν τις δυνατότητες επαναχρησιμοποίησής του οι οποίες μπορεί να είναι: η ανακύκλωση στην παραγωγή υψηλής προστιθέμενης αξίας σύνθετων προϊόντων ξύλου, η παραγωγή ενέργειας και η κομποστοποίηση. Λέξεις κλειδιά: απορρίμματα ξύλου, διαχωρισμός-απομάκρυνση μη ξυλωδών υλικών, επαναχρησιμοποίηση, ανακύκλωση, παραγωγή ενέργειας, κομποστοποίηση. 1. Εισαγωγή Με την αύξηση του πληθυσμού των πόλεων και την έξαρση της καταναλωτικής τάσης η διαχείριση των αστικών και βιομηχανικών απορριμμάτων αποτελεί ένα από τα σοβαρότερα και συνεχώς οξυνόμενα προβλήματα των σύγχρονων κοινωνιών. Από τις κλασικές τεχνικές διαχείρισης των απορριμμάτων (βλ. Πίνακα 1) η ταφή στις χωματερές και η καύση περικλείουν σοβαρούς κινδύνους για την υγεία επειδή ρυπαίνουν το χερσαίο, το υδάτινο περιβάλλον και την ατμόσφαιρα. Αντίθετα η ανακύκλωση δηλ. η επανάκτηση υλικών από τα απορρίμματα και η επαναχρησιμοποίησή τους στην παραγωγική διαδικασία είναι απαλλαγμένη από τους ανωτέρω κινδύνους συνεπώς αποτελεί σημαντική συνιστώσα της ορθολογικής διαχείρισης των απορριμμάτων και πρέπει να ενσωματώνεται στην περιβαλλοντική πολιτική κάθε ανεπτυγμένης χώρας. Αυτό επιβάλλεται από το συνεχώς αυξανόμενο όγκο των παραγομένων απορριμμάτων, την αύξηση του κόστους διαχείρισής τους με οικολογικά αποδεκτό τρόπο, αλλά και το γεγονός ότι πολλές χώρες έχουν πρόβλημα εξασφάλισης κατάλληλων χώρων εναπόθεσης κυρίως όσο αφορά τα αστικά απορρίμματα. Με στόχο λοιπόν την εξασφάλιση της υγείας των πολιτών και την ελαχιστοποίηση των δυσμενών επιδράσεων στο περιβάλλον οι νέες στρατηγικές διαχείρισης των απορριμμάτων αποβλέπουν στην ανάκτηση και επαναχρησιμοποίησή τους είτε στην παραγωγή προϊόντων, είτε στην παραγωγή ενέργειας και χημικών ενώσεων με ελεγχόμενη καύση, είτε στην παραγωγή εδαφοβελτιωτικών. Πάντως απώτερος στόχος είναι η μείωση του όγκου των απορριμμάτων που μπορεί να επιτευχθεί με τη δημιουργία νέων προϊόντων πλήρως ανακυκλώσιμων ή και βιοαποικοδομήσιμων μετά το πέρας της ζωής τους (Βόγκας 1995, European Commission 1997, Μουσιόπουλος 1998, Βλυσίδης 1999, Hodzic 2004). Ένα σημαντικό ποσοστό (κυρίως όσο αφορά τον όγκο) των αστικών και βιομηχανικών απορριμμάτων καταλαμβάνουν οι παλαιές ξύλινες κατασκευές.

3 3 Έτσι π.χ. στις Η.Π.Α. το ποσοστό αυτό ανήλθε το 2002 σε 63 εκατ. μετρικούς τόνους ενώ στη Γερμανία το 2002 σε 8 εκατ. τόνους. Στην Ευρωπαϊκή ένωση το ποσοστό αυτό εκτιμάται σε εκατ. τόνους. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν από όλες τις χώρες διαθέσιμα στοιχεία (Lang 2003, Falk and Mc Keever 2004, Jungmeier et al. 2004). Με τον όρο παλαιές ξύλινες κατασκευές εννοούνται όλα εκείνα τα αντικείμενα και κατασκευές τα οποία έχουν ως κύριο δομικό υλικό το συμπαγές ξύλο ή τα σύνθετα προϊόντα ξύλου και αποτελούν απορρίμματα μετά το πέρας της χρήσης τους. Είναι γνωστό ότι η αύξηση των αερίων εκπομπών του CO 2 και του CH 4 τα τελευταία χρόνια ως αποτέλεσμα της ενεργειακής υπερκατανάλωσης, των δασικών πυρκαγιών και της αποσύνθεσης των απορριμμάτων είναι υπεύθυνα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου το οποίο οδηγεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη και τις κλιματικές αλλαγές. Οι εκπομπές των αερίων ρύπων του άνθρακα και κυρίως του CO 2 που είναι συνυπεύθυνες για το φαινόμενο του θερμοκηπίου αποτιμώνται συνήθως σε ποσότητες (μετρικούς τόνους) άνθρακα. Το ισοζύγιο του άνθρακα στη φύση επηρεάζεται σημαντικά από τις διάφορες φυσικές λειτουργίες και διεργασίες όπως είναι η φωτοσύνθεση, η αναπνοή των φυτών και η αποσύνθεση της βιομάζας. Συνεπώς τα δάση ως δεσμευτές του άνθρακα της ατμόσφαιρας μέσω της φωτοσύνθεσης αποτελούν φυσικούς αποθηκευτήρες του άνθρακα και αποκτούν έτσι τεράστιο ρυθμιστικό ρόλο όσο αφορά το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση λοιπόν και κυρίως η ανακύκλωση του ξύλου των παλαιών ξύλινων κατασκευών σημαίνει εξοικονόμηση πρώτων υλών και οδηγεί στη μείωση της έντασης και έκτασης των υλοτομιών στα δάση. Έτσι, μεγαλύτερες ποσότητες άνθρακα οι οποίες διαφορετικά υπό αέριο μορφή θα ευρίσκοντο στην ατμόσφαιρα και θα συνέτειναν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου παραμένουν αποθηκευμένες στα δάση. Επί πλέον η χρήση ανακτημένου ξύλου, το οποίο είναι αποθηκευτήρας άνθρακα, από διάφορα απορρίμματα συνεπάγεται μικρότερη κατανάλωση ενέργειας ανά παραγόμενη μονάδα προϊόντος δηλ. μικρότερα ποσοστά αερίων ενώσεων άνθρακα σε σύγκριση με τη χρήση αυτούσιου (μη προερχομένου από ανάκτηση) ξύλου. Τέλος αξιοσημείωτο είναι ότι η επαναχρησιμοποίηση του ξύλου των παλαιών ξύλινων κατασκευών λόγω του μεγάλου όγκου που καταλαμβάνουν, μειώνει σημαντικά τον όγκο των απορριμμάτων που συνήθως οδηγούνται σε χωματερές (Inge et al. 1995, Frühwald et al. 1997, Wegener et al. 1997, Brandl 2001, Döry 2008). Πίνακας 1. Τεχνικές διαχείρισης απορριμμάτων και οι κυριότερες επιπτώσεις τους στο περιβάλλον (European Commission, 1997). Table 1. Waste management techniques and their main impacts on the environment (European Commission, 1997). Χωματερές Καύση Ατμόσφαιρα Ύδατα Έδαφος εκπομπές CO 2 ρύπανση υπογείων και CH 4 (αέριοι υδάτων με εντομοκτόνα, ρύποι υπεύθυνοι οργανικές τοξικές ενώσεις, για το φαινόμενο κυανιούχες ενώσεις, νιτριτου θερμοκηπίου) κές ενώσεις και βαρέα δυσάρεστη οσμή. μέταλλα. εκπομπές SO 2 NO x, HCl, οργανικών ενώσεων, διοξίνης και βαρέων μετάλλων. ρύπανση επιφανειακών υδάτων με τοξικές ουσίες. επικάλυψη-δεσμευση ελεύθερων χώρων ρύπανση του εδάφους με επιβλαβείς ενώσεις. ρύπανση με τέφρα. Ανακύκλωση α α α α Καμία επίπτωση στο περιβάλλον.

4 4 Στην Ελλάδα, με εξαίρεση ορισμένους δήμους που συλλέγουν με ειδικά οχήματά τους ξύλινα απορρίμματα (κυρίως έπιπλα) από κατοικίες, το μεγαλύτερο μέρος των ξύλινων αστικών απορριμμάτων σε μίξη με άλλα στερεά απορρίμματα καταλήγει σε χωματερές πολλές εκ των οποίων είναι ανεξέλεγκτες (Καλιαμπάκος και Μαυροπούλου 1999, Σαλονικίδου κ.ά. 2000). Η διαχείριση αυτή των απορριμμάτων δημιουργεί σημαντικά προβλήματα στο περιβάλλον, στην υγεία και στην ποιότητα της ζωής μας, όπως παραγωγή επικίνδυνων αερίων, μόλυνση των επιφανειακών και υπογείων υδάτων και κίνδυνο πυρκαγιών λόγω αυτανάφλεξης. 2. Είδη-Χαρακτηριστικά παλαιών ξύλινων κατασκευών-ταξινόμηση-διαχωρισμός ξένων υλικών-ενώσεων. Οι παλαιές ξύλινες κατασκευές συναντώνται στα αστικά απορρίμματα, στα απορρίμματα σχετικών βιοτεχνιών-βιομηχανιών, στα απορρίμματα κατεδάφισης παλαιών οικοδομών και στα απορρίμματα κατασκευών εξωτερικών χρήσεων. Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει μια συνοπτική εικόνα των διαφόρων απορριμμάτων ξύλινων κατασκευών. Πίνακας 2. Κατηγορίες, είδη και βαθμός καθαρότητας διαφόρων παλαιών ξύλινων προϊόντων και κατασκευών (Marutzky, 1996). Table 2. Categories, types and level of cleanness of various old wooden constructions and products (Marutzky, 1996). Κατηγορίες απορριμμάτων Βαθμός καθαρότητας Είδη απορριμμάτων Ξυλεία συσκευασίας Μικρός αριθμός ξένων ουσιών, Κιβώτια, Παλέττες. Απαλλαγμένη από τοξικές προστατευτικές ουσίες. Ξυλεία οικοδομών και κατεδάφισης παλαιών οικιών Πολυάριθμες ξένες ουσίες, Περιορισμένη ύπαρξη τοξικών προστατευτικών και συγκολ- Παράθυρα, Θύρες, Σκάλες, Πριστή ξυλεία οροφής, δαπέδων και Ξυλεία επίπλων Ξυλεία εξωτερικών χρήσεων λητικών ουσιών Πολυάριθμες ξένες ουσίες, Απαλλαγμένη από τοξικές προστατευτικές ουσίες. Συνήθης η ύπαρξη τοξικών προστατευτικών ουσιών ξύλου. επενδύσεων τοίχων. Τραπέζια, Καρέκλες, Κρεββάτια, Εντοιχισμένα έπιπλα και άλλα. Στρωτήρες, Στύλοι, Πάσαλοι, Έπιπλα κήπου και αναψυχής. Διάφορες Με μεγάλο εύρος Πάσσαλοι θεμελίωσης, Τύμπανα περιέλιξης καλωδίων, κ.ά. Όπως συνάγεται από τον Πίνακα 2 στα διάφορα είδη των ξύλινων κατασκευών και αντικειμένων ως απορριμμάτων εκτός από αυτούσιο ξύλο και τα διάφορα προϊόντα του (ξυλοπλάκες μοριοπλακών, ινοπλακών, αντικολλητών κ.ά.) μπορεί να εμπεριέχονται και άλλα υλικά-ουσίες μη ξυλώδους χαρακτήρα. Πρόκειται δηλ. για μέταλλα, πλαστικά, γυαλί, βερνίκια, εμποτιστικές ουσίες και άλλα υλικά τα οποία συνυπάρχουν με το ξύλο στην ξύλινη κατασκευή. Προϋπόθεση λοιπόν για την επαναχρησιμοποίηση του ξύλου των παλαιών ξύλινων κατασκευών είναι η απαλλαγή αυτών από τυχόν υπάρχοντα ξένα υλικά. Επί πλέον η κατεύθυνση της περαιτέρω αξιοποίησής τους είναι ευνόητο ότι επηρεάζεται από το βαθμό και το είδος επιβάρυνσης με ξένες πρώτες ύλες και ουσίες. Σε ορισμένες περιπτώσεις η ανίχνευση των ξένων υλικών μπορεί να γίνει με σχετικά απλές μεθόδους δηλ. οπτικώς,

5 5 μαγνητικώς ή από την οσμή. Όταν όμως το ξύλο των απορριμμάτων έχει επιβαρυνθεί με τοξικές ενώσεις ή τοξικά βαρέα μέταλλα (Πίνακας 3) τότε η ανίχνευσή τους επιβάλλει τη χρήση εξειδικευμένων μεθόδων και χειρισμών της αναλυτικής χημείας. Πίνακας 3. Βαθμός επιβάρυνσης του ξύλου απορριμμάτων με διαφορά μέταλλα και χημικές ενώσεις (Vogt, 1996). Table 3. Contamination level of wood wastes with various metals and chemical substances (Vogt, 1996). Είδος επιβάρυνσης Χλωριο (Cl) Φθόριο (F) Αρσενικό (As) Χαλκός (Cu) Χρώμιο (Cr) Υδράργυρος (Hg) Ψευδάργυρος (Zn) Πενταχλωροφαινόλη (PCP) γ-εξαχλωροκυκλοεξάνιο (Lindan) Εύρος επιβάρυνσης (mg/kg) 0, (mg/kg) 0,5-23,5 (mg/kg) 1, (mg/kg) 0,9-258 (mg/kg) 0,005-5,9 (mg/kg) 8, (mg/kg) 0,05-8 (mg/kg) <0,1-0,8 (mg/kg) Το επόμενο στάδιο αξιοποίησης των παλαιών ξύλινων κατασκευών μετά την ανίχνευση των ξένων υλικών-ενώσεων είναι η απαλλαγή τους από αυτά. Εάν πρόκειται για ξένα στερεά υλικά π.χ. μέταλλα, πλαστικά, γυαλί, ελαστικό κ.ά. εφαρμόζονται κατάλληλες τεχνικές διαχωρισμού και απομάκρυνσης όπως οπτικές, μαγνητικές-μηχανικές σε συνδυασμό με θρυμματισμούς και ταξινόμηση κλασμάτων (Σχήμα 1). Όμως η απομάκρυνση τοξικών ενώσεων όπως βερνικιών, συγκολλητικών ουσιών, εμποτιστικών ουσιών κ.ά. από το ξύλο των απορριμμάτων απαιτεί ειδικούς χειρισμούς όπως είναι ο υδροθερμικός, ο χημικός, ο βιολογικός, κ.ά. (Marutzky 1996, Vogt 1996, Michanikl and Boehme 1996, Kharazipour and Hüttermann 1997, Kühne and Schwarz 1997, Hodzic 2004). Ανάλογα με το είδος της παλαιάς ξύλινης κατασκευής, το είδος και το βαθμό επιβάρυνσης με ξένα υλικά-ουσίες ακολουθούνται οι ακόλουθες τεχνικές αξιοποίησης 1. Ανακύκλωση, 2. Ενεργειακή αξιοποίηση και 3. Βιολογική αξιοποίηση.

6 6 Σχήμα 1. Διαδοχικοί χειρισμοί ανάκτησης ξύλου από παλαιές ξύλινες κατασκευές (Marutzky, 1996). Figure 1. Successive processings for recovering wood from old wooden constructions (Marutzky, 1996). 3. Ανακύκλωση Η μετά την ανάκτηση επαναχρησιμοποίηση του ξύλου παλαιών ξύλινων κατασκευών αφορά εκείνες τις κατηγορίες απορριμμάτων ξύλου στις οποίες το ξύλο δεν εμφανίζει ή μικρή μόνο επιβάρυνση με τοξικές ενώσεις και τοξικά μέταλλα. Σε ορισμένες χώρες π.χ. Γερμανία, όπου έχουν θεσμοθετηθεί νομοθετικοί κανόνες για τη διαχείριση των απορριμμάτων, προβλέπονται μέγιστες οριακές τιμές επιβάρυνσης των ξύλινων κατασκευών με τοξικές ενώσεις προκειμένου να αξιοποιηθούν με ανακύκλωση (Πίνακας 4). Ανάλογα με την κατηγορία της προς ανακύκλωση ξύλινης κατασκευής εφαρμόζονται κατάλληλες τεχνικές ανάκτησης της πρώτης ύλης ξύλου. Έτσι π.χ. εάν η προς ανακύκλωση ξύλινη κατασκευή αφορά κατασκευές εσωτερικών χώρων και κυρίως επίπλων, τα οποία κατά βάση αποτελούνται από ξυλοπλάκες μοριοπλακών και ινοπλακών, τότε εφαρμόζονται κατάλληλοι μηχανικο-χημικό-υδροθερμικοί χειρισμοί για την απομάκρυνση των ξένων υλικών από το ξύλο. Ειδικότερα τα στερεά ξένα υλικά π.χ. μέταλλο, γυαλί, πλαστικό, απομακρύνονται με συνδυασμένη χρήση μηχανικών μεθόδων (θρυμματισμός, διαχωρισμός με μαγνήτες, διαφράγματα ή αέρα). Στη συνέχεια για την ανάκτηση των τεμαχιδίων ξύλου ή ινών που δομούν τις ξυλοπλάκες το ξυλώδες μέρος του απορρίμματος υποβάλλεται συνήθως σε χημικό-υδροθερμική επεξεργασία με στόχο την αποικοδόμηση των δεσμών της συγκολλητικής ουσίας που συνδέει τα τεμαχίδια ή τις ίνες ξύλου στην ξυλοπλάκα (Σχήμα 2) (Sandberg 1965, Michanickl and Boehme 1996, Roffael et al. 2003, Lykidis and Grigoriou 2008).

7 7 Πίνακας 4. Μέγιστες επιτρεπτές τιμές επιβάρυνσης του ξύλου παλαιών ξύλινων κατασκευών με τοξικές ενώσεις/μέταλλα προκειμένου να αξιοποιηθούν με ανακύκλωση σύμφωνα με τις σχετικές γερμανικές προδιαγραφές της RAL (RAL-GZ 428, 1997). Table 4. Marginal allowed values of wood contaminants of old constructions for recycling according to the relevant german waste wood ordinance of RAL (RAL-GZ 428, 1997). Στοιχεία/Ενώσεις Μέγιστη επιτρεπτή τιμή Αρσενικό (As) Χαλκός (Cu) Υδράργυρος (Hg) Μόλυβδος (Pb) Χρώμιο (Cr) Χλώριο (Cl) Φθόριο (F) Πενταχλωροφαινόλη (PCP) Πισέλαιο (mg/kg) , ,5 Μια παρόμοια τεχνική υδροθερμικού χειρισμού ξυλοπλακών επίπλων με στόχο την ανάκτηση της πρώτης ύλης ξύλου έχει αναπτυχθεί στο Εργαστήριο Δασικής Τεχνολογίας του Α.Π.Θ. (Lykidis and Grigoriou, 2008). Με την τεχνική αυτή επιτυγχάνεται η διάσπαση των συγκολλητικών δεσμών των τεμαχιδίων-ινών των ξυλοπλακών με χρήση υδρατμού υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας μετά από μικρής διάρκειας χειρισμό (Σχήμα 3). Ιδιαίτερα προβληματική είναι η ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση ξύλου εμποτισμένου με τις συνήθεις εμποτιστικές ουσίες οι οποίες εμπεριέχουν άλατα μετάλλων (χαλκός, χρώμιο, αρσενικό), πενταχλωροφαινόλη και πισέλαιο. Πρόκειται για μεγάλες ποσότητες συμπαγούς ξύλου εξωτερικών κατασκευών (στρωτήρες, στύλοι, ξυλεία μεταλλείων και οικοδομών, κατασκευές αναψυχής κ.ά.), το οποίο για να επαναχρησιμοποιηθεί σε στερεά μορφή πρέπει να απαλλαγεί από τις τοξικές εμποτιστικές ουσίες. Ανάλογα με το είδος της εμποτιστικής ουσίας και το βαθμό διείσδυσής της στο ξύλο έχουν δοκιμασθεί διάφορες τεχνικές απομάκρυνσης. Οι τεχνικές αυτές, ορισμένες παρατίθενται στη συνέχεια, οι οποίες ευρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη διαφέρουν μεταξύ τους όσο αφορά την οικονομικότητα και τις επιπτώσεις στο περιβάλλον. Έτσι ορισμένες κατηγορίες εμποτισμένης ξυλείας παλαιών κατασκευών μπορεί να επαναχρησιμοποιηθούν αυτούσιες σε χρήσεις στις οποίες δεν πρόκειται να υπάρξει επαφή με τον άνθρωπο, τα ζώα ή προϊόντα τροφίμων. Σε άλλες περιπτώσεις, εφ όσον το βάθος της διείσδυσης της εμποτιστικής ουσίας είναι μικρό (ορισμένα mm), οι επιβαρυμένες με εμποτιστικό επιφανειακές στρώσεις απομακρύνονται με πρίση ή πλάνισμα και η ξυλεία επαναχρησιμοποιείται σε εξωτερικές χρήσεις. Η χρήση ξυλείας εμποτισμένης με το γνωστό εμποτιστικό CCA (άλατα χαλκού, χρωμίου και αρσενικού) έχει δοκιμασθεί με επιτυχία ως πρώτη ύλη παραγωγής σύνθετων ξυλοπλακών με τσιμέντο. Άλλες μέθοδοι προβλέπουν απομάκρυνση της τοξικής εμποτιστικής ουσίας από την ξυλεία με βιολογικές, χημικές ή ηλεκτροχημικές μεθόδους. Έτσι π.χ. το πισέλαιο και η πενταχλωροφαινόλη μπορούν να αποικοδομηθούν από ένζυμα ορισμένων ειδών μυκήτων, ενώ άλλες εμποτιστικές ουσίες από ειδικές κατηγορίες βακτηρίων. Ξυλεία στρωτήρων εμποτισμένη με πισέλαιο μετά την πολτοποίησή της σε ινοπολτό μπορεί να απαλλαγεί σε ικανό ποσοστό από το πισέλαιο μετά από προσθήκη στον ινοπολτό εναλλακτικών ιόντων. Ξυλεία εμποτισμένη με CCA ή πισέλαιο, μετά θρυμματισμό της σε μικρά τεμαχίδια και εμβάπτισή τους σε όξινο διάλυμα στο οποίο εφαρμόζεται ηλεκτρική φόρτιση, μπορεί να

8 8 Έπιπλα από Ξυλοπλάκες Θρυμματισμός Νερό+άλλα αντιδραστήρια Εμποτισμός-Διόγκωση Ατμιση Ταξινόμηση Πλαστικές επικαλύψεις Μέταλλα κ.ά. Ξυλοτεμαχίδια Ίνες Ταξινόμηση Αποΐνωση (ίνες) Μοριοπλάκες Ινοπλάκες (MDF) Κατασκευή επίπλων Παλαιά Έπιπλα Σχήμα 2. Φάσεις ανάκτησης ξυλοτεμαχιδίων ή ινών από ξυλοπλάκες παλαιών επίπλων (Michanikl and Boehme, 1996). Figure 2. Process chain of recovering wood particles or fibers from wood-based panels of old furniture (Michanikl and Boehme, 1996).

9 9 απαλλαγεί σε μεγάλο ποσοστό από την εμποτιστική ουσία (GTR 1995, Majcherczyk and Hüttermann 1996, Kühne and Schwarz 1997, BAV 2004, Humar et al. 2004, Kearley et al. 2005). Σχήμα 3. Συσκευή υδροθερμικού χειρισμού που χρησιμοποιείται για την ανάκτηση ξυλοτεμαχιδίων από παλιές ξυλοπλάκες. Α: Πίνακας Ελέγχου, Β: Αντιδραστήρας, Γ: Μονάδα παραγωγής ατμού (Lykidis and Grigoriou, 2008). Figure 3. Laboratory autoclave used for recovering of wood particles from old panels. A Control panel, B. Reactor, Γ. Steam generation unit (Lykidis and Grigoriou, 2008). 4. Ενεργειακή αξιοποίηση των απορριμμάτων Η ενεργειακή αξιοποίηση βρίσκει εφαρμογή σε εκείνες τις κατηγορίες απορριμμάτων τα οποία εμφανίζουν κάπως μεγαλύτερη επιβάρυνση με τοξικές ουσίες ή και βαρέα μέταλλα σε σύγκριση με εκείνα που αξιοποιούνται με ανακύκλωση. Έτσι π.χ. σύμφωνα με τις σχετικές προδιαγραφές RAL σε δείγμα 500 g τεμαχιδίων ξύλου (1-20 mm) προερχομένου από το απόρριμμα πρέπει το περιεχόμενο των τοξινών ουσιών να μην υπερβαίνει τα 5 g (στην περίπτωση της ανακύκλωσης είναι 2,5 g) προκειμένου το ξύλινο απόρριμμα να γίνει δεκτό για ενεργειακή αξιοποίηση. Παρ όλα αυτά και στην περίπτωση της ενεργειακής αξιοποίησης ισχύουν οι μέγιστες επιτρεπτές τιμές επιβάρυνσης της ξύλινης κατασκευής με τοξικές ενώσεις/μέταλλα που έχουν αναφερθεί στον Πίνακα 4 (RAL-GZ 428, 1997). Η αξιοποίηση του ξύλου κυρίως ως καύσιμη ύλη για παραγωγή ενέργειας είναι γνωστή από αρχαιοτάτων χρόνων. Σήμερα που παγκοσμίως στοχεύεται η σταδιακή υποκατάσταση των κλασικών πρώτων υλών ενέργειας (πετρέλαιο, άνθρακας, φυσικό αέριο) από ανανεώσιμες πηγές ολιγότερο επιβαρυντικές στο περιβάλλον η ιδιαίτερη σημασία της ενεργειακής αξιοποίησης του ξύλου παλαιών ξύλινων κατασκευών καθίσταται προφανής. Όμως κατά την ενεργειακή αξιοποίηση σύνθετων προϊόντων ξύλου υπό μορφή απορριμμάτων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι ανάλογα με το βαθμό επιβάρυνσης του ξύλου με ξένα υλικά και ουσίες μπορεί τα παραπροϊόντα της καύσης (αέριοι ρύποι και τέφρα) να περιέχουν επικίνδυνες τοξικές ενώσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο επιβάλλεται ώστε το είδος, η τεχνολογία και τα συστήματα καθαρισμού των εγκαταστάσεων καύσης να

10 10 επιλέγονται και ρυθμίζονται έτσι ώστε ανάλογα με την τοξική επιβάρυνση που εμφανίζει το ξύλινο απόρριμμα, π.χ. ύπαρξη PVC, επικαλύψεις με βερνίκια και στερεά επενδύματα πλαστικών που περιέχουν αλογόνα, ύπαρξη προστατευτικών εμποτιστικών ουσιών κ.ά., οι συγκεντρώσεις των παραγομένων τοξικών παραπροϊόντων της καύσης να μην υπερβαίνουν ορισμένες οριακές τιμές. Στην περίπτωση που κατά την καύση των απορριμμάτων οι παραγόμενοι ρύποι υπερβαίνουν τις θεσπισμένες οριακές τιμές τότε αντί καύσης προτιμάται η υγειονομική ταφή (Πίνακας 5) (Deppe 1992, Marutzky 1994, Pasel 1996, BAV 2004). Πίνακας 5. Οριακές επιτρεπτές τιμές ρύπων παραγόμενων κατά την καύση διαφόρων κατηγοριών απορριμμάτων ξύλου σύμφωνα με τη γερμανική νομοθεσία (Deppe, 1992). Table 5. Marginal allowed values of pollutants emitted during thermal processing of various wood waste categories according to the relevant german ordinance (Deppe, 1992). Ρύποι Ιπτάμενη τέφρα Απορρίμματα ξύλου χωρίς πλαστικές επικαλύψεις ή τοξικές εμποτιστικές ουσίες 50 mg/m 3 (>MW*) 150 mg/m 3 (<MW) 250 mg/m mg/m 3 50 mg/m Απορρίμματα ξύλου με πλαστικές επικαλύψεις, χωρίς εμποτισμό με προστατευτικές ουσίες 50 mg/m 3 (>MW) 150 mg/m 3 (<MW) 250 mg/m mg/m 3 50 mg/m mg/m mg/m 3 Απορρίμματα ξύλου εμποτισμένα με προστατευτικές ουσίες 30 mg/m 3 CO NOx Συνολικός C SO 2 Cl 2 F 500 mg/m mg/m mg/m 3 20 mg/m mg/m 3 50 mg/m 3 2 mg/m 3 *MW: Ισχύς σε ηλεκτρική ενέργεια των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης απορριμμάτων ξύλου με καύση. Παράλληλα με τους αερίους ρύπους κατά την ενεργειακή αξιοποίηση παλαιών ξύλινων κατασκευών με καύση παράγεται και τέφρα. Το συνολικό ποσοστό της τέφρας αλλά και η σύνθεσή της σε στοιχεία εξαρτώνται από το είδος και το βαθμό επιβάρυνσης του ξύλου με μη ξυλώδεις ουσίες. Έτσι π.χ. η παραγόμενη τέφρα κατά την καύση αυτούσιου ξύλου κυμαίνεται από 0,2 έως 1%, κατά την καύση σύνθετων προϊόντων με επικαλύψεις από 0,5 έως 3%, ενώ για ξύλινες κατασκευές εμποτισμένες με ανόργανα άλατα το ποσοστό της τέφρας είναι πολύ μεγαλύτερο. Τα κύρια στοιχεία που συνθέτουν την τέφρα του αυτούσιου ξύλου είναι κυρίως τα ανόργανα άλατα του Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na και Pb. Σε σύγκριση με το αυτούσιο ξύλο στην τέφρα σύνθετων προϊόντων ξύλου και ξύλου εμποτισμένου με προστατευτικές ουσίες περιέχονται σε μεγαλύτερα ποσοστά Cl, F και άλλα βαρέα μέταλλα όπως π.χ. Pb, Cu, Cr, Zn κ.ά. Η τέφρα των απορριμμάτων ξύλου, ανάλογα με τη σύνθεσή της σε στοιχεία και την τοξικότητά της, είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί σε διάφορες χρήσεις όπως στην οδοποιΐα, ως πρόσθετο στο τσιμέντο και στα κεραμικά προϊόντα, ως πρόσθετο στο ελαφρο-μπετόν, ως λειαντικό μέσο, ως υποκατάστατο της ασβέστου και ως εδαφοβελτιωτικό δασικών εδαφών. Στην περίπτωση που η ποσότητα και η σύνθεση δεν επιτρέπουν την αξιοποίησή της τότε απομένει να αποτεθεί στους χώρους υγειονομικής ταφής (Pohland, 1996). 5. Βιολογική αξιοποίηση Το οργανικό «ζυμώσιμο» μέρος των απορριμμάτων, αποτελεί μια πρώτη ύλη που προσφέρεται μετά από μικροβιακό μεταβολισμό για την παραγωγή βελτιωτικού εδάφους με

11 11 διαδικασίες κομποστοποίησης. Το ξύλο λοιπόν των παλαιών ξύλινων κατασκευών ως οργανική ύλη με κύρια χημικά συστατικά την κυτταρίνη, τις ημικυτταρίνες και τη λιγνίνη αποτελεί μια εναλλακτική πρώτη ύλη για κομποστοποίηση. Απαραίτητη προϋπόθεση βέβαια είναι το προς κομποστοποίηση απόρριμμα του ξύλου να μην περιέχει φυτοτοξικές ουσίες. Για την ταχεία βιολογική αποικοδόμηση των συστατικών του ξύλου με σηπτικούς μύκητες (κυρίως των λευκών σήψεων) και άλλους μικροοργανισμούς είναι απαραίτητη η μετατροπή του ξύλου σε τεμαχίδια μικρών διαστάσεων ή ίνες κατόπιν θρυμματισμού ή πολτοποίησης αντίστοιχα. Κατ αυτόν τον τρόπο διευκολύνεται η πρόσβαση των ενζύμων των μικροοργανισμών στα συστατικά του ξύλου. Εναλλακτική πρώτη ύλη παραγωγής εδαφοβελτιωτικών αποτελούν οι ξυλοπλάκες παλαιών επίπλων. Σύμφωνα με σχετικές έρευνες απορρίμματα ξυλοπλακών (μοριοπλάκες και ινοπλάκες) μπορούν να χρησιμεύσουν ως πρώτη ύλη για κομποστοποίηση. Με δεδομένη την αυξανόμενη δημόσια κριτική εναντίον της εκμετάλλευσης τεράστιων εδαφικών εκτάσεων για εξόρυξη τύρφης, η οποία οδηγεί στην καταστροφή των σχετικών βιοτόπων, η παραγωγή εδαφοβελτιωτικών από απορρίμματα ξύλου αποτελεί μια ενδιαφέρουσα προοπτική για μερική υποκατάσταση της τύρφης. Οι σχετικές έρευνες συνεχίζονται και βέβαια το τελικό κόστος του νέου εδαφοβελτιωτικού από απορρίμματα ξύλου θα κρίνει αν μπορεί να υποκαταστήσει την τύρφη (Molitor and Tschirschke 1996, Wróblewsla 2005). Άλλη ενδιαφέρουσα προοπτική βιολογικής αξιοποίησης του ξύλου των απορριμμάτων είναι η χρήση του ως θρεπτικού υποστρώματος ανάπτυξης εδώδιμων μανιταριών (Kürsten and Militz, 2004). Σχετική εργασία έδειξε ότι ικανοποιητική ποσότητα εδώδιμων μανιταριών του είδους Pleurotus ostreatus αναπτύχθηκαν σε υπόστρωμα ξυλοτεμαχιδίων τα οποία παράχθηκαν με υδρο-θερμική αποικοδόμηση παλαιών μοριοπλακών (Kharazipour and Hüttermann, 1997). Μια άλλη δυνατότητα αξιοποίησης του ξύλου παλαιών ξύλινων κατασκευών είναι η χρήση του ως ζωοτροφής. Σύμφωνα με την προοπτική αυτή το ξύλο θα πρέπει να θρυμματισθεί και στη συνέχεια αφού μέρους της λιγνίνης αποδομηθεί με τη βοήθεια λευκών μυκήτων, έτσι ώστε να απεγκλωβιστούν οι υδατάνθρακες (κυτταρίνη και ημικυτταρίνες), μπορεί να προσφερθεί ως τροφή σε μυρηκαστικά ζώα που έχουν δυνατότητα διάσπασης και αφομοίωσης των υδατανθράκων (Kharazipour and Hüttermann, 1997). Reuse of wood of old wooden constructions Athanassios H. Grigoriou Summary Many countries face the difficult challenge of meeting society s growing demand for wood and fiber products while conserving the forests. Recovering wood and wastepaper of municipal and industrial wastes represents a new source of raw material and reduce the volume of landfills. The reuse and especially the recycling of wood wastes reduces timber harvesting and lengthen rotation ages, increasing carbon accumulation in forests. Woodwaste recycling process usually consumes less energy per unit of product output than do virgin production processes, so generally less carbon is released to the atmosphere. Therefore increased use of recycled wood waste products reduce greenhouse gases (CO 2, CH 4 ) and consequently greenhouse effects. The main step of wood wastes utilization is the separation of wood from non-wood materials (plastic, metals, glass, minerals) and decontamination from toxic chemicals, laquers and heavy metals. For preparation and cleaning of wastewood a number of methods and techniques such as size reduction, iron separation, classification, hydro-thermical, chemical and biological treatments need to be applied. The type of

12 12 wastewood and the contamination degree determine the alternative use of recovered wood which may include recycling in a variety of value-added composite products, energy production and composting. Key words: woodwastes, separation-removal, reuse, recycling, energy production, composting Βιβλιογραφία BAV, Leitfaden der Gebrauchtholz verwertung. Eine Empfehlung zur umwelt-und sachgerechten Sammlung, Aufbereitung und Verwertung von Holzabfällen. Bundesverband der Altholzaufbereiter und-verwerterer 5. Auflage. Koblenz-Ehrenbreitstein, Germany, pp. 78. Βλυσίδης, Α Τεχνολογίες διάθεσης, επεξεργασίας και αξιοποίησης αστικών απορριμμάτων. Πυρφόρος. Διαχείριση Στερεών Αποβλήτων. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Τεύχος 2/1999. Βόγκας, Π Ανακύκλωση και καθαρότερη παραγωγή. Διεθνής Οργάνωση Βιοπολιτικής, Αθήνα Brandl, H Holz als Beitrag zur CO 2 -Absenkung. Holzzentrallblatt Nr. 27:364. Deppe, H-J., Die Umweltschutzgesetzgebung in Ihren Auswirkungen auf das Recycling von Rest-und Altholz. Holz-Zentralblatt, Nr. 73/74: Döry, L Role of Forests and Panel Industry in Carbon Market Presentation at International Wood Composites Symposium. Washington State University, USA, pp. 54. European Commission Caring for our future. Action for Europe s Environment. Office for Official Publications of the European Communities. Luxembourg 1977, 140 pp. Falk, R., Mckeever, D Recovering wood for reuse and recycling: United States perspective. In Proceedings: European COST E31 Conference. Management of recovered wood. Recycling (Aνακύκλωση), Bioenergy (Βιοενέργεια) and other Options. Thessaloniki 2004: Frühwald, A., Scharai-Rad, M., Hasch, J., Wegener, G., Zimmer, B Erstellung von Ökobilanzen für die Forst-und Holzwirtschaft. Deutsche Gesellschaft für Holzforschung, München 1997, 28 pp. GRT, Recycling Research Progress at the Forest Products Laboratory. Forest Products Laboratory USDA, Madison, 19 pp. Hodzic, A Re-use, recycling and degradation of composites. In: Green composites and the environment. Woodhead Publishing Limited Cambridge England, CRC Press Edited by Caroline Baillie: Humar M. Amartey, A., Pohseven, F Fungal remediation of waste impregnated wood. In Proceedings: 1 st European COST 31 Conference. Management of recovered wood.

13 13 Recycling (Ανακύκλωση), Bioenergy (Βιοενέργεια) and other Options. Thessaloniki, April 2004: Inge, P., Skog, K., Heath, L Recycling in the big picture-the really big picture. In. Recource Recycling 14(6): Jungmeier, G., Hillring, B., Hurley, J., Humar, M., Frühwald, A., Gallis, C In Proceedings: European COST E31 Conference. Management of recovered wood. Recycling (Ανακύκλωση), Bioenergy (Βιοενέργεια) and other Options. Thessaloniki, 2004: Καλιαμπάκος, Δ., Μαυροπούλου, Α Διαχείριση στερεών αποβλήτων: Η επιστήμη συναντά την κοινωνία και την πολιτική. Πυρφόρος, περιοδική έκδοση του Εθνικού Μετσόβειου Πολυτεχνείου, τεύχος 2, σελ Kearley, V., Brown, M., Bonigut, J Management options for treated wood waste and wood panel waste. In Proceedings: 2 nd European COST E31 Conference. Management of Recovered Wood. Strategies towards a higher technical economical and Environmental standard in Europe 29 September 2005 Bordeaux: Kharazipour, A., Hüttermann, A Biologische Verfahren zum Rezyklisieren von Holzwerkstoffen. In. Recyclingkonzepte in der Holzwerkstoffindustrie. Hrsg. Kharazipour, A. Roffael, E. Institut für Holzbiologie und Holztechnologie, Göttingen.: Kühne, G., Schwarz, U Möglichkeiten der Detoxifizierung von steinkohlenteerölimprägnierten Althölzern und deren stoffiche Nutzung. In. Recyclingkonzepte in der Holzwerkstoffindustrie. Hrsg. Kharazipour, A., Roffael, E. Institut für Holzbiologie und Holztechnologie: Kürsten, E., Militz, H., Possibilities for the use of the different types of wood residues as raw material. In Proceedings: European COST E31 Conference. Management of Recovered Wood. Recycling (Ανακύκλωση), Bieenergy (Βιοενέργεια) and other Options: April 2004, Thessaloniki, Lang, A Charakterisierung des Altholzaufkommens in Deutschland. Dissertation Universität hamburg, Fachbereich Biologie. Lykidis, Ch. Grigoriou, A Hydrothermal recycling of waste and performance of the recycled wooden particleboards. Waste Management 28: Majcherczyk, A., Hüttermann, A Behandlung mit Weissfäulepilzen als Weg zum Recycling von Altholz. Holz-Zentralblatt, Nr. 27: Marutzky, R Dioxine bei Feuerungen für Holz und andere Festbrennstoffe. WKI- Bericht Nr. 30. Wilhelm-Klaudita-Institut (WKI) Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Holzforschung. Marutzky, R Qualitätsanforderungen und Entsorgungswege für Rest-und Gebrauchthölzer. In. Alt-und Restholz. Energetische und stoffliche Verwertung, Beseitigung, Verfahrenstechnik, Logistik. Hrsg. Marutzky. R., Schmidt, W. VDI Verlag:

14 14 Michanikl, A., Boehme, C Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus Holzwerkstoffen. Holz-und Kunstoffverarbeitung Nr. 4: Molitor, H-D., Tschirschke, I-H Resthölzer und Spanplatten als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Torfersatzstoffen für Substrate im Gartenbau. In. Alt-und Restholz. Energetische und stoffliche Verwertung, Beseitigung, Verfahrenstechnik, Logistik. Hrsg. Marutzky, R., Scmidt, W. VDI Verlag: Μουσιόπουλος, Ν Ανακύκλωση. Δίαυλος. Δίκτυο ανάκτησης υλικών από απορρίμματα με έμφαση στα πλαστικά από συσκευασίες. Θεσσαλονίκη 1998, 99 σελ. Pasel, C Beseitigung von Holzabfall in Müllverbrennungsanlagen. In. Alt-und Restholz. Energetische und stoffliche Verwertung, Beseitigung, Verfahrenstechnik, Logistik. Hrsg. Marutzky, R., Schmidt, W., VDI Verlag: Pohland, K Entsorgung von Holzaschen. In: Alt-und Restholz. Energetische und Stoffliche Verwertung, Beseitigung, Verfahrenstechnik, Logistik. Hkg. Marutzky, R., Schmidt, W. VDI Verlag: V RAL-GZ 428, Recyclingsprodukte aus Gebrauchtholz. Gütesicherung. Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.v Beuth Verlag GmbH, Berlin, pp. 15. Roffael, E., Athanassiadou, Mantanis, G Recycling of particle- and fibreboards using the extruder technique. 2. Fachtagung. Umweltschutz in der Holzwerkstoffindustric, März 2002, Göttingen, Germany: Σαλονικίδου, Α., Καραγιαννίδης, Α., Μουσιόπουλος, Καταγραφή χώρων απόθεσης των δημοτικών απορριμμάτων στο Νομό Θεσσαλονίκης. Τεχνικά Χρονικά, Επιστημονικές Εκδόσεις ΤΕΕ ΙV Τεύχος 1-2, Σελ Sandberg, G., Verfahren zur Wiedergewinnung von. Spanmaterial aus mit ausgehärteten Bindemitteln durhsetzten Abfällen. Sagespänen, Müll usw. zur Herstellung von Spanplatten und ännlichen geleimten oder gepressten Erzeugnissen. Patent No: DE Vogt, M Holzschutzmittel schnell erkennen. Von-Ort-Analytic zur Beurteilung von Alt-und Resthölzern bei Verwertung oder Beseitigung. In: Alt-und Restholz. Energetische und Stoffliche Verwertung, Beseitigung, Verfahrenstechnik, Logistik. Hrsg. Marutzky. R., Schmidt, W. VDI Verlag: Wegener, G., Zimmer, B., Frühwald, A., Scharai-Rad, M Ökobilanzen Holz. Fakten lesen, Verstehen und Handeln. Deutsche Gesellschaft für Holzforschung, München pp. Wróblewsla, H Studies on the application of compost made of particle boards waste and dry-formed fiberboards waste in cultivation of Salix purpurea L-willow. In Proceedings: 2 nd European COST E31 Conference. Management of Recovered Wood. Strategies towards a higher technical economical and environmental standard in Europe. 29 September 2005 Bordeaux: