ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Ευάγγελος Α. Βουδριάς Καθηγητής Τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης 671 00 Ξάνθη
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Σκοπός της επεξεργασίας Ταξινόμηση τεχνολογιών Τεχνολογίες μηχανικής βιολογικής επεξεργασίας Θερμική επεξεργασία Προϊόντα επεξεργασίας Οικονομικά στοιχεία Αναδυόμενες τεχνολογίες
ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Οι εργασίες ανάκτησης ή διάθεσης, στις οποίες συμπεριλαμβάνεται η προετοιμασία πριν από την ανάκτηση ή διάθεση. Νόμος 4042/2012/ΦΕΚ 24Α (2012): «Ποινική προστασία του περιβάλλοντος Εναρμόνιση με την Οδηγία 2008/99/ΕΚ Πλαίσιο παραγωγής και διαχείρισης αποβλήτων Εναρμόνιση με την Οδηγία 2008/98/ΕΚ».
ΓΙΑΤΙ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ; Για να σταματήσουμε να γεμίζουμε τις τρύπες του εδάφους ή να κτίζουμε πυραμίδες με σκουπίδια και να τα αφήνουμε ως κληρονομιά στα παιδιά και στα εγγόνια μας. Δεν μπορεί η εδαφική διάθεση, ακόμη και ως υγειονομική ταφή, να είναι η μοναδική μας αδιέξοδη στρατηγική.
ΓΙΑΤΙ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ; Υποχρεούμαστε, για να πετύχουμε τους στόχους της νομοθεσίας Πιθανά πρόστιμα σε αντίθετη περίπτωση Ανάκτηση υλικών και ενέργειας Ελάττωση περιβαλλοντικών επιπτώσεων Επίδραση στην κλιματική αλλαγή Αύξηση χρόνου ζωής ΧΥΤ
ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ Διαχωρισμός και ανάκτηση χρήσιμων υλικών (Ανακύκλωση) Βιολογική επεξεργασία για προδιαλεγμένο οργανικό υλικό: Αερόβια κομποστοποίηση Αναερόβια χώνευση Μηχανική Βιολογική Επεξεργασία (ΜΒE) Θερμική επεξεργασία Υγειονομική ταφή
ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ
ΤΙ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Το απόβλητο περιέχει τα θρεπτικά συστατικά, τα οποία χρησιμοποιούνται ως τροφή από μικροοργανισμούς. Με την παροχή αέρα, το ζυμώσιμο μέρος των απορριμμάτων μετατρέπεται από μικροοργανισμούς σε βιολογικά σταθεροποιημένο υλικό (βελτιωτικό εδάφους-compost).
ΟΙΚΙΑΚΗ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ
ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΑΕΡΟΒΙΑΣ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΝΩ ΛΙΟΣΙΑ
ΣΩΡΟΣ ΚΟΜΠΟΣΤ
ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ
ΤΙ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Ανάκτηση ενέργειας υπό μορφήν βιοαερίου (μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακος). Μείωση του όγκου και του βάρους των αποβλήτων και ανάκτηση μερικώς σταθεροποιημένου υπολείμματος.
ΑΝΑΕΡΟΒΙΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 100 200 m 3 βιοαερίου/τόνο οργανικών εισροής Κατώτερη θερμογόνος δύναμη βιοαερίου 18,5 MJ/m 3 250 300 kwh/τόνο οργανικών εισροής
ΜΗΧΑΝΙΚΗ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΑ ΑΣΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΑΛΟΓΗ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΙΜΑ RDF ΟΡΓΑΝΙΚΟ ΚΛΑΣΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΕΡΙΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΑΠΟΒΛΗΤΟ
ΑΕΡΟΒΙΑ ΜΒΕ ΓΙΑ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΙΜΑ ΚΑΙ CLO (Economopoulos, 2010) 31,1 kg αέρια 70,8 kg πράσινα 182,4 kg αέρια 1000 kg ΑΣΑ Μηχανική επεξεργασία 283,3 kg ζυμώσιμα Αερόβια επεξεργασία 163,6 kg (58%) CLO 314,1 kg 8,2 kg 371,4 kg ανακυκλώσιμα ΧΥΤ Αέρας Κατανάλωση ενέργειας: -32 kwh/tn ΑΣΑ
ΑΕΡΟΒΙΑ ΜΒΕ ΓΙΑ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΙΜΑ, RDF ΚΑΙ CLO 38,7 kg αέρια 66 kg πράσινα 170 kg αέρια 1000 kg ΑΣΑ Μηχανική επεξεργασία 264 kg ζυμώσιμα Αερόβια επεξεργασία 152,4 kg (58%) CLO 295,3 kg ανακυκλώσιμα 181,1 kg RDF 220,9 kg ΧΥΤ 7,6 kg Αέρας Παραγωγή ενέργειας: +142 kwh/tn ΑΣΑ
ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΔΙΑΛΟΓΗΣ ΑΝΩ ΛΙΟΣΙΑ Εισροή: 1000 τόνοι Εκροή: 150 τόνοι τύπου κομπόστ 340 τόνοι καυσίμου RDF 20 τόνοι σίδηρος 1 τόνος αλουμίνιο 260 τόνοι άχρηστα 115 τόνοι νερό
ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ ΑΝΩ ΛΙΟΣΙΑ
ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΞΗΡΑΝΣΗ ΓΙΑ SRF ΚΑΙ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΙΜΑ 250 kg αέρια CO 2, H 2 O, NH 3, οσμές 1000 kg ΑΣΑ Βιολογική ξήρανση Μηχανική επεξεργασία 550 kg SRF Αέρας 25 kg μέταλλα 175 kg ΧΥΤ Παραγωγή ενέργειας: +384 kwh/tn ΑΣΑ
ΠΑΡΑΓΩΓΗ SRF
ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΜΒΕ Ανακυκλώσιμα χαμηλής καθαρότητος. CLO (compost like output) μερικώς ή πλήρως σταθεροποιημένο οργανικό υπόλειμμα, τύπου κομπόστ, χαμηλών προδιαγραφών. Βιοαέριο (55% μεθάνιο) για παραγωγή ενέργειας. Απορριμματογενή καύσιμα RDF (Refuse Derived Fuel) και SRF (Solid Recovered Fuel). Η αγορά δευτερογενών υλικών δεν είναι εξασφαλισμένη, καθώς δεν υπάρχει έρευνα αγοράς σε εθνικό επίπεδο. Τιμή CLO: 0 5 ευρώ/τόνο. Εκτροπή από ΧΥΤ κατά 30 60%.
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΟΜΠΟΣΤ Για τα προϊόντα της βιολογικής επεξεργασίας, ο πρώτος και σημαντικότερος κανόνας είναι ο εξής: «Το παραγόμενο κομπόστ ποτέ δεν έχει καλύτερη ποιότητα από αυτή των εισερχομένων αποβλήτων». Ως εκ τούτου, για την παραγωγή κομπόστ, συνιστάται η επεξεργασία μόνον οργανικού υλικού διαχωρισθέντος στην πηγή. Τιμή πώλησης: εξαρτάται από την ποιότητα και από την ζήτηση (Για την γεωργία 0-3 /tn).
RDF/SRF Συμμόρφωση με πρόσφατη Ευρωπαϊκή νομοθεσία σε θέματα ποιότητος, π.χ., θερμογόνος δύναμη, περιεχόμενο μετάλλων, αλογόνων, θείου και βιομάζας. Ζητήματα αποθήκευσης ανάπτυξη οσμών. Η δυνατή χρήση είναι περιορισμένη (5-10% συμβατικού καυσίμου) σε παραγωγή τσιμέντου και λέβητες. Επιδότηση των χρηστών δευτερογενών καυσίμων. Έλλειψη αγορών, με τελικό αποδέκτη τους ΧΥΤ. Πώς να επιτευχθεί ο στρατηγικός στόχος εξοικονόμησης πόρων και ενέργειας;
ΜΒΕ ΚΑΙ ΧΥΤ Εκπομπή Χωρίς αερόβια ΜΒΕ Μετά από αερόβια ΜΒΕ % Ελάττωση COD, mg/kg TS 25.000 40.000 1.000 3.000 90 Ολικό Ν, mg/kg TS Παραγωγή βιοαερίου, L/kg TS, GB 21 1.500 3.000 150 300 90 150 200 0 20 90
ΚΑΥΣΗ
ΤΙ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΚΑΥΣΗ Ελάττωση όγκου μέχρι 90% Παραγωγή ενέργειας Ανάκτηση υλικών από την τέφρα Εξοικονόμηση χώρου υγειονομικής ταφής Απαίτηση αυξημένων πληθυσμών (>100.000) για βιωσιμότητα
ΠΑΡΑΠΡΟΪΟΝΤΑ ΚΑΥΣΕΩΣ (Ιστοσελίδα Συνέργειας) Καυσαέρια (πιθανόν βαρέα μέταλλα, χλωριωμένες διοξίνες και φουράνια) 500 650 kwh ηλεκτρική ενέργεια 2 MWh θερμότητα
ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΥΣΕΩΣ ΒΙΕΝΝΗ ΠΑΡΙΣΙ ΜΠΡΕΣΙΑ
ΑΝΤΙΠΑΡΑΘΕΣΗ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ - ΚΑΥΣΕΩΣ
ΤΕΦΡΑ ΚΛΙΒΑΝΟΥ
ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΕΩΣ Τέφρα κλιβάνου: αδρανές ή μη επικίνδυνο απόβλητο Ιπτάμενη τέφρα: δυνητικά επικίνδυνο απόβλητο Υπολείμματα επεξεργασίας καυσαερίων: δυνητικά επικίνδυνο απόβλητο
ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΕΦΡΑΣ ΠΥΘΜΕΝΑ Ανάκτηση μετάλλων Υποκατάσταση υλικών κατασκευών Υποκατάσταση υλικών για παραγωγή τσιμέντου Εδαφική διάθεση
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΟΔΩΝ
ΔΙΟΞΙΝΕΣ Αέριες εκπομπές <<0,1 ng/nm 3 (όριο ΕΕ). Δραματική ελάττωση αερίων εκπομπών. Στη Γερμανία, από 400 g (1/3 συνολικών εκπομπών) to 1990 σε 0,5 g (<1% συνολικών εκπομπών) το 2000. Έκπλυση διοξινών από τέφρα κλιβάνου σε συνθήκες εργαστηρίου < 30 ppt (Anderson and Dyke, 2002). Παραγωγή διοξινών από Spitellau (Βιέννη) στην ιπτάμενη τέφρα: 10,7g/έτος.
ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Εξοικονόμηση 225 kg CO 2 /tn ΑΣΑ σε σύγκριση με την καύση λιγνίτη για παραγωγή της ίδιας ποσότητας ηλεκτρισμού. Για συμπαραγωγή, η εξοικονόμηση είναι 560 kg CO 2 /tn ΑΣΑ.
ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ/ΣΤΕΡΕΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΣΙΜΕΝΤΟ
ΚΟΣΤΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ (Economopoulos, 2010)
ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΤΗΤΑ HB (Defra, 2007) Τεχνολογία Δυναμικότητα (τόνοι/έτος) Καύση 400.000 ΜΒΕ RDF 200.000 Κομποστοποίηση σε κλειστό αντιδραστήρα Κομποστοποίηση πράσινων αποβλήτων σε σειράδια Εγκαταστάσεις ανάκτησης υλικών (ΚΔΑΥ) 50.000 50.000 50.000
ΔΥΝΑΜΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΣΥΛΛΟΓΗΣ Επεξεργασία μεγαλύτερων ποσοτήτων συνεπάγεται αύξηση του κόστους συλλογής. 200.000 tn/y 50.000 tn/y
ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ Τόνοι/έτος MBE-2013 20.000.000 Αναερόβια χώνευση- 2011 Βιολογική ξήρανση- 2008 Καύση- 2012 ΣΤΗΝ ΕΕ Αριθμός εργοστασίων Δυναμικότητα, τόνοι/έτος 8.500.000 205 42.000 μέση 2.000.000 20 60.000.000 450 50.000 750.000
ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ Όχι στα δύο «εξ» (εξωραΐζω vs εξοστρακίζω) κατά το δοκούν για την επιλογή. Εφαρμογή περιβαλλοντικών, οικονομικών, τεχνικών, κοινωνικών και πολιτικών/νομικών κριτηρίων. Πολυκριτηριακή ανάλυση (π.χ., Analytic Hierarchy Process, Electre). Ανάλυση κύκλου ζωής (π.χ., EaseWaste). Ανάλυση διακινδύνευσης (Risk Assessment).
ΑΝΑΔΥΟΜΕΝΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Πυρόλυση και αεριοποίηση ΑΣΑ, RDF, SRF δεν είναι δόκιμες τεχνολογίες επί του παρόντος. Τεχνικά και λειτουργικά προβλήματα, λόγω της ετερογένειας του καυσίμου. Υψηλότερο κόστος σε σύγκριση με την μαζική καύση. Βιολογική παραγωγή υδρογόνου από οργανικά απόβλητα δεν είναι δόκιμη τεχνολογία.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΟ (ΟΧΙ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟ) ΣΧΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Ανακύκλωση του ξηρού κλάσματος (γυαλί, χαρτί, ξύλο, πλαστικά, μέταλλα), χρησιμοποιώντας διαλογή στην πηγή και περαιτέρω επεξεργασία τους σε ΚΔΑΥ. Βιολογική επεξεργασία του υγρού οργανικού κλάσματος, το οποίο επίσης πρέπει να ανακτάται με διαλογή στην πηγή. Θερμική επεξεργασία των υπολειμμάτων, όπως του ξηρού κλάσματος που δεν μπορεί ή δεν συμφέρει να ανακτηθεί. Υγειονομική ταφή των υπολειμμάτων των τριών ανωτέρω επιλογών.
ΚΟΙΝΩΝΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Η επεξεργασία ως τεχνικό έργο στο «τέλος του δρόμου» αποτελεί μη βιώσιμη προσέγγιση. Όμως, η πρόληψη, επαναχρησιμοποίηση και ανακύκλωση έχουν προτεραιότητα και αποτελούν κοινωνικό, πολιτιστικό και εκπαιδευτικό ζήτημα.
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΔΠΘ «Περιβαλλοντική Μηχανική και Επιστήμη» «Τεχνολογίες Περιβάλλοντος στην Περιβαλλοντική Νομοθεσία» «Περιβάλλον και συμπεριφορά»