Popeloviny vznikající v topeništi moderní spalovny se významně liší od vysokopecních nebo ocelářských strusek, elektrárenského popílku z vysokoteplotního i fluidního spalování.
Využití zbytkových materiálů po spalování k rekultivacím
Liberecký závod na energetické využití komunálního odpadu Termizo, a. s., splňuje všechny platné české i ekvivalentní evropské limity pro emitované znečisťující složky, a to v úrovních, které budou platit až v roce 2006.
Hlavní podíl pevného odpadu ze závodu tvoří vyhořelá struska, vystupující z kotle spolu s vyčištěným popílkem odděleným ze spalin. Surový popílek prochází velmi účinnou technologií kyselého vyluhování chloridovým roztokem a následnou promývkou vodou. Proto tento odpad nemá nebezpečné vlastnosti, ale musel být ukládaný na skládku ostatního odpadu.
Mimo to instalovaná technologie umožňuje oddělit odvodněný kal (filtrační koláč) obsahující nebezpečné složky, obsažené v původním komunálním odpadu. Při odstávce spalovny vzniká při čištění kotle ještě surový nečištěný popílek, uvedený zde jako ostatní nebezpečný odpad.
Materiálové využívání popelovin
Pro minimalizaci množství pevných odpadů byla vybrána směs strusky a vypraného popílku. Tato směs má příznivé složení vhodné ke stavebnímu využití, chemické analýzy prokazují možnost dosažení legislativních limitů a obsahuje vypálený železný šrot vhodný k recyklaci do hutí.
Cílená opatření se prováděla souběžně v několika úrovních. Technologická opatření zvýšila významně kvalitu produkovaných popelovin (zkvalitnění průběhu spalování, optimalizace způsobu nakládání s popelovinami, vyřazení technologických vod s vysokou solností, zavedení kontrolní výstupní protiproudé promývky surové strusky vodou). Byl také vyřešen problém magnetické separace železa z popelovin a další kroky.
Proces certifikace na výrobek podle zák. č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky, byl ukončen udělením certifikátu č. 040-014253 (Technický a zkušební ústav stavební Praha, pobočka 0400 Teplice) pro výrobek s názvem Směs popelovin pro rekultivaci a úpravu krajiny (SPRUK). Tento výrobek vykazuje podobné vlastnosti jako chudý beton, neboť již po třech dnech probíhá jeho vytvrzení tak, že je vhodný pro konstrukční stavební násypy a zásypy.
Díky těmto opatřením došlo k dramatickému poklesu produkovaných odpadů ve prospěch nových výrobků. Ve zkušebním provozu v roce 2003 jsme vyprodukovali 33 818 tun stavebního výrobku, pouze 2318 tun popelovin v kvalitě odpadu (ovšem již v kategorii inertní odpad) a 1241 tun železného šrotu. To představuje materiálovou recyklaci 94 %.
Vlastnosti popelovin
Popeloviny vznikající v topeništi moderní spalovny se významně liší od vysokopecních nebo ocelářských strusek, elektrárenského popílku z vysokoteplotního i fluidního spalování. To jsou závěry prof. Šaumana (VUT Brno), který prováděl primární posuzování těchto popelovin. Rozhodující je způsob vedení procesu spalování na pohyblivém šikmém roštu s řízeným přívodem vzduchu v teplotních zónách v rozmezí teplot 900-1130 °C a době zdržení 0,5-1,0 hod.
Za těchto podmínek probíhají analogické reakce jako při výrobě cementu. Málokdo ví, že v komunálním a živnostenském odpadu je velké množství sloučenin vápníku (vápenec) ve formě plniv papíru, plastifikátorů a barviv v plastech a dalších výrobcích. Obsah vápníku v našich popelovinách se pohybuje v rozmezí 6-7 %, obsah hořčíku 0,5-0,6 %. Tyto sloučeniny jsou zde přítomny ve formě složitých hlinitokřemičitanů a křemičitanů vápenatých. Struska po vysušení obsahuje jako hlavní krystalické složky beta-křemen (SiO2), kalcit (CaCO3) a další. Vypraný popílek tepelně zpracovaný při 105°C obsahuje jako hlavní fázi sádrovec (CaSO4.2H2O). Toto složení jasně určuje charakter a chování popelovin jako materiálu podobného chudým pomalutuhnoucím portladským betonům.
Kvůli sledování chemických vlivů na okolní životní prostředí je prováděna trvalá kontrola vlastností popelovin u reprezentativního čtvrtletního vzorku, který je předepsaným způsobem připravován ze základního průměrného denního vzorku. Z porovnání s parametry třídy vyluhovatelnosti I (tab. 1.) vyplynulo, že výrobek překračuje limity v obsahu síranů. To vše jde na konto obsahu síranu sodného a vápenatého, které jsou běžnou složkou přírodních vod. Mimořádně nízké jsou koncentrace vyloužených kovů.
Certifikované výrobky plně splňují parametry třídy vyluhovatelnosti II, parametry obsahu škodlivých látek pro skládky skupiny S-inertní odpad i pro rekultivaci na povrchu terénu i v podzemí.
Ekotoxicita
Vysokou kvalitu popelovin potvrzuje to, že ve vzorku byla naměřena negativní ekotoxicita, tedy vyhovující třídě vyluhovatelnosti I. Při těchto testech se porovnávají materiály, které jsou ryze přírodního původu (písek, zemina) s materiály, které geneticky souvisejí s úpravou odpadů, obvykle stabilizací či solidifikací.
U materiálů, kde se dá předpokládat vyšší obsah kovů, dochází k inhibici populace řas. Naopak zjištěný stimulační účinek na růst řasy ukazuje na zvýšený obsah uvolnitelných živin (solí) v materiálu. Tímto velmi citlivým kritériem se ukázalo, že SPRUK lze úspěšně porovnávat s ryze přírodními materiály (písek, zemina).
Tato data ekotoxicity jsou získána z pevného materiálu, který je předepsaným způsobem upraven na požadovanou zrnitost a kontaktován s loužícím médiem. Při uložení výrobku SPRUK v přírodě ve zhutnělé vrstvě probíhají solidifikační reakce, které vytvářejí prostorové struktury v této vrstvě a vedou ke zvyšování filtračních koeficientů a obtékání vzniklého prostorového tělesa srážkovou vodou. Tím se snižuje plocha kontaktu a skutečná množství složek uvolňovaných ze SPRUK jsou ještě nižší.
Kvalitním vedením spalovacího procesu v moderní spalovně komunálních odpadů lze dosáhnout minimálního negativního dopadu na životní prostředí a vysokého využití energetického i materiálového potenciálu spalovaného odpadu.
AUTOR: Ing. Jana Eichlerová, Ing. Petr Novák,
Termizo, a. s., Liberec,
Emise perzistentních organických látek do ovzduší se v Termizu řeší provozně již od roku 2001, a to nejprve dávkováním práškového aktivního uhlí do spalin s výsledky \"dioxinů\" (PCDD/F) v rozmezí 0,07-0,18 ng TE/m3 a od září 2003 instalací katalytického textilního filtru Remedia. Tento speciální filtr vyvinula americká firma GORE a ve zkušebním provozu rozkládá PCDD/F s 98% účinností na výstupní úroveň menší než 0,03 ng TE/m3 (limit EU je 0,1 ng TE/m3).
Zařízení dlouhodobě pracuje spolehlivě na plný výkon, tj. energeticky využívá 96 000 tun komunálního odpadu ročně, ze kterého vyprodukuje tepelnou energii zabezpečující potřeby 13 000 domácností a elektrickou energii pro 3000 domácností libereckého regionu.
Tab. 1. Limitní obsah škodlivin v popelovinách v roce 2003
(vyhláška č. 383/2001 Sb., certifikát)
Ukazatel Jednotka Limit rekultivace Limit - inertní odpad Limit certifikace Výsledek
Benzen mg/kg sušiny 0,1 0,5 < 0,1
BTEX mg/kg sušiny 10 75 < 0,5
EOX(Cl) mg/kg sušiny 10 10 1-3
NEL mg/kg sušiny 200 750 90-200
PAU mg/kg sušiny 10 80 < 5
PCB mg/kg sušiny 0,2 10 < 0,2
TOC % sušiny 20 1,4-4
Tetrachlorethen mg/kg sušiny 0,5 1 < 0,06
Trichlorethen mg/kg sušiny 1 10 < 0,06
226Ra Bq/kg sušiny 1000 55-62
Pozn.: Limit rekultivace jsou maximální koncentrace pro využívání odpadu v podzemních prostorech a na povrchu terénu. Limit - inertní
odpad jsou maximální koncentrace pro ukládání inertního odpadu na příslušnou skládku.
Hlavní podíl pevného odpadu ze závodu tvoří vyhořelá struska, vystupující z kotle spolu s vyčištěným popílkem odděleným ze spalin. Surový popílek prochází velmi účinnou technologií kyselého vyluhování chloridovým roztokem a následnou promývkou vodou. Proto tento odpad nemá nebezpečné vlastnosti, ale musel být ukládaný na skládku ostatního odpadu.
Mimo to instalovaná technologie umožňuje oddělit odvodněný kal (filtrační koláč) obsahující nebezpečné složky, obsažené v původním komunálním odpadu. Při odstávce spalovny vzniká při čištění kotle ještě surový nečištěný popílek, uvedený zde jako ostatní nebezpečný odpad.
Materiálové využívání popelovin
Pro minimalizaci množství pevných odpadů byla vybrána směs strusky a vypraného popílku. Tato směs má příznivé složení vhodné ke stavebnímu využití, chemické analýzy prokazují možnost dosažení legislativních limitů a obsahuje vypálený železný šrot vhodný k recyklaci do hutí.
Cílená opatření se prováděla souběžně v několika úrovních. Technologická opatření zvýšila významně kvalitu produkovaných popelovin (zkvalitnění průběhu spalování, optimalizace způsobu nakládání s popelovinami, vyřazení technologických vod s vysokou solností, zavedení kontrolní výstupní protiproudé promývky surové strusky vodou). Byl také vyřešen problém magnetické separace železa z popelovin a další kroky.
Proces certifikace na výrobek podle zák. č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky, byl ukončen udělením certifikátu č. 040-014253 (Technický a zkušební ústav stavební Praha, pobočka 0400 Teplice) pro výrobek s názvem Směs popelovin pro rekultivaci a úpravu krajiny (SPRUK). Tento výrobek vykazuje podobné vlastnosti jako chudý beton, neboť již po třech dnech probíhá jeho vytvrzení tak, že je vhodný pro konstrukční stavební násypy a zásypy.
Díky těmto opatřením došlo k dramatickému poklesu produkovaných odpadů ve prospěch nových výrobků. Ve zkušebním provozu v roce 2003 jsme vyprodukovali 33 818 tun stavebního výrobku, pouze 2318 tun popelovin v kvalitě odpadu (ovšem již v kategorii inertní odpad) a 1241 tun železného šrotu. To představuje materiálovou recyklaci 94 %.
Vlastnosti popelovin
Popeloviny vznikající v topeništi moderní spalovny se významně liší od vysokopecních nebo ocelářských strusek, elektrárenského popílku z vysokoteplotního i fluidního spalování. To jsou závěry prof. Šaumana (VUT Brno), který prováděl primární posuzování těchto popelovin. Rozhodující je způsob vedení procesu spalování na pohyblivém šikmém roštu s řízeným přívodem vzduchu v teplotních zónách v rozmezí teplot 900-1130 °C a době zdržení 0,5-1,0 hod.
Za těchto podmínek probíhají analogické reakce jako při výrobě cementu. Málokdo ví, že v komunálním a živnostenském odpadu je velké množství sloučenin vápníku (vápenec) ve formě plniv papíru, plastifikátorů a barviv v plastech a dalších výrobcích. Obsah vápníku v našich popelovinách se pohybuje v rozmezí 6-7 %, obsah hořčíku 0,5-0,6 %. Tyto sloučeniny jsou zde přítomny ve formě složitých hlinitokřemičitanů a křemičitanů vápenatých. Struska po vysušení obsahuje jako hlavní krystalické složky beta-křemen (SiO2), kalcit (CaCO3) a další. Vypraný popílek tepelně zpracovaný při 105°C obsahuje jako hlavní fázi sádrovec (CaSO4.2H2O). Toto složení jasně určuje charakter a chování popelovin jako materiálu podobného chudým pomalutuhnoucím portladským betonům.
Kvůli sledování chemických vlivů na okolní životní prostředí je prováděna trvalá kontrola vlastností popelovin u reprezentativního čtvrtletního vzorku, který je předepsaným způsobem připravován ze základního průměrného denního vzorku. Z porovnání s parametry třídy vyluhovatelnosti I (tab. 1.) vyplynulo, že výrobek překračuje limity v obsahu síranů. To vše jde na konto obsahu síranu sodného a vápenatého, které jsou běžnou složkou přírodních vod. Mimořádně nízké jsou koncentrace vyloužených kovů.
Certifikované výrobky plně splňují parametry třídy vyluhovatelnosti II, parametry obsahu škodlivých látek pro skládky skupiny S-inertní odpad i pro rekultivaci na povrchu terénu i v podzemí.
Ekotoxicita
Vysokou kvalitu popelovin potvrzuje to, že ve vzorku byla naměřena negativní ekotoxicita, tedy vyhovující třídě vyluhovatelnosti I. Při těchto testech se porovnávají materiály, které jsou ryze přírodního původu (písek, zemina) s materiály, které geneticky souvisejí s úpravou odpadů, obvykle stabilizací či solidifikací.
U materiálů, kde se dá předpokládat vyšší obsah kovů, dochází k inhibici populace řas. Naopak zjištěný stimulační účinek na růst řasy ukazuje na zvýšený obsah uvolnitelných živin (solí) v materiálu. Tímto velmi citlivým kritériem se ukázalo, že SPRUK lze úspěšně porovnávat s ryze přírodními materiály (písek, zemina).
Tato data ekotoxicity jsou získána z pevného materiálu, který je předepsaným způsobem upraven na požadovanou zrnitost a kontaktován s loužícím médiem. Při uložení výrobku SPRUK v přírodě ve zhutnělé vrstvě probíhají solidifikační reakce, které vytvářejí prostorové struktury v této vrstvě a vedou ke zvyšování filtračních koeficientů a obtékání vzniklého prostorového tělesa srážkovou vodou. Tím se snižuje plocha kontaktu a skutečná množství složek uvolňovaných ze SPRUK jsou ještě nižší.
Kvalitním vedením spalovacího procesu v moderní spalovně komunálních odpadů lze dosáhnout minimálního negativního dopadu na životní prostředí a vysokého využití energetického i materiálového potenciálu spalovaného odpadu.
AUTOR: Ing. Jana Eichlerová, Ing. Petr Novák,
Termizo, a. s., Liberec,
Emise perzistentních organických látek do ovzduší se v Termizu řeší provozně již od roku 2001, a to nejprve dávkováním práškového aktivního uhlí do spalin s výsledky \"dioxinů\" (PCDD/F) v rozmezí 0,07-0,18 ng TE/m3 a od září 2003 instalací katalytického textilního filtru Remedia. Tento speciální filtr vyvinula americká firma GORE a ve zkušebním provozu rozkládá PCDD/F s 98% účinností na výstupní úroveň menší než 0,03 ng TE/m3 (limit EU je 0,1 ng TE/m3).
Zařízení dlouhodobě pracuje spolehlivě na plný výkon, tj. energeticky využívá 96 000 tun komunálního odpadu ročně, ze kterého vyprodukuje tepelnou energii zabezpečující potřeby 13 000 domácností a elektrickou energii pro 3000 domácností libereckého regionu.
Tab. 1. Limitní obsah škodlivin v popelovinách v roce 2003
(vyhláška č. 383/2001 Sb., certifikát)
Ukazatel Jednotka Limit rekultivace Limit - inertní odpad Limit certifikace Výsledek
Benzen mg/kg sušiny 0,1 0,5 < 0,1
BTEX mg/kg sušiny 10 75 < 0,5
EOX(Cl) mg/kg sušiny 10 10 1-3
NEL mg/kg sušiny 200 750 90-200
PAU mg/kg sušiny 10 80 < 5
PCB mg/kg sušiny 0,2 10 < 0,2
TOC % sušiny 20 1,4-4
Tetrachlorethen mg/kg sušiny 0,5 1 < 0,06
Trichlorethen mg/kg sušiny 1 10 < 0,06
226Ra Bq/kg sušiny 1000 55-62
Pozn.: Limit rekultivace jsou maximální koncentrace pro využívání odpadu v podzemních prostorech a na povrchu terénu. Limit - inertní
odpad jsou maximální koncentrace pro ukládání inertního odpadu na příslušnou skládku.
Zdroj:Odpady
Sdílet článek na sociálních sítích
