Odpady komunalne i odpady przemysłowe. Spalanie odpadów. Odzysk energetyczny.

. Przepisy prawne dotyczące unieszkodliwiania odpadów:
1. Ustawa z dn.31. stycznia 1980 r./ z późniejszymi uzupełnieniami / o ochronie i kształtowaniu środowiska.(Dz.U.nr 49 z 1994r)
a) zapewnia się ochronę i racjonalne kształtowanie środowiska oraz tworzy warunki sprzyjające korzystaniu ze środowiska.
b) środowiskiem jest ogół elementów przyrodniczych : powierzchnia ziemi, kopaliny, wody, powietrze, świat rodzinny i zwierzęcy a także krajobraz.
c) ochrona środowiska polega na działaniu lub zaniechaniu umożliwiającym zachowanie bądź przywrócenie równowagi przyrodniczej. Ochronę tą realizuje się poprzez :
- racjonalne kształtowanie środowiska i gospodarowanie z zasobami przyrody zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju.
- Przeciwdziałanie lub zapobieganie szkodliwym na środowisko powodujące jego zniszczenie zanieczyszczeniami, zmiany cech fizycznych lub charakteru elementów przyrodniczych.
- Przywracanie do stanu właściwego elementów przyrodniczych.
d) zrównoważony rozwój to taki rozwój społeczno – gospodarczy w którym w celu równoważenia szans dostępu do środowiska poszczególnych społeczeństw zarówno współczesnego jak i przyszłych pokoleń następuje proces integrowania działań politycznych, gospodarczych, społecznych z zachowaniem równowagi przyrodniczej oraz trwałości podstawowych procesów przyrodniczych.
2. Ustawa z dn. 13. września 1996 r./z późniejszymi zmianami / o otrzymaniu czystości w gminach ( Dz.U.nr 132).
a) określa zadania gminy oraz obowiązki właścicieli nieruchomości dotyczące utrzymania czystości.
b) utrzymanie czystości i porządku w gminach należy do obowiązkowych zadań gminy
c) gminy :
- zapewniają budowę eksploatacyjną własnych lub wspólnych z innymi gminami składowisk odpadów komunalnych i obiektów unieszkodliwiania odpadów.
- Tworzą warunki do selektywnej zbiórki, segregacji i składowania odpadów
3. Ustawa z dn. 27 czerwca 1997 r. / o odpadach ( Dz.U. nr 96 ).
a) ustawa określa zasady postępowania z odpadami a w szczególności zasady zapobiegania powstaniu odpadów lub minimalizacji ich ilości, usuwania odpadów z miejsc powstania a także wykorzystanie lub unieszkodliwianie odpadów w sposób zapewniający ochronę życia i zdrowia ludzi oraz ochronę środowiska.
b) powstanie odpadów powinno być eliminowane lub ograniczane przez wytwarzających odpady i odbiorców odpadów niezależnie od stopnia uciążliwości bądź zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.
4. Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska w sprawie określenia listy odpadów, których przywożenie z zagranicy nie wymaga zezwolenia głównego inspektora ochrony środowiska ( z dn. 6 kwietnia 1998 r. , DZ. U. Nr 47.)
5. Rozporządzenie Rady Ministrów z dn. 26 października 1999 r. w sprawie utworzenia Ministerstwa Środowiska ( Dz. U. Nr 91 ).
6. Ustawa z dn. 6 lipca 1994 r. „Prawo budowlane” ( Dz. U. Nr 89 ).
a) prawo budowlane normuje działalność obejmującą sprawy projektowania, budowy, utrzymania i rozbiórki obiektów budowlanych oraz określa zasady działania organów administracji publicznej w tych dziedzinach.
- obiekt budowlany to budynek wraz z instalacjami i urządzeniami technicznymi. Budowla stanowiąca całość techniczno użytkową wraz z instalacjami i urządzeniami, obiekt małej architektury.
- Budynek to taki obiekt budowlany który jest trwale związany z gruntem oraz posiada fundamenty i dach.
- Budowla to każdy obiekt budowlany nie będący budynkiem oraz obiektem małej architektury jak : lotniska, drogi, linie kolejowe, mosty, tunele, wolno stojące maszty antenowe, oczyszczalnie ścieków, składowiska odpadów, stacje uzdatniania wody i budowle sportowe.
- Obiekty małej architektury to kapliczki, wodotryski, piaskownice, huśtawki.
b) projektant ma obowiązek opracować projekt obiektu budowlanego w sposób zgodny z ustaleniami określonymi w decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, wymaganiami ustawy, przepisami i obowiązującymi Polskimi Normami.
c) przed wydaniem decyzji o pozwoleniu o budowę sprawozdań jest :
- zgodność projektu zagospodarowania działki lub terenu z : z miejscowymi planami, zagospodarowania przestrzennego i wymogami ochrony środowiska.
d) właściciel lub zarządca obiektu budowlanego jest zobowiązany użytkować obiekt zgodnie z jego przeznaczeniem i wymaganiami ochrony środowiska.
7. Ustawa z dn. 7 lipca 1994 r. / zagospodarowaniu przestrzennym
a) ustawa określa sposoby postępowania w sprawach przeznaczania terenu na określone cele.
b) w zagospodarowaniu przestrzennym uwzględnia się :
- wymagania ładu przestrzennego, urbanistyki i architektury, walory architektoniczne i krajobrazowe.
- Wymagania ochrony środowiska zdrowia oraz bezpieczeństwa ludzi i mienia a także wymagania osób niepełnosprawnych.
- Wymagania ochrony dóbr kultury
- Walory ekonomiczne przestrzeni i prawo własności
- Potrzeby obronności i bezpieczeństwa państwa
c) ustalanie przeznaczenia i zasad zagospodarowania terenu dokonywane jest w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego z zachowaniem warunków określonych w ustawach.
d) ustalanie przeznaczenia i zasad zagospodarowania terenu należy do zadań gminy.
e) centralnym organem administracji rządowych w sprawach zagospodarowania przestrzennego jest Prezes Urzędu Mieszkalnictwa Rozwoju Miast.
8. Ustawa z dn. 20 lipca 1991 r. /o Inspekcji Ochrony Środowiska (Dz.U.nr 77)
a) główny inspektor Ochrony Środowiska kontroluje przestrzeganie przepisów o ochronie środowiska oraz badania stanu środowiska. Główny inspektor Ochrony Środowiska nadzorowany jest przez Ministra Środowiska.
b) państwowy monitoring środowiska jest systemem pomiarów ocen i prognoz stanu środowiska, realizowanym przez jednostki organizacyjne organów administracji państwowej i rządowej, organów gmin, jak również przez szkoły wyższe i przedsiębiorców.
9. Formalności prawne przy realizowaniu gminnych wysypisk odpadów.
a) wydzielenie terenów wysypiska – ustawa o zagospodarowaniu przestrzennym.
b) nabycie uprawnień do terenu w oparciu o Kodeks Cywilny i przepisy o księgach wieczystych.
c) decyzja o warunkach zabudowy i zagospodarowaniu terenu - ustawa o zagospodarowaniu przestrzennym.
d) uzgodnienie rozwiązań projektowych z wojewodą – prawo budowlane i ustawa o ochronie środowiska.
e) ocena oddziaływania wysypiska na środowisko.
f) opracowanie projektu budowlanego – projekty budowlane.
g) pozwolenie na budowę – projekty budowlane.




II. Odpady - charakterystyka
Odpady są to zużyte przedmioty oraz substancje stałe i ciekłe powstające w związku z bytowaniem człowieka lub działalnością gospodarczą, nieprzydatne w miejscu i czasie w którym powstały i uciążliwe dla środowiska.

SZYBKOŚĆ POWSTAWANIA ODPADÓW

S=P*W/L
gdzie:
P - globalna ilość produktów będąca w użytkowaniu wyrażona w jednostce masy.
W - procent substancji rzeczywiście bezużytecznej (odpadowej) wielkość bezwymiarowa.
L - przeciętny czas użytkowania wyrażony w jednostce czasu.

Szybkość powstawania odpadów można zmniejszyć przez:
- zredukowanie globalnej ilości produktów
- wydłużenie czasu użytkowania produktu
- zredukowanie w produktach substancji odpadowych

KLASYFIKACJA ODPADÓW:
1. Podział encyklopedyczny:
- odpady użytkowe tzn. nadające się do wykorzystania jako materiał wyjściowy do produkcji innych wyrobów
- odpady nieużytkowe nie nadające się do zastosowania w produkcji a jedynie jako surowce wtórne do przeróbki lub unieszkodliwiania
2. Podział odpadów ze względu na możliwości ich wykorzystania:
- odpady przejściowe-pozostałości poprodukcyjne, które mogą być ponownie użyte w danym lub innym obiegu produkcyjnym po nieznacznych procesach przetwórczych
- odpady końcowe tzn. nadające się tylko do unieszkodliwiania
3. Podział odpadów ze względu na pochodzenie:
- odpady komunalne tzn. pochodzące z gospodarstw domowych ulic, placów, zakładów usługowych ,rzemieślniczych
- odpady przemysłowe tzn. pochodzące z technologicznych procesów produkcyjnych wraz z odpadami bytowo gospodarczymi z terenu zakładów przemysłowych
- rolnicze tzn. pochodzące z zakładów rolniczych a w szczególności z dużych ferm hodowlanych
4. Podział odpadów według dominującego składnika:
- mineralne
- niemetaliczne
- metaliczne
- komunalne
5. Podział ze względu na szkodliwość:
- odpady nieszkodliwe (ok.80%)
- odpady częściowo szkodliwe (ok.18%)
- odpady specjalne tzn. szczególnie niebezpieczne i groźne dla środowiska (ok. 0,5%)
Czynniki wpływające na ilość odpadów:
- produkcja globalna w danym kraju
- stopień rozwoju i stopa życiowa danego kraju
Ilość odpadów w danym roku obliczeniowym wyznacza się z następującego wzoru:
X=????????????

x- globalna masa odpadów stałych wszystkich typów wytworzona w ciągu roku wyrażona w jednostkach masy
aj- masa odpadów stałych wszystkich typów przypadająca na jednostkę masy (mg) produkcji przemysłowej
xj- poziom produkcji
n- liczba bazowych sektorów przemysłu
y- globalna masa odpadów stałych wytworzonych przez sektor gospodarki komunalnej

III. Odpady komunalne
Odpady komunalne to odpady powstające w gospodarstwach domowych a także odpady nie zawierające odpadów niebezpiecznych, pochodzących od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych (Dz.U. z 2001 r. Nr 62, poz. 628)
Odpady komunalne stałe (OKS) są bardzo zróżnicowane pod względem składu fizycznego i chemicznego. Zależy on głównie od wyposażenia budynków w urządzenia techniczno-sanitarne (głównie sposobu ogrzewania), rodzaju zabudowy, stopy życiowej mieszkańców. Najczęściej odpady komunalne w Polsce zawierają ok. 40-50% substancji organicznych. Zawartość azotu waha się w granicach 0,53-0,87%, potasu 0.14-0,48%. Około 50-60% stanowią części mineralne, w tym ok. 30% odpadów komunalnych stanowią popioły z małych palenisk. Odpady stałe zawierają również pierwiastki śladowe (molibden, miedź, cynk, kobalt, nikiel, kadm, chrom, rtęć, ołów), które niejednokrotnie występują w formie połączeń łatwo rozpuszczalnych.
Składniki zawarte w odpadach komunalnych, głównie organiczne, ulegają przemianom biochemicznym i oddziałują na środowisko poprzez produkty rozkładu: dwutlenek węgla, amoniak, siarkowodór, metan, azotany, azotyny, siarczany i inne. Odpady komunalne stwarzają zagrożenie dla środowiska także ze względu na możliwość skażenia powietrza, wód gruntowych, i powierzchniowych mikroorganizmami chorobotwórczymi, dla których stanowią pożywkę. Ponadto na wysypiskach odpadów komunalnych panują dobre warunki dla żerowania much, gryzoni i ptaków, które mogą przenosić na inne tereny zarazki chorób, np.: duru brzusznego, paraduru, tężca, czerwonki.
Ilość odpadów komunalnych stałych i płynnych wzrasta corocznie; np. w roku 1993 powstało ok. 41 mln m sześciennych i 15,5 mln m sześciennych. W całej ilości OKS (w 1998 r.) tylko 2,45% stanowiły wyselekcjonowane surowce wtórne, a kompostowaniu poddano zaledwie 1,8% odpadów. Pozostałą ilość (95,75%) OKS składowano na 1034 wysypiskach (o pow. 3354,6 ha), z których 69 (o powierzchni 182,4 ha ) już zamknięto.

Charakterystyka odpadów komunalnych stałych (OKS)
Do najważniejszych niekorzystnych cech odpadów komunalnych zalicza się:
· Znaczną zmienność ilościowo-jakościową w cyklu wieloletnim, rocznym i w poszczególnych porach roku,
· Dużą niejednorodność składu surowcowego (morfologicznego) i chemicznego stałych odpadów komunalnych, zarówno w postaci mieszanej ( bez selektywnej zbiórki), jak i pozostałości po selektywnej zbiórce lub mechanicznym sortowaniu,
· Potencjalne zagrożenie zakażeniem (higieniczno-sanitarnym) związane z obecnością drobnoustrojów chorobotwórczych w:
-mieszanych odpadach komunalnych,
-selektywnie gromadzonej frakcji mokrej lub w odpadach kuchennych,
-ciekłych odpadach komunalnych (z osadników gnilnych, w osadach ściekowych i innych odpadach z oczyszczania ścieków),
· Niestabilność, podatność na zagniwanie i wydzielanie uciążliwych odorów frakcji organicznej (mokrej) zawartej w odpadach , zarówno w miejscu powstawania, gromadzenia, jak i podczas utylizacji lub unieszkodliwiania,
· Obecność odpadów niebezpiecznych, tj. chemikaliów domowych, przeterminowanych leków, zużytych świetlówek, baterii itp.
· Zanieczyszczenie poszczególnych składników odpadów komunalnych (frakcji, surowców, materiałów ) substancjami niebezpiecznymi organicznymi i nieorganicznymi (głównie metalami ciężkimi ) , co generalnie wynika z niskiej jakości materiałów stosowanych w gospodarce, niskiego stopnia przetworzenia i oczyszczenia surowców, przestarzałych technologii przemysłowych oraz zanieczyszczenia środowiska w Polsce, głównie na skutek emisji przemysłowych pyłów i gazów do powietrza atmosferycznego i gleb (opad pyłów).

Analizując odpady komunalne (w Polsce) jako potencjalne źródło surowców wtórnych
można w nich wyróżnić cztery zasadnicze grupy:
· Traktowane realnie jako surowce wtórne produkty niekonsumpcyjne, takie jak papier, tworzywa sztuczne, szkło, metale, tekstylia, stanowiące ok. 30% masy odpadów,
· Rzadko traktowane jako surowce wtórne odpady kuchenne z przygotowania posiłków, resztek pożywienia itp., stanowiące ok. 50% masy odpadów.
· Nie rozważane na ogół jako potencjalne surowce wtórne odpady paleniskowe z ogrzewania sezonowego mieszkań, głównie popiół i żużel, stanowiące do 20% masy odpadów,
· Inne odpady o wątpliwej wartości surowcowej, występujące sporadycznie lub nieprzydatne do recyklingu ze względu na bezpieczeństwo ekologiczne, np. chemikalia i pozostałości z porządków domowych.

Obserwowane w ostatnim tendencje zmian ilościowych i jakościowych odpadów komunalnych wskazują na:
· Znaczny wzrost ilościowy (objętościowy) opakowań,
· Zmniejszanie się ilości pozostałości po spalaniu węgla i koksu (wzrost zużycia gazu, oleju i prądu elektrycznego do ogrzewania mieszkań),
· Utrzymywanie się na stałym, wysokim poziomie zawartości organicznych odpadów kuchennych.
Opakowania stanowią jeden z zasadniczych problemów gospodarki odpadami. Kraje Uni Europejskiej wprowadzają stosowane regulacje prawne (w postaci dyrektyw Unii) oraz rozwiązania organizacyjne mające doprowadzić w konsekwencji do wzrostu masy odzyskiwanych opakowań do poziomu 50-80% w roku 2000.
Programy krajowe UE są koordynowane przez powoływane do tego celu organizacje przemysłowe, jak DSD (Dual System Deutschland) GmbH w Niemczech, VALPAK w Wielkiej Brytanii, ARA (Aststoff Recycling Austria). Dopracowane są odzyskiwania opakowań. Podstawą na której bazuje system finansowania, jest zapis, który mówi, że wszystkie firmy uczestniczące w „łańcuchu” opakowań, od producenta przez użytkownika do sprzedawcy wyrobów, ponoszą odpowiedzialność za odzyskiwanie opakowań, z których korzystają.

Właściwości technologiczne odpadów komunalnych

1. Cel i zakres badań właściwości technologicznych odpadów:
Intensywne technologie unieszkodliwiania odpadów miejskich, podobnie jak wszystkie technologie przemysłowe, wymagają dobrej znajomości właściwości surowców. Dla technologii unieszkodliwiania odpadów tym surowcem są odpady miejskie. Jest to mieszanina bardzo wielu materiałów o zróżnicowanych właściwościach, występujących w różnych proporcjach w zależności od wielu czynników. Mimo licznych badań, prowadzonych dotychczas w kraju i za granicą, nie ma dostatecznych podstaw teoretycznych określających właściwości odpadów w konkretnym mieście. W każdym przypadku trzeba przeprowadzić serię badań, które muszą dostarczyć informacji niezbędnych do wyrobu optymalnej metody ich unieszkodliwiania, oraz potrzebnych do wykonania podstawowych obliczeń przy projektowaniu technologicznym.
Badania mogą dostarczyć informacji o aktualnych właściwościach odpadów, podczas gdy projektowany zakład ma pracować przez wiele lat i musi być przystosowany do zmiennych w czasie właściwości dostarczanych odpadów. Dlatego do celów projektowych będą potrzebne informacje o prognozowaniach właściwościach tych odpadów w przyszłości. Jednak prognozowanie wszelkich zjawisk, w tym i właściwości odpadów, jest złożone i jak wszystkie prognozy ma tę właściwość, że w wielu przypadkach nie sprawdza się, konieczne jest przynajmniej ogólne określenie kierunku zmian. Niezmiernie ważne jest systematyczne prowadzenie badań odpadów miejskich przez dłuższy okres, w wielu różnych (pod względem charakteru) miastach, a także na terenach wiejskich, według ustalonej metodyki, pozwalające na ilościowe określenie zachodzących zmian. Jest to tzw. monitoring odpadów prowadzonych metodycznie dopiero w ostatnich latach.
Wzrastające wymogi w zakresie ochrony środowiska powodują znaczne ograniczenie terenów, na których można lokalizować wysypiska odpadów, a wzrost kosztów pozyskania terenów pod budowę zakładów unieszkodliwiania odpadów stwarza konieczność stosowania intensywnych technologii, mniej terenochłonnych, pozwalających na minimalizację oddziaływania na środowisko.
Zakres niezbędnych badań wynika z celu, jakiemu mają one służyć. Dotychczas zakres obejmuje umownie cztery grupy wskaźników:
· Ilościowego nagromadzenia odpadów,
· Właściwości fizycznych,
· Właściwości paliwowych,
· Właściwości nawozowych.
Do grupy pierwszej zaliczamy wskaźniki nagromadzenia:
- Objętościowy- wyrażany w m3./mieszk./rok
- Wagowy- wyrażany w kg/mieszk./rok
- Nierównomierności nagromadzenia: dobowy, miesięczny, i roczny.
Razem wskaźniki te opisują źródła powstawania odpadów i pozwalają na określenie ich ilości.
Grupę drugą charakteryzują następujące wskaźniki:
- ciężar objętościowy odpadów (gęstość) wyrażana w kg/m3 (przy czym przyjęto odpady w pojemnikach, a więc taki stan, jak występuje w miejscach ich gromadzenia),
- frakcje (analiza sitowa): 0-10, 10-40, 40-100 i powyżej 100mm,
- skład grupowy, który obejmuje podział na 10 podstawowych grup materiałów, z jakich składają się odpady, a więc: frakcji drobnej (poniżej 10mm), odpadów spożywczych pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, odpadów papieru i tektury, tworzyw sztucznych, materiałów tekstylnych, metalowych, szkła oraz pozostałych odpadów organicznych i nieorganicznych.
W Polsce taki podział na grupy jest, jak wykazały badania K. Skalmowskiego [1992], w zupełności wystarczający i daje pełny obraz składu odpadów.
Do grupy trzeciej zaliczamy wskaźniki charakteryzujące właściwości paliwowe odpadów:
-zawartość wody (wilgotność),
-części palne,
-części niepalne,
-części lotne,
-ciepło spalania,
-wartość opałowa (w tym robocza)
-składniki agresywne (SO2, HCI, N2O5),

-składniki elementarne części palnych (C, H, S, N, CI, O). Cacute ; Sporadycznie oznacza się również: temperaturę mięknięcia i topnienia popiołu, a także skład chemiczny pozostałości po spaleniu.
Grupa czwarta to wskaźniki charakteryzujące właściwości nawozowe odpadów, a zatem ich przydatność do kompostowania. Zaliczamy do nich:
-ogólną zawartość substancji organicznej,
-zawartość węgla
-zawartość azotu
-zawartość fosforu
-zawartość potasu
-zawartość metali ciężkich (np. Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn).
Okresowo podaje się szereg innych wskaźników uzupełniających tę charakterystykę.
Należy podkreślić, że wartość dokumentalną posiadają jedynie wyniki badań prowadzonych w pełnym cyklu rocznym (obejmującym wszystkie miesiące roku). Badania skrócone lub wyrywkowe mogą mieć jedynie wartość sprawdzającą.
Trzeba też zwrócić uwagę, że pod względem właściwości odpadów miasto zazwyczaj nie stanowi obszaru jednorodnego, bowiem o składzie odpadów decyduje tu charakter zabudowy, nasycenie obiektami usługowymi, a szczególnie sposób ogrzewania budynków.
Można wyróżnić [K. Skalmowski, 1992] trzy podstawowe typy środowiska miejskiego, o zróżnicowanych właściwościach odpadów:
Typ I – zabudowa wysoka (wielokondygnacyjna zabudowa osiedlowa) z pełnym wyposażeniem techniczno-sanitarnym budynków i z podstawowym nasyceniem usługami;
Typ II – zwarta zabudowa dzielnic śródmiejskich o dużym nasyceniu usługami; mieszane sposoby ogrzewania budynków, zróżnicowane wyposażenie w urządzenia techniczno-sanitarne;
Typ III – zabudowa jednorodzinna (podmiejska, osiedlowa lub rozproszona) o małym nasyceniu usługami i o zróżnicowanym standardzie wyposażenia w urządzenia techniczno-sanitarne; domy z ogródkami.
W wielu dużych miastach można również wyróżnić inne charakterystyczne środowiska, wynikające ze specyficznych funkcji miasta , np. obszary o charakterze administracyjnym (z dużym nasyceniem instytucjami, a więc z przewagą powierzchni niemieszkalnej nad mieszkalną w budynkach) lub przemysłowym (ze znacznym nasyceniem przemysłu i usług, przy niewielkim udziale budownictwa mieszkalnego).
Zróżnicowanie właściwości technologicznych odpadów z poszczególnych środowisk często może być tak znaczne, że w istotny sposób rzutuje na wybór metody ich unieszkodliwiania. Potwierdza to jedną z istotnych zasad gospodarki odpadami miejskimi, według której zadowalający efekt można osiągnąć jedynie przy kompletnym zastosowaniu różnych metod; przy zastosowaniu jednej metody nie uzyska się właściwego rozwiązania problemu odpadów w mieście.

2. Wskaźniki nagromadzenia
Informacja dotycząca ilości odpadów, jakie powstają na terenie miasta, dla którego projektuje się zakład unieszkodliwiania, stanowi podstawową wielkość wyjściową i należy ją określić możliwie najściślej. Sprawą istotną dla zamierzonej inwestycji jest opracowanie prognozy nagromadzenia odpadów na okres, w którym obiekt ma spełnić swoje zadania.
Wartość ta jest często określana przez zleceniodawcę, a więc przedsiębiorstwo zajmujące się usuwaniem odpadów w mieście. Trzeba tu powiedzieć, że w obecnie istniejących zakładach unieszkodliwiania (tj. wysypiskach) rzadko stosuje się ważenie przywożonych odpadów.
Zmierzone wskaźniki nagromadzenia odpadów są zróżnicowane, podobnie jak inne właściwości technologiczne. Dla trzech wymienionych charakterystycznych środowisk w miastach mają one średnie wartości.
Należy zaznaczyć, że są to wartości uśrednione, które mogą być przyjmowane na etapie programowania inwestycji. Dla projektów technologicznych konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych badań i dokładne określenie wskaźnika dla poszczególnych środowisk w mieście. Na podstawie przeanalizowanych materiałów źródłowych można określić obecną średnią wielkość wskaźnika nagromadzenia objętościowego na 1,35m3/mieszk./rok, a wagowego na 250kg/mieszk./rok. Dla małych miast i osiedli.
Jak wynika z wieloletnich badań wskaźnik objętościowy nagromadzenia odpadów miejskich wzrasta.
Opierając się na pomiarach z ostatnich lat można zaobserwować następujące prawidłowości w zakresie zmiany wskaźnika nagromadzenia:
· wskaźniki nagromadzenia wzrastają, przy czym tempo wzrostu jest znacznie mniejsze niż przewidywały prognozy,
· tempo wzrostu wskaźnika objętościowego utrzymuje się średnio na poziomie 1,5-2,0 % w skali rocznej,
· wielości wskaźników są zależne od typu środowiska i w wartościach bezwzględnych są niższe dla środowiska typu I niż dla pozostałych,
· niewątpliwie istotne znaczenie dla ilości powstających odpadów mają zmiany gospodarcze zachodzące w kraju, w tym poziom życia mieszkańców miast.

IV. Odpady przemysłowe
Odpady przemysłowe stanowią ponad 90% całkowitej ilości odpadów powstających w Polsce.
Odpady przemysłowe to uboczne produkty działalności człowieka, powstające na terenie zakładu przemysłowego i niepożądane w miejscu ich powstawania. Są szkodliwe lub uciążliwe dla środowiska. Zalicza się do nich oleje, opakowania, żużel i popiół, odpady mineralne, odpady metaliczne. Mają bardziej jednorodny skład niż odpady komunalne. Najwięcej odpadów wytwarzają: energetyka, górnictwo i przemysł metalurgiczny Są to przede wszystkim:
• odpady górnicze, głównie skalne, z kopalń podziemnych i odkrywkowych;
· szlamy poflotacyjne i odpady popłuczkowe przetwórstwa węglowego, siarkowego,
miedziowego i cynkowo-ołowiowego;
• popioły lotne i żużle z elektrowni i elektrociepłowni.

Podział odpadów przem. według dominującego składnika:
-metaliczne zagospodarowane prawie w 100%,
-mineralne wykorzystywane rezerwa dla przemysłu budowlanego i rolnictwa,
-niemetaliczne, należą tu: odpady przemysłu spożywczego(kości, tłuszcze),
-produkcji rolno-hodowlanej (słoma zbożowa, słoma roślin oleistych, włosie, pierze),
-przemysłu chemicznego: tworzywa sztuczne, guma, odpady petrochemiczne),
-przemysłu materiałów budowlanych (stłuczka szklana),
-przemysłu lekkiego (włókno, skóra, tekstylia),
-przemysłu drzewnego i papierowego,
-komunalne.


Spadek, a następnie stabilizacja ilości wytwarzanych odpadów przemysłowych mają swoje przyczyny przede wszystkim w zmianach struktury produkcji, w tym ograniczenia wydobycia węgla (odpady górnicze) oraz poprawie jego kaloryczności (odpady elektrowniane).
W 1997 r. wykorzystano prawie 80 min ton odpadów przemysłowych, z tego ok. 60% wykorzystano głównie w budownictwie i robotach inżynieryjno-drogowych. W największym stopniu wykorzystuje się żużle hutnicze, popioły lotne z procesów spalania węgla kamiennego, wapno pokarbidowe oraz odpady górnicze. W okresie od 1985 roku wskaźnik wykorzystania odpadów przemysłowych uległ zwiększeniu z 50,2% w 1985 r. do 64,4% w 1997 r.
Ilość i rodzaj odpadów przemysłowych wytworzonych w 1996 roku w woj. świętokrzyskim.

LP RODZAJE ODPADÓW ILOŚĆ ODPADÓW
Mg %
1 Odpady skalne wydobywane i przetwarzane 1227087,5 75,8
2 Odpady metalurgiczne 136879,2 8,5
3 Odpady energetyczne 123652,7 7,6
4 Odpady z oczyszczalni ścieków 75122,6 4,6
5 Odpady z zakładu przemysłu drzewnego 24426,3 1,5
6 Odpady z cukrowni 17297,3 1,1
7 Pyły mineralne, cementowo-wapienne 4524,0 0,3
8 Odpady z przemysłu owocowo-warzywnego 4111,4 0,3
9 Odpady z przemysłu mięsnego 3327,5 0,2
10 Odpady z materiałów ceramiczno-budowlanych 1147,6 0,1
11 Ogółem 161756,1 100

Stan gospodarki odpadami przemysłowymi
Stosunkowo niski poziom technologiczny większości krajowych zakładów przemysłowych, brak środków finansowych na zagospodarowanie odpadów, niespójna polityka ekologiczna państwa oraz słaba świadomość społeczeństwa były dotychczas przyczyną powstawania znacznych ilości odpadów.
O ilości i składzie odpadów przemysłowych można wnioskować już na podstawie profilu danej gałęzi przemysłu lub rodzaju i wielkości produkcji, postępu technicznego, stopnia rozwoju gospodarki odpadami. Największa masa odpadów powstaje z wydobycia i uzdatniania kopalin. Specyficzną grupę odpadów przemysłowych stanowią odpady niebezpieczne. Odpady niebezpieczne stanowią ok. 3,5% masy odpadów przemysłowych.

W 1997 r. przemysł polski wytworzył ich blisko 4,0 min ton (ok. 103 kg na 1 mieszkańca). Wskaźnik obciążenia jednostki produktu krajowego brutto wynosił około 0,034 kg/USD PKB. Według danych GUS na składowiskach zalega ponad 2 mld ton odpadów przemysłowych (w tym około 400 min ton odpadów niebezpiecznych) (stan na koniec 1998 r.). Masa ich ciągle powiększa się, gdyż rocznie wytwarza się ok. 130 min ton odpadów (2000 r. - 125,5 min ton, w tym 1,6 min ton odpadów niebezpiecznych). W największym stopniu (ponad 97%) wykorzystywane są odpady stałe z wapniowych metod odsiarczania spalin (2000 r. - 97,7%) oraz skruszone skały (97,6%).

Niewykorzystane gospodarczo odpady przemysłowe są kierowane na składowiska zakładowe, międzyzakładowe i komunalne (w 2000 r. średnio 17,8%) oraz przejściowo gromadzone (2000 r. - 3,1%). W ponad 99% składowane są fosfogipsy (2000 r. - 99,6%), a w prawie 50% mieszanki popiołowo-żużlowe z mokrego odprowadzania odpadów paleniskowych (2000 r. - 46,0%).
Ogółem zarejestrowano 1262 składowiska odpadów przemysłowych o powierzchni 10 245,2 ha (stan na koniec 1998 r.). Ewidencja nie obejmuje jednak rozproszonych na terenie kraju składowisk „dzikich", na które usuwa się nielegalnie różnego rodzaju odpady. Składowiska takie znajdują się najczęściej tam, gdzie możliwość kontroli jest ograniczona, a więc w lasach lub w starych, nieczynnych odkrywkach.
Najwięcej odpadów przemysłowych gromadzi się na terenie dawnych województw: katowickiego, legnickiego wałbrzyskiego, krakowskiego

Miasta, które mają na swoim terenie nie rekultywowane składowiska o powierzchni powyżej 200 ha to m.in. Konin, Knurów, Jaworzno, Jastrzębie Zdrój, Kraków, Tarnobrzeg, Gliwice.
W latach 1991-97 podjęto wiele przedsięwzięć w celu poprawy stanu gospodarki odpadami przemysłowymi, w ramach działalności inwestycyjnej i poza-inwestycyjnej. Zbudowano stacje pras błota defekosaturacyjnego w Przeworsku, Borowiczkach i Małej Wsi, wykorzystano ponad 2 min ton odpadów poflotacyjnych do rekultywacji gruntów po eksploatacji złóż siarki oraz wykorzystano więcej niż 60% wytwarzanych odpadów górniczych.
Przebudowa struktur przemysłowych, w tym zmniejszenie produkcji w „odpadonośnych" gałęziach przemysłu będzie sprzyjać ograniczeniu masy wytwarzanych odpadów. Programy restrukturyzacji poszczególnych gałęzi przemysłu uwzględniają bardziej nowoczesne, produkujące mniej odpadów technologie, a także większe wykorzystywanie odpadów jako surowców wtórnych.
Spośród odpadów przemysłowych powstających w Polsce największą ilość stanowią, skoncentrowane głównie na obszarze Górnego Śląska, odpady górnicze (ok. 43%) i odpady pochodzące z energetyki (ok. 15%).






Unieszkodliwianie odpadów przemysłowych w Polsce prowadzone jest obecnie na stosunkowo małą skalę i odbywa się przede wszystkim w instalacjach przemysłowych pracujących na potrzeby zakładów - właścicieli tych instalacji. Wolny rynek usług w tym zakresie dopiero powstaje. Z ogólnej masy wytworzonych odpadów przemysłowych w 1997 r. unieszkodliwiono jedynie ok. 0,3 min ton (0,2%). Wskaźnik ten utrzymuje się na podobnym poziomie od kilku lat. Natomiast w grupie odpadów niebezpiecznych unieszkodliwia się nieco ponad 0,2 min ton, co stanowi ok. 5,2% tych odpadów wytworzonych w 1997 roku.
W 1997 r. skierowano na składowiska ok. 44,0 min ton odpadów przemysłowych. Od ponad 10 lat zarówno bezwzględna ilość składowanych odpadów, jak ich udział w ogólnej masie wytworzonych odpadów przemysłowych corocznie maleje. W 1985 roku składowano 49,6%, a w roku 1997 - 35,4% odpadów wytworzonych.
Metody i technologie wykorzystania odpadów
Wykorzystanie surowców odpadowych stale wzrasta i jest spowodowane:
-wzrastającym zapotrzebowaniem na surowce oraz coraz większymi trudnościami w ich pozyskiwaniu ze źródeł naturalnych,
-znacznym zmniejszeniem zużycia energii przy procesach technologicznych, np. uzyskanie stali ze złomu wymaga o 75% mniej energii niż z rudy żelaza,
-wprowadzenie ponownie do działalności gospodarczej surowców odpadowych wiąże się z niskimi kosztami (gromadzenia, transportu, wstępnej przeróbki).
Prace badawcze, dotyczące wykorzystania odpadów prowadzone są w Polsce w poszczególnych branżach od wielu lat. Prace badawcze, dotyczące przemysłu rolno-spożywczego prowadzi się głównie w kierunku przerobu ich na paszę, rzadziej nawóz. Do najbardziej uciążliwych należą odpady płynne przemysłu mleczarskiego, fermentacyjnego, cukrowniczego, drożdżowego i ziemniaczanego. Prace badawcze, dotyczące przemysłu drzewnego były i są prowadzone w stosunkowo szerokim zakresie. Rozwiązano już wiele problemów, a minimalizacja odpadów jest ewidentnie widoczna.
Kierunki wykorzystania odpadów to: produkcja celulozy, papieru, opakowań, węgli drzewnych, płyt pilśniowych Furfurolu, kalafonii, wypełniaczy, proszków polerskich, wytop żelazostopów itp.
Prace badawcze oraz zakres zminimalizowania odpadów włókien naturalnych, sztucznych i skórzanych w przemyśle lekkim należy traktować rozdzielnie. W ramach prac dotyczących zagospodarowania odpadów włókien naturalnych, opracowano technologie produkcji płyt paździerzowych, włókien podłogowych, sznurka roszarniczego, kotoniny chemicznej i mechanicznej, stanowiące podstawę przeróbki na skalę przemysłową co niemal całkowicie rozwiązało problem odpadów z tego typu produkcji. W ramach prac dotyczących zagospodarowania odpadów włókien sztucznych, prowadzi się badania, w dużej mierze już na etapie wdrożeń przemysłowych, wykorzystania ich w przemyśle budowlanym do produkcji materiałów izolacyjnych, płyt wykładzinowych sztywnych itp. oraz w przemyśle samochodowym, okrętowym, lotnictwie i kolejnictwie do wytwarzania różnych wyrobów technikami włókninowymi. Powstające duże ilości odpadów skórzanych nie są w dostatecznej mierze zagospodarowane. Odpady o dużej zawartości kolagenu wykorzystuje się w medycynie, farmacji, przemyśle spożywczym itp.
Odpady powstające np. przy eksploatacji i przetwórstwie rudy siarki: iły, piaski, odpady poflotacyjne i porafinacyjne zwane „kekiem" są prawie w całości do wykorzystania. Odpowiednie technologie wykorzystania iłów w produkcji lekkich kruszyw, materiałów budowlanych, takich jak cegła itp., ziem odbarwiających, ceramiki - są już całkowicie dopracowane.
Dużo gorsza sytuacja występuje w przemyśle farmaceutycznym, gdzie uzyskiwanie częściowego nawet zmniejszenia zagrożenia środowiska przez zagospodarowanie uciążliwych odpadów, jest tak ważna. Prace badawcze mają charakter jedynie wycinkowy i prowadzone są w wąskim, specjalistycznym zakresie.
Odpady przemysłu hutniczego należą do najbardziej zanieczyszczających i najbardziej toksycznych dla człowieka i środowiska (podobnie jak przemysłu chemicznego i energetycznego). Do tej grupy zalicza się: odpady żelaza i stali, przemysłu materiałów nieżelaznych (flotacyjne miedzi, żużle szybowe, odpady górnicze, przeróbcze i hutnicze rud cynowo-ołowiowych), powstające przy eksploatacji i przeróbce mechanicznej surowców ogniotrwałych, przemysłu odlewniczego i koksochemicznego. Ostatnie stanowią w tej grupie największe zagrożenie dla środowiska, zwłaszcza wszelkiego rodzaju smółki. Jednym z kierunków ich zagospodarowania jest neutralizacja i odzysk surowców, wprowadzanych powtórnie do procesu technologicznego.

Rozmaitość źródeł wytwarzania odpadów hutnictwa żelaza i stali komplikuje wybór właściwej technologii ich utylizacji, zwłaszcza wtórnego przerobu. W przemyśle metali nieżelaznych największą grupę stanowią odpady, związane z wydobywaniem, przeróbką mechaniczną, wzbogacaniem i przerobem rud miedzi oraz cynku i ołowiu, a wśród nich odpady flotacyjne (półpłynne osady o zawartości wody do 80%, a po odwodnieniu w stawach osadowych 40-50%) oraz żużle wielkopiecowe.

Odpady powstające w procesie eksploatacji: dolomity, piaskowce, wapienie i iłowce są już częściowo wykorzystywane. Wszechstronnie wykorzystanie dolomitów, na podstawie opracowanych technologii, zasługuje na podkreślenie w tej grupie odpadów jako że dolomity stanowią w Polsce znaczącą przewagę w strukturze skał towarzyszących. Wykorzystuje się je np. w przemyśle szklarskim, budowlanym, ceramicznym, hutnictwie, drogownictwie, farmaceutyce, rolnictwie itp. Dolomity stanowią także skałę odpadową, towarzyszącą eksploatacji i przeróbce mechanicznej surowców ogniotrwałych. Prace badawczo-wdrożeniowe w tej grupie odpadów pozwoliły już na ustalenie kierunków ich całkowitego zagospodarowania.
Odpady powstające w górnictwie i energetyce, ze względu na ich ogromną masę, a także szkodliwość dla środowiska, są w naszym kraju problemem, którego rozwiązanie stanowić będzie o efektach całokształtu działań podejmowanych dla zminimalizowania powstawania odpadów. Generalnie, można je podzielić na odpady powstające w procesie eksploatacji jako kopaliny towarzyszące, występujące z węglem oraz z zakładów wzbogacania i odpady paleniskowe. Odpady przemysłu węgla kamiennego to skały iłowcowo-mułowcowe rzadziej piaskowce i wapienie. Jednym ze sposobów radykalnej minimalizacji odpadów jest wydzielenie kopaliny towarzyszącej w trakcie procesu eksploatacji i procesów przeróbczych. Dotyczy to zwłaszcza tych kopalin, które w innym okręgu górniczym stanowią główny przedmiot eksploatacji. Sięgając do zgromadzonych już zwałowisk, można zatem uzyskać kopalinę, której eksploatacji nie należy podejmować w innym miejscu.
W wyniku dotychczasowych prac i opanowanych technologii przetwórczych odpady te wykorzystuje się: -do podsadzania wyrobisk,
- w budownictwie (cegły, dachówki, sztuczne kruszywo lekkie, cement, spoiwa, materiały
wiążące),
- do niwelacji terenu.
Przykładem utylizacji odpadów powęglowych jest ich wykorzystanie do produkcji
wysokiej jakości ceramiki budowlanej.
Odpady przemysłu węgla brunatnego to głównie iły i piaski. Kierunki ich wykorzystania
to:
- produkcja keramzytu, ceramiki budowlanej, płuczki wiertniczej, cementu,
- produkcja materiałów ogniotrwałych,
- w przemyśle chemicznym,
- w przemyśle ceramicznym i naftowym.

Odpady paleniskowe powstające przy spalaniu węgla kamiennego i brunatnego jako popioły i żużle. Stanowią masowy odpad przemysłowy dewastujący środowisko w sposób szczególnie znaczący. Mimo opracowania wielu, sprawdzonych w praktyce, technologii.
powodujących ciągły i wyraźny wzrost wskaźnika wykorzystania tych odpadów (szczególnie popiołu) w przemyśle materiałów budowlanych, ceramicznym, w odlewnictwie, chemii, rolnictwie itp. - zakres rozpoznania zawartości pierwiastków toksycznych oraz radioaktywnych w odpadach paleniskowych i wpływu ich zwłaszcza na wody podziemne i powierzchniowe -jest niepełny.

Przyrodnicze zagospodarowanie odpadów
Wszystkie odpady przemysłowe z uwagi na określone kierunki zagospodarowania przyrodniczego, dzieli się na:
a) masy mineralne - zawierające znikome części substancji organicznej, wykazujące słabą
aktywność biologiczną,
b) masy organiczno-mineralne - w których silnie rozproszone kaloidy organiczne są
zespolone z koloidami mineralnymi tworząc kompleks organiczno-mineralny (zawierają 1-
15% substancji organicznej).
c) masy organiczne - w których zawartość substancji mineralnej może być duża (nawet do
85%), lecz substancja organiczna decyduje tu o właściwościach całej masy.
Przydatność odpadów przemysłowych do zagospodarowania przyrodniczego jest ograniczona. Oprócz zawartości części organicznych, wyznaczają ją właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne substancji budującej odpad, a wśród nich przede wszystkim: -skład granulometryczny,
- wielkość i charakter zasolenia,
- zawartość substancji toksycznych tzw. „czarnych" oraz radioaktywnych.
Do celów biologicznej rekultywacji gruntów bezglebowych można wykorzystać większość odpadów, poza toksycznymi wyłączonymi w zasadzie z zagospodarowania przyrodniczego. Osady z niektórych oczyszczalni przemysłowych zawierają ponad 50% substancji organicznej, obfitują we wszystkie składniki pokarmowe dla roślin i bardzo wydatnie zwiększają chłonność gleby w stosunku do wody i nawozów mineralnych dzięki swym koloidalnym właściwościom.
Do celów melioracyjnego użyźnienia gleb słabej jakości substancje użyźniające z odpadów wymienionych wcześniej mają taką samą wartość. Do nawożenia, najbardziej pożądanego w pierwszym roku wegetacji roślin, mogą być wykorzystane również takie odpady, które nie mają większego zastosowania w rekultywacji 1 melioracyjnym użyźnianiu. Są to np. odpady jedno lub dwuskładnikowe (np. wapienne), ale także i wieloskładnikowe zasolone.
Uniwersalne substancje użyźniające takie jak osady ściekowe i komposty mogą być stosowane zarówno do nawożenia jak i użyźniania gleb. Do przebudowy tekstury gleb najsłabszych - piaskowych można wykorzystać odpady o dużej zawartości cząstek gliniastych przez wprowadzenie do piasku lub nałożenie warstwy gliny bądź pyłu bezpośrednio na glebę. Do przebudowy profilu glebowego szczególnie przydatne są organiczno-mineralne i mineralne odpady płynne.

V. Sortowanie, Składanie i Spalanie odpadów

Corocznie ludzie na całym świecie wyrzucają miliardy ton śmieci. Jednak nie wszystkie te odpady są bezużyteczne. Niektóre materiały nadają się do przerobienia, inne można spalić, aby uzyskać energię.
Śmieci są użytecznym źródłem surowców, jednakże zbieranie ich wymaga dużych nakładów kosztownej, ręcznej pracy. Odpadki z domów czy sklepów są zbierane do plastikowych worków lub kubłów i zwykle cotygodniowo wywożone przez przedsiębiorstwo sanitarne dysponujące odpowiednimi śmieciarkami. Dziś, władze lokalne żądają, by mieszkańcy osobno składowali w specjalnych pojemnikach zużyty papier, puszki, szkło kolorowe lub przezroczyste.
Obniża to koszty odzysku np. szkła, gdyż nie trzeba wydobywać go spośród innych śmieci. Zmielone szkło poddawane jest kontroli jakości, następnie jest myte i mielone , zanim trafi do huty, gdzie po stopieniu powstają z niego nowe butelki.
Procesy te to tzw. sortowanie odpadków. Sortowanie może być ręczne lub mechaniczne, oba te sposoby mogą być połączone ze sobą. Celem sortowania odpadów jest odzysk np. papieru, szkła, tworzyw sztucznych, metali.
Wybór techniki sortowania zależy od:
a) jakości dostarczonych odpadów
b) ukierunkowaniu selekcji np. na biotynę, surowce wtórne.
Mechaniczne sortowanie odpadów komunalnych może być stosowane w celu:
a) wydzielania z odpadów poszczególnych składników użytkowych w celu ich dalszej przeróbki
b) wydzielania z odpadów mieszanych w celu ich dalszego wykorzystania w postaci przetworzonej np.
- przy sortowaniu na mokro odpadów papierowych otrzymujemy pulpę papierową, z której następnie można produkować karton lub papę.
Procesy jednostkowe mechanicznego sortowania odpadów można podzielić na 4 podstawowe grupy:
a) procesy, w których uzyskuje się zwiększenie powierzchni właściwej odpadów np. rozdrobnienie,
b) procesy, w których uzyskuje się zmniejszenie powierzchni właściwej odpadów np. zagęszczenie, prasowanie,
c) procesy rozdzielania odpadów według wielkości ziaren- przesiewanie,
d) procesy sortowania według rodzaju materiału np. magnetyczne wydzielanie metali.
Zalety sortowania odpadów komunalnych:
· odzysk tych składników, na które jest zbyt,
· zmniejszenie ilości odpadów wymagających unieszkodliwienia, a przez to ograniczenie rozbudowy istniejących lub budowy nowych zakładów unieszkodliwiania pomimo wzrostu nagromadzenia odpadów,
· zmianę składu odpadów tak aby można zwiększyć wydajność zakładów unieszkodliwiania.

Wspomniane wcześniej było, iż zbieranie i sortowanie odpadów wymaga kosztownej pracy, otóż koszty te zależą od:
· selekcji wstępnej w miejscu ich powstawania
· różnorodności składu odpadów
· dokładności wydzielenia poszczególnych składników odpadów
· wzrostu świadomości ekologicznej społeczeństwa

Najprostszą metodą postępowania z odpadkami jest po prostu wyrzucenie ich na wysypisko.
Na wysypiskach uporządkowanych można składować :
· odpady bytowo-gospodarcze
· odpady rolnicze
· odwodnione osady ściekowe
· żużel, popiół, klinkier (nie zawierające pierwiastków radioaktywnych)
· gruz budowlany
· odpady wielkogabarytowe



Natomiast zabrania się składowania odpadów:
· powstających w wyniku prac naukowo-badawczych, rozwojowych lub działalności dydaktycznej, które nie są zidentyfikowane i których oddziaływanie na środowisko jest nieznane
· opon i ich części, z wyłączeniem opon rowerowych i opon o średnicy zewnętrznej większej niż 1400mm
· zakaźnych(medycznych i weterynaryjnych), płynnych, radioaktywnych, naftopochodnych, toksycznych
· o właściwościach wybuchowych, żrących, utleniających, łatwopalnych

Jednak wielkie hałdy śmieci na wysypisku są nieestetyczne, a ich sąsiedztwo jest szkodliwe dla zdrowia. Dlatego też, odpady poddawane są procesom unieszkodliwiania czyli przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu , który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.
Sposoby unieszkodliwiania odpadów:
· metody biologiczne:
-kompostowanie
-fermentacja metanowa
w komorach
w pryzmach energetycznych
· metody termiczne
-spalanie
-zgazowanie (polega na przejściu, przy udziale pary wodnej i powietrza, paliwa stałego w gazowe, w temperaturze ok..700 stopni C)
-odgazowanie (piroliza)
· inne: przerób na paliwo

Dwiema głównymi metodami zmniejszania objętości zajmowanej przez śmieci są proszkowanie i spalanie.
PROSZKOWANIE to proces mechaniczny, w którym odpady są zgniatane i mielone. Duże maszyny proszkujące potrafią przerobić w ciągu godziny do 70 ton śmieci.
SPALANIE to inaczej termiczne przekształcanie odpadów. Spalanie śmieci w temperaturze pomiędzy 750 a 1000 stopni C w specjalnym piecu jest najskuteczniejszą metodą zmniejszania ich objętości, tak więc w wyniku spalania objętość odpadów redukuje się do około 10%, a ich masę do około 35% wartości początkowej.
Ponadto osiąga się:
-termiczną destrukcję i redukcję substancji szkodliwych zawartych w odpadach,
-neutralizację stałych i gazowych produktów spalania,
-pozyskanie energii zawartej w odpadach.
Pierwsze zastosowanie termicznego przekształcenia odpadów miało miejsce w Anglii, pod koniec XIX w. i miało na względzie przede wszystkim ochronę ludności miast przed grożącymi jej skutkami epidemii, wywołanych niewłaściwą gospodarką odpadami. W 1875 roku powstała pierwsza spalarnia odpadów komunalnych , która nie była jeszcze przystosowana do odzyskiwania energii. Dopiero 22 lata później wykorzystano po raz pierwszy ciepło ze spalania odpadów. Groźne epidemie wymuszały budowę spalarni odpadów, tak np. epidemia cholery w Hamburgu w 1892 roku była przyczyną powstania spalarni, skonstruowanej z 36 oddzielnych komór paleniskowych, którą uruchomiono w 1895 roku. Później w wielu krajach powstawały kolejne spalarnie, np. w Niemczech, w Szwajcarii, w Zurychu oraz w Polsce.
Największą wadą spalania odpadków jest to, że przy okazji produkuje się poważne ilości sadzy i dymu, które są niekorzystne dla środowiska. Doświadczenia najnowocześniejszych spalarni odpadów komunalnych wykazały, że możliwe jest prowadzenie procesu spalania tak, aby nie stanowił on zagrożenia dla środowiska. W tym celu określono następujące wymagania:
· odpowiedni strumień, właściwa temperatura oraz aktywny sposób rozdziału powietrza pierwotnego, wysoko wzbogaconego tlenem,
· zapewnienie odpowiedniego wymieszania spalonej masy, co gwarantuje udział nie spalonych części w żużlu,
· ukształtowanie przestrzeni komory paleniskowej (zapewniającej właściwe wymieszanie niedopalonych spalin i powietrza wtórnego), aby w najbardziej niedogodnych warunkach pracy temperatura spalin wynosiła co najmniej 850 stopni, a czas przebywania spalin w tej temperaturze był odpowiednio długi (więcej niż 2 sekundy), przy minimalnej zawartości tlenu 6%, z automatyczną kontrolą przebiegu procesu za pomocą kamery termowizyjnej,
Oprócz wyżej wymienionych działań, niezbędnym warunkiem dla zachowania bezpieczeństwa dla środowiska podczas eksploatacji spalin, jest zastosowanie wysokosprawnego węzła oczyszczania oraz neutralizacji gazów spalinowych.
Dlatego też nowoczesne wymogi stawiane procesowi termicznego przekształcania odpadów wymuszają nie tylko dobór technologii do przewidywanego rodzaju spalanych odpadów, ale i pełną kontrolę procesu oraz wyposażenie w urządzenia do przerobu i unieszkodliwiania stałych i ciekłych produktów spalania (żużli, pyłów, popiołów, pozostałości poreakcyjnych).
Termiczne przekształcenie odpadów może być prowadzone w:
-instalacjach z paleniskami rusztowymi,
-piecach obrotowych,
-instalacjach do spalania, w różnych odmianach warstwy fluidalnej,
-układach z wykorzystaniem procesu quasi-pirolizy.

Natomiast tradycyjne i tanie unieszkodliwianie odpadów niebezpiecznych, takie jak bezpośrednie wypełnianie terenu czy gromadzenie odpadów w zbiornikach retencyjnych, są obecnie coraz częściej zastępowane ponownym wykorzystaniem, obróbką chemiczną, fizyczną czy biologiczną oraz spalaniem.
(np. worki z odpadami azbestowymi są zakopywane w nieczynnych wyrobiskach. Azbest kiedyś używany jako doskonała izolacja cieplna, okazał
się być rakotwórczy).
Spalanie tutaj zapewnia wysoki stopień rozkładu i kontrolę szerokiego zakresu odpadów niebezpiecznych.
Do spalania odpadów niebezpiecznych stosuje się cztery podstawowe konstrukcje urządzeń:
-komory spalania z wtryskiwaniem odpadów ciekłych,
-piece obrotowe z dopalaczem,
-piece trzonowe,
-komory spalania ze złożeniem fluidalnym.

Doskonale wiemy, że odpady były, są i będą i możemy w życiu codziennym przyczynić się tylko do redukcji zanieczyszczeń, poprzez sortowanie śmieci i rezygnację z kupowania żywności w dużych, nierozkładalnych opakowaniach, co pozwoli na istotne ograniczenie śmieci.





ODPADY KOMUNALNE

Odp.wielko-gabarytowe Papier, karton, tektura Szkło, metale, tworzywa Odp. ogrodowo- parkowe biotyna Inne odpady



Odbiór, Zbiórka Odbiór System dwóch
zbiórka w kontenerach w zbiornikach kontenerów przydomowych


Sortowanie Kompostowanie

Bezużyteczne resztki po
przeróbka sortowaniu spalanie pył
żużel
powtórne deponowanie
wykorzystanie
- sprzedaż

Schemat: Koncepcja postępowania z odpadami komunalnymi.

VI. Odzysk energetyczny z odpadów

Energia była, jest i będzie potrzebna ludziom w ich życiu. Jej postać, forma czy wykorzystanie może być różne, ale przede wszystkim potrzebujemy jej przy produkcji przemysłowej, transporcie, ogrzewaniu domostw czy oświetleniu. Początkowo tej energii dostarczało nam środowisko w postaci zasobów naturalnych nieprzetworzonych opału i paliw np. drewna, węgla brunatnego, kamiennego, ropy naftowej czy gazu. Również dawniej przetwarzano energię w wiatrakach czy młynach wodnych. Jednak ciągły wzrost zapotrzebowania na energię zmusił nas do szukania nowych metod uzyskiwania energii. Jedna z takich metod jest odzyskiwanie energii z odpadów.
Recykling energetyczny zwany też odzyskiem energii jest to proces, w którym odzyskuje się w części energię zużytą na wytworzenie wyrobów i towarów, usuniętych po zużyciu na wysypisko, w tym także odpadów opakowaniowych.
Recykling energetyczny obejmuje nie tylko spalanie odpadów, lecz także wytwarzanie z odpadów paliw stałych, ciekłych i gazowych oraz przetwarzanie ich na materiały termoizolacyjne.

Energie możemy uzyskać z:
- odpadów organicznych
- gazów unoszących się nad wysypiskami
- ścieków
- biomasy
- spalania odpadów

Energia z odpadów organicznych

W Polsce około 10 gospodarstw rolnych wykorzystuje energię biogazu z odchodów zwierzęcych do produkcji ciepła.
W procesach fermentacji odpadów biologicznych wytwarza się gaz, który ma szerokie zastosowanie w gospodarstwach i przedsiębiorstwach rolniczych. Firmy kompostujące gromadzą i przetwarzają odpady biologiczne dostarczane z rzeźni, ubojni, gospodarstw ogrodniczo-rolniczych a także z innych przedsiębiorstw przemysłowych. Zamiast bezproduktywnie spalać biogaz powstający w procesie kompostowania odpadów, można go wykorzystać jako paliwo dla silników gazowych stosowanych w układach wytwarzania energii elektrycznej.
Bioodpady organiczne są dostarczane do zakładu gdzie podlegają przeróbce ręcznej i mechanicznej. W celu unieszkodliwienia czynników chorobotwórczych, biomasa jest pasteryzowana tzn. jest podgrzewana do temperatury 70C. Pasteryzowana biomasa jest przekazywana do zbiornika reakcyjnego, gdzie poddana jest procesowi fermentacji. Biomasa pozostaje tam przez 20-25 dni. Proces fermentacji zachodzi w temperaturze 38C. W tych warunkach bakterie przetwarzają około 40-50 % materiału organicznego biomasy na palny biogaz, w którym zawartość czystego metanu wynosi 60-70%. Siarkowodór jest usuwany w procesie chemicznym, następnie gaz podlega sprężaniu do ciśnienia 1 bara i jest suszony. W ten sposób w ciągu 24 godzin uzyskuje się 3.000-4.000 m3 biogazu, co odpowiada 2.000 - 2.500 litrom oleju opałowego.

Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głownie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania obejmują:
· produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach,
· produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych,
· produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych,
· dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej,
· wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych/pojazdów,
· wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.



W niektórych krajach do zasilania pieców centralnego ogrzewania wykorzystuje się małe fermentownie odpadów zwierzęcych, ludzkich i gospodarskich.
Najwięcej takich instalacji jest w Chinach (ok. 6 mln), Indiach (1 mln), Korei Południowej, Brazylii oraz w Nepalu. Amerykanie specjalizują się w budowie fermentowni, które przerabiają obornik z farm liczących po kilka tysięcy krów.
Francuzi doskonale opanowali technologię wytwarzania biogazu z odpadów powstających przy przetwarzaniu warzyw i roślin przemysłowych. W krajach skandynawskich do ogrzewania mieszkań wykorzystuje się ciepło z fermentowania odchodów ludzkich i zwierzęcych.
W 1998 r. W Danii działało 20 dużych scentralizowanych biogazowni rolniczych odbierających odpady z przynajmniej kilku większych farm zwierzęcych, oraz 20 instalacji na indywidualnych farmach. Biogazownie duńskie produkują obecnie ponad 260 GWh energii elektrycznej rocznie. W Niemczech jest ponad 600 biogazowni rolniczych zlokalizowanych głownie na farmach indywidualnych

Energia uzyskana z wysypisk

Właściwie zagospodarowane składowisko odpadów komunalnych może stać się źródłem taniej energii odnawialnej - gazu wysypiskowego. Rozkład substancji organicznych przez mikroorganizmy rozpoczyna się w kilka miesięcy po złożeniu odpadów na wysypisku śmieci.
Gaz wydzielający się w sposób niekontrolowany utrudnia i przeciwdziała systematycznej i szybkiej rekultywacji wysypiska.
Aby przyspieszyć rekultywację i zapobiec unoszeniu się gazów nad terenem wysypiska, powstawaniu nieprzyjemnych zapachów oraz niekontrolowanym samozapłonom gaz powinien być zbierany i odprowadzany. Gaz ten uzyskiwany jest w zasadzie za darmo, a jego wykorzystanie w układzie wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej w istotny sposób zwiększa zyskowność wysypiska.




Produkt końcowy w postaci biogazu składa się średnio z:
45-65% metanu (CH4)
25-35% dwutlenku węgla (CO2)
10-20% azotu (N)

W kraju mamy prawie 800 wysypisk komunalnych, a tylko 20 z nich posiada instalacje do pozyskiwania gazu energetycznego. Wynika z tego, że z polskich wysypisk można uzyskać około 11 mld metrów sześć. biogazu w ciągu roku. Stanowi to równowartość 5,2 mln ton tzw. paliwa umownego. Z tony odpadów komunalnych otrzymuje się w skali roku 5 m3 biogazu. Na nasze wysypiska trafiają przeważnie śmieci nie poddawane selekcji. Jest w nich dużo szczątków organicznych, są więc zdolne do wytwarzania dużej ilości cennego paliwa.
Z powodu częstego braku odpowiednich uszczelnień masy składowanych odpadów, zasoby gazu wysypiskowego możliwe do pozyskania nie przekraczają 30-45% całkowitego potencjału powstającego na wysypisku gazu. W takich warunkach, zasoby metanu realnie możliwe do pozyskania z wysypisk odpadów komunalnych są szacowane na 135-145 milionów m3 rocznie, co jest równoważnikiem 5235 TJ energii. Tym niemniej, zasoby metanu możliwe do pozyskania mogłyby zostać nawet podwojone w przypadku zastosowania odpowiednich środków wymaganych przez normy Unii Europejskiej przy prowadzeniu gospodarki odpadami na wysypiskach, jak uszczelnienia geotechniczne złoża osadów hamujące migracje gazu, kontrola uwodnienia złoża, systemy drenaży, odpowiednia segregacja składowanych odpadów organicznych itp.

Szacuje się, że w chwili obecnej na świecie działa co najmniej 800 instalacji do energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego. W Europie najbardziej zaawansowana jest pod tym względem Wielka Brytania, gdzie do tej pory moc zainstalowana na gazie wysypiskowym wynosiła w listopadzie 1998 r. ponad 175 MW elektrycznych, zaś niedawno nowo podpisane w ramach krajowego przetargu kontrakty na dostawy energii z tego źródła spowodują wzrost mocy zainstalowanej do 489 MW elektrycznych. W Polsce jeszcze w 1996 r. działało tylko kilka instalacji do wykorzystania gazu wysypiskowego ale w ostatnich dwóch latach liczba ta zaczęła się gwałtownie zwiększać dochodząc w grudniu 1998 prawie do 20 obiektów. Pierwsze wdrożenia dotyczyły jak dotąd instalacji produkujących głównie energię elektryczną. Moc zainstalowana na poszczególnych składowiskach na ogół nie przekraczała 400 kW. Można się jednak spodziewać, że po zebraniu już pierwszych doświadczeń z wykorzystaniem gazu wysypiskowego, w nieodległej przyszłości w Polsce pojawią się jeszcze lepiej zaprojektowane instalacje o większych mocach przekraczających 1 MW

Energia z oczyszczalni ścieków
Zastosowanie zestawów odzysku i przerobu biogazu w oczyszczalniach ścieków jest jedną z najbardziej ekonomicznych metod pozyskiwania energii, gdyż gaz ze ścieków jako produkt uboczny najczęściej jest bezproduktywnie spalany.

Osady kanalizacyjne są produktami odpadowymi powstającymi w procesie mechanicznego, biologicznego i chemicznego oczyszczania, na końcu którego ulegają wysuszeniu. Wysuszony osad jest przekazywany do zbiornika fermentacyjnego, gdzie następuje proces beztlenowej fermentacji, w efekcie którego uwalnia się biogaz zawierający metan. Odgazowane osady kanalizacyjne są usuwane ze zbiornika fermentacyjnego, chwilowo składowane, wysuszane i kompostowane, a następnie przekazywane na odpowiednie cele np. jako nawóz dla rolnictwa.



Produkt końcowy w postaci biogazu składa się z:
· 50-60% metanu (CH4)
· 30-40% dwutlenku węgla (CO2)
· małych ilości gazów śladowych

Biogaz podlega sprężaniu - w przypadku dużej ilości substancji toksycznych, również oczyszczaniu - a następnie przejściowo jest przechowywany w zbiorniku gazu. Stąd biogaz jest przekazywany pod stałym ciśnieniem do układu kogeneracyjnego. Silnik gazowy zamienia energię skumulowaną w biogazie na energię mechaniczną i cieplną. Energia mechaniczna wykorzystywana jest do napędu generatora synchronicznego, który wytwarza energię elektryczną na pokrycie potrzeb własnych oczyszczalni. Nadwyżka energii elektrycznej może być przekazana do publicznej sieci elektroenergetycznej.
Ciepło powstające w silniku zostaje spożytkowane do podgrzewania osadu ściekowego w komorze fermentacyjnej do temperatury 32-34 C, co wspomaga produkcję biogazu, oraz jest doprowadzane do instalacji grzewczej oczyszczalni. Jeżeli występuje jego nadmiar - co często zdarza się w przypadku dużych instalacji - ciepło o wysokiej temperaturze, pochodzące z chłodzenia układu wylotowego spalin, może zostać użyte do pasteryzacji lub suszenia osadu ściekowego. Może również zostać przekazane do publicznej sieci ciepłowniczej


Od roku 1994 w Polsce zainstalowano 20 biogazowni w miejskich oczyszczalniach ścieków, między innymi w Olsztynie (2x200kWel, 2190 kWth), Siedlcach (200kW z blokiem ciepła), Opolu (2x200kW), Inowrocławiu (2x160kW z blokiem ciepła), Elblągu (2x200 z blokiem ciepła), Puławach (2x160kW z blokiem ciepła), Pleszewie, Krynice, Ostródzie, Zawierciu (3x310 kWth), Krośnie, Bielsko-Białej (240kWel, 400 kWth), Zamościu (1200kW el + 1200kWth), Świnoujściu (2x180kWel, 2x338 kWth, kocioł grzewczy 1020 kW), Sitkówce k.Kielc (2x404 kWel, 2x510 kWth), itp.
Całkowita produkcja w instalacjach biogazowych na oczyszczalniach ścieków w Polsce w listopadzie 1999 wynosiła 72.5 GWh energii elektrycznej i ponad 250 TJ energii cieplnej. Dla porównania w 1996 r. w W.Brytanii łączna moc zainstalowana instalacji biogazowych na oczyszczalniach ścieków wynosiła 92,6 MWel

Biomasa
W ekologii przez termin biomasa rozumie się ogólną masę materii organicznej, zawartej w organizmach zwierzęcych i roślinnych w danym siedlisku.
Pod tym pojęciem rozumie się także całość występującej w przyrodzie materii pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego nie wliczając w to materii organicznej zawartej w kopalinach. Poprzez fotosyntezę energia słoneczna jest akumulowana w biomasie, początkowo organizmów roślinnych, później w łańcuchu pokarmowym także zwierzęcych. Energię zawartą w biomasie można wykorzystać dla celów człowieka. Podlega ona przetwarzaniu na inne formy energii poprzez spalanie biomasy, lub spalanie produktów jej rozkładu. Spalanie odbywa się w kotłach, w celu uzyskania energii cieplnej, która może być ewentualnie dalej przetworzona na energię elektryczną.
Do celów energetycznych wykorzystuje się najczęściej:
· drewno odpadowe
· odchody zwierząt
· osady ściekowe
· słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej
· wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych
Spalanie biomasy jest uważane za korzystniejsze dla środowiska niż spalanie paliw kopalnych, gdyż zawartość szkodliwych pierwiastków (przede wszystkim siarki) w biomasie jest dużo niższa, a tworzący się w procesie spalania dwutlenek węgla jest zamieniany na biomasę przez kolejne pokolenia organizmów żywych wytwarzających biomasę, które następnie są znowu spalane itd. Natomiast dwutlenek wprowadzony do środowiska przy spalaniu paliw kopalnych pojawia się w środowisku nagle, po milionach lat gromadzenia i przekształcaniu się pokładów biomasy w paliwa kopalne, zwiększając efekt cieplarniany.
Oprócz bezpośredniego spalania wysuszonej biomasy, energię pochodzącą z biomasy uzyskuje się również poprzez:
- niezupełne spalanie biomasy, z którego spaliny (głównie tlenek węgla) spala się w silniku wysokoprężnym, napędzającym generator elektryczny.
-gaz (głównie wodór i tlenek węgla) powstały ze zgazowania biomasy w zamkniętych reaktorach o podwyższonej temperaturze jest spalany w kotle parowym lub bezpośrednio napędza turbinę.
- wyniku fermentacji biomasy otrzymuje się biogaz, metanol, etanol i inne, które to związki mogą być następnie przetworzone na inne formy energii
W roku 1984 biomasa roślinna pokrywała 13% światowej produkcji energii, w tym Kanada pokrywała 7% potrzeb energetycznych, a USA 4% potrzeb. W roku 1990 udział biomasy w światowej produkcji energii wyniósł 12%.Ogólnie z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie 10 - 20 t biomasy, czyli równowartość 5 - 10 ton węgla. Rolnictwo i leśnictwo zbierają w Polsce biomasę równoważną pod względem kalorycznym 150 mln ton węgla.
Spalanie odpadów
Obecnie coraz większe znaczenie ma współspalanie odpadów w paleniskach przemysłowych:
- elektrowni i elektrociepłowni,
- cementowni,
- przemysłów, w których występują procesy wysokotemperaturowe.
Celem procesów współspalania jest pozyskiwanie energii zawartej w odpadach, dzięki czemu
osiąga się korzyści wynikające z oszczędności na pierwotnych nośnikach energii.
Charakterystykę odpadów pod względem paliwowym określa trójkąt spalania Tannera,
którego współrzędne są następujące:
- zawartość wilgoci - 50%,
- zawartość substancji mineralnej - 60%,
- zawartość substancji organicznej (palnej) - 25%.
Minimalna wartość opałowa, która umożliwia spalanie odpadów bez dodatkowego paliwa
wynosi 5-6 MJ/kg (Wandrasz J.W., Wróblewicz T. 1995; Sebastian M. 2000).
Tak więc odzysk ciepła w instalacjach termicznej utylizacji odpadów przy zastosowaniu
konwencjonalnych technologii jest efektywny wówczas, gdy wartość opałowa spalanych
odpadów wynosić będzie ponad 5,8 MJ/kg. Taka wielkość wartości opałowej zapewnia
spalanie odpadów na ruszcie bez dodatkowego paliwa. Natomiast nie zapewnia uzyskania w
komorze spalania wymaganej przepisami temperatury 850 o C. Z doświadczeń( praktycznych
wynika, że temperatura taka może być osiągnięta przy wartości opałowej powyżej 7,5 MJ/Mg.
Zadaniem przeróbki termicznej odpadów nie dających się już wykorzystać jest między
innymi osiągnięcie (Lorber K. E i inni 1999):
- zmniejszenie ciężaru odpadów,
- zmniejszenie objętości odpadów, a tym samym redukcją kosztów transportu,
-zmniejszenie składowiska,
-rozkład organicznych materiałów szkodliwych,
-pozyskanie energii z odpadów.
Cementownie stanowią jedne z najważniejszych zakładów mogących być potencjalnymi zakładami przetwórstwa odpadów. Wynika to z faktu, że w Polsce praktycznie nie istnieją profesjonalne zakłady unieszkodliwiania odpadów i wy-budowane specjalnie do tego celu. Jednocześnie w naszym kraju istnieje kilkanaście cementowni, które eksploatują piece pracujące w temperaturze ok. 1400 oC. Jest to temperatura umożliwiająca rozłożenie praktycznie wszystkich substancji i związków chemicznych. Oznacza to skuteczną i absolutną likwidację wszelkich odpadów oraz wbudowanie ich w strukturę krystaliczną klinkieru, szczególnie metali ciężkich. Wszystko to powoduje, że w piecach cementowych można unieszkodliwiać skutecznie prawie wszystkie odpady organiczne oraz nieorganiczne zawierające metale ciężkie.

Paliwa alternatywne
Odpady komunalne i przemysłowe lub ich mieszaniny zarów