BREF WTI-CAST A

Transkript

BREF WTI-CAST A

Kapitola 2
1 OBECNÉ INFORMACE
[5, Concawe, 1996], [7, Monier and Labouze, 2001], [13, Marshall, et al., 1999], [14, Ministry for the
Environment, 2000], [36, Viscolube, 2002], [39, Militon, et al., 2000], [40, Militon and Becaud,
1998], [41, UK, 1991], [42, UK, 1995], [53, LaGrega, et al., 1994], [55, UK EA, 2001], [56, Babtie
Group Ltd, 2002], [86, TWG, 2003], [100, UNEP, 2000], [121, Schmidt and Institute for
environmental and waste management, 2002], [122, Eucopro, 2003], [124, Iswa, 2003], [125, Ruiz,
2002], [126, Pretz, et al., 2003], [128, Ribi, 2003], [150, TWG, 2004], [152, TWG, 2004]
1.1 Účel zpracování odpadu
Sekundární produkty neodmyslitelně patří ke každému průmyslovému procesu a obvykle se
jim nemůžeme vyhnout. Navíc používání produktů ve společnosti také vede ke zbytkům. V
mnoha případech nemohou být tyto typy materiálů (sekundární produkty i zbytky) znovu
použity jiným způsobem a není tudíž možné je uplatnit na trhu. Tyto materiály jsou obvykle
dány třetím osobám ke zpracování.
Důvod zpracování odpadu není vždy stejný a často závisí na druhu odpadu a povaze jeho
následného osudu. Některá zpracování a zařízení na zpracování odpadu jsou víceúčelová. V
tomto dokumentu základními důvody pro zpracování odpadu jsou:
•
•
•
•
redukovat nebezpečnou podstatu odpadu
rozdělit odpad na jeho jednotlivé komponenty, některé, nebo všechny z nich mohou
být později využity v dalším zpracování
redukovat množství odpadu, který bude nakonec poslán na skládku
transformovat odpad na použitelný materiál
Procesy zpracování odpadů mohou vyžadovat přemísťování a transfer látek mezi médii.
Například některé zpracovatelské procesy mají za následek tekutý odpad posílaný do
kanalizace, tuhé odpady posílané na skládku odpadů a jiné, které jdou jako emise do ovzduší,
nejčastěji ze spalování. Odpad může být také vhodně upraven tak, aby byl vhodný k jinému
druhu zpracování, jako například spalování regenerovaného palivového oleje. Je zde také
množství důležitých pomocných aktivit spojených se zpracováním, jako je například převzetí
a uskladnění před zpracováním na místě (on site) nebo před odstraněním z daného místa (off
site).
1.2 Zařízení na zpracování odpadu
Tato část poskytuje souhrnný přehled o odvětví zpracování odpadu v EU. Je zde zahrnuto i
krátké vysvětlení prováděných zpracování.
V EU jsou odpady velmi regulovány. Z tohoto důvodu je zde k dispozici mnoho právních
definic používaných v tomto sektoru (např. odpad, nebezpečný odpad). Některé definice jsou
dostupné v Rámcové směrnici o odpadech a v dodatku k ní.
Odpad se v zásadě buď regeneruje nebo likviduje. Zařízení na zpracování odpadu proto
provádějí operace, jejichž cílem je regenerace nebo likvidace odpadu. Zařízení na zpracování
odpadu nejsou zpravidla považována za producenty výrobků jako jiné průmyslové sektory.
Místo toho poskytují společnosti služby tím, že zpracovávají její odpadní materiály. Závod na
zpracování odpadu obvykle zahrnuje sousedící území, stavby a další plochy využívané pro
uskladnění, regeneraci, recyklaci, zpracování nebo disponování s odpadem.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
MA/EIPPCB/WT_BREF_FINAL
Srpen 2005
1
Kapitola 2
Podobně jako u klasifikace druhů odpadů jsou i činnosti spadající pod zpracování odpadu z
právního hlediska klasifikovány, a to v Příloze II k Rámcové směrnici o odpadech. Kopie této
klasifikace je uvedena v kapitole 8.1.1 v příloze tohoto dokumentu, spolu s příklady její
aplikace.
Koncept centra, které se věnuje managementu odpadu, není nový. Dlouho před vznikem
legislativy týkající se odpadu (nebezpečného nebo ostatního) uznaly společnosti, které
produkovaly odpad, potřebu odborného zpracování a disponování s jejich odpadem. Mnoho
producentů odpadů postavilo a provozovalo vlastní specializovaná zařízení, obvykle na území
vlastního podniku.
Jiné společnosti, které produkovaly odpad a neměly vhodné stanoviště nebo netvořily
dostatečně velké množství odpadu k odůvodnění investice do zařízení v místě vzniku odpadu,
přepravovaly svůj odpad mimo své stanoviště do specializovaných zařízení ke zpracování.
Taková zařízení zpravidla nazýváme komerčními zařízeními, která zpracovávají odpad mimo
místo jeho vzniku. Koncem šedesátých let tak začal svůj vývoj průmysl komerčního
odpadového hospodářství. Jeho úlohou bylo shromáždit a dopravit odpad do specializovaných
off-site zařízení, kde se uskutečnilo zpracování a další disponování s tímto odpadem.
Tak jako je mnoho typů odpadu, je také mnoho způsobů, jak může být s odpady nakládáno.
Například existuje nejméně 50 komerčně aplikovatelných technologií pro zacházení s
nebezpečným odpadem. Zpracovatelská zařízení mohou fungovat s využitím pouze jedné
technologie nebo mohou spojit různé technologie, zvláště pokud jde o komerční zařízení
sloužící několika producentům odpadu.
Existují rozdíly mezi komerčním off-site zařízením a on-site zařízením, které se specializuje
na zacházení s konkrétním druhem odpadu. To vyplývá částečně ze skutečnosti, že off-site
zařízení přijímají odpad ze zdrojů mimo místní komunitu, zatímco on-site zařízení zacházejí
pouze s odpadem tvořeným tím, co by mohlo být dlouhodobou a ekonomicky důležitou
činností v komunitě. Z technického pohledu nakládají off-site zařízení většinou se širším
spektrem odpadních typů a jsou zpravidla větší a složitější.
Off-site centra mohou být rozdělena následovně:
•
•
•
zařízení zaměřená převážně na regeneraci materiálu jako prodejného produktu
(rozpouštědla, oleje, kyseliny nebo kovy). Některá z nich využívají energetickou
hodnotu odpadu.
Zařízení zaměřená na změnu fyzikálních nebo chemických charakteristik odpadu nebo
zařízení, která rozloží nebo zničí složky odpadu pomocí kterékoli fyzikální, chemické,
tepelné nebo biologické metody.
Zařízení zaměřená na permanentní umístění odpadu na povrchu země nebo pod ním.
Tato zařízení nejsou předmětem tohoto dokumentu.
Následující kapitoly v rámci této části poskytují konkrétnější informace o typech zařízení na
zpracování odpadu, klasifikovaných podle jejich hlavní prováděné činnosti. Ne všechny typy
zpracování odpadů, které jsou popsány v tomto dokumentu, jsou uvedeny i v této části. Je to
asi proto, že jsou taková zpracování považována za méně důležitá.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
2
Kapitola 2
1.2.1 Zařízení pro přesun odpadu
Operace uskutečněné v těchto zařízeních zahrnují: přijetí, vyjmutí z obalů, třídění, přesun
před předáním k vlastní operaci spočívající v regeneraci nebo likvidaci. V některých
případech může být v tomto zařízení také prováděno mísení nebo promíchávání. Stanice pro
přesun odpadu mohou zahrnovat jednotlivé operace nebo mohou být nedílnou součástí část
procesu zpracování. Všechna centra obvykle nějakým způsobem shromažďují tuhé odpady,
kapaliny se dekantují z jedné nádoby do druhé. Přesun kapalin může probíhat z cisterny do
záchytné nádrže, nebo z frakcí o litrovém objemu až do sudu o objemu více než 200 litrů.
Obvykle prováděnými operacemi jsou kontrola, vzorkování, fyzické třídění a balení,
dekantace, mísení, vyprazdňování bubnu, uskladnění, zpracování bubnu/IBC a v některých
případech i likvidace tkanin použitých k utírání, dále solidifikace a drcení olejových filtrů.
Stanice pro přesun odpadu se dělí do dvou kategorií podle cíle zařízení:
• Zaměřené na výstupní tok
Odpovídá to centrům, která fungují jako "dodavatel" pro další procesy: např. regenerace
rozpouštědel, spalování odpadu, chemické zpracování. Tato centra mají za cíl připravit
konkrétní odpadní toky, které lze kontrolovat, analyzovat, a které poskytují trvalý výchozí
produkt pro přidružené procesy. Mohou také přijímat a zpracovávat různé druhy dalších
materiálů za účelem poskytnutí kompletních služeb svým klientům. Často manipulují s
mnohem vyšším podílem určitých odpadních toků a přijetí, uskladnění a řídící systémy jsou
proto navrženy pro tyto odpady.
• Zaměřené na vstupní odpad
Jsou to nezávislé přesunovací stanice, které obvykle přijímají široké spektrum materiálů ze
sousedních regionů. Také mísí a shromažďují materiály za účelem produkce odpadního toku
vhodného pro různé zpracování, regeneraci nebo likvidaci, ale obvykle se nezaměřují na
nějakou specifickou skupinu odpadů. Mohou mít odmítavý postoj k určitým odpadním tokům,
ale to můžeme pravděpodobně přičíst spíše lokálním modelům produkce odpadu a komerčním
příležitostem než potřebě poskytnout výchozí produkt pro jednotlivé následné procesy.
Většina operací spojených s přípravou odpadů se dělí na dvě skupiny:
•
•
Přeskupení/úprava. Cílem je seskupit odpady v malých nebo středních množstvích,
pokud mají stejnou povahu a pokud jsou slučitelné. Výsledný odpad ještě musí být
zpracován. Účelem přeskupování je získat větší a homogennější objemy pro
zpracování odpadů, zlepšit tak bezpečnost (např. usnadnění manipulace) a zefektivnit
logistiku. Kombinace procesů použitých v přípravě odpadů a v operacích předběžné
úpravy závisí na finálního zpracování.
Předběžná úprava (předzpracování). Cílem je přizpůsobit odpad druhu regenerace
a/nebo likvidaci v rámci finálního zpracování. Předběžná úprava (předzpracování)
zahrnuje několik aspektů. Může být definována jako operace, které vedou k
homogenizaci chemického složení nebo fyzikálních charakteristik daných odpadů.
Předběžná úprava produkuje odpad, který se může velmi lišit od původního odpadu, i
když ne z pohledu regulačních orgánů. Tento předzpracovaný odpad stále ještě musí
být zpracován v zařízení na regeneraci nebo likvidaci. Na konci procesu předběžné
úpravy by měl odpad vyhovovat chemickým a fyzikálním specifikacím, které
stanovuje koncový uživatel.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
3
Kapitola 2
Činnosti v rámci přeskupení a předzpracování mohou být prováděny na stejném místě jako
konečné zpracování, v místě produkce odpadů nebo na zvláštním místě. Bez ohledu na místo
je však operační proces stejný.
Tabulka 1.1 uvádí počet zařízení pro přesun odpadu a kapacity v různých evropských zemích.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
Irsko
Itálie
Lucembursko
Nizozemsko
Rakousko
Portugalsko
Finsko
Spojené
království
Island
Norsko
Celkem
Počet známých zařízení
Nebezpečné Bezpečné
10
0
125
6
68
Známá kapacita (kt/rok)
Nebezpečné
Bezpečné
0
3000
12
0
1
2
16
5
5
0
3975 m3
58
143
0 (1)
439
0
0
689
Y
0
2073
0
0
2216
(1) Žádná bezpečná zařízení, kromě zařízení, kam je odpad složen za účelem povolení jeho přípravy k
dalšímu zpracování.
Poznámka: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo kapacity. Hlavními
důvody jsou velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo protože žádná data nebyla poskytnuta
TWG. Buňky bez čísel znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
Tabulka 1.1: Zařízení pro přesun odpadu
[39, Militon, et al., 2000], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003],
[150, TWG, 2004]
1.2.2 Zařízení zahrnující biologické zpracování odpadu
V kapitole o Rozsahu tohoto dokumentu zjistíte, která biologická zpracování odpadu jsou zde
uvedena. Všimněme si však, že data obsažená v tabulce 1.2 se týkají všech biologických
zpracování, včetně těch, která zde nejsou uvedena. Důvodem je, že dosažitelné statistiky se
obvykle odvolávají na národní data a je těžké oddělit informace pouze o těch zařízeních, která
jsou obsažena v tomto dokumentu.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
5
Y
1
0
57
2000
0
Y
3
Y
0
Y
Nebezpečné
Bezpečné
0
0
140
0
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
4
Kapitola 2
Irsko
1
Y
Itálie
74
3
180
Lucembursko
0
Y
0
Nizozemsko
7
Y
Rakousko
8
16 (1)
103
706 (1)
Portugalsko
1
9
88
514
Finsko
20
41
98
305
Švédsko
Y
Velká Británie
0
173
Island
0
0
0
0
Norsko
0
Y
0
Celkem
177
442
429
1705
Y: existuje, ale nejsou dostupná data
(1) data odpovídají pouze MBT
Data v této tabulce odpovídají všem druhům biologických zařízení a nikoli pouze těm, která jsou
obsažena v tomto dokumentu. Proto počet zařízení obsažených v tomto dokumentu bude menší než
počty, které se objevují v tabulce.
Tabulka 1.2 Zařízení na biologické zpracování odpadu
[39, Militon, et al., 2000], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003],
[150, TWG, 2004]
Ve Finsku existuje 561 zařízení na čištění odpadních vod, ve kterých se také zpracovávají
kaly ze septiků. Existuje 41 zařízení (27 aerobních a 14 anaerobních) na zpracování jiných
než nebezpečných odpadů. Kromě takovýchto zařízení, která jsou zmíněna v tabulce 1.2, je
zde také 129 kompostovacích zařízení s celkovou kapacitou 542 kt/rok.
V některých zemích (např. VB a Itálie) biologická zpracování provádějí převážně
vodohospodářské společnosti, které využívají již existující kapacity v ČOV. Odhaduje se, že
je zde potenciálně asi 30 zařízení. Objemy zpracování odpadu jsou malé, obvykle tvoří méně
než 1% vstupu ČOV, ale v některých případech to představuje výrazné zatížení z hlediska
CHSK (v jednom případě je to celkově 50% vstupu CHSK do ČOV). Nicméně tento typ
zpracování je problematický, protože zde existuje možnost naředění kontaminantů a
kontaminace splaškových kalů vycházejících z tohoto zpracování.
1.2.3 Zařízení pro fyzikálně chemické zpracování odpadních vod
Tento sektor je reprezentován velkou škálou procesů, které jsou klasifikovány jako "chemická
zpracování". Tato škála je v rozsahu od mísících systémů bez chemických interakcí až po
složitá zařízení, která umožňují mnoho typů zpracování, a některé z nich jsou uzpůsobeny
podle zákazníků pro jejich konkrétní odpadní toky.
Proces je navržen pro čištění odpadních vod (znečištěných např. kyselinami/zásadami, kovy,
solemi, kaly), ale obvykle přijímá také různý organický materiál, např. vody z praní a
oplachů, zbytky ze separace oleje a vody, odpady z čištění, odpady z lapačů atd. Tyto
materiály mohou obsahovat téměř jakýkoli průmyslový materiál. Je pravděpodobné, že proces
zpracování bude mít nějaký účinek na organický materiál, např. kvůli chemické oxidaci
CHSK, některé organické látky by mohly být adsorbovány do kalů, nebo při zpracování
emulzí by se mohla část organického obsahu oddělit od vodní fáze.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
5
Kapitola 2
Tyto systémy zpracování odstraňují a/nebo detoxikují nebezpečné složky rozpuštěné nebo
suspendované ve vodě. Výběr a pořadí jednotlivých procesů určují charakteristiky
přicházejícího odpadu a požadovaná kvalita odtoku. Zařízení na fyzikálně chemické čištění
odpadních vod zpravidla obsahují následující jednotkové procesy: destrukce kyanidu, redukce
chrómu, dvojstupňové srážení kovů, úprava pH (neutralizace), filtrace pevných složek,
biologické úpravy, adsorpce na aktivním uhlí, odvodnění kalu, koagulace/flokulace a další.
Země
Známá kapacita
Nebezpečné
Bezpečné
Belgie
8
Y
Dánsko
4
Y
Německo
349
9000
Řecko
0
0
0
0
Španělsko
49
901
Francie
19
Y
301
Irsko
4
Y
Itálie
147
Y
Lucembursko
1
0
0
Nizozemsko
30
0
0
Rakousko
33
Y
515
Portugalsko
2
Y
22000 m3
Finsko
36
0(1)
144
0
Velká Británie
32
289
Island
0
0
0
0
Norsko
4
Y
Celkem
618
9289
1883
(1) nejsou žádná bezpečná zařízení pouze s touto operací
Tabulka 1.3: Zařízení pro fyzikálně-chemické zpracování odpadů
[60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003], [150, TWG, 2004]
Fyzikálně-chemické zpracování odpadních vod zpravidla odpad rozděluje na jiný typ odpadu
(nejčastěji tuhý) a na odtékající vodu, která většinou není považována za odpad, protože je
součástí jiné legislativy.
Fyzikálně-chemická zařízení mají zásadní význam pro malé a střední firmy. Odpad, který
bude muset být zpracován ve fyzikálně-chemickém zařízení, bude v budoucnu i nadále
produkován. Povinné přijímání odpadu obecně přijatelnými fyzikálně-chemickými zařízeními
je výhodou pro obchod a průmysl, protože usnadňuje správnou likvidaci odpadu a zbavuje
průmysl a obchod ekonomické zátěže.
Mohou být určeny následující hlavní konfigurace:
• Vnitropodniková fyzikálně-chemická zařízení. Specializují se na zpracování odpadu
produkovaného danou společností.
• Obecně přístupná fyzikálně-chemická zařízení (poskytující služby). Ta se hodí pro
zpracování odpadu vyprodukovaného v určitých regionech.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
6
Kapitola 2
1.2.4. Zařízení pro zpracování popela ze spalování a zbytků po čištění
kouřových plynů
Během spalovacích procesů se tvoří pevný odpad. Tento pevný odpad se zpravidla nazývá
"popel". Obvykle se jedná o dva typy: jeden se nazývá "dnový popel"nebo „popel ze dne
kotle“, který vzniká ve spodní části spalovací komory a druhý, který se nazývá "popílek",
který je menší a je součástí zplodin ze spalování. Popílek je obvykle zachycován v čistících
zařízeních pro kouřové plyny.Taková čistící zařízení jsou vhodná nejen pro létavý popílek, ale
také k extrahování dalších znečišťujících látek. Při této činnosti mohou vznikat různé druhy
odpadu.Tato část popisuje ta zařízení, která zpracovávají různé druhy odpadu ze spalovacích
procesů i ostatní procesy čištění spalin.
Popel ze spalování a zbytky z čištění spalin jsou jedny z hlavních odpadních produktů, které
jsou zpracovávány stabilizací a solidifikačními procesy, buď ve spalovnách nebo v zařízeních
na zpracování odpadu. Dalšími metodami jsou vitrifikace, čištění a recyklace některých
složek (např. solí). Jiná metoda zpracování popela zahrnuje jeho roztavení plazmou při velmi
vysokých teplotách za účelem vitrifikace jeho struktury. Jedno takové zařízení existuje ve
Francii a jeho celková kapacita zpracování je 3,5 kt ročně.
1.2.5. Zařízení pro zpracování odpadů kontaminovaných PCB
Spalování odpadu, pokud je dosažitelné, je nejdostupnější a nejpoužívanější technologií
ničení PCB. Kompletní zničení PCB spálením je možné pouze za určitých definovaných
podmínek (například vysoká teplota a delší čas). Kvůli ceně spalování odpadu a jeho
nedostupnosti v mnoha zemích se někdy používají alternativní technologie.
1.2.6 Zařízení na zpracování odpadního oleje
Použité mazací oleje mohou být zregenerovány do kvality, která je v podstatě shodná
s kvalitou některých skupin základových olejů, ze kterých se vyrábí mazací oleje (některé
základové oleje ze skupiny III a mimořádně i ze skupiny IV obsahují zregenerované oleje).
Tento proces je obvykle označován za "opětovnou rafinaci oleje".
Získávání oleje z odpadu je běžnou součástí odpadového průmyslu. Existují licencovaná
střediska, která se specializují na získávání oleje z různého odpadu. Navíc řada chemických
podniků a stanic pro přesun odpadů má separační jednotky, ve kterých dojde k oddělení oleje
od vody předtím, než dojde k jeho přesunu do specializovaných zařízení ke zpracování.
Některé faktory, které ovlivňují toto odvětví, jsou:
• společnosti, které slouží jednotlivým průmyslovým odvětvím, se kloní k nabízení
obecných služeb v odpadovém hospodářství právě těmto odvětvím, a to může
zahrnovat i odpadní oleje
• společnosti, které sbírají použité mazací oleje z autoopraven, také sbírají olejové filtry,
oleje z řízení, brzd a převodovek, nemrznoucí směsi a baterie
• společnosti, manipulující s transformátorovými oleji sbírají také oleje s malým
množstvím PCB
• některá chemická a biologická čistící zařízení se zabývají obnovou olejů v malém
měřítku, jako součást svých předběžných úpravných procesů. Jedná se zpravidla o
jednoduché separační systémy na bázi gravitace.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
7
Kapitola 2
V EU existuje velký počet továren pro zpracování a nakládání s oleji. Některé společnosti
provedou jednoduché čištění, odstraněním usazenin a vody z odpadního oleje. S odpadními
oleji je nakládáno dvěma způsoby. Jeden představuje jeho využití jako pohonné látky, druhý
pak jeho opětovnou rafinaci, takže jeho část ( většinou 50 - 60%) může být znovu využito
jako základový olej pro mazací oleje. Zpracovatelé oleje mají většinou velmi dobré povědomí
o své provozní činnosti.
Je zde velké množství procesů a držitelů povolení, kteří v současnosti nabízejí způsoby, jak
zpracovávat odpadní olej. Existuji čtyři hlavní procesy, které se používají při zpracování
odpadních olejů: mísení, separace, chemické zpracování, destilace a krakování.
Ve všech procesech zpracování odpadního oleje jsou ekonomická hodnota i výhřevnost z
odpadních olejů obnoveny do různých stupňů. Dvě hlavní techniky jsou opětovná rafinace a
přímé spalování (především v cementárnách), přičemž obě dávají asi 30% celkového
množství obnoveného oleje. Další dvě metody, které dohromady představují zbylou třetinu,
jsou přepracování a regenerace, přičemž druhá z těchto metod se využívá hlavně pro
hydraulické oleje.
Úroveň znalostí o olejích se mezi firmami značně liší. Částečně kvůli skutečnosti, že odpadní
olej je neobyčejně komplexní a proměnlivý materiál s obrovským potenciálním rozsahem
jednotlivých složek, které nejsou ani v současnosti všechny kategorizované.
Data o odpadních olejích, která jsou v současné době v Evropě k dispozici, jsou velmi nízké
kvality, zvláště v souvislosti s regenerací. Obr. 1.1 ukazuje přehled procent z typů zpracování
odpadního oleje v každé zemi EU. Podle dat z tohoto odvětví z roku 1993 byl použitý olej
likvidován přímým spalováním (32%), opětovnou rafinací na základový olej (32%),
přepracováním na průmyslové palivo (25%) a získáváním specifických průmyslových olejů
(11%). Tato procenta se nicméně od této doby značně změnila, jak ukazuje následující
obrázek.
Obr. 1.1. Hospodaření s odpadními oleji v EU v roce 1999
[7, Monier and Labouze, 2001], [86, TWG, 2003], [150, TWG, 2004]
Opětovná rafinace
Podle [7, Monier and Labouze, 2001] bylo v roce 2000 v Evropě vyprodukováno kolem 220 kt
opětovně rafinovaného základového oleje, což tvořilo méně než 5% z celkové poptávky po
základovém oleji v Evropě.
V posledních letech se míra prováděné regenerace znatelně snížila v některých zemích EU,
které byly průkopníky v jejím využívání, jako např. Francie, Německo, Itálie a Velká
Británie. Je to zmírněno skutečností, že se objevily některé nové projekty v několika zemích:
Francii, Německu, Itálii, Španělsku.
Známá instalovaná kapacita pro opětovnou rafinaci základového oleje v celé Evropě je něco
přes 500 kt/rok, přičemž kapacity jednotlivých zařízení se pohybují od 35 do 160 kt/rok.
V současné době je na celém světě asi 400 zařízení na opětovnou rafinaci s celkovou
kapacitou asi 1800 kt/rok. Ačkoliv většina těchto provozů je umístěna ve Východní Asii
(Čína, Indie a Pákistán), jejich jednotlivá kapacita je převážně nízká, v průměru asi 2 kt/rok.
Většina těchto zařízení používá kyselinu/jíl a jen málo z nich produkuje kvalitní rafinované
oleje nebo bere v úvahu otázky týkající se životního prostředí.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
8
Kapitola 2
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
Irsko
Itálie
Lucembursko
Malta
Nizozemsko
Rakousko
Polsko
Portugalsko
Finsko
Švédsko
Velká Británie
Jugoslávie
Celkem
2
1
8
1
2
2
0
7 (1)
0
2
0
0
1
0
5
0
3 (2)
1
35
45
40
770
40
69
200
0
273 (1)
0
2,4
0
0
80
0
88
0
5 (2)
1612,4
(1) Dvě zařízení v současné době nefungují. Jejich kapacita je 25 kt/rok.
(2) Jeden člen TWG tato čísla zpochybňoval jako nesprávná.
Tabulka 1.4 Zařízení pro opětovnou rafinaci odpadního oleje v evropských zemích
[5, Concawe, 1996], [7, Monier and Labouze, 2001], [13, Marshall, et al., 1999], [36, Viscolube,
2002], [86, TWG, 2003], [128, Ribi, 2003], [150, TWG, 2004]
Zařízení, která provádějí opětovnou rafinaci, mohou přizpůsobit kvalitu produkovaných
opětovně rafinovaných olejů a paliv podle mezinárodní a místní situace (ceny ropy, poptávka
na trhu, subvence atd.).
Příprava odpadního oleje (WO) k užívání jako paliva
Asi 50% odpadních olejů (tj. odpadní olej z plavidel a čištění nádrží, odpadní olej z
odlučovače oleje/vody, odpadní olej z emulzí atd.) není odpadní mazivový olej ani nemůže
být regenerováno na základový olej. Tyto odpadní oleje mohou být převedeny na jiné olejové
produkty (např. palivo).
Asi 50% odpadních olejů (waste oil – WO) bylo v roce 1999 používáno v Evropě jako palivo.
Kolem 400kt WO bylo spáleno v cementových pecích na evropské úrovni, což představuje asi
17% celkového množství WO a 35% z WO spáleného, přičemž míra se v různých zemích
velmi lišila. Tento postup představuje hlavní směr ve Francii, Řecku a Švédsku, ale je pouze
jedním z několika alternativních směrů v Rakousku, Belgii, Itálii a VB. Některé další sektory
v EU, které využívají WO jako palivo, jsou:
• vysoké pece, jako náhradu za koks (např. Belgie)
• cihlové pece (např. Španělsko)
• keramické pece (např. Španělsko)
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
9
Kapitola 2
•
•
•
•
•
•
•
rozsáhlá spalovací zařízení (např. Španělsko)
vápencové pece (např. Španělsko, Belgie)
krakovací zařízení za účelem produkce nových paliv (např. Belgie, podle zákonných
standardů)
přijímací zařízení v přístavech, kde přemění odpadní olej na lodní palivo (např. Malta)
spalovny odpadů (např. v roce 2002 byly spáleny 2kt nebezpečných odpadů v Belgii)
výtopny (např. servis budov, skleníky atd.)
zařízení produkující asfalt
Dvě poslední aplikace už nejsou používány ve Flandrách (Belgie) protože v lednu 1999 byly
schváleny přísnější environmentální předpisy. Tabulka 1.5 ukazuje množství spáleného
použitého oleje v některých zemích EU
Spalování
Cementové pece
Ve směsi s palivovým
olejem
Ostatní
Spalovny odpadů
Ohřívače v autoservisech
Celkem spáleno
Množství odpadního oleje
307
%
42
213
120
52
40
732
29
16
7
6
100
Údaje jsou pouze pro Dánsko, Finsko, Francii, Německo, Itálii, Nizozemsko, Norsko, Španělsko a
VB.
Poznámka: Získání kompletního souboru dat o objemech použitého odpadního oleje ve všech zemích
EU pro tuto studii je obtížné, protože mnoho ze spalovacích zařízení není konzistentně
zaznamenaných.
Tabulka 1.5: Objemy použitého oleje spáleného v EU za rok.
[5, Concawe, 1996]
Je zde také významný objem vod kontaminovaných olejem, které se sbírají pro regeneraci.
Tyto vody mají čistou negativní hodnotu, ale jsou zpracovávány, aby maximalizovala
regenerace uhlovodíků pro použití jako paliva. Tabulka 1.6 ukazuje některá zařízení, která
provádějí tuto činnost.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
Irsko
Itálie
Lucembursko
Malta
Nizozemsko
I.
II.
III.
1
10
4
Y
12
1
0
4
Y
1
60
Y
2
0
0
0
1
Y
I.
II.
310
100
III.
725
0
0
0
4,7
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
10
Kapitola 2
Rakousko
Portugalsko
Finsko
Švédsko
Spojené království
Celkem
I.
II.
III.
4
Y
3
2
160
252
0
Y
4
3
Y
19
0
1
1
3
0
0
155
54,5
0,2
1190
159,2
0,2
Používání odpadního oleje k přímému spalování
Používání znovu zpracovaného odpadního oleje jako paliva
Bezpečné oleje
Poznámka: Sloupce týkající se bezpečného odpadu odpovídají produkci biodieslového oleje
z použitého rostlinného oleje.
Tabulka 1.6: Zařízení, kde se odpadní oleje používají jako palivo nebo kde je odpadní
olej přepracován na palivo
[7, Monier and Labouze, 2001], [13, Marshall, et al., 1999], [56, Babtie Group Ltd, 2002], [86,
TWG, 2003], [128, Ribi, 2003], [150, TWG, 2004]
Podle zákonodárství EU není legální likvidovat WO na skládkách, v dešťové nebo odpadní
kanalizaci. V některých případech se použitý olej používá v některých venkovských oblastech
na neupravené silnice jako látka potlačující prašnost. Asi 25% WO v EU bylo v roce 1999
eliminováno.
1.2.7 Zařízení na zpracování odpadních rozpouštědel
Rozpouštědla se ve značné míře používají v chemických a biologických procesech. Při těchto
procesech vzniká odpadní rozpouštědlo, které se v rámci firmy recykluje. Příslušná
zpracování odpadního rozpouštědla jsou nedílnou součástí chemických/biologických procesů
a jsou popsány v jiných dokumentech BREF. Nicméně z ekonomických nebo technických
důvodů se odpadní rozpouštědla předávají třetí straně ke zpracování. V některých případech
se produkt tohoto zpracování vrací producentovi odpadu.
Odpadní rozpouštědla vznikají také v oblasti povrchových úprav na bázi rozpouštědel (např.
čištění nebo odmašťování v mnoha průmyslových sektorech a v chemickém čištění oděvů).
V mnoha případech se kontaminovaná rozpouštědla nebo zbytky z destilačních kolon (obsah
rozpouštědel od 1 do 10% v případě uzavřených čistících zařízení nebo zařízení s interní
destilací) předávají do specializovaných zařízení, která rozpouštědla destilují a regenerují.
Kvalita destilačních produktů je srovnatelná s kvalitou nových rozpouštědel.
V souladu s Rámcovou směrnicí o odpadech je první možností, která by se měla o
rozpouštědel i ostatních odpadů využít, recyklace. To pomohlo vytvořit aktivní trh v oblasti
recyklace rozpouštědel. Podobně jako u odpadních olejů, mohou být odpadní rozpouštědla,
která nejsou vhodná pro regeneraci kvůli určitému složení nebo příliš nízké čistotě, také
využita jako druhotné kapalné palivo, např. v cementářském průmyslu a při spalování
nebezpečných odpadů. Základní odlišnost od odpadních olejů je ta, že kvalita odpadních
rozpouštědel kolísá mnohem více než kvalita odpadních olejů.
Zařízení pro regeneraci rozpouštědel oddělují kontaminanty od odpadních rozpouštědel a tím
obnovují rozpouštědlo v jeho původní kvalitě nebo na produkt nižší kvality (např. ředidla
laků). Destilace (vsádková, kontinuální nebo parní) se používá u většiny komerčních
zpracovatelů rozpouštědel, přičemž se zregeneruje asi 75% odpadních rozpouštědel. Zbytek,
označovaný jako „destilační zbytek“ může být kapalina nebo kal, v závislosti na řadě
podmínek a zpravidla je nutné s ním zacházet jako s nebezpečným odpadem. Další separační
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
11
Kapitola 2
metody používané zpracovateli rozpouštědel zahrnují: filtraci, jednoduché odpařování,
odstřeďování a separaci proudem plynu.
Země
Známá kapacita
(kt/rok)
Belgie
5
>8
Dánsko
0
Německo
21
Řecko
3
Španělsko
14
64
Francie
27
90,7
Irsko
2
Itálie
2
Lucembursko
0
Nizozemsko
8
Rakousko
2
Portugalsko
1
10 000 m3
Finsko
4
11
Velká Británie
8
>12
Island
0
Norsko
11
CELKEM
108
185,7
důvody jsou velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo protože žádná data nebyla
poskytnuta TWG. Buňky bez čísel znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
Tabulka 1.7: Zařízení na zpracování odpadních rozpouštědel v evropských zemích
[40, Militon and Becaud, 1998], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003],
[129, Cruz-Gomez, 2002]
1.2.8 Zařízení na zpracování odpadních katalyzátorů, odpadu ze snižování
znečištění a ostatního anorganického odpadu
Zpracování odpadních katalyzátorů závisí na druhu katalyzátoru (katalyticky aktivní látce a
podpůrné struktuře nebo nosiči) i na dotčených vedlejších produktech z katalytického
procesu. Tato zpracování zahrnují: regeneraci katalyzátoru pro jeho opětovné použití jakožto
katalyzátoru, recyklaci komponent z katalyzátorů a likvidaci na skládce. Příkladem je
rakouské zařízení na regeneraci Ni z katalyzátorů používaných v potravinářství (Fe/Ni
slitina).
K extrahování a koncentrování kovů z kapalného odpadu se může použít hydrometalurgická
technologie. Nekapalné odpady nejdříve vyžadují rozpuštění.
Na Maltě existují dva podzemní sklady azbestu a jeden nadzemní, které čekají na zpracování.
Azbest pochází z lodí, které se opravují v docích, a nepoužitého azbestového potrubí.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Zpracování odpadních
katalyzátorů
Počet
známých
zařízení
0
0
1
5
0
Známá
kapacita
(kt/rok)
0
0
0
Zpracování ostatního
anorganického odpadu (včetně
kovů a kovových sloučenin)
Známá
Počet známých
kapacita
zařízení
(kt/rok)
13
3
63
0
0
6
195
Zpracování odpadu ze
snižování znečištění
Počet
známých
zařízení
1
1
2
0
15
Známá
kapacita
(kt/rok)
0
3
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
12
Kapitola 2
Francie
3
4,9
0
0
0
Irsko
4
0
0
0
Lucembursko
0
0
0
0
0
Malta
3
Nizozemsko
2
17
1
Rakousko
3
14
0
Portugalsko
0
0
0
0
0
Finsko 1
0
0
9
3
0
Island
0
0
0
0
0
Norsko
2
1
0
CELKEM
20
4,9
129
198
20
1 Zpracování 1 milionu zářivek s obsahem rtuti není zahrnuto.
Pozn.: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo kapacity. Hlavními důvody jsou velká
dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo protože žádná data nebyla poskytnuta TWG. Buňky bez čísel
znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
0
0
0
0
0
0
0
0
3
Tabulka 1.8: Zařízení na zpracování odpadních katalyzátorů, odpadu ze snižování znečištění a ostatního
anorganického odpadu v evropských zemích
[40, Militon and Becaud, 1998], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [150, TWG,
2004]
1.2.9 Zařízení na zpracování aktivního uhlí a pryskyřic
Většina odpadního aktivního uhlí a pryskyřic pochází z procesů čištění vod. Je velmi složité
odhadnout objem této regenerace v Evropě, především kvůli tomu, že mnoho provozovatelů
regeneruje svůj adsorbent ve svých zařízeních a jen zřídka jej provozovatelé posílají do
větších centralizovaných reaktivačních zařízení.
Aktivní uhlí se používá ve třech hlavních aplikacích: příprava pitné vody, v potravinářském a
nápojovém průmyslu (např. při odstraňování barvy při rafinaci cukru), a u běžných
průmyslových aplikací, např. při odstraňování VOC z odpadních plynů z procesů. Tyto
aplikace ovlivňují druh kontaminace uhlí a tudíž i potřebný regenerační proces.
Např. uhlí, které bylo použito v průmyslových aplikacích („průmyslové uhlí“), jako je čištění
odpadních vod, vyžaduje náročnější systém odstraňování znečištění než uhlí použité při
produkci pitné vody nebo v potravinářství.
V určitém bodě života procesu se uhlí vyčerpá a naplní svou kapacitu adsorbovaného
materiálu. Pak by se toto uhlí mělo regenerovat, případně likvidovat, pokud regenerace není
možná. Volba vhodného postupu je přirozeně dána ekonomikou a rozsahem. Při produkci
pitné vody se uhlí používá ve velkých množstvích a uloženo ve velkých otevřených ložích
s betonovou izolací. Při regeneraci těchto loží je nutné zpracovat velké množství použitého
aktivního uhlí. Právě tato aplikace je nejběžnější ve Velké Británii z hlediska objemu, a
regeneruje se buď v účelově postaveném zařízení v místě anebo se přepravuje k regeneraci.
Vzhledem k povaze trhu je zde tendence, že stále více regeneračních zařízení, která byla
původně navržena čistě pro zpracovávání vlastního materiálu, nyní nabízí komerční
regenerační služby.
V Evropě existuje minimálně 19 center, která regenerují aktivní uhlí na zakázku. Přibližné
počty jsou uvedeny v Tabulce 1.9.
Země
Belgie
Německo
Francie
Itálie
Nizozemsko
Rakousko
Známá kapacita
(kt/rok)
2
3
1
5
1
1
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
13
Kapitola 2
Finsko
1
Švédsko
1
Velká Británie
4
CELKEM
19
>50
Pozn.: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo kapacity.
Hlavními důvody jsou velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo
protože žádná data nebyla poskytnuta TWG. Buňky bez čísel znamenají, že
nebyly poskytnuty žádné informace.
Tabulka 1.9: Zařízení na zpracování aktivního uhlí v evropských zemích
[150, TWG, 2004]
Nejběžnější reaktivační pece jsou rotační pece s přímým hořením a násobné nístějové pece.
Někdy se používají rotační pece s nepřímým hořením, fluidní lože, vertikální a infračervená
zařízení. Pece používané po celém světě v 90. letech pro reaktivaci granulovaného aktivního
uhlí (GAC) jsou uvedeny v Tabulce 1.10.
Typ pece na reaktivaci GAC
Násobná nístěj
Fluidní lože
Rotační pec s nepřímým hořením
Rotační pec s přímým hořením
Vertikální typ
Infračervené pece (horizontální a vertikální)
Počet jednotek
>100
<20
>50
<30
<30
<9
Table 1.10: Typy pece na reaktivaci GAC používané celosvětově
[42, UK, 1995]
Kvantitativní údaje pro zařízení na regeneraci iontoměničových pryskyřic nejsou k dispozici.
1.2.10 Zařízení na zpracování odpadních kyselin a zásad
V EU existuje několik zařízení, která regenerují HCl. Nebyla zjištěna žádná zařízení na
regeneraci HBr. Odpadní kyselina sírová může být regenerována následovně:
• tepelný rozklad odpadní/vyčerpané/regenerované kyseliny sírové, přičemž výsledek se
pak používá jako primární nebo doplňkový zdroj SO2 pro kontaktní proces kyseliny
sírové. Tento postup je popsán v dokumentu BREF (LVIC(AAF) BREF [62, EIPPCB,
2003]), stejně jako všechny procesy, které produkují zdrojový SO2 rozkladem nebo
kalcinací
• proces založený na rekoncentraci slabé/vyčerpané/odpadní kyseliny sírové, se separací
možných nečistot (např. solí) nebo bez ní. Tento proces je součástí tohoto dokumentu
• průmyslové procesy, které používají kyselinu sírovou a jako nedílnou součást těchto
procesů zahrnují i recyklaci použité kyseliny sírové. Tento postup bude popsán
v příslušném dokumentu BREF, ve kterém je popsán celý daný proces (např. BREF
LVIC-tuhé látky a další pro výrobu oxidu titaničitého).
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
1
1
2
0
1
3
Známá kapacita
(kt/rok)
42
2
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
14
Kapitola 2
Irsko
1
Lucembursko
0
Nizozemsko
0
Rakousko
4
Portugalsko
0
Finsko
0
Island
0
Norsko
0
CELKEM
13
44
Hodnoty odpovídají regeneračním zařízením popsaným v tomto dokumentu
a v dokumentu LVIC-AAF BREF
Pozn.: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo
kapacity. Hlavními důvody jsou velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění)
a/nebo protože žádná data nebyla poskytnuta TWG. Buňky bez čísel
znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
Tabulka 1.11: Zařízení na regeneraci odpadních kyselin a zásad
[40, Militon and Becaud, 1998], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61, Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003]
Regenerace kyselin obvykle zahrnuje separaci nezreagované kyseliny z kyselého odpadu,
jakým je vyčerpaná mořící lázeň vznikající v metalurgii. Jedna z metod používaných
v ocelářství spočívá v ochlazení kyseliny sírové za účelem vysrážení sloučenin železa. Při jiné
metodě může být kyselina regenerována tím, že se vstřikuje do pražící pece.
1.2.11 Zařízení na zpracování kontaminovaného dřeva
V některých případech se kontaminované dřevo přímo spaluje. V ostatních případech se
termicky zpracovává karbonizací/pyrolýzou. Všechna tato zpracování jsou popsána
v dokumentu BREF „Spalování odpadů“. Některá zpracování se však zaměřují na získávání
těžkých kovů z tuhého zbytku po karbonizaci kontaminovaného dřeva – tyto procesy jsou
popsány v tomto dokumentu. Jedno zařízení je v provozu ve Francii.
1.2.12 Zařízení na zpracování kontaminované žáruvzdorné keramiky
Dvě zařízení jsou v provozu ve Francii s celkovou kapacitou zpracování 50 kt ročně.
1.2.13 Zařízení na přípravu odpadu pro použití jako paliva
V současnosti existuje několik faktorů, které se týkají konceptu využití odpadu jako paliva při
spalovacích procesech:
• Rámcová směrnice o odpadech a její novelizace stanoví hierarchii odpadového
hospodářství. V této hierarchii mají přednost recyklace a regenerace (včetně používání
odpadu jako zdroje energie)
• Předpisy týkající se sektoru odpadů, např. směrnice o „odpadech z obalů“, směrnice o
„ukončení života vozidel“, směrnice o „odpadu z elektrických a elektronických zařízení“,
směrnice o „spalování odpadů“, katalog odpadů, směrnice o „nebezpečných látkách“ a
směrnice o „nebezpečných přípravcích“ mohou zvolené řešení také ovlivnit
• Směrnice o skládkování zakazuje ukládat na skládky odpad s vysokým obsahem
biologicky rozložitelných materiálů. Je zde tedy potřeba hledat alternativní způsoby
zpracování příslušných frakcí odpadů. Společné spalování je jednou z několika dalších
možností (např. spalování, mechanicko-biologické zpracování).
• V souladu s požadavky Kjótského protokolu je nutné celosvětově snížit emise
skleníkových plynů. Společné spalování odpadových frakcí jako náhrada za konvenční
paliva může být jednou z možností snižování emisí skleníkových plynů.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
15
Kapitola 2
•
•
liberalizace trhu s energií zintenzivňuje ekonomický tlak na producenty i spotřebitele.
Společné spalování odpadů pro ně otevírá nový prostor pro podnikání a provoz
spalovacích zařízení se stává ekonomicky atraktivnější
snižování nákladů na palivo používané ve spalovacích procesech.
Termín „palivo z odpadu“ se v tomto dokumentu používá pro všechny typy odpadních
materiálů, které jsou připravovány k tomu, aby byly použity jako palivo v kterémkoli
spalovacím procesu. Paliva z odpadu mohou být plynná, kapalná nebo tuhá. Např. kapalná
paliva z odpadu mohou být připravena z odpadních olejů, rozpouštědel a destilačních zbytků.
Způsob, jakým má být palivo z odpadu využito ve spalovacím procesu ovlivňuje jeho
přípravu. Např. některá kapalná paliva z odpadu mohou být připravena smísením různých
odpadů, které mají vysokou výhřevnost, a přiváděním každého zvlášť do spalovací komory.
Nebo mohou být smíchána s konvenčními palivy (např. odpadní olej a palivový olej). Některé
kapalné odpady, např. oleje, zpravidla potřebují předzpracování, aby se odstranily usazeniny,
zbytky a voda. Toho lze dosáhnout pomocí separace a odvodnění.
Některé spalovací procesy, které mohou používat odpad (částečně) jako palivo, jsou spalovací
zařízení na produkci tepla a/nebo elektřiny, lodní motory, cementářské pece, vysoké pece pro
výrobu železa a oceli, cihlářské pece při výrobě keramiky, pece ve vápenkách a ve výrobě
asfaltu. Typ použité pece nebo kotle, podmínky spalování (např. teplota), při nichž by proces
měl být provozován, vliv na emise nebo produkty a druh již používaného paliva má velký vliv
na to, který druh odpadu/odpadů může být přijatelný a jak se palivo z odpadu připravuje.
Účelem těchto zařízení je garantovat následujíc aspekty:
• optimalizovat zvýšení hodnoty určitého odpadu tím, že se předejde jeho skládkování
• kvalita tepelného rozkladu
• poskytnutí požadovaných fyzikálně-chemických vlastností paliva z odpadu pro koncového
uživatele.
Základní principy produkce paliva z odpadu jsou následující:
• chemická a fyzikální kvalita paliva splňuje všechny specifikace nebo standardy, které
zajišťují ochranu životního prostředí, ochranu procesu v peci a kvalitu produkovaného
materiálu v případě, že spalovací proces, při němž je palivo z odpadu používáno,
produkuje určitý produkt (např. cement)
• obsah energie a minerálních látek musí zůstat stabilní, aby se tak umožnil optimální přísun
do pece
• fyzikální forma musí umožňovat bezpečnou a správnou manipulaci, skladování a
přivádění do zařízení.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
Irsko
Itálie
Lucembursko
Nizozemsko
Rakousko
Portugalsko
Nebezpečné
Bezpečné
12
Y
4
13
16
34
0
0
33
5
54
Y
2
Y
27
0
Y
1
Y
8
10
0
Y
Nebezpečné
Bezpečné
204
542
1400
2080
165
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
16
Kapitola 2
Finsko
7
37
106
800
Švédsko
Y
Y
Velká Británie
Y
Y
Island
1
Y
Norsko
2
Y
CELKEM
140
126
852
4445
Y: existuje, ale nejsou k dispozici data
Pozn.: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo kapacity. Hlavními důvody jsou
velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo protože žádná data nebyla poskytnuta TWG. Buňky bez
čísel znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
Table 1.12: zařízení na přípravu odpadu pro palivové použití
[39, Militon, et al., 2000], [40, Militon and Becaud, 1998], [60, Azkona and Tsotsos, 2000], [61,
Weibenbach, 2001], [86, TWG, 2003], [150, TWG, 2004]
Příprava TKO pro použití jako paliva
Současné nejlepší odhady množství tuhých regenerovaných paliv vyprodukovaných a
spotřebovaných v Evropě je asi 1,4 Mt za rok, jak je uvedeno níže.
Země
Belgie
Dánsko
Německo
Řecko
Španělsko
Francie
Irsko
Itálie
Lucembursko
Nizozemsko
Producenti
7
1
19
3
25
23
Produkce
kt/rok
toe/rok
<100
<50000
0
0
500
250000
(650)
(325000)
0
0
n.a.
n.a.
0
0
<200
<100000
(250)
(125000)
0
0
0
0
250
100000
(350)
160
50000
0
0
170
58000
Spotřeba
kt/rok
kt/rok
<100
<50000
0
0
500
250000
(650)
(325000)
0
0
n.a.
n.a.
0
0
<200
<100000
(250)
(125000)
0
0
0
0
15
6000
- Export/Import +
toe/rok
kt/rok
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
-145
60000
CK
%
(100)
85
20
Rakousko
26 3
100
50000
7
Portugalsko
8
0
0
Finsko
10
170
58000
n.a.
n.a.
0
1
1
Švédsko
4
+500 2
Velká
60
30000
60
30000
n.a.
n.a.
Británie
(100)
(50000)
(100)
(50000)
Island
0
0
0
0
Norsko
29
1
1
CELKEM
155
1380
toe/rok = ekvivalent tuny oleje za rok (Předpokládá se, že SRF má výhřevnost 21 MJ/kg, ačkoli ta je nižší ve
Finsku a Nizozemsku, a olej má výhřevnost 42 MJ/kg)
CK = % spotřeby, ke které dochází v cementových pecích. Čísla v této tabulce jsou pouze informativní, protože
neodpovídají stejné harmonizované definici používané po celé EU.
1
Ve Švédsku a Norsku není celková statistika, protože toto palivo se používá v běžných teplárnách/elektrárnách a
ve spalovnách odpadů bez požadavků na bližší specifikace. Data pro Švédsko (2001) jsou: spalovny odpadů pro
dálkové vytápění 856000 t/rok a elektrárny pro dálkové vytápění 455000 t/rok.
2
Neexistují přesná čísla, ale odhad je 500 kt odpadu dovezeného v roce 1999. 90 % tvořilo dřevo, papír, plasty,
pryže.
3
Člen TWG se domnívá, že tato hodnota je příliš vysoká, ale neposkytl žádnou alternativní hodnotu.
Tabulka 1.13: Přehled trhu SRF v Evropě v roce 2000
[21, Langenkamp and Nieman, 2001], [126, Pretz, et al., 2003], [150, TWG, 2004]
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
17
Kapitola 2
Nejlepší odhad produkce tuhých zregenerovaných paliv v roce 2005 pocházející z příslušného
sektoru je asi 11 Mt/rok (Tabulka 1.14).
Produkce
Spotřeba
- Export/Import +
∆ 2000
kt/rok
toe/rok
kt/rok
toe/rok
kt/rok
toe/rok
%
Belgie
100
50000
100
50000
n.a.
n.a.
0
Dánsko
0
0
Německo
3000
1500000
4000
2000000
+1000
+500000
Řecko
500
250000
500
250000
n.a.
n.a.
Španělsko
1000
500000
1000
500000
n.a.
n.a.
Francie
1000
500000
0
0
-1000
-500000
Irsko
500
250000
500
250000
n.a.
n.a.
Itálie
1000
500000
1000
500000
n.a.
n.a.
Lucembursko
50
25000
50
25000
n.a.
n.a.
Nizozemsko
1000
400000
600
240000
-400
-160000
Rakousko
500
250000
500
250000
n.a.
n.a.
400
Portugalsko
500
250000
500
250000
n.a.
n.a.
Finsko
350
120000
350
120000
n.a.
n.a.
100
Švédsko
500
250000
1000
4500000
+500
+200000
Velká Británie
600
300000
600
300000
n.a.
n.a.
Švýcarsko
0
0
0
0
Island
0
0
Norsko
150
75000
150
75000
n.a.
n.a.
CELKEM
10750
5220000
toe/rok = ekvivalent tuny oleje za rok (Předpokládá se, že SRF má výhřevnost 21 MJ/kg, ačkoli ta je
nižší ve Finsku a Nizozemsku, a olej má výhřevnost 42 MJ/kg)
W 2000 = rozdíl od roku 2000
Předpokládá se, že mimo EU se neexportuje žádné SRF.
Čísla v této tabulce jsou pouze informativní, protože neodpovídají stejné harmonizované definici
používané po celé EU.
Pozn.: Čísla v této tabulce nemusejí odrážet přesný počet zařízení nebo kapacity. Hlavními důvody jsou
velká dynamika trhu (čísla se rapidně mění) a/nebo protože žádná data nebyla poskytnuta TWG. Buňky
bez čísel znamenají, že nebyly poskytnuty žádné informace.
Země
Tabulka 1.14: Předpověď/potenciál trhu s SRF v Evropě v roce 2005
[126, Pretz, et al., 2003]
Spotřeba černého uhlí a lignitu na výrobu elektřiny v EU byla v roce 1999 145 Mte/rok
(Evropská komise 1999, Výroční zpráva o energii). Pomocí tohoto čísla lze vypočítat, že
celková produkce tuhého zregenerovaného paliva, jak je předpovězena v Tabulce 1.14 pro rok
2005 (tj. více než 5 Mte/rok) představuje míru substituce 3,5 %.
Příprava paliva z nebezpečného odpadu
Používání nebezpečného odpadu jako paliva začalo v polovině sedmdesátých let, kdy ropná
krize drasticky zvýšila ceny palivového oleje a kdy byly v různých zemích vydány předpisy
týkající se likvidace odpadů. Protože bylo k dispozici velké množství energeticky bohatého
odpadu (hlavně rozpouštědel), bylo společné zpracování odpadu v cementářských pecích
zřejmou odpovědí na danou situaci jak z environmentálního, tak i ekonomického hlediska.
Později byly ve snaze zvýšit úspory energií vyvíjeny stále sofistikovanější postupy
předzpracování, nejprve za účelem produkce kapalného paliva z odpadu, a v devadesátých
letech pak za účelem produkce tuhého paliva z odpadu.
Některé společnosti v EU poskytly odhady údajů, které jsou uvedeny v Tabulce 1.15. tato data
vycházejí ze situace na trhu původní evropské patnáctky (EU-15).
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
18
Kapitola 2
Příprava paliva z nebezpečných odpadů
Počet zařízení
Produkce 2001
(kt/rok)
Kapalné palivo z odpadních organických
107
650
kapalin
Kapalné palivo z fluidizace
7
108
Kapalné palivo z odpadních emulzí
3
48
Kapalné palivo z odpadu
117
806
Tuhé palivo z odpadu
26
465
Celkem
143
1271
Pozn.: Data odpovídají odhadům stanoveným v prosinci 2002
Kapalná paliva z odpadu (vyjma olejů). Data byla stanovena pro zařízení na
přeskupení a předzpracování z Francie, Belgie, Nizozemska, Německa, Itálie,
Švýcarska, Španělska, Portugalska, Irska, Velké Británie, Švédska, Norska, České
republiky a Slovenska.
Velikost a kapacita zařízení na předzpracování kapalného paliva z odpadu do značné
míry kolísá, od 5000 do 100000 tun/rok. U přeskupovacích zařízení se běžná velikost
pohybuje mezi 1000 do 20000 tun/rok.
Tuhé palivo z odpadu. Data byla stanovena pro zařízení na předzpracování v roce
2001, a to z Francie, Belgie, Nizozemska, Německa, Itálie, Švýcarska, Španělska,
Portugalska, Polska, Norska a Slovenska. Průměrná kapacita takového zařízení je
18000 tun/rok, přičemž kapacity se pohybují mezi 2000 a 70000 tunami/rok.
Table 1.15: Údaje o produkci a velikosti zařízení na přípravu paliva, převážně z nebezpečného odpadu
evropské patnáctce (EU-15)
[122, Eucopro, 2003], [150, TWG, 2004]
1.3 Ekonomické a institucionální aspekty odvětví zpracování
odpadů
Zpracování odpadů je zpravidla procesem s vysokými objemy a nízkou návratností. Pevná
nebo snížená cena, buď za příchozí odpad nebo za recyklovaný produkt, klade komerční
důraz na maximalizaci výkonu a snižování režijních nákladů.
Náklady a ceny ve zpracování odpadů většinou vycházejí z investic a provozních nákladů.
V některých případech však mohou být ceny určovány provozovateli na „nízkém“ konci trhu.
V některých jiných případech mohou být ceny stanoveny fixně dohodou mezi producentem
odpadu a jeho zpracovatelem, přičemž tyto ceny se mohou lišit pro konkrétní odpad podle
toho, kdo jej vyprodukoval. I když existují výjimky, a také zejména u starších zařízení, byly
úrovně investic nízké vzhledem k nízké návratnosti a konkurenci s nízkými cenami za
skládkování. Očekává se, že budou vyžadovány vysoké investice, aby byly splněny standardy
stanovené aktuálním regulačním režimem.
Sektor odpadů v podstatě maximalizoval konstruktivní využívání některých druhů odpadů při
zpracování jiných odpadů a očekává se, že tento trend bude pokračovat, především při
používání odpadu jako suroviny.
Existuje konkurence mezi regionálními, národními i mezinárodními společnostmi. Jedním
příkladem je sběr odpadních olejů, kde národní sběrači pracují s velkými objemy (a ušetří tak
právě díky velkým objemům), zatímco místní / regionální provozovatelé soutěží s výhodou
spočívající v nízkých režijních nákladech.
Zařízení pro hospodaření s nebezpečnými odpady, vzhledem ke své povinnosti nabídnout
dodávku služeb, zpravidla přijímají všechny druhy nebezpečných odpadů pro řádné
zpracování bez ohledu na konkurenci. Nicméně některá specializovaná zařízení, která mohou
být v konkurenčním prostředí v souvislosti s určitým druhem odpadu, by se pouze
potřebovaly ucházet o jakýkoli odpad, který jsou schopná zpracovat. V tomto smyslu byly
vyvinuty různé konfigurace pro stanovená (označená) zařízení pro hospodaření
s nebezpečnými odpady a pro konkurující si zařízení.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
19
Kapitola 2
Některé závody na zpracování odpadu přispívají, vzhledem ke své regionální povaze a/nebo
potřebě blízkosti, k podstatnému omezení přepravy odpadů. Jiné závody však pracují na
nadregionální, národní nebo dokonce mezinárodní úrovni, hlavně v závislosti na specializaci
na určité druhy operací.
Vliv nové legislativy na sektor zpracování odpadů
V souladu se Směrnicí Rady č. 75/442/EHS ze dne 15. července 1975 o odpadech je nutné
produkci odpadů předcházet. Tam, kde odpad vzniká, je třeba ho regenerovat a v případě, že
to není technicky nebo ekonomicky možné, se odpad likviduje, přičemž je nutné předcházet
vlivu na životní prostředí nebo ho snižovat. Je dobré uvést, že Směrnice o IPPC bude mít
přímý vliv na sektor zpracování odpadů i na producenty odpadů.
Zavádějí se podmínky regulace, některé na úrovni EU (např. spalování, skládkování,
elektrický a elektronický odpad, konec životnosti vozidel), aby se prolomil cyklus vysokých
objemů, nízké návratnosti a nízkých investic. Očekává se, že to povede k větším investicím
v tomto sektoru a k rozvoji technik pro zpracování těch odpadů, které byly v minulosti přímo
ukládány na skládku anebo ke zkvalitnění procesů, které dříve nezpracovávaly odpad
efektivně. To bude vyžadovat rozvoj stanovených (označených) specializovaných závodů a
pravděpodobně i zařízení pro zpracování konkrétních odpadů.
Protože restrikce v oblasti skládkování, které přináší Směrnice o skládkování, budou
vyžadovat více zpracování odpadu před jeho skládkováním, případně přímo jeho zpracování a
nikoli ukládání, může to vést k pokračujícímu rozvoji center, která využívají stabilizační a
fixační techniky. Tyto techniky jsou však stále dost jednoduché a potýkají se s vážnými
problémy.
Nakládání s odpadními oleji pravděpodobně narůstá a mění se zejména v rámci Směrnice o
skládkování odpadů (Landfill Directive), která zakazuje skladování odpadů typu oleje a vody
v letech 2002-2007.
O souladu s předpisy by se mohlo uvažovat jako o separátní funkci, která reaguje na vnější
síly, ve skutečnosti však jde v podstatě o hnací sílu pro celý závod. Trh s prostředky pro
zpracování odpadů je silně ovlivněný dynamickými regulačními programy, které stále
podstupují významné změny. Provoz zařízení se tudíž točí kolem takového hospodaření
s odpady, které splňuje předpisy týkající se životního prostředí. Toto však není snadná věc
vzhledem k velkému množství nařízení, kterým průmysl podléhá.
Odpadní oleje
Environmentální povědomí v 80. letech zanechalo několik následků v oblasti zpracování olejů,
zvláště:
- uzavření mnoha závodů na opětovnou rafinaci pomocí kyseliny/jílu, hlavně v USA, z
ekonomických i environmentálních důvodů.
- používání modernějšího vybavení a zařízení k redukci potenciálního znečištění ze
spalování použitého oleje.
- vývoj směřující ke zlepšení opakované rafinace, jak z důvodů environmentálních, tak i
kvůli jakosti výrobku.
Fyzikálně chemické zpracování
Technologický postup se neustále mění, upravují se typy odpadu stejně jako pomocné složky
užívané v rámci procesu. V tomto ohledu jsou dokonce i fyzikálně chemická zařízení
předmětem neustálých adaptačních procesů, jak v rámci procedur tak i řízení. Mimoto, změny
v regulačních rámcích také vedou k rekonfiguracím závodů. Měnící se předpisy obecně usilují
o významné snížení emisí z fyzikálně chemických zařízení. Rekonfigurace může ovlivnit
všechny funkční oblasti fyzikálně chemického závodu, včetně výrobní technologie,
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
20
Kapitola 2
procesních materiálů, laboratorního vybavení, a dokonce i obecných a odborných znalostí
personálu.
Příprava tuhého komunálního odpadu pro využití jako palivo
Historie užívání tuhého komunálního odpadu (TKO) jako paliva spadá do doby ropné krize
před 30 lety. Tehdy bylo podpořeno RDF (refuse derived fuel) jako náhradní nízkonákladové
palivo, ačkoli toto palivo nebylo nikdy zcela přijato trhem. Nicméně, v minulých 10 letech
vzrostl zájem ze strany výrobců cementu, vápna, oceli a energie o paliva z odpadu, hlavní
příčinou byly hospodářské důvody. Existující cíle evropské politiky v oblasti energetiky a
managementu odpadů podporují používání odpadu jako paliva založené na bezpečných
odpadech. Tato paliva, s průměrným obsahem 50 - 60 % biogenních látek, přispívají značně
ke zmenšení CO2 emisí a zdvojnásobují tak podíl obnovitelné energie. Navíc kvůli liberalizaci
trhu a potřebě snižování nákladů průmysl stále více začíná projevovat zájem o méně
nákladná homogenní náhradní paliva konkrétní kvality. V současnosti jsou hlavními
konečnými uživateli cementová a vápenná průmyslová odvětví. Nicméně možnosti trhu do
budoucna směřují do sektoru výroby elektrická energie.
Odpadový management se zaměřuje na snížení skládkování odpadu, který je biologicky
odbouratelný, a přímo tak ovlivňuje vývoj zařízení na produkci paliv z odpadu. Také (vysoký)
daňový systém aplikovaný na skládkování odpadů je významným řídícím faktorem v
některých členských státech. Na rozdíl od vynucených změn před 30 lety vyvolaných ropnou
krizí, se producenti s palivy z odpadu chopili iniciativy a vyvíjejí systém řízení jakosti, který
by měl garantovat vlastnosti pevného paliva vyprodukovaného z TKO, a tím i spolehlivější
produkt. V současné době systémy řízení jakosti paliv z odpadu existují v několika členských
zemích. CEN dostal od Komise mandát k vývoji standardů pro tzv. pevné regenerované
palivo (SRF – solid recovered fuel) založené na výrobě z bezpečných odpadů, které jsou
právě produkovány.
Hlavní odbytiště SRF je právě v cementových a vápenných průmyslových odvětvích. Jejich
využívání v elektrárnách spalujících uhlí teprve začíná. Ocelárny využívají SRF jako náhradu
za uhlí. Ve skandinávských zemích se SRF používá hlavně k produkci tepla v průmyslových
odvětvích a při lokálním vytápění.
Přehled paliv spotřebovaných při procesu výroby cementu je udán v Tabulce 1.16.
palivo
%
Ropný koks
39
Černé uhlí
36
Palivový olej
7
lignit
6
plyn
2
odpad
10
Tab. 1.16: Spotřeba paliva v evropském cementářském průmyslu (126, Pretz, et al., 2003)
Měrná spotřeba energie při výrobě cementu je 3 - 4 MJ/kg slínku. Při předpokladu 0,75 kg slínku/kg
cementu, míry substituce paliva 30 - 50 % a LHV (pro SRF) 19 MJ/kg, to znamená potenciální využití
6 - 11 Mt SRF za rok. Při předpokladu spotřeby energie 4 MJ/kg a stejné míry substituce paliva jako u
cementových pecí to znamená, že potenciálně 1 - 2 Mt SRF za rok může byl použito pro výrobu 20 Mt
vápence.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
21
Kapitola 2
Odhadované využití SRF v černém a hnědém uhlí na výrobu elektřiny v EU je 14 - 29 Mt SRF za rok
(za předpokladu, že míra substituce je alespoň 5 - 10 % na tepelné bázi). Celkový možný odbyt SRF
může být 21 - 42 Mt za rok, což je značné množství, které by mohlo být vyprodukováno z TKO a
dalších hořlavých odpadů. V této oblasti existují velké rozdíly mezi jednotlivými zeměmi. Německo
má ještě velké zásoby hnědého uhlí a elektráren spalujících uhlí. Francie vede politiku zaměřující se
na jaderné elektrárny, a proto se jen z malé části na produkci energie podílejí elektrárny spalující uhlí.
Ve Zprávě CEN o tuhých regenerovaných palivech (21, Langenkamp a Nieman, 2001) je potenciální
užití SRF odhadováno mezi 33 a 50 Mt za rok. Zpráva dochází k závěru, že produkce SRF se zvyšuje
a může se stát podstatným článkem v odpadovém managementu.
1.4 Všeobecné ekologické otázky týkající se zařízení na zpracování odpadů
Složení odpadu je velmi proměnné a potenciální rozsah složek, jenž jsou součástí procesu, je enormní.
Vzhledem k této variabilitě složek a složení vzniká při procesech zpracování odpadů jen velmi málo
běžných emisí, protože každé centrum má poněkud rozdílnou kombinaci jednotkových operací, a jinou
škálu odpadů podle místních poměrů.
Záměrem této části je poskytnout stručný přehled hlavních environmentálních problémů v této oblasti.
Podrobnější přehled environmentálních problémů odpadového sektoru obsahuje kapitola 3.
Emise do ovzduší
Většina zařízení na zpracování odpadů produkuje oxid uhličitý, čpavek a pevné částice. Určité
organické látky lze běžně najít v téměř každém místě a je dobré si povšimnout, že většina míst je
znečištěna nějakým druhem pevných částic díky manipulaci s produkty. Problémy jakými jsou např.
zápach a VOC rovněž nejsou bezvýznamné. Další kontaminující látky, které by mohly být nalezeny
na těchto místech, jsou chlorovodík, čpavek, aminy, sirovodík. Dalšími znečišťujícími složkami
mohou být PAU a dioxiny, hlavně proto, že jsou přemísťovány s odpadem, který je určen ke
zpracování. Toto jsou zásadní problémy týkající se zdravotního a environmentálního hlediska. Tyto
látky jsou produktem nedokonalého spalování organické hmoty (např. spalování, společné spalování,
hoření paliv) a přeměny během chlazení odpadního plynu. PAU jsou látky, které se relativně obtížně
odstraňují. Tabulka 1.17 obsahuje hlavní emise vzniklé z procesů nakládání s odpady.
hlavní emise
kyseliny (HCl)
typ procesu nakládání s odpady
spalování
fyzikálně-chemické úpravy
čpavek
biologické zpracování
oxid uhličitý
energetické systémy
tepelná zpracování
biologická zpracování
mikrobiologické znečištění
biofiltry
oxidy dusíku (N2O, NO, NO2)
oxidy síry
pevná částice (včetně kovů)
skladování a manipulace s pevnými látkami
těkavé organické sloučeniny (VOC)
zpracování odpadních olejů
zpracování odpadních rozpouštědel
systémy separace uhlovodíků a vody
skladování a manipulace s organickými látkami
Poznámka: Odkaz na kapitolu 3 pro měrné emise z různých operací
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
22
Kapitola 2
Tabulka 1.17: Hlavní znečišťující látky v ovzduší vzniklé zpracováním odpadu a jejich hlavní
zdroje
Emise do vody
Většina zařízení na zpracování odpadů produkuje emise celkového dusíku, celkového organického
uhlíku, celkového fosforu a chloridu do vody. Tabulka 1.18 shrnuje hlavní emise do vody
vyprodukované procesy nakládání s odpady.
hlavní emise do vody
chlorované směsi (např. AOX)
kovy (např. As, Cd, Cu, Hg, Ni, Sn, Zn)
procesy zpracování odpadů
hromadné uskladnění a manipulace s odpady
fyzikálně-chemické zpracování kovů a
extrakce, konečná úprava, ušlechtilé
chemické látky a organická výroba
zpracování odpadních olejů
organické chemikálie (např. BSK, CHSK, TOC, zpracování odpadních olejů
uhlovodíky, fenoly, BTEX)
celkový dusík
celkový fosfor
Poznámka: Odkaz na kapitolu 3 pro měrné emise z různých operací
Tabulka 1.17: Hlavní znečišťující látky emitované do vody ze zpracování odpadu a jejich hlavní
zdroje
Výstupní odpady
Výstupem ze zařízení na zpracování odpadů je upravený odpad. Nicméně tyto výstupy můžeme
rozlišit do dvou typů. Jeden typ představuje vlastní zpracovaný odpad (ten zpravidla představuje
hlavní část výstupu), který v některých případech může být znovu využit i jinde. Druhým typem je
odpad, který vznikl při vlastním procesu zpracování. Vznik druhého typu odpadu nezávisí jen na typu
zpracovávaného odpadu, ale také na typu zpracování. Je jisté, že druhý typ odpadu je více závislý na
zpracování nežli na aktuálním druhu zpracovávaného odpadu.
Znečištění půdy a podzemní vody
V minulosti bylo zdrojem znečištění půd bezohledné manipulování s odpady, podobně jako tomu bylo
v případě téměř všech průmyslových odvětví. Podobně jako v případě mnoha jiných odvětví, není
sektor zpracování odpadů v současnosti hrozbou, která by vedla ke kontaminaci půd. Podle procesu a
typu odpadu se užívají preventivní opatření, jako např. retence, nepropustnost, monitorování
podzemní vody, aby se zabránilo znečištění půd a podzemní vody.
2 APLIKOVANÉ PROCESY A TECHNOLOGICKÉ POSTUPY
Tato část popisuje ty postupy a procesy v rámci sektoru zpracování odpadu, které jsou zařazeny do
rozsahu tohoto dokumentu. Tato kapitola je pro toho, kdo se zajímá a chce získat zásadní povědomí o
tomto procesu a aktivitách uplatňujících se v průmyslovém sektoru, a pro ty, kteří se zajímají o
vzájemné vztahy mezi výrobními postupy a tématy popsanými v pozdějších kapitolách tohoto
dokumentu, např. spotřeba, emise a nejlepší dostupné techniky.
Cílem této kapitoly tudíž není kopírovat již publikované technické informace v obecně dostupné
literatuře. To znamená, že některé techniky často používané v sektoru zpracování odpadů nebudou
popsané v této kapitole, protože jsou tyto operace podrobně vysvětleny jinde. Pro tyto techniky budou
uvedeny souhrnné tabulky, které budou klást důraz pokud možno na účel, princip a uživatele.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
23
Kapitola 2
Struktura této kapitoly
Procesy a činnosti v sektoru zpracování odpadů jsou v rámci tohoto dokumentu rozděleny do šesti
částí. Tato struktura/klasifikace by neměla výt interpretována jako jakýkoli pokus o výklad Směrnice o
IPPC nebo jiné legislativy ES v oblasti odpadů. Jedná se o:
- běžné techniky: Tato část zahrnuje ty stupně v odpadovém sektoru, které jsou obecně aplikovány, a
které nejsou specifické pro žádný jednotlivý proces zpracování odpadu (např. recepce (příjem),
smíchání, třídění, uskladnění, energetický systém, management). Jednotkové operace spojené s těmito
zpracováními jsou také zahrnuty. Obr. 2.2 představuje blokové schéma typického zařízení na
zpracování odpadů. Hnědá pole představují prvky, které budou zahrnuty v této první části.
- biologické procesy a některé mechanicko-biologické procesy (např. aerobní/anaerobní digesce).
Jednotkové operace provázané s těmito procesy jsou také zahrnuty.
- fyzikálně-chemické procesy: Zahrnuty jsou procesy jako je srážení, dekantace a odstřeďování,
regenerace rozpouštědla a všechna tepelná zpracování, která nejsou zahrnuta v dokumentu BREF
Spalování odpadů. Jednotkové operace provázané s těmito procesy jsou také zahrnuty.
- zpracování odpadů, které umožňuje recyklaci/regeneraci materiálů (například: katalyzátory,
rozpouštědla, odpadní oleje atd.). Jednotkové operace provázané s těmito procesy jsou také zahrnuty.
- zpracování odpadů na materiál, jenž může být využit jako palivo v různých průmyslových odvětvích.
Jednotkové operace provázané s těmito procesy jsou také zahrnuty.
- techniky „na konci potrubí“ používané v zařízeních na zpracování odpadů kvůli snížení emisí.
Obr. 2.1 a 2.2 znázorňují výše uvedenou klasifikaci. Tato klasifikace se rovněž opakuje v každé
následující kapitole, aby se zachovala souvislost a srozumitelnost informací a křížových odkazů pro
čtenáře.
Obr. 2.1: Struktura kapitol
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
24
Kapitola 2
Poznámka: Toto schéma se jen pokouší dát určité povědomí o tom, jak je informace v tomto
dokumentu uspořádaná. Mohou se vyskytnout jakékoli výjimky z těchto kategorií, někdy je
obtížné klasifikovat zpracování odpadu do určitého bloku.
V rámci bloku "úprava odpadu k využití jako palivo" není v rozsahu tohoto dokumentu
zahrnut vlastní spalovací proces. Pro bližší informaci je možné odkázat na kapitolu Rozsah.
Tato struktura by neměla být interpretována jako pokus o vytvoření vodítka pro rozhodování,
zda je určité zpracování odpadu je Regenerací nebo Likvidací podle odpadové legislativy ES.
(150, TWG, 2004)
Obr. 2.2: Běžné postupy při zpracování odpadu a jejich rozbor v této a následující kapitole..
Mnoho technik uvedených v tomto dokumentu je jen stručně popsáno, přičemž informace jsou
poskytnuty ve struktuře znázorněné v následující tabulce 2.1. Tatáž struktura se používá pro každou
techniku, aby čtenáři umožnila snadný přístup k informacím v tomto dokumentu.
Název a druh
informace
účel
Druh zařazené informace
stručný výklad o způsobu využívání tohoto druhu zpracování odpadu
princip operace
vstupní a výstupní
toky
popis probíhajícího procesu a jeho stručné vysvětlení
typ odpadu, který může být zpracován a podrobnosti o všech produktech z dané
operace
popis procesu
uživatelé
stručný popis procesu, v případě potřeby budou použité tabulky a schémata
Odkaz na počet zařízení využívajících tuto techniku v Evropě i celosvětově;
podrobnosti o tom, který sektor zpracování odpadů tuto techniku využívá
Tabulka 2.1: Informace obsažené v popisu každé techniky, která je součástí kapitoly 2 [150,
TWG, 2004]
Zařízení na zpracování odpadu
Zatímco je odpad ve skladu, je připraven plán zpracování, který identifikuje odpad, který má být
zpracován, jeho místo uskladnění, nezbytné přípravy, danou metodu zpracování a rychlost, kterou má
být odpad přiváděn do zařízení. Na začátku zpracování se odpad do zařízení zpravidla přiváděn
pomocí systémů pro manipulaci s volným materiálem, jako jsou potrubí nebo dopravníky. Zpracování
lze provádět po várkách nebo kontinuálně.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
25
Kapitola 2
Pro zařízení na zpracování odpadů jsou běžné různé přístupy. Obecně se mohou členit do tří skupin:
- zařízení na zpracování odpadu jsou na místech, kde je odpad produkován; těchto zařízení je jen velmi
málo a mohou poskytnout jen omezený počet operací v rámci zpracování odpadu
- specificky zaměřená zařízení na zpracování odpadů; mohou poskytnout jednu nebo více operací, ale
zpravidla zpracovávají pouze malý počet druhů odpadu, nebo produkují relativně malé množství
výstupů
- integrovaná zařízení na zpracování odpadu. Některá zařízení na zpracování odpadů nejsou
samostatnými zařízeními, která zahrnují pouze jediný typ zpracování. Některá z těchto zařízení
poskytují širokou škálu služeb a jsou navržena pro zpracování velkého množství odpadů různého
charakteru. Jak bylo uvedeno v části 1.1, zařízení na zpracování odpadů jsou navrhována podle
požadavků struktury zpracování odpadu, např. někdy jsou navržena tak, aby poskytovala určitý způsob
zpracování pro velké množství odpadu různého charakteru (např. tekuté odpady, TKO). Obr. 2.3
představuje jeden z příkladů takto složitého zařízení na zpracování odpadů.
Obrázek 2.3: Příklad integrovaného zařízení na zpracování odpadů [53, LaGrega, et al., 1994]
Tabulka 2.2 uvádí provozní činnosti uskutečněné v zařízení na zpracování odpadu se složkami z plně
integrovaného komplexu. Je důležité poznamenat, že všechny komponenty jsou provozovány v rámci
řady zvláštních opatření. Tato speciální preventivní opatření zahrnují ochranu, kontrolu, údržbu,
školící kurzy, prevenci havárií, krizový plán, bezpečnost, monitoring a audit.
součásti zařízení
analytická laboratoř
Plocha pro čekání
nákladního vozidla
vrátnice
silniční váha
analýzy odpadu
před odesláním
X
příjem
odpadu
Subsystémy operací
skladování zpracování
a příprava odpadu
management
pevných
výstupů
X
X
X
X
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
26
Kapitola 2
vykládka sudů a
skladování
nádrže
Volně ložený odpad a
příprava odpadu
biologické
zpracování
mechanickochemická úprava
stabilizační zařízení
regenerace
příprava odpadu
k užití jako palivo
spalovna odpadu (n)
skládka odpadů (n)
n –tento dokument neobsahuje
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Tabulka 2.2: Příklady subsystémů operací a jejich součásti [53, LaGrega, et al., 1994], [150, TWG,
2004], [152, TWG, 2004]
Jaké procesy se používají pro každý druh odpadu?
Aby bylo možné zvolit typ zpracování, které se může s určitým odpadem provádět, byly vyvinuty tzv.
rozhodovací stromy.
2.1 Obecné techniky používané v tomto sektoru
[40, Militon and Becaud, 1998], [50, Scori, 2002], [51, Inertec, et al., 2002], [53, LaGrega, et al.,
1994], [56, Babtie Group Ltd, 2002], [86, TWG, 2003], [100, UNEP, 2000], [116, Irish EPA, 2003],
[119, Watco, 2002], [121, Schmidt and Institute for environmental and waste management, 2002],
[122, Eucopro, 2003], [126, Pretz, et al., 2003], [150, TWG, 2004], [156, VROM, 2004] [157, UBA,
2004].
Tato část diskutuje o předběžných úpravách (předzpracování) nebo o následných úpravách po
zpracování (viz úvod ke kapitole 2 a obr. 2.2), které se obvykle používají v sektoru odpadového
hospodářství a jsou zahrnuty v rozsahu tohoto dokumentu. Zahrnuje také nějaké způsoby zpracování,
které se běžně v tomto odvětví používají. Např. jsou zahrnuty techniky jako opětovné zabalení, drcení,
prosévání, sušení, míchání, třídění, homogenizace, šrotování, zkapalnění, praní, paketování,
přeskupení a uskladnění, přeprava, příjem a kontrola dohledatelnosti a také techniky řízení používané
v zařízeních na zpracování odpadů. Podrobně jsou popsány jen ty techniky, které jsou důležité pro
oblast životního prostředí. Další techniky zpracování považované za obecné nebo i velmi specifické,
nejsou popsány, ale jsou zmíněny ve dvou posledních částech sekce 2.1. Technické postupy, které se
zabývají snižováním emisí (např. vzdušné filtry, biofiltry, čištění odpadních vod) jsou zmíněné v sekci
2.6 a podrobněji jsou analyzované v posledních třech částech kapitoly 4.
2.1.1 Převzetí, příjem, dohledatelnost a zajištění jakosti
Ve většině zařízení na zpracování odpadu připadá v úvahu následující pořadí: (a) příjem, (b)
uskladnění, (c) zpracování, (d) uskladnění zbytků a emisí. Každý z těchto kroků vyžaduje
znalosti a kontrolu odpadu i specifický management při převzetí odpadu i v rámci procesu.
Znalosti o odpadech před přijetím a zpracováním jsou klíčovým faktorem v managementu
nakládání s odpadem. Cílem této kapitoly je prezentovat různé typy kontrol a analýz, které
probíhají zároveň s procesem zpracování odpadu, od kroků prováděných před přijetím odpadu
a jeho příjezdem na stanoviště až ke konečné expedici zpracovaného odpadu.
Postupy před přijetím a v rámci přijímání odpadu
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
27
Kapitola 2
Mnoho center zpracovávajících odpady (např. závody na zpracování nebezpečných odpadů)
požaduje informace a/nebo poskytnutí vzorků před transportem odpadu do daného centra, aby
se tak zajistilo, že odpad odpovídá požadavkům licence centra a že nebude nepříznivě
ovlivňovat proces zpracování. Před přijetím odpadu je nutné odebrat vzorek, vyplnit
identifikační formulář, provést analýzy a poté vyhodnotit, zda mohou být odpady převzaty do
zařízení. Jestliže může být odpad předběžně přijat, pak je převezen na místo, kde opět
proběhnou druhé analýzy, které vedou k rozhodnutí, zdali je odpad přijat či odmítnut.
V takovém případě má procedura přijímání dvě fáze: první je fáze před přijetím odpadu,
druhá je fáze převzetí odpadu.
Fáze před přijetím odpadu
Procedury před převzetím odpadu jsou prováděny ve třech krocích:
a. Producent odpadu poskytne informace. Např. určitý vzorec o identifikaci odpadu (hlavní
charakteristika, zdravotní a bezpečnostní předpisy, způsob vzniku aj.)
b. Předběžné a celkové analýzy, které probíhají za účelem charakterizovat odpad
c. Na základě všech informací vydá provozovatel konečné rozhodnutí, zda bude odpad převzat do
zařízení či nikoli (v úvahu se berou požadavky uvedené v povolení a další procesní požadavky). Vždy
existují pravidla pro přijímání odpadů, které odpovídají popisu. Některá pravidla jsou vytvořena na
národní úrovni a další na úrovni zařízení. Např. může jít o určitá procenta rozdílu nebo parametrů,
která omezuje povolení provozu. V některých případech se uskutečňuje odhad možného rizika.
Zpracovatel odpadu může zhodnotit riziko porušení jistých pravidel tímto způsobem (např. národní
směrnice):
Příklady rizik hrozících během fáze před převzetím odpadu:
- Odpad je klasifikován jako vysoce rizikový, nebo se jedná o úplně nového klienta
- Odpad je označen za nízkorizikový jestliže: je znám původce odpadu i klient, a odpad
je předvídatelný v rámci vlastností a složení a jsou zde malá rizika kontaminace při
ředění s jiným odpadem nebo jiným materiálem
V určitých případech se může část těchto postupů (např. analýza) přizpůsobit, např. jestliže jsou
podmínky vzorkování nebezpečné nebo když jde o velmi malé množství odpadu.
Účelem kompletní charakterizace před odesláním je splnit následující požadavky:
- určení, zda je odpad vhodný pro příjem do zařízení z hlediska povolení daného zařízení a jeho
schopnosti zpracovat nebo likvidovat daný odpad.
- identifikace skrytých rizik odpadu, aby se mohla přijmout příslušná opatření pro manipulaci a
skladování v zařízení a předešlo se tak nehodám
- určení fyzikálních charakteristik a chemických složek odpadu umožňuje výběr efektivního způsobu
zpracování odpadu a vhodné metody nakládání s odpadem
- výběr verifikačních parametrů, které jsou kontrolovány hned při příjezdu. Tyto parametry mohou
zajistit, že každý náklad odpadu je stejného typu jako plně charakterizovaný odpad.
- stanovení parametrů dohledatelnosti, které jsou testovány a které mohou kolísat. Podle výsledků se
pak ovlivňuje programování zpracování odpadu
- odhad nákladů na zpracování nebo likvidaci odpadů
Fáze převzetí odpadu
Po přijetí se nádobám s odpady (nebo volně loženému odpadu) přidělí unikátní kód, který zajistí, že je
odpad v každém okamžiku dohledatelný. Jednotlivé kontejnery nebo upravená skladovací místa jsou
podle toho označena. Některá zařízení na regeneraci odpadních olejů mají tendenci kontrolovat
přicházející materiál tím, že vedou rozhovor s řidičem nákladního vozidla a vzorky z vrchní a spodní
vrstvy vozidla podrobí zrakové a čichové kontrole.
Klasifikace rizik během fáze převzetí odpadů:
- odpady klasifikované jako vysoce rizikové vždy podléhají analýzám při dodání
- odpady klasifikované jako nízkorizikové jsou příležitostně testovány na shodnost s
daty získanými z předběžné přijímací fáze. Proces převzetí odpadu je řízen
nezávislým příjemcem namísto samotného příjemce či nabyvatele odpadu. Celá
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
28
Kapitola 2
procedura klasifikující rizika nesplnění dat z předběžné přijímací fáze a popis úloh a
odpovědností osob, kterých se přijatý odpad týká, jsou běžné součásti plánu analýzy
odpadu.
Po přijetí odpadu pověřená osoba podepíše prohlášení a pošle kopii k producentovi odpadu (původci).
V tom bodě může přijímací podnik v některých případech sdílet odpovědnost s výrobcem a
dopravcem. V jiných případech má původce odpadu i nadále odpovědnost za zpracování odpadu až do
provedení poslední fáze zpracování odpadu. Proto je velmi důležité, aby analýzy odpadu před
odesláním již byly dokončeny a odeslání naplánováno. Bez předchozího plánování příchozí zásilky,
anebo když je zásilka nesprávně zdokumentovaná, odmítne vrátnice nákladnímu vozidlu vjezd.
Odběr vzorků a analýzy
Poměrná část odpadu je podrobena screeningu na stanovišti. Míra screeningu je dána množstvím
zpracování, které má být uskutečněno, a velikostí kontejneru. Například materiály, které mají být
zpracovány v sousedním zařízení, budou testovány pro kontrolu kompatibility, podobně jako sudy
s materiálem určeným pro volné uložení a přesun. Screeningové systémy se různí od místa k místu,
podle typu odpadu a jeho následujícího zpracování.Screening např. může zahrnovat počáteční kontrolu
pH, zápachu, dále pak podrobnější prověřování oproti obsahu uvedenému na obalech materiálů, které
budou dekantovány v místě.
Způsob vzorkování a analýz se může lišit v závislosti na účelu kontroly, například předběžné přijetí,
převzetí, příjem, proces analýz, dohledatelnost, odeslaní analýzy, příjem ve finálním uživatelském
místě nebo v místě externí analýzy. CEN TC 292 zpracovává informaci o vzorkování a úpravě vzorků.
Více informací je k dispozici v kapitole 3.7.
Laboratoř
Po odebrání vzorku laboratoř zpravidla analyzuje jejich část kvůli ověření parametrů a uchovává si
zbytek pro následující testování parametrů dohledatelnosti. Po ověření zásilky odpadu je nákladní
vozidlo nasměrovaný k prostoru pro vykládku, kde je vozidlo vyprázdněno a potom opět převáženo
předtím, než opustí zařízení. Základní úlohy laboratoře jsou:
- převzetí a identifikace
- stanovení programu zpracování odpadu
- řízení procesů
- závěrečná kontrola
Plán analýzy odpadů je zásadní součástí zpracovatelského centra. Specifikuje parametry, které budou
analyzovány u každého odpadu, použité vzorkování a analytické metody, frekvenci analýz. Předtím,
než zařízení zpracuje, uskladní nebo zlikviduje odpad, musí stanovit profil odpadu, včetně detailní
chemické a fyzikální analýzy reprezentativního vzorku odpadu. Komerční podniky vyžadují tuto
kompletní charakteristiku odpadu od původce před odesláním odpadu. Vypovídací vzorkování zásilky
odpadu se provádí po příjezdu odpadu do centra, aby se potvrdilo že složení dodaného odpadu
odpovídá informaci uvedené v průvodní dokumentaci.
Podnikové laboratoře jsou velmi důležité, např. při fyzikálně-chemickém zpracování odpadních vod.
Jak simulace procesu prováděná za účelem stanovení programu zpracování, tak i analytická práce
vedou ke stanovení následnosti procesů ve smyslu řízení procesu i emisí (odpadní vody, exhalace aj.);
Programy zpracování obsahují přesné instrukce ohledně toho, jak má být odpad zpracován, které
chemikálie jsou použity - kupříkladu typ a množství/dávkování - a které kontroly a dokumenty jsou
vydány. Jeden příklad této vzájemné provázanosti je znázorněn diagramy ve schématu 2.4.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
29
Kapitola 2
Příjem odpadu
Kontroly¨
ze zákona
zpracování
OK?
Individuální předpis
pro producenta
odpadu/úřady
Stanovit program zpracování
Kombinace postupů
Suroviny
Provedení zpracování
Kvalita OK?
Kontrola procesu
OK?
Uskladnění
Stížnost v rámci záruk
Závěrečná
kontrola OK?
Poplatek externím firmám
atd.
Schéma 2.4: Zjednodušené blokové schéma příkladu kontroly/inspekce v oblasti fyzikálněchemického zpracování odpadních vod. (121, Schmidt and Institute for environmental and waste
management, 2002)
Přijetí odpadu
Odpady jsou obvykle po přijetí do zařízení zkontrolovány, zejména vizuálně, zda je
v kontejnerech skutečně uvedený typ odpadu a zda jsou kontejnery s odpadem neporušeny.
Většina zařízení má zajištěnu denní kontrolu kontejnerů.
Náklad odpadu je do zařízení obvykle přivezen na nákladních vozech, náležitě označený a
zkontrolovaný odpad je nasměrován do přijímacího prostoru, kde je překontrolován, na
nákladním voze zvážen a jsou odebrány reprezentativní vzorky pro ověření parametrů
odpadu. Odpad může dorazit do zařízení také v podobě tekutého odpadu v cisterně nákladního
auta nebo i jiným způsobem. Sběr reprezentativních vzorků může být zkomplikován
skutečností, že odpad se vyskytuje v kontejneru současně ve více skupenstvích, fázích nebo je
silně kontaminován. Přijímací místo musí být proto připraveno na různé varianty a situace,
které mohou při odběru vzorků nastat.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
30
Kapitola 2
I prosté vykládání odpadu může být velkým problémem, např. pokud daný odpad vytváří více
vrstev, kontejner je poškozený, nebo pokud došlo k zatuhnutí nákladu. Pro tyto abnormální
situace mají obvykle zařízení definovaný postup a mají připraveno speciální nářadí.
V některých případech je navíc nutné nákladní prostor auta po vyložení nákladu vyčistit, aby
v něm nezůstaly zbytky nežádoucích zbytkových látek.
Obr. 2.5: Příklad přijímání a převzetí odpadu do zařízení, které zpracovává volně ložené
kapaliny a sudy
[80, Petts and Eduljee, 1994]
Systém záruky kvality
Jednou z částí managementu celého zařízení na zpracování odpadu je logistická část, např. při
zpracování pevného odpadu na palivo. Volbou a použitím konkrétních odpadních materiálů
producenti tuhého paliva z odpadu sami stanovují jakousi úroveň kvality. Systémy záruky
jakosti již existují a připravují se i další předpisy.
V minulosti se tuhé palivo z odpadu vyrábělo z procesně vázaných odpadů ve formě
jednotlivých dávek, se kterými se snadněji manipulovalo kvůli jejich konstantním
vlastnostem. Dnes jsou předmětem zájmu vysoce výhřevné frakce TKO a ostatní směsné
odpady jakožto zdroj pro produkci tuhého paliva z odpadu. Cílem systému zajištění jakosti je
dosáhnout a zajistit konstantní kvalitu a zvýšit tak přijatelnost pro koncového uživatele a
povolovací orgány. Požadavky se týkají hlavně kvality produktu.
2.1.2 Techniky managementu
Tato kapitola se zabývá provozním managementem a managementem emisí v rámci daného
zařízení. Zvláštní důraz na bezpečnost je uskutečňován pomocí:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
31
Kapitola 2
•
•
•
•
•
•
•
•
ostrahy
inspekcí a údržby
prevence nebezpečí
plánování záchranného systému
školení pracovníků
zabezpečení
monitoringu
auditů
Havárie
Nebezpečí havárie je významné, když je nakládáno s odpadem nebezpečného charakteru.
Odpady jsou heterogenního charakteru a může se vyskytnout problém, pokud některá z jejich
částí působí agresivně na zařízení a vybavení. Jakákoli chyba v odpadovém managementu, od
charakterizace odpadu a kontroly jeho složení až po mísení odpadů a jejich zpracování, vede
k zvýšenému riziku nechtěné a nezvladatelné reakce při nakládání s odpadem.
2.1.3 Energetické systémy
V této kapitole je probírána problematika energetického managementu. Zařízení sloužící
k výrobě energie a el.proudu zde nejsou popisovány, poněvadž se jimi zabývají jiné BREF
dokumenty (např. velké spalovny, spalování odpadů).
Teplo a energie je nezbytná pro chod zařízení nakládajícího s odpady. Některá běžná zařízení
spotřebovávají klasická fosilní paliva - např. vysokozdvižné vozíky, malé kotle, drtiče. Tato
zařízení využívají běžná naftová motorová paliva a mnoho topných olejů. Některé z těchto
strojů mohou být poháněny pomocí elektřiny nebo pneumaticky. Některá centra mají v místě
kotle na výrobu páry.
Nejvíce energie se v zařízení na nakládání s odpady spotřebuje na:
•
•
•
topení, osvětlení a spotřebu energie jednotlivých budov v rámci centra
energii pro procesy zpracovávání odpadu, na pohon zařízení pro nakládání s odpady
jako jsou čerpadla, kompresory, odstředivky atd.
palivo pro vozidla
Dobře navržený management energetického systému v zařízení pro nakládání s odpadem je
důležitý z hlediska úspor a minimalizace negativních dopadů na ŽP.
2.1.4. Uskladnění a manipulace s odpady
Cíle uskladnění odpadu jsou:
• bezpečně s ním nakládat do té doby, než je vstoupí do procesu zpracování
• poskytnout potřebný čas na uskladnění odpadu. Např. v situaci, kdy je zpracování
odpadu pozastaveno z důvodu poruchy či opravy, pokud je určité období mezi
zpracováním odpadu a jeho odbavením, nebo pokud je potřeba provést kontrolu nebo
inspekci atd.
• oddělit proces nakládání s odpady a jeho odbavení
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
32
Kapitola 2
•
•
•
•
•
umožnit efektivní provedení klasifikace odpadu po dobu jeho uložení
umožnit nepřetržitý průběh procesu zpracování odpadu. Nepřetržité zpracování
odpadu neumožňuje reagovat na náhlé a výrazné změny ve skladbě odpadu a přitom
garantovat konkrétní výsledek zpracování. Z tohoto důvodu musí být dosažena a
zajištěna homogenizace různých vlastností a úroveň dohledatelnosti odpadu, a to
pomocí dočasného uskladnění předtím, než je odpad dále zpracováván. Skladovací
zařízení a odpad v nich akumulovaný musí být připraveny před tím, než započne
nepřetržitý proces zpracování odpadu ve fyzikálně-chemických zařízeních.
umožnit mísení, směšování, opětovné zabalení odpadu dle potřeby
umožnit požadované stálé složení odpadu, se kterým je v průběhu procesu nakládáno
nahromadit určité množství odpadu před tím, než je s ním dále nakládáno v dalších
částech zařízení (zařízení pro přesun odpadu)
Od malých balíčků po velkosklady (regrouping)
Odpady spadají do různých kategorií v závislosti na tom, jaký objem slučitelného materiálu je
přivážen v jednotlivých várkách na místo uložení nebo zpracování. Např. obsah malých
kontejnerů na odpad je přemísťován do kontejnerů o objemu 205 litrů z důvodu snadnější
manipulace a přepravy. Větší kontejnery tak mohou být snadněji rozděleny do kategorií dle
jejich obsahu a před vlastním odvezením ke zpracování jsou ukládány na úložné palety.
Některé druhy odpadů se dekantují a volně ukládají do větších kontejnerů, např.:
•
•
•
•
•
laboratorní kontejnery a malé komerční kontejnery do kontejnerů o objemu 205 litrů
nebo IBC (kontejnery pro meziukládání)
odpad v sudech může být přeložen do IBC
tekutá složka odpadu uloženého v sudech se dekantuje do IBC
vodní frakce obsažená ve dvoufázových odpadech se dekantuje
části obsahu cisteren jsou skladovány, dokud nedorazí další várka, která umožní plné
naplnění a odpad se až pak odváží k dalšímu zpracování
Dekantace odpadu snižuje tonáž obalových materiálů spojených s následným transferem a
produkuje konzistentní soubor větších jednotek, které jsou na místě snadněji skladovány a
které jsou zabalené, označené a připravené na převoz. To je důležité zejména pro zařízení
přijímající tento odpad na další zpracování, umožní to kontrolovatelný a kontrolovaný přísun
materiálu pro jejich zpracovatelské procesy.
Jedním z úkolů zařízení zpracovávajícího odpad v této fázi je zkompletovat malé várky
odpadů z malých kontejnerů a vytřídit ty součásti, které mohou být zpětně použity. Cílem
zařízení je pomocí zkompletování a třídění připravit „kvalitní“, stabilní a homogenní odpad,
který odpovídá požadavkům na jeho další finální zpracování (recyklace, spálení atd.).
Přesun odpadů
Dalším místem, kam odpad směřuje, může být zařízení, kde je provedena rekultivace, kde je
s ním dále nakládáno, či na místo jeho dalšího uložení. Tyto následné procesy nakládání
s odpadem se mohou odehrát v rámci toho samého komplexu, nebo musí být odpad pomocí
přepravních vozidel transportován jinam.
Rozhodnutí, jakým způsobem a pomocí jaké techniky bude odpad transportován, je závislé na
typu odpadu. Jinými slovy - jiný způsob přepravy vyžaduje transport plynu, roztoku nebo
tuhého materiálu. Pevný odpad je přepravován pomocí dopravních pásů, nákladními
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
33
Kapitola 2
automobily, pneumatickými kontejnery, bagry, jeřábem, atd. Tekuté a polotekuté odpady jsou
přepravovány pomocí potrubí, čerpadel, dopravních pásů, výtahů apod. Plyny pomocí
kompresorů a potrubí.
Vzhledem k neustálému úsilí o prevenci vzniku odpadů a o separátní sběr všech vznikajících
odpadů nabývá na zvláštním významu manipulace s malými objemy do 1 m3. V některých
zemích byly vyvinuty systémy pro oddělení sběru a přepravy odpadu (např. AS kontejnerové
systémy v Německu).
Příjem odpadu pro zpracování
Zařízení pro zpracovávání odpadů akceptují odpad z cisteren, nákladních vozidel, potrubí
nebo malých a nádrží kontejnerů a skladují jej před dalším zpracováním.
Mytí a čištění dopravních prostředků a zařízení přivážejících odpady
Po doručení a vyložení odpadu mohou být dopravní prostředky a zařízení vyčištěny přímo na
místě (např. v případě souhlasu a smlouvy se společností zajišťující dopravu), příp. mimo
místo vykládky, nebo čištěny vůbec nejsou - to v případě, že zbytky odpadů zůstávající
v kontejneru nejsou škodlivé nebo pokud bude kontejner při dalším použití převážet stejný typ
odpadu. Protože existuje celá řada rozdílných typů kontejnerů, vozidel a zařízení pro přepravu
odpadů a až na výjimky je jejich čištění prováděno manuálně pomocí stříkacích pistolí,
vysokotlakých proplachovacích zařízení, kartáčování a vymetání. Čištění je prováděno uvnitř
nebo vně zařízení, cílem je, aby bylo dopravní prostředky možné bez problémů opět použít
pro přepravu materiálu. Čištění uvnitř je důležité v těch případech, kdy hrozí nebezpečí
kontaminace, např. je velmi důležité v případě odpadních vod, kdy povolená koncentrace
chlorovaných uhlovodíků je 1mg/l, a tato mezní koncentrace může být překročena díky
zbytkovému znečištění z odpadních vod. Obvykle je s vodami využívanými k čištění
nakládáno odděleně, aby nedošlo ke kontaminaci kanalizace těmito vodami.
Zařízení pro čištění dopravních zařízení může být automatická linka, která čistí jejich vnější i
vnitřní části. Proces čištění je kontrolován počítačem pomocí senzorů. Maximální kapacita
takového zařízení bývá 10 kontejnerů za hodinu. Stroje pohybující a nakládající s kontejnery
pracují pomocí hydrauliky. Čištění probíhá pomocí vystřikování vody dvěmi vysokotlakými
čerpadly, každé z nich má výkon 132 kW. Odpadní voda z čištění je odváděna do odděleného
systému.
Nakládání s nádobami na uložení odpadu
Většina příchozích kontejnerů (sklo, kovy, plasty) je rozbíjena a rozdrcena před recyklací
nebo likvidací. Některé nádoby a IBC jsou vytříděny pro opětovné použití v rámci procesu
přepravy, jiné jsou umyty nebo očištěny před tím, než jsou opětovně využity nebo prodány.
Vyprazdňování kontejnerů může být jednoduchá operace, při které se v některých zemích
zároveň provádí kontrola obsahu sudů před skládkováním. Skládkování tohoto materiálu však
není povoleno Směrnicí o skládkování.
Způsoby uskladnění odpadu a zařízení používaná k tomuto účelu
Uskladnění odpadu v nádržích být integrovanou součástí procesu přepravy a shromažďování
odpadu, nebo může tvořit oddělenou součást procesu nakládání s odpady. Volné uložení
odpadů je požadováno stále častěji, neboť dle Směrnice o skládkování musí být stále více
odpadů zpracováváno. Co se týče skladovacích zařízení, dají se v budoucnu předpokládat
problémy s tím, jakmile dojde k naplnění jejich kapacity, že budou potřeba další
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
34
Kapitola 2
meziskladovací prostory. Pozornost je třeba věnovat dokumentu BREF - Skladování, směrnici
Seveso II a jednotlivým národním zákonům.
Tekuté odpady mohou být skladovány v nádržích nebo kontejnerech (např. skleněné
kontejnery, velké kontejnery atd.), skladovacích místnostech, skladovacích budovách a
venkovních skladištích (např. odpadní vody). Pevné odpady mohou být skladovány na
hromadě, v pytlích a shromažďovacích vacích, v silech, zásobnících a v balících. Pevný
odpad může být skladován v uzavřených prostorech, jako např. budovách (s odpovídajícím
filtračním systémem a jímkou plynu za účelem snížení množství uvolňovaných plynů a emisí)
s instalovaným jeřábem nebo dopravním pásem nebo silem (např. cylindrická sila nebo sila
se šnekovým šroubem nebo podlahou pro obchůzku a práci s odpadem).
Po vyložení jsou odpady přemístěny do skladu, který může být tvořen nádržemi nebo jinými
zařízeními k udržení tekutých odpadů, výsypkami pro pevné odpady a rampou a skladištěm
pro kontejnery.
Některá skladiště jsou schopná skladovat i smíchaný (ve smyslu obsahu materiálů různého
skupenství) nebo surový odpadní materiál čekající na další zpracování.
Skladovací prostory jsou často nejvíce patrná zařízení v celém komplexu pro nakládání s
odpady. Klíčovými záležitostmi pro provozovatele v souvislosti s procesem ukládání odpadu
v rámci zařízení jsou:
• umístění skladovacích areálů
• infrastruktura v rámci skladovacích areálů
• použité nádrže, kontejnery, nádoby a jiná skladovací zařízení
• kontrola skladovaného materiálu
• oddělené skladování
• prostředky k ochraně zdraví a ŽP
Důležité je při skladování odpadu brát ohled na záležitosti protipožární prevence a ochrany.
Laboratorní odpad se obvykle umísťuje do kontejnerů s kapacitou méně než 5 litrů. Obvykle
obsahuje čisté chemické prvky a sloučeniny z laboratoří, kterých je třeba se čas od času
zbavovat. Většina zpracovatelů odpadu nabízí sběr a balící služby pro laboratoře.
Laboratorní odpad je obvykle shromažďován do nádob (205 litrů nebo jiného objemu
v závislosti na tom, jak s nimi bude dále nakládáno), nebo do uzavřených budov s ventilací a
požárně bezpečným osvětlením nebo uvnitř zastřešených areálů.
Pro skladování odpadu jsou často také používány nádrže. Pomocí nich je prováděn proces
shromažďování odpadu, kdy jsou do nádrží aplikovány jednotlivé dávky odpadu, dokud
nedojde k jejich naplnění a následně je uskutečněn jejich další přesun, příp. se zde
shromažďují odpady ve velkém. Nádrže jsou obvykle v otevřeném prostoru na stabilním
podkladu. Charakter skladovacího procesu je závislý na potřebě míry homogenizace odpadů
v dané nádrži.
Skladování v kontejnerech také často zahrnuje klasifikační procesy, použité kontejnery jsou
často opatřeny zařízením k odstranění plovoucích materiálů a odsávacím zařízením pro
odstranění sedimentů. Pokud je klasifikační procedura znemožněna, odpad místo toho pro
docílení požadované homogenity podstupuje postupné promíchávání a přeskupování.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
35
Kapitola 2
Funkce skladování, zpracování a předzpracování nejsou odděleny, ale probíhají častěji
v jednom kontejneru. Používá se vsádkový proces zpracování.
Kapacita skladišť
Kapacita skladovacího zařízení je zajištěna tak, aby byl umožněn nepřerušený provoz
nakládání s odpady. Dále musí být umožněno opětovné přijetí zpracovaného odpadu do
skladovacího zařízení v případě, že jeho kvalita neodpovídala požadavkům na výstup.
Vykládka kontejnerů
U tekutých odpadů je po přijetí nejprve umožněna jejich sedimentace. Tekuté odpady jsou
doručovány v kontejnerech, cisternách apod. Pokud jsou doručeny v kontejnerech, jsou
vyloženy na dopravníkové pásy, odkud jsou převzaty manipulačním zařízením,
transportovány do přijímací nádrže a poloautomaticky vyloženy. Obsažené hrubé pevné
nečistoty jsou sesbírány a deponovány do kontejneru. Tekutý odpad je samospádem přiveden
do sedimentační nádrže. Sedimentační nádrže (obvyklý počet je 8) jsou neustále
kontrolovány.
Pokud jsou odpady doručeny v nádržích nebo cisternách, jsou nasměrovány do vykládkového
prostoru, kde jsou nádrže nebo cisterny připojeny skrze filtr na potrubí. Tekuté odpady jsou
vypouštěny přes filtr do potrubí, hrubé pevné nečistoty (jako rukavice, hadry) jsou při tom
zachycovány a následně odstraňovány. Kovové součásti jsou odstraňovány pomocí
magnetického separátoru. Dále je pak odpad veden přes systém potrubí do kontrolních
nádrží.
Počítačem kontrolovaná skladiště (úložiště) pro nebezpečný odpad
Tato úložiště slouží pro nebezpečné odpady, které jsou přiváženy v uzavřených kontejnerech.
Neuzavřené odpady nemohou být ke skladování přijaty. Transfer odpadu je uskutečňován
pomocí řetězových pásů a výzdvižných zařízení. Z důvodu protipožární prevence je přijímací
hala vybavena hasícím zařízením, které je propojeno s akustickým alarmem. Navíc jsou zde
instalovány přenosné hasící přístroje. Ze skladovacího prostoru je odpad převážen do
specializovaných zařízení, kde je uložen, je s ním dále nakládáno nebo je zneškodňován.
Manipulace s odpadem z fyzikálně-chemických zařízení
Manipulace s odpadem vyžaduje jeho správné uložení do nádob pro transport a zabezpečení
nákladu. Malé objemy odpadu jsou umístěny do nádob (např. lahví a krabic), s kterými je
snadná manipulace. S velkými objemy odpadu se manipuluje např. pomocí 100 až 12000
litrových nádob. Před zpracováním je nutné nádoby nejdříve vyprázdnit. Pro tento účel je
nezbytné:
• nářadí pro otevírání
• zařízení pro uchopení a držení
• zařízení pro zdvih a otáčení
Nádoby na přenos odpadu jsou bezpečné a efektivní v závislosti na dostupné technice a
způsobu manipulace s nimi. Nádoby jsou vyráběny v kombinaci se systémem, který s nimi
nakládá. Proces vyprázdnění nádob vyžaduje:
• zkušený personál
• znalosti o materiálech/odpadech
• bezpečné vybavení a zařízení
• měření a vybavení pro kontrolu emisí
• vhodné a snadno ovladatelné přijímací nádrže
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
36
Kapitola 2
•
regulace dalšího použití vyprázdněných nádob
Obdobně vyvstává potřeba úplně vyprázdnit svrchní tělesa nákladních vozidel, děje se tak
nejčastěji pomocí čerpadel nebo pomocí vody. Podle zkušeností zůstane vždy část zbytků
nákladu v kontejnerech nebo na korbě nákladního auta. Bez ohledu na jejich další použití by
měly být tyto prostory po vykládce pečlivě vyčištěny a vyklizeny. Ze zkušeností vyplývá, že
vykládka je obvykle komplikována sedimentací tuhého materiálu a přilnavými a tuhnoucími
komponenty odpadu. Často se stává, že je třeba po vykládce odstranit ztuhlé části z nádob
buď pomocí nářadí, nebo manuálně. Výhodné je, pokud může být pevný materiál
transportován v nízkých nádobách a zařízeních (na sklopných deskách, skluzavkách apod.).
Po vykládce je nutné použité kontejnery, nádoby a korby vyčistit bez ohledu na jejich další
použití. Výjimkou může být situace, kdy:
•
•
je s nádobami nakládáno jako s odpadem
je nádoba v příštím cyklu použita pro stejný účel jako v předešlém případě
Se zbytky odpadů odstraněných z nádob, stejně jako s vodou, pomocí níž byly odstraněny, je
nakládáno obdobným způsobem jako s odpadem, umožňuje-li to jejich konzistence. Např.
nečistoty z nakládání s benzinem nebo ze zpracování olejů se odstraňují obvykle pomocí
vody. Efektivita mytí je zvýšena pomocí tlaku (nad 100 barů), teploty (nad 80° C) a/nebo
přidáním rozpouštědel a tenzidů.
2.1.5. Směšování a míchání odpadů
S odpady, které jsou už jednou vyprodukovány, by se měly zpracovávat odděleně podle jejich
typu. Důvodem je to, že pro další opětovné využití či zpracování je mnohem jednodušší
pracovat s jednodruhovým materiálem než se směsným odpadem. Nicméně za určitých
podmínek mohou být směsné odpady využity a zpracovány stejně dobře, nebo dokonce lépe.
V této kapitole jsou objasněna pravidla, za jakých podmínek a jakým způsobem je možné
provádět mísení odpadů.
Účel
Vzhledem k heterogenní povaze odpadu je při většině zpracovatelských operací nutné
provádět mísení (směšování) a míchání, aby se zajistil homogenní a stabilní přísun odpadů ke
zpracování. Termín „mísení“ či „směšování“ se používá spíše pro míchání kapalin než pro
pevné látky, pokud se nejedná o smísení tuhé a kapalné substance. Termín „míchání“ se
používá pro pevné a polopevné materiály (např. pastovité materiály).
Určité druhy odpadů vyžadují před zpracováním mísení nebo míchání.např. koncentrace
složek odpadu může značně kolísat kvůli rozdílům v kvalitě příchozího odpadu. To platí pro
většinu komerčních zpracovatelských center. Míchání může tyto rozdíly eliminovat do té
míry, že nenaruší průběh následných zpracovatelských procesů. Tato problematika by se však
neměla zaměňovat s ředěním – a to je právě důvod, proč jsou tato zpracování často
zakazována (souvisí např. s nebezpečnými odpady a Směrnicí o skládkování) v širokém
rozpětí koncentrací. Mísení a míchání jsou procesy, které se provádějí, protože to vyžaduje
zařízení na zpracování odpadů kvůli zajištění homogenního a stabilního přísunu, a nejedná se
o techniky, které mají usnadnit přijatelnost odpadu.
Jak je stanoveno ve Směrnici o nebezpečných odpadech (91/689/EHS), nejsou operace mísení
a míchání povoleny, pokud to není vysloveně povoleno v licenci provozovatele nebo
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
37
Kapitola 2
společnosti provádějící sběr. Výjimku z požadavků povolení může udělit kompetentní orgán,
pokud subjekt provádí regeneraci odpadů a jestliže kompetentní orgány stanovily obecná
pravidla pro každý druh mísení nebo míchání, včetně druhů a množství odpadů a podmínek,
za nichž se může mísení a míchání provádět, a jestliže je při stanovování těchto pravidel brán
v úvahu Čl. 4 Rámcové směrnice o odpadech. V tomto výjimečném případě je nutná
registrace podniku, aby se zajistilo, že splní stanovená pravidla. Pro přidělení takové licence
platí následující základní principy:
• je nutné zabránit tomu, aby mísení a míchání vedlo k ohrožení lidského zdraví a
nepříznivému vlivu na životní prostředí
• mísení nesmí vést k tomu, že by kterýkoli míšený odpad byl zpracován na nižší než
požadovanou kvalitu
• mísení nesmí vést k poškození životního prostředí difúzním šířením nebezpečných
látek.
Následující základní principy míchání odpadů se týkají jak nebezpečných tak i ostatních
odpadů. Nebezpečné odpady se musejí uchovávat odděleně i mezi sebou. Míchání může být
povoleno pouze pokud nepovede k ohrožení lidského zdraví a životního prostředí a pokud
nebudou v souvislosti s mícháním žádné problémy s bezpečností u všech operací (např.
bezpečnostní rizika pro pracovníky, okolí závodu, atd.). článek 2 odst. 3 Směrnice o
nebezpečných odpadech uvádí, že taková operace může proběhnout pouze pokud byla
udělena licence. K licenci mohou být připojeny podmínky, které umožňují míchání pouze
konkrétních, v licenci uvedených nebezpečných odpadů s ostatními (nebezpečnými) odpady,
přípravky a dalšími produkty uvedenými v licenci. Je-li primární funkcí míchání odpadů
dosažení naředění konkrétní látky, aby byly splněny méně přísné předpisy, je tento postup
zakázán. V rámci licence pro mísení a míchání odpadů je manažer zpracování odpadů
odpovědný za sepsání a dodržování provozního řádu pro míchání a mísení. Nejprve jsou
vypracovány základní principy pro udělení licence. Zadruhé jsou tyto principy a další podněty
poskytnuty pro sepsání provozního řádu pro míchání a mísení podle podmínek licence.
Princip operace
Smíchání dvou nebo více odpadů zpravidla za účelem vytvoření jednotného výstupu.
Vstupní a výstupní toky
Aplikovatelné na pevné a kapalné odpady. Výstupy mohou být také v kapalné nebo pevné
fázi.
Popis procesu
Výše uvedené základní principy (prevence rizik, substandardní zpracování a prevence
difúzního rozptylu) mají za svůj hlavní cíl ochranu lidského zdraví a životního prostředí a
podporu regenerace odpadů v rámci těchto hraničních podmínek. Pro zajištění vysoké úrovně
ochrany a účinného dohledu je nutné tyto principy v rámci licenčního řízení převést do
provozních kritérií na základě kterých může být jasně určeno, zda je míchání/mísení
povoleno. Následující vypracované základní principy jsou normativní:
• je nutné se vyhnout míchání látek, které spolu vzájemně silně reagují (teplo, oheň,
tvorba plynu), nebo látek výbušných. Je nutné předcházet ohrožení zdraví a ŽP jak
během vlastní míchací operace, tak i při následném zpracování. Pro účely licence to
znamená, že držitelé licencí před smísením odpadů zvažují, zda může smísení
proběhnout bezpečně. Toho lze dosáhnout provedením testů kompatibility
• mísení odpadů nesmí vést k nižší úrovni zpracování daného odpadu, než je nejlepší
možná úroveň, ani nesmí vést k aplikaci techniky, která není příznivá pro životní
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
38
Kapitola 2
•
prostředí. To znamená, že např. pokud je minimálním standardem pro zpracování
určitého odpadního toku regenerace, pak mísení takového odpadu s jinými odpady za
účelem zavedení výsledné směsi na jakou likvidaci nesmí být přijatelné. Např. mísení
kapalných nebo nemocničních odpadů s ostatními odpady za účelem skládkování není
povoleno. Mísení odpadů s obsahem POP nad spodní hranicí (jak je definována
v basilejské a Stockholmské úmluvě) s jiným materiálem pouze za účelem vytvoření
směsi s obsahem POP pod touto hranicí není povoleno z environmentálních důvodů.
Mísení odpadů nesmí vést k nežádoucímu difúznímu rozptylu environmentálně
nebezpečných látek. Dopady difúzního rozptylu jsou dány druhem a koncentrací
environmentálně nebezpečných látek v kombinaci se zvoleným postupem zpracování,
vznikajícími emisemi a kvalitou a účelem uvolněných zbytkových látek. V kombinaci
látek je nutné posoudit, jaké jsou negativní důsledky zpracování dotčených
environmentálně nebezpečných látek s ohledem na emise do půdy, vody, ovzduší nebo
zbytkových látek a jak si tyto negativní důsledky stojí v porovnání
s environmentálními dopady jiného postupu zpracování. Při tomto posuzování je také
nutné brát v úvahu cyklický charakter budoucího opětovného používání.
U tuhých odpadů se míchání může provádět jeřábem, uzavřenou míchačkou nebo uzavřenou
míchačkou s otočným vydutím a osou s noži. Mísení je obvykle spojeno s velkými objemy,
např. vypouštěním cisteren do nádrží.
Uživatelé
Mísení a míchání se provádí pouze kvalita a analytické hodnoty vstupních odpadů jsou rovny
nebo pod úrovní hodnot přijatelných v předpokládaném zařízení na zpracování výstupu
z mísení. Tyto operace probíhají při všech činnostech zpracování odpadů a někdy jsou docela
specifické pro každou z těchto činností. Některé z těchto otázek jsou také popsány
k jednotlivých kapitolách o činnostech zpracování odpadů.
2.1.6 Vyřazení z provozu
Účel
Účelem vyřazení z provozu je vrátit zařízení (po vzdání se licence pro zpracování odpadů) do
podmínek, které budou vhodné pro zvolené další využit. Význam řádného uzavření je takový,
že je nutné vypracovat plán uzavření zařízení, protože takový plán umožní a zdokumentuje
konečné uzavření určitého místa/lokality již před zahájením jeho provozu. Je to také
v souladu s posuzováním životního cyklu plánované lokality.
Princip operace
Pro uzavření provozu provozovatel zpravidla potřebuje demonstrovat, že po uzavření provozu
podmínky v lokalitě nezpůsobí, nebo není pravděpodobné, že způsobí znečištění životního
prostředí.
Plán uzavření musí uvádět jasný a uspořádaný soubor kroků a metod, které budou následovat
po ukončení všech operací v zařízení. Kroky musí zajistit, že uzavřené zařízení (a)
představuje minimální riziko pro lidské zdraví a životní prostředí a (b) vyžaduje minimální
údržbu po uzavření.
Netýká se.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
39
Kapitola 2
Popis procesu
Rozsah uzavření bude záviset na druhu přijatých materiálů, designu zařízení a zvoleném
následném využití.
Ukončení přijímání odpadů do zařízení zpravidla znamená zahájení revize licence. Tato
revize umožňuje vzdání se licence nebo její dodatek, který reflektuje změnu v činnostech na
daném místě.
Plán uzavření vyžaduje ujištění, že jsou k dispozici finance na uzavření zařízení, dokonce i
když jeho majitel zahájil konkursní řízení. Toto ujištění může být ve formě obligací,
dluhopisů, záruk společnosti nebo jiného finančního nástroje. Nutná částka závisí na odhadu
nákladů, který je připraven jako součást plánu uzavření. Odhad nákladů může být např. roven
maximálním nákladům na uzavření všech jednotek na zpracování odpadů, které kdy byly
v rámci zařízení v provozu.
Uzavření skaldu nebo zpracovatelského zařízení vyžaduje odstranění veškerého zbývajícího
odpadu do jiného zařízení. Veškeré vybavení a konstrukce, které byly v kontaktu s odpadem
také musejí být dekontaminovány. To může znamenat odstranění betonových bloků
používaných pod kontejnery i kontaminované půdy tam, kde došlo k únikům.
Uživatelé
Týká se celého sektoru zpracování odpadů.
2.1.7 Zpracování laboratorních odpadů
Účel
Cílem je identifikovat různé druhy odpadů a zajistit tak jejich správné zpracování.
Princip operace
Látky určené ke zpracování se manuálně roztřídí a opětovně zabalí, v případě potřeby rozdrtí,
upraví a přesunou do vnitřních a/nebo vnějších zařízení ke zpracování.
Popis procesu
Systém je rozdělen do tří prostorově oddělených částí:
• Třídění chemikálií. To se provádí v třídírně a separují se laboratorní chemikálie určené
pro jednotlivé postupy zpracování (např. recyklaci, likvidaci (spalování) a uložení
v podzemních úložištích)
• Zpracování balení, vyprázdnění nádob s kapalinami o objemu 0,1 až 200 l. malé
objemy jsou sloučeny za účelem vytvoření větších dávek (rozpouštědla nebo
kyseliny). Ty se následně likvidují spalováním nebo se regenerují ve fyzikálněchemickém zařízení. Další zařízení drtí vyprázdněné nádoby.
• Zpracování produktů na ochranu zařízení, reaktivních a zapáchajících látek ve
speciálním prostoru.
Uživatelé
Zpracování nebezpečných odpadů z domácností, vysokých škol, laboratoří a firem.
2.1.8 Zmenšení velikosti
Účel
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
40
Kapitola 2
Přizpůsobit granulometrii tuhého odpadu následnému zpracování nebo vyčlenit odpady, které
se těžko čerpají nebo dekantují. Zmenšuje se velikost částic.
Princip operace
Techniky používané v zařízeních jsou drcení, prosívání, frakcionace, apod. využívají se drtiče
s pomalým chodem, kladiva a specializované drtiče.
Nádoby a plechovky s aerosoly se přivádějí do systému. Plyny se zpracovávají v čistícím
zařízení a kapalné a pevné složky se likvidují nebo odesílají k regeneraci.
Popis procesu
Některé příklady jsou popsány níže:
Drtič kontejnerů/zásobníků
Zařízení sestává z drtiče určeného k rozdrcení prázdných, poloprázdných a plných kontejnerů
o velikosti od 11 do 1000 litrů. Přívodní systém pracuje s elektronickým kolovým
přivaděčem. Vlastní drtič je umístěn v tlakovém kanále, 12 m vysokém, v horní části
s plochou pro vykládku. Kontejnery přepravuje elektronický kolový přivaděč otevřenými
dveřmi do drtiče. Poté se dveře zavřou a automaticky začne drcení. V následujícím kroku
nadrcený materiál padá no nádrže, která se po naplnění přepravuje k dalšímu zpracování.
Uvolněné odpadní plyny se zpracovávají v regeneračním post-spalovacím zařízení. Další
ochranná zařízení jsou dvouvrstvá vakuová polyethylenová folie s vysokou hustotou na dně a
automatické zaplavení uzavřeného kanálu dusíkem a vodou.
Drtič plechovek s aerosoly
Zařízení sestává z drtiče plechovek s aerosoly, dvou kondenzačních jednotek a jedné sběrné
nádrže. Sběrná nádrž má plnící zařízení pro kondenzované a ohřáté (vnější teplota) plyny.
Tato nádrž má také zařízení pro přívod dusíku pro chlazení kondenzátoru a pro inertizační
zařízení. Dále je zde sběrná nádrž pro kapalná odpadní rozpouštědla a nádoba na kovový šrot.
Drtič drtí plechovky ve vsádkovém režimu. Pracuje v inertním prostředí dusíku a je odolný
vůči plynům. Plyny a další aktivní činidla, která mohou být stále obsažena v plechovkách
s aerosolem se uvolňují v rámci drtiče. Tyto uvolněné plyny (většinou hnací plyny) jsou
hnány přes kondenzační jednotku, kde kondenzují. Kondenzát se skladuje ve sběrné nádrži.
V následujícím kroku jsou plyny naplněny do tlakových plynových bomb a přepraveny do
zařízení na spalování nebezpečných odpadů. Nezkondenzované plyny se přepravují do
regeneračního zařízení na čištění odpadních plynů, kde jsou spalovány. Tuhé zbytky z drcení
(kovový šrot) se oddělují od kapalných látek. Kapalné a pevné složky se vypouštějí odděleně.
Tuhé složky, např. kovová frakce, se odvádějí k regeneraci nebo likvidaci. Kapalné složky,
např. barvy a laky na vlasy, se dočasně uskladňují v nádrži a pak se dekantují do nádrží o
objemu 800 l. Tyto nádrže se přepravují do spalovny nebezpečných odpadů, kde se kapalný
odpad používá pro pomocné hoření (tepelná recyklace).
Uživatelé
Zařízení na zpracování kontejnerů a plechovek s aerosoly. Příprava odpadu pro použití jako
paliva. Aplikuje se na různé druhy odpadu jako jsou plastové nebo kovové sudy, olejové
filtry, TKO, tuhý volně ložený odpad, odpadní dřevo, aerosoly a sklo.
2.1.9 Ostatní běžné techniky
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
41
Kapitola 2
Tato kapitola popisuje obecné techniky obecně používané v sektoru zpracování odpadů. Jedná
se hlavně o mechanická zpracování. Používají se zpravidla jako předzpracování, ale některé
se používají i po zpracování (např. síta). Jsou uvedeny v Tabulce 2.3, včetně účelu zpracování
a místa použití.
Technika
Čištění
Opětovné zabalení
(např. paketování)
Účel
Odstranit kontaminaci, která by jinak znemožňovala
regeneraci odpadních materiálů
Kvůli rozrušenosti některých odpadů je někdy nutné
je zhutnit, aby bylo jejich použití v následných
procesech snadnější. K vytvoření určité fyzikální
formy odpadu se používají tlakové stroje.
Uživatelé
PCB kondenzátory a transformátory
Pro TKO určený pro použití jako
palivo a pro plasty, papír a kovy
(pakety). Velikost a forma paket se
obvykle optimalizuje pro přepravu a
opětovné použití
Screening
Sedimentace
Prosévání
Tuhé komponenty ve fluidních odpadech jsou
separovány a odpady jsou předzpracovány před
dalšími procesy.
Použití k separaci velkých částic.
Používají se vibrační síta, statická síta a rotační síta.
Příprava kapalného paliva z odpadu
Příprava odpadu pro použití jako
paliva
Třídění a šrotování
Vymývání
Jedním účelem vymývání může být umožnit opětovné
použití sudů v zařízení nebo jejich prodej jinému
zařízení.
Operace vymývání sudů často nezahrnují žádné jiné
zpracování než promývání a usazování.
Řada zpracovatelských zařízení promývá olejové
filtry a tvoří zpola vyčištěné kovové frakce pro
recyklaci.
Většina zpracovatelských zařízení
má zařízení na vymývání cisteren,
které umožňuje odstranění zbytků
z cisteren a sudů. Lze též aplikovat
na skladovací nádrže a sudy.
Fyzikálně-chemická zařízení
Tabulka 2.3: Běžné techniky používané při zpracování odpadů
[86, TWG, 2003], [122, Eucopro, 2003], [150, TWG, 2004], [156, VROM, 2004], [157, UBA, 20
2.1.10 Příklady zařízení na zpracování odpadů, kde jsou používány pouze běžné metody
Některé činnosti při nakládání s odpady jsou ryze specifické a vztahují se zejména k typu
zpracovávaného odpadu. Několik příkladů je uvedeno níže:
Čištění transformátorů obsahujících PCB (polychlorované bifenyly)
Technologie čištění transformátorů mohou být rozděleny do tří hlavních kategorií:
• Odčerpání PCB oleje z transformátoru, následná dekontaminace tohoto oleje a znovuzavedení
vyčištěného produktu do transformátoru určeného pro opakované použití.
• Extrakce PCB oleje vymytím transformátoru rozpouštědlem, následná demontáž a další
dekontaminace jednotlivých součástí, která umožňuje recyklaci kovových součástek.
• Po vhodné předběžné úpravě mohou být PCB oleje za zvýšených teplot upraveny pomocí
vodíku. V tomto případě nejsou obnoveny transformátory jako takové.
Příklad druhého případu je následující: konstrukce použitých transformátorů jsou vyčištěny pomocí
vymytí trichlorethylenem. Konstrukce je naplněna rozpouštědlem a ponechána odstavená relativně
dlouhou dobu, než je rozpouštědlo nahrazeno čerstvým trichlorethylenem. Tento proces se několikrát
opakuje (obvykle třikrát), dokud konstrukce nesplní předepsaný test. Během procesu čištění je
konstrukce transformátoru ponechána otevřená vzhledem k atmosféře nebo je volně přikryta ocelovou
deskou. V důsledku toho je výsledkem této činnosti ztráta trichlorethylenu výparem do vzduchu.
Obvykle jsou tyto činnosti prováděny ve specializovaných zařízeních, která čistí transformátory
kontaminované PCB a shromažďují kontaminované oleje. Jejich odpady - oleje, kovové sudy, voda
použitá k čištění a usazeniny čistících rozpouštědel jsou všechny určeny ke spálení mimo samotné
zařízení.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
42
Kapitola 2
Vyčištěné konstrukce transformátorů a vinutí jsou po důkladném čištění trichlorethylenem určeny
k obnově.
Čištění kondenzátorů obsahujících PCB (polychlorované bifenyly)
Kondenzátory jsou podobné transformátorům v tom, že jsou tvořeny aktivní zónou (jádrem) uloženým
v kovovém obalu. Nicméně aktivní jádro není tvořeno měděným vinutím, ale skládá se z protkaných
svitků tenké hliníkové fólie oddělených tenkými filmy papíru nebo plastu. Technologie používané pro
čištění těchto kondenzátorů:
• Obal kondenzátoru je odstraněn a dekontaminován výplachem rozpouštědlem; toto je přímý
dekontaminační proces, pokud obal není pórovitý. Jádro je spáleno.
• Existuje možnost jít o krok dále a zpracovat jádro po jeho vyjmutí z obalu. Tento
dekontaminační krok obvykle zahrnuje rozřezání jádra a jeho ošetření rozpouštědlem. To
umožňuje snížit hladinu reziduálních PCB.
• Technologie umožňující největší míru recyklace je podobná předešlé, ale na rozdíl od ní
upravuje také zbytkovou směs hliníku, plastů a papíru roztříděním jednotlivých složek pomocí
promývání rozpouštědly. Hliník může být poté znovu použit. Jediné složky určené k likvidaci
jsou útržky papíru/plastu.
Rozprašovací (aerosolové) drtiče
Aerosolové destruktory mohou zpracovávat odpady z výroby nebo materiály ze sběrných bank.
Potenciální složení odpadů je obvykle známé. Mohou obsahovat hnací plyny (mezi nimi LPG, butan,
propan, dimethyl ether nebo fluor-chlor-methan) a aktivní přísady. Část aerosolů je čistá, zatímco další
část může stále zadržovat určité množství hnacích plynů, ačkoli tento poměr není kvantifikován. Další
odpady neprojdou u tlakové zkoušky a pravděpodobně ztratí hnací sílu na cestě k destrukční jednotce.
Jakékoli pohonné látky přítomné v rozprašovacích válcích představují riziko nehody během
zpracování.
Nejméně jedno zařízení ve Francii pracuje s rozprašovací metodou.
Drcení skla
Čelní skla automobilů jsou lemována polyvinyl butyrátem, který je odstraněn v přípravném procesu a
je poslán na skládku odpadů. Při procesu drcení skla se zpracovává komunální i průmyslové sklo.
V některých zařízeních nepřijímají potažené sklo z elektronických zařízení.
Zpracování zářivek/zářivkových trubic
Ze zářivkových trubic je separována rtuť. V současnosti je tato činnost v některých zemích málo
rozšířená, ale existující provozy teď zažívají vzrůstající poptávku po svých službách. V současné době
většina z nich používá proces drcení. Nicméně jiný proces, vyvinutý v poslední době, nepoužívá
drcení a nabízí možnost obnoveného použití až 99% rtuti.
Nakládání s odpadem obsahujícím CFC (chlorované, fluorované uhlovodíky – freony)
V EU je povinné shromažďovat freony za účelem likvidace. Je běžné, že je mazací olej shromážděný
z chladících zařízení také upravován, aby byly odstraněny reziduální freony dříve, než bude olej
vrácen do oběhu. Freony mohou být později spáleny. Nová zařízení v EU určená pro spalování mají
schopnost obnovy HF.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
43
Kapitola 2
2.2 Biologické metody nakládání s odpadem
[31, Greenpeace, 2001], [32, DETR and DTI, 2001], [33, ETSU, 1998], [51, Inertec, et al., 2002] [53,
LaGrega, et al., 1994], [54, Vrancken, et al., 2001], [55, UK EA, 2001], [56, Babtie Group Ltd,
2002], [59, Hogg, et al., 2002], [80, Petts and Eduljee, 1994], [81, VDI and Dechema, 2002], [86,
TWG, 2003], [114, Hogg, 2001], [117, DG Env, 2001], [132, UBA, 2003], [138, Lanfranchi, 2003],
[150, TWG, 2004].
Biologické metody úpravy využívají žijící mikroorganismy k rozkladu organického odpadu buď na
vodu, CO2 a jednoduché anorganické sloučeniny nebo na jednoduché organické sloučeniny jako jsou
aldehydy nebo kyseliny. Existuje několik biologických postupů používaných pro úpravu odpadů,
nicméně ne všechny jsou zahrnuty v rámci tohoto dokumentu. Tabulka 2.4 společně s informacemi
obsaženými v kapitole Rozsah se pokouší objasnit, které postupy jsou obsaženy v tomto dokumentu.
Biologické
zpracování
Stručný popis
Aktivovaný kal
Rozkládá organický odpad ve vodě působením
biologického růstu. Voda je recyklována a provzdušněna,
aby usnadnila biologické procesy, a vzniká kal. Dva
běžně používané systémy: suspendovaný růstový systém
a vázaný růstový systém
Provzdušněné
Rozsáhlé kalojemy obsahující vysoké koncentrace
kalojemy
mikroorganismů. Kalojem je provzdušněn pro podpoření
bakteriálního růstu a rozkladu odpadu.
Kompostování
řízené hromady odpadu jsou budovány pro podporu
biologického rozkladu pevných organických látek,
produkci humusových sloučenin cenných jako hnojivo.
Aerobní
digesce Redukce organického obsahu v odpadu. Používána pro
(vyhnívání)
pevný odpad, nekontinuální odpadní vody, bioremediaci
a pro kaly a zeminu kontaminovanou oleji.
Anaerobní digesce
Zahrnuty v tomto
dokumentu?
Zahrnuty v dokumentu jako
úprava odpadní vody (viz
sekce 2.6)
Zahrnuty v dokumentu jako
úprava odpadní vody (viz
sekce 2.6)
Nezahrnuty v tomto
dokumentu.
Mechanicko-biologické
postupy (viz sekce 2.2.2 a
sekce 2.2.3)
V tomto dokumentu je
zahrnuta pouze remediace exsitu.
Rozkládající se organický materiál je uzavřen Viz sekce 2.2.1 a sekce 2.2.3
v nádobách za nepřítomnosti vzduchu. využívá dvě
formy bakterií: kyselinotvorné a metanotvorné. V tomto dokumentu je
Používána pro pevné-kapalné odpady, vysoce zahrnuta pouze remediace exkontaminované odpadní vody (např. chlorovanými situ.
sloučeninami), bioremediaci a v produkci bioplynu
používaného jako palivo.
Tabulka 2.4: Biologické metody nakládání s odpadem
2.2.1
Anaerobní digesce
Cíl
Anaerobní digesce je využívána v průmyslu při nakládání s odpady s velmi vysokým CHSK a jako
postup úpravy splaškových kalů po aerobní úpravě odpadních vod. Produkce bioplynu při řízené
anaerobní digesci je jednou z hlavních výhod tohoto procesu.
Princip metody
Anaerobní digesce zahrnuje bakteriální dekompozici organického materiálu za (relativní)
nepřítomnosti kyslíku. Jedním z hlavních limitů procesu anaerobní digesce je její neschopnost rozložit
lignin (významná složka dřeva). V tomto se odlišuje od procesu aerobní biodegradace.
Anaerobní procesy mohou být využívány pro přímou úpravu tekutých odpadů, biologického kalu
vznikajícího při předchozí aerobní fázi, pevných organických látek a kalů. Zahrnutí jiných vstupních
produktů, jako jsou splaškové kaly, mění výsledný digestát. Nicméně je důležité poznamenat, že
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
44
Kapitola 2
smíchání komunálního odpadu s těmito vstupními materiály může zlepšit jak environmentální tak
ekonomické aspekty procesu a tento postup už byl přijat v mnoha zařízeních (zvláště společná digesce
s odpadními kaly a chlévskou mrvou v malých zemědělsky orientovaných zařízeních).
V procesu je uhlík ze vstupních organických látek většinou převeden na metan a oxid uhličitý a
později uvolněn jako bioplyn, který je možné využít při spálení pro vznik tepla nebo může být využit
jako palivo například ke snížení emisí VOC. Poměr metanu k oxidu uhličitému se bude měnit společně
s tokem odpadu a teplotou systému. Aby se maximalizovala produkce metanu, systém potřebuje mít
vyvážený přísun materiálu. Zařízení si obvykle vybírají odpady bohaté na uhlík, které budou využívat
dosažitelný dusík (a pravděpodobně velmi potřebné během bioaugmentace).
Anaerobní digesce vede k produkci metanu, s teoretickou produkcí metanu 348 Nm3/t chemické
spotřeby kyslíku. Obecně anaerobní digesce způsobuje chemickou spotřebu kyslíku 100-200 Nm3 na
tunu zpracovaného biologického komunálního odpadu. Výroba bioplynu je velmi citlivá na vstupní
produkty, jedno zařízení vykazuje objemy od 80 do 120 Nm3 na tunu v závislosti na vstupu odpadů.
Bioplyn může být použit pro výrobu elektřiny (pro interní spotřebu anebo pro export), může být spálen
v kotli a produkovat horkou vodu a páru pro průmyslové využití, může být také použit jako
alternativní palivo v lehkých i těžkých vozidlech. Bioplyn má typické složení - 55-70% metan, 30 –
45% oxid uhličitý a 200-4000 ppm sirovodík.
Polotekuté zbytky označované jako digestát jsou dále zpracovávány prostřednictvím aerobní digesce.
Některé státy povolily za jistých okolností přímou aplikaci digestátu na zemědělskou půdu (např.
Švédsko, Dánsko). Riziko aplikace digestátu na půdu (zejména kvůli těžkým kovům) je obvykle
v různých zemích EU řízeno národní legislativou. Právě tak jako hlavní produkt tohoto procesu, pevný
digestát, jsou také k dispozici malá množství nadbytečné tekutiny, která mohou být vysušena a využita
jako tekuté hnojivo nebo poslána do zařízení pro úpravu odpadní vody (často následuje separace
pevných látek).
Popis procesu
Primárními proměnnými procesu jsou metody kontaktování odpadu s biomasou (mikroorganismy),
vlhkostní obsah odpadu (např. tekutina, kaše, pevná látka) a metody a stupeň aerace. Anaerobní
digesce obecně zahrnuje následující stupně:
Mechanická předběžná úprava
Za účelem zlepšení digesčních procesů jsou z odpadu určeného k úpravě odstraněny materiály jako
jsou plasty, kovy a příliš velké součásti. Separace může být prováděna za suchých nebo mokrých
podmínek. Následně je použit další proces redukce velikosti podporující vznik homogennějšího
materiálu, který napomáhá fermentaci a ulehčuje zpracování. Redukce velikosti může být prováděna
pomocí závitořezných, mlecích, bušících, prosévacích a řezacích mechanismů.
Digesce
Existuje množství různých technik používaných k provedení digesce. Obvykle jsou rozlišovány na
základě procesní teploty (termofilní zařízení pracují při teplotách okolo 55ºC (50-65ºC) a mezofilní
při teplotách okolo 35ºC (20-45ºC)) a podílu suchého materiálu ve vstupujících odpadech (např. suché
systémy s 30-40% suchého materiálu, vlhké systémy s 10-25% suchého materiálu). Obecně řečeno,
čím vyšší je teplota, tím rychlejší je proces, ale termofilní procesy mohou být náročnější co do řízení a
potřebují větší množství bioplynu pro ohřev, aby udržely požadovanou teplotu. Některé běžné
technologie dostupné v současné době jsou uvedeny v tabulce 2.5.
Technika
Popis
Vlhká jednokroková
Pevný odpad je zředěn procesní vodou, aby poskytnul Proces může být použit pro
naředěnou vstupní surovinu pro plnění mísící nádoby pevný
komunální
odpad
digestéru.
samostatně, vlhký proces se však
přímo nabízí pro společnou
digesci se zředěnými vstupními
Vstup
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
45
Kapitola 2
Vlhká vícekroková
Suchá spojitá
Suché dávkování
Postupné dávkování
Pevný odpad je zředěn a fermentován hydrolytickými
a fermentativními bakteriemi, aby se uvolnily těkavé
mastné kyseliny, které jsou pak převedeny na bioplyn
v anaerobním digestéru průmyslových odpadních vod
s rychlým přenosem.
Digesční nádoba je průběžně plněna materiálem s 2040% suché hmoty prostřednictvím
vsádkového
plnění. V obou variantách přísunu – smíšeném i
odděleném – je přebytek tepla výhodný pro termofilní
digesci.
Dávka je naočkována digestátem z jiného reaktoru a
ponechána přirozenému vyhnívání. Výluh opakovaně
cirkuluje, aby udržoval potřebný vlhkostní obsah a
roznášel methanové bakterie po nádobě.
V podstatě varianta procesu suchého dávkování, ve
které je výluh vyměňován mezi zavedenými a novými
dávkami, aby usnadnil uvedení do chodu, naočkování
a odstranění těkavých materiálů z aktivního reaktoru.
Jakmile je digesce zavedena, digestér je odpojen od
zavedené dávky a je připojen k nové dávce v jiné
nádobě.
surovinami, jako jsou chlévská
mrva a organické průmyslové
odpady.
Systém se nabízí pro digesci
pevných komunálních odpadů a
vlhkých organických odpadů
z potravinářského průmyslu.
kupovitý bioreaktor
Tabulka 2.5: Technologie anaerobní digesce
[53, LaGrega, et al., 1994], [55, UK EA, 2001], [56, Babtie Group Ltd, 2002], [59, Hogg, et al., 2002]
Uživatelé
Anaerobní digestéry jsou v současnosti používány pro komunální odpad (konkrétně bio-odpad
separovaný u zdroje), ale jsou také testovány pro zpracování nebezpečného odpadu. V některých
anaerobních digestérech v čistírnách odpadních vod je ušetřená kapacita používána pro zpracování
škály průmyslových ne-nebezpečných organických odpadů. Anaerobní digesce TKO je komerčně
výhodná průměrně na 10 let a je používána v Německu, Nizozemí a Dánsku. Rozvíjí se ve Španělsku,
Portugalsku a Belgii a v omezeném rozsahu je využívána také v ostatních zemích jako je Švédsko,
Velká Británie a Francie.
2.2.2
Mechanicko-biologická úprava
Účel
Mechanicko-biologická úprava je obvykle určena k obnově materiálů za jedním či více účely a ke
stabilizaci organické frakce zbytkového odpadu. Praktickou výhodou zařízení pro mechanickobiologickou úpravu je především redukce:
• objemu odpadů
• obsahu organických látek v odpadu, který je určen k finální likvidaci (skládka nebo spalovna)
Dalším účelem mechanicko-biologických úprav je štěpení materiálu pro další zpracování (např.
příprava tuhých paliv z odpadu). Biologická digesce je zaměřena na redukci váhy a zprostředkování
inertnosti jakéhokoli biologicky aktivního materiálu (obvykle nazvaného „stabilizované reziduum“).
Obvyklé hodnoty kombinované ztráty vody a biologicky rozložitelného materiálu se mohou
pohybovat mezi 20 a 35%, zejména v závislosti na době, po kterou proces probíhá. Další redukce
objemu odpadu určeného na skládku může být dosažena díky mechanické separaci produktů a ve
finále může být dokonce vyšší než 60%.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
46
Kapitola 2
Princip metody
Zařízení mechanicko-biologické úpravy výrazně redukují humiditu pomocí extrakce, redukce a
stabilizace organického obsahu v odpadu. Tyto postupy zahrnují mechanické třídění odpadu,
biologickou úpravu (anaerobní a/nebo aerobní digesci) organické frakce a, pokud je potřebná, i další
mechanickou separaci.
Mechanicko-biologické úpravy musí vést k redukci obsahu biodegradovatelných organických
sloučenin, objemu, vodního obsahu, potenciálu pro tvorbu plynu a respirační aktivity odpadu, stejně
tak musí výrazně zlepšit chování odpadu při vyluhování a usazování.
V principu může být do zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu přijato mnoho typů odpadních
produktů. Materiály rozložené a digestované v biologickém stupni procesu zahrnují papír a desky,
„rostlinné/kuchyňské“ organické látky a organický materiál obsažený v nádobách, obalech, textiliích,
některé typy splaškových kalů, atd. Obecně vzato, do zařízení vstupuje pouze smíšený, netříděný
odpad. Nicméně zákony a změny používaných procesů vylučují nebo omezují některé typy odpadů.
Příkladem jsou nebezpečné odpady, odpady, u kterých je z legislativy EU nařízeno speciální zacházení
(např. Nařízení (ES) č. 1774/2002 Evropského parlamentu a Rady ze dne 3. října 2002 určující
hygienické zásady týkající se živočišných vedlejších produktů, které nejsou určeny pro spotřebu
člověkem), odpady, pro které není biologická úprava vhodná a odpad způsobující inhibici biologické
aktivity.
Výstupní produkt zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu je z velké části redukován na váze a je
stabilizovaný (emise uvolněné z tohoto produktu mohou být ve srovnání s neupraveným materiálem
v podmínkách skládky redukovány průměrně z 90-98%). Tato čísla jsou velmi proměnlivá a silně
závislá na způsobu, jakým je redukce emise spočítána (např. vytváření plynu a respirační aktivita) a
obvykle se mohou významně lišit v kvalitě. V některých zemích může být zpracovaný odpad, pokud je
kontaminace dost nízká, používán pro překrytí skládky (podřadný kompost, šedý kompost nebo
stabilizovaný biodegradovatelný odpad) nebo může být uložen na skládku. Kvalita takto zpracovaného
odpadu obecně není akceptovatelná pro širší použití, kvůli kontaminantům vážícím se k inertnímu
obsahu (sklo, plasty, atd.) a také kvůli obsahu těžkých kovů uvolňujících se z ostatních odpadů
tvořících vstupní tok (baterie, atd.). Další výstupy jsou hořlavé frakce a recyklovatelné materiály
(např. kovy, plasty).
Popis procesu
Zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu jsou velmi flexibilní a mohou být postavena na různé
bázi. Fáze mechanického zpracování zahrnuje oddělování a úpravu odpadů. Procesy, které zde mohou
být zahrnuty, jsou následující:
• rozrušení nakupených odpadů (pokud je to nezbytné) (např. drtiče)
• extrakce nežádoucích složek, které mohou ztížit následné zpracování (např. oddělení kovů)
• optimalizace velikosti částic pro následné zpracování (např. prosévání, drcení)
• oddělení biodegradovatelných materiálů z propadu primárního prosévání tak, že mohou být
poslány do procesu biologické úpravy (např. proséváním)
• oddělení materiálů s vysokou výhřevností, jako jsou textilie, papír a plasty z primárního
prosévání tak, že mohou být poslány pro využití ve výrobě paliv. A také oddělení takových
materiálů, které jsou vhodné pro další materiálové využití (např. vzdušnou separací).
• homogenizace materiálu určeného pro biologickou úpravu.
Bez ohledu na tyto prvky mohou zařízení zahrnovat také vybavení pro regeneraci kovů a pro extrakci
minerálních frakcí. Změny týkající se zaměření zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu jsou
mnohé a různé. Některá zařízení jsou určena pro separaci a biologickou úpravu reziduálního odpadu
z pevného komunálního odpadu před jeho uložením na skládku. Schéma procesů mechanickobiologických úprav je zobrazeno na obrázku 2.6.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
47
Kapitola 2
Obrázek 2.6: Schématické znázornění vstupů a výstupů při mechanicko-biologické úpravě
odpadů
Poznámka: hnědé šipky představují zbytkové materiály
zelené šipky představují výstupy z procesu
mechanická úprava může být provedena před nebo po biologické úpravě
[17, Eunomia Research & Consulting, 2002], [150, TWG, 2004]
Existují dva typy systému: uzavřený a krytý. Uzavřené systémy (nádoba, tunel) obvykle pracují pouze
s tlakem cirkulujícího vzduchu. Řízení je uplatňováno prostřednictvím parametrů teploty a obsahu
kyslíku v cirkulujícím vzduchu. Teplo musí být odvedeno ze systému ochlazováním cirkulujícího
vzduchu. Kondenzát, který vzniká, může být použit pro zavlažování kup nebo musí být zlikvidován
jako odpadní voda.
Kryté systémy (procesy pohyblivé kupy) pracují s obojím – tlakem i s odsáváním, v některých
zařízeních jsou alternativně používány obě aerační metody. Systémy cirkulace vzduchu jsou v krytých
systémech vhodné pouze v omezeném rozsahu. Při procesu odsávání je proveditelné alespoň
opakované znovupoužití vzduchu odsátého z kupy. Vzniklé teplo může být odvedeno pouze
prostřednictvím vypařování vody a odsávání vzduchu. Kromě specifického řízení aerace má pro vývoj
biologické úpravy směrodatnou důležitost periodické obracení biologicky degradovatelného materiálu.
To slouží k účelu:
• smíchání materiálu a vytváření nových povrchů přístupných pro mikroorganismy
• aktivizace biologické degradace
• minimalizace trvaní biologické degradace
• rovnoměrné provlhčení kupy a kompenzace evaporačních ztrát
• kompenzace objemových ztrát při biologické degradaci
• odvádění tepla z kupy
Takto je biologický proces optimalizován a existující možnosti biologické úpravy jsou efektivně
využity. V zařízeních mechanicko-biologické úpravy s quasi-dynamickou biologickou úpravou
probíhá stejně jako u procesu pohyblivých kup nebo tunelového procesu obracení v týdenních
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
48
Kapitola 2
intervalech. Některé biologické procesy vyžadují během prvních tří týdnů dva cykly obracení za týden.
Po uplynutí této doby je materiál převracen každých pět až sedm dnů.
Uživatelé
Mechanicko-biologická úprava je nástrojem pro předběžnou úpravu odpadu před jeho uložením na
skládku nebo pro přípravu pevného odpadu (obvykle pevného komunálního odpadu) na jeho použití
jako palivo. Ačkoliv popularita kompostování smíšeného odpadu klesá, je v současnosti stále ještě
aplikována v Řecku, Španělsku a Portugalsku, zatímco v Itálii, Německu a Rakousku je postupně nebo
najednou konvertována na mechanicko-biologické zpracování reziduálního odpadu. Tento typ
zpracování se objevuje také v Nizozemí a Belgii. Velký zájem o tuto technologii je v současnosti ve
Velké Británii, kde je několik takových zařízení právě ve výstavbě a vláda Velké Británie sponzoruje
zkušební provoz těchto nových technologií.
Taková zařízení mají obvykle velkou kapacitu, protože zpracovávají velká množství smíšeného
odpadu. Průměrná kapacita 50-100 kt/rok je poměrně normální, ale může být také až 700 kt/rok, jako
je tomu u zařízení v Miláně v Itálii, a může být také malá - okolo 7 kt/rok. V Evropě existují
minimálně čtyři příklady snahy dosáhnout kompletní regenerace pevného komunálního odpadu
formou recyklace materiálů a návratu energie.
2.2.3
Biologické postupy aplikované na kontaminovanou půdu
Účel
Redukce kontaminace půdy.
Princip metody
Aerobní a anaerobní degradace polutantů ve vytěžené zemině.
Typy kontaminantů, které jsou tímto procesem zpracovány, jsou biodegradovatelné polutanty, paliva
(benzín, petrolej, plynový olej, topný olej, ropa, těžká paliva), minerální oleje, odpadní oleje a těžké
organické oleje. Hlavní produkty tohoto typu úpravy jsou dekontaminované vytěžené zeminy.
Popis procesu
Nedostatek kyslíku je hlavním limitujícím faktorem biodegradace polutantů v půdě a bylo vyvinuto
množství různých procesů sloužících k optimalizaci půdního prokysličení. Různé biologické postupy
se liší v použitých aeračních technikách. Existují dva typy procesu: in-situ a ex-situ.
Biodegradace in-situ
Biodegradace in-situ je termín označující proces biologické úpravy, která je prováděna na původním
místě, kde se kontaminovaná půda nachází. Tyto procesy nejsou v tomto dokumentu zahrnuty.
Biodegradace ex-situ
Biodegradace ex-situ je obecný termín pro úpravné procesy, při kterých je kontaminovaná půda nebo
kal odkopán a upraven pomocí biologických procesů. Technologie bioremediace („ozdravení“) ex-situ
nejčastěji zahrnuje bioremediaci kašovité fáze, kde je vodnatá kaše vytvořena kombinací
kontaminované zeminy nebo kalu s vodou a následně jsou kontaminanty biologicky degradovány
v samostatném reaktoru nebo v kalojemu. Biodegradace ex-situ zahrnuje také bioremediaci pevné
fáze, která zahrnuje aplikaci na půdu v zemědělství, kompostování a biohaldy. Při těchto procesech je
kontaminovaná půda odtěžena a je přidán kyslík, živiny, voda nebo mikroorganismy, aby došlo ke
zvýšení přirozené biodegradace kontaminantů.
Bioremediace kašovité fáze
Bioremediace kašovité fáze má dva hlavní cíle: (1) zničit organické kontaminanty v půdě nebo kalu a,
což je stejně důležité, (2) redukovat objem kontaminovaného materiálu. Ukázalo se, že kašovitá
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
49
Kapitola 2
biodegradace je efektivní při zpracování vysoce kontaminovaných půd, u kterých se pohybuje
koncentrace paliv nebo jiných organických kontaminantů od 2500 do 250 000 mg/kg. Procesy
v kašovité fázi také vykazují určitý potenciál pro zpracování široké škály kontaminantů, včetně
pesticidů, kreozotů, penta-chlor-fenolu, polychlorovaných bifenylů a dalších organických sloučenin s
halogeny.
Před aplikací kašovité biodegradace je nutná příprava odpadu. Příprava může zahrnovat odtěžení a
manipulaci s odpadním materiálem a prosévání kvůli odstranění úlomků a velkých předmětů. Rovněž
může být potřebná redukce velikosti částic, přídavek vody a úprava pH a teploty, aby bylo dosaženo
vyrovnaných vstupních podmínek.
Jakmile je biodegradace kontaminantů skončena, zpracovaná kaše je poslána do
třídícího/odvodňovacího systému. Pro odstranění vody z půdy může být použita sedimentační nádrž.
Bioremediace pevné fáze
Bioremediace pevné fáze zahrnuje odtěžení a přípravu kontaminované půdy za účelem zvýšení
bioremediace kontaminantů v zemině. Techniky obvykle používané pro přípravu půdy na
bioremediaci jsou prosévání/propad, homogenizace, zvýšení obsahu půdních živin a přidaní kompostu.
Bioremediace probíhá v biohaldách ( převracení zemin nebo vhánění vzduchu).
Aerobní digesce zahrnuje uložení biodegradovatelného odpadu s bobtnacím činidlem, aby byla
zvýšena pórovitost půdního materiálu. Bioremediace je podobná kompostování v tom, že je
kontaminovaná půda nakupena ve velkých haldách. Nicméně pro tyto procesy je vzduch zajišťován
protahováním vakua skrze haldu.
Uživatelé
Kontaminované půdy.
2.3 Fyzikálně-chemické metody nakládání s odpadem
[30, Eklund, et al., 1997], [51, Inertec, et al., 2002], [53, LaGrega, et al., 1994], [55, UK EA, 2001],
[56, Babtie Group Ltd, 2002], [86, TWG, 2003], [89, Germany, 2003], [100, UNEP, 2000], [101,
Greenpeace, 1998], [121, Schmidt and Institute for environmental and waste management, 2002],
[123, Perseo, 2003], [124, Iswa, 2003], [136, Straetmans, 2003], [146, Galambos and McCann, 2003],
[150, TWG, 2004], [152, TWG, 2004], [156, VROM, 2004], [157, UBA, 2004].
Tato kapitola popisuje fyzikálně-chemické metody úpravy odpadu. Postupy jako je srážení,
sedimentace a odstřeďování a termální postupy, které nejsou zahrnuty v dokumentu BREF pro
spalování odpadů, jsou popsány zde. Díky faktu, že mnoho z těchto postupů jsou běžné postupy, bude
popis některých operací v této sekci zmíněn jen stručně. Pro technologie považované za méně známé,
a které potřebují zvláštní vysvětlení, byla uvnitř tohoto oddílu vytvořena samostatná kapitola.
V kapitole 2.6 jsou popsány technologie pro snížení emisí. Běžné aktivity probíhající v těchto
zařízeních (např. ukládání, manipulace) jsou popsány v kapitole 2.1.
Struktura této kapitoly se vztahuje k fyzikálnímu stavu typu odpadu. Postupy používané pro pevné a
kapalné látky se velmi liší a proto bylo navrženo, že tato dlouhá kapitola může být dobře
strukturována, budeme-li tyto dvě skupiny brát v úvahu odděleně. Na konci kapitoly jsou popsány
také některé speciální fyzikálně-chemické postupy používané pro speciální odpady (např. destrukce
perzistentních organických polutantů).
Některé techniky pro úpravu odpadů mohou využívat například kyselý roztok z prvního odsiřovacího
zařízení v systému kontroly znečištění vlhkého vzduchu. Některé techniky zahrnují návrat upravených
zbytků do spalovacích komor za účelem spečení s popelem na dně. Tyto techniky nejsou v tomto
dokumentu zahrnuty, protože představují ucelená opatření v rámci spalovacích technologií. Toto téma
je možné nalézt v jiných dokumentech BREF.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
50
Kapitola 2
2.3.1
Fyzikálně-chemické čištění/úpravy odpadních vod
Účel
Zařízení pro fyzikálně-chemickou úpravu jsou navržena takovým způsobem, aby mohlo být
separováno maximální množství recyklovatelných materiálů a tudíž je používáno minimální množství
pomocných látek. Cílem fyzikálně-chemických metod úpravy je:
• Umožnit zprostředkování cílů ochrany životního prostředí, zvláště péče o kvalitu vody.
V zařízeních fyzikálně-chemické úpravy jsou materiály představující nebezpečí pro vodu buď
upraveny, zadrženy a/nebo převedeny na bezpečnou formu.
• Umožnit správné nakládání s velkým objemem kapalných odpadů a odpadů vyžadujících
speciální kontrolu.
• Separovat olej nebo organickou frakci za účelem jejich využití jako paliva.
Postupy slouží jako specifické aplikace fyzikálně-chemických reakcí k přeměně materiálu (např.
neutralizace, oxidace, redukce) a k separaci materiálu (např. filtrace, sedimentace, destilace, iontová
výměna).
Princip metody
Během fyzikálně-chemických úprav kontaminované odpadní vody je voda separována a zpracována
tak, aby mohla být vypuštěna do kanalizačního systému nebo vodních těles.
Takto upravená voda se v okamžiku svého vypuštění stává předmětem různých zákonů týkajících se
vody.
Odpady zpracovávané v zařízeních pro fyzikálně-chemickou úpravu jsou vodnaté kapaliny. Zařízení
pro fyzikálně-chemickou úpravu obecně upravují tekuté odpady nebo kaly s relativně vysokým
obsahem vody (>80%). Bez ohledu na jejich původ a jejich vztah ke svým látkovým charakteristikám
mezi odpady zpracovávané v těchto zařízeních patří:
• Emulze/chladící mazivo
• Kyseliny (např. mořící kyseliny z povrchové úpravy. Některé informace v STM BREF)
• Alkalické roztoky
• Koncentráty/slané roztoky obsahující kovy
• Voda z praní
• Odpadní voda obsahující benzín/olej
• Směsi rozpouštědel
• Kaly
• Vodnaté tekuté odpady s vysokými koncentracemi biodegradovatelných materiálů
• Tekutý lodní odpad
Zobrazení typů odpadů zpracovávaných zařízeními ve Velké Británii je ukázáno v tabulce 2.6.
Typ odpadu
Neutrální kapalné anorganické látky
Kyseliny
Oleje
Alkálie
Neutrální kapalné organické látky
Kontaminované obaly
Kyanidy
Organické kaly
Chemikálie reagující s vodou
Procento zařízení zpracovávajících daný typ
odpadu (%)
69
62
62
54
54
23
23
8
8
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
51
Kapitola 2
Tabulka 2.6: Typy odpadů zpracovávané v zařízeních pro fyzikálně-chemickou úpravu ve Velké
Británii
[56, Babtie Group Ltd, 2002]
Popis procesu
Zařízení pro fyzikálně-chemickou úpravu jsou sestavena případ od případu, na odlišné bázi
v závislosti na požadavcích a/nebo aplikaci. Každé zařízení pro fyzikálně-chemickou úpravu má
specifickou vlastní technologickou a pracovní koncepci; toto je převedeno na odpad, který může být
zpracováván. Z toho důvodu neexistuje „standardní“ zařízení pro fyzikálně-chemickou úpravu. Ačkoli
všechna zařízení podléhají kontrole, mají procesní laboratoře a vesměs mají tendenci plnit
neutralizační funkci, řada procesů předběžné úpravy, metod zacházení s kaly a kombinace vstupních
odpadů způsobují jedinečnost každého provozu. Mezi techniky činnosti zařízení pro fyzikálněchemickou úpravu patří:
• Kontinuální procesy: vhodné zvláště pro velké objemy, odpad s relativně konstantní skladbou
a pro automatický provoz.
• Dávkovací procesy: velmi vhodné zvláště pro velmi variabilní charakteristiky/reakce odpadu,
který je určen ke zpracování.
Tabulka 2.7 ukazuje některé rozdíly mezi různými zařízeními pro fyzikálně-chemické zpracování.
Zpracování
emulzí
emulzí a
směsí
olej/voda
emulzí a
odpadů
s obsahem
určeným k
detoxikaci
kapalného a
vodnatého
odpadu
s některými
organickými
rozpouštědly
kapalného a
vodnatého
odpadu
obsahujícího
organická
rozpouštědla a
tenzidy
Prosévání
Sedimentace
Ultrafiltrace
Vypařování
Roztopení
Rozklad
Kyselé štěpení
Organické štěpení
Oxidace/redukce
Filtrace přes membránu
Koagulace/srážení
Sedimentace
Odvodnění
Sirné srážení
Filtrace
Výměna iontů
Neutralizace
Poznámka: tmavě šedá: povinné procesy, světle šedá: nepovinné procesy
Tabulka 2.7: Analýza některých reprezentativních typů zařízení pro fyzikálně-chemické zpracování
[121, Schmidt and Institute for environmental and waste management, 2002]
Obvykle používané jednotkové operace zahrnují prosévání, ukládání/akumulaci, neutralizaci,
sedimentaci, srážení/koagulaci, výměnu iontů, oxidaci/redukci, sorpci (adsorpce/absorpce),
vypařování/destilaci, filtraci přes membránu, rozklad, extrakci, filtraci/vysoušení, kyselé štěpení
emulzí a organické štěpení emulzí.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
52
Kapitola 2
Často musí být použito několik jednotkových operací, aby byl specifický odpad správně zpracován.
Kombinace procedur jednotkových operací (typ procedury, pořadí jejich aplikace, řízení) je
specifikována laboratoří daného zařízení pro fyzikálně-chemickou úpravu na základě složení odpadu a
jeho reakčního chování.
Za účelem řízení reakcí je v reaktorech obvykle k dispozici následující vybavení:
• Skladovací nádoby pro oddělené skladování v závislosti na typu zpracování
• Reakční kontejnery s regulovatelným míchacím strojem a indikátory teploty
• Sedimentační nádrže
• Měřící vybavení
• Nádrže pro přechovávání a skladování chemikálií
• Skladovací nádrže a rezervoáry pro odpad určený ke zpracování
• Dávkovací zařízení
• Materiál rezistentní vůči kyselinám a alkáliím
• Kontrola hodnoty pH u chemikálií
• Nádrže určené pro usazování a smíchání pomocných činidel
• Měření a automatické řízení
• Ventilace a čištění reakčních nádrží se zařízením pro čištění odsátého vzduchu.
Uživatelé
V Německu je 25 až 30% všech nebezpečných odpadů zpracováváno zařízeními pro fyzikálně
chemickou úpravu. Mezi činnosti prováděné zařízeními pro fyzikálně-chemickou úpravu řadíme:
• Zpracování emulzí
• Zpracování emulzí a odpadu s obsahem určeným k detoxikaci
• Zpracování kapalných, vodnatých odpadů s některými organickými rozpouštědly
• Zpracování emulzí a směsí olej/voda
• Zpracování kapalných, vodnatých odpadů obsahujících organická rozpouštědla a tenzidy
• Detoxikace (oxidace, redukce) odpadu obsahujícího dusitany, šesti valenční chrom, kyanidy
(jako předběžná úprava).
Zpracovávané odpady obvykle pocházejí z různých průmyslových a komerčních produkčních procesů
a z činností zajišťujících údržbu, opravu a čištění. Jako specifické industriální sektory figurují
tiskařský a fotografický průmysl. Zařízení pro fyzikálně-chemické úpravy jsou příkladem takových
zařízení, která poskytují služby zvláštnímu průmyslovému sektoru, odebírají širokou škálu odpadů a
přemisťují ty, které nemohou být zpracovány nebo recyklovány v rámci podniku.
Na obrázku 2.7 je ukázáno zpracování tekutého lodního odpadu
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
53
Kapitola 2
Obr. 2.7: Zpracování tekutého lodního odpadu
[156, VROM, 2004]
2.3.2. Jednotkové operace používané při fyzikálně-chemických úpravách odpadních vod
Odpad může být zpracován některou z mnoha komerčně osvědčených jednotkových operací. Metody
úpravy spadají do čtyř kategorií:
• Fázová separace (např. sedimentace, oddestilování)
• Složková separace (např. výměna iontů, elektrodialýza)
• Chemická transformace (např. chemická oxidace, spálení)
• Biologická transformace (např. aerobní úprava fixním filmem)
Tabulka 2.8 shrnuje jednotkové operace používané při fyzikálně-chemických úpravách. Některé
další informace týkající se tohoto tématu je možné nalézt v dokumentu BREF Úprava běžných
odpadních vod a odpadního plynu (CWW).
Jednotková operace
Separační operace
Kyselé štěpení emulzí
Centrifugace
(odstřeďování)
Odpařování a destilace
Cíl
Princip operace
Termínem „kyselé štěpení“ je myšleno
zpracování emulzí. Cílem úpravy je
separace emulzí v odpadní vodě,
oleje/tuku a nerozpustných kovů jako
hydroxidových usazenin.
Odstranění kalu solí kovů ze srážecích Odděluje pevné látky od kapalných
zařízení.
rychlou rotací směsi v nádobě. Pevné
látky se buď usadí na dně (sedimentační
typ) nebo přilnou k vnějším stěnám
nádoby (filtrační typ), skrze které
tekutina prochází.
Odpařování a destilace jsou podobné Cílem odpařování/destilace je separovat
procesy
s různými
cíli.
Během olej
v dobře
využitelné
formě.
odpařování se potřebná látka ve směsi V zařízeních pro fyzikálně-chemickou
účinkem teploty odpařuje, je zachycena úpravu je odpařování používáno jako
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
54
Kapitola 2
ve formě páry a většinou kondenzuje.
Destilace je separační proces, který je
používaný pro oddělení látek ve směsích
a který dosahuje lepších separačních
poměrů než odpařování.
Extrakce
Filtrace/odvodnění
Toto je nejčastěji aplikovaná operace,
např. při úpravě pitné vody, při úpravě
průmyslové odpadní vody, atd.
Filtrace/přesívání
Zpracování odpadu přesíváním je
nezbytné kvůli ochraně a bezpečnosti
funkčních jednotek jako jsou čerpadla,
propusti, vstupy, ventily.
Jednotková operace
Filtrace (přes membránu)
Flotace
Proces výměny iontů
Cíl
rozdělovací stupeň za účelem oddělení
odpařitelných látek z odpadní vody.
V závislosti na přísadách odpadní vody
může být vypařování použito také jako
úprava pro další přípravnou fázi (jako je
filtrace přes membránu). Evaporační
technologie nabývá na významu,
kdykoli je třeba separovat organická
rozpouštědla
z odpadu
určeného
k úpravě.
Extrakce se používá pro specifickou
separaci sloučenin ze směsí. Směs látek
je zcela smíchána se selektivním
rozpouštědlem. Během míchání migrují
sloučeniny ze směsi do extrakčního
činidla. Spolu s následnou separací
extrakčního činidla ze směsi jsou
konečně také sloučeniny ze směsi
separovány.
Zahrnuje průchod směsi pevných a
kapalných (nebo pevných a plynných)
látek přes filtrační medium, kde jsou
zachyceny pevné látky. Existují různé
druhy filtrů jako je štěrkový filtr,
pískový filtr a mechanický filtr (např.
mřížový tlakový filtr pro odpadní vody,
kalolis, membránový tlakový filtr).
Přesívání je třídící/separační procedura,
pomocí níž je filtrovaný materiál –
kapalná/tuhá směs (kaše) separována do
dvou směsí, jedné s průměrnou velikostí
částic menší než je vstup a druhé větší
než je vstup.
Princip operace
Separace látek / pevných látek z kapalných Při membránovém procesu jsou
směsí. Ultrafiltrace může být použita pro tekutiny přiváděny pod určitým
rozštěpení emulzí.
tlakem a současně prochází přes
semi-permeabilní (polopropustnou)
membránu. Separační schopnost
membrány je v podstatě založena na
filtrovacím efektu a proto nejsou
výstupní produkty změněny chemicky
ani biologicky.
Metoda používaná v rafinériích, masném Zavedení drobných vzduchových
průmyslu, natěračství, papírenském a bublinek do roztoku obsahujícího
pekárenském průmyslu.
rozptýlené částice. Částice se naváží
na vzduchové bublinky a vyplavou.
Výměna iontů je proces určený k čištění Iontoměniče mají schopnost měnit
tekutých odpadů s rozpuštěnými elektricky své vyrovnané skupiny iontů (kationy
nabitými částicemi (ionty) prostřednictvím a aniony) s ionty obsaženými ve
iontoměničů. Může být také použit pro vodě.
změkčování vody, kdy jsou ionty Ca a Mg
odstraněny z roztoku. Některé látky
vhodné pro výměnu iontů jsou kapalné
odpady
z procesu
galvanického
pokovování, chromové elektrolyty /
roztoky s chrómem, moření kyselinou
fosforečnou,
moření
kyselinou
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
55
Kapitola 2
Procesy separace oleje
Organické štěpení emulzí
chlorovodíkovou a anodové roztoky
kyseliny sírové. Do skupiny látek
nevhodných pro iontoměniče patří:
organické sloučeniny, které mohou
nevratně blokovat měniče nebo jejichž
odstranění může být neúplné; silná
oxidační činidla, která mohou zničit
aniontové měniče; kovové kyanidové
komplexy, které jako silné aniontové
měniče zničí měnič; aromatické a
halogenované uhlovodíky, které mohou
místy způsobit zduření měničů a tím
mohou vést k přerušení použitelnosti
měničů.
Gravitační usazování bez zahřátí dává Gravitační separace rozpustných olejů
vzniknout vrstvě bohaté na olej, který je a směsí olej/voda.
odstředěn a poslán k recyklaci oleje pro
další zpracování, a vodní fázi a kalu, který
je zpracován v hlavním zařízení. V
některých zařízeních toto představuje
převážnou část každodenních činností.
V jiných je to pouze příležitostný proces a
používá se jen pokud je třeba poskytnout
plné služby velkým zákazníkům, ale kde
společnost aktivně nevyhledává pro
zpracování vstupy v podobě olej/voda.
Některá zařízení přidávají do oleje
kyselinu, aby napomohly separačnímu
procesu (štěpení emulzí).
K destabilizaci emulgujícího činidla
jsou
používány
polyelektrolyty
a/nebo podobné produkty. Ty
umožňují dobré štěpení emulzí
srovnatelné s kyselým štěpením.
Reverzní
osmóza
Používá se při výrobě pitné vody
z brakických podzemních vod a
mořské vody, také při regeneraci
galvanických chemikálií
z oplachové vody a sulfátů
z papírenských odpadních vod.
Používá se i při zpracování výluhů.
Třídění na
sítech
Odpadní voda s obsahem pevných
částic, atd.
Sedimentace
Sedimentace se používá hlavně
k zahuštění kalů a separaci těžkých
částic a suspendovaných látek
z odpadní vody a k zakoncentrování
kalů
Použití mechanické síly, např.
vysokého tlaku (17 – 100 atm)
k protlačení rozpouštědla (většinou
vody) skrz membránu. Vznikají dvě
frakce, jedna obsahuje
zakoncentrované rozpuštěné
komponenty a druhá vyčištěné
rozpouštědlo
Odstraňuje velké částice z odpadní
vody. Existují tři typy sít, rotační
bubny, vibrační a stacionární
Gravitace způsobuje, že se odděluje
těžší fáze suspenze. Podle toho pak
povaha gravitační síly určuje typ
sedimentace: gravitační nebo
odstředivá
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
56
Kapitola 2
Sorpce
(absorpce a
adsorpce)
Jestliže odpadní voda vykazuje
zvýšené nebo nepřijatelně vysoké
hodnoty TOC, AOX nebo PCB,
odstraňují se organické látky
zpravidla pomocí adsorpce
Sorpce je zachycení látky (plynu,
par, kapaliny) jiným materiálem
v důsledku kontaktu obou materiálů.
Absorpce je penetrace plynu do
pevné nebo kapalné fáze
(absorbentu) difúzí. Adsorpce je
akumulace plynů nebo rozpuštěné
látky na povrchu pevného nebo
kapalného materiálu (adsorbentu)
pomocí molekulárních sil. Adsorpce
je fyzikální proces a proto jsou
chemické charakteristiky
adsorbovaného materiálu
nezměněny.
Separace
proudem
vzduchu
Separace proudem vzduchu se
používá proto, aby bylo možné lépe
a efektivněji využít následující
procesy, nebo jako poslední stupeň
snížení koncentrace určitých
uhlovodíků (AOX). Tímto
postupem lze separovat z vodných
roztoků těkavé látky, např. H2S,
NH3, nízkovroucí uhlovodíky a
chlorované uhlovodíky (AOX).
Při separaci proudem vzduchu se
vyhánějí snadno se odpařující
materiály z kapalných směsí.
K separaci se používá vzduch nebo
vodní pára, při současném zvětšení
hraničního povrchu mezi fázemi.
Jedná se tak o separační proces,
v němž je separovaný materiál ve
výstupním plynu (separace
vzduchem) nebo v destilátu
(separace vodní parou)
Chemické procesy *
Elektrolýza
Získávání kovů z roztoků (např.
stříbro z fotografického odpadu)
Neutralizace
Neutralizovat odpadní vody nebo
z ní získávat některé komponenty
srážením při určitém pH.
V závislosti na konfiguraci zařízení
může být neutralizace a sedimentace
prováděna v téže nádobě.
Využití elektrické energie ke snížení
obsahu kovů v roztoku
Neutralizace je nastavení hodnoty
pH na neutrální úroveň, např. pH ~
7. Neutralizace se dosáhne přidáním
kyseliny nebo zásady
k neutralizovanému materiálu
a/nebo smícháním kyselin a zásad
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
57
Kapitola 2
Oxidace/
redukce
Redox reakce zahrnují detoxikaci
dusitanů a kyanidů (oxidace) a
sloučenin chrómu (VI) (redukce).
Další možné postupy zpracování
jsou destrukce sulfidů nebo
peroxidů. Odpady jsou méně
toxické, jednodušší a méně těkavé.
Oxidace a redukce jsou procesy,
které se obvykle spojují. Oxidace je
uvolňování elektronů a redukce je
jejich přijímání.
Srážení/
flokulace
Separace rozpuštěných nebo
suspendovaných látek (např. kovů)
přidáváním chemikálií
Srážení je opakem rozpouštění,
obvykle přídavkem chemikálií.
Flokulace je shlukování více či
méně jemných částic (i
rozpuštěných látek) do větších
vloček, které se pak separují
sedimentací nebo filtrací
Oxidace
Splaškový kal
Pevné částice jsou solubilizovány a
vlhkým
oxidovány pod vysokým tlakem
vzduchem
* Některé z těchto postupů předpokládají separaci (např. srážení)
Table 2.8: Jednotkové operace používané ve fyzikálně-chemickém zpracování
[80, Petts and Eduljee, 1994], [121, Schmidt and Institute for environmental and waste management,
2002], [150, TWG, 2004]
2.3.3 Fyzikálně-chemické zpracování pevných odpadů a odpadních kalů
hlavním cílem fyzikálně-chemického zpracování tuhých odpadů a odpadních kalů je
minimalizovat dlouhodobé uvolňování (vyluhování) hlavně těžkých kovů y biologicky
nerozložitelných látek. Dostupné možnosti zpracování usilují o to, aby se těžké kovy
uvolňovaly v nižších a environmentálně přijatelnějších koncentracích a po delší časové
období.
Všechny možnosti zpracování mohou být v zásadě aplikovány na tuhý odpad a odpadní kaly.
Charakteristiky zpracovaného materiálu a účinnost použité zpracovatelské technologie se však
mohou značně lišit v závislosti na konkrétních vlastnostech vstupního odpadu a na typu
použitého systému zpracování. Varianty zpracování byly rozděleny následovně:
• Extrakce a separace
• Tepelné zpracování
• Mechanická separace
• Úprava vlastností
• Imobilizace (solidifikace a stabilizace)
• Odvodňování
• Sušení
• Tepelná desorpce
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
58
Kapitola 2
•
•
•
•
Extrakce vytěžené půdy parou
Extrakce tuhého odpadu (např. vytěžené půdy) rozpouštědlem
Vytěžení a odstranění vytěžené půdy
Promývání půdy
2.3.3.1 Extrakce a separace
Účel
Extrahovat těžké kovy a soli z tuhých odpadů pomocí kyselin.
Princip operace
Solubilizuje sloučeniny a odstraňuje je s vodou.
Možnosti zpracování pomocí´extrakce a separace mohou v zásadě pokrýt všechny typy
procesů , při nichž se extrahuje kontrolní komponent z odpadu.
Uživatelé
Několik technik bylo navrženo v Evropě a v Japonsku pro zpracování zbytků z redukce
znečištění ovzduší.
2.3.3.2 Tepelná zpracování
Účel
Tepelné zpracování odpadu ze zpracování odpadního plynu pocházejícího ze spalovacích
procesů se velmi používá v několika zemích, hlavně ke snížení objemu a ke zlepšení
vyluhovacích vlastností.
Princip operace
Vysokoteplotní procesy využívají teplo k roztavení odpadu a iniciaci vitrifikace a vytvoření
keramické báze. Lze je rozdělit do třech skupin: vitrifikace, tavení a spékání. Rozdíly mezi
těmito technikami souvisejí hlavně s charakteristikami a vlastnostmi finálního materiálu.
• Vitrifikace je proces, kdy jsou odpady smíchány s prekurzorními materiály skla,
přičemž za vysoké teploty vznikne jednofázový, amorfní sklovitý produkt. Běžné
teploty při vitrifikaci jsou 1300 – 1500 oC. Retenčními mechanismy jsou chemické
vazby anorganických látek v odpadu s látkami tvořícími sklo, tj. křemen, a
zapouzdření složek odpadu vrstvou skelného materiálu.
• Tavení je podobné vitrifikaci, ale nepřidávají se materiály tvořící sklo. Výsledkem je
vícefázový produkt. Často vznikne několik tavených fází s kovy. Je možné oddělit
konkrétní kovové fáze od roztaveného výstupního produktu a tyto kovy recyklovat,
nejspíše po vyčištění. Teploty jsou podobné jako u vitrifikace.
• Spékání zahrnuje zahřátí odpadu do bodu, kdy dojde k určité vazbě mezi částicemi a
chemické fáze v odpadech vytvoří konfiguraci. To vede k hustšímu výstupnímu
produktu s menší porézností. Proces probíhá zpravidla při 900 oC. Teploty pro spékání
popela ze dna kotle ve spalovně TKO může být až 1200 oC.
Nejčastěji se tepelně zpracovávají odpady ze zpracování odpadních plynů v kombinaci
s popelem ze dna kotlů.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
59
Kapitola 2
Popis procesu
Bez ohledu na proces je výsledkem tepelného zpracování odpadu ze zpracování odpadních
plynů většinou homogennější, hustší produkt s lepšími vlastnostmi při vyluhování. Vitrifikace
také představuje přínos ve fyzikální zapouzdření kontaminantů ve skelné formě.
Tepelné zpracování odpadu ze zpracování odpadních plynů vyžaduje podstatné zpracování
zplodin, přičemž vzniká další tuhý zbytek, který vyžaduje zpracování. Rovněž vysoké
koncentrace solí mohou způsobovat problémy s korozí zpracovatelských zařízení.
Uživatelé
Spékání se nepoužívá jako postup zpracování odpadů ze zpracování odpadních plynů,
nicméně některé kombinované postupy mohou zahrnovat i spékání.
2.3.3.3 Mechanická separace
Účel
Cílem tohoto postupu je vytvořit materiál, který je inertní, nemá negativní dopad na
povrchové vody a má potenciál pro bezpečnou regeneraci, např. jako náhrada zeminy nebo při
stavbě silnic. Takové zpracování snižuje hmotnost odpadu. Separované a shromážděné
železné i neželezné frakce mohou být navíc opětovně použity. Důležitým přínosem je i
snížené množství těžkých kovů (např. arsenu) emitovaných do prostředí.
Princip operace
V případě zpracování dnového popela se tento popel separuje do minimálně tří frakcí:
minerálních sloučenin, nespáleného materiálu a kovového šrotu. Snížení obsahu těžkých kovů
a rozpustných sloučenin je žádoucí a je důležité pro opětovné použití daného materiálu po
zpracování. Ve vodě rozpustné komponenty jsou nejvíce relevantními složkami dnového
popela z hlediska vod.
Jedním z hlavních produktů spalování odpadů je dnový popel vznikající při spalovacím
procesu. Vstup jedné tuny domovního odpadu vytvoří asi 250 – 350 kg dnového popela. Ten
zpravidla obsahuje chloridy, arsen, olovo, kadmium, měď, minerální materiály a kovový šrot.
Popis procesu
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
60
Kapitola 2
Obr. 2.8: Příklad některých mechanických separací používaných při zpracování dnového
popela
[89, Germany, 2003], [150, TWG, 2004]
Uživatelé
Určeno pro dnový popel a odpady ze zpracování zplodin (odpadních plynů).
2.3.3.4 Úprava vlastností
Účel
Účelem je zpracování tuhých a pastovitých odpadů pro regeneraci/likvidaci ve spalovnách
nebo skládkování.
Princip operace
Látky, které mohou být pouze spalovány nebo ukládány na skládku jsou upravovány pomocí
agregátů. V závislosti na konečné naložení s odpadem (tj. spálení nebo skládka) se k odpadu
přidávají křemelina, piliny nebo jiné vhodné agregáty.
Popis procesu
Odpady s určitými obsahy látek mohou být předány k regeneraci recyklovatelných složek.
Pokud je to nutné, mohou odpady předtím projít drcením, např. aby se rozdrtily kovové obaly,
jako jsou plechovky od barev.
Odpady, které jsou doručeny ve velkoobjemových kontejnerech, jsou předzpracovány
v druhém drtícím zařízení. Pro prašné odpady je k dispozici třetí, plně uzavřený drtič.
Předzpracované odpady mohou být smíchány s agregátem ve směšovači, čímž vznikne vsádka
o maximálním objemu 10 m3. Směšovač sestává hlavně z otevřeného válcovitě-kónického
kontejneru o objemu 20 m3. Tento kontejner se plní pomocí dopravníku. Rotace v kontejneru
vytváří homogenní směs a abrazivní síly způsobují kvasi-suché čištění kovových a plastových
složek odpadu. Směšovač se vyprazdňuje do zařízení, které upravený odpad přepraví buď
k naložení na nákladní vozidlo nebo k další regeneraci recyklovatelných komponent.
Uživatelé
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
61
Kapitola 2
Používá se k přípravě odpadu pro palivové využití.
2.3.3.5 Imobilizace
Účel
Cílem imobilizace je minimalizovat míru migrace kontaminantů v prostředí a/nebo snížit
úroveň jejich toxicity, tj. změnit nebo zlepšit charakteristiky odpadu pro likvidaci. Cílem je
snížení toxicity a mobility odpadu i zlepšení technických vlastností stabilizovaného materiálu.
Princip operace
Imobilizace závisí na schopnosti reagující látky vytvořit imobilizovaný odpadní produkt,
dokonce i když by odpadní produkt neměl pevnou formu. Při těchto procesech se látky
adsorbují nebo zachycují do pevné formy. Některé z těchto procesů jsou vratné (tj.
imobilizované látky se mohou uvolnit) vzhledem ke špatnému řízení procesu a následnému
smíchání s ostatními druhy odpadů. Byly vyvinuty dva typy těchto procesů, běžně se označují
jako stabilizace a solidifikace.
Stabilizace
Jde o proces, při němž se kontaminanty (např. těžké kovy) plně nebo částečně navážou po
přidání podpůrného média, pojiv nebo jiných modifikátorů. Stabilizace se dosáhne smícháním
odpadu s reagens (v závislosti na druhu odpadu a plánované reakci to mohou být např. jílové
částice, huminové organické látky, rašelina, aktivní uhlí, oxidační a redukční činidla,
srážedla) s cílem minimalizovat míru šíření kontaminace z odpadu, snižovat toxicitu odpadu a
zlepšit jeho vlastnosti pro manipulaci na skládce. Aby toho bylo dosaženo, měl by proces
zahrnovat fyzikálně-chemickou interakci mezi reagens a odpadem a nikoli pouhé naředění.
Tyto stabilizační postupy využívají jako srážení kovů do nových minerálních látek, tak i
vazbu kovů na minerály sorpcí. Proces zahrnuje určitou formu solubilizace těžkých kovů
v materiálu a následné vysrážení nebo sorpci na nových minerálních látkách.
Fyzikální mechanismy použité při stabilizaci jsou: makro-enkapsulace, mikro-enkapsulace,
absorpce, adsorpce, srážení a detoxikace. Existuje široká škála sorbentů a pojiv pro tyto účely.
Ty nejpoužívanější jsou: cement, puzolán (hlinito-křemičitý materiál, který reaguje s vápnem
a vodou), vápno, rozpustné silikáty, organicky modifikované jíly nebo vápno, organické
polymery, termoplastové materiály.
V mnoha případech se používají zároveň reagens (chemické reagens výše zmíněné) a
sorbenty a pojiva (výše zmíněné).
Solidifikace
Využívá aditiva ke změně fyzikálních vlastností odpadu. Termín „solidifikace“ (a
enkapsulace nebo fixace) se týká mísení odpadu s reagens (práškový palivový popel, cement,
vápno, struska z vysokých pecí, prach z cementových pecí, organická pojiva jako
bitumen/asfalt nebo parafín a polyethylen) za vzniku tuhé formy odpadu s nízkou porézností a
permeabilitou určené ke skládkování. Látky se buď adsorbují do reagens nebo zachycují
v rámci formy odpadu. Výstup by měl mít velkou odolnost vůči chemickým a biologickým
rozkladným procesům, které by mohly vést k uvolňování kontaminantů.
Přídavek např. cementu obvykle snižuje hydraulickou vodivost a poréznost materiálu a navíc
zvyšuje tortuozitu, trvanlivost, pevnost a objem. Obvykle však zvyšuje pH směsi, čímž
zlepšuje chování produktu (např. amfoterní kovy, některé organické sloučeniny) při
vyluhování. V některých případech může v závislosti na pojivusolidifikace vyústit v chemické
změny struktury materiálu.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
62
Kapitola 2
Fixace znečišťujících látek a zamezení jejich rozpouštění se provádí pomocí čtyř
mechanismů: srážení, komplexace, enkapsulace a adsorpce.
Tato technologie se aplikuje na mnoho anorganických odpadů (hlavně nebezpečných)
z průmyslu, např.:
• Pastovitý odpad a kaly s obsahem anorganických složek (těžké kovy atd.) a malá
množství nerozpustných organických látek (polycyklické aromáty, palivový odpad,
atd.), např. komplexní kapalné a tuhé odpady kontaminované těžkými kovy.
• Pevné a suché odpady s anorganickými složkami (zde se musí přidávat voda). Např.
kontaminovaná půda a filtrační koláče, odpad s několika málo nerozpustnými
uhlovodíky, dnový popel a struska, odpad ze zpracování zplodin
• Někdy se používá solidifikace při mísení různých viskózních kapalin (lepidla, pasty)
s pilinami za vzniku tuhé fáze vhodné ke skládkování. V některých zemích není tento
postup na skládkách povolen (Francie, Německo, Benelux). V některých případech se
tyto komponenty smíchají s cementem a vápnem nebo jiným vhodným pojivem.
Odpady, které nejsou dle Směrnice o skládkování legálně přijatelné pro imobilizaci na
zařízeních umístěných v areálu skládek, jsou kapalné odpady, odpady obsahující toxické
složky, těkavé látky, velmi zapáchající látky nebo výbušniny. Klíčovou otázkou imobilizace
je vhodnost odpadu, řízení procesu, emise a specifikace na výstupu. Dle Směrnice o
skládkování (ES/33/2003) a jejích příloh musí být specifikace výstupu sladěny s kritérii
stanovenými pro přijímající skládku. Tato kritéria byla vytvořena Evropským výborem pro
technickou adaptaci a týkají se vyluhovatelnosti, fyzikální stability a reakce s ostatními
odpady. Jejich zavedení do národních legislativ mělo být provedeno do konce roku 2005.
Výstup ze solidifikace může být buď skládkován nebo je možné ho před skládkováním nechat
solidifikovat na záchytné ploše. Finální stabilizovaný/solidifikovaný odpad se většinou přímo
ukládá na skládku nebo se před skládkováním někdy zalívá do bloků (o velikosti asi 1 m3).
Popis procesu
Proces většinou zahrnuje skladování reagens, reakční nádobu a někdy i přídavek vody. Obr.
2.9 ukazuje běžný imobilizační proces.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
63
Kapitola 2
Obr. 2.9: zobrazení imobilizačního procesu
[55, UK EA, 2001]
Několik stabilizačních metod má úvodní krok – promývání, kdy se velká část rozpustných solí
a část kovů extrahuje před navázáním zbývajících kovů. Tyto metody končí odvodněním
stabilizovaného produktu, který je pak připraven k uložení na skládku.
Hojně užívané jsou dva stabilizační procesy: (a) solidifikace cementem (nejčastější
solidifikační technika) založená na smíchání odpadu s cementem a (b) speciální proces
s pojivem, tj. chemický proces, jehož cílem je vytvoření vazby mezi pojivem a odpadem.
Další technika, také velmi používaná, zahrnuje např. ošetření odpadu (popílku) vodným
neutrálním nebo kyselým roztokem za vzniku granulovaného výstupu pro skládkování.
Uživatelé
Imobilizace (stabilizace i solidifikace) se aplikuje při:
• asanaci lokalit s nebezpečnými odpady
• zpracování odpadů z jiných zpracovatelských procesů (např. popel s termických
procesů, zbytky z technik umístěných „na konci potrubí“, tj. na konci výrobních
procesů)
• zpracování kontaminované půdy, kde jsou velká množství kontaminované půdy
V několika zemích EU se stabilizací/solidifikací vzhledem ke své národní legislativě vůbec
nezabývají. V těchto případech mnoho odpadů nepotřebuje žádné takové zpracování, aby
splnilo parametry Směrnice EU o skládkování nebo požadavky národní legislativy.
Radioaktivní odpad je podrobován enkapsulaci pomocí cementu/práškového palivového
popela a dnového popela (strusky) již více než 30 let. Radioaktivní materiály jsou však ze
Směrnice IPPC vyňaty.
2.3.3.6 Odvodňování
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
64
Kapitola 2
Účel
Odvodňování kalu zvyšuje obsah sušiny kalu a vzniká „tuhý“ odpad. Je problematické určit,
kdy se z kalu stává tuhý odpad. Kal s obsahem sušiny nad 10% se však obvykle těžko čerpá.
Princip operace
Odvodňování v poměru zpravidla vyšším než 10% bude nejprve vyžadovat nějakou formu
chemické úpravy, která pomůže separaci vody z kalu. Existuje široká škála
vysokomolekulárních polymerických flokulantů, které velmi pomáhají zlepšovat
odvodňování.
Při odvodňování vzniká filtrační koláč, který obsahuje 20 – 50% sušiny, a odpadní voda.
Celkové náklady na likvidaci budou nižší v případech, kdy tato odpadní voda nevyžaduje
žádné nebo jen minimální další zpracování za účelem odstranění kontaminantů.
Popis procesu
Existuje řada procesů na odvodňování kalu a jejich volba závisí na povaze a frekvenci
produkovaných tuhých látek a požadovaném filtračním koláči, např.:
• filtr (nebo deskový kalolis), který e provozuje vsádkově a může být náročný na
manuální práci. Kalolis může produkovat filtrační koláč s až 40% sušiny.
• Pásový lis, což je kontinuální proces, kdy filtrační tkanina kontinuálně probíhá skrze
válce, které silou odvodňují kal. Pásový lis může produkovat filtrační koláč s až 35%
sušiny.
• Centrifugy, také kontinuální procesy, které mohou produkovat filtrační koláč s až 40%
sušiny u určitých kalů. Díky příčnými silám může proces narušit tuhé částice
• Filtrační válce.
Uživatelé
Většina míst používá kalolisy na kal ze zpracovatelských zařízení a vodnou frakci pak odesílá
do čiřících nebo DAF jednotek a poté vypouští do kanalizace. Nadbytečné tuhé látky se
vracejí do nádrže ke zpracování.
2.3.3.7 Vysokoteplotní sušení
Účel
Cíle procesu jsou následující:
• Odstranění vody obsažené v odpadech, umožnění ekonomicky výhodné recyklace
• Zakoncentrování komponent odpadu (např. kovů), podstatně se zvyšuje výhřevnost
• Eliminace problémů s manipulací s pastovitými látkami, protože sušení odpadu je
transformuje do granulovaného materiálu
• využití odpadního tepla z jiných procesů, např. destilace
• odpar poskytuje nezbytnou vlhkost biofiltru.
Princip operace
Látky, které vstupují do sušení, jsou přiváděny řetězovým dopravníkem a po jednotlivých
dávkách se dávají do otáčivého válce. Doba zdržení vstupních látek v sušičce a tím i suchost
granulovaného produktu mohou být regulovány hydraulickým nastavením úhlu tubusu.
Energie nutná pro sušení se získává z odpadního tepla spalovny. Vzduch potřebný k ochlazení
odpadních plynů se ochlazuje na 150 oC ve výměnících tepla (na principu vzduch-vzduch).
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
65
Kapitola 2
Až 30000 m3/hod sušícího vzduchu (max. 100 oC) protéká protiproudně otáčivým zařízením.
Teplo se používá k odpaření vody. Odpadní plyny se odsávají přes prachový filtr a přivádějí
přímo na biofiltr. Tím se vytvoří slabý podtlak v sušičce, která tak účinně čelí úniku prachu
do prostředí. Granulovaný suchý produkt se automaticky vypouští rotací válce a plní se do
velkých pytlů nebo kontejnerů.
Kaly se vysuší a transformují do granulovaného materiálu.
Popis procesu
Sušení sestává z následujících procesů:
• přívod teplého vzduchu řízení teplotou a diferenciálním tlakem
• hydraulicky nastavitelný otočný válec
• řetězový dopravník
• prachový filtr s plochou 300 m2
• zavedení odtahu na biofiltr pomocí ventilátoru
• měřící technika (pro prach, teplotu, tlak, objemový tok a vlhkost)
• kontrolní systém procesu.
2.3.3.8 Tepelná destilační sušící zařízení
Účel
Zpracování materiálů, které nemohou být přijaty do spaloven nebezpečných odpadů nebo na
skládky nebezpečných odpadů bez složité předchozí úpravy.
Princip operace
Vstupní matriál se nejprve drtí v zařízení v inertních podmínkách. Uvolněné hnací plyny se
přivádějí do vysokoteplotní spalovny nebo na biofiltr. Poté se provádí zpracování s cílem
oddestilovat kapaliny ze vstupního materiálu.
Zpracovávají se tuhé/pastovité nebezpečné odpady, které obsahují značná množství volných
nebo vázaných tekutin. Tuhé i tekuté produkty, které opouštějí toto zařízení, mohou být
recyklovány, termicky využity, spáleny nebo skládkovány.
Popis procesu
Proces sestává ze dvou částí: manipulace s materiálem a drcení, a tepelná destilace.
Manipulace s materiálem a drcení
• zařízení na zvedání kontejnerů
• drtič
• dopravník
• hasící přístroj (CO2) a zařízení pro inertní atmosféru
• výpusť tuhých látek s kontejnerem a řetězovým dopravníkem.
Tepelná destilace:
• reaktor a vakuové posuvné zařízení
• filtr odtahu a ventilátor
• ohřívač odtahu
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
66
Kapitola 2
•
•
•
•
•
kondenzátory, chladiče produktů, kontejnery na produkty a separace fází
vakuová čerpací stanice
distribuce páry, inertního plynu a chladící vody
bezpečnostní opatření
řídící systém se dvěma pracovišti a jedním počítačem pro sběr dat
Kontejnery jsou přepravovány ze skladovacích prostor do zařízení a jednotlivě se
vyprazdňují do plnící násypky drtiče. Po rozdrcení se vstupní materiál skladuje
v atmosféře CO2 na sběrném dopravníku. To se provádí, dokud se nedosáhne množství
potřebného ke zpracování v mísícím reaktoru (max. 3 m3) a reaktor není připraven pro
převzetí následujícího nákladu. Páry odpadního rozpouštědla uvolněné v drtiči jsou
odváděny, aby se předešlo vzniku výbušné směsi v hale. Odvedený vzduch se přivádí na
biofiltr stejně jako odpadní vzduch z vakuových čerpadel.
Jestliže byl mísící reaktor po vyprázdnění opět naplněn inertní atmosférou, může být
naplněn sběrným dopravníkem. Po naplnění se reaktor a potrubní systém „natlakují“
vakuovými čerpadly na 400 mbar. Pak se zapne cirkulační ventilátor. Dusík z inertní
atmosféry a vytvořený odtah pak mohou projít ohřívačem, kde se ohřejí na 450 oC. poté
procházejí do reaktoru, kde ohřívají a suší vstupní materiál. Doba ohřívání se může v
případě potřeby doplnit o čerstvou páru z kotle. Vakuová kontrola udržuje maximální tlak
v zařízení na hodnotě asi 100 mbar, pod hodnotou okolního vzduchu.
Na konci sušícího procesu, tj. když je v reaktoru, na filtru odtahu nebo v cirkulačním
ventilátoru dosažena maximální teplota 180 – 200 oC, je zařízení odvzdušněno na tlak
méně než 100 mbar. To se provádí proto, aby se odpařily zbytky rozpouštědel a ochladil
se vysušený materiál. Aby se emise vysušeného materiálu na výstupu udržely na nízké
úrovni, přidává se chladící voda přímo na vysušený materiál. Voda se ve vakuu okamžitě
odpaří a tím ochladí suchý produkt na výstupní teplotu 50 – 60 oC. kondenzát se
regeneruje ve vlastním destilačním zařízení přímo po separaci fází nebo po zpracování.
Frakce rozpouštědel, které nemohou být recyklovány, se mohou tepelně využít nebo spálit
ve vlastním vysokoteplotním spalovacím zařízení.
2.3.3.9 Tepelná desorpce
Účel
Separovat relativně těkavé sloučeniny z tuhého odpadu.
Princip operace
Při tepelném desorpčním procesu se těkavé a polotěkavé kontaminanty odstraňují z půd,
sedimentů, kalů a filtračních koláčů. Běžné provozní teploty jsou mezi 175 a 370 oC, ale
možné jsou i teploty mezi 90 a 650 oC. Tepelná desorpce podporuje fyzikální separaci
komponent spíše než spalování.
Půdy kontaminované biologicky nerozložitelnými organickými sloučeninami, půda
kontaminovaná ropnými palivy, nebezpečnými odpady a asfaltem s obsahem dehtu nebo
podobným odpadem jsou těmi druhy odpadů, které se zpracovávají pomocí tohoto
postupu. Kontaminace se přesouvá k dalšímu zpracování.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
67
Kapitola 2
Tepelná desorpční zařízení účinně zpracovávají půdy, kaly a filtrační koláče a odstraňují
těkavé a polotěkavé organické sloučeniny. Některé látky s vyšším bodem varu, jak PCB a
dioxiny, mohou být také odstraněny. Anorganické sloučeniny se pomocí tohoto procesu
neodstraňují snadno, i když některé relativně těkavé kovy jako např. rtuť mohou vytěkat.
Teploty dosahované v tepelných desorpčních zařízeních obvykle nevedou k oxidaci kovů.
Popis procesu
Po vytěžení kontaminované půdy se odpadní materiál prosévá, aby se odstranily předměty
větší než 4 – 8 cm v průměru. Výměna přímého nebo nepřímého tepla vede k odpaření
organických sloučenin a vzniku odpadního plynu, který se před vypouštěním do ovzduší
obvykle zpracovává. V zásadě se používají všechny čtyři designy desorpčních zařízení:
rotační sušička, agregátní sušička v asfaltovém zařízení, tepelný šnek a pásová pec.
Systémy zahrnují stacionární i mobilní procesní jednotky navržené speciálně pro
zpracování půdy, a asfaltové agregátní sušičky, které lze přizpůsobit zpracování půdy.
Nejčastěji se používají mobilní systémy, vzhledem k nižším nákladům na přepravu půdy a
k možnosti vrátit zpracovanou půdu na původní místo. Stacionární systémy jsou však také
k dispozici. Desorbované plyny se mohou spalovat.
Uživatelé
Zpracování kontaminované půdy a asfaltu s obsahem dehtu a podobného odpadu.
2.3.3.10 Extrakce parou
Účel
Extrakci parou lze použít pro zpracování tuhého odpadu, např. vytěžené půdy
kontaminované těkavými uhlovodíky.
Princip operace
Extrakce parou obecně odstraňuje těkavé organické složky z kontaminovaného odpadu
tím, že vytvoří dostatečný podpovrchový proud vzduchu, který odstraní kontaminanty
z vadozní (nenasycené) zóny vytěkáním. S tím, jak jsou kontaminované páry
odstraňovány, mohou být odsávány přímo do ovzduší nebo nejrůznějšími způsoby řízeny.
Extrakce parou se hojně používá ke zpracování vytěžené zeminy kontaminované
benzínem a chlorovanými rozpouštědly (např. TCE). Někdy se také používá
k minimalizaci migrace par do konstrukcí nebo obydlených oblastí během některé jiné
sanace in-situ, která není popsána v tomto dokumentu.
Úniky paliv se většinou týkají kapalin obsahujících desítky různých složek. Aby bylo
jejich odstranění pomocí této techniky účinné, musí mít kontaminanty tlak par větší než
1,0 mm Hg při – 7 oC. Kompletní odstranění pouze pomocí této techniky možná nebude
možné.
Popis procesu
Úspěch zpracování pomocí dané aplikace závisí na mnoha faktorech a dvou hlavních
kritériích: povaze kontaminace a povaze odpadu (např. půdy). Tendence organických
kontaminantů pronikat do vody nebo být adsorbovány na půdních částicích také ovlivňuje
účinnost a proto je třeba věnovat pozornost i rozpustnosti kontaminantů ve vodě,
konstantě z Henryho zákona a koeficientu sorpce odpadu. Teplota ovlivňuje všechny tyto
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
68
Kapitola 2
proměnné a tím i míru difúze par a přenos. Zvyšování teploty je jedna z možností
považovaných za vhodné pro zvýšení účinnosti zpracování. Tuhý odpad lze zahřívat
jedním ze tří způsobů: (1) zaváděním ohřátého vzduchu nebo páry, (2) vstupem
elektromagnetické energie do odpadu nebo (3) teplem uvolněným při chemické reakci.
Zdá se, že použití ohřátého vzduchu nebo páry se aplikuje nejčastěji.
Běžné systémy zahrnují extrakci, monitoring, přísun vzduchu, vakuová čerpadla, zařízení
na zpracování par, separátory páry a kapaliny a zařízení na zpracování kapalné fáze.
Uživatelé
Extrakce parou se úspěšně využívá několik let jako kombinované dvoufázové zpracování
podzemních vod i kontaminované půdy a jeho aplikace se rozšiřuje. Ačkoli se toto
zpracování může použít pro mnoho typů půd, jeho účinnost závisí na schopnosti vzduchu
protékat půdou.
2.3.3.11 Extrakce rozpouštědly
Účel
Extrakce rozpouštědly je mnohem účinnější při zpracování organických sloučenin než
anorganických sloučenin a kovů. Je možné ji použít ve spojení s ostatními procesy kvůli
snížení nákladů na sanaci.
Princip operace
Extrakce rozpouštědlem se liší od promývání zemin v tom, že k extrakci kontaminantů ze
zeminy využívá organická rozpouštědla (propan, butan, oxid uhličitý, alifatické aminy)
spíše než vodné roztoky. Je to separační proces, který nezničí kontaminanty. Funguje,
protože kontaminanty mají větší rozpustnost v rozpouštědle než v půdě.
Pomocí extrakce rozpouštědlem mohou být zpracovány sedimenty, kal a zemina
kontaminovaná VOC, ropnými látkami, PCB, a halogenovaná rozpouštědla. Odstranění
anorganických sloučenin, jako jsou kyseliny, zásady, soli a těžké kovy, je omezené, ale
tyto druhy sloučenin většinou sanačnímu procesu nepřekážejí. Kovy mohou projít
chemickou přeměnou na méně toxickou nebo vyluhovatelnou formu, nicméně jejich
přítomnost v odpadu může i přesto omezovat likvidaci nebo možnosti recyklace.
I když mohou být tyto separační procesy účinnější při zpracování půd kontaminovaných
ropnými palivy, používají se většinou na zpracování půd s obsahem kovů nebo těžkých
organických sloučenin.
Zkoncentrované kontaminanty mohou být analyzovány a poslány k dalšímu zpracování,
recyklaci nebo opětovnému použití. I když extrakce rozpouštědlem může zlepšit vlastnosti
tuhých látek, bude i přesto často třeba odvodnění, zpracování zbytkových organických
sloučenin, dodatečnou separaci, stabilizaci apod. Voda z odvodňování, tuhé látky a voda
z extraktoru se budou muset analyzovat, aby bylo možné zvolit nejvhodnější postup
zpracování.
Popis procesu
Proces sanace začíná vytěžením kontaminované zeminy a jejím prosátím a odstraněním
velkých předmětů. V několika případech se k odpadu přidává rozpouštědlo nebo voda,
aby se usnadnilo čerpání do extrakční jednotky. V extraktoru se přidává rozpouštědlo a
smíchá se s odpadem pro lepší rozpuštění kontaminantů. Laboratorní testy mohou určit,
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
69
Kapitola 2
které rozpouštědlo odpovídajícím způsobem separuje kontaminanty od zeminy.
Rozpouštědlo bude mít většinou vyšší tlak par než kontaminanty (tj. nižší bod varu), takže
při vhodné změně tlaku nebo teploty může být rozpouštědlo od kontaminantů odděleno,
stlačeno a recyklováno do extraktoru.
Uživatelé
Použití pro zpracování kontaminované půdy.
2.3.3.12 Vytěžení a odstranění kontaminované půdy
Účel
Činnosti v rámci těžby lze provádět izolovaně, ale zpravidla se provádějí jako součást
dalších zpracovatelských procesů v místě, jako např. spalování, tepelná desorpce, ex-situ
biologické zpracování, a některé fyzikálně-chemické procesy.
Princip operace
Jestliže je odstranění kontaminované půdy zvoleným postupem, pak se odtěžená půda
zpravidla převáží pryč k následné likvidaci na skládce.
Kontaminované zeminy a dekontaminovaná zemina.
Popis procesu
Obvykle se používá strojní zařízení.
Uživatelé
Odtěžení a odstranění zemin kontaminovaných pohonnými hmotami je běžný postup.
2.3.3.13 Promývání zemin
Účel
Promývání zemin slouží k oddělení polutantů a dekontaminované frakce.
Princip operace
Promývání půd je proces, který probíhá přímo na lokalitě, a při němž je kontaminovaná zemina
odtěžena a prochází čistícím procesem založeným na vodní bázi. Funguje na principu, kdy jsou
polutanty navázány na určitou frakci částic zeminy a tyto polutanty pak mohou být rozpuštěny nebo
suspendovány vodním roztokem, nebo odstraněny separací pomocí jílových a siltových částic v hmotě
zeminy. Aditiva, jako povrchově aktivní látky a cheláty, se někdy používají ke zlepšení separační
účinnosti (zpracování pomocí aditiv se může nazvat chemickou extrakcí). Vodní roztoky s obsahem
polutantů se čistí běžnými metodami čištění odpadních vod.
Proces je založen na vodní bázi a odstraňuje polutanty ze zemin jedním z těchto způsobů:
a. jejich rozpuštěním nebo suspendováním v propíracím roztoku (který se později čistí
konvenčními metodami)
b. jejich koncentrováním v malém objemu zeminy pomocí separace podle velikosti částic,
hmotnostního třídění a povrchového „obrušování“ (podobné metodám používaným při
zpracování minerálů)
Koncept snížení kontaminace zemin pomocí frakční separace (podle velikosti částic) je založen na
poznatku, že většina organických a anorganických polutantů má tendenci navázat se chemicky či
fyzikálně na jílové, siltové a organické půdní částice. Částice siltu a jílu jsou vázány na písky a
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
70
Kapitola 2
štěrky fyzikálními procesy, především hutněním (kompakcí) a adhezí. Čistící procesy, které
oddělují jemné (silt, jíl) částice od hrubších (písek, štěrk), účinně oddělují a koncentrují polutanty
v malém objemu zeminy, který může být snadněji čištěn nebo odstraněn.
Promývání zemin je efektivní pro širokou škálu organických a anorganických polutantů, včetně
ropných reziduí. Efektivita čištění se pohybuje mezi 90 – 99% pro těkavé organické látky (VOC) a
mezi 40 – 90% pro polotěkavé sloučeniny. Sloučeniny s nízkou rozpustností ve vodě jako kovy,
pesticidy, PCB někdy vyžadují použití kyselin nebo chelatačních činidel. Existují i pilotní projekty
na odstranění radionuklidů. Promývací proces je použitelný také pro kontaminovaný písek a štěrk
ze stavebního a demoličního odpadu.
Ačkoli tyto metody vykazují vyšší účinnost při čištění zemin kontaminovaných ropnými palivy,
obvykle se používají k čištění zemin obsahujících kovy nebo těžké organické sloučeniny.
Promývání může být efektivní pro sanaci zemin s malým obsahem jílů a siltů, velká množství
těchto částic snižují jeho účinnost.
Popis procesu
Procesu promývání předchází odtěžení a přemístění velkého množství materiálu. Někdy se do
zeminy přidává voda za účelem vzniku čerpatelné kaše. Poté, co je zemina připravena
k promývání, je smíchána s čistící vodou, případně s extrakčními činidly.
Po separaci čistící vody je zemina propláchnuta čistou vodou a může být vrácena na místo.
Suspendované částice jsou pomocí usazování odstraněny v podobě kalu z čistící vody. K urychlení
usazování se někdy používá vyvločkování kalu. Kal je kontaminován mnohem více než původní
zemina a prochází dalším čištěním, nebo se ukládá na zabezpečená úložiště. Čistící voda, z níž je
odstraněn kal, je čištěna a recyklována. Zbytky z recyklačního procesu vody mohou vyžadovat
další úpravu.
Obrázek 2.10 představuje celkové schéma zařízení na promývání zemin.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
71
Kapitola 2
Obr. 2.10: Obecné schéma zařízení na promývání zeminy
[123, Perseo, 2003]
V obvyklém případě vzniká promýváním zemin malé množství silně kontaminovaných jilů a siltů
a velké množství čisté, hrubší zeminy.
Fyzikálně separační metody jsou mechanické metody pro separaci směsí tuhých částic, jejichž
účelem je získat některé složky směsi v koncentrované podobě. Fyzikální separace zahrnuje
prosévání, třídění pomocí kartáčů, nebo použití hydrogravimetrických separátorů, jako jsou
hydrocyklony, podvodní prosévání a spirálové třídiče.
Ve většině případů se používají chemická činidla přidávaná do vody, která zlepšují jak
rozpouštění, tak extrakci. Tato činidla (rozpouštědla, lapače, zpěňovala, atd.) navíc zvyšují kvalitu
třídění.
Uživatelé
Technologie promývání zemin je velmi rozšířená v Nizozemí, Německu a Belgii z důvodů písčité
struktury místních půd. V roce 2003 bylo v provozu 8 těchto zařízení v Nizozemí, 6 v Německu a
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
72
Kapitola 2
6 v Belgii. Tato technologie se v současnosti rozvíjí také ve Švýcarsku a v severní Itálii. Většina
zařízení má kapacitu 30 – 60 tun za hodinu. Mimoto se četné sanační projekty řeší přímo na místě
pomocí mobilních zařízení, jejichž kapacita je obvykle 10 – 30 tun za hodinu.
2.3.3.14 Zpracování azbestu
Odpad kontaminovaný azbestem se v současnosti v EU sládkuje. Objevují se však nové
technologie, umožňující jeho zpracování namísto skládkování.
2.3.3.15 Zpracování popela ze dna kotlů (dnového popela)
Účel
Zlepšení kvality strusek a popelů a zvýšení jejich možností uplatnit se jako stavební materiál.
Kvalitní zpracovatelské technologie popelů mohou produkovat kvalitní materiál – převážně
zlomky kovů a minerálů. Rezidua po zpracování činí 1 – 5% a jsou vrácena zpět ke spálení. Navíc
se snižuje množství těžkých kovů a arzénových solí uvolňovaných do životního prostředí.
Zpracování popelů tedy snižuje množství odpadu, který musí být skládkován.
Princip operace
Existují dva základní procesy zpracování: suchý a mokrý.
Popely ze spaloven a dalších spalovacích procesů.
Popis procesu
Následující body popisují některá základní opatření, která mohou zlepšit kvalitu strusek pro jejich
nové použití.
• Oddělení popelu od všech ostatních produktů spalování, jako jsou prachy z kotlů a
odlučovačů s cílem redukovat schopnost vyluhování odpadu (např. uvolnění těžkých
kovů)
• Zamezení smíchání popelů z různých zdrojů
• Odstranění některých organických materiálů, které nebyly dokonale spáleny. Poté spálení
tohoto odstraněného organického materiálu. Toto se aplikuje většinou při pozdějším
stavebním využití popelu.
• Odvodnění popela (obvykle se vysušuje uskladněním po dobu 2 – 4 týdnů) Tento proces
vyžaduje pevný podklad (např. betonový povrch) a sběrný systém pro odpadní vodu
• Použití předběžného promývacího procesu k redukci ve vodě snadno rozpustné části
popela
• Separace kovových zbytků z popela
• Vytřídění a odstranění jemné frakce z popela (jemná frakce je pro životní prostředí
nejvíce problematická, protože se snadno vyluhuje). Odstraněná frakce se z větší části
skládkuje, protože nejsou možnosti pro její využití
• Vyzrávání (stárnutí) popela. Zlepšuje konzistenci a redukuje nepříznivé procesy
vyluhování. Systémy větrání a cirkulace vody mohou zvyšovat kvalitu popela
• Analýza eluátu a pevných částic pro posouzení možné regenerace materiálu.
Procesy stárnutí vyžadují pevný povrch a sběrný systém odpadních vod. Běžný čas je do 3 měsíců.
Konec vyzrávacího procesu se projeví specifickými změnami teploty. Prosévání, separace a
úpravy za mokra jsou důležité kroky pro dosažení dobrých výsledků.
Jsou možné dvě odlišné metody analýzy popela. První z nich analyzuje potenciální mobilní
sloučeniny (analýza výluhů) v popelu. Druhá metoda analyzuje celkové složení popela (analýza
pevných částic). Je běžné použití obou metod současně pro stanovení environmentálních dopadů
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
73
Kapitola 2
popela. Analýza výluhů je však obzvláště důležitá při stanovování možností materiálového využití
popela.
Uživatelé
Tyto metody jsou podle některých odborníků důležitým krokem pro snížení využívání skládek.
Množství popela poroste s tím, jak se v Evropě bude pravděpodobně rozvíjet spalování odpadu.
Redukce množství odpadu má přínos nejen pro životní prostředí, ale je nutno brát v úvahu i
opětovné využití kovových zbytků.
Mokré procesy představují výhodu v případě solí - chloridů a následného loužení mědi, avšak
nejsou nezbytně nutné pro dosažení takové kvality popela, která dovoluje jeho využití jako
stavebního materiálu např. v Nizozemsku nebo Německu.
2.3.4
Jednotkové operace používané ve fyzikálně chemických
procesech zpracování tuhých odpadů a kalů
Tato sekce obsahuje běžné fyzikálně chemické postupy používané při zpracování odpadů.
Jedná se o běžné jednotlivé operace. Jsou znázorněny v tabulce 2.9, která podává informace o
účelu a principu operace a jejím hlavní využití.
metoda
Adsorpce
Odstřeďování
Dekantace
Sušení
Extrakce
Filtrace
účel a princip
viz tab. 2.8
využití
Používá se u tekutých odpadů. Většinou se
následně využívá organická složka.
Používá se u tekutých odpadů (např. separace
dvou nemísitelných kapalin, znovuvyužití
tekutin po separaci pevných suspendovaných
Princip spočívá v rozdílu hustot separovaných částic, nebo biologických a chemických
komponent.
plovoucích látek)
Termické vysoušení (odpařování)
Použití u kontaminovaných zemin a kalů.
viz tab. 2.8
viz tab. 2.8
viz tab. 2.8
Flotace
Regenreace kovů
viz tab. 2.8
Používá se u takových tekutých odpadů, kde
nelze využít samovolné usazování. To
nastává když:1 - rozdíl hustot vody a
suspendovaných částic je příliš malý 2 - je k
dispozici omezený prostor - odpad obsahuje
oleje a maziva, kt. musí být odstraněny před
dalším zpracováním 3 - v případě, že se
počítá s následným využitím kalu
Separace olejů
viz tab. 2.8
Gravitační separace rozpustných olejů a
směsí olejů s vodou
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
74
Kapitola 2
Oxidace
Vypírání
Sedimentace
Chemická oxidace odpadů je dobře zavedená
technologie, kt. je schopná rozkládat mnoho
druhů organických látek, včetně
chlorovaných uhlovodíků, VOC, merkaptanů
a fenolů. Z anorganických pak látky jako
např. kyanidy. Nejběžnější oxidační činidla
používaná pro zpracování nebezp. odpadů
jsou ozón, peroxid vodíku a chlor. UV záření
se obvykle používá v průběhu použití ozónu
nebo peroxidu pro urychlení oxidace
chlorovaných VOC. Jedná se o velmi běžnou
metodu prvotního zpracování odpadů, kt. se
používá v mnoha obměnách.
viz tab. 2.8
Vypírání vzduchu
Používá se u tekutých odpadů, kaly uvolněné
ze sedimentačního stupně mají obsah sušiny
kolem 1%.
Čištění proudem vzduchu je jednou z
nejběžnějších metod pro separaci VOC (např.
rozpouštědel) z odpadních vod. Může být
použito pro odstranění halogenovaných i
běžných uhlovodíků ze zředěných vodných
roztoků. Touto metodou mohou projít také
roztoky s vysokým obsahem čpavku.
Odstranění proudem páry je používáno pro
odstranění VOC a semi-VOC z odpadní vody.
viz tab. 2.8
Odstranění proudem
vzduchu
viz tab. 2.8
Extrakce a/nebo oxidace polutantů z
kontaminované vody nebo sedimentů.
Nadkritické kapaliny (např. oxid uhličitý,
voda, amoniak, cyklohexan) jsou takové,
které za zvýšené teploty a tlaku se nacházejí
na rozmezí kapalného a plynného skupenství.
Při extrakci z půd, sedimentů a vody jsou
organ. látky za zvýš. tlaku a teploty
zkapalněny a poté odstraněny za nižších tlaků
a teplot. Při nadkritické oxidaci jsou vzduch a
kontaminovaná voda společně přivedeny nad
kritický bod vody, přičemž rychle proběhne
Nadkritické úpravy
kompletní oxidace organických sloučenin.
Zpracování POP
Předzpracování
Předzpracování materiálů jako thionylchlorid,
chemikálií reagujících Propírání v žíravém roztoku a zpracování
acetylchlorid a silikon tetrachlorid ve vodě za
s vodou
obou roztoků - čištěného i čistícího.
účelem uvolnění kyselých plynů.
Tabulka 2.9: Běžné jednotkové operace používané při fyzikálně-chemickém zpracování
[53, LaGrega, et al., 1994], [55, UK EA, 2001], [56, Babtie Group Ltd, 2002], [150, TWG, 2004]
2.3.5. Fyzikálně-chemická zpracování ostatních odpadů.
Fyzikálně-chemické zpracování odpadů obsahujících POP
Jsou známy 3 způsoby destrukce a nevratné transformace POP v odpadech [154, UNEP, 2004].
Jedním je spálení na zemi (není zahrnuto v tomto dokumentu, ale v dokumentu BREF – Spalování
odpadů, kde jsou rovněž zahrnuty plazmové technologie), dalším je energetické využití odpadu (např.
v cementárnách – není zahrnuto v tomto dokumentu) a posledním je fyzikálně-chemické zpracování.
Tato část se zaměřuje fyzikálně-chemické zpracování specifických typů odpadů (odpady s obsahem
PCB, dioxinů, furanů), jež jsou popsány v tabulce 2.10.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
75
Kapitola 2
metoda
princip operace
Dechlorac
e
alkalický
mi kovy
Reakce alkalických
kovů s atomy chloru
obsaženými v
chlorovaných
sloučeninách.
Hydrogen
ace POP
Vodík reaguje s
chlorovanými
organickými
sloučeninami nebo
nechlorovanými
organic.
kontaminanty jako
(PAU) za vysokých
teplot.
vstupy a výstupy
materiálu
Vstup: PCB oleje
Výstup: organické
sloučeniny
(znovupoužitelné oleje) a
soli.
Vstup: transformované
kapaliny, tuhé látky s
obsahem PCB včetně el.
kondenzátorů, odpady se
silnou koncentrací DDT a
jiných pesticidů. Výstup:
primárně metan a HCl v
případě PCB. V případě
PAU metan a malá
množství lehkých
uhlovodíků.
Vstup: halogenované
organic. sloučeniny
včetně PCB, dioxinů,
pesticidů, CFC a
chemických bojových
látek. Výstup:
dekontaminované zeminy
Volné elektrony v
solvatačním roztoku vhodné pro návrat na
mění kontaminanty původní místo, navíc
obohacené dusíkem ze
Solvatace na relativně
(elektrono neškodné substance stopových množství
reziduálního amoniaku.
a soli.
vá)
Vstup: toxické odpady a
odpady obsahující
organické sloučeniny.
Výstup: CO2, vodík v
podobě vody, atomy
Vysokotlaká a
chloru z chlorovaných
uhlovodíků změněné na
vysokoteplotní
technologie, která
ionty chloru, dusíkaté
využívá vlastnosti
sloučeniny v podobě
Nadkritick vody v nadkritickém nitrátů, síra v podobě
á oxidace stavu při destrukci
sulfátů a fosfor v podobě
POP.
fosfátů.
vodou
popis procesu
Oddělování funguje při teplotě nad bodem varu sodíku
(98°C). Při kapalném stavu se může povrch kovu stále
obnovovat. Tím lze docílit optimální rychlosti reakce
a snížit tak náklady na dekontaminační proces. Při
tomto procesu je nutné vyhnout se vzniku polymerů
nebo s jejich vznikem počítat a zařadit separační krok
pro získání čistých znovupoužitelných olejů.
Typický proces používaný v rafineriích minerálních
olejů, probíhá při teplotách 850°C a vyšších. Tato
technologie přeměňuje asi 40% produkovaného
metanu na vodík a zbytek pomocí katalytického
parního měniče. Tímto způsobem může proces
probíhat bez externího přidávání vodíku. Při vysoce
koncentrovaných odpadech produkuje tento proces
přebytek metanu. V těchto případech se přebytečný
plyn spaluje.
Tato technologie používá roztoky alkalických kovů ve
čpavku nebo běžných aminech pro vytvoření prostředí
s volnými elektrony a kationty kovů. Účinnost
rozkladu se pohybuje mezi 86-100%. Chlor a jiné
halové prvky jsou selektivně odstraňovány z
organických halogenů volnými elektrony a
zachycovány kationty kovů za vzniku solí (např.
CaCl2). Např. molekula PCB může být přeměněna na
bifenyl v razantní reakci při běžné teplotě.
Nadkritické podmínky.
Poznámka: pro zpracování odpadů kontaminovaných POP existují i další postupy mimo záběr tohoto dokumentu. Jsou
to např. spalování v cementárnách, spalování nebezpečných odpadů a "plazmové zpracování".
Tabulka 2.10: Některá specifická zpracování odpadů s obsahem PCB a/nebo POP
[100, UNEP, 2000], [154, UNEP, 2004]
Fyzikálně chemické zpracování CFC
Účelem je transformovat CFC na chlorovodíkové a fluorovodíkové kyseliny.
Příklad tohoto postupu viz obr. 2.11.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
76
Kapitola 2
Obr. 2.11: Zpracování CFC za vzniku HCl a HF
[150, TWG, 2004]
Fyzikálně chemické zpracování odpadů obsahujících rtuť
Účel
Separace rtuti z odpadů při jejich zpracování.
Princip operace
Odpad s obsahem rtuti je v procesu vakuové destilace odpařen při teplotách 300-650°C. Kapalné
složky (rtuť, voda, olej) jsou destilovány z odpadu a zkondenzovány. Při kondenzaci se odděluje rtuť
od ostatního destilátu. Kovová rtuť je sušena a čištěna. Poté se s ní zachází jako s druhotnou
surovinou.
Kal s obsahem rtuti z průmyslové výroby olejů a plynů, baterie, katalyzátory, uhlíkové filtry,
teploměry, stomatologický odpad, zářivky, šrot z odstřelů, zeminy.
Zbytky z vakuových nádob mají více způsobů využití. Buď jako sekundární surovina např .pro výrobu
baterií, nebo se sládkují (např. kaly s obsahem rtuti).
Popis procesu
Viz. Obr. 2.12.
Obr. 2.12: Vakuová destilace odpadu s obsahem rtuti
[156, VROM, 2004
Použití
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
77
Kapitola 2
Používá se ve Švédsku, Nizozemí a Belgii.
2.4. Postupy zaměřené hlavně na regeneraci materiálů z odpadu
Tato část se zabývá postupy pro nové využití materiálů nebo jejich částí obsažených v odpadech..
Tyto procesy záleží především na typu zpracovávaného odpadu a na materiálech, které chceme získat.
Materiály, které takto získáme mohou být znovu použity buď pro stejný účel (např. mazací oleje),
nebo pro jiný neenergetický účel (např. získávání kovů z katalyzátorů). O zpracování odpadů pro
energetické využití pojednává kapitola 2.5.
Pro popis těchto procesů se používá termín „regenerace“, s výjimkou zpracování olejů, které se
nazývá „re-refining“ (opětovná rafinace). Nejedná se o pokus vytvořit definici, ale o snahu usnadnit
pochopení tohoto dokumentu.
2.4.1. Opětovná rafinace odpadních olejů
[5, Concawe, 1996], [7, Monier and Labouze, 2001], [11, Jacobs and Dijkmans, 2001], [13, Marshall,
et al., 1999], [56, Babtie Group Ltd, 2002], [86, TWG, 2003], [96, Straetmans, 2003], [150, TWG,
2004], [152, TWG, 2004]
Pro zpracování odpadních olejů existují 2 základní možnosti. Jednou je zpracování odpadních olejů
pro palivové a jiné využití (absorbent, olej pro uvolňování forem, flotační oleje). To zahrnuje procesy
jako čištění, krakování a zplyňování – viz oddíl 2.5.2.4. Druhou je zpracování olejů za účelem jejich
využití jako základu pro výrobu lubrikantů. Tento způsob se nazývá opětovná rafinace. Tato část se
zabývá odlišnými způsoby zpracování, které se v současnosti u odpadních olejů používají při čištění a
opětovné rafinaci. Tato klasifikace se používá jen v tomto dokumentu a nemá spojitost s „R“ kódy
v odpadové legislativě ES.
V současnosti se v Evropě používá nebo se vyvíjí mnoho zpracovatelských procesů. Nejvýraznější
z nich znázorňuje obr. 2.13. Zároveň podává přehled o členění těchto procesů v tomto dokumentu.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
78
Kapitola 2
Obr. 2.13: Zpracování odpadních olejů a princip rozdělení v tomto dokumentu
[7, Monier and Labouze, 2001], [86, TWG, 2003], [150, TWG, 2004]
Pozn.: (1) Zejména hydraulický nebo řezací olej
(2) motorové oleje bez chlóru + hydraulické oleje bez chlóru + hydraulické minerální oleje +
minerální diathermické oleje (podle klasifikace API)
(3) Zpracovaný olej stále obsahující těžké kovy, halogeny a síru obsažený v původním odpadním
oleji
(4) Nahrazuje ostatní sekundární kapalná paliva (SLF) nebo těžké palivo nebo uhlí či ropný koks
(5) Jako palivo pro spouštění pece
Při znovupoužití odpadních olejů pro výrobu maziv je nutné jejich čištění nebo opětovná rafinace.
Tyto procesy zahrnují odstranění nečistot a aditiv tak, aby zůstal jen základní olej. Následně se při
výrobě maziv přidávají substance pro dosažení vlastností původního produktu.
Hlavní procesy používané při regeneraci olejů shrnuje obr. 2.14.. Jedná se o sloučení jednotlivých
operací. Ne všechny operace se používají ve všech zařízeních.. Ve skutečnosti používá většina
zařízení jen několik zobrazených procesů a obvykle existují dva nebo více paralelních postupů pro
každý proces.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
79
Kapitola 2
Obr. 2.14: Schéma zařízení na zpracování odpadních olejů
Pozn.: Schéma označuje běžné prvky zpracování. Některé z nich jsou alternativy a ne všechny se vyskytují
v jediném zařízení. Hnědé linie odpovídají odpadu nebo kalu a modré linie odpadní vodě.
[56, Babtie Group Ltd, 2002]
Způsoby opětovné rafinace se mohou lišit v závislosti na technologii používané pro jednu nebo více
následujících operací: předzpracování, čištění, frakcionaci a konečné úpravy. Každý z těchto procesů
je popsán v následujících kapitolách.
2.4.1.1.
Předzpracování odpadních olejů
Účel
Oddělení vody, paliv (lehké zbytky a stopy paliv jako nafta, apod.) a sedimentů. Tento
předzpracovatelský proces nelze srovnávat s dalšími způsoby zpracování olejů, protože jeho výstupem
není konečný produkt, ani přímo nesouvisí s celkovým účelem zpracování.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
80
Kapitola 2
Princip operace
Voda a sedimenty se z oleje oddělují jednoduchými fyzikálně-mechanickými postupy. V některých
případech se pro oddělení vody a kalu z oleje používá usazování. Usazování se používá i v systémech
zpracování odpadních vod pro oddělení oleje a pevných částic. Obecně využívá usazování
gravitačního efektu v usazovacích nádržích, čiřičích a deskových separátorech, avšak využívá se i
odstřeďování nebo destilace.
Typickým vstupem je zachycený odpadní olej. Produktem je vyčištěný odpadní olej. Po tomto
zpracování může být olej použit jedním ze způsobů popsaných níže (části 2.4.1.2. až 2.4.1.4.).
Popis procesu
Hlavní používané techniky jsou usazování (sedimentace), filtrace a odstřeďování.
Usazování
Usazovací nádrž je naplněna a ponechána k usazení, vyšší vrstvy oleje jsou odebrány a podobně je
odstraněna i vrstva vody. V závislosti na znečištění čištěného materiálu může být kal na dně ponechán
i po více usazovacích cyklů. Proces usazování je často podporován zahříváním pro snížení viskozity.
V mnoha případech zůstává mezivrstva tvořená emulzí oleje s vodou. Její separaci lze podpořit
zahřátím nebo chemicky. Následně se tato emulze odděluje mnohem lépe.
Sedimentace
Filtrace/scezování
Částice jsou odstraňovány pomocí filtrů a sít.
Odstřeďování
Destilace
Touto technikou je možné odstranit vodu.
Užití
V mnoha technologiích opětovné rafinace odpadních olejů (viz tab 2.12.)
2.4.1.2.
Čištění odpadních olejů
Účel
Čištění zahrnuje odstranění asfaltu a jeho reziduí: těžkých kovů, polymerů, aditiv a dalších složek
zhoršujících kvalitu.
Princip operace
Destilace a přidávání kyselin jsou nejtypičtější způsoby k dosažení výsledků zmíněných výše.
Popis procesu
Čištění kyselinami: aditiva, polymery, oxidační a degradační látky jsou odstraňovány při kontaktu
s kyselinou sírovou nebo vysráženy na sulfáty (např. kovy). V úvahu přichází i čištění pomocí jílu,
pokud přečištěný olej stále obsahuje polární a další nevhodné sloučeniny.
Užití
V mnoha procesech opětovné rafinace odpadních olejů (viz. Tab 2.12).
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
81
Kapitola 2
2.4.1.3
Frakcionace (frakční destilace) odpadních olejů
Účel
Separace jednotlivých složek olejů využitím jejich různých teplot varu za účelem produkce dvou nebo
tří frakcí.
Princip operace
Spočívá ve využití různých teplot varu jednotlivých komponent.
Předzpracované odpadní oleje.
Popis procesu
Jednotky vakuové destilace se mohou vyskytovat v mnoha podobách od jednoduchých dělících kolon
až po kompletní frakčně destilační kolony podobné těm v rafineriích minerálních olejů.
Užití
V mnoha technologiích opětovné rafinace odpadních olejů (viz Tab. 2.12)
2.4.1.4
Konečné úpravy odpadních olejů
Účel
Konečné čištění jednotlivých frakcí se provádí pro dosažení specifických vlastností výsledného
produktu (barva, zápach, teplotní a oxidační stabilita, viskozita, atd..). Konečné úpravy mohou
zahrnovat také odstranění PAU v případech přísné konečné úpravy (vysoká teplota a tlak) nebo
rozpouštěcí extrakce (nízká teplota a tlak).
Principy operace + vstupní a výstupní toky
Technika
Alkalické
zpracování
Bělení
dočišťování jílem
Hydro-zpracování
(hydrotreatment)
Čištění
rozpouštědly
Princip operace
Použití KOH a NaOH
Vstupy a výstupy
Zlepšení barevných vlastností
Třetí stupeň zpracování, účelem je
odstranění černého odstínu (způs. rozpadem
uhlíku z aditiv), takže je olej srovnatelný s
čerstvým
Proces podobný jako využití kyseliny/jílu,
ale kyselina se nepoužívá. Většinou se
používá tzv. bentonit. Jíl se poté odstraňuje
pomocí tlakových filtrů.
Odstraňování chloru a síry za vysokých
teplot ve vodíkové atmosféře při kontaktu
s katalyzátory. Přeměňují se na HCl a H2S.
Fosfor, olovo a zinek lze tímto procesem
také odstranit. PAU lze odstranit přísným
tzv. hydrofinishingem (vysoká teplota, vodík
a vysoký tlak)
PAU jsou odstraňovány z olejů pomocí
jejich extrakce do rozpouštědel (v
jednotkách ppb). Tato operace zároveň
zlepšuje barvu a index viskozity.
Nelze dosáhnout zvyšujících se
požadavků na kvalitu olejů např. pro
osobní automobily. Konkrétně barva
olejů je tmavší, než je požadováno.
Tímto procesem se obecně nedosahuje
vysokých kvalit základních olejů jako při
extrakci nebo hydro-zpracování.
Kvalita destilátů je velmi vysoká a ropné
frakce dobře prodejné.
Pro proces je potřebný vodík.
Vzniká sulfan, který lze poté redukovat
na síru.
Vstupem musí být dobře upravený olej
zbavený těžkých kovů apod., navíc již
v požadovaných frakcích. Produktem
jsou vysoce kvalitní základní oleje,
použitá rozpouštědla, která lze
regenerovat, a malé množství oleje
s vysokým obsahem PAU, který se
používá jako palivo.
Table 2.11: Konečné techniky používané při zpracování odpadních olejů
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
82
Kapitola 2
[7, Monier and Labouze, 2001], [86, TWG, 2003], [139, UBA, 2003]
Popis procesu
Proces hydro-zpracování lze nalézt v dokumentu BREF – Rafinérie.
Užití
V mnoha technologiích opětovné rafinace odpadních olejů (viz Tab. 2.12.)
2.4.1.5
Technologie používané pro opětovnou rafinaci odpadního oleje
Tabulka 2.12 shrnuje různé technologie používané pro regeneraci odpadního oleje.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
83
Kapitola 2
Technologie
Praní
Sanace,
obnova
Zpracování
pomocí jílu
Vstupy a výstupy
Transformátorové oleje,
průmyslová maziva (např.
hydraulická a obráběcí).
Výsledek: čisté, znovu využitelné
průmyslové mazivo
Průmyslové oleje (zejména
hydraulické oleje).
Výsledek: čisté, znovu využitelné
průmyslové mazivo
Výsledek má špatné parametry
v rámci viskozity a těkavosti.
Může být využitý jen pro
vytvoření omezeného typu
průmyslového maziva
Kyselina/jíl +
destilace
Flokulace
kys. činidlem
Destilace/che
mické čištění
nebo
rozpouštěcí
extrakce
Předběžné zpracování
Adsorpce
Zahřívání
Filtrace
Vakuové vysušování
Čištění
Popis procesu
Rozdělení na části
Konečná úprava
Odstřeďování a/nebo
filtrování
Jednotka předběžného
vznícení
Atmosférické vakuové
oddělování
Čištění jílem
Pomocí velkého
množství adsorpčního
jílu
Atmosférické nebo
vakuové zážehové
oddělování
Kyselé nebo jílové čištění
Odstranění nečistot
z odpadního oleje pomocí
kyselého (kyselina
sírová) nebo jílového
čištění
Vakuová destilace
První stupeň odstraňuje
vodu, nafta a lehký
zbytek. Druhý stupeň
odstraňuje plynový olej,
vřetenový olej nebo
lehký topný olej
Vakuová destilace
Třetí/čtvrtý stupeň odděluje různé frakce mazacího
oleje ze zbytku (ve kterém jsou soustředěny všechny
kovy, přísady a produkty degradace)
Destilace a
rozpouštěcí
extrakce
(extrakce
Destilace
Vyčištěný olej je pak
destilován, čímž znovu
získáme dvě nebo tři
frakce, plus doplňkový
plynový olej
Vakuová destilace
Neutralizace a filtrace
Frakce mazacího oleje,
spolu s plynovým
olejem, jsou
neutralizovány
hydroxidem vápenatým a
filtrovány
Chemická úprava je
uskutečněná v blokované
operaci, následované
destilací/oddělením, což
reguluje těkavost a bod
vznícení. Eventuelně,
rozpouštěcí extrakce
může zabezpečit
odstranění PAU
Rozpouštěcí extrakce
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
88
Kapitola 2
rozpouštědle
m)
Technologie
Vstupy a výstupy
Chemické předběžné
zpracování
Popis procesu
Čištění
Extrakce s propanem.
Atmosférická a vakuová
Tekutý propan
destilace
vytahuje základní
Extrahovaný olej je
oleje a vypuzuje vodu, nejdříve destilován
asfalt, přísady a jiné
v atmosférické destilační
nerozpustné
koloně, čímž oddělíme
znečišťující látky
lehké uhlovodíky a propan.
Zbývající olej je rozdělen
ve vakuové destilační
koloně, čímž obnovíme
mazací základní oleje.
Extrakce s propanem
Atmosférická vakuová
Propanová deasfaltace destilace
Konečná úprava
Rozpouštěcí
extrakce
(extrakce
rozpouštědle
m) a destilace
Obnovené základní oleje mají
dobrou kvalitu
Propanová
deasfaltace a
hydrofinishin
g (vodní
dočišťování)
Destilace a
úprava
zásadou
Tato technologie produkuje
základní oleje dobré kvality a
asfaltový zbytek (vhodný jako
živice)
Předběžné vznícení
V destilační koloně
Motorové a průmyslové odpadní
oleje, všechny typy syntetických
maziv kromě vodou rozpustných
PAG, křemíkových olejů a
některých druhů esterů. Základní
oleje a asfaltový zbytek jsou
hlavní produkty. Nečistoty a
usazeniny zůstávají v koncovém
pevném odpadu, který má
vlastnost asfaltu.
Těžké kovy, polymery, přísady a
jiné produkty degradace jsou
odstraněny jako asfaltový zbytek
Destilace
Během celého procesu, předběžné zpracování vytváří část stejného procesu, od
první fáze produkující vysušování (odvodnění) přes úplnou destilaci se všemi
použitými typy oleje.
Úprava zásadou
Předběžné vznícení a
chemická úprava (první)
Voda, lehké zbytky a stopy
paliva obsažené v použitém
oleji jsou odstraněny.
oddělování + chemická
Jeden z následujících
a) Vodní čištění
b) Čištění jílem
c) Rozpouštěcí
extrakce
d) Rozpouštěcí
extrakce
Tenko-vrstvý
odpařovač
(TFE) a různé
konečné
úpravy *
TFE (druhý)
Provedený ve velmi
vysokých teplotách a
vakuích.
Destilace (čtvrtý)
Frakce mazacího oleje je
rozdělena na různé části
oleje ve vakuovém kanále.
Hydrofinishing (Vodní
dočišťování) pomocí
Ni-Mo katalyzátoru
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
89
Kapitola 2
+ vodní čištění
úprava (výběrová)
k minimalizaci koroze a
znečištění zařízení po
proudu
Technologie
Vstupy a výstupy
Proces
tepelné
deasfaltace
(TDA)
oddělování + chemická
úprava. Poslední úprava
je používána
k minimalizaci koroze a
znečištění zařízení a
k usnadnění následného
kroku odasfaltování.
Není nutné
Přímodotyková
hydrogenace
(DCH)
Odpadní olej a horký plynný
vodík procházejí procesem jako
směs. To vytváří základní olej
dobré kvality (skupina II)
Úprava
hydroxidem
sodným a
bělící
zeminou
(ENTRA)
Odpadní olej a hydroxid sodný.
Základní olej je produkován
v dobré kvalitě (skupina II)
s dobrými výnosy.
Vstupní materiál
s přídavkem hydroxidu
sodného (3 % k vysušení
použitého oleje) a bělící
zeminy (2 % k vysušení
použitého oleje)
Integrace
Produkovaný olej představuje
a) Předběžné vznícení
Popis procesu
Čištění
Usazování + TDA
Deasfaltace usazováním. Vyloučení zbytku je dosaženo
jeho odstraňováním v dolní části destilační kolony,
která slouží k rozdělování na jednotlivé frakce
mazacího oleje.
Blokovací hydrogenační
reaktor (první)
Vodík a olejové páry jsou
směrovány na pevné dno
katalytického reaktoru.
Blokovací reaktor
odstraňuje znečišťující
stopové kovy, pak
následuje síra, dusík,
halogenové sloučeniny
v konverzním reaktoru.
Trubicový reaktor
Rozpadají se nežádoucí
organokovové, sirné,
dusíkaté a halogenové
sloučeniny. Lepší regulace
teploty a času zdržení
v lineárním trubicovém
reaktoru snižuje rozpad
těch organických molekul,
které jsou ještě vhodné jako
složky mazacího oleje.
TFE
Konečná úprava
a) Jíl
b) Vodní čištění
Rozdělení na části (třetí)
oleje ve vakuovém
kanále.
Vodní čištění (druhý)
Vysokotlaký vznětový
separátor. Pevné dno
katalytického reaktoru
oleje v lineárním
trubicovém reaktoru
Neutralizace
Neutralizace
kyselinou, úprava
jílem
Jednotka aromatické
Vodní dočišťování
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
90
Kapitola 2
v rafinérní
produkci
základního
oleje
Technologie
opakovaně rafinovaný základní
olej dobré kvality.
v destilační koloně
b) Atmosférické vakuové
oddělování
Vstupy a výstupy
Integrace
v rafinérii po
předběžné
úpravě
Voda a sedimenty jsou
odstraněny z odpadního
oleje pomocí předběžného
vznícení
extrakce
v rafinérii k odstranění
PAU a dalších
nežádoucích sloučenin.
Popis procesu
Čištění
Konečná úprava
Předběžně zapálený odpadní olej je rovnou smíchán s běžným atmosférickým
zbytkem rafinérie.
Odpadní olej je znovu zpracován
v rafinérii, což umožňuje jeho
smíšení s palivy. Nečistoty
v odpadních olejích normálně
znemožňují jejich použití jako
výchozího produktu katalytického
štěpení nebo v produkci mazacího
oleje.
* první, druhý, třetí, čtvrtý znamenají pořadí, v jakém jsou činnosti prováděny během procesu. Když nejsou žádná čísla uvedena, tak je pořadí obvyklé, tj.
předběžné zpracování, čištění, rozdělení na části a konečná úprava.
Tabulka 2.12: Technologie opětovné rafinace odpadního oleje
[5, Concawe, 1996], [7, Monier a Labouze, 2001], [86, TWG, 2003], [139, UBA, 2003], [150, TWG, 2004]
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
91
Kapitola 2
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
92
Kapitola 2
2.4.2 Regenerace odpadních rozpouštědel
[53, LaGrega, a kol., 1994], [83, Indaver, 2002], [129, Cruz-Gomez, 2002], [130, UBA, 2003], [150,
TWG, 2004], [152, TWG, 2004], [156, VROM, 2004], [157, UBA, 2004]
Cíl
Jakmile je odpadní rozpouštědlo předáno odpadovému hospodáři, jsou dvě hlavní možnosti pro jeho
zpracování:
• využití výhřevnosti, prostřednictvím jeho použití přímo jako paliva nebo k smíchání s jinými
palivy. Použití odpadních rozpouštědel jako paliv je obsaženo v oddílu 2.5.2.1
• úprava odpadního rozpouštědla opětovnou přeměnou na materiál, který může být znovu použitý
jako rozpouštědlo. Tato úprava je v tomto dokumentu nazývána jako ,regenerace‘. Tento oddíl
podrobně popisuje různá zpracování, která jsou momentálně používána u odpadních rozpouštědel
při jejich čištění a obnově ve výrobě rozpouštědel.
Rozpouštědla a organické kyseliny mohou být zpracovány skutečně tak, že mohou být vráceny do
výrobního cyklu jako druhotná surovina.
Princip operace
Vyčištění je dosaženo pomocí různých druhů destilací, což jsou hlavní používané typy separačního
procesu.
Regenerace rozpouštědel je běžně praktikována v mnoha průmyslových odvětvích, a to s širokým
okruhem rozpouštědel; běžná rozpouštědla, která jsou v současné době regenerována, jsou znázorněná
v tabulce 2.13.
Skupina uhlovodíků
Alkoholy
Alifatické
Aromatické
Chlorované
Estery
Ketony
Směsi rozpouštědel
Chemické látky
Etyl, izopropyl
Hexan, heptan
Benzen, aromatická nafta, toluen, xylen, terpentýn
Trichloretylen, perchloretylen, metylenchlorid
Octan etylnatý, octan butylnatý
Metyletylketon, metylizobutylketon
Toluen/xylen, ketony, alkoholy, fenoly, toluen/heptan
Tabulka 2.13: Běžně regenerovaná odpadní rozpouštědla
[53, LaGrega, a kol., 1994], [150, TWG, 2004], [152, TWG, 2004]
Popis procesu
Obrázek 2.15 a obrázek 2.16 ukazují bloková schémata přístrojů na regeneraci odpadních
rozpouštědel.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
Obrázek 2.15: Příklad zařízení na regeneraci odpadního rozpouštědla
[129, Cruz-Gomez, 2002]
Obrázek 2.16: Ukázka blokového schématu regenerace chlorovaného rozpouštědla
[150, TWG, 2004]
Tabulka 2.14 ukazuje techniky obvykle používané pro regeneraci odpadních rozpouštědel.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
Technika
Absorpce
Adsorpce
Odstřeďování
Kondenzace
Dekantace
Destilace
Odpařování
(Evaporace)
Filtrace
Extrakce
kapalina-kapalina
Membránová
separace
Neutralizace
Odsolování
Sedimentace
Uskladnění
Separace proudem
vzduchu
Cíl a princip činnosti
Převod rozpouštědla z plynu na kapalinu
Regenerovat rozpouštědlo z rozpouštědlem
nasyceného vzduchu
Odstraňuje suspendované pevné látky nebo
odděluje dvě odlišné (nebo nerozpustné)
kapalné fáze, jedna fáze je, například,
regenerované rozpouštědlo
Vyloučí páry rozpouštědla z proudícího plynu
Fáze separace v důsledku různých hustot.
Oddělování kapalných rozpouštědel a vody
Separace kapalných směsí.
Tenko-vrstvé odpařovače.
Rektifikace.
Frakcionace (frakční destilace)
Uživatelé
Destilace znečištěných
rozpouštědel pro částečné
pozdější využití jako paliva pro
ohřev je jedná z používaných
metod (nějaká zařízení existují
v Belgii, Itálii, Španělsku)
Odstranění rozpouštědla ve formě páry
z roztoku nebo kalu
Oddělení pevných částic z kapalného
rozpouštědla
Používaná na kapalná rozpouštědla
Opětovné získání rozpouštědla z kapaliny
nebo plynu
Používaná na kapalná rozpouštědla
Používáno na kapalná rozpouštědla
Používaná na kapalná rozpouštědla s vysokou
úrovní pevných částic
Viz oddíl 2.1.4
Převod rozpouštědla z kapaliny na plyn
Tabulka 2.14: Jednotkové operace používané při regeneraci odpadních rozpouštědel
[129, Cruz-Gomez, 2002], [130, UBA, 2003], [150,TWG, 2004]
Uživatelé
Tato činnost se provádí v chemickém, farmaceutickém a natěračském průmyslu. Pět zařízení je
v současné době v Nizozemsku. Příklad je popsán níže:
Evaporační kapacita závisí na specifickém výparném teple destilovaných rozpouštědel a činí až 1,3 t/h.
Použití refluxního separátoru (zpětný tok) může oddělování dále zlepšit; nicméně, pak je snížena
rychlost průtoku. Vícefázové destiláty jsou chlazeny a potom rozděleny na těžší a lehčí fáze, které jsou
pak soustřeďovány v různých kontejnerech. Destilace může být provedena jak pod tlakem okolního
vzduchu, tak ve vakuu. Kromě toho může zařízení provádět jiné procesy, jako např. azeotropické
rozpouštěcí sušení nebo azeotropickou esterifikaci. Navíc organické kyseliny mohou být zpracovány
ve zvláštní keramické baňce.
Vstupní materiál obsahující rozpouštědla je čerpán do destilačních nádob. Tyto nádoby jsou zahřívány
čerstvou párou (max. 6 barů, cca 158 °C). U velmi znečištěných rozpouštědel jsou vhodné ocelové
destilační baňky, které jsou vybaveny míchadly pro homogenizaci obsahu. Odpadní rozpouštěcí směsi
obsahující jen malá množství zbytků nebo vysoce agresivních látek, jako např. organické kyseliny,
mohou být destilovány použitím smaltovaných baněk. Následné výpary jsou převedeny přes
uzavřenou kolonu a kondenzovány v trubicích visutého chladiče.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
2.4.3 Regenerace odpadních katalyzátorů a obnova složek z omezujících
technik (technik na omezování znečištění)
[86, TWG, 2003], [125, Ruiz, 2002], [150, TWG, 2004]
Jak je uvedeno v nadpisu, tento oddíl pojednává o regeneraci odpadních katalyzátorů a obnově složek
z omezujících metod. Existují další způsoby regenerace použitých katalyzátorů, např. obnova kovů
z katalyzátorů (způsoby obnovy některých drahých kovů jsou již popsány v dokumentu BREF –
neželezné kovy), regenerace katalyzátorů (obsaženo v tomto dokumentu) a zpracování použitých
katalyzátorů jako suroviny pro jiné procesy, které nejsou v tomto dokumentu popsány (např.
zpracování využitých katalyzátorů s Al2O3 používaných v cementárnách – jsou popsány v dokumentu
BREF – cement a vápno). Tento dokument zahrnuje pouze zařízení regenerace ex-situ. Regenerace insitu (na původním místě) je obvykle součástí výrobního procesu, při kterém je katalyzátor používán, a
tak není zahrnut do názvu tohoto dokumentu.
Tento oddíl zahrnuje rovněž informace o obnově složek z odpadu vzniklého u omezujících technik
(viz také oddíl 1.2.8)
Cíl
Odpadní katalyzátory a odpad z omezujících metod se obvykle likvidují. Nicméně, většina
katalyzátorů používaných v omezujících technikách (např. snižování Nox) je regenerováno.
Princip operace
Regenerace katalyzátorů z platiny a vzácných kovů odstraněním usazenin může úspěšně obnovit
činnost, selektivitu a stabilitu výkonu původního čistého katalyzátoru. Usazeniny jsou odstraňovány
řízeným spalováním.
Katalyzátory z rafinérského průmyslu, které se používají např. při vodním zpracování, vodním štěpení,
reformování a izomeraci, jsou obvykle regenerovány. Katalyzátory se vzácnými kovy jsou rovněž
regenerovány. Kovy, které jsou ekonomicky zajímavé a bývají obnoveny, jsou Rh, Cd, Pt, Ir, Ni
a některé petrolejové katalyzátory s Ni-Co, Co-Mo, Co.
Popis procesu
Tepelná regenerace ex-situ se provádí ve speciálně konstruovaném zařízení, stejně jako v běžných
zařízeních, např. v žíhací peci s pásovým dopravníkem nebo v rotační žíhací peci.
Regenerace katalyzátorů z platiny a vzácných kovů odstraněním usazenin může úspěšně obnovit
činnost, selektivitu a stabilitu výkonu původního čistého katalyzátoru. Usazeniny jsou odstraňovány
řízeným spalováním.
Např. poté, co je usazenina vypálena, může být katalyzátor obsahující platinu za zvýšené teploty
regenerován pomocí chlóru. Zpracování chlórem způsobuje opětovné rozptýlení platiny její přeměnou
na těkavý chlorid platičitý. Ten se pak v podobě plynu dostává do pórů, na jejichž stěnách se sráží.
Tady dochází k reakci s H2 a redukci. Výsledkem je zvětšený rozptyl platiny a znovu aktivovaný
katalyzátor.
Běžnými operačními jednotkami používanými v tomto odvětví jsou sušárny, pece, vyluhovací zařízení
a rozpouštěcí extrakce. Některé procesy prováděné na konci kolony, a sloužící ke kontrole emisí, jsou
technikami k odstraňování prachu (např. elektrostatické odlučovače, cyklony, textilní filtry, keramické
filtry, plynové pračky), systémy praní plynů (např. plynové pračky, systémy zachycování dioxinů,
systémy snižování VOC) a zpracování odpadní vody.
Uživatelé
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
Velmi přesný proces je ve Francii (Eurocat), který je používán k recyklaci jedné specifické skupiny
katalyzátorů (vodní úprava) pocházejících převážně z rafinérií. Jediné zařízení v EU, které využívá
žíhací pec s pásovým dopravníkem, je umístěno od r. 1979 v Luxemburgu.
2.4.4 Regenerace aktivního uhlí
[29, UK Environment Agency, 1996], [41, UK, 1991], [42, UK, 1995], [150, TWG, 2004]
Cíl
Při nakládání s použitým aktivním uhlím vzniká materiál, který je svými vlastnostmi a kvalitou velmi
podobný původnímu aktivnímu uhlí.
Princip operace
Tepelné úpravy jsou hlavními procesy využívanými při regeneraci. Během procesu se provádí sušení,
tepelná desorpce a žárové zpracování.
Aktivní uhlí je komerčně dostupné ve třech formách: lisované, granulované a prachové. Jelikož je
prachové aktivní uhlí velmi obtížně regenerovatelné, není tato metoda na prachovém aktivním uhlí
uplatňována. Pouze první dvě formy jsou tedy zahrnuty v tomto oddíle.
Popis procesu
Regenerace je většinou prováděna tepelně a obvykle zahrnuje následující operace:
Příjem, manipulace a vysušování
Použité aktivní uhlí je obvykle ve formě vysušené pevné látky umístěno do cisteren. Na místě
regenerace je přidána voda, aby se uhlí přeměnilo v kal. Kal se pak láduje do nádrží, kde je odvodněn
a potom se kvůli regeneraci vrazí do sušárny.
Tepelná regenerace
Po oddělení vody, je vlhké uhlí vloženo do pece, kde regeneruje. Během termální regenerace se
provádí sušení, tepelná desorpce (tj. odstranění organických chemikálií) a vysokoteplotní (650 až
1000 °C) žárové zpracování v mírně oxidačním regulovaném prostředí.
Většinou používanými druhy zařízení jsou pece s více topeništi, rotační pece s přímým ohněm a
rotační pece s nepřímým ohněm. Využity mohou být také fluidní pece a infračervené pece.
Zpracování kouřových plynů
Uživatelé
Většina běžných použití těchto technologií spočívá ve využití tepelné regenerace aktivního uhlí,
zejména v zařízeních regenerujících průmyslovou nebo pitnou vodu/úroveň uhlíku v potravinách. Je to
kvůli rozsahu různorodých organických zdrojů možného znečištění uhlíkem. Jiné metody, jako např.
parní regenerace, bývají používány v určitých oblastech a obvykle prováděny na místě.
Pece s více topeništi jsou značně využívány po celém světě. Spolu s těmito pecemi jsou rotační pece
(s přímým a nepřímým ohněm) jedním z nejběžnějších používaných typů pecí. Fluidní pece jsou
používány hlavně v Evropě při práci s pitnou vodou a také v Severní Americe u odpadní vody
a odbarvování.
Možné je i další zpracování, např. parní, chemická a biologická regenerace. Nicméně jejich použití je
možné jen pro místní regeneraci in-situ a nikoli v samostatných zařízeních. Parní regenerace je
nedestruktivní technika a je v první řadě používaná tam, kde použité uhlí obsahuje vysoce těkavé
sloučeniny. Vznikající páry jsou kondenzovány. Chemická regenerace je nedestruktivní metoda, která
využívá různých plynných nebo kapalných desorbentů. Existuje velké množství vhodných
regenerujících látek, přičemž mnoho z nich má své zvláštní, typické použití.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
2.4.5 Regenerace pryskyřic
[41, UK, 1991], [42, UK, 1995], [150, TWG, 2004]
Cíl
Obnovit iontovou výměnu pryskyřic z důvodu jejich opětovného využití.
Princip operace
Tepelné regenerace může být dosaženo s využitím horké vody nebo páry.
Vstupu odpovídá použitá pryskyřice a výstupem z procesu je regenerovaná pryskyřice. Přitažlivé síly,
se kterými se setkáváme u adsorpce pryskyřice, jsou obvykle slabší než u adsorpce granulovaného
aktivního uhlí. V důsledku toho, regenerace pryskyřice může být dosaženo jednoduchými
nedestruktivními metodami jako např. rozpouštěcí propíraní, přičemž rozpuštěná může být rozpuštěná
látky obnovena. Tepelná regenerace pryskyřičných adsorbentů je zpravidla nemožná kvůli jejich
teplotní citlivosti, třebaže v posledních letech jsou dostupné nové výrobky, které mohou být
regenerovány horkou vodou.
Popis procesu
Parní regenerace
Parní regenerace je možná jen tehdy, jestliže jsou teplotní limity pryskyřic v rámci teplotních limitů
použitelných tlaků páry. Například, styren tvořící základ polymerických adsorbentů je obyčejně
stabilní do 200 °C, zatímco akrylát tvořící základ pryskyřic je stabilní jen do 150 °C. Adsorbované
rozpouštědlo a další organické složky mohou způsobit nafouknutí a oslabení pryskyřice. Proto je tedy
důležité, aby odstranění těchto složek napařováním nemělo za následek rozpad a rozbití struktury
pryskyřice.
Regenerace horkou vodou
Uživatelé
Tato technika není velmi používaná, ale může být využita k odsolování brakické vody v procesu
čistění vody. Nemělo by to být používáno pro deionizaci vody.
2.4.6 Regenerace odpadních kyselin a zásad
[40, Militon a Becaud, 1998], [86, TWG, 2003], [144, TWG, 2002], [150, TWG, 2004]
Jak je popsáno v oddíle 1.2.10, pouze odpadní kyseliny sírová a solná jsou obnovitelné.
2.4.6.1
Regenerace použité kyseliny sírové
Jak je zmíněno v oddíle 1.2.10, existují dvě možné metody regenerace použité kyseliny sírové. Jednou
z nich je tepelný rozklad použité kyseliny sírové, čímž dostaneme SO2, a toho dosáhneme v peci při
teplotě okolo 1000 °C. Vznikající SO2 je pak použit jako výchozí produkt při výrobě H2SO4. Oba
procesy (tepelný rozklad a převod SO2 na H2SO4) jsou zahrnuty v LVIC-AAF BREF [62, EIPPCB,
2003]. Jsou tam některé průmyslové procesy, při kterých se kyselina sírová používá (např. výroba
oxidu titaničitého). V takovém případě je recyklace použité kyseliny sírové nedílnou součástí procesu
a bude součástí BREF, ve kterém je tento průmyslový proces obsažen. Druhý možný proces
regenerace použité kyseliny sírové je založený na rekoncentraci slabé/použité/odpadní kyseliny sírové,
s nebo bez oddělení možných nežádoucích příměsí (např. solí). Toto je také zahrnuto v tomto
dokumentu BREF.
Cíl
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005
Kapitola 2
Znovu využít použitou kyselinu sírovou pro stejný účel pro jaký byla použita původní kyselina sírová
nebo pro nové využití.
Princip operace
Rekoncentrace slabé kyseliny sírové odpařováním.
Použitá/slabá kyselina sírová je koncentrována na silnější roztok kyseliny.
Popis procesu
Koncentrace H2SO4 blízko 70 % jsou dosaženy při procesu odpařování vody, aniž by se vypařilo příliš
mnoho H2SO4. Rozsah teplot během procesů kolísá. Existuje mnoho procesů, ale nejběžnější jsou
založeny na odpařování s nuceným oběhem, který umožňuje velmi stabilní provoz; zásluhou velkého
oběhu, pevné látky v kyselině zůstanou v suspenzi a mohou být z koncentrované kyseliny vyloučeny,
bude-li to nezbytné.
Kvůli ceně procesu, který je velmi závislý na energii (střední tlak páry), je lepší používat odpařovače
se složeným účinkem, což může velmi snížit provozní náklady; práce ve vakuu umožňuje využití
nižších provozních teplot a použití běžnějších materiálů pro konstrukci zařízení.
Další procesy pro koncentraci slabých kyselin využívají horkých plynů (z kyseliny sírové nebo jiných
procesů). Při kontaktu horkých plynů a slabé kyseliny bude odpařena voda za účelem vodního
nasycení; proces se uskutečňuje v atmosférickém tlaku, ale v důsledku vysokého objemu plynu, tomu
musíme u některých kyselin zabránit pomocí odmlžovačů nebo podobných přístrojů.
Procesy submerzního spalování spočívají ve vzniku kouřových plynů o velmi vysokých teplotách (nad
1500 °C), přímo nad hladinou použité kyseliny; kouřové plyny procházejí přes použitou kyselinu,
přičemž dochází k vypařování vody, která je adiabaticky ochlazena na 150 – 250 °C; dříve než jsou
plyny odvedeny do ovzduší, musí být zchlazeny na vyčištěny; obvykle se nebudou očekávat žádné
vysoké emise zejména u SO2, ale úrovně NOx bývají významné.
Jiné procesy, jako např. Chemico, jsou pro koncentraci kyseliny sírové používány už 70 let; princip je
prakticky stejný až na to, že ke spalování nedochází uvnitř nádoby a teplota je podstatně nižší (kolem
600 °C).
Uživatelé
Kovozpracující průmysl.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Srpen 2005

BREF WTI-CAST A

Transkript

Podobné dokumenty

Svahové pohyby, sesuvy

BREF WTI-CAST E

BREF WTI-CAST C

Žárové zinkování

Manuál pro zařazování odpadů do „Zeleného seznamu“

Blazkova_Comparison of in vivo and in vitro digestibility in horses

energetická účinnost