Potencjał tkwiący w odpadach. Cz. III
Transkrypt
Potencjał tkwiący w odpadach. Cz. III
gospodarka odpadami Właściwości fizykochemiczne zmieszanych odpadów komunalnych Potencjał tkwiący w odpadach. Cz. III Jak wynika z przeprowadzonych badań, zarówno skład morfologiczny zmieszanych odpadów komunalnych, jak i ich właściwości fizykochemiczne wykazują znaczącą zmienność („Przegląd Komunalny” 5 i 6/2013). W związku z tym oznaczone parametry – właściwości odpadów – poddano analizie współzależności. Przeprowadzono ją dla wszystkich oznaczeń laboratoryjnych oraz pomiarów gęstości nasypowej i zawartości odpadów palnych, wynikającej ze składu morfologicznego zmieszanych odpadów komunalnych. Miarą zależności, a co za tym idzie – współzależności badanych par zmiennych (oznaczanych parametrów) jest współczynnik korelacji. Może on przyjmować wartości od -1 do 1. W przypadku, gdy współczynnik korelacji jest równy 1 lub -1, wtedy między badanymi parami parametrów istnieje ścisła zależność w postaci funkcji liniowej. Natomiast w sytuacji, kiedy wartość współczynnika korelacji jest równa 0, wówczas zmienne są nieskorelowane. Korelacja jest tym silniejsza, im jej współczynnik jest bliższy 11. Na rys. 1-6 przedstawiono (zachowując kody próbek przytoczone w cz. I artykułu) kolejno najistotniejsze współzależności, dla których współczynnik korelacji był bliski lub większy niż 0,9. Analizie współzależności poddano parametry fizykochemiczne uzyskane dla suchej masy. Węgiel, wodór i popiół Jak wynika z rys. 1, wartość opałowa zmieszanych odpadów komunalnych zależy wprost od zawartości węgla i wodoru. Z kolei ilość tych pierwiastków jest związana z udziałem tworzyw sztucznych w zmieszanych odpadach komunalnych. Natomiast zawartość popiołu, podobnie jak w paliwach naturalnych, spada, gdy rośnie zawartość węgla i wodoru oraz zwiększa się wartość opałowa. W badaniach przeanalizowano również współzależności w próbach przemysłowych oraz w odpadach cmentarnych i paliwach antropogenicznych (alternatywnych) pomiędzy wartością opałową, a zawartością węgla, wodoru i popiołu (rys. 2). Stwierdzone współzależności są analogiczne jak opisane przy rys. 1. Należy podkreślić, że próby przemysłowe były przeprowadzane dla ok. 20 Mg zmieszanych odpadów komunalnych, a próbki reprezentatywne paliw alternatywnych pobrano w zakładzie produkcyjnym w Krakowie, z hałdy zawierającej ok. 30 Mg paliwa przeznaczonego dla cementowni. Zbadane współzależności odnoszą się do znaczącej masy zmieszanych odpadów komunalnych, poddanych przesiewaniu i produkcji paliw. Rtęć i fluor Jak już zaznaczono, analizie współzależności poddano wszystkie możliwe pary oznaczanych parametrów. Istotną i nieoczekiwaną współzależność stwierdzono dla współwystępowania rtęci i fluoru w zmieszanych odpadach komunalnych. W warunkach naturalnych oba te pierwiastki współwystępują jedynie podczas ekshalacji wulkanicznych2. Dla rozważania zakresu wykorzystania paliw antropogenicznych najistotniejsza jest ich wartość opałowa. Wykazanie równoczesnego występowania rtęci i fluoru w zmieszanych odpadach Analizowane wyniki badań, przed analizą komunalnych i w próbach przemysłowych Podczas przeprowadzonej analizy współza- współzależności, uporządkowano według przesiewania tych odpadów dobitnie świadleżności porównano związki korelacyjne wzrostu ich wartości opałowej. czy o tym, że do pojemników na zmieszane wszystkich oznaczonych parametrów. Ponadto przedstawiono współzależności zachodzące w próbach przemysłowych, tzn. po przesianiu zmieszanych odpadów komunalnych na sitach bębnowych o prześwicie oczek 12, 40, 60 i 80 mm. Próby te przeprowadzano w rejonie Ostrowca Świętokrzyskiego. Sita o średnicy oczek 12 i 80 mm znajdowały się na składowisku w Janiku, sito o średnicy oczek 60 mm na składowisku w Jańczycach, a sito o średnicy oczek 40 mm w Ostrowcu Świętokrzyskim (sita te nie stanowiły jednolitego ciągu technologicznego, co odzwierciedlają przedziały poszczególnych wydzielanych frakcji na wykresach). Ponadto, jako próbki porównawcze, w analizach współzależności uwzględniono próbki odpadów cmentarnych (CMT) i ze składowiska Kępny Ług we Włoszczowie oraz dwie próbki paliw antropogenicznych (alternatywnych), wyprodukowanych ze zmieszanych odpadów komunalnych (PALIWO 1 i PALI- Rys. 1. Współzależności w próbkach zmieszanych odpadów komunalnych pomiędzy WO 2). wartością opałową a zawartością węgla, wodoru i popiołu. 34 Przegląd Komunalny nr 7/201 3 odpady komunalne były wrzucane zarówno świetlówki, jak i inne lampy energooszczędne, które zawierają rtęć (rys. 3 i 4). Potwierdzeniem tego procederu jest zeszklenie próbek zmieszanych odpadów komunalnych podczas prób oznaczania przemian popiołowych, co przedstawiono na fot. Odpowiednio przygotowane Dla zilustrowania stwierdzonych współzależności na rys. 5 i 6 przedstawiono korelacje pomiędzy wartością opałową a zawartością odpadów palnych oraz gęstością nasypową opróbowanych odpadów, rów- Rys. 2. Współzależności w próbach przemysłowych oraz w odpadach cmentarnych i paliwach antropogenicznych (alternatywnych) pomiędzy wartością opałową a zawartością węgla, wodoru i popiołu Wypreparowane zeszklone popioły ze zmieszanych odpadów komunalnych (K. Czajka) nież tych poddanych próbom przemysłowym. Na rys. 5 dodatkowo zaprezentowano linie trendu dla poszczególnych szeregów oznaczeń, dla zilustrowania stwierdzonych współzależności. Uwzględniono wszystkie 32 próbki poddane badaniom fizykochemicznym i 221 próbek pobranych ze zmieszanych odpadów komunalnych. Na podstawie przeprowadzonych badań należy stwierdzić, że warto zrealizować Rys. 3. Współzależność występowania rtęci i fluoru w próbkach zmieszanych odpadów komunalnych (próbki uporządkowano wg wzrastającej zawartości rtęci, współczynnik korelacji wynosi 0,93) cd. na str. 36 >> REKLAMA ;5985895 N585 6999 565 Ì59Ő6 -66č N58569995é æ665655 æ665696æč6 æ556 69č665 æ)ÁËÂ' Â968d565Ì59Ő6é ĘËƀ'6959ÿåĘ)9ÿåĘ85#95ÿå Ę;66ƀæ'59555ÿåĘĊN5ÿ ;Ƌ9659595çç5Ìç Przegląd Komunalny nr 7/201 3 35 instalację termicznego przekształcania zmieszanych odpadów komunalnych – pod warunkiem, że trafi do niej odpowiednio przygotowane paliwo z tych odpadów. Wówczas inwestycja będzie ekonomicznie uzasadniona. Rozszerzenie grona odbiorców tych paliw o ciepłownie i elektrociepłownie może przyczynić się do urealnienia cen tych paliw, w nawiązaniu do wprowadzonych zmian w prawie i przekazania samorządom gospodarowania odpadami komunalnymi3. gospodarka odpadami >> Rys. 4. Współzależność występowania rtęci i fluoru w próbkach pobranych podczas przeprowadzania przesiewania na sitach bębnowych oraz z paliw antropogenicznych (próbki uporządkowano wg wzrastającej zawartości rtęci, współczynnik korelacji wynosi 0,94) Rys. 5. Współzależności wartości opałowej oraz udziału odpadów palnych i gęstości nasypowej zmieszanych odpadów komunalnych, wraz z liniami trendu (linie przerywane) Rys. 6. Współzależności wartości opałowej oraz udziału odpadów palnych i gęstości nasypowej w próbach przemysłowych przesiewania zmieszanych odpadów komunalnych 36 Przegląd Komunalny nr 7/201 3 Z całości przeprowadzonych badań można wysnuć kilka konkluzji4. Przede wszystkim zmieszane odpady komunalne są i mogą być surowcem służącym do wytwarzania paliw z odpadów – paliw antropogenicznych. Ponadto wilgotność tych odpadów i jej zmienność mają decydujący wpływ na wartości opałowe. Należy podkreślić, że skład morfologiczny zmieszanych odpadów jest istotny, ale nie ma tak znaczącego wpływu na ich właściwości paliwowe jak ich wilgotność. Trzeba też zwrócić uwagę na fakt współwystępowania rtęci i fluoru w zmieszanych odpadach komunalnych. Świadczy to o ograniczonym zakresie selektywnego zbierania zużytych lamp zawierających rtęć, w tym energooszczędnych. Przemiany popiołowe zmieszanych odpadów komunalnych sprowadzają się do zeszklenia ich popiołów. W ciągu produkcyjnym paliw wytworzonych ze zmieszanych odpadów komunalnych powinny być stosowane rozwiązania eliminujące drobne frakcje szkła, z uwagi na stwierdzone podwyższone zawartości rtęci. Warto zatem mieć na względzie fakt, że rozwój produkcji paliw alternatywnych ze zmieszanych odpadów komunalnych, przyczyni się do dywersyfikacji rynku tych paliw i może mieć znaczący wpływ na urealnienie cen zbytu oraz zapewni wzrost odzysku energetycznego odpadów, w tym odpadów ulegających biodegradacji. Źródła 1. Kryński H.E.: Matematyka dla ekonomistów. Warszawa 1971. 2. Polański A., Smulikowski K.: Geochemia. Warszawa 1969. 3. Smorąg H., Czajka K.: Analiza przydatności odpadów komunalnych do termicznego przekształcania, na przykładzie badań odpadów komunalnych w województwie świętokrzyskim. „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” 5/2012. 4. Czajka K., Sordyl P.: Przeprowadzenie badania składu i właściwości zmieszanych odpadów komunalnych przeznaczonych do składowania na terenie województwa świętokrzyskiego, realizowanego w ramach projektu „Świętokrzysko-Podkarpacki Klaster Energetyczny”. Kraków – Kielce 2011. dr inż. Krzysztof Czajka Gospodarka Odpadami – Ochrona Środowiska, Zespół Ekspertów, Kraków – Nowy Targ