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
N585™69995é
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