4 Upravljanje otpadom - vts-zr.edu.rs filepapir i karton (u ovu vrstu otpada spadaju novine i časopisi, prospekti, katalozi, rokovnici, knjige i slikovnice, papirne kese, kartonske

Управљање отпадом

22

Prof. dr Dragi Antonijević

Komunalni čvrsti otpad

Komunalni otpad čine:

- otpad iz doma ćinstava koji nije opasan , - komercijalni otpad (otpad koji nastaje u ustanovama koje se u bave trgovinom, kancelarijskim poslovima, zabavom, itd)- institucionalni otpad (škole, bolnice, ministarstva) i - otpad sa javnih površina (delom organski stabilne materije tzv. zeleni otpad, otpaci, otpaci bilja, omoti od slatkiša, hartija, kutija i opušci od cigareta i sl. a delom organski nestabilne materije - otpad od hrane, životinjski ostaci i izlučevine).

Čvrsti komunalni otpad je, prema tome, veoma raznoli k po sastavu.

33


Kategorizacija njegovog sastava:

biootpad (biorazgradivi ostaci materije – kuhinjski otpad, ostaci sa pijaca, ostaci hrane, baštenski otpad, kao što su lišće, cveće, granje, pokošena trava, piljevina);

papir i karton (u ovu vrstu otpada spadaju novine i časopisi, prospekti, katalozi, rokovnici, knjige i slikovnice, papirne kese, kartonske fascikle i kutije, talasasti kartoni, ostali papirni i kartonski predmeti bez plastičnih ili drugih materijala);

polimerne mase(plastika) (gotovo 96 % plastičnih predmeta napravljeno je od ukupno šest vrsta polimernih materijala PET – polietilentereftalat, PELD –polietilen niske gustine, PEHD – polietilen visoke gustine, PVC – polivinil hlorid, PP – polipropilen, PS – polistiren)

staklo – (dve glavne grupe staklenih predmeta u širokoj upotrebi su staklene posude – flaše, baloni, čaše i ravno staklo);

metali

44


koža i tekstil (stari odbačeni odevni predmeti i obuća, materije za dekoraciju stana, poslovnih prostora, itd);

električni i elektronski otpad (ovaj otpad najbrže je rastući problem što se otpada tiče danas u svetu. Problem je ne samo u njegovoj količini nego i u toksičnosti njegovih sastojaka kao što su olovo, berilijum, živa i kadmijum koji predstavljaju veliku opasnost po životnu sredinu i zdravlje ljudi. U ovaj otpad spadaju: računari, televizori, veš mašine, frižideri, radio uređaji, mobilni telefoni, telefoni, akumulatori, ako i svi drugi uređaji bazirani na elektronskoj tehnologiji);

kućni opasni otpad(čine ga one materije koje povećavaju štetnost, te samim tim povećavaju stepen opasnosti komunalnog otpada prilikom odlaganja, spaljivanja ili kompostiranja. Tu spadaju ostaci hemikalija zajedno sa ambalažom – pesticidi, boje, lakovi, sredstva za čišćenje, rastvarači, lepkovi, zatim fluorescentne cevi i živine svetiljke svih vrsta, baterije, posude pod pritiskom, sprejevi, motorno ulje, ambalaža, filteri za motorno ulje, ostaci lekova, kozmetičkih preprata, živini termometri, drveni predmeti impregnirani zaštitom na bazi arsenata i razni predmeti koji sadrže opasne elemente i jedinjenja);

55


krupni (kabast) otpad (u ovu veliku vrstu otpada ubrajaju se bela tehnika –dotrajali frižideri, šporeti, bojleri, zatim nameštaj, automobili, automobilske gume, razne mašine);

građevinski otpad(obuhvata materije koje nastaju prilikom građevinskih radova kao što su gradnja ili rušenje. To su uglavnom inertne materije kao što su građevinski šut – cigle, crep, malter, zatim iskopi raznih vrsta tla, otpad od radova na saobraćajnicama. Ovaj otpad često može biti pomešan sa drugim materijalima –kablovima, komadima izolacije, prljavom ambalažom i raznim drugim materijama, što otežava njegovo zbrinjavanje).

66


Najveći deo predstavlja otpad od prerade i konzumiranja hrane, tj. čine ga ostaci biljnog i životinjskog porekla. Ovaj otpad lako truli i brzo se razgrađuje, naročito pri visokim temperaturama vazduha. Nastajanje neprijatnih mirisa predstavlja nezaobilaznu organoleptičku dimenziju.

Atmosferske padavine, sunčevo zračenje i oslobađanje toplote usled požara dovode do odvijanja fizičko hemijskih i biohemijskih procesa čiji proizvodi mogu dabudu toksične hemijske supstancije. To predstavljahemijsko–toksikološki aspekt odlaganja komunalnog otpada.

Gasovite materije koje se oslobađaju, mogu biti uzrok požara i eksplozijana mestima odlaganja komunalnog otpada i to je fizička posledica njegovog neadekvatnog zbrinjavanja.

77


Ostaci hrane su povoljni za razmnožavanje insekata, ptica, glodara i drugih sisara, mikroorganizama, privlače ptice, glodare i veće životinje koji opet mogu biti prenosioci bakterija i virusa i to je biogeni aspekt komunalnog otpada.

Pri tome ptice, sisari i reptili mogu biti povređeni ili ubijeni smećem koje se odbacuje što bi se moglo svesti pod ekotoksikološki aspekt.

Neki tipovi otpada se ne dezintegrišu i dugo ostaju u životnoj sredini, decenijama preteći svojim štetnim delovanjem.

88


Vrsta otpada Evropska unija(procentualni sadržaj)

SAD(procentualni sadržaj)

Biootpad 32 23,1Papir i karton 29 37,4Tekstil i ostalo 15 15,6Stakla 11 5,4Plastika 8 10,7Metali 5 7,8

Sastav komunalnog otpada u Evropskoj uniji i SAD

Kitchen Sink Food Waste Disposal http://www.youtube.com/watch?v=3INJTQ2K63ohttp://www.youtube.com/watch?v=LncT36amjQE&feature= related

Za razliku od zemalja Evropske unije, u SAD najveći deo komunalnog čvrstog otpada čini papir i karton.

99


Sastav čvrstog komunalnog otpada Moskve (u %)

Papir i karton 37

Kuhinjski otpad 30,6

Tekstil 5,4

Plastika 5,2

Metali 3,8

Staklo 3,7

Drvo 2

Kosti 1,1

Kamen, keramika 0,9

Koža, guma 0,6

Ostalo 9,7

1010


Neke karakteristike komunalnog otpada u zemljama različitog stepena razvijenosti

Karakteristika Razvijene zemlje Nerazvijene zemljeKoličina otpada po stanovniku (kg/god)

250 – 1000 50 – 400

Gustina otpada(kg/m3)

100 – 200 200 – 500

Vlažnost(težinski procenat

15 – 45 30 – 80

1111


Ispitivanje i morfološki sastav komunalnog otpada

Karakteristike čvrstog otpada zajedno sa njegovim sastavom, predstavljaju važne podatke neophodne za donošenje odluke o najpovoljnijem načinu upravljanja njime.

Pojam "sastav" se koristi da se opišu individualne komponente koje sačinjavaju tok čvrstog otpada i njihovu relativnu zastupljenost, obično izraženu u težinskim procentima.

Praćenjem promena sastava i količine otpada kontrolišu se efekti preduzetih mera za iskorišćavanje otpada i smanjenje rizika od uticaja otpadnih materija na zdravlje i životnu sredinu.

1212


Neophodne karakteristike koje se utvrđuju pri analizi otpada:

-morfološki sastav

-srednja gustina

- količina u određenom vremenskom periodu

1313


Do podataka o otpadu može se doći na različite načine, a od primenjenog načina zavisi tačnost analize.

Snimak sastava otpada bez statističkog praćenja služi za brzu ocenu sastava otpada u gradu. Ova metoda je vrlo jeftina ali je i najmanje tačna.

Studija sastava otpada sa statistički validnim rezultatima je povoljnija u odnosu na prethodnu,

a najbolje rezultate daje studija sastava sa statistički validnim rezultatima, uz identifikaciju generatora otpada i njihovom prostornom distribucijom. Međutim, ova metoda je dugotrajna i skupa.

1414


Način uzorkovanja otpada sa ciljem njegovog analiziranja zavisi od broja stanovnika, veličine i strukture naselja.

Uzorkovanju otpada prethode:

- izrada plana uzorkovanja, - izrada protokola za zaštitu zdravlja uzorkovača - definisanje vrste otpada koji će se ispitivati.

1515


Prema postojećem standardu za ispitivanje otpada postoje tri na čina uzorkovanja komponenti otpada:

- analiza otpada direktno iz domaćinstava- analiza otpada iz kontejnera u okviru naselja - analiza iz vozila koja prikupljaju otpad

ili kombinacija navedenih metoda(to je br. 4)

Zajedničko ovim metodama je da se istraživanja sprovode po godišnjim dobima i po karakterističnim delovima odgovarajućeg prostornog nivoa.

1616


Pri analizi uzimanjem uzoraka iz vozila za transport otpada, koja je najčešća ukoliko je dnevna količina otpada veća od 100 t, da bi se dobio reprezentativni uzorak:

-Potrebno je uzeti uzorke bar iz 20 % vozila. -Iz svakog vozila je potrebno uzorkovati najmanje 30 kg otpada (pri tome se ne uzimaju krupni otpaci).

-Srednji uzorak za analizu dobije se na bazi trostrukog mešanja uzetih uzoraka iz vozila uz razastiranje otpada (na tvrdoj podlozi) . Takav uzorak se po dijagonali deli na 4 jednaka dela. Uzorci iz dva suprotna polja se ponovo mešaju i za konačnu analizu se uzima 10 kg.

-Iz svakog gradskog karakterističnog područja se uzimaju najmanje po tri srednja uzorka.

1717


Fizičke, mehaničke, hemijske i biološke osobine komunalnog otpada

Fizičke odobine

Važne fizičke osobine čvrstog komunalnog otpada uključuju :

- (morfološki sastav,)- gustinu, - sadržaj vlage, - veličinu i distribuciju komada, - kapacitet oblasti deponovanja i - propusnost sabijenog otpada.

* Iste ove osnovne fizičke karakteristike primenjuju na sve tipove čvrstog otpada!

1818


Morfološki sastav komunalnog otpada posebno dolazi do izražaja kada se vrši njegova primarna ili sekundarna reciklaža, odnosno rekuperacija materijala i energije.

Sastav "preradivog" dela otpada po njegovim pojedinim komponentama i njegovu toplotnu moć, neophodno ješto tačnije utvrditi, Kod "nepreradivog" dela otpada, tj. smeća koje ide direktno na deponiju, ove osobine nisu od značaja.

Sastav "preradivog" dela predstavlja osnovu za proračun količine materijala koji se može rekuperirati i potencijalne količine energije koja se može dobiti.

1919


Morfološki sastav komunalnog čvrstog otpada je promenljiv i nanjega utiču:

- broj stanovnika i njihov životni standard, - ekonomska situacija (novi energenti, proizvodi, materijali), - ekološka svest stanovništva, - tip naselja (urbano ili ruralno), - godišnja doba, - sprovođenje selektivnog sakupljanja otpada (ponovno korišćenje, recikliranje), - klima i geografski položaj.

Morfološki sastav se osim analize zasnovane na uzimanju odgovarajućih uzoraka, može proceniti i na osnovu raspoloživih podataka za gradove sa sličnim brojem stanovnika, klimatskim uslovima, vrstom privredne delatnosti, sličnim stepenom standarda stanovništva i iskustvenih podataka dobijenih od komunalne organizacije koja prikuplja i distribuira otpad.

2020


Prosečan sastav čvrstog komunalnog otpada prema proceni za Beograd

Komponenta otpada Procentualna zastupljenost

Organski otpad 30

Papir i karton 27

Drvo 3

Tekstil 4

Plastika 6

Staklo 8

Inertni otpad 3

Metalni otpad 4

Ostali otpad 15

2121


Rezultati istraživanja morfološkog sastava komunalnog otpada u našoj zemlji pokazuju da sa godinama sadržaj organskog otpada neprestano opada, dok sadržaj papira, kartona, plastike, kao i ostalog (nespecifikovanog) otpada raste.

Procenjena srednja vrednost mase nastalog komunalnog otpada u Republici Srbiji je 0,8 kg po stanovniku na dan, što je nešto niže nego u zemljama Centralne i Istočne Evrope.

Dnevna količina proizvedenog otpada u Beogradu iznosi oko 1.500 tona, što po stanovniku Beograda iznosi 1 kg, šta daje oko 1.000 kg otpada godišnje za prosečnu tročlanu porodicu,a to odgovara otprilike zapremini od 10 m3.

2222


Gustina čvrstog komunalnog otpada je važan pokazatelj u procesu postupanja sa otpadom, posebno kada se njegovo zbrinjavanje svodi na odlaganje na deponijama.

Srednja gustina komunalnog otpada se izračunava na osnovu formule:

, n = 1,..., 10

gde je:

Xn – procentualni udeo komponente u otpaduPn – srednja gustina komponente u otpadu

)( nnsr PXP ⋅Σ=

2323


Komponente komunalnog otpada kg po stanovniku godišnjeOtpad hrane 81,9Baštenski otpad 82,5Sanitarni otpad 8,0Izlučevine domaćih životinja 5,1Pepeo 0,7Vakum pakovanja 0,7Papir, karton 92,0Plastika 16,8Metali 13,9Staklo 22,3Keramika 1,5Ambalaža višeslojna 6,9Drvo 4,4Tekstil 6,9Inertni materijali 5,5Guma 0,4Koža 0,4Opasni kućni otpad 1,0Ostalo 13,5UKUPNO 386 kg po stanovniku godišnje

Godišnja količina pojedinih sastojaka komunalnog otpada (po stanovniku Beograda)

2424


Mogućnost koriš ćenja komunalnog otpada u Beogradu

Vrsta otpada kg po stanovniku godišnje

%

Ukupna količina otpada 368 100

Reciklovani otpad 145 39,4

Biološki razgradiv otpad 182,9 49,7

Otpad koji se deponuje 40,1 10,9

2525


Sadržaj vlage

Najčešće se sadržaj vlage izražava u procentima težine mokrog materijala.

Sadržaj vlage je važan pokazatelj:

- Pri proračunu kontejnera za sakupljanje otpada, - Pri izboru broja i tipa vozila za transport otpada, - Pri izboru uređaja za sabijanje otpada,

- Za regulisanje biohemijskih procesa pri tretiranju otpada,- U procesu spaljivanja čvrstog komunalnog otpada,- Pri ispiranju neorganskih materija

2626


Sadržaj vlage u većini deponija komunalnog otpada varira izmedju15–40 %i zavisi od:sastava otpada, godišnjeg doba i vremenskih uslova.

VRSTA OTPADARaspon

vlažnosti [%]

Tipičnavlažnost

[%]Iz domaćinstava Otpaci hrane (mešani) 50 – 80 70

Papir 4 – 10 6Plastika 1 – 4 2Baštenski otpad 30 – 80 60Staklo 1 – 4 2

Komercijalni Otpaci hrane 50 – 80 70Otpad (mešani) 10 – 25 15

Građevinski i "demolicioni" Mešani zapaljivi demolicioni 4 – 15 8Mešani zapaljivi građevinski 4 – 15 8

Industrijski Hemijski talog (vlažan) 75 – 99 80Piljevina 10 – 40 20Drvo (mešani) 30 – 60 35

Poljoprivredni Mešani poljoprivredni 40 – 80 50Stajskođubrivo (vlažno) 75 – 96 94

2727


Težina (deponovanog) otpada varira u zavisnosti od:

- sastava otpada, - metode razastiranja otpada, - starosti otpada, - dubine i - sadržaja vlage.

Težina varira od 3 do 9 kN/m3 za slabo kompaktni otpad, od 5 do 8 kN/m3 za srednje kompaktni i od 9 do 10,5 kN/m3 za dobro kompaktni otpad.

1kN je oko102 kg

2828


Veličina i distibucija komada je važna zbog razvrstavanja materijala za potrebe reciklaže, naročito pri korišćenju mehaničkih sredstava, kao što su magnetni separatori (veliki gvozdeni predmeti mogu biti previše teški da bi se odvojili na magnetnoj traci ili u uređaju za rotaciono prosejavanje).

Pod granulometrijskim sastavom se podrazumeva sadržaj otpada različitih dimenzija, izraženo u procentima od ukupne mase čvrstog otpada.

2929


Kapacitet oblasti deponovanja za čvrst komunalni otpad je (maksimalna) ukupna količina vlage koja se zadržava u uzorkuotpada pod uticajem gravitacije.

Ovo je kritična mera zato što će voda koje prevazilazi kapaciteta deponovanja (ona koja se ne zadržava u otpadu), formirati procednu vodu koja je glavni problem deponija.

Kapacitet oblasti deponovanja varira u zavisnosti od primenjenog pritiska i stanja raspadnutosti otpada.

Tipične vrednosti nesabijenog mešanog otpada iz domaćinstva i komercijalnih izvora su u opsegu od 50 do 60 %.

3030


Propusnost sabijenog otpada. Hidraulična protočnost sabijеnog otpada je važna fizička osobina jer utiče na kretanje tečnosti i gasova u deponiji.

Propustljivost zavisi od drugih svojstava čvrstih materijala uključujući distribuciju veličine pora, površinu i poroznost.

3131


Kvantifikacija mehaničkih osobina otpada (stanje naprezanja i deformacija), je važna za stabilnost deponija,

Komplikovana, zbog velike heterogenosti otpada, poteškoća u dobijanju uzorka relevantne veličine, poteškoća u dobijanju reprezentativnog uzorka (da odgovara "in situ" uslovima), zbog nepsotojanja opšte prihvaćene metodologije uzorkovanja, testiranja, zbog drastične promene osobina otpada u vremenu.

3232


Hemijske osobine

Hemijski sastav otpada je važan pokazatelj pri tehno–ekonomskim analizama izbora varijanti konačnog tretmana i korišćenja otpada kao sekundarne sirovine.

Elementarna analiza je važna za utvrđivanje dostupnosti hranljivih sastojaka (nutrijenata). Osnovni hemijski pokazatelji po kojima se ocenjuje povoljnost otpada za kompostiranje su soli, organske materije, opšti, amonijačni i nitratni azot, opšti fosfor i kalijum, kalcijum, ugljenik, sulfati i pH vrednost.

Komunalni otpad ima sadržaj azota, fosfora i kalijuma varira 2,5 – 4 %. (visok kvalitet za đubrenje)Sadržaj organske materije čini 40 – 75 %, ugljenika 35 – 40 %, soli 40 – 70 %, (od mase suve materije)pH od 5 – 6,5, odnos ugljenika prema azotu C/N = 20 – 30 itd.

3333


Elementarna analiza, takođe poznata kao osnovna analiza, podrazumeva određivanje ugljenika, vodonika, kiseonika, azota, sumpora i pepela.

Često se određuje i hlor , zbog mogućnosti njegovog prisustva (plastične mase).

Vrsta otpada C H O N S Pepeo

Mešana hrana 73,0 11,5 14,8 0,4 0,1 0,2

Mešani papir 43,3 5,8 44,3 0,3 0,2 6,0

Mešana plastika 60,0 7,2 22,8 – – 10,0

Baštenski otpad 46,0 6,0 38,0 3,4 0,3 6,3

Tipični rezultati elementarne analize (težinski %)

3434


Poznavanje hemijskog sastava otpada je važno i pri sagorevanju otpada sa ciljem iskorišćavanja energije, u kom slučaju je neophodno izvršiti :- proksimatnu analizu, - utvrditi tačku topljenja (sinterovanja) pepela, - uraditi elementarnu analizu i - odrediti energetsku vrednost otpada.

Proksimatna analiza uključuje četiri ispitivanja: -gubitak vlage pri zagrevanju na 105 ºC u toku jednog sata; -isparljive sagorive materije (dodatni gubitak mase žarenjem na 950 ºC u poklopljenoj posudi za žarenje); -fiksirani ugljenik (čvrst sagorivi ostatak ostao posle zagrevanja i oslobađanja isparljivih materija) i -pepeo (težina ostataka posle sagorevanja).

3535


Energetska vrednost (toplotna moć) komponenata, kao važan pokazatelj kod donošenja odluke o korišćenju termičkih metoda konačne obrade otpada, može se utvrditi upotrebom laboratorijske kalorimetrijske bombe ili izračunavanjem na osnovu elementarnog sastava.

Energetska vrednost zavisi od sastava otpada i njegove mogućnosti gorenja (dobro–papir, tekstil, plastika, drveni otpaci; loše–metal, staklo, kamen, ...). sadržaj komponenata koje dobro gore u komunalnom otpadu varira 50 – 88 %.

3636


Karakteristike komponenata komunalnog otpada

Komponenta komunalnog otpada Toplotna moć

[kJ/kg]

Ugljenik [%]

Isparljivi sadržaj

[%]

Neisparljivi

sadržaj [%]

Sadržaj vlage [%]

Papir, karton 13.490 35 37 44 19Biootpad 9.300 23 21 33 46Otpad hrane 7.560 18 17 23 60Plastika 26.960 56 20 65 15Drvo 16.050 41 60 44 16Tekstil 15.350 37 36 39 25Guma, koža 19.538 43 24 66 10Staklo 0 0 0 100 0Metali 0 0 0 100 0Miks 0 25 33 33 33Prosečna vrednost 11.235 27,5 24,7 50,9 24,4

26.960 kJ/kg ~ 27 MJ/kg

W=J/s

3737


Biološke osobine otpada.

Važne zbog :

- procene mogućnosti konvertovanja organskih komponenata u gasove i inertnu organsku i neorgansku čvrstu masu;

- procene oslobađanja mirisa,

- skupljanje insekata (procena, preventivne mere), itd.

3838


Organska frakcija čvrstog komunalnog otpada (isključujući gumu i kožu) se može klasifikovati na sledeći način:

- sastojci rastvorivi u vodi – šećer, skrob, aminokiseline i razne organske kiseline- hemiceluloza– heteropolisaharid jer uz heksoze sadrži i pentoze- celuloza – polisaharid sastavljen od velikog broja molekula D –glukoze, povezanih glukozidnom vezom (najrasprostranjenije biljno vlakno u prirodi)- masnoće, ulja i voskovi – estri alkohola i viših masnih kiselina- lignin – prisutan u nekim proizvodima od papira, nije ugljenihidrat a nalazi se u drvetu uz celulozu- lignoceluloza– kombinacija lignina i celuloze- proteini – lanci amino kiselina

3939


Zbrinjavanje komunalnog otpada

Documents

4 Upravljanje otpadom - vts-zr.edu.rs filepapir i karton (u ovu vrstu otpada spadaju novine i časopisi, prospekti, katalozi, rokovnici, knjige i slikovnice, papirne kese, kartonske