Biologické metody odstraňování odpadů

Monitorování výuky odborných předmětůReg. č. CZ.1.07/1.1.08/03.0032

Biologické metody odstraňování odpadů - jsou metody, které napodobují přirozený rozklad organických látek v přírodě a využívají se pro odstranění organických odpadů.- využívají se přitom živé organismy, které se v přírodě na procesech rozkladu podílejí• Výhody:

- přírodní proces - výsledkem je hnojivo- poměrně levné

• Nevýhody:- vhodné pouze pro odpady organického původu- pomalý proces- proces je závislý na podmínkách prostředí

VHODNÉ ODPADY:- odpady organického původu – biomasa: - kuchyňský bioodpad

- rostlinné zbytky, dřevní odpad- kaly z čistíren odpadních vod

- odpady z lesnictví a zemědělství (dá se využít jako stelivo, krmivo, hnojivo, mulč..) - odpady z potravinářského průmyslu - odpady z městské zeleně - posekaná tráva,

polámané větve, opadané listí

Optimální vlastnosti vstupních materiálů

• Podíl organické hmoty (%sušiny) - > 60%• Sušina (%) 7 – 25• Poměr C:N 20 – 30:1• pH 6,5 – 7,5

• Poměr C:N lze upravit (například přidáním travní fytomasy k prasečí kejdě).

• Rozdělení metod:• Aerobní procesy - za přístupu O2

(kompostování)

• Anaerobní procesy - za nepřístupu O2 (kvašení, fermentace)

Způsoby a technologie kompostování

Velkokapacitní technologie

Kompostování

• Domácí – v rodinných zahradách• Komunitní – na sídlištích, u škol, v

zahradkářských koloniích• Průmyslové a zemědělské kompostování

Komunální odpad

Třídění

Nevhodný podíl(sklo, plasty, kovy)

Kompostovatelný podíl

Surový kompost

míchání

Jemný (<5cm) Hrubý (>5cm)

Čerstvý kompost

Vyzrálý kompost

I.Fáze mezofilní

II.Fáze intenzivního zrání

III.Fáze dozrávání

V této fázi lze kompost upravit:Naočkovat bakteriemiZvlhčit – vysušitUpravit poměr živin

Mohutný rozvoj bakterií, aktinomycet a hub

Rozklad je obtížný, probíhá za vysokých teplot = také termofilní fáze

Látky rozloženy na nejjednodušší, teplota klesá

Rozdrcení

Fáze kompostování

Substrát se zahřívá na 50 – 60CAerob.org. Rozkládají celulózu, škrob, bílkoviny atd.Substrát se okyseluje a objem se zmenšujeNutno provzdušňovatFáze trvá 2 – 3 týdny

T klesá na 40 – 45CSložení mikroorg. Se mění, nastupují žížalyStále nutno provzdušňovat

Vznik humusových látekT klesá na okolníKompost hnědý, drobtovitý

1. Mezofilní fáze

V této fázi lze kompost upravit:Naočkovat bakteriemiZvlhčit – vysušitUpravit poměr živin

2. Intenzivní fáze• Asi 4 měsíce• na hromadách asi 2,5m vysokých,musí se občas

provzdušnit – prohrnuje se nakládači asi 1/měs.• Lze urychlit intenzivním provzdušňováním 1/týden

překopávačem• Doba zrání se zkrátí na 2 měsíce Překopávač Samojízdný překopávač

3. Fáze - dozrávání• 2 – 4 měsíce• Hromady 1,5 – 1,8m• nadále je zapotřebí dostatek kyslíku. • červi, hlísti, svinky, zemní roztoči a další

mikroorganismy materiál úplně rozdrobí a tím ho připraví jako lehkou stravu pro hnojní a kompostové červy. Červi pak ve svých střevech stravu rozloží na minerální a organické látky, svými produkty rozkladu obohacují kompost o cenné látky a vytvářejí stabilní humusové složky.

Otevřený systém velkokapacitní technologie „na hromadách“

• Vhodné místo – kanalizace s odvodněním, kde může odtékat „šťáva z kompostu“

• Silážní jámy• Mělo by být zastřešeno a podklad by měl být

vybetonovaný

Velkoobjemový drtič Husmann HGF IV.

Aby zakládka kompostu mohla být vrstvena rovnoměrně, musí být dřevitá vstupní hmota kvalitně rozdrcena

Uzavřené systémy kompostování

• Slouží k urychlení procesu zrání díky vytvoření optimálních podmínek (vlhkost, teplota, kyslík)

• Jedná se o různá zařízení nebo stavby:• 1. Kontejnery

• 2. Otáčecí bubny• válce umístěné naležato s průměrem 4m,

délka cca 8-10m, otáčejí se.• Kompost je zde cca 48hod. a neustále se

intenzivně promíchává. • Vysoká teplota 30 – 40C urychluje zrání

• 3. Věžové kompostárny• Kompostárna se 6 kompostovacími věžemi a se

zařízením na mechanickou úpravu bioodpadu a na úpravu hrubého kompostu

• Kompostovací věže jsou plněny se shora a vzdušněny čerstvým vzduchem ze dna věže

• Při hlavním zrání dosahuje teplota kompostu cca 70°C v průběhu 5 - 6 dnů

• zrající kompost se vyskladňuje ze spodní části věže při teplotě 50 - 55°C a naskladňuje se do dozrávací věže, kde dozrává 4 týdny při teplotě 55 - 40°C

Mobilní technologické linky

• V ČR jsou výhodnější tzv. mobilní technologické linky.

• Tyto linky se přepravují v dohodnutých intervalech od kompostárny ke kompostárně

• Formou placené služby provádějí technologické operace (štěpkování, překopávání a prosévání).

• Tento způsob je ekonomicky výhodnější.

Mobilní technologické linky

• V ČR jsou výhodnější tzv. mobilní technologické linky.

• Tyto linky se přepravují v dohodnutých intervalech od kompostárny ke kompostárně

• Formou placené služby provádějí technologické operace (štěpkování, překopávání a prosévání).

• Tento způsob je ekonomicky výhodnější.

Technologické schéma kompostovací linky :

Legenda:1. příjmový prostor ostatního odpadu2. univerzální čelní nakladač3. drtič ostatního odpadu4. vynášecí dopravník reverzní5. sklad struktúrního materiálu6. násypka7. příjmový dopravník8. vstup kalu z vynášecího dopravníku pásového listu9. mísič10. vynašecí dopravník substrátu11. kompostovací reaktor12. biofiltr13. substrát určený k recykláci14. dozrávací plocha15. expedice

                                                             

             

Požadavky na kvalitu kompostu I.

• Uvádění kompostů do oběhu prodejem a užívání na zemědělskou půdu je upraveno zákonem o hnojivech

• Způsob výroby kompostu na kompostárně je upraven ČSN „Průmyslové komposty“

• Norma říká:„Kompost musí být hnědá, šedočerná až černá

homogenní hmota, drobtovitá až hrudkovité struktury bez nerozpojitelných částic. Nesmí vykazovat pachy svědčící o přítomnosti nežádoucích látek.“

Požadavky na kvalitu kompostu II.

• V kompostech se sleduje nejvyšší přípustné množství látek (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Zn)

• Je upravena také doba zrání, překopávky, intervaly mezi překopávkami

• Je upravena výška kompostových zakládek

• Uveďte 3 hlavní fáze kompostování• Co je principem velkokapacitního

kompostování?• Uveďte 2 systémy velkokapacitního

kompostování• Co to jsou mobilní technologické linky• Nakreslete schéma, jak se z komunálního

odpadu stává velkokapacitními technologiemi vyzrálý kompost

Anaerobní digesce

Soubor procesů, ve kterých směsná kultura mikroorganismů rozkládá biologicky odbouratelnou organickou hmotu bez přístupu vzduchu

Hlavní důvody využívání anaerobní digesce

Anaerobní digesce = anaerobní fermentce = anaerobní vyhnívání

• Další z biologických metod zpracování odpadů• Je to technologie výroby bioplynu z

biologických odpadů• krom bioplynu vzniká biologicky stabilizovaný

substrát

Řízená anaerobní digesce

• Perspektivní způsob ekologického zpracování zbytkové biomasy

• Bioenergetická transformace organických látek• Využívá se v bioplynových stanicích

Anaerobní digesce probíhá v bioplynových stanicích

Schéma bioplynové stanice

Produkty anaerobní digesce

• Bioplyn – chemické složení bioplynu – 55-70% CH4, 27-47% CO2, 3% H2S (sulfan – zapáchá po zkažených

vejcích1% H2

• Biologicky stabilizovaný substrát

Využití bioplynu

• Přímé spalování a ohřev teplonosného média (topení, sušení)

• Výroba el. energie a ohřev teplonosného média

• Palivo pro automobilyNejrychlejší auto na bioplyn - 327,5 km/h                                                                                                                             

Využití bioplynu v evropské dopravě

Bioplynová stanice - Švédsko

Bioplynová stanice - Švýcarsko

Bioplynová stanice - Lille, Francie

Bioplynové stanice v ČRNa začátku roku 2008 bylo u nás 23 bioplynových stanic

Využití biologicky stabilizovaného substrátu

1. Přímá aplikace na zemědělskou půdu• výhody oproti kejdě:- Substrát je biologicky stabilizovaný a

homogenizovaný- Lépe využitelné živiny, snížená je jejich vyplavitelnost- Snížení obsahu patogen a semen plevelů- Nezapáchá- Nízké emise skleníkových plynů

• 2. separace tuhé frakce ze substrátu – - tuhá frakce se následně kompostuje – vzniká

kvalitní statkové hnojivo, - nebo se upraví na briketa či pelety lisováním –

vzniká biopalivo- Tekutá část se využije na pole jako hnojivo