UNIVERZITET U ZENICI

Mašinski fakultet u Zenici

Odsjek za inženjersku ekologiju

Deponije otpada

Lejla Međić

SAKUPLJANJE I PREČIŠĆAVANJE DEPONIJSKOG

FILTRATA

Seminarski rad

Mentor:

Doc. dr. sc. Džafer Dautbegović

Zenica, 2015.

SADRŽAJ

1. UVOD....................................................................................................................3

2. KOLIČINE I KONCENTRACIJA DEPONIJSKOG FILTRATA...............................4

3. ZBRINJAVANJE DEPONIJSKOG FILTRATA.......................................................5

4. POSTUPCI PREČIŠĆAVANJA DEPONIJSKOG FILTRATA................................7

4.1. Biološko prečišćavanje deponijskog filtrata....................................................8

4.2. Prečišćavanje deponijskog filtrata reverznom osmozom................................9

4.3. Ostali postupci prečišćavanja deponijskog filtrata........................................10

5. LITERATURA......................................................................................................12

2 | 1 2

1. UVOD

Filtrat nastaje cijeđenjem oborinskih voda kroz tijelo deponije prilikom čega se vrši

ekstrakcija rastvorljivih i suspendovanih materija tj. filtrat je zagađena tečnost koja se

procijedila kroz slojeve odloženog otpada i pri tome primila velike količine rastvorenih

i suspendovanih materija, uključujući i proizvode biohemijskih reakcija. Filtrat je jedan

od najvećih problema u pogledu zaštite ljudskog zdravlja i životne sredine. On

direktno ugrožava životnu sredinu i okolinu deponije.

Filtrat se sastoji od tečnosti koja ulazi u tijelo deponije izvana, kao npr. iz površinskih

drenaža, od padavina ili iz podzemne vode, te od tečnosti koja nastaje tokom

razlaganja čvrstog otpada. Faktori koji utiču na kvalitet i kvantitet procjedne vode su:

godišnje padavine, oticanje, infiltracija, isparavanje, smrzavanje, srednja unutrašnja

temperatura, sastav otpada, gustoća otpada, unutrašnja vlaga, te dubina deponije.

Kvalitet filtrata se mijenja zavisno od procesa koji se odvijaju u tijelu deponije, i teško

je predvidjeti njegov stvarni sastav.

Slika 1. Shematski prikaz kretanja vode kroz deponiju

Sakupljanje filtrata počinje sistemom zaptivanja dna deponije, što će spriječiti

prodiranje u prirodno podtlo ispod deponije i dalje u podzemne vode. Filtrat, koji

3 | 1 2

prolazi kroz odloženi otpad, biće sakupljen na dnu deponije sa drenažnim slojem

(šljunak) i biće izdreniran drenažnim cijevima za sakupljanje procjeda u rezervoare a

potom u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda.

Za uspješno upravljanje vodama sa deponije neophodno je onemogućiti kontakt

oborinskih voda sa ocjednim vodama, i njihovu kontaminaciju istim, te na taj način

smanjiti količinu filtrata koji treba da se prečišćava prije ispuštanja u vodotokove. Da

bi se to omogućilo potrebno je izgraditi obodne kanale oko cijele deponije, kojim će

prikupljati oborinske vode i koje će se potom preko kolektora za oborinske vode

posebno odvoditi do bazena za oborinske vode a potom ispuštati u recipijent.

Neophodna je prekrivka inertnim materijalom radnih dijelova deponije, kao i

propisano zaptivanje dijelova deponije na kojima se otpad više ne planira odlagati,

čime će biti spriječena infiltracija padavina u tijelo deponije i samim time zagađenje

oborinskih voda.

2. KOLIČINE I KONCENTRACIJA DEPONIJSKOG FILTRATA

Deponijski filtrat sadrži sve supstance otpada rastvorljive u vodi i produkte

preobražaja određenih organskih komponenti otpada u tijelu deponije. Produkcija i

koncentracija deponijskog filtrata u tijelu deponije može se podijeliti u dvije glavne

faze:

kiseli deponijski filtrat (iz biološke razgradnje otpada u 1. i 2. fazi) i

metanski deponijski filtrat (iz biološke razgradnje otpada od 1. do 4. faze).

Poseban problem u metanskoj fazi razgradnje otpada u tijelu deponije predstavlja

izdvajanje azota. Zbog toga dolazi do obrazovanja nitrata u bazenu sa aktivnim

muljem i denitrifikacija je moguća samo u slučaju ako se ugljik pojavljuje u obliku

sirćetne kiseline, metanola i drugim ugljičnim jedinjenjima. Ipak, biološko razdvajanje

azota iz deponijskog filtrata u narednim hemijskim ili fizičkim postupcima

prečišćavanja ima i određenih prednosti.

Sadržaj nekih parametara i koncentracija deponijskog filtrata iz kisele i metanske

faze iz deponija komunalnog otpada, dat je u tabeli 1.

4 | 1 2

Tabela 1. Prosječni sadržaj i koncentracija deponijskog filtrata iz deponija

komunalnog otpada

Parametar Jed.

mjere

Kisela faza Metanska faza

Područje

Srednja

vrijednost Područje

Srednja

vrijednost

pH 4,5 – 7,5 6,1 7,5 – 9 8

BPK5 mgO2/l 4000-40000 13000 20 – 550 180

HPK mgO2/l 6000-60000 22000 500-5000 3000

TOC mgO2/l 1500-25000 7000 200-5000 1300

SO4 mg/l 70-1750 500 10 – 420 80

Kalcijum, Ca mg/l 10 – 2500 1200 20 – 600 60

Magnezijum, Mg mg/l 50 – 1500 470 40 – 350 180

Željezo, Fe mg/l 20 – 2100 780 3 – 280 15

Mangan, Mn mg/l 0,3 – 65 25 0,03 – 45 0,7

Cink, Zn mg/l 0,1 – 120 5 0,03- 4 0,6

Stroncijum, St mg/l 0,5 – 0,15 7 0,3 – 0,7 1

Količina deponijskog filtrata zavisi od uslova eksploatacije deponije otpada i

intenziteta infiltracije oborinskih voda u tijelo deponije, što je direktno povezano sa

intenzitetom padavina, odnosno godišnjim dobom. Smanjenje produkcije deponijskog

filtrata može se operativno vršiti u fazi eksploatacije, npr. prekrivanjem radne i gornje

površine deponije odgovarajućim folijama. Međutim, smanjenje produkcije

deponijskog filtrata ima i negativne posljedice na razgradnju organskih komponenti

otpada u tijelu deponije.

5 | 1 2

3. ZBRINJAVANJE DEPONIJSKOG FILTRATA

Sistem za sakupljanje i odvodnju deponijskog filtrata u tijelu deponije mora se

izgraditi tako da se može odvojeno vršiti sakupljanje i odvodnja deponijskog filtrata iz

pojedinih sekcija deponije. Takvim sistemom moguće je odvojeno sakupljati i odvoditi

kiseli deponijski filtrat od metanskog deponijskog filtrata. Kod takvog sistema

sakupljanja moguće je kiseli deponijski filtrat sakupljati odvojeno i odvoditi u

postrojenje za prečišćavanje postupkom denitrifikacije, u kome se prečišćavanje

filtrata odvija sa smanjenim sadržajem ugljika. Izgradnja deponije bez mogućnosti

slobodnog oticanja deponijskog filtrata iz tijela deponije otpada prema TASi nije

dozvoljena.

Kod savremenih deponija otpada izgradnja sistema za sakupljanje i odvodnju

deponijskog filtrata vrši se tako da je moguća kontrola tog sistema televizijskom

kamerom, kao i ispiranje preko ispirne izlazne cijevi.Vodeni čep u šahtu za

sakupljanje deponijskog filtrata sprječava neželjeni izlazak deponijskog plina i

neželjeni ulazak zraka u sistem za sakupljanje i odvodnju deponijskog filtrata. U

slučaju da u sistem ulazi zrak u tijelo deponije, tada dolazi do aerobne razgradnje

organskih komponenti otpada u podlozi deponije, što može uzrokovati formiranje

taloga i zagrijavanje polietilenske folije u dnu deponije, odnosno do začepljenje

sistema za sakupljanje i odvodnju deponijskog filtrata i oštećenja PHDE folije, a

samim tim i do neželjenog izlaza deponijskog filtrata u podlogu deponije otpada,

odnosno u podzemne vode. Također, prisustvo zraka u tijelu deponije pospješuje

biohemijske procese, koji uslovljavaju nastanak unutrašnjih požara.

6 | 1 2

Slika 2. Presjek bazena za sakupljanje deponijskog filtrata, firme Hasse

4. POSTUPCI PREČIŠĆAVANJA DEPONIJSKOG FILTRATA

Ispuštanje deponijskog filtrata u vodotoke dozvoljeno je samo nakon njegovog

prečišćavanja, odnosno dovođena saržaja štetnih supstanci u dozvoljene granice.

Svi postupci prečišćavanja deponijskog filtrata zasnivaju se na višestepenim

postupcima, koji moraju biti usklađeni sa količinom i kvalitetom ovog filtrata koji se

produkuje u tijelu određene deponije otpada. Zbog toga svaki sistem za sakupljanje i

odvodnju deponijskog filtrata na deponijama otpada podrazumijeva izgradnju

odgovarajućeg rezervoara (lagune) za skladištenje tog filtrata prije njegovog

prečišćavanja.

7 | 1 2

Slika 3. Laguna regionalne deponije Mošćanica

Neki od postupaka prečišćavanja deponijskog filtrata su:

Biološko prećišćavanje deponijskog filtrata,

Prečišćavanje deponijskog filtrata reverznom osmozom,

Flokulacija i taloženje,

Adsorpcija,

Hemijska oksidacija i dr.

4.1. Biološko prečišćavanje deponijskog filtrata

Dimenzionisanje parametara postrojenja za biološko prečišćavanje deponijskog

filtrata vrši se na osnovu odnosa ukupnog azota (N) i organskog opterećenja, koje se

izražava preko biološke potrošnje kisika BPK5. Opterećeni mulj na izlazu iz

potrojenja za biološko prečišćavanje može se grubo podijeliti na kiselu i metansku

fazu. Sa povećanjem starosti deponije, povećava se i sadržaj ukupnog azota, dok se

organsko opterećenje poslije određenog vremena smanjuje.

Srednje vrijednosti organskog opterećenja u kiseloj fazi iznose do 13000 mg BPK5/l,

a u metanskoj fazi opada na čak 180 mg BPK5/l, dok ukupni azot iznosi oko 1250

mg/l. Kroz odgovarajuće uslove eksploatacije deponije (npr. Odlaganje i prekrivanje u

tankim slojevima), može se u kratkom periodu preći iz kisele u metansku fazu. Kod

8 | 1 2

dimenzionisanja postrojenja za prečišćavanje deponijskog filtrata sa aktivnim muljem

maksimalno dozvoljeno opterećenje aktivnog mulja igra veoma važnu ulogu. Prema

Mennerichu kod temperature od 10 °C maksimalno dozvoljeno opterećenje iznosi:

BSSBPK 5 = 0,042 g BPK5/(g SS ∙ dan)

BSS N = 0,012 g N/(g SS ∙ D)

V BB = Q∙koncentracija

SS ∙ Bss .

Za kiseli deponijski filtrat moguć je povećan sadržaj mulja (SS) (cca. 5 g/l) u bazenu

sa aktivnim muljem u odnosu na metansku fazu deponijskog filtrata (cca. 2,5 g/l).

4.2. Prečišćavanje deponijskog filtrata reverznom osmozom

Reverzna osmoza je fizički postupak razdvajanja. Osnova za prečišćavanje

deponijskog filtrata reverznom osmozom zasniva se na tome da se sve nerastvorljive

organske i anorganske supstance mogu zadržati na membrani u iznosu od 98 do 99

%. Kroz difuzionu membranu prolazi prečišćeni permeat, a na membrani ostaje

koncentrat. Ovaj koncentrat sadrži iz postupka reverzne osmoze i dio vode. Permeat

koji prođe kroz difuzionu membranu predstavlja prečišćenu vodu i može se direktno

ispuštati u lagune ili vodotoke.

Membrana reverzne osmoze djeluje kao barijera, na kojoj se odvija proces

prečišćavanja deponijskog filtrata sa jednostavnim i preciznim mjerenjem

provodljivosti. Primjena ovog postupka prečišćavanja omogućava visoku sigurnost u

funkcionisanju sistema. Potrebni radni pritisak za odvijanje procesa reverzne osmoze

ostvaruje se pomoću napojno-reverzne pumpe.

Izdvojeni koncentrat može se zbrinjavati na slijedeće načine:

Sagorijevanjem u odgovarajućim postrojenjima, koja imaju odgovarajuće

certifikate za zbrinjavanje visokoopterećenih tečnosti i

Miješanjem sa određenim materijalima i naknadnim odlaganjem u posebne

deponije otpada.

9 | 1 2

Slika 4. Shema postrojenja za prečišćavanje deponijskog filtrata postupkom reverzne

osmoze

4.3. Ostali postupci prečišćavanja deponijskog filtrata

Flokulacija i taloženje: Poslije biološkog prečišćavanja ostaju teško razgradljive

supstance u deponijskom filtratu koje se mogu flokulacijom, taloženjem i adsorpcijom

dalje reducirati. Ti postupci spadaju u fizičke procese. Flokulacija je proces

okupljanja destabiliziranih ili “koaguliranih“ čestica da bi se stvorile veće nakupine ili

flokule. Bez koagulacije ne može nastupiti flokulacija, odnosno taloženje čestica, a

samim procesom koagulacije ne možemo praktički odstraniti koloidne tvari iz vode.

Adsorpcija: Kod adsorpcije se odvijaju fizičko-hemijski procesi. Pod tim se

podrazumijevaju postupci kojima se mogu supstance iz tečne ili plinovite faze (npr.

deponijski filtrat) prevesti u čvrstu površinsku masu (adsorbent). Izdvajanje čvrste

faze odvija se tako dugo, dok se ne izjednači masena koncentracija na površini sa

koncentracijom supstanci u tečnoj fazi.

Hemijska oksidacija: Kod hemijske oksidacije oksidiraju sa normalno rastvorljivim

kisikom (O2) neoksidirajuće organske i anorganske supstance iz deponijskog filtrata,

uz prisustvo oksidacionog sredstva. Kao oksidaciono sredstvo koristi se

10 | 1 2

vodikperoksid ili ozon. Dodavanjem jakog oksidacionog sredstva dolazi do direktne

oksidacije toksičnih i kompleksnih supstanci iz deponijskog filtrata i njihovo

razlaganje u ugljendioksid i vodu.

11 | 1 2

5. LITERATURA

[1] Dr. Sredojević, J. (2003): Obrada i deponije otpada, Mašinski fakultet, Zenica,

2003.

[2] Koagulacija i flokulacija:

http://apfmo.org/index.php?option=com_content&view=article&id=714:koagulacija-i-

flokulacija&catid=122:zavrsni-radovi-smjer-prehrambena-tehnologija&Itemid=133

(pristupljeno: maj, 2015).

[3] Regionalna deponija Banja Luka:

http://www.dep-ot.com/ (pristupljeno: maj, 2015).

[4] Zakon i upravljanju otpadom (sl. nov. FBiH 33/03 i 72/09).

12 | 1 2