recykling organiczny odpadów

1. recykling organiczny odpadów kompostowanie metanizacja

2. recykling organiczny - to obróbka tlenowa, w tym kompostowanie, lub beztlenowa odpadów, które ulegają rozkładowi biologicznemu w kontrolowanych warunkach przy wykorzystaniu mikroorganizmów, w wyniku której powstaje materia organiczna lub metan

3. zgodnie z krajowym planem gospodarki odpadami (KPGO), masa odpadów komunalnych ulegających biodegradacji wytworzonych w Polsce w 1995 r. wynosiła ok. 4380 tys. Mg. Oznacza to, że dopuszczalne składowanie tych odpadów powinno wynieść: • w 2010 r. - 3285 tys. Mg -75 % wagowo całkowitej masy odpadów kom. ulegających biodegradacji, • w 2013 r. - 2190 tys. Mg - nie więcej niż 50 %, • w 2020 r. - 1533 tys. Mg - nie więcej niż 35 %

4. Odpady komunalne (GUS 2008)

5. biologiczne metody utylizacji - kompostowanie Rys historyczny najstarsza metoda (ściśle związana z rolnictwem) znana ludzkości, przywracania wartości użytkowych odpadom, już w starożytnych Chinach gromadzono odpadki domowe, rolnicze i przerabiano je na kompost. Wykorzystanie odpadków miejskich do użyźniania gleby datuje się w Europie od początku ubiegłego wieku. W Anglii rozdrabniano odpadki w londyńskiej dzielnicy Southwark i sprzedawano okolicznym farmerom. przerabianie na skalę techniczną odpadów miejskich na nawóz organiczny tzw. kompost rozpoczęło się w latach trzydziestych XX w.

6. W Polsce pierwsze wskazówki racjonalnego kompostowania spotykamy w książkach z XVI w.: Anzelm Gostowski z 1563r. "Gospodarstwo Rolne", Jakub Ham "Ekonomika Ziemiańska" z 1675r. Krzysztof Kluk "O Rolnictwie" z 1799r. czym jest kompostowanie – w swej najprostszej pierwotnej formie (ogólnie)to tlenowy proces biologiczny, podczas którego materiały organiczne są przekształcane w kompost współcześnie kompostowanie jest bardziej procesem biotechnologicznym ( zastosowanie różnych technologii) polegającym na rozkładzie substancji organicznych w warunkach tlenowych pod wpływem mikroorganizmów termofilnych promieniowców, bakterii i pleśni.

7. w kolejnych fazach procesu kompostowania zmieniają się dominujące mikroorganizmy pleśnie i bakterie niezarodnikowe bakterie zarodnikowe promieniowce cykl przemian w tworzeniu próchnicy rozkład substancji organicznej humifikacja stabilizacja

8. Charakterystyka poszczególnych etapów Rozkład substancji organicznej –(mineralizacji) utlenienia substancji organicznej do dwutlenku węgla, wody, azotanów, siarczanów, fosforanów i innych składników w najwyższym stopniu utlenienia. Są to reakcje egzotermiczne, które wywołują proces samozagrzewania się pryzm, temp. w początkowym okresie wzrasta nawet do ok. 70oC humifikacja – synteza w rezultacie procesów biologicznych (przy udziale biokatalizatorów) wytwarza się próchnicaproces ten jest znacznie bardziej złożony niż proces mineralizacji (ma charakter przede wszystkim biochemiczny)

9. humifikacja substancji organicznej łączy się z rozkładem zawartych w nich związków, z syntezą połączeń przez mikroorganizmy, autolizą obumarłych komórek tych organizmów oraz ze zmianami fizykochemicznymi i chemicznymi związków bardziej odpornych na rozkład. stabilizacja- dojrzewanie wskaźnikiem dojrzałości jest stosunek C:N (<20)

10. Czynniki wpływające na przebieg procesu kompostowania skład chemiczny materiału wyjściowego (wsadu), do przerobu najlepiej nadają się odpady bogate w substancje organiczne, oraz inne makroskładniki i nie zawierające substancji szkodliwych, optymalna zawartość azotu w mat. wyjściowym powinna się zawierać w granicach 0,8 – 1,7% stosunek C:N jest istotnym czynnikiem procesu kompostowania (przebieg temp. straty azotowe), powinien wynosić 1:25-30, w dojrzałym kompoście C:N(<20)

11. Odczyn – optymalnym dla rozwoju mikroorganizmów oraz zabezpieczającym przed stratą azotu jest pH 6,5-7,5 wilgotność – optymalna w granicach 40-50% napowietrzanie – istotny czynnik niezbędny dla rozwoju mikroorganizmów aerobowych temperatura – pierwszy etap egzotermiczny (70-75oC), w dalszym etapie 45-500C (ok.10dni wystarcza by zniszczyć patogeny ?)

13. Technologiekompostowania Kompostowanie w warunkach naturalnych w pryzmach na otwartym powietrzu bez wstępnej obróbki lub ze wstępnym rozdrabnianiem odpadów Kompostowanie w warunkach sztucznych ze wstępną obróbką, w komorach - biostabilizatorach Systemy kompostowania w pryzmach bez wstępnej obróbki to najstarsze, a równocześnie najprostsze technologicznie procesy, których reprezentantami są m.in.: "Indorc", "Van Maanen" oraz "Baden Baden". Bardziej technicznie rozwinięte systemy (segregacja , rozdrabnianie) - "Dorr Oliver", "Bühler", "Tollemache"

23. wermikompost Kompost uzyskany przy intensywnym współudziale dżdżownic nosi nazwę biohumusu (inne nazwy: kompost koprolitowy, wermikompost, kompost dżdżownicowy). Cechuje się on szczególnie korzystnymi właściwościami w porównaniu z kompostem otrzymywanym metodami tradycyjnymi. Uzasadnia się to tym, że biohumus zawiera w dużych ilościach enzymy i mikroorganizmy, związane z metabolizmem dżdżownic. Wprowadzenie takiego kompostu do gleby pobudza jej życie biologiczne, w rezultacie czego nawet toksyczne związki metali ciężkich przekształcane są w trudno przyswajalne przez rośliny połączenia chemiczne tych metali.

25. Kompostowanie w specjalnych komorach Kompostowanie odpadów w komorach skraca proces do kilku dni, ale jednocześnie wymaga wysokich nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Zasadniczy proces biochemiczny odbywa się w wydzielonej komorze, w sztucznie wytworzonych, optymalnych warunkach technologicznych, dotyczących wilgotności, temperatury i natlenienia przerabianej masy kompostowej.

26. kompostowanie w komorach bez wstępnego rozdrabniania: DANO (Dania), MUT (Austria), PRAT(Francja) ze wstępnym rozdrabnianiem: VENOD PIC, TRIGA, CAREL FOUCHE, BIOTONIC (Francja), MULTIBACTO (Szwajcaria), THOMAS FERTILLA (Włochy), LAWDEN, JOHN THOMPSON (Anglia), SCEBA-ECLIFESA (Hiszpania), METROWASTE, IDC, FAIRFIELD HARDY (USA), DYNACOMP (Niemcy).

29. Kompostownia Dano

30. Agile Fix COMPANY, Tallin Estonia, (fot. comp-any.com)

31. System Biodegma Mobil, foto biodegma.de

32. Kompostownia typu NewEarth firmy Compost Systems (fot. www.compost-systems.com)

33. Kompostownia M-U-T Kyberferm w Łodzi (fot. proGEO)

34. Kontenery KNEER

35. Wykorzystanie kompostu Kompost wyprodukowany w ramach własnego gospodarstwa należy traktować jako dobrej jakości nawóz organiczny i tak też stosować – nawożenie podobnie jak z obornikiem Skład kompostu zależy od: Rodzaju kompostowanego materiału (proporcje, ilość, rejon, sezonowość) Azot (N) ok. 1,3 % Fosfor (P2O5) ok. 2,2 % Potas (K2O) ok. 0,4 % Substancja organiczna ok. 60 %

36. metanizacja powstawanie biogazu Jest to proces biologiczny - z masy organicznej w wyniku fermentacji metanowej powstaje mieszanina gazów, tak zwany biogaz. w przyrodzie jest to proces szeroko rozpowszechniony – odbywający się np. na: torfowiskach, dnie mórz, w gnojowicy itp. utworzona mieszanina gazów w około dwóch trzecich składa się z metanu i w około jednej trzeciej z dwutlenku węgla, oprócz tego w biogazie znajdują się jeszcze niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i innych gazów

37. etapy metanizacji hydroliza - rozkład złożonych związków materiału wyjściowego (np. węglowodanów, białek, tłuszczy) na proste związki organiczne (np. aminokwasy, cukier, kwasy tłuszczowe), uczestniczące w tym procesie bakterie uwalniają enzymy, które rozkładają materiał na drodze reakcji biochemicznych.

38. faza zakwaszania (fermentacja kwasowa) – przy udziale bakterii kwasotwórczych powstają kwasy tłuszczowe (kwas octowy, propionowy i masłowy) oraz dwutlenek węgla i wodór, oprócz tego powstają niewielkie ilości kwasu mlekowego i alkoholu, produkty te w następnej fazie „tworzenia się kwasu octowego”, przy udziale bakterii zamieniają się w substancje poprzedzające powstanie biogazu (kwas octowy, wodór i dwutlenek węgla) metanogeneza (fermentacja metanowa)- okres działania bakterii metanowych, wykorzystujących wodór i kwas octowy do produkcji metanu i dwutlenku węgla

39. czynniki wpływające na proces metanizacji tlen - bakterie metanowe należą do najstarszych organizmów żyjących na ziemi, powstały przed trzema lub czterema miliardami lat, zanim na ziemi wytworzyła się atmosfera, z tego powodu bakterie te również dzisiaj zdane są na warunki życia, w których nie występuje tlen (anaeroby), niektóre z tych bakterii już przy niewielkich ilościach tlenu giną

40. temperatura – na ogół reakcje chemiczne przebiegają tym szybciej, im wyższa jest temperatura otoczenia, w przypadku biologicznych procesów rozkładu i przemiany zależność ta sprawdza się tylko pod pewnymi warunkami, należy uwzględnić że, każdy rodzaj bakterii biorących udział w procesach przemiany materii potrzebuje innej temperatury jeżeli dane zakresy temperatur zostaną przekroczone, może dojść do zahamowania lub nawet do nieodwracalnego uszkodzenia bakterii bakterie uczestniczące w procesie rozkładu, ze względu na wymagania temperaturowe, możemy podzielić na trzy grupy: bakterie psychrofilowe, mezofilowe termofilowe

41. Odczyn pH • Jeżeli chodzi o odczyn pH, to obowiązują podobne zależności, jak w przypadku temperatury. Bakterie uczestniczące w poszczególnych etapach procesu posiadają różne wymagania odnośnie odczynu pH, zapewniające ich optymalny wzrost. • Optymalny odczyn pH bakterii hydrolizujących i kwasotwórczych wynosi od 4,5 do 6,3 . • mogą przeżyć również przy nieco wyższym odczynie pH, wtedy jednak ich aktywność będzie znacznie mniejsza. Inaczej wygląda rzecz w przypadku bakterii produkujących kwas octowy i metan. Odczyn pH musi posiadać dokładnie wartość między 6,8 a 7,5 . Jeżeli proces fermentacji odbywa się tylko w jednym fermentatorze, to odczyn pH musi być ustalony w tym zakresie.

42. Składniki pokarmowe • wykorzystywane podłoża muszą przede wszystkim zapewniać jak największą produkcję metanu, to oprócz tego tak samo ważne jest występowanie pierwiastków śladowych i składników pokarmowych, takich jak żelazo, nikiel, kobalt, selen, molibden i wolfram, niezbędnych do wzrostu i przetrwania bakteri • Ostateczna ilość metanu dająca się uzyskać z używanych podłoży jest określona poprzez zawartość białek, tłuszczy i węglowodanów Ponadto o stabilnym przebiegu procesu decyduje również stosunek C/N w używanym położu. Jeżeli jest za wysoki (dużo C i mało N), nie może dojść do całkowitej przemiany węgla, a tym samym nie można uzyskać możliwego potencjału metanu. W odwrotnym przypadku, przy nadmiarze azotu może dojść do powstania amoniaku (NH3), który już w niewielkich stężeniach hamuje wzrost bakterii i może doprowadzić nawet do zniszczenia całej populacji

43. podział technologii metanizacji • • technologie jednostopniowe • • technologie dwustopniowe • • proces mokry (<20% s.m.) • • proces suchy (>20% s.m. • • proces mezofilowy (34-37 oC) • • proces termofilowy (55-60 oC) • • wtryskiwanie gazu • • mieszadło • • przepompowywanie/recyrkulacja • • komora pionowa • • komora pozioma • • przepływ ciągły • • przepływ stopniowy

44. przykłady stosowanych technologii • technologia VALORGA jest rozwijana od 1981r. przez firmę Valorga International S.A.S. Na skalę przemysłową proces beztlenowy został wprowadzony we Francji w połowie lat 80-tych w zakładach w La Buisse i Amies, gdzie przetwarzaniu biologicznemu poddawano mechanicznie przygotowane odpady komunalne. Proces został nastawiony na wykorzystanie zmieszanych odpadów komunalnych, segregowanych u źródła odpadów kuchennych oraz frakcji organicznej w pozostałości po segregacji u źródła.

45. Odpady mieszane są z wodą do zawartości suchej masy 25-35%. Fermentacja jest przeprowadzana jednostopniowo w mezofilowym lub termofilowym zakresie temperatur przez 18-25 dni. Komora fermentacyjna to pionowy cylindryczny zbiornik pozwalający na grawitacyjne opróżnienie. Mieszanie biomasy odbywa się opatentowanym sposobem polegającym na wtrysku biogazu pod wysokim ciśnieniem co 15 minut przez sieć dysz ulokowanych u nasady komory

47. Szwajcarska technologia Kompogas została opracowana pod koniec lat 80-tych w 1991r. w Rümlang w Szwajcarii rozpoczął działanie pierwszy zakład wykorzystujący suchą jednostopniową fermentację termofilową. nastawiona jest na przetwarzanie odpadów z pielęgnacji terenów zielonych oraz odpadów organicznych segregowanych u źródła, dzięki czemu produkuje oprócz biogazu również wysokiej klasy kompost. Proces fermentacji trwa 15-20 dni, po czym rozłożona biomasa jest wypychana z reaktora i poddawana odwodnieniu.

49. Fermentacja sucha odpadów zielonych Kompogas, Klingnau(Szwajcaria), foto proGEO

50. Fermentacja sucha odpadów zielonych Kompogas, Lenzberg (Szwajcaria), foto proGEO