1 / 49

Lysark 1

SIB 5002 BM2 Ressurs- og miljøteknikk Avfallshåndtering Prof. II Aage Heie Institutt for vassbygging, NTNU Interconsult ASA Bassengbakken 1, Nedre Elvehavn Tlf. 73 89 60 51 E-post ach@interconsult.com Materialet er stort sett hentet fra kompendiet, kap. 3, 4, 6, 7, og 9. Lysark 1.

kale
Télécharger la présentation

Lysark 1

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SIB 5002 BM2 Ressurs- og miljøteknikk Avfallshåndtering Prof. II Aage Heie Institutt for vassbygging, NTNU Interconsult ASA Bassengbakken 1, Nedre Elvehavn Tlf. 73 89 60 51 E-post ach@interconsult.com Materialet er stort sett hentet fra kompendiet, kap. 3, 4, 6, 7, og 9. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 1

  2. Avfallshåndtering • MYNDIGHETENE OG AVFALL • Stortingsmeldinger av betydning de siste årene: • Nr. 44 (1991-92): Om tiltak for reduserte avfallsmengder, økt gjenvinning og forsvarlig avfallsbehandling. • Nr. 8 (1999-2000): Regjeringens miljøvernpolitikk og rikets miljøtilstand. • Nr. 24 (2000-2001): Regjeringens miljøvernpolitikk og rikets miljøtilstand. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 2

  3. Avfallshåndtering • STRATEGIER OG PRINSIPPER FOR AVFALLSBEHANDLING • 1. Hindre at avfall oppstår og redusere mengden skadelige stoffer i avfallet. • 2. Fremme ombruk, materialgjenvinning og energiutnyttelse av det avfallet som likevel oppstår • 3. Sikre en miljømessig forsvarlig sluttbehandling av restavfallet. • VIKTIGE PRINSIPPER: • “Forurenseren skal betale” • “Vugge til grav” • “Føre var” SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 3

  4. Avfallshåndtering HOVEDMÅL FOR AVFALLSPOLITIKKEN. 1. Utviklingen i generert mengde avfall skal være vesentlig lavere enn den økonomiske veksten. 2. Basert på at mengden avfall til sluttbehandling skal reduseres i tråd med hva som er et samfunnsøkonomisk og miljømessig fornuftig nivå, tas det sikte på at mengden avfall til sluttbehandling innen 2010 skal være om lag 25 prosent av generert avfallsmengde. 3. Praktisk talt alt spesialavfall skal tas forsvarlig hånd om, og enten gå til gjenvinning eller være sikret tilstrekkelig nasjonal behandlingskapasitet. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 4

  5. Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 5

  6. Avfallshåndtering Virkemidler overfor avfallshåndteringen SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 6

  7. Avfallshåndtering MENGDE, SAMMENSETNING OG HÅNDTERING AV AVFALL Total mengde avfall i kommunal renovasjon (SSB 2000) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 7

  8. Avfallshåndtering Generert mengde avfall av ulike materialer (SSB 2001 SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 8

  9. Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 9

  10. Avfallshåndtering Sammensetningen av norsk husholdningsavfall (Heie m.fl. 1998) Sammensetningen av norsk industriavfall (SSB 2001) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 10

  11. Materialer Gjenvinning Resirkulering Kompost Evt. gass til energi Lagring/ oppsamling Husholdninger Industri Jordbruk Forretninger Kontorer Bygning/rivning Institusjoner Hoteller/restau- ranter Skip/havner Osv. Kompostering, aerob/anaerob Innsamling Energi Foredlet avfalls- brensel (FAB) Forbrenning/ FAB Omlasting Gass til energi Deponering/ fylling Transport PRODUKTER BEHANDLING GENERERING RENOVASJON AVFALLSHÅNDTERING SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 11

  12. Avfallshåndtering Fordelingen av kommunalt avfall på behandlingsmetode (SSB 2000). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 12

  13. Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 13 Lysark 13

  14. Renovasjon System for lagring, innsamling, omlasting og transport av avfall SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 14

  15. Renovasjon Beholdere og container for oppsamling av avfall SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 15

  16. Renovasjon • Automatisk sideinnlaster SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 16

  17. Renovasjon Komprimerende biler for henting av avfall fra containere SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 17

  18. Renovasjon SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 18

  19. Semi-trailer Roll-on-off, vekselflak Liftdumper Renovasjon SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 19

  20. Fotosyntese Sollys Karbon- Organisk + Vann Oksygen + dioksid materiale Nedbrytning Frigitt energi Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 20

  21. Þ MATERIALRESIRKULERING • Kildesortering • Sentralsortering • Manuell • Mekanisk • Kombinert kildesortering og sentral sortering • Þ NEDBRYTNING • Biologisk • Deponering i fylling • Kompostering - aerob (med luft) • Anaerob nedbrytning (kompostering uten luft) • Termisk • Forbrenning • Foredlet avfallsbrensel (FAB) • Pyrolyse SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 21

  22. Avfallshåndtering • GENERELT OM BIOLOGISK NEDBRYTNING • Enkle molekyler + energi  Organisk stoff • Energien bindes som kjemisk energi • Danner grunnlag for hele næringskjeden • På her trinn brytes noe ned og noe energi utnyttes og frigis • Produktene er enklere forbindelser med lavere energi • Eksempel: Når vi spiser mat • Tre hovedgrupper nedbrytning: • Aerob respirasjon (forbrenning med luft) • Anaerob nedbrytning ved fermentering eller gjæring (uten luft) • Anaerob respirasjon (uten luft) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 22

  23. Avfallsdeponering • Ulemper ved avfallsdeponier • Forurenset sigevann • Beitende fugler, dyr og insekter • Flyveavfall. Utildekket avfall blåser bort og forsøpler omgivelsene • Støv. Driften av deponiet med utlegging, kompaktering og overdekking, medfører at avfallet støver. • Støy fra kjøretøy og kompaktorer. • Dannelse av skadelige stoffer ved brann • Utvikling av gasser, luktproblemer SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 23

  24. Avfallsdeponering Oversiktsplan for klargjøring av deponiområde SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 24

  25. Avfallsdeponering Kompaktor for avfallsfylling (Caterpillar,20 tonn, 210 hk) Prinsipp for oppbygging av en avfallsfylling SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 25

  26. Avfallsdeponering • Deponigass • 60% metan og 40 % karbondioksid • Brennverdi: ca. 6 kWh/Nm3 (0,6 liter fyringsolje) • 200-500 Nm3/tonn avfall • Utvikles over 50-100 år? • Metan er 21 ganger sterkere drivhusgass enn karbondioksid • Metan er eksplosiv i 5-15% blanding med luft • Inneholder sporkomponenter som lukter ille • Ønskelig å samle opp og brenne for å spare miljøet og for å utnytte energien SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 26

  27. Avfallsdeponering Prinsippskisse for et deponigassanlegg (Burian-Hansen 1986). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 27

  28. Utnyttelse av deponigass: • Brenning i kjel for produksjon av varmt vann til fjernvarmeanlegg. Dette brukes f.eks. i Trondheim. • Brenning i motor som driver en generator for strømproduksjon. Dette brukes f.eks. i Bergen. • Overføring til industri som bruker gassen til oppvarming i produksjonen eller til produksjon av prosessdamp. Dette gjøres f.eks. i Sarpsborg. • Oppkonsentrering av metan for bruk som drivstoff i biler. Denne løsningen er utredet, men enda ikke i bruk i Norge. • Bruk som husholdningsgass til koking og oppvarming. Dette er kun aktuelt på steder hvor den allerede bruker gass i husholdningene og har et gassdistribusjonssystem. Dette var vanlig mange steder i Norge inntil på 50-60-tallet, men alle er nedlagt. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 28

  29. Kompostering av avfall • Hensikt • Oppnå et stabilt sluttprodukt - jordforbedringsmiddel • Ønske om å redusere mengden våtorganisk (hovedsakelig matavfall) til deponering • Prosess • Mikrobiell aerob (med luft) prosess for nedbrytning av organisk avfall under kontrollerte betingelser • Bare de lettest nedbrytbare, dvs. at sluttproduktet inneholder fibre • Frigir energi  temperaturøkning og hygienisering, går fortere enn anaerob nedbrytning SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 29

  30. Kompostering av avfall • C/N-forholdet: Bør ligge på 25/1 - 35/1. • C/P-forholdet: optimalt 75/1 - 150/1. • Fuktigheten bør ligge på 50-60 vekt-%. • Teoretisk luftbehov pr. tonn tørrstoff: 4-5.000 m3. • Temperaturen stiger, gjerne stige til 70oC, og da dør mange skadelige mikroorganismer. • Visse antibiotikaproduserende gjærsopper trives ved rundt 55oC, bidrar til hygienisering. • Surhetsgraden, pH, bør ligge nær nøytralt. • Partikkelstørrelse • Strukturmateriale SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 30

  31. Kompostering av avfall • Alternativer • Reaktorkompostering (Trommelreaktor, Container/silo-reaktor, Tunnelreaktor, Bingereaktor) • Rankekompostering • Hjemmekompostering Prinsippskisse for en trommelreaktor (Gundersen 1980) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 31

  32. Kompostering av avfall Eksempel på trommelkompostering(Christensen 1997). Trommelen (5) kan være 40 m lang og ha diameter på 4 m. Oppholdstid på ca. 2 døgn. Krever etterkompostering eller modning. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 32

  33. Kompostering av avfall Eksempel på bingekompostering (Inka-prosessen) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 33

  34. Kompostering av avfall Vending, lufting og forflytning av kompostranker (Bühler). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 34

  35. Kompostering av avfall Eksempel på rankekompostering (Christensen 1997) For eksempel 2 m høye, 4 m brede. 1 ranke dekker 1 ukes produksjon, dvs. 20-50 meter lange. 15-20 uker, deretter ettermodning i 2-3 måneder SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 35

  36. Avfallshåndtering Eksempel på rankekompostering hos IRIS (Interkommunalt renovasjonsselskap for Salten-regionen). Rankene komposteres under tak og vendes, blandes og luftes med vendemaskinen som kjører over rankene. Foto: Aage Heie Kompostering av avfall SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 36

  37. Avfallshåndtering Eksempel på rankekompostering hos IRIS (Interkommunalt renovasjonsselskap for Salten-regionen). Etterkompostering i haug med tvungen lufting og sikting av ferdig kompost i trommelsikt med 20 mm åpning. Foto: Aage Heie SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 37

  38. Forbehandling • Magnetseparering • Neddeling • Blanding/homogenisering/ strukturmateriale • Sikting • Justering av H2O, C/N og pH • Sikrer god struktur og optimal O2-tilførsel • Forkompostering • Omsetning av det lettest nedbrytbare • Temperaturstigning • Varer 2-4 uker • Reaktor eller åpent system • Etterkompostering • Stabilisering av det tyngst nedbrytbare • Temperaturen synker • Varer uker - måneder • Vanligvis i åpent system • Etterbehandling • Neddeling, sikting og pakking SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 38

  39. Kompostering av avfall • Hjemmekompostering • Varmkompostering: Krever isolert beholder og nøye pass • Kaldkompostering: Best egnet til vegetabilsk kjøkkenavfall og hageavfall, stopper som regel opp om vinteren. • Markkompostering: En tilsetter spesielle marker som formerer seg og fordøyer avfallet, samtidig som mikrobiologisk nedbrytning også skjer til en viss grad. Temperaturen er som regel lavere enn ved varmkompostering. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 39

  40. Avfallsforbrenning • Avfallsforbrenning • Nedbrytning med luft (aerob) av organisk materiale ved høy temperatur • Fordeler: • Rask prosess (minutter) • Vekt- og volumreduksjon (typisk hhv. 80 og 97%) • Krever lite areal • Destruksjon av skadelige materialer • Sterilt og stabilt restprodukt • Energiutnyttelse • Ulemper • Ressursvennlig vs. Gjenvinning • Renserester må håndteres som spesialavfall • Utslipp til luft • Støy i nærområdet SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 40

  41. Avfallsforbrenning - de 3 T’er • Tid: Oppholdstiden for avfallet i anlegget må være lang nok til at alt avfallet blir varmet tilstrekkelig opp slik at utbrenningen blir fullstendig og det bare er uorganisk materiale igjen. Oppholdstiden av gassene i forbrenningskammeret må være lang nok til at alle gasskomponentene blir oksidert. Vanligvis dimensjoneres kammeret til en oppholdstid på 2 sekunder. • Temperatur: Denne må bli høy nok til at oksidasjonen i gassfase skjer slik at en oppnår fullstendig forbrenning til karbondioksid og vann. • Turbulens: Det er viktig med god blanding mellom gassene og oksygenet i brennkammeret, for å få fullstendig oksidasjon. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 41

  42. 77 kg CO2 og H2O 550 kg luft med redusert oksygen 25 kg vann 600 kg luft 0,7 kg filterstøv Heimdal Varmesentral 0,06 kg filterkake 100 kg avfall 25 kg vann med 0,7 kg klorid 22 kg bunnaske Avfallsforbrenning Materialbalanse over forbrenningsanlegget på Heimdal Varmesentral. Dette er en ristovn med elektrofilter og gassvasking med etterfølgende vannrensing. Kapasitet ca. 90.000 tonn/år kommunalt avfall. (TEV Fjernvarme 2000). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 42

  43. Avfallsforbrenning Hvirvelsjiktovn Roterovn SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 43

  44. Heimdal Varmesentral - Trondheim energiverk Avfallsforbrenning SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 44

  45. Avfallsforbrenning • Energiutnyttelse: • Boligoppvarming gjennom fjernvarme • Prosessdamp til industri • Elektrisitetsproduksjon Utslipp til luft • Støv • Organiske forbindelser i gass eller dampform • Hydrogenklorid (HCl) • Hydrogenfluorid (HF) • Svoveldioksid (SO2) • Nitrøse gasser (Nox) • Dioksiner og furaner • Kadmium (Cd) og thallium (Tl) • Kvikksølv (Hg) • Antimon (Sb), arsen (As), bly (Pb), krom (Cr), kobolt (Co), kobber (Cu), mangan (Mn), nikkel (Ni) og vanadium (V) • Karbonmonoksid (CO) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 45

  46. Avfallsforbrenning Sortering av bunnaske fra Heimdal Varmesentral SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 46

  47. 1. Tømming av forbehandlet brensel til silo med undertrykk 2 / 3. Transport av brensel til innmaterkammer 4. Kontrollert forbrenning i primær- og sekundærkammer 5. Produksjon av damp/hett vann 6. Tilsetting av kalk og karbon, tørr-rensing av røykgass 7. Utslipp av renset røykgass til luft 8. Styrings-, regulerings- og overvåkingssystem 9. Oppsamling av bunnaske. Avfallsforbrenning Energos http://www.energos.com/index1.asp SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 47

  48. Organic Power http://www.organicpower.com/ Avfallsforbrenning SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 48

  49. Avfallsforbrenning 1988: 23% av avfallet som ble brent i USA var som RDF (FAB - Foredlet Avfalls-Brensel). I Norge: ca. 10 000 tonn/år av totalt 500 000 tonn/år (ca. 2%). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 49

More Related