םיביכרב לופיטל תויגולונכט msw ב םרוקמש םיינגרואה...
TRANSCRIPT
טכנולוגיות לטיפול ברכיבים MSW האורגניים שמקורם ב
חסרונות והיתכנות , יתרונות ליישומן בישראל
[email protected] 050-6233126
מקורות החומר האורגני בארץ 1)פסולת צמחית , (טון 5)זבל בעלי חיים )חקלאות 1.
טון מליון 6 -כ -( טון
טון מליון 2 –כ –פסולת עירונית מוצקה וגזם 2. חומר אורגני
טון 600,000 -כ –שפכים בוצות3.
תעשיית המזון4.
תעשיית העץ והנייר5.
חדרי , מסעדות, אולמות אירועים, מרכולים, שווקים6. אוכל וכדומה
חומר אורגני פריק ביולוגי מכל מקור שהוא7.
טון לשנה מליון 9 –כ כ "סה
משקל-הרכב הפסולת (1975 – 2013)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1965 1975 1985 1995 2005 2013
70 65
51 46 40
34
16 17
21 24
25
24
3 8
12 15 15
18
11 10 16 15 20 24
שאריות
פלסטיק
נייר וקרטון
חומר אורגני
650
1298
1798
2630
2865 2928
ערך קלורי Kcal ג "לק
שלבים קריטיים בטיפול בפסולת אורגנית
במקור או במפעל המיון, ללא – הפרדה ואיסוף•
שיטות בהתאם למוצר הסופי – טיפול•
(אחר, אנרגיה, חקלאות)בהתאם לשימושים – מוצרים•
בהתאם לביקוש ולאיכות – שימושים•
, ציבור, רשויות מקומיות, ממשלה –פ "חקיקה ושת•
מגזר עסקי
MSW -מ א"חמסלולי הפרדה וטיפול ב
OM/ MSW
מתקן מיון
MBT? מיון ללא
א"הפרדת ח
הפרדה
במקור
RDF/SRF
MBT Bio drying
Landfill Bioreactor
טיפול תרמי
מתאן
AD
רטוב/יבש קומפוסטציה
סגורה/פתוחה
אנרגיה קומפוסט
טיפול ללא הפרדת החומר האורגני מטמנה כריאקטור ביולוגי
Source: WM (2004)
א"החהאצת תהליך פירוק •
י "ייצור תנאים אופטימליים לתהליכי הפירוק ע•
א"מק
פתרון לתשטיפים ולנגר )תוספת נוזלים •
(מזוהם
טיפול בגז ליצירת אנרגיה, איסוף, ייצור•
, אנארובי-ארובי, אנארוביות –מערכות שונות •
פקולטטיבי ועוד
הארכת חיי המטמנה•
MBT- Mechanical-Biological Treatment
על מנת לעמוד בדרישות ( בגרמניה)הטכנולוגיה פותחה החקיקה לטיפול וייצוב פסולת לפני הטמנה
:MBT ב הטיפול מטרות•
להטמנה המפונה הפסולת נפח הפחתת•
גזי המשחררת המיקרוביאלית הפעילות הפחתת•
(במטמנות) מבוקר לא באופן חממה
במטמנה התשטיפים איכות ושיפור כמות הפחתת•
AD או לאנרגיה RDF וייצור חומרים השבת•
עם הפרדת החומר האורגני/טיפול ללא MBTמתקני מיון
- SRF להפקת (ביולוגי ייבוש) Bio-drying הכוללים מיון מתקני•
את ומאדה עצמי חום מייצר האורגני החומר בו תהליך הינו ביולוגי ייבוש
חומר של והנפח המשקל את מפחית ובכך בתוכו האצורים המים
יכולה הפסולת של הרטיבות תכולת הביולוגי הייבוש בתהליך .המקורי
מניעת 70% מעל) ;10-20% של לרמה 35-55% של מרמה לרדת
(הטמנה
:מתקנים סוגי בשלושה המעורבת הפסולת הפרדת•
מתקני - MRF (Material Recycling Facility) - מחזור מתקני•
מחזור בני מרכיבים לניצול במקור מופרדת או מעורבת פסולת של מיון
; האורגנית בפרקציה טיפול ללא או אם – (מחזור 30% עד)
מיון מתקני - RDF–Refuse Derive Fuel להפקת מיון מתקני•
האחרים הרכיבים והוצאת גבוה אנרגטי רכיב בהפקת המתמקדים
(קומפוסטציה או AD - ביולוגי לטיפול אורגני חומר כולל לא/כולל) למחזור
;(מחזור 50% עד)
חומר אורגני בעל ערך קלורי גבוה המותאם לתהליכים תרמיים
עם הפרדת החומר האורגני/טיפול ללא (?MBT)מתקני מיון
Fractioning of output flow with regard to total output of two typical plant concepts
Residual waste (100 %)
Mechanical
pre-treatment and
stream separation
55 % Organic fraction
Biological stage
Anaerobic stage (optional)
Ferric metals
Non-ferric metals
High calorific fraction (RDF)
Loss of mass (biodegradation, evaporation, potentially max. 10 % Biogas)
Material for landfilling
טיפול בפסולת להפחתת פליטות במטמנה
+ RDFמיון וייצור
Material (dust, etc. for thermal treatment)
Ferric metals
Non-ferric metals
Glass
Minerals
High calorific fraction (RDF)
Loss of mass (biodegradation, evaporation)
Mechanical
pre-treatment and
stream separation
Biological drying/
stabilization
Stabilized fraction 70 %
Residual waste (100 %)
(RDF)ייצוב וייבוש הפסולת להפקת אנרגיה
Bio-Drying
בגרמניה MBTמתקני מיון תהליכים עקרוניים
• Facilities in Europe: 570 PLANTS (2017) Another 120 facilities by 2025
• Cumulative capacity: 55 million tons/year • % in total MSW in Europe: 17%
MBT
Larnaca MBT plant
MBT Plant in Hannover; Capacity 200,000 Mg/a
MBTמתקני מיון ((RDFייצוב וייבוש הפסולת להפקת אנרגיה
MBTמתקני מיון ((RDFייצוב וייבוש הפסולת להפקת אנרגיה
Bio-Drying
MPS – Mechanical-Physical Stabilization (Drying Process)
Drying drum of the
MPS Berlin-Pankow
Capacity:
160,000 tons per year
MBTמתקני מיון ((RDFייצוב וייבוש הפסולת להפקת אנרגיה
Bio-Drying
•Refuse-Derived Fuel (RDF) / Solid Recovered Fuel (SRF) הינם
.מוצקה פסולת של וייבוש גריסה ,מיון ידי על המופקים "דלקים"
•SRF הינו למעשהRDF שיוצר בהתאם לתקןCEN/343 ANAS
•RDF/SRF מכיל את הרכיבים בעלי הערך הקלורי הגבוה בפסולת מהם ניתן
.להפיק אנרגיה
שם הרכיבהחלק המשקלי
היחסי לאחר ההפרדה
ערך היסק ממוצע
Kcal/kg
RDF/SRFתרומה לערך ההיסק של
Kcal/kg
2,016 7,466 27% פלסטיק
1,263 3,413 37% נייר וקרטון
206 3,428 6% טקסטיל
525 1,750 30% שונות
4,010 כ"סה
1.1 -וכן כ( קיטור)שעה אנרגיית חום /מגוואט 3.3 -מטון פסולת ממוינת בהרכב כזה ניתן להפיק כ
(Kcal/kg25 Mj/kg ~ 6,000= הערך הקלורי של פחם : להשוואה)שעה חשמל /מגוואט
SRF/RDFהגדרות
לשימושים השונים RDFהדרישות בגרמניה לאיכות
1 Mj = 239 Kcal
Potential consumer Calorific value
Granulometric properties
Content of chlorine
Waste incineration 6 - 12 MJ/kg no spe c ial requirements
no spe c ial requirements
Grate combustion <300 mm
Fluidized bed combustion
<100 mm
WtE - plants
Pyrolysis
11 - 17 MJ/kg
<300 mm
<2 %
pit coal (dust feeding) >14 MJ/kg <20 mm
brown coal (dust feeding)
>11 MJ/kg <25 mm
Industrial co - incineration
brown coal (fluidized bed combustion(
>11 MJ/kg <50 mm
<1 %
Primary firing system >20 MJ/kg <3 0 mm
Calciner firing system 14 - 18 MJ/kg <35 mm
Cement kiln
Fluidized bed combustion
>11 MJ/kg <50 mm
<1 %
Diversion Rates MBT
20
SRF Market in Germany
מיליון טון פסולת להפקת 3.1 -מתקנים באירופה המעבדים מעל ל 26כיום פועלים
SRF (טון למתקן ממוצע 120,000 -כ ) תהליך ייבוש ביולוגיהכוללים.
.ספקים שונים לטכנולוגיות ייבוש שונות 7קיימים לפחות
MBTמתקני מיון ((RDFייצוב וייבוש הפסולת להפקת אנרגיה
Bio-Drying
24
MBTמתקני מיון טיפול בפסולת להפחתת פליטות במטמנה
(RDFאפשרות לייצור )מיון
טיפול ביולוגי
או תסיסה אנארובית/ו קומפוסטציה
MBT – Mechanical-Biological Treatment
Rotting boxes
(Intensive rotting stage)
דוגמאות מגרמניה
Compost Quality is Poor
26
Concept of Organic Waste Fermentation
Hydrolysis Propionic Acid Acetic Acid Methane + CO2
Organic Matter
Digestate
-liquid
-solid
Substrate intake
Saliva
Rumen Abo-
masum
Omasum
Small/large
intestine
עיכול אנאירובי
מהאשפה הביתית או ) הזרם האורגניעיכול מבוקר של •גז -בסביבה נטולת חמצן ושימוש בביו( הפסולת החקלאית
.להפקת אנרגיה
. בסוף התהליך נוצרת בוצה העשויה לשמש דשן חקלאי•
המתקבל משמש כדלק ביולוגי למנועי שריפה המתאן• .ליצירת קיטור להפקת חשמל
לשימוש כדלק נוזלי למתאנוליכול גם להיות מומר המתאן• .לשימוש ישיר של טורבינות ומנועים
הנוסחה הכימית הכללית לפירוק אנאירובי של הפסולת • :המוצקה ניתנת להצגה באופן הבא
קטגוריות למערכות עיכול אנאירובי
רטוב או יבש
י"ח 15%> י"ח 20%<
(BATCH)רציף או אצוות
אחד או מספר ראקטורים ( שלב)ראקטור
(שלבים)
55OC -טרמופיליותאו 35OC – מזופיליותכל המערכות יכולות להיות
הטכנולוגיה האופטימלית הנבחרת תלויה בהרכב הפסולת
, שווקים לתוצרי הלוואי( 'ניקיון וכו, לדוגמת תכולת רטיבות)
ומשתנים ספציפיים
התעריף לחשמל המיוצר . בטכנולוגיית העיכול האנאירובי
ש"לקוט' אג 54
עיכול אנאירובי רטוב
.י"ח 10-12%~ במים הליך פירוק ביולוגי של חומר אורגני המומס •
י אורגניזמים אנאירוביים בסביבה מימית חסרת "התהליך מבוצע ע• העיכול מיכלי חמצן המתקיימת בתוך
החומר האורגני מומס במים המחוממים לטמפרטורה מבוקרת •הדרושה להתפתחותם האופטימלית של האורגניזמים האנאירוביים
בהתאם לשלבי התהליך
העיכול נאסף ונאגר במיכל ומשמש לייצור במיכליגז המופק -הביו• .ביוגזמונעי באמצעות גנרטורים חשמל
Digestate –( המוצק והנוזל)נוצרת בוצה •
ניתן לפיזור ישירות בחקלאות –
ומשם עובר תהליך ייבוש ומשמש להפקת , המוצק יכול לעבור סינון– .קומפוסט
הנוזל ניתן לפיזור בחקלאות או מוזרם למערכת הביוב במידה ועומד – . בכללים
פתרון למקטע הנוזלי –המגבלה המרכזית בתסיסה רטובה –
(Digestate)טיפול בבוצה
(Digestate)טיפול בבוצה
חומר יבש 11%ק ליום על בסיס "מ 100נניח
(:נתונים ממוצעים)הנוצרת (digestate)הרכב הבוצה
(3מ/ג"ק 3.74) ל"מג 3,740 –חנקן כללי •
(3מ/ג"ק 2.77) ל"מג 2770 – (P2O5)זרחן •
(3מ/ג"ק 0.65) ל"מג 653 – (K2O)אשלגן •
חישוב השטח הנדרש
ניתן -ג לדונם "ק 25במידה וניקח את החנקן כגורם המרכזי וניישם • .ק לדונם על מנת לספק את מנת החנקן הנדרשת"מ 6.7 -כ –לפזר כ
על מנת לפזר את הבוצה דונם לשנה 5,500 -נדרש שטח של כ • .הנוצרת תוך הספקת כמות הדשן החנקני הנדרש
ק על מנת לאגור את המים "מ 15,000 -בנוסף נדרש מאגר של כ• .בתקופת החורף
ריכוז כלוריד כ )החישובים לא לקחו בחשבון מגבלת פיזור מלחים • ( ל"מג 4,000 -ונתרן כ ל"מג 6,000
סכמה -" יבש" (Batch)מתקן עיכול אנאירובי באצוות
עיכול אנאירובי יבש חומר יבש 20-50%
plug-flow reactors allow for the treatment of different wastes
with dry matter content of 20% - 50% in the raw substrate.
סכמה -" יבש" רציףמתקן עיכול אנאירובי
ביוגזכמות
בביוגזשימושים
ADיתרונות וחסרונות ל יתרונות
אנרגיה מתחדשת -גז תחליפי לגז טבעי -ביו•
פתרון לטיפול וייצוב פסולות אורגניות•
הפחתת גזי חממה•
לשימוש בחקלאות כמטייב קרקע( נקי יחסית)ייצור חומר מוצק •
ייצור נוזל עשיר בחומרי הזנה לדישון חקלאי•
משמיד עשבים וחיידקים פתוגניים המצויים בפסולת•
וחומרים אורגניים נדיפים , מימן גופרתי, אמוניה)הפחתת מרכיבי ריח הקיימים בפסולת האורגנית • (.אחרים
חסרונות
נדרשת מומחיות –( אנטיביוטיקה ועוד, מתכות כבדות, מלחים)תהליך ביולוגי רגיש לשינויים •
בטיחות בטיפול בגז במידה ולא מתפעלים את המתקן כראוי•
בעיקר בשלבי הטיפול המקדים וקליטת הפסולת –בעיות אפשריות להיווצרות ריח •
(הרטוב בעיקר)אי ניקיונות של הפסולת המתקבלת עלולים לגרום לבעיות בתהליך •
יש למצוא פתרון זמין לפרקציה הנוזלית הנוצרת בתהליך•
מאגר לחורף+ נדרשים שטחים חקלאיים גדולים לפיזור הבוצה •
עלויות גבוהות•
קומפוסטהיינו התוצר המיוצב וההיגייני של הקומפוסט
אשר מועיל לגידול , הקומפוסטציהתהליך עבר שלב ראשוני מהיר של הקומפוסט. הצמח
ההומופיקציהפירוק ביולוגי ומצוי בשלב
קומפוסטציה
חומר אורגני : ביולוגי מבוקר אשר בו חימצוןתהליך תרמופיליעובר דרך שלב , רקבובי הטרוגני במצב מוצק
ויוצר לבסוף , פיטוטוקסייםושחרור זמני של חומרים מינרלים וחומר אורגני יציב , חמצני -פחמן דו, מים
שלב חיוני בדרך לאפס הטמנה
43
, מינרלים, חנקן, פחמן
, מיקרואורגניזמים, מים
, זרעי עשבים, פתוגנים
....חיידקים מועילים
הבשלה ערבוב
, מינרלים, חומר אורגני
מיקרואורגניזמים
מוצר סופי חומר גלם
לחות+ חמצן
,חום, אדי מים
CO2, N2, גזים אחרים
קומפוסטערימת
הקומפוסטציהתהליך
קונבנציונלי קומפוסטציהתרשים זרימה לתהליך
לפירוק החומר האורגני מקרוביאליתמתן תנאים אופטימליים לפעילות –המטרה
הקומפוסטציהשלבי תאור ושינויי הטמפרטורה בזמן
הקומפוסטציהגורמים המשפיעים על תהליך והמוצר הסופי
חומר המוצא• (הפרדה ומיון)טיפול מקדים • טמפרטורה• אוויר/חמצן• יסודות הזנה• ((C:N חנקן:פחמןיחס • תכולת רטיבות• תכונות פיסקליות• חומרים רעילים• משך התהליך•
הקומפוסטציהתנאים מומלצים לתהליך
OC 50-60 טמ רטורה
C:Nיח חמ לחנק C:Pיח חמ ל רח
)בתחילת התהלי (25:1-35:1 )בתחילת התהלי (150:1 – 75:1
45-60% תכולת רטיבות 5%ג ול מ- ריכו חמצ
מ"מ3-12 גו ל חלקיקי 30-40% נקבוביות
pH 5.5-9.0) בתחילת התהלי(
על הערמה לא גדלים עשבים• מפורר הקומפוסט•ריח של אדמה לקומפוסט•
רטובה אחר הגשם לא מסריח הקומפוסט• חום כהה הקומפוסטצבע • אינו מתחמם יותר הקומפוסט•
הקומפוסטציהסימנים להצלחת
בשל לא יתחמם גם אם נוסיף לו אויר ולחות קומפוסט
לפסולת קומפוסטציהשיטות :מערכות פתוחות
ערמות עם היפוך קבוע1.
ערמות סטטיות פתוחות2.
יניקת אוויר -
דחיסת אויר -
יניקה ודחיסת אויר -
דחיסת אויר עם בקרת טמפרטורה -
:מערכות סגורות
מבנה סגור ובתוכו תהליכי היפוך1.
ראקטורים אנכיים2.
ראקטורים אופקיים3.
שרוולי פלסטיק, תעלות בשילוב יריעות חכמות -סטטיים4.
היפוך החומר/עם שינוע -תעלות סגורות 5.
תוף מסתובב6.
ישראל גרמניה
דחיסה –ערמות קבועות אוורור מאולץ ויניקת אויר
צינור אוויר מחורר
בשל מקומפוסט – ביופילטר
אוויר
ערימות סטאטיות מאווררות
בדודאים Goreתעלות
Goreשימוש ביריעות –בתעלות קומפסוטציה
Gicome –בתאים סגורים קומפסוטציה
ביופילטר
איוורור צנורות
בתופים מסתובבים קומפוסטציה עירון ש"מט -מתקן רמים
MBR-ובימים אלה משודרג ל משופעלתפועל בשיטת בוצה ש"המט• י שפכים"מק 28,000 שידרוגלאחר ש"המטספיקת • טון בוצה בחודש מוקם בימים אלה 1000-מתקן לטיפול ב• 2016התחיל לעבוד בדצמבר •
אורך' מ 17, קוטר' מ 3.5: מידות ראקטור• (נפחי) 1:2יום ביחס גזם בוצה עד / טון בוצה 15 –( לבוצה)קיבולת מקסימלית •
השוואת קומפוסטציה קונבנציונלית 'רמים'מול תהליך
קיצור השלב הפעיל ימים בלבד 5עד 3-ל
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
ה ר
טור
פמ
ט [
°C
]
[ימים]זמן
'רמים'תהליך קומפסטציה פתוחה 'בוצה סוג א
בשרוולים קומפוסטציה BAGGING EUROחברת
בורג מסתובב" קוראנית/"טכנולוגיה איטלקית
Completely Closed Dynamic In-Vessel Composting System with Backhus LTC
חדשה BACKUSמערכת
הבשלה וניפוי
ניתן לקבל איכות גבוהה•
קיימת בעיקר בעיית שאריות •
זכוכית
מאשפה ביתית מקומפוסט•
"קטס'ריג" 15-30%נוצרים
סביבתייםיתרונות וחסרונות לקומפוסטציה
יתרונות
ייצוב החומר האורגני•
(חיסכון בהוצאות הובלה)ונפח סופי נמוך מישקל•
גם הומניים וגם ) פתוגניםטמפרטורות גבוהות משמידות • ועשבים( צמחיים
ניתן לערבב חומרי גלם שונים•
מתפרקים גם זיהומים•
!!!!! מיחזור•
חסרונות
,(ח לא מעובדים"כל זמן שמותר להשתמש בזבלי בע)מחיר •
השפעות שליליות על הסביבה אם התפעול לא אופטימלי • ,(זיהום מקורות מים, זבובים, ריח)
בעיקר זכוכית )מאשפה ביתית מכיל חומרים זרים קומפוסט• (ופלסטיק
חקלאים -תלות במשתמשי קצה •
חרקים י"ע ביולוגי טיפול
חרקים י"ע ביולוגי טיפול
של הגדולים והממחזרים המעכלים הם חרקים .בטבע אורגני חומר
שונים סובסטרטים מעכלים שונים מינים.
ריקבון מונעים ,פסולת של נפחים מפחיתים .ובריאות ריח מפגעי ויצירת
בשימושים להשתמש ניתן הבוגרים בזחלים חומרים הפקת ,לחיות מזון ,אדם לבני מזון :שונים (כיטין, חלבון) שונים
איכותי קומפוסטנוצר
חרקים י"ע ביולוגי טיפולגדולות בכמויות לטיפול המשמש העיקרי החרק
החייל זבוב של הזחל הוא אורגנית פסולת של (BSFL)השחור
בארץ חברות מספר וכן ,בחו״ל רבות חברות, לטפל גם ניתן בהן BSFL ״ל״חוות מיזמים מפתחות חלבון ולייצר אורגנית פסולת של גדולות בכמויות
)ועופות דגים( לבע״ח כמזון ושמן
האורגני החומר של ומיחזור מעגלית כלכלה.
סיכום ומסקנות
נקי ואיכותי יש ( ומוצר סופי)על מנת לקבל חומר אורגני •, מסעדות, מפעלי מזון, בבית)צורך בהפרדה במקור
('חדרי אוכל וכו, אולמות
יש להתאים את , אין אחת מועדפת, קיימות טכנולוגיות רבות•הפסולת הנכנסת ולמוצר הסופי " איכות"הטכנולוגיה ל
(השימושים)
חובת , א"מניעת הטמנת ח)חובה לייזום חקיקה תומכת • (וכדומה, ייצוב פסולת
יש לפתח ולעודד שימושים לתוצרים תוך לימוד מניסיון • .בעולם והתאמה לארץ
של פסולת אורגנית מהוות מיחזורטכנולוגיות טיפול ותוצרי • ....פתרון ולא בעיה
תודה רבה