otpad osnovni pojmovi i definicije - naslovnica. dr. sc. z. prelec inŽenjerstvo zaŠtite okoliŠa...

22
Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE Otpad - je svaka tvar koja ima svojstva zbog kojih se vlasnik mora ili želi riješiti. Nastaje kao rezultat raznih ljudskih aktivnosti: u domaćinstvima, u raznim privrednim djelatnostima te posebno u industriji. Komunalni otpad – je kruti otpad koji nastaje u stambenim naseljima, a uključuje smeće iz domaćinstava, industrije i obrtništva, vrtni i tržišni otpad, razni komadni otpad, grañevinski otpad, ostatke od obrade komunalnih otpadnih voda. U principu, komunalni otpad spada u nadležnost komunalnih poduzeća. Gospodarenje otpadom – ekonomski i ekološki razumno upravljanje otpadom tijekom njegova nastanka, sakupljanja, transporta, iskorištavanja i obrade do konačna odlaganja, a sve u skladu s pripadajućom i važećom zakonskom regulativom. Obrada otpada – niz postupaka pomoću kojih se mijenjaju fizikalna, kemijska ili biološka svojsva otpada u cilju dobivanja sekundarnih sirovina, energije ili tvari prikladnih za konačno odlaganje. Priprema otpada – razni procesi predobrade radi postignuća odreñenih svojstava potrebnih za daljnju obradu i korištenje (usitnajvanje, odvajanje, sušenje, kompaktiraje, homogeniziranje i sl.) Biootpad – biološki razgradiv organski dio komunalna otpada (vrtni, kuhinjski i slično). Odvojeno sakupljanje otpada (recikliranje) organizirani sustav s kojim se na mjestu nastanka otpada vrši odvajanje i sakupljanje korisnih tvari u cilju njihova ponovna korištenja.

Upload: vohuong

Post on 08-Jun-2018

295 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

OTPAD

OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE Otpad - je svaka tvar koja ima svojstva zbog kojih se vlasnik mora ili želi riješiti. Nastaje kao rezultat raznih ljudskih aktivnosti: u domaćinstvima, u raznim privrednim djelatnostima te posebno u industriji. Komunalni otpad – je kruti otpad koji nastaje u stambenim naseljima, a uključuje smeće iz domaćinstava, industrije i obrtništva, vrtni i tržišni otpad, razni komadni otpad, grañevinski otpad, ostatke od obrade komunalnih otpadnih voda. U principu, komunalni otpad spada u nadležnost komunalnih poduzeća. Gospodarenje otpadom – ekonomski i ekološki razumno upravljanje otpadom tijekom njegova nastanka, sakupljanja, transporta, iskorištavanja i obrade do konačna odlaganja, a sve u skladu s pripadajućom i važećom zakonskom regulativom. Obrada otpada – niz postupaka pomoću kojih se mijenjaju fizikalna, kemijska ili biološka svojsva otpada u cilju dobivanja sekundarnih sirovina, energije ili tvari prikladnih za konačno odlaganje. Priprema otpada – razni procesi predobrade radi postignuća odreñenih svojstava potrebnih za daljnju obradu i korištenje (usitnajvanje, odvajanje, sušenje, kompaktiraje, homogeniziranje i sl.) Biootpad – biološki razgradiv organski dio komunalna otpada (vrtni, kuhinjski i slično). Odvojeno sakupljanje otpada (recikliranje) – organizirani sustav s kojim se na mjestu nastanka otpada vrši odvajanje i sakupljanje korisnih tvari u cilju njihova ponovna korištenja.

Page 2: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:2

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PODJELA OTPADA

� Prema mjestu nastajanja (porijeklu):

� Komunalni otpad - razni kućni otpad (smeće, kućni komadni otpad) - vrtni otpad - tržnički otpad - kancelarijski otpad - otpad s javnih površina (smeće)

� Tehnološki otpad - otpad iz raznih industrijskih pogona - otpad iz raznih uslužnih i obrtničkih djelatnosti

� Bolnički otpad

� Poljoprivredni i stočarski otpad

� Grañevinski otpad

� Rudarski otpad

� Specijalni (posebni) otpad - radioaktivni otpad - eksplozivni otpad

Page 3: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:3

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Prema svojstvima:

� Inertni otpad - ne sadrži ili sadrži vrlo malo tvari koje podliježu fizikalnoj, kemijskoj i biološkoj razgradnji;

- ne ugrožava okoliš.

� Opasni otpad - ima jedno od svojstava: eksplozivnost, zapaljivost, reaktivnost, toksičnost, nagrizanje, nadražljivost, infektivnost, karcinogenost, mutagenost, svojstvo ispuštanja otrovnih plinova kemijskom reakcijom ili biološkom razgradnjom.

� Prema mogućnosti transformiranja u okolišu

� Materijali koji su biološki transformabilni - organski dio otpada (papir, karton, hrana)

� Materijali koji su kemijski transformabilni - metalni dijelovi i neki kemijski proizvodi koji se u okolišu mogu transformirati procesom oksidacije (priroda degradira materijale, ali je proces veoma spor)

� Materijali koji su fizički transformabilni - staklo, keramika, šljaka (proces je vrlo spor i zbiva se pod djelovanjem atmosferskih utjecaja: kiša, vjetar, sunce

� Materijali koji nisu transformabilni - plastika koja nije biorazgradiva

Page 4: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:4

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

UTJECAJI OTPADA NA OKOLIŠ (BIOSFERU)

Page 5: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:5

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ŠTETNI UTJECAJI KOMUNALNA OTPADA NA LJUDSKI ORGANIZAM - ZDRAVLJE

Nepravilno postupanje s krutim komunalnim otpadom ima direktne štetne

utjecaje na ljudsko zdravlje:

• Nekontrolirana fermentacija otpada stvara pogodnu hranjivu

podlogu i stanište za nastajanje i rast raznih bakterija;

• Insekti, glodavci i neke ptičje vrste postaju pogodni prijenosnici

raznih infektivnih bolesti;

• Komunalni otad može sadržavati razne patogene (uzročnike bolesti)

koji ulaze u ljudski organizam i izazivaju neželjene posljedice.

� Mogući načini unosa patogena u ljudski organizam

ZRAK KOŽA RUKE INSEKTI KOMPOST

AEROSOLI

OZLJEDE UDISANJE

USTA HRANA

PREHRANA

Page 6: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:6

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PORIJEKLO I VRSTA OTPADA Za pravilo planiranje, obradu i odlaganje otpada potrebno je poznavati

njegovo prijeklo, vrstu i sastav.

� Porijeklo i vrsta otpada

PORIJEKLO AKTIVNOST VRSTA OTPADA

Domaćinstva Stanovanje

Hrana, papir, karton, staklo, metali, prašina, pepeo, komadni kućanski otpad, opasni kućanski otpad (baterije).

Komercijalna djelatnost

Trgovine, restorani, marketi, uredi, hoteli, moteli, institucije.

Hrana, papir, karton, staklo, metali, komadni otpad, opasni otpad.

Industrija

Prerada, obrtna proizvodnja, rafinerije, kemijska postrojenja, rudnici, proizvodnja energije.

Industrijski procesni otpad, metali, plastika, uljni otpad, razni opasni otpad.

Grañevinarstvo Gradnja Pijesak, beton, kamen, čelik, plastika, staklo, vegetacija.

Page 7: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:7

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Vrsta i sastojci optada

TIP

VRSTA SASTOJCI

Otpad od hrane Meso, voće, povrće

Papir i karton Papir, karton

Plastika

Polietilen niske gustoće, polietilen visoke gustoće, polivinil-klorid, polipropilen, polistiren, ostale vrste plastike

Odjeća, vlakna Tekstil, guma, koža

Vrtni otpad Razne biljke

Drvni otpad Drvo

Organski

Drugi organski otpad Kosti i dr.

Metali Limene kantice, željezo, aluminij, obojeni metali,

Staklo Bezbojno, obojeno

Razna prljavština Prašina, pijesak, kamen, opeka

Anorganski

Ostalo Razni sastojci

Page 8: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:8

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PROCESI GOSPODARENJA KOMUNALNIM OTPADOM

Analiza prihvatljivosti pojedinih procesa gospodarenja otpadom u relaciji

s troškovima i rizicima od štetna djelovanja na okoliš dovodi do

hijerarhijskoga slijeda kao što je prikazano na grafikonu:

Relevantna zakonska regulativa (EU direktive za zemlje europske

zajednice, EPA propisi za SAD) svrstava odlaganje otpada kao posljednje

u prioritetnim procesima upravljanja otpadom.

Page 9: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:9

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Prioritetni postupci upravljanja otpadom:

1. Sprječavanje / smanjenje nastajanja

2. Recikliranje / ponovno korištenje

3. Obrada

• Stabiliziranje, neutaliziranje • Spaljivanje

- s rekuperacijom energije - bez rekuperacije energije

4. Odlaganje (landfilling)

1 - Sprječavanje / smanjenje nastajanja Ovaj proces u strategiji upravljanja otpadom podrazumijeva svoñenje na minimum odnosno sprječavaje nastajanja otpada na mjestu nastanka. 2 – Recikliranje i ponovno korištenje Ovaj proces podrazumijeva rekuperaciju pojedinih sastojaka radi ponovna korištenja kao sirovine ili kao izvora energije u proizvodnji toplinske i električne energije. 3 - Obrada Proces obrade u strategiji upravljanja otpadom ima zadaću da nastali otpad, koji se ne može reciklirati i ponovno koristiti, stabilizira, neutralizira njegovo štetno djelovanje te reducira obujam prije odlaganja. 4 - Odlaganje Odlaganje je zadnji proces u hijerarhiji strategije upravljanja otpadom. Dugoročno promatrano, za okoliš je najnepoželniji, iako nažalost još uvijek vrlo često korišten.

Page 10: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:10

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CILJEVI ZAKONSKE REGULATIVE VEZANE NA POSTUPANJE S OTPADOM

Zakonska regulativa propisuje postupanje s otpadom na način da se izbjegne: • opasnost za ljudsko zdravlje, • opasnost za biljni i životinjski svijet, • onečišćenje okoliša (vode, mora, tla, zraka) iznad propisanih

graničnih vrijednosti, • nekontrolirano odlaganje i spaljivanje, • nastajanje eksplozije i požara, • stvaranje buke i neugodnih mirisa, • pojavljivanje i razmnožavanje štetnih životinja i biljaka te razvoj patogenih mikroorganizama.

Regulativa posebno obrañuje probleme otpada vezano na: • prihvatljivost otpada, • kemijska, fizikalna i biološka svojstva, • prilagodljivost otpada u okolišu, • količinu (obujam) odlaganja, • procjeñivanje, zaštitu podzemnih voda, • nastajanje i kontrolu otpadnih plinova.

S regulativom postaju obvezujući: • proizvoñači otpada, • sakupljači i prijevoznici otpada, • rukovatelji, obrañivači i zbrinitelji otpada.

Page 11: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:11

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

KOLIČINA I SASTAV KOMUNALNA OTPADA

ZEMLJE OSOBINE

OTPADA RAZVIJENE OSTALE kg/dan 0.8-2.2 0.3-1.0 Količina otpada

po stanovniku t/god 0.3-0.8 0.1-0.4 Gustoća kg/m3 100-200 200-500 Vlažnost % mas. 20-40 40-80 Toplinska vrijednost MJ/kg 8-12 3-10 Sastav: - papir, karton - staklo, keramika - metali - plastika - koža, guma - drvo, slama - tekstil - bio-otpad - opasni otpad - razni drugi inertni otpadi

%mas.

20-40 4-10 3-13 4-10 1-5 1-5 2-5

20-50 0.5-3 1-20

10-30 1-10 1-5 1-8 1-5 1-5 1-10

40-85 0.5-1 1-40

Izvor: V. Potočnik, Obrada komunalnog otpada, Svjetska iskustva, Zagreb, 1997.

Struktura ukupnoga otpada u Hrvatskoj(podaci iz 1998.g.)

Tehnološki otpad(76 %)

Sekudarne sirovine(11 %)

Komunalni otpad(13 %)

Page 12: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:12

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SVOJSTVA KOMUNALNA OTPADA Za pravilno postupanje s otpadom potrebno je poznavati njegova glavna svojstva:

� fizikalna � kemijska / energetska � biološka.

� FIZIKALNA SVOJSTVA

• gustoća i sadržaj vlage • veličina čestica (statistička distribucija dimenzija) • kapacitet polja • hidraulična propusnost • smična čvrstoća

Gustoća i sadržaj vlage Gustoća otpada uglavnom zavisi o sastavu, sadržaju vlage i stupnju nabijenosti (kompaktnosti). - Gustoća otpadne hrane: 100 do 500 kg/m3 - Sadržaj vlage otpadne hrane: 50 do 80 % - Gustoća kompaktiranoga komunalnog otpada na odlagalištu: 200 do 400 kg/m3

- Sadržaj vlage kompaktiranoga komunalnog otpada na odlagalištu: 15 do 40 %

Sadržaj vlage je bitan parametar za odreñivanje: - toplinske vrijednosti otpada, - definiranje veličine odlagališta, - odreñivanje dimenzija reaktora kod anaerobna kompostiranja.

Page 13: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:13

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Tipična gustoća i vlaga u komunalnom otpadu

VRSTA

OTPADA SASTOJCI I VRSTA OTPADA

GUSTOĆA (kg/m3)

VLAGA (% m/m)

Otpad iz domaćinstva

Hrana Papir i karton Plastika Staklo Metal Tekstil / odjeća Prašina / razna prljavština

290 70 60

200 200 60

500

70 5 2 2 2 10 8

Gradski otpad

Nekompaktiran Normalno kompaktiran na odlagalištu Dobro kompaktran na odlagalištu

100 500 600

20 25 25

Izvor: Gerard Kiely, Environmental Engineering, Mc Graw-Hill Int. Edtion

Distribucija veličine (dimenzija) čestica

Statistička distribucija veličine (dimenzija) čestica otpada važna je za: - projektiranje opreme za manipulaciju (konvejeri, trakasti

transporteri), - za odabir i projektiranje opreme za izgaranje, - za odabir i projektiranje opreme za biološku obradu.

� Tipične dimenzije komunalna otpada

SASTOJCI RASPON

(mm) PROSJEČNO

(mm) Hrana Papir i karton Plastika Staklo Metal Tekstil Prašina /razna prljavština

0 – 200 100 – 500 0 – 400 0 – 200 0 – 200 0 – 300 0 – 100

100 350 200 100 100 150 25

Izvor: Gerard Kiely, Environmental Engineering, Mc Graw-Hill Int. Edtion

Page 14: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:14

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kapacitet polja Kapacitet polja (KP) je definiran kao maksimalni udjel vlage koju može zadržati uzorak rastresitog otpada pod djelovanjem gravitacije. Kada se KP prekorači, voda će otjecati. Što je tlak zbog tereta sloja materijala veći, to je KP manji. Nekompaktirani komunalni otpad ima KP od 0,5 do 0,6. Za odlagalište otpada važno je odrediti KP da bi se utvrdila količina procjedne vode.

� Empirijski izraz za kapacitet polja KP (Techobanoglous, 1993.):

gdje je: KP – kapacitet polja, izražen kao najveći udjel vlage u suhoj masi otpada M – masa suhoga otpada iznad sredine visine sloja, (kg/m2). Primjer: Odrediti kapacitet polja (KP) za jednu lokaciju odlagališta otpada za zadane uvjete nakon jedne godine rada. Odrediti takoñer količinu vode koja može biti zadržana na odlagalištu.

- Gustoća dobro kompaktirana otpada: 600 kg/m3 (vidi tablicu) - Udjel sadržane vlage u kompaktiranome otpadu: w=25 % (vidi tablicu) - Visina sloja otpada nakon jedne godine: H=6 m - Prosječne godišnje oborine: 400 mm/god

- Količina vode u vlažnom otpadu ( w=25%): w/(600-w)=0,25 → Količina vode w=120 kg po 1m3 otpada Gustoća suhoga otpada: ρo =600-120=480 kg/m3

Masa suhoga otpada iznad sredine visine sloja: M=0,5(6x480)=1440 kg/m2 Kapacitet polja:

47,0)14404500

1440(55,06,0)

4500(55,06,0 =

+−=

+−=

M

MKP

Ukupni kapacitet prihvata vode: Qw=KP.ρ.H=0,47x480x6=1353 kg/m2 Preostali prihvatni kapacitet polja nakon jedne godine: 1353 kg/m2- 400 kg/m2god=953 kg/m2

)4500

(55,06,0M

MKP

+−=

Page 15: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:15

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hidraulična propusnost Hidraulična propusnost sloja podrazumijeva brzinu propuštanja (procjeñivanja) tekućine kroz otpad, a samim time i onoga što se odnosi s procjeñivanjem i ispiranjem (mikrobiološko i kemijsko onečišćenje). Važna je za definiranje količine procjednih voda. Hidraulična propusnost sloja zavisi o gustoći (nabijenosti), vrsti i homogenosti otpada.

VRSTA OTPADA HIDRAULIČNA PROPUSNOST Gusto nabijeni sloj oko 7x10-6 m/s Slabo nabijeni sloj oko 15x10-6 m/s

Prosječan sloj otpada oko 10-5 m/s

Smična čvrstoća Smična čvrstoća sloja otpada predstavlja otpornost na bočne sile, a važna je zbog utvrñivanja načina odlaganja i geometrijskih veličina odlagališta. Smična čvrstoća sloja utječe na statičku stabilnost sloja na odlagalištima Smična čvrstoća bitno zavisi o vlažnosti otpada. Smična čvrstoća muljevita sloja je minimalna i približno jednaka nuli. S porastom udjela suhih dijelova, smična čvrstoća se povećava. Kruti otpad ima najveću smičnu čvrstoću neposredno nakon kompaktiranja; vremenom ona opada i nakon nekoliko godina padne na nulu. Preporuka EU regulative za otpad koji se odlaže:

- smična čvrstoća ≥ 15 kN/m2 - udjel suhog ≥ 30 %.

Page 16: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:16

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� KEMIJSKA I ENERGETSKA SVOJSTVA

Da bi se odredila pravilna tehnologija za ponovno korištenje, recikliranje i transformiranje (spaljivanje, kompostiranje) otpada, potrebno je što točnije poznavati njegova kemijska svojstva:

� Okvirni sastav otpada (% m/m) • sadržaj vlage • udjel volatilnih sastojaka • sadržaj ugljika • udjel negorivih sastojaka (pepela).

Vlaga smanjuje iskoristivi dio energetske vrijednosti otpada, odnosno njegovu toplinsku (energetsku) vrijednosti. Sadržaj ugljika i volatilnih sastojaka čine gorivi dio materijala, povećavaju njegovu toplinsku vrijednost te utječu na sastav i količinu dimnih plinova izgaranja. Negorivi sastojci otpada čine pepeo. Što je veći udjel negorivih sastojaka, manja je energetska vrijednost materijala.

� Elementarana kemijska analiza (% m/m) - sadržaj ugljika (mC) - sadržaj vodika (mH) - sadržaj kisika (mO) - sadržaj sumpora (mS) - sadržaj dušika (mN) - sadržaj vlage (mW) - sadržaj pepela (mA)

• Energetska (toplinska) vrijednost (kJ/kg) - donja toplinska vrijednost (Hd) - gornja toplinska vrijednost (Hg)

Page 17: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:17

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Energetska vrijednost odreñuje se donjom ili gornjom topl. vrijednošću:

Prema definiciji, donja toplinska vrijednost komunalna otpada definirana je relacijom:

Hd=B.Hg – 2445.W (kJ/kg)

gdje je: B – udjel gorivih sastojaka ( ugljik + volatili), (kg/kg) Hg- gornja toplinska vrijednost gorivog dijela otpada, (kJ/kg) W- maseni udjel vlage, (kg/kg).

Tipično, gornja toplinska vrijednost komunalna otpada iznosi oko 20

MJ/kg, a donja toplinska vrijednost oko 12 MJ/kg.

Toplinska vrijednost može se odrediti i na temelju elementarne analize, odnosno iz poznatih masenih udjela (kg/kg): • ugljika (mC), • vodika (mH), • kisika (mO), • sumpora (mS), • dušika (mN), • vlage (mW) • pepela (mA).

Donja toplinska vrijednost je količina osloboñene topline pri izgaranju 1

kg materijala, pri čemu se dimni plinovi ne ohlade ispod temperature

kondenzacije vodene pare što nastaje iz sadržane vlage te izgaranjem

vodika u otpadnom materijalu (vodena para ostaje u dimnim

plinovima u parnome stanju).

Gornja toplinska vrijednost uključuje i latentnu toplinu kondenzacije

vodene pare koja se vraća kada se dimni plinovi ohlade ispod

temperature kondenzacije vodene pare.

Page 18: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:18

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Donja toplinska vrijednost:

(kJ/kg)

� Gornja toplinska vrijednost: (kJ/kg)

� Razlika izmeñu gornje i donje toplinske vrijednosti:

( )Hwdg mmHH 92500 +=− (kJ/kg)

� Kemijska analiza tipičnoga komunalnog otpada:

Maseni udjel u suhom uzorku (% m/m) Sastojak Ugljik Vodik Kisik Dušik Sumpor Pepeo

Hrana 48 6 38 2,5 0,5 5

Papir i karton 43,5 6 44 0,3 0,2 6 Plastika 60 7 23 - - 10 Staklo 0,5 0,1 0,4 do 0.1 - 99

Metali 5 0,6 4,3 0,1 - 90 Tekstil 55 7 30 5 0,2 3 Prašina / prljavština 26 3 2 0,5 0,2 68

Izvor: Gerard Kiely, Environmental Engineering, Mc Graw-Hill Int. Edtion

WSo

HCd mm)m

m(mH 2500105008

12000034000 −+−+=

So

HCg m10500)8

mm(142500m34000H +−+=

Page 19: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:19

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Okvirni sastav i energetska vrijednost tipičnoga komunalnog otpada

SASTOJCI (% m/m) ENERGETSKA VRIJEDNOST

(MJ/kg) Prirodni uzorak

Osušeni uzorak

Osušeni uzorak

bez negorivog

(bez pepela)

Vrsta otpada

Vlaga Volatili Ugljik Ne-gorivi dio

(pepeo)

Donja toplinska vrijednost

(Hd)

Topl. vrijednost suhi dio

(H)

Gornja topl. vrijednost za suhi

gorivi dio

(Hg)

Hrana miješana

70 21 3,6 5,0 4,2 13,9 16,7

Masnoće 2 95 2,5 0,2 37,4 38,4 39,1

Voće 79 16 4,0 0,7 4,0 18,6 19,2

Meso 39 56 1,8 3,1 17,6 28,9 30,4

Papir razni 10,2 76 8,4 5,4 15,7 17,6 18,7

Novine 6 81 11,5 1,4 18,5 19,7 20,0

Karton 5,2 77 12,3 5,0 26,2 27,1 27,4

Plastika razna

0,2 96 2 2 32,7 33,4 37,1

Polietilen 0,2 98 <1,0 1,2 43,4 43,4 43,9

Polistiren 0,2 99 0,7 0,5 38,0 38,1 38,1

Poliuretan 0,2 87 8,3 4,4 26,0 26,0 27,1

PVC 0,2 87 10,8 2,1 22,5 22,5 22,7

Tekstili razni 10 66 17,5 6,5 18,3 20,4 22,7

Vrtni otpad 60 30 9,5 0,5 6,0 15,1 15,1

Drvo razno 20 68 11,3 0,6 15,4 19,3 19,3

Metali ~100 nema nema nema

Staklo ~100 nema nema nema

Otpad iz domaćinstva

15-40 40-60 4-15 10-30 10-12 14-16 18-20

Otpad iz kancelarija

10-30 11-13 15-17 19-21

Izvor: Gerard Kiely, Environmental Engineering, Mc Graw-Hill Int. Edtion

Page 20: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:20

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1. primjer: Izračunati donju toplinsku vrijednost suhoga komunalnog otpada čiji je sastav izražen kemijskom formulom: C450H2050O950N12S.

Element Broj atoma po molu

Atomska masa Relativna masa

elemenata

Maseni udjel (%)

Ugljik (C) 450 12 5400 23,6

Vodik (H) 2050 1 2050 9,0

Kisik (O) 950 16 15200 66,4

Dušik (N) 12 14 168 0,7

Sumpor (S) 1 32 32 0,3

Ukupno 22850 100,0

Hd=34000x0,236+120000(0,09-0,664/8)+10500x0,003 Hd=8895,5 kJ/kg ~8,9 MJ/kg

2. primjer: Izračunati donju toplinsku vrijednost i ukupnu energiju sadržanu u 1,2x106 tona komunalna otpadu kojega čine sljedeći sastojci:

- otpaci hrane 35 % - papir 30 % - karton 5 % - plastika 6 % - krpe (tekstil) 8 % - staklo 8 % - metal 4 % - ostali negorivi sastojci 4 %.

Sastojak Maseni udjel (% m/m)

Donja topl. vrij. (MJ/kg)

Energija (MJ/kg)

Hrana 35 4,2 1,47

Papir 30 15,7 4,71

Karton 5 26,2 1,31

Plastika 6 32,7 1,96

Krpe (tekstil) 8 18,3 1,46

Staklo 8 0 0

Metal 4 0 0

Ostalo negorivo 4 0 0

Ukupno 100 - Hd= 10,92

Donja toplinska vrijednost iznosi: 10,92 MJ/kg

WSo

HCd mm)m

m(mH 2500105008

12000034000 −+−+=

Page 21: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:21

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ukupna energija sadržana u 1.200.000 t otpada iznosi: E=M.Hd=1,2x106x10,92=13,1x106 MJ, što je ekvivalentno oko 327.500 t loživa ulja.

� Tanner- ov trokut izgaranja

Nužni uvjeti, obzrom na sastav, da neki materijal (otpad) može izgarati bez dodatna goriva, prikazani su u tzv. Tanner-ovom trokutu izgaranja

Da bi neki materijal mogao izgarati bez dodatna goriva, treba biti:

- saržaj vlage w<50 %

- sadržaj ne-goriva dijela (pepela) A<60 %

- sadržaj goriva dijela B>25 %

Vlaga (w %)

Negorivi materijal pepeo (A %)

Gorivi materijal (B %)

100 %

100 %

100 %

50 %

0 %

0 %

0 %

IZGARANJE

50 %

25 %

Page 22: OTPAD OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE - Naslovnica. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:1

Prof. dr. sc. Z. Prelec INŽENJERSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA Poglavlje: 9 (Porijeklo i osobine otpada) List:22

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� BIOLOŠKA SVOJSTVA

Biološka svojstva komunalna otpada važna su za definiranje tehnologije biološke obrade u cilju proizvodnje energije ili iskoristivih produkata. Biološka obrada otpada može se izvoditi u aerobnim ili anaerobnim uvjetima. Neki organski dijelovi otpada nepovoljni su za procese biološke transformacije (plastika, guma, koža i drvo) , što zavisi o njihovim sastojcima (masnoće, ulja, proteini, lignin, celuloza, sastojci topivi u vodi). Općenito, porastom sadržaja lignina u nekoj tvari, smanjuje se njena biorazgradivost.

� Biorazgradivost nekih sastojaka komunalna otpada:

Sastojak Udjel volatila

(%)

Udjel lignina u odnosu na

volatile (%)

Biorazgradivost

(%)

Hrana 7-15 0,4 0,82 Novinski papir 94 21,9 0,22

Uredski papir 96 0,4 0,82

Karton 94 12,9 0,47

Vrtni otpad 50-90 4,1 0,72 Izvor:: Gerard Kiely, Environmental Engineering, Mc Graw-Hill Int. Edtion