Anaerobní mechanicko biologická úprava

Technologie mechanicko biologické úpravy (MBÚ) se skládá z mechanické části, v níž probíhá zejména drcení a vytřiďování využitelných složek odpadu a biologické části, která je podobná, jako klasické kompostování či anaerobní digesce biologicky rozložitelných odpadů. Mechanicko biologická úprava pomáhá k dosažení cílů materiálového a energetického využití směsného komunálního odpadu (SKO) a je často zmiňována při úvahách o způsobech naplnění požadavků směrnice 99/31/EC (o skládkování), která postupně omezuje ukládání biologicky rozložitelných komunálních odpadů (BRKO) na skládky. Prostřednictvím MBÚ je možné zabezpečit zejména (BAČÍK, 2005, FRICKE et al., 2005):

• vytřídění využitelných složek ze SKO a umožnění jejich následné materiálové nebo energetické využití,
• minimalizaci množství a objemu skládkovaného odpadu,
• stabilizaci SKO, jehož zbytek po zpracování v MBÚ již není biologicky rozložitelný,
• významnou redukci tvorby skleníkových plynů (zejména emisí metanu ze skládek), ale i redukce emisí skládkových plynů, zápachu a výluhů obecně,
• imobilizaci polutantů, díky čemuž je význymně snížena kontaminace skládkových výluhů,
• naplnění požadavků legislativy v oblasti omezování ukládání BRKO na skládky a v oblasti přednostního využití odpadů.

Legislativa

V Plánu odpadového hospodářství České republiky má prioritu třídění odpadů a jejich následné materiálové využití (KŘENEK, 2003). V závazné části nařízení upravené nařízením vlády č. 197/2003 Sb. jsou pak uvedeny mimo jiné následující cíle:

• Snížit hmotnostní podíl odpadů ukládaných na skládky o 20 % do roku 2010 ve srovnání s rokem 2000 a s výhledem dalšího postupného snižování.
• Zvýšit využívání odpadů s upřednostněním recyklace na 55 % všech vznikajících odpadů do roku 2012 a zvýšit materiálové využití komunálních odpadů na 50% do roku 2010 ve srovnání s rokem 2000.
• Snížit maximální množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů ukládaných na skládky tak, aby podíl této složky činil v roce 2010 nejvíce 75 % hmotnostních, v roce 2013 nejvíce 50 % hmotnostních a výhledově v roce 2020 nejvíce 35 % hmotnostních z celkového množství BRKO vzniklého v roce 1995.
• Upřednostňovat kompostování a anaerobní rozklad biologicky rozložitelných odpadů s využitím výsledného produktu zejména v zemědělství, při rekultivacích, úpravách zeleně; odpady, které nelze takto využít, upravovat na palivo a nebo energeticky využívat.

Pro rozvoj technologií MBÚ v České republice jsou důležité nejenom cíle, k nimž se Česká republika zavázala, ale rovněž povinnost upravovat odpady před jejich uložením na skládku, která vyplývá z odstavce 5, § 4, vyhlášky č. 294/2005 Sb. o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu:

„Na skládky je možné ukládat pouze upravené odpady. Tato podmínka se nevztahuje na odpady inertní, pro které je úprava technicky neproveditelná, a odpady, u nichž nelze ani úpravou dosáhnout snížení jejich objemu nebo snížení nebo odstranění jejich nebezpečných vlastností. Způsoby a postupy úpravy odpadů, které se považují za úpravu odpadů před jejich uložením na skládku, jsou uvedeny v příloze č. 6.“

V příloze 6 pak jsou popsány následující technologie:

• D 8 – Biologická úprava
• D 9 – Fyzikálně chemická úprava
• D 13 – Úprava složení odpadů
• D 14 – Jiné způsoby úpravy odpadů

Mechanicko biologická úprava zahrnuje jak D 8, tak i D 13.

Pro anaerobní technologie MBÚ však hovoří nejenom povinnosti vyplývající z legislativy odpadů, ale nově i zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, který prostřednictvím vyhlášky č 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy a navazujícího cenového rozhodnutí Energetického regulačního úřadu 10/2005, nabízí zajímavou výkupní cenu za elektřinu vyrobenou z bioplynu v bioplynových stanicích postavených od 1.1.2006 ve výši 2,98 Kč/kWh.

Technologie

Oproti aerobním jsou anaerobní MBÚ výhodnější zejména s ohledem na plynné emise a energetickou bilanci. Nevýhodou je pak větší množství odpadních vod a vzhledem ke kratší historii těchto technologií je u nich nutné počítat s nižší provozní spolehlivostí (FRICKE et al., 2005).

TOLVANEN a HÄNNINEN (2005) zjistili, že zatímco kvalitativně se škodlivé faktory ovlivňující zdraví zaměstnanců pracujících v zařízení pro anaerobní MBÚ v Mustasaari neliší od ostatních uzavřených MBÚ ve Finsku, tak kvantitativně vychází oproti aerobním zařízením lépe. To znamená, že z pohledu hygieny jsou anaerobní zařízení výhodnější.

Anaerobní MBÚ se dělí na mokré a suché technologie. U mokrých technologií se sušina pohybuje mezi 10-15%, zatímco u suchých mezi 25-40%. Podle některých autorů (LUNING et al., 2002, WEILAND, 2000) produkce bioplynu je u obou metod obdobná. Množství odpadních vod je vyšší u mokrých procesů. Na druhou stranu však mokré procesy produkují menší množství digestátu a umožňují separaci inertních materiálů vhodných k recyklaci.

V anaerobních MBÚ je obvykle zpracovávána pouze frakce směsného komunálního odpadu, která prošla sítem s okem 60mm. Tato frakce totiž obsahuje převážnou většinu biologicky rozložitelného odpadu. Množství této frakce se pohybuje mezi 40-70% v závislosti na zaměření technologie (viz schéma níže). Podle typu zařízení, technologie a složení odpadu je v procesu anaerobní fermentace rozloženo mezi 37-55% sušiny organické hmoty.

Výsledky laboratorních měření ukazují, že vysokou úroveň degradace je možné dosáhnout, když hydrolýzní fáze probíhá při hypertermofilních podmínkách (65°C) a methanogenní fáze při termofilních podmínkách (55°C). Takto je možné splnit i velmi přísný německý limit - nižší AT4 než 5 mg O₂ / g spalitelných látek (SCHRERER a VOLLMER 1999).

Výtěž bioplynu se pohybuje mezi 200-420 m³ bioplynu / tunu sušiny organické hmoty, což odpovídá 115-260 m³ bioplynu / tunu sušiny odpadu (WEILAND, 2000).

Rozšíření

Anaerobní MBÚ se začaly objevovat teprve v relativně nedávné době. Počet těchto zařízení je v porovnání s aerobními podstatně nižší. Ve světě má být, jak odhadují ARCHER et al. (2005), v roce 2006 provozováno 123 zařízení MBÚ s celkovou kapacitou 13 milionů tun odpadu za rok. Zhruba čtvrtina těchto zařízení by měla být anaerobních. Nejvíce zařízení pro mechanicko biologickou úpravu je v Evropě. HEERMAN (2003) zmiňuje více než 100 zařízení pro MBÚ v Evropě. V České republice není zatím žádná anaerobní MBÚ (ani poloprovozní).

Podíl suchých a mokrých fermentací je přibližně stejný. Např. v Německu byla v roce 2000 jedna suchá průmyslová MBÚ, dvě poloprovozní suché MBÚ, dvě poloprovozní mokré MBÚ a jedna poloprovozní perkolační MBÚ (WEILAND, 2000).

Literatura

• ARCHER, Egan, BADDELEY, Adam, KLEIN, Alex, SCHWAGER, Joe, WHITING, Evin: Mechanical-Biological-Treatment : A Guide for Decision Makers. Juniper Consultancy Services, Ltd. March 2005. Dostupné z WWW: <www.juniper.co.uk>, 94 s.
• BAČÍK, Ondřej: Jak na bioodpady? Zkušenosti z Německa (3). Biom.cz [online]. 2005-12-19 [cit. 2006-02-06]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/index.shtml?x=1067413>. ISSN: 1801-2655.
• FRICKE, Klaus; SANTEN, Heike, WALLMANN, Rainer: Comparison of selected aerobic and anaerobic procedures for MSW treatment. Waste Management, 25 (2005),s. 799–810.
• HEERMAN, Claudia: Using Mechanical-Biological Treatment for MSW in Europe. BioCycle International, Oct 2003, Vol. 44, Iss. 10, s. 58 -62.
• KŘENEK, Leoš: Sdělení odboru odpadů Ministerstva životního prostředí o zveřejnění “Plánu odpadového hospodářství České republiky” (včetně závazné části upravené nař. vlády č. 197/2003 Sb.). Věstník Ministerstva životního prostředí. Říjen 2003, Ročník XIII, Částka 10, s. 1-66.
• LUNING, L., ZUNDERT,. E.H.M., BRINKMAN, A.J.F.: Comparison of dry and wet digestion for solid waste. Third International Symposium Anaerobic Digestion of Solid Wastes, München, Germany, 18 - 20 September 2002
• SCHRERER, P.A., VOLLMER, G.R.: Entwicklung eines einfachen Hochleistungsverfahrens zur Behandlung von Restmüll. Müll und Abfall 31, 1999, s. 150–158
• TOLVANEN, Outi, HÄNNINEN, Kari: Mechanical–biological waste treatment and the associated occupational hygiene in Finland. Waste Management, v tisku (přijato 29. července 2005).
• WEILAND, Peter: Anaerobic waste digestion in Germany - Status and recent developments, Biodegradation, Volume 11, Issue 6, Nov 2000, s. 415 - 421

Příspěvek byl zpracován v rámci výzkumného záměru MZe 0002700601 "Principy vytváření kalibrace a validace trvale udržitelných a produktivních systémů hospodaření na půdě."

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost