1

ΣΠΟΝΔΥΛΩΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

Dr. Ing. B. Pickert και Δ. Κανακόπουλος

Eggersmann Anlagenbau, Max-Planck-St. 15 – 33428 Marienfeld, GermanyT.: +49 (0)5247 9808 – 0, F: +49 (0)5247 9808 – 40, email: b.pickert@f-e.de, www.f-e.deΠ.Α.Ε. “Περιβάλλον – Ανακύκλωση - Ενέργεια”, Στ. Καραγιώργη 34, 141 21, Αθήνα

Τ:210-2751853, F: 210-6772917, email: info@ere-recycling.gr, www.ere-recycling.gr

ΠερίληψηΤο σπονδυλωτό σύστημα το οποίο συνδυάζει την ανάκτηση πρώτων υλών από

ανακύκλωση και την ανάκτηση ενέργειας στο μέγιστο βαθμό. Ο σπονδυλωτός τουσχεδιασμός μπορεί να καλύψει από τις πλέον βασικές μέχρι τις πιο πολύπλοκεςαπαιτήσεις. Επίσης επιτρέπει την εύκολη και γρήγορη αναβάθμισή του με την προσθήκησπονδύλων (via Interface), όταν αυτό απαιτηθεί.

Λέξεις κλειδιά : σπονδυλωτό, ξηρή ζύμωση, μηχανική-βιολογική επεξεργασία, ημι-φορητό

1. ΕισαγωγήΗ κατανόηση της ανάγκης μετατροπής των αποβλήτων σε φυσικούς πόρους και

ενέργεια οδήγησε στην ανάπτυξη αυτού του συστήματος. Το σύστημα επιτρέπει τημηχανική βιολογική επεξεργασία των απόβλητων σε ένα σπονδυλωτό σχεδιασμό. Είναιαποτελεσματικό, επεκτάσιμο και πολύπλευρο όσο αφορά την εφαρμογή του. Δημιουργείτις βάσεις για μεγίστη αξιοποίηση των πόρων.

2. Η Μηχανική - Βιολογική Επεξεργασία (ΜΒΕ) σε σπονδυλωτό σχεδιασμόΤο σύστημα συνδυάζει τις καλύτερες τεχνολογίες και βοηθητικό εξοπλισμό για την

επεξεργασία – αξιοποίηση των αποβλήτων. Αξιοποιώντας την ενέργεια και τους πόρουςστο μέγιστο δυνατό βαθμό, το σύστημα συνεισφέρει στη προστασία του περιβάλλοντος καιτη συντήρηση των πολύτιμων φυσικών πόρων καθώς συνδυάζει την φιλική προς τοπεριβάλλον επεξεργασία των αποβλήτων και την μείωση των εκπομπών CO2.

Οι επιμέρους στόχοι της ΜΒΕ αναφέρονται παρακάτω:· Ανάκτηση δευτερευόντων πρώτων υλών (χειρονακτική, ημιαυτόματη, πλήρως

αυτόματη) όπως σιδηρούχα και μη σιδηρούχα μέταλλα, πλαστικά, χαρτί/χαρτόνι,κ.α.

· Παραγωγή RDF/SRF με σκοπό την αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων σεεγκαταστάσεις ηλεκτροδότησης και τσιμεντοβιομηχανίες

→ από απόβλητα σε ενέργεια· Μεγιστοποιημένη παραγωγή βιοαερίου από το κλάσμα των οργανικών αποβλήτων

μέσω ξηρής και υγρής ζύμωσης→ παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας στην εγκατάσταση

· Παραγωγή υλικού τύπου κόμποστ ή σχεδόν αδρανούς κλάσματος για υγειονομικήταφή (ανάλογα με την ποιότητα των εισερχομένων)

· Μεγιστοποίηση των εσόδων· Ελαχιστοποίηση των εκπομπών CO2

· Μέγιστη αξιοποίηση της ενέργειας και τον πόρων

2

3. Σπονδυλωτό σύστημα: Βασικές διαδικασίες και εξερχόμενα κλάσματα

Σχήμα 1. Διάγραμμα ροής διαδικασιών και εξερχόμενων κλασμάτων

Η ακολουθία των βασικών διαδικασιών του σπονδυλωτού συστήματος, μετά τηνπαραλαβή του εισερχόμενου υλικού, είναι αρχικά ο διαχωρισμός σε οργανικά υλικά καιανακυκλώσιμα υλικά (χειρονακτικός, ημι-αυτόματος ή πλήρως αυτοματοποιημένος). Ταανακυκλώσιμα υπόκεινται σε Μηχανική Επεξεργασία ώστε να γίνει ανάκτηση πρώτωνυλών (σιδηρούχα – μη σιδηρούχα μέταλλα, χαρτί/χαρτόνι, πλαστικά, πολυμερή, ξύλο). Τοοργανικό κλάσμα υπόκειται σε Βιολογική Επεξεργασία (ξηρή ζύμωση, υγρή ζύμωση,κομποστοποίηση, κλπ) ώστε να γίνει ανάκτηση ενέργειας, παραγωγή κόμποστ ήσυνδυασμός και των δύο. Τα τελικά εξερχόμενα κλάσματα ανάλογα με την τεχνολογία ΜΒΕ και το εισερχόμενοκλάσμα είναι : Κόμποστ, RDF/SRF το οποίο μπορεί να αντικαταστήσει ορυκτά καύσιμα,ενέργεια από την παραγωγή βιοαερίου και μία μικρή ποσότητα σχεδόν πλήρωςαδρανοποιημένου κλάσματος για ταφή σε ΧΥΤΑ/ΧΥΤΥ.

4. Σπονδυλωτή τεχνολογίαΕίναι η πλήρης, προσανατολισμένη στο μέλλον λύση για την επεξεργασία των αστικών

αποβλήτων, με προοπτική τη βέλτιστη αξιοποίηση της ενέργειας και των πόρων πουπεριέχονται στα απόβλητα. Η σπονδυλωτή τεχνολογία αποτελείται από δοκιμασμένεςδιαδικασίες οι οποίες περιλαμβάνουν μηχανική και βιολογική επεξεργασία των αποβλήτων,όπως επίσης και προ–επεξεργασία και μετ–επεξεργασία. Τα τμήματα (σπόνδυλοι) τηςτεχνολογίας του συστήματος σχεδιάστηκαν έτσι ώστε να επιτρέπουν την επέκταση τουσυστήματος με προσθήκες (via interfaces) όποτε αυτό καθίσταται απαραίτητο.

5. Η ολοκληρωμένη σπονδυλωτή διαδικασία.Η ολοκληρωμένη σπονδυλωτή τεχνολογία του συστήματος αποτελείται από :

I. Προ-επεξεργασία II. Μηχανική Επεξεργασία III. Βιολογική επεξεργασίαIV. Μετ-επεξεργασία

I. Προ-επεξεργασίαΠρο-διαλογή, τεμαχισμός και κοσκίνισμα για την προετοιμασία των απόβλητων για

μηχανική και βιολογική επεξεργασία. Τα μεγάλου μεγέθους ανακυκλώσιμα διαχωρίζονταισε αυτό το σημείο.

3

Σχήμα 2. Διάγραμμα Ροής – Προ-επεξεργασία

II. Μηχανική ΕπεξεργασίαΑνάλογα με τις απαιτήσεις, μπορεί να επιλεγεί βασική χειρονακτική διαλογή είτε πλήρως

αυτόματη διαλογή των υλικών ανά τύπο και μέγεθος. Οι πρώτες ύλες και οι πόροι όπως ταμέταλλα, το χαρτί, το χαρτόνι και τα πλαστικά μπορούν να ανακτηθούν και νααξιοποιηθούν.

Σχήμα 3. Διάγραμμα Ροής – Μηχανική Επεξεργασία

III. Βιολογική ΕπεξεργασίαΠεριλαμβάνει διάφορους τύπους διαδικασιών χώνευσης και κομποστοποίησης.

«Σύστημα ξηρής ζύμωσης» : Για τη ζύμωση στερεών, ινωδών αποβλήτων. Αξιόπιστο καιμε χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.«Υβριδικό σύστημα ζύμωσης» : Για υγρά χαλαρής δομής (low structure) ή λεπτόκοκκακαι στερεά οργανικά κλάσματα. Μέγιστη αξιοποίηση των ενεργειακών προοπτικών – ειδικάκατάλληλο για μεγάλο όγκο.«Ανοιχτή Ωρίμανση» : Συμβατική κομποστοποίηση σε υπαίθριους χώρους ή σεανοιχτούς, στεγασμένους.«Ωρίμανση σε Τούνελ» : Πλήρως κλειστή διαδικασία που επιτρέπει υψηλά επίπεδααποσύνθεσης σε σύντομες χρονικές περιόδους. Ελεγχόμενη βιολογική διαδικασία μέσωεπιλεκτικού αερισμού και ύγρανσης. Διαχείριση της διαδικασίας μέσω υπολογιστή,δυνατότητα επεξεργασίας του απόβλητου αέρα με σκοπό τη συμφωνία με τα υψηλότεραπεριβαλλοντικά στάνταρ.«Ξήρανση σε Τούνελ» : Ελεγχόμενη βιολογική διαδικασία για τη ξήρανση τωναποβλήτων πριν την αποτέφρωση ή επιπρόσθετη ξήρανση. Με τον τρόπο αξιοποιείται ηενέργεια που περιέχουν τα οργανικά απόβλητα.

4

Σχήμα 4. Διάγραμμα Ροής – Βιολογική Επεξεργασία

IV. Μετ-επεξεργασίαΤο σύστημα έχει την δυνατότητα να προσαρμοστεί σε όλες τις απαιτήσεις του τελικού

προϊόντος. Έτσι, στο στάδιο της μετ-επεξεργασίας έχει την δυνατότητα να μετατρέψει τατελικά οργανικά προϊόντα σε SRF, αδρανή υλικά είτε κόμποστ, ανάλογα με τις απαιτήσεις.

Σχήμα 5. Διάγραμμα Ροής – Μετ-επεξεργασία

6. Παραλλαγή των διαδικασιώνΤο σύστημα έχει τέσσερις βασικές παραλλαγές, ξεκινώντας από την απλή (BASIC) και

φτάνοντας στη πολύπλοκη και με μέγιστη αποδοτικότητα (HYBRID COMPLEX). Πάνω σεαυτές της μονάδες μπορεί να γίνει μελέτη και προσαρμογή ώστε να καλυφθούν όλες οιπιθανές απαιτήσεις.

Παραλλαγή 1: BASICΣχήμα 6. Διάγραμμα ροής και πίνακας απόδοσης

5

Το σύστημα BASIC έχει ως στόχο την ανάκτηση των δευτερευόντων πρώτων υλών καιτην παραγωγή σχεδόν αδρανούς κλάσματος για υγειονομική ταφή. Αποτέλεσμα αυτούείναι οι λιγότερες εκπομπές στο νερό και τον αέρα καθώς και η χρονικά μεγαλύτερηαξιοποίηση του χώρου υγειονομικής ταφής λόγω σημαντικής μείωσης του όγκου τωνεισερχομένων.

Το σύστημα αποτελείται από τον χώρο υποδοχής των εισερχόμενων υλικών, τον χώρομηχανικής προ-επεξεργασίας, όπου γίνεται διαχωρισμός του οργανικού κλάσματος από ταανακυκλώσιμα υλικά και τον χώρο αερόβιας επεξεργασίας (κομποστοποίηση), όπου τοοργανικό κλάσμα μετατρέπεται σε κόμποστ ή σε αδρανές υπόλειμμα.

Σχήμα 7. Τρισδιάστατη αναπαράσταση μονάδας

1) Παραλαβή2) Μηχανική Προ - επεξεργασία3) Ανάκτηση υλικών4) Παραγωγή SRF/RDF5) Ξηρή ζύμωση6) Υγρή ζύμωση7) Αερόβια επεξεργασία8) Μετ-επεξεργασία

Σχήμα 8. Μονάδα MBΕ, Dohuk (Ιράκ)

Η μονάδα ΜΒΕ στο Dohuk (IQ) κατασκευάστηκε το 2011. Έχει δυναμικότηταεισερχόμενων υλικών 150.000 t/έτος αστικά στερεά απόβλητα και σκοπός είναι οδιαχωρισμός των ανακυκλώσιμων και η κομποστοποίηση των οργανικών.

Παραλλαγή 2: INTERMEDIATEΤο σύστημα INTERMEDIATE έχει ως στόχο την ανάκτηση των δευτερευόντων πρώτων

υλών (ημιαυτόματη, χειρονακτική), την παραγωγή RDF/SRF και την αξιοποίησή του σεμονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τσιμεντοβιομηχανίες, αντικαθιστώντας ταορυκτά καύσιμα και την παραγωγή υλικού παρόμοιου με το κόμποστ ή σχεδόν αδρανούςκλάσματος για υγειονομική ταφή (ανάλογα με την ποιότητα των εισερχομένων).Αποτέλεσμα αυτού είναι η αύξηση των εσόδων, η μείωση των εξόδων διάθεσης, οιλιγότερες εκπομπές στο νερό και τον αέρα καθώς και η χρονικά μεγαλύτερη αξιοποίησητου χώρου υγειονομικής ταφής λόγω σημαντικής μείωσης του όγκου τους

Το σύστημα αποτελείται από τον χώρο υποδοχής των εισερχόμενων υλικών, τον χώρομηχανικής προ-επεξεργασίας, όπου γίνεται διαχωρισμός του οργανικού κλάσματος από τα

6

ανακυκλώσιμα υλικά, τον χώρο ανάκτησης υλικών, τον χώρο παραγωγής RDF/SRF καιτον χώρο αερόβιας επεξεργασίας (κομποστοποίηση), όπου το οργανικό κλάσμαμετατρέπεται σε κόμποστ ή σε αδρανές υπόλειμμα (ανάλογα με τα εισερχόμενα υλικά).

Σχήμα 9. Διάγραμμα ροής και πίνακας απόδοσης

Σχήμα 10. Τρισδιάστατη αναπαράσταση μονάδας

1) Παραλαβή2) Μηχανική Προ - επεξεργασία3) Ανάκτηση υλικών4) Παραγωγή SRF/RDF5) Ξηρή ζύμωση6) Υγρή ζύμωση7) Αερόβια επεξεργασία8) Μετ-επεξεργασία

Σχήμα 11. Μονάδα MBΕ, Varna (Βουλγαρία)

Η μονάδα κατασκευάστηκε το 2011. Έχει δυναμικότητα 180.000 t/έτος αστικά στερεά

7

απόβλητα και σκοπός είναι ο διαχωρισμός του οργανικού κλάσματος και τωνανακυκλώσιμων.

Παραλλαγή 3: COMPLEXΤο σύστημα COMPLEX έχει ως στόχο την ανάκτηση των δευτερευόντων πρώτων υλών

(πλήρως αυτοματοποιημένη), την παραγωγή RDF/SRF και την αξιοποίησή του σε μονάδεςηλεκτροπαραγωγής και τσιμεντοβιομηχανίες αντικαθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα, τηνπαραγωγή βιοαερίου με διαδικασία ξηρής ζύμωσης και την παραγωγή ενέργειας και τέλοςτην παραγωγή υλικού παρόμοιου με το κόμποστ ή σχεδόν αδρανούς κλάσματος γιαυγειονομική ταφή (ανάλογα με την ποιότητα των εισερχομένων).

Το σύστημα αποτελείται από τον χώρο υποδοχής, τον χώρο μηχανικής προ-επεξεργασίας, όπου γίνεται διαχωρισμός του οργανικού κλάσματος από τα ανακυκλώσιμαυλικά, τον χώρο ανάκτησης υλικών, τον χώρο παραγωγής RDF/SRF, τον χώρο ξηρήςζύμωσης για την παραγωγή βιοαερίου και τον χώρο αερόβιας επεξεργασίας(κομποστοποίηση), όπου το οργανικό κλάσμα μετατρέπεται σε κόμποστ.

Σχήμα 12. Διάγραμμα ροής και πίνακας απόδοσης

Σχήμα 13. Τρισδιάστατη αναπαράσταση μονάδας

1) Παραλαβή2) Μηχανική Προ - επεξεργασία3) Ανάκτηση υλικών4) Παραγωγή SRF/RDF5) Ξηρή ζύμωση6) Υγρή ζύμωση7) Αερόβια επεξεργασία8) Μετ-επεξεργασία

8

Σχήμα 14. Μονάδα Valnor, Alter do Chao (Πορτογαλία)

Η μονάδα κατασκευάστηκε το 2011. Έχει δυναμικότητα 20.000 t/έτος οργανικούκλάσματος από αστικά απόβλητα και εγκατεστημένη ισχύ 508KW.

Παραλλαγή 4: COMPLEX HYBRIDΤο πλέον ολοκληρωμένο σύστημα είναι το COMPLEX HYBRID και έχει ως στόχο την

ανάκτηση των δευτερευόντων πρώτων υλών (πλήρως αυτοματοποιημένη), την παραγωγήRDF/SRF και την αξιοποίησή του σε μονάδες ηλεκτροπαραγωγής και τσιμεντοβιομηχανίεςαντικαθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα, την παραγωγή βιοαερίου με διαδικασία ξηρής καιυγρής ζύμωσης (Υβριδικό), την παραγωγή ενέργειας και τέλος την παραγωγή υλικούπαρόμοιου με το κόμποστ ή σχεδόν αδρανούς κλάσματος για υγειονομική ταφή.

Το σύστημα αποτελείται από το χώρο υποδοχής των εισερχόμενων υλικών, τον χώρομηχανικής προ-επεξεργασίας, όπου γίνεται διαχωρισμός του οργανικού κλάσματος από ταανακυκλώσιμα υλικά, το χώρο ανάκτησης υλικών, το χώρο παραγωγής RDF/SRF, τοχώρο ξηρής και υγρής ζύμωσης, το χώρο αερόβιας επεξεργασίας (κομποστοποίηση) όπουτο οργανικό κλάσμα μετατρέπεται σε κόμποστ και το χώρο μετ-επεξεργασίας όπου ταεξερχόμενα υλικά από την ΜΒΕ, επεξεργάζονται περαιτέρω ώστε να παραχθούν τα τελικάπροϊόντα (Κόμποστ, RDF/SRF) σύμφωνα με τις απαιτήσεις της αγοράς.

Σχήμα 15. Διάγραμμα ροής και πίνακας απόδοσης

9

Σχήμα 16. Τρισδιάστατη αναπαράσταση μονάδας

1) Παραλαβή2) Μηχανική Προ - επεξεργασία3) Ανάκτηση υλικών4) Παραγωγή SRF/RDF5) Ξηρή ζύμωση6) Υγρή ζύμωση7) Αερόβια επεξεργασία8) Μετ-επεξεργασία

Σχήμα 17. Μονάδα MBΕ, Wiefels (Γερμανία)

Η μονάδα στο Wiefels (DE) κατασκευάστηκε το 2005. Έχει δυναμικότητα 80.000 t/έτοςοργανικού κλάσματος από αστικά απόβλητα και εγκατεστημένη ισχύς 2,4ΜW.

7. Ημι-φορητό σύστημα ξηρής ζύμωσηςΤο πρώτο παγκοσμίως αποκεντρωμένο, ημι-φορητό σύστημα παραγωγής βιοαερίου

και ηλεκτρικής ενέργειας με ξηρή αναερόβια χώνευση και ελάχιστη περίσσεια υγρών.Σε επιφάνεια 280m2 εγκαθίστανται 4 χωνευτές (fermenters) σε 20 ημέρες μόνο.

Πρόκειται για την έξυπνη επένδυση στη παραγωγή βιοαερίου και ηλεκτρικής ενέργειας απότα οργανικά απόβλητα.

S : 4 χωνευτές Containers. Για οργανικά απόβλητα έως 5.000 m3.L : 6 χωνευτές Containers. Έως 7.500 m3XL : 8 χωνευτές Containers. Έως και περισσότερο από 10.000 m3.

Πλεονεκτήματα :√ Χαμηλά έξοδα συντήρησης και λειτουργικά κόστη.√ Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από 100 KW έως και περισσότερο από 200 KW.√ Από 192.000 - 384.000 € ετήσια έσοδα από την ηλεκτρική ενέργεια√ Με την ελάχιστη περίσσεια υγρών.√ Επιπλέον παραγωγή θερμικής ενέργειας

10

Σχήμα 18. Τρισδιάστατη αναπαράσταση ημι-φορητής μονάδας 4 χωνευτών.

8. Ξεκλειδώστε τις προοπτικές των φυσικών πόρων και της ενέργειαςΌσο πιο απαιτητικά είναι τα τεχνικά στάνταρ, και όσο περισσότερες μονάδες είναι

ενσωματωμένες σε μια εγκατάσταση, τόσο μεγαλύτερα είναι τα πλεονεκτήματα για τοκλίμα και την προστασία των φυσικών πόρων. Έτσι, τα συστήματα μπορούν νααντεπεξέλθουν από τις βασικές έως τις πιο περίπλοκες απαιτήσεις. Ο σπονδυλωτόςσχεδιασμός εγγυάται μεγάλη ευελιξία στη μελέτη και τον σχεδιασμό της μονάδαςικανοποιώντας και τις πιο ιδιαίτερες ανάγκες.

Η μεγιστοποίηση της ανάκτησης των πρώτων υλών από τα ανακυκλώσιμα υλικά και τηςενέργειας από την παραγωγή βιοαερίου καθώς και SRF/RDF, η δραματική μείωση έως καιεξάλειψη των υπολειμμάτων προς υγειονομική ταφή έχει ως αποτέλεσμα την σημαντικήαύξηση των εσόδων, την μεγάλη μείωση του κόστους διάθεσης των τυχόν υπολειμμάτων,τη μείωση των εκπομπών CO2 από την αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων και τηναποφυγή τεχνολογιών που επιβαρύνουν σημαντικά το περιβάλλον, όπως η καύση.Μείωση των εκπομπών CO2, βασισμένη στη παραγωγή ενέργειας από βιοαέριο και τηναντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων με RDF στους σταθμούς ηλεκτροδότησης και στιςτσιμεντοβιομηχανίες καθώς και στην ανάκτηση των φυσικών πόρων.

Αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος αξιοποίησης της ενέργειας και των φυσικών πόρων.