E N V I R O N M E N TÁ L N A A N A LÝ Z A

S PA ĽOVA N I A K A LOV Z  

Č I S T I A R N I O D PA DOV ÝC H VÔ D

Technical University in Zvolen Faculty of Ecology and Environmental Sciences

Department of Environmental Engineering T. G. Masaryka 24, 960 53

e-mail: emilia.hroncova@gmail.com KEI

Emília HRONCOVÁJuraj LADOMERSKÝ

Príspevok uvádza analýzu možnosti spaľovania kalov z čistiarni odpadových vôd

a rozhodovaciu analýzu spaľovania kompostovaných kalov

v kotli na biomasu a v spaľovni odpadov.

Kaly z čistiarni odpadových vôd sú z hľadiska

zhodnocovania

problémovým odpadom.

zneškodňovaniaalebo

1. Anaeróbna biologická stabilizácia kalu a energetické využitie bioplynu

2. Priame hnojenie poľnohospodárskej pôdy stabilizovaným kalom

3. Kompostovanie kalu a hnojenie poľnohospodárskej, lesnej a inej pôdy

4. Kompostovanie a rekultivácia skládok odpadov, zakladanie trávnikov, lesných škôlok a pod.

5. Kompostovanie a spaľovanie kompostu v spaľovniach O

6. Sušenie a spaľovanie v spaľovniach O

7. Termické splynovanie a energetické využitie

8. Fyzikálno-chemická stabilizácia a skládkovanie stabilizovaného kalu

9. Termické a látkové využitie v technologickom procese (napr. pri výrobe tehál)

10.Spoločné spaľovanie so štandardným palivom – spaľovanie v inom spaľovacom zariadení ako v spaľovniach odpadov

11.Sušenie a rôzne druhy pyrolýzy (pomalá diskontinuálna, zrýchlená kontinuálna, flash, hydrotermická)

Principiálne možnosti odstraňovania čistiarenských kalov

Aplikácia kalov z ČOV do pôdy v niektorých krajinách EU sa

v posledných rokoch jednoznačne odmieta.

Z hygienických dôvodov sa vo väčšine prípadov vo svete uvažuje so spaľovaním

anaeróbne stabilizovaných kalov z čistiarni odpadových vôd.

Pre vysoký obsah vody je spaľovanie

kalov málo atraktívne. Energetickú hodnotu

kalov je možné relatívne lacným spôsobom zvýšiť.

P r a k t i c k ý s p ô s o b

ako zvýšiť energetickú hodnotu anaeróbne stabilizovaných kalov z ČOV

Je to známy postup z mechanicko-biologickej úpravy komunálnych odpadov (MBÚ) , pri

ktorom sa z komunálnych odpadov získava alternatívne palivo.

spolukompostovanie s  biomasou.

Pri kompostovaní, resp. pri prvej etape kompostovania sa s malými nákladmi významne

zníži obsah vody v kompostovanom materiál i . Vznikajúci kompost je považovaný za

kompost pre energetické využit ie – compost for energetic utilisation (CEU), na Slovensku a v Čechách známy pod názvom

energokompost .

niektorými odborníkmi je považovaný dokonca za biomasu

a z tohto tituly by sa mal, podľa nich, spaľovať v kotloch na biomasu

bez akýchkoľvek dodatočných opatrení na OOv.

Podľa nami navrhnutého prevádzkového experimentu by bolo možné rozhodnúť,

či kompostovaný kal z ČOV je možné spaľovať v kotloch na biomasu a za akých

opatrení, alebo či konkrétny kompostovaný kal sa musí

spaľovať iba v spaľovni odpadov.

ENERGOKOMPOST

spoluspaľovanie s drevom alebo inou biomasou

spaľovanie samotného

energokompostu v kotloch na

biomasu

Dobré výsledky by mohlo priniesť jeho

Zahraničná literatúra takýto postup nepopisuje, ak odhliadneme od MBÚ, ktorej horľavý produkt

sa nespaľuje v kotloch na biomasu. Ani na poslednom veľtrhu ŽP BREMEN 2013,

venovanom technike využívania energetického potenciálu odpadov

(WtE – Waste to Energy), sme nezistili možnosť spaľovania resp. spoluspaľovania odpadov za

rovnakých podmienok OOv ako pri spaľovaní dreva.Z ENV pohľadu odporúčame aj komparatívnu analýzu ENV prínosov pri spaľovaní dreva a pri

výrobe biouhlia.

Parametre techník štandardného spaľovania v roštovom kotli na biomasu a v roštovej

spaľovni odpadov

Parameter

Kotol na

biomasu

Spaľovňa odpadov

Zdržný čas tuhej látky na rošte [min]

8 - 10 50 - 60

Zdržný čas plynov v spaľovacom priestore nad posledným prívodom kyslíka [s]

< 2 > 2

Minimálna teplota v spaľovacom priestore nad posledným prívodom kyslíka [°C]

nie je sledovan

á850

Systém čistenia spalín ELOViacstupňový,

napr. ELO, absorpcia, DENOX

Kontinuálny emisný monitorovací systém

nie jeTZL, CO, NOx,

SO2, HCl, O2

Z tabuľky vyplýva, že medzi technikou spaľovania v kotloch na biomasu a v spaľovniach odpadov je zásadný kvalitatívny rozdiel. Je jasné, že dôkladnosť vyhárania organických látok v spaľovniach

odpadov je podstatne vyššia ako v kotloch na biomasu.

Pre spaľovacie zariadenia na biomasu a veľmi závažné ZL nie sú vôbec určené EL a ani nie sú merané, resp.

monitorované. V obidvoch prípadoch sa koncentrácie ZL prepočítavajú na

obsah kyslíka v spalinách 11 %.

ZL [mg.mn-3]

Kotol na biomasu tepelného príkonu > 5 MW

- < 50 MW

Spaľovňa odpadov

(97 % hodnôt)TZL 50 10CO 150 150TOC 20 10NOx 350 200SO2 - 50HCl - 10HF - 2

Tl + Cd - 0,05Sb+As+Pb+C

r+Co +Cu+Mn+Ni+

V

- 0,5

TE dioxinov.106

- 0,1

Emisné l imity - polhodinové priemery

Z vyhodnotenia tabuliek jednoznačne vyplýva,že

environmentálne riziká zo spaľovania látok s premenlivým zložením a možným podielom

nebezpečných látok v kotli na biomasu je neporovnateľne väčšie ako v spaľovni

odpadov. Zároveň vzniká otázka, či spaľovanie kompostovaných kalov z ČOV je skutočne

rizikové. Z ekonomického pohľadu by bolo jednoznačne

výhodné spaľovať kompostovaný kal v energetických zariadeniach napr. v kotloch na

drevo, nie v spaľovniach odpadov. Zdôvodnenie o rozhodnutí konkrétneho spaľovania sa môže uskutiočniť na základe

cielených spaľovacích skúšok v konkrétnom spaľovacom zariadení.

?

Návrh prevádzkového experimentu hodnotenia spaľovania kompostovaných

kalov z ČOV v kotl i na biomasu

Najvhodnejším riešením je postupne nabiehať s pridávaním energokompostu k pôvodnému

palivu a postupne zvyšovať podiel energokompostu až na 100% (t.j. samostatne

bez drevnej štiepky alebo uhlia). Etapa sa ukončí za 1 až 2 týždne. Podmienky spaľovania počas skúšok treba tak

prísne dodržiavať, ako keby sa spoluspaľoval odpad

zloženie paliva z hľadiska obsahu kovov priebežne

kontrolovať rýchlou metódou ED XRF

Hg rýchlou metódou studenej plazmy

Návrh prevádzkového experimentu hodnotenia spaľovania kompostovaných

kalov z ČOV v kotli na biomasu

pokračovanieKontinuálne merať

emisie CO, TOC, NOx

Na záver spaľovacích skúšok pri spaľovaní čistého energokompostu

teplotu spalín

zrealizovať autorizované meranie emisií TZL, CO, TOC, NOx, SO2, HCl, HF, ŤK a dioxínov.

Z výsledkov meraní sa vypracuje prevádzkový postup a opatrenia na minimalizáciu emisií.

ZÁVERVýsledky

emisných meraní

či z hľadiska PP OOv

analýz odpadov

jednoznačne preukážu

bude možné daný materiál spoluspaľovať v kotloch na drevo

a aké sekundárne opatrenia (systém čistenia spalín, monitoringu, odbery a analýzy

energokompostu)

bude potrebné na kotloch realizovať.

KEI

Technical University in Zvolen Faculty of Ecology and Environmental Sciences

Department of Environmental Engineering T. G. Masaryka 24, 960 53

e-mail: emilia.hroncova@gmail.com

Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu

výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0353-11

„Návrh a realizácia pilotnej retorty so zníženými

emisiami na výrobu biouhlia pre marginálne zóny

a overovacie aplikácie“.