rezumatul tezei de doctorat - samad kazemi - 22.09.pdf

5/27/2018 Rezumatul tezei de doctorat - Samad KAZEMI - 22.09.pdf

1/67

UNIVERSITATEA TEHNIC GHEORGHE ASACHI DIN IAI

FACULTATEA DE INGINERIE CHIMIC IPROTECIA MEDIULUI

DOMENIUL DE DOCTORATINGINERIA MEDIULUI

EVALUAREA IMPACTULUI I A RISCULUI DE MEDIULA PROCESELE DE COGENERARE ALE

DEEURILOR MENAJERE

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

SAMAD M. KAZEMI

CONDUCTOR TIINIFIC:

PROF. UNIV. DR. ING. MATEI MACOVEANU

IAI, 2012


2/67

2


3/67

3

Mulumiri

Cu gratitudine i respect mi ndrept gndul ctre Domnul Profesor Universitar Doctor Inginer MATEI

MACOVEANU conductorul tiinific al tezei de doctorat, pentru ntregul efort depus n coordonarea etapelor

lucrrii i pentru rbdarea plin de nelepciune cu care a urmrit i ndrumat elaborarea acestei forme finale.

Cele mai sincere sentimente de gratitudine adresez ntregului colectiv al Catedrei de Ingineria i

Managementul Mediului din cadrul Facultii de Inginerie Chimic i Protecia Mediului a Universitii Tehnice

Gheorghe Asachi Iai.

Alese gnduri de mulumire sunt adresate onorailor membri ai Comisiei de doctorat, precum i tuturor

specialitilor ce au alocat o parte din timpul i efortul domniilor lor, pentru a parcurge i evalua coninutul

acestei lucrri.

n final, dar nu n cele din urm a dori s exprim recunotin i mulumire soiei i fiului pentru

susinerea, nelegerea i ncurajarea pe care mi-au acordat-o pe parcursul acestor ani de studiu.

V mulumesc!

Iai, Octombrie 2012


4/67

4


5/67

5


6/67

6


7/67

7


8/67

8

INTRODUCERE

Deeurile sunt n general definite drept ceva ce nu mai este dorit sau util: ele reprezint ceea ce a rmasdup ce componentele lor valoroase i utile au fost ndeprtate (Cambridge English Dictionary, 2010). Astzisocietatea global contientiznd problemele mediului recunoate c generarea de deeuri estecontraproductiv pentru atingerea unei societi durabile. Din ce n ce mai mult, deeurile sunt luate nconsiderare nu ca un rezultat final al consumului produselor, ci drept o resurs care poate fi exploatat pentrurecuperarea materialelor i energiei, reprezintnd de fapt singura resurs care crete.

Principiile generale ale unui bun management al deeurilor sunt subliniate n Directiva Cadru privindManagementul deeurilor (EC, 2008/98). Directiva stabilete o ierarhie simpl din cinci trepte ca prioritate legalobligatorie pentru statele membre, n domeniul managementului deeurilor. Ierarhia deeurilor declar clarfaptul c trebuie pus accentul pe reducerea cantitii de deeuri produse, apoi recuperarea i reciclarea

deeurilor, n cea mai mare msur posibil. Deeurile care nu pot fi reciclate trebuie apoi, utilizate pentrurecuperarea energiei prin incinerare sau producia de biogaz. n final, opiunea cea mai puin dezirabil esteincinerarea sau depozitarea fr recuperarea de energie.

Directiva privind incinerarea deeurilor (EC, 2000/76) prezint ns numai una dintre tehnologiiledisponibile incluse n seciunea operaiilor de recuperare a ierarhiei deeurilor. n aceast privin ierarhiadeeurilor este insuficient ca instrument de ghidare a strategiilor de management a deeurilor deoarece, ea nuncurajeaz investigaiile amnunite i comparaiile tehnologiilor alternative. n unele cazuri tehnologiilealternative pot oferi beneficii de mediu mai mari dect incinerarea. Directiva cadru a deeurilor indic ns cunele forme de evaluare a impactului trebuie efectuate n conjuncie cu ierarhia deeurilor: cnd aplic ierarhia

deeurilor Statele Membre trebuie s ia msuri s ncurajeze opiunile care ofer cel mai bun rezultat pentrumediu(Parlamentul i Consiliul Europei, 2008, Articolul 4, paragraful 2).Agenia European de Mediu declar: Recuperarea ntr-o msur din ce n ce mai mare a deeurilor i

deturnarea acestora de la depozitare joac un rol cheie n abordarea impactului de mediu determinat decreterea volumului de deeuri. Deorece reciclarea i incinerarea cu recuperarea energiei sunt din ce n ce maiutilizate, ne ateptm ca emisiile nete de gaze cu efect de ser provenite din deeurile municipale s scadconsiderabil pn n anul 2020(EEA, 2008).

Directiva cadru privind deeurile permite ca incineratoarele de deeuri s fie luate n considerare caoperaii de recuperare n cazul n care contribuie la generarea energiei cu mare eficien pentru a promovautilizarea eficient a deeurilor n incineratoare i a ncuraja inovaia n incinerarea deeurilor.

Lund n considerare faptul c nu toate deeurile municipale sunt corespunztoare pentru reciclare,deeurile care pot fi uor separate la surs trebuie s fie reciclate. Deeurile reziduale rmase trebuietransformate n energie, n instalaii corespunztoare i curate, n loc de a fi ngropate n depozite de deeuri.

rile care i-au redus cu succes dependena pentru depozitarea deeurilor (atingnd 1% i chiar subacest procent) au i cele mai mari rate de reciclare din Europa i au realizat acest management n combinaiecu instalaiile de incinerare a deeuri pentru obtinerea energiei (Germania, Austria, Suedia i Olanda ),reprezintnd dovada faptului c reciclarea i energia din deeurile ce nu pot fi reciclate corespunztor secompleteaz pentru a deturna deeurile de la depozitare.


9/67

9

n Romnia, nu au fost fcui deocamdat nici un pas pentru a urca n ierarhia deeurilor pe o treaptsuperioar depozitrii. Transformarea depozitelor necontrolate n depozite controlate conform cerinelor UE a

necesitat eforturi financiare serioase. Dei aceste depozite dispun de instalaii de colectare a biogazului, acestanu este deocamdat utilizat pentru recuperarea energiei deorece cantitile de biogaz produse sunt mici,majoritatea depozitelor fiind puse n funciune de civa ani, cum este i cel de la uora pentru Municipiul Iai(2009).

Teza de doctorat cu titlul Evaluarea impactului i a riscului de mediu la procesele de cogenerareale deeurilor menajerea abordat tocmai o astfel de problematic.

Scopul tezei de doctorat l-a constituit studiul privind implementarea n judeul Iai a unui procestehnologic de gazeificare a deeurilor solide municipale (DSM) n 2 trepte: gazeificare i oxidare la temperaturnalt, dup care gazul combustibil rezultat s fie folosit la generarea de energie electric i termic.

In acest scop s-au urmrit obiectivele:

- Studii privind implementarea procesului tehnologic de cogenerare prin valorificarea deeurilor solidemunicipale;

- Evaluarea impactului asupra mediului prin metoda analizei ciclului de via la cogenerarea deeurilorsolide municipale;

- Evaluarea impactului i a riscului de mediu la procesele de cogenerare ale deeurilor solide municipale.Teza de doctorat are o extindere de 187 de pagini, din care contributiile originale reprezinta cca. 66 % si

este organizata in doua parti, cuprinzand 6 capitole, precedate de o introducere si urmate de concluzii sibibliografie.

Rezultatele cercetarilor bibliografice (88 trimiteri) si cele proprii sunt evidentiate clar in teza de doctorat sisunt insotite de 70 figuri si 50 tabele.

In primele dou capitole cu un caracter documentar, se prezint aspecte specifice privind abordareadeeurilor solide municipale (DSM) ca o resurs relativ sigur i stabil ale crei avantaje trebuie s le utilizmprin promovarea altor opiuni de tratare (n nici un caz depozitare), aa cum este i opiunea utilizrii deeurilorsolide municipale ca surs alternativ de energie.

In urmtoarele patru capitole sunt prezentate si discutate rezultatele care reprezinta contributiaoriginala privind evaluarea impactului i a riscului de mediu la procesele de cogenerare ale deeurilor solidemenajere.

In primul capitoldin partea de cercetare originala este prezentat i analizat instalaia de cogenerare adeeurilor solide menajere din comuna Miroslava, judeul Iai, care este proiectat i urmeaz a fi implementat

pe baza finanrii printr-un proiect european.In cel de al doilea capitoleste analizat procesul tehnologic prin care urmeaz s fie recuperat energiagenerat prin incinerarea deeurilor solide menajere.

In continuare, la capitolul 3, este evaluat impactul asupra mediului, a deeurilor solide municipale caresurse de energie alternative folosind n acest scop metoda evalurii ciclului de via.

Evaluarea Ciclului de Via (ECV) reprezint un instrument al managementului de mediu care poate ajutafactorii de decizie n evaluarea diferitelor strategii disponibile i alegerea variantei optime din punct de vedere alproteciei mediului. n felul acesta ECV poate contribui, cel puin parial, la realizarea demersului ctre odezvoltare durabil, demers care necesit i abordarea problemelor economice i sociale pentru care suntdisponibile alte instrumente de evaluare.


10/67

10

n cadrul tezei de doctorat metodologia ECV a fost utilizat pentru evaluarea diferitelor alternative carepot fi implementate pentru a atinge intele prevzute n urmtoarele directive: Directiva Cadru privind

Managementul Deeurilor (EC, 2008/98), Directiva privind Depozitarea Deeurilor (EC, 1999/31), Directivaprivind Incinerarea (EC, 2000/76), Directiva privind ambalajele i deeurile de ambalaje(EC, 1994/62).Softul utilizat pentru modelarea scenariilor de management a deeurilor n judeul Iai i realizarea

studiului ECV este SimaPro varianta 7.3.2 (Pr Consultants, 2011), pe baza licenei obinute de ctreFacultatea de Inginerie Chimic i Protecia Mediului din cadrul Universitii Tehnice Gh. Asachi Iai.

Scopul studiului ECVrealizat n cadrul tezei de doctorat l-a constituit analiza evoluiei impactului asupramediului al sistemului de management al DSM din judeul Iai n perioada 2011-2038, prin compararea unorscenarii evolutive care iau n considerare creterea cantitilor de deeuri colectate i valorificate prin reciclarei compostare precum i scenarii alternative de tratare a deeurilor prin trecerea de la depozitarea controlatla valorificarea energiei acestora prin incinerare.

Studiul ECV realizat a utilizat cinci dintre cele mai consacrate metodologii de evaluare a impactului prinanaliza ciclului de via i anume Eco Indicator 99, EDIP 2003, ReCiPe, EPS 2000 i CML 2001.

Unitatea funcional a studiului folosit a fost fie o ton de deeuri pentru comparaiile unitare, fiecantitatea total de DSM generat n anul scenariului n Municipiul Iai i preluat n cadrul sistemului demanagement al acestor deeuri.

Prognoza cantitilor de DSM generate n municipiul Iai precum i a compoziiei acestora a fost preluatdin Master Planul pentru managementul deeurilor n judeul Iai Asistena tehnic pentru pregtireaPortofoliului de proiecte sector deeuri 2.

Majoritatea scenariilor considerate n evaluarea realizat sunt prospective reprezentnd evoluiapreconizat a managementului deeurilor n Judeul Iai n perioada 2011-2038, sunt folosite ns i ctevascenarii alternative.

Ca punct de start (scenariul 0) este abordat situaia prezent retrospectiv (scenariu de monitorizare),de la care s-a plecat de la nivelul anului 2011 (depozitare conform n depozitul de deeuri uora almunicipiului Iai):

Scenariu 1 prezint situaia preconizat la nivelul anului 2013 (nu sunt prevzute modificri majore nmanagementul deeurilor fa de situaia prezent analizat );

n scenariu 2 (2018) este preconizat trecerea de la depozitare la incinerare. Se consider c perioadadintre anii 2013-2018 este suficient pentru construcia i punerea n funciune a staiei de incinerare. Caalternative, scenariul 2a propune depozitarea n continuare ca i pn n prezent fr utilizarea sau incinerarea

biogazului rezultat, 2b depozitarea cu incinerarea biogazului de depozit, scenariul 2c situaia n care deeurilear fi incinerate cu creditarea energiei rezultate (metoda 2), iar scenariul 2d depozitare cu incinerare biogaz icreditarea energiei rezultate (metoda 2);

Scenariile 3-4 prezint situaiile preconizate pentru perioada 2023- 2032, fiind prevzut ca i n cazulscenariului 2 dup reciclare i compostare tratarea deeurilor prin incinerare. Scenariul 5a prezint situaiaalternativ a depozitrii n ultimul an al duratei vieii depozitului uora (2032) cu recuperarea energiei dar frcreditare, scenariul 5b situaia n care energia rezultat din recuperarea biogazului ar fi creditat, iar scenariul5c incinerarea deeurilor i creditarea energiei rezultate. Ultimul scenariu 6 abordeaz incinerarea frcreditarea energei rezultate n anul 2038.


11/67

11

Evaluarea Impactului a fost realizat prin gruparea i cuantificarea ntr-un numr limitat de categorii deimpacte a efectelor utilizrii resurselor i emisiilor generate , care au fost apoi ponderate n privina importanei

lor. Alocareaeste abordat n prezentul studiu n dou variante. n prima variant (preluat din baza de dateEcoinvent) pentru opiunile principale de management, incinerarea i depozitarea, impactul de mediu estealocat n proporie de 100% serviciului oferit de management (nu este luat n considerare energia rezultat).Pentru opiunile secundare (reciclarea) i compostarea, avem pe de o parte un impact obinuit (negativ)generat de procesele de colectare separat, pretratare i transport spre instalaiile de recirculare, compostaresau digestie anaerob. Pe de alt parte materialele secundare i compostul rezultate pot nlocui (evita producia) unor materiale primare care ndeplinesc aceai funcie (de exemplu compostul poate nlocui un ngrmntorganic). Impactul produselor primare nlocuite este considerat un impact pozitiv, deoarece se evit impactulnecesar pentru producerea acestora. n aceast prim variant se consider c ntregul beneficiu al producerii

materialului primar nlocuit este compensat de impactul pentru producerea materialului secundar. Cu altecuvinte n aceast variant proceselor de reciclare, compostare i digestie anaerob le este alocat un impactde mediu nul.

A doua variant a alocrii cunoscut i sub numele de creditare, cuantific att impactul materialelorsecundare, coprodusele i energia rezultata din procesele de tratament a DSM, ct i impactul pozitiv alurmtoarelor produse primare sau energii echivalente nlocuite (substituite sau a cror producere a fost evitat): lingouri de Al, hrtie lemnoas, granule medii de polietilen, sticla virgin i lemnul pentru reciclare,ngrminele organice pentru compostarea aerob i digestia anerob i energia electric produs n Romniasau energia termic (produs la nivelul mediu al UE 27) n cazul energiei produse din incinerare, depozitare saudigestie anaerob. Cum unele din aceste materiale sunt energointensive, iar energia produs n Romnia areun impact considerabil asupra mediului (datorit utilizrii nc ntr-un procent destul de ridicat a crbunelui ncentralele electrotermice) adesea impactul produselor nlocuite depete impactul proceselor de tratament,diferena rezultat fiind considerat ca impact de mediu pozitiv. A doua variant necesit luarea n considerarea unui numr mult mai mare de procese dect prima variant. Pentru aceast metod este foarte important ialegerea produselor nlocuite (evitat a fi produse).

n contextul ECV evaluarea impactului a fost analizat pe baza mecanismului de mediu care mai estecunoscut i sub denumirea de calea impactului sau lanul cauz-efect.

Pentru toate opiunile de mangement al DSM analizate, respectv cele principale incinerarea idepozitarea i cele adiionale reciclarea, compostarea i digestia anaerob, au fost luate n considerare ciclurile

de via ale tuturor celor nou fraciuni din DSM (metale (Al), sticl (S), carton (C), hrtie(H), textile (T), plastic(P), lemn (L), deeuri organice (DO), alte deeuri (AD).

In urma evalurii realizate, constat c impactul cel mai important asupra mediului este determinat dematerialele plastice att pentru incinerare ct i pentru depozitare. Dintre categoriile de impact predominanteremarcm substanele carcinogene i modificarea climatului.

Pentru incinerare, ordinea descresctoare a impactului este P>T>Al>AD>L>H>DO>C>S, iar pentrudepozitare P>H>T>AD>C>DO>S>Al>L.

Cea mai bun opiune din punct de vedere al mediului este incinerarea. Dintre cele dou opiunireferitoare la depozitare un impact global mai redus se obine n cazul incinerrii biogazului de depozit, datoritn primul rnd reducerii impactului de modificare a climatului prin incinerarea metanului coninut n biogaz.


12/67

12

Dintre categoriile de impact n cazul depozitrii ponderea este dat, pe lng modificarea climatului , desubstanele carcinogene. n schimb n cazul incinerrii un impact mai mare fa de depozitare apare n cazul

substanelor anorganice cu efect asupra aparatului respirator (oxizi de N, particule n suspensie cu < 10 m).In ultimul capitol, cap.4, a fost evaluat impactul si riscul de mediu pentru procesele de valorificare adeseurilor solide municipale, incluznd recuperarea materialelor, tratamentul biologic (compostarea ibiogazeificarea sau digestia anaerob), tratamentul termic cu referire la incinerarea combustibilului derivat dinrefuz CDR sau combustibilului rezultat din ambalare CRA i/sau incinerarea de mas, cu sau frrecuperarea energiei i depozitarea. Astfel, n situatia evaluata, in judetul Iasi, s-a constatat fie c sunt foarteputine depozite de deseuri care au echipamente de colectare a biogazului, fie c biogazul este colectat, dar nueste o surs de recuperare a energiei, datorit faptului c biogazul este produs n cantitti mici si cele mai multedepozite de deseuri sunt recent functionale, cum ar fi n situaia studiul de caz realizat n cadrul tezei. Au fostconsiderate 16 scenarii, care au fost analizate, lund n considerare aspectele de mediu ale fiecruia, ca surse

de impact si de risc.Analiza impactului si a riscului de mediu efectuat a artat c scenariul recomandat, se refer la

instalatia de cogenerare care poate aborda tratarea termica a deeurilor cu sau fr recuperarea cldurii,ajungnd la concluzia c incinerarea poate fi aplicat att la deeurile municipale ct i la deeurile periculoase.

CAPITOLUL 1. INSTALAIE DE COGENERARE DIN DEEURI SOLIDE MENAJERE,N COMUNA MIROSLAVA, JUDEUL IASI

Din examinarea cadrului legislativ, a situaiei locale a deeurilor, privind cantitile i compoziia acestora,

a stadiului tehnologiilor actuale i a parametrilor financiari ai investiiei, se propune o instalaie de cogenerare,cu puterea de 10MW, ntruct:cantitatea necesar de deeu menajer este sub 260.000t/an, care poate fi disponibil din deeuri

menajere colectate n Municipiul Iai, ntru-un an;se recomand valorificarea cldurii rezultate din procesul tehnologic pentru furnizarea de energie

termic necesar locuinelor, pentru mrirea randamentului global, cu impact favorabil asupra veniturilor dinexploatare;

costul investiiei este n limitele de finanare din programele operaionale, fr s fie calificat caproiect major;

costurile de finanare pot fi suportate de autoritatea public local, sau un IMM, prin contractarea decredit suportabil;

exist posibilitatea de valorificarea energiei termice prin injectarea acesteia n conducta determoficare aflat la mic distan de locul de amplasare, avnd o capacitate de preluare limitat.

Soluiile tehnice recomandate sunt piroliza i gazeificarea deeurilor solide menajere, cu producerea deenergie termic i gaz combustibil, care s fie ars n maini termice cu ardere intern, care s antrenezegeneratoare electrice pentru producerea de energie electric sau folosirea aburului, care valorific att clduragenerat n procesul tenologic, dar i cldura generat de arderea gazului combustibil, produs de instalaie.Aceste tehnologii sunt n acord cu Directivele Europene privind incinerarea, cantitatea de emisii de noxe estefoarte sczut, se distrug, n mare msur deeurile toxice, iar eficiena producerii energiei este ridicat.


13/67

13

Soluia recomandat este incinerarea deeurilor n doua trepte: gazeificarea i apoi oxidarea latemperatur inalt, pentru descompunerea fraciunilor nocive, dup care gazul combustibil rezultat s fie utilizat

la producerea energiei electrice, cu un motor cu ardere intern.1. Date privind amplasamentul i terenul pe care urmeaz s se amplaseze obiectivul de investiie

Informaii despre terenul din amplasament:1.1. Situaia juridic privind proprietatea asupra terenului care urmeaz a fi ocupat definitiv i/sau

temporar de obiectivul de investiie:Proprietatea public a Comunei Miroslava pus la dispoziia proiectului de ctre consiliul local

pentru realizarea instalaiei de cogenerare prin arderea deeurilor.1.2. Suprafaa estimat a terenului: Suprafaa estimat a terenului este de 2-2.5 ha.

1.3. Caracteristicile geofizice ale terenului din amplasament determinate n baza studiuluigeotehnic realizat special pentru obiectivul de investiii privind:

1.3.1. zona seismic de calcul i perioada de coliAmplasamentul este situat n zona cu acceleraia terenului pentru proiectare ag = 0,20g pentru

IMR de 100 de ani i perioada de coli T = 0,70 sec.1.3.2. date preliminare asupra naturii terenului de fundare i presiunea convenionalAvnd n vedere caracteristicile fizico-mecanice i geologice ale terenului de fundare din

amplasament (sol vegetal negru cu grosimi de 0,3-0,5m urmat de pmnturi sensibile la umezire tip A(argil,argil prafoas) cu grosimi de peste 3m), fundarea se va executa direct n stratul de argil prfoas, fr opregtire prealabil a terenului dar, cu respectarea normelor specifice de fundare pe P.S.U., se impun

urmtoarele precizri:oforma n plan s fie ct mai simpl, de preferat ptrat sau dreptunghi, fr intranduri sau

ieinduri;ofundarea va fi una direct, continu, ncastrat n argil prfoas.

n ceea ce privete structura construciei, se vor avea n vedere urmtoarele msuri tehnice:reducerea lungimilor tronsoanelor de cldire la nivelul unor sisteme structurale de lungimi medii sau

scurte(L/H


14/67

14

Pef presiunea medie vertical pe talpa fundaiei, provenit din ncercrile de calcul din grupafundamental;

Ppl presiunea corespunztoare unei extinderi limitate a zonei plastice.1.3.3. nivelul maxim al apelor freaticePnza freatic este cantonat n formaiunile cauternare permeabile la adncimi de peste 12 m, avnd

caracter i nivel variabil, funcie de regimul pluviometric i de descrcrile din amonte (ape de infiltraie). Deiprin infiltraie sunt dizolvate o serie de sruri, din studiile efectuate anterior n zon, a rezultat ca, apa freaticde aici nu prezint agresivitate sulfatic sau magnezian.

1.4. Date climatice ale zonei n care este amplasamentulClima estetemperat-continental, cu variaii ale temperaturii ntre 36C si + 40C, media anual ntre

anii 1901 1990 fiind de + 9,5C.Temperatura ambiental nregistrat de staia meteorologic Iai a avut urmtoarele valori n decursul

anului 2008:Media anual: 11,1C;Maxima anual: + 36,3C nregistrat n data de 16.08.2008;Minima anual: - 20,2C nregistrat n data de 05.01.2008;Precipitaii atmosferice: 673,71/an;Viteza media anual: 2,9 m/s cu direcia dominant vest.

Principalele surse de emisii de SO2 din Judeul Iai, sunt date de arderile de combustibil fosil dinproducerea de energie i industria de transformare la SC CET SAIasi, din arderile rezideniale de lemn n sobei cmine i din procesele industriale. Dei SC CET SA Iai a utilizat combustibili mai curai ca: pcura cu0.84% sulf i huila cu 0,4 % sulf, emisia anual de SO 2a crescut cu 54,4% datorit funcionrii cazanelor decapacitate mai mare precum i datorit optimizrii achiziiei de date de la sistemele de monitorizare online.


15/67

15

Principalele surse de emisii de noxe din Judeul Iai, n ordinea contribuiei, sunt reprezerentate de:transportul rutier, arderile din producerea de energie i industria de transformare la SC CET SA Iai, arderile

rezideniale de lemn n sobe i camine i de procesele industriale .Pulberile n suspensie PM10 monitorizate n staiile automate constituie singurul poluant care depetevaloarea limit zilnic, prevzut n legislaie. Sursele de emisie din Judeul Iai, rezultate din inventarul deemisii, sunt: arderile rezideniale de lemn n sobe i cmine, transportul rutier, producerea de energie iindustria de transformare, la SC CET SA Iai, industria metalurgic, fabricarea produselor de ceramic prinardere, halte i depozite. Din inventarul de emisii a rezultat pentru anul 2008 o cantitate de 6521t PM10.Aglomerarea Iaului este determinat de poluarea cu pulberi, concentraia medie anual fiind de 41,59g/mc,cu o frecven de depire a valorii limitei zilnice la nivelul ntregii aglomerri de 33.3%. Cauzele depirii VL pelng emisiile din inventar trebuie considerate: starea i calitatea drumurilor, antierele de construcii, lucrrilela instalaiile subterane de energie electric, de telefonie i de termoficare, utilizarea materialului antiderapant in

perioada de iarna, starea de curatenie a drumurilor si autovechiculelor.Concentraia poluanilor gazoi (SO2, NOx, CO etc. ) n aer este situat sub valorile limit pentru

protecia sntii umane prevzute n OM 592/2002, nenregistrndu-se nici o depire.1.4.1. Emisii totale anuale de gaze cu efect de serGazele cu efect de ser, reglementate n protocolul de la Kyoto sunt : dioxid de carbon CO2; metan CH4; protoxid de azot- N2O; hidrofluorocarburi- HFC-uri; perfluorocarburi- PFC-uri; hexafluorura de sulf- SF6.

Dioxidul de carbon echivalent (CO2eq) este unitatea de msur universal utilizat pentru a indicapotenialul global de nclzire a celor 6 gaze cu efect de ser. Bioxidul de carbon (CO2) este gazul de referinacu ajutorul cruia sunt calculate i raportate celelalte gaze cu efect de ser.

Emisiile totale anuale de gaze cu efect de ser, exprimate n CO 2 eq, rezultate din inventarul anual alemisiilor n atmosfer sunt prezentate n urmtorul tabel:

Figura I.1. Emisii totale de gaze cu efect de ser indicator nivel II


16/67

16

Din inventarul anual al emisiilor n atmosfer, emisiile toate de GES sunt de 3303,8 mii tone CO2eq.Fata de 3271,9 mii tone n 2007.

2. Analiza financiar a soluiei propuseSoluia tehnologic de valorificare energetic a deeurilor solide menajere cu putere caloric mare, a fost

supus analizei financiare, conform metodicii recomandate pentru proiectele finanate din fondurile UniuniiEuropene . n analiz s-a luat n considerare rata de schimb de 4,2022 lei/, publicat de BNR la 06.07.2011 .

2.1. Date de intrareConform datelor statistice ale zonei Iai, Comuna Miroslava, beneficiarul investiiei are acces la deeuri

cu o putere calorific de aproximativ 2000kcal/kg. Valoarea de 3600kcal/kg, conform normativei nr.20/26.11.2004 Ministerul Mediului i Gospodririi Apelor, nu este confirmat de rapoartele privind calitateadeeurilor din Moldova(regiunea de Nord-Est). n analiza financiar va fi luat n considerare valoareaconfirmat de rapoartele oficiale. Aceasta cifr este esenial pentru analiza financiar a investiiei si de aceeas-a luat cifra real, altfel, analiza financiar ar fi prea optimist.

Din experiena European i mondial n domeniul tehnologiei propuse, rezult c, o instalaie decogenerare de putere instalat 10MWh, poate produce 25-35% energie electric i 40-60% energie termic.Randamentul total al tehnologiei ridicndu-se la 85%. Pentru analiza s-au luat n considerare cifre maipesimiste, adic 30% energie electric i 40% energie termic.

n tabelul de mai jos sunt date preurile de achiziie a materiilor prime i a preului de vnzare a producieiinstalaiei de cogenerare.


17/67

17

n tabelul preurilor s-au folosit sursele menionate anterior. Pentru energia electric, s-au utilizat dateledin Legea 220/2008, privind numrul de certificate verzi pentru energie electric produs de instalaiile de

ardere a deeurilor (CET Iai bugetul de venituri i cheltuieli an 2009). Preul certificatului verde este publicatde OPCOM, pentru data de 30.07.2009, 215,34lei(51,23/MWh). Preul real al certificatului verde este maimare, la limita superioar a plajei legale de variaie (27-55/MWh), ntruct preul certificatului este stabilit decerere i ofert pe piaa certificatelor verzi. n acest moment, cererea de certificate verzi este mai mare dectoferta, situaie care se va menine n urmtorii ani.

2.2. Costuri de exploatareCosturile de exploatare sunt: de personal, de ntreinere, materiale consumabile, servicii contractate i

costuri indicate.

Costurile cu servicii contractate, servicii profesionale, consultan juridic, managementul calitii-mediu,metrologie etc., au fost estimate la 4 mii lei/.

Cheltuielile indirecte au fost considerate 100% din cheltuieli de personal i ntreinere.2.3. Alte date de intrareO astfel de instalaie de cogenerare necesit timp de ntreinere, reparaii etc., interval de timp n care nu

se produce energie. n analiz s-a luat n considerare c accesibilitatea centralei este de 90%. Pentru

consumurile proprii, tehnologice, se ia n considerare procentul de 5% din energia electric produs.Asigurarea materiei prime, deeul menajer, nu este o problem n sine, ntruct, la nivelul Judeului Iai

sunt probleme mari cu sistemul de management al deeurilor.Costul investiiei este considerat 2/MW. Cifra a rezultat din analiza costurilor de investiie n instalaii

tehnologice similar pe plan mondial.Pentru capitalul privat investit s-a luat n considerare c acesta provine din credit pe 10 ani, cu dobnda

de 8% an.2.4. Variante analizateAnaliza financiar s-a realizat n doua variante:

a) instalaie de cogenerare n care se valorific energia electric i termic;


18/67

18

b) instalaie de cogenerare a energiei electrice, fr valorificarea energiei termice.

La fiecare din variante, s-a facut analiza investiiei i analiza financiar a capitalului propriu.

2.5. Rezultatele analizei

CAPITOLUL 2. PROCESUL TEHNOLOGIC

1. Prezentarea uzinei productoare de curent i cldur din deeuri (BHKW)V prezentm realizarea uzinei pentru producerea de curent i cldur din deeuri. Deeurile se vor

pregti ca palei de ardere care vor fi eapai. Gazul va fi transmis ntr-un recipient de nclzire n bloc cu motorde ardere. Motorul de ardere va produce curentul i cldura.

n uzina de eapare va fi folosit mereu deeul. Aceasta este n concordan cu cerineleTASI(Technological Advanced Study Institute), care interzice depunerea de deeuri netratate.

Tehnologiile folosite n prezent pe scara larg , pentru obinerea de energie:se introduce masa de ardere ntr-un cazan pentru producerea de curent. Aburul produs e transmis la

o turbin care pune n micare un generator;dupa arderea masei de combustie, gazele rezultate sunt dirijate ntr-un cazan de rcire. n acesta se

produce aburul care punea n micare turbina cuplat cu un generator.Folosirea tehnicii de eapare, marete randamentul energetic. ntr-o uzin de inclzire n bloc pentru

eapare (BHKW) este produs din substana de ardere un gaz. Acesta este transmis unui motor cu ardere, carepune n micare un generator electric. Astfel, vor fi transformate din substane biologice brute, curent i cldur.Gradul de eficien energetic al unui motor cu ardere este mult mai mare dect cel al unei turbine cu aburi,ceea ce face ca la producerea de energie, emisiile de C02 s fie mult mai mici n comparaie cu tehnicile de

ardere folosite n prezent (producerea de aburi i turbine de aburi). Gradul de eficiena energetic al instalaiei de recuperare a deeurilor prin eapare trece de 85% .

Producerea de energie se face n uzine de nclzire n bloc (BHKW). 1.1. Pregtirea masei de ardere1.1.1. Etapele procesului tehnologic:

Preluarea deeurilor; Sortare manuala, tocare dur; Sortare automat, tocare fin; Brichetare.


19/67

19

1.2. Eapare1.2.1. ncrcare

Brichetele sunt ridicate din siloz cu ajutorul unui recipient ctre instalaia de ncrcare a reactorului deeapare. Prin banda rulant materialul este dozat i transmis ecluzei. Ecluza nchide reactorul ctre partea de susi mpiedic gazul nedorit al reactorului s ias afar.

1.2.2. Eaparea-Procedeu de ardereEaparea se face ntr-un eapator pat stabil. n partea de sus a reactorului de eapare materialul este uscat

i eapat la temperaturi de cca. 500C. Toate prile componente n plus dispar. Se formeaz cocs i gaz pirolisdin substane de hidrat de carbon i abur de ap.

n zona de mijloc a eapatorului, gazul pirolis este ars prin introducerea aerului prenclzit. Temperatura seridic la 1300C, ceea ce duce la ruperea substanei de hidrat de carbon. Aerul este transmis tahimetrului, astfelc nu poate s se fac o ardere complet a materialului. Pentru influenarea temperaturii dorite se introduc aburi

n diferite zone ale reactorului de eapare.n partea de jos a reactorului de eapare se gsete un pat f ierbinte din cocs. Aici se afl reducia CO2i

CO, care a fost rezultat n zona de ardere, i a apei n H2si O2. Cocsul se eapeaz n CO.Monoxidul de carbon i dioxidul de carbon se gsesc n stare de echivalen. n urme, se afl metan, alcanii mai

mari nu sunt prezeni. Amestecul de gaz este ncrcat prin viteza curentului i prin cureni de aer cu praf

, se curntr-un filtru de praf i gudron. De la zona de amestec de gaze pn la reglare, amestecul de gaz nu conine acizii astfel nu este brizant(exploziv).

n partea de jos a reactorului se scoate amestecul de gaz printr-o zon de ieire. Cenua este transmisprintr-o band ntr-un container.

1.2.3.

Filtrarea prafului i gudronuluiPresiunea de aspirare a gazului cuprinde, de regul, dup capacitatea de eapare, buci de material eapat

i o cantitate de umezeal cuprins ntre100 i 300 mm WS.Cenua i particulele rupte mpreuna cu gazul vor fi desprite n mare parte n filtrri de praf i gudron.Filtru de praf i gudron este un filtru electronic ud. Este format dintr-un cmp de filtru vertical cu o tiere pe

diagonal. Pentru a stabili un curent de gaze i astfel o capacitate optim de desprtire, gazul brut va fi transmis,printr-o zon de desprire a gazului, nainte de atingerea cmpului de filtrare. Cmpul filtrant este format dineletrozi de anulare mprii n compartimente separate, ntre care sunt ordonai electrozii de scnteie. Electrozii deband ascuii ofer o tensiune a filtrrii de cea mai nalt putere posibil cu descrcare coronarian optim.

Sistemul de stropire electric este purtat de izolatori. Suprafeele de izolare vor fi meninute mereu uscate

printr-o nclzire electric, pentru mpiedicarea revrsrilor, mai ales n perioadele de pornire i de repaus.ntre electrozii de scnteie i anulare exista o tensiune nalt egal. Prin cmpul electric care se formeaz

ntre vrfurile ascuite ale electrozilor i particulele care trebuiesc tiate se vor ioniza i vor fi atrase de electroziide anulare. Aici se vor descrca i se vor lipi de electrozi.

Curarea filtrului dup o anumit perioad se face cu abur cald.Amestecul condensat desprit care picur din electrozii de anulare se adun ntr-o zon de jos a filtrului i va fi

condus printr-o pomp i printr-o scufundare n recipientul de adunare a instalaiei de curire a apei. Funciapompei este oprit prin doi senzori de umplere complet.


20/67

20

Gazul va fi eliberat de picturile de ap care-l nsoesc ntr-un despritor. Dup prsirea filtrului, se obineun gaz cu puritate de


21/67

21

Emisiile pentru gazul de eapament al BHKW sunt, : Particule fine


22/67

22

Deeurile livrate sunt imediat tocate, sortate i brichetate. Instalaia de pregtire a deeurilor cu unitatea desortare i brichetare este instalat ntr-o hal de 100 x 30 m. Deeurile sunt descrcate din camioane ntr-un

recipient de primire. De acolo sunt duse pe benzile transportatoare automat la unitatea de sortare manual i apoila toctorul dur. Urmtoarea sortare principal se face automat. Metalele feroase, cele neferoase i substaneleminerale sunt adunate n containere separate. Dup depirea toctorului fin, materialul de ardere ajunge n presade brichetare.

Din motive de capacitate (260.000 t deeuri pe an!) sunt construite dou linii. Avantajul este c la cdereaunei linii (toctor, presa de brichetare) lucreaz cealalt linie mai departe. Dup presa de brichetare, brichetelesunt transmise n silozuri cu ajutorul benzilor de transmisie suprapuse. Pentru a da posibilitatea unei muncicontinue a ntregii pregtiri a deeurilor este prevzut un loc pentru depozitarea deeurilor n hal. Folosirea sapoate fi bun n cazul n care mai multe camioane intr n acelai timp sau dac este reparat o linie, astfel c nacest timp se fac mai puine brichete.

1.4.3. Hala BHKWInstalaia de producere a energiei este format din 40 uzine unice de nclzire n bloc (BHKW). Toate sunt

instalate ntr-o hal de 100 x 30 m. i fiecare BHKW este format dintr-un motor cu ardere, care pune n micareun generator i un schimbtor de cldur. Are un randament electric de 750 kW i un randament termic de1,2MW. BHKW sunt puse n micare de la panourile ntreruptoare, n acestea se gsesc unitile de dozare alecurentului. Cablurile unice de tensiune sunt duse ctre transformator unde tensiunea este transformat n tensiunemare. Transformatorul se gsete pe teren. n total randamentul electric al uzinei este de 30 MW plus unrandament termic de 70 MW. Instalaiile de nclzire ale apei se unesc ntr-o instalaie principal care seracordeaz la magistrala termic a oraului.

Hala BHKW este izolat. n hal este montat o macara pe o band de macara. Cu macaraua se potschimba foarte uor motoarele cu ardere sau generatorii electrici.

Concluzii1.Sistemele de cogenerare au o utilizare mai eficient a cldurii. Se calculeaz necesarul i aliura curbelor

de sarcina, energia livrat, consumul de combustibil pentru diferite combinaii pentru nclzire, rcire i/sauproducere de energie electric folosind date minime de intrare.

2. Procesele de tratare termic a deeurilor reprezint o opiune fezabil dup variantele de valorificare(colectare, sortare, reciclare) i naintea depozitrii controlate a deeurilor.

3.Scopul general al cogenerrii deeurilor este:Reducerea la maxim posibil a potenialului de risc i poluare

;Reducerea cantitii i volumului de deeuri;Conversia substanelor rmasentr-o form care s permit recuperarea sau depozitarea acestora;

Transformarea i valorificarea energiei produse.


23/67

23

CAPITOLUL 3. EVALUAREA IMPACTULUI RESURSELOR DE ENERGIE ALTERNATIVEPRIN METODA CICLULUI DE VIA

1. Sistemul Integrat de Management al deeurilorO ntrebare cheie n privina managementului deeurilor este cum putem evalua eficacitatea i

disponibilitatea economic a sistemelor de management a deeurilor astfel nct s putem planifica unmanagement mai durabil n viitor? mpreun cu necesitatea general pentru managementul durabil al deeurilora devenit tot mai clar c o singur metod nu poate negocia toate materialele din DSM ntr-un mod eficient dinpunct de vedere al proteciei mediului. Dup un sistem de colectare corespunztor, vor fi necesare o serie deopiuni de tratare incluznd recuperarea materialelor, tratamentul biologic (compostul i biogazeificarea saudigestia anaerob), tratamentul termic, (incinerarea combustibilului derivat din refuz -CDR-sau combustibiluluirezultat din ambalare CRA- i/sau incinerarea de mas, cu sau fr recuperarea energie) i depozitarea (vezi

figura III.1.).

Figura III.1. Sistemul Integrat de Management al Deeurilor Tabelul III.1. Lista scenariilor sistemului de management al(Sursa McDougall F., 2004) DSM din judeul Iai analizate

mpreun toate aceste opiuni formeaz un sistem integrat de management al deeurilor (SIMD)( Mc

Dougall , 2004).Pentru a obine un astfel de management sustenabil este nevoie de planificarea capacitilor pe termenlung att pentru reciclare, ct i pentru deeuri ctre energie. Combinaia optim de reciclare i deeuri ctreenergie, salveaz sursele de energie, combate modificarea climatului i ajut la asigurarea alimentrii cuenergie a Europei.

2. Evaluarea Ciclului de ViaEvaluarea Ciclului de Via (ECV) este o metod structurat i standardizat internaional care

transpune principiile Filozofiei Ciclului de Via ntr-un cadru cantitativ. ECV cuantific toate emisiile relevante,

resursele consumate /epuizate i impacturile asupra mediului i sntii asociate cu orice bunuri sau servicii.


24/67

24

Astfel n cadrul conceptului FCV, ECV reprezint un instrument vital i puternic pentru a ajuta eficace i eficients realizm n mod global o producie i un consum mai durabil.

Evaluarea Ciclului de Via (ECV) reprezint un instrument al managementului de mediu carepoate ajuta factorii de decizie n evaluarea diferitelor strategii disponibile i alegerea variantei optimedin punct de vedere al proteciei mediului. n felul acesta ECV poate contribui, cel puin parial, la

realizarea demersului ctre o dezvoltare durabil, demers care necesit i abordarea problemelor

economice i sociale pentru care sunt disponibile alte instrumente de evaluare.

ECV reprezint un instrument de analiz sistemic care s-a dezvoltat incontinuu i n prezent, sepoate considera c a ajuns la maturitate. Exist standarde ISO care permit o abordare armonizat a

ECV, standarde dezvoltate n peroada 1996-2000 i revizuite n anul 2006 (ISO 14040/2006, ISO

14044/2006). De asemeni, s-au realizat numeroase manuale i ghiduri n domeniul ECV dintre care cel

mai recent (EU, 2010) ILCD Handbook International Reference Life Cycle Data System. General guide

for Life Cycle Assessment Detailed guidance a fost lansat de Uniunea European n anul 2010.Exist numeroase exemple de utilizare a ECV pentru luarea deciziei n domeniul managementului

deeurilor. Cnd FCV/ECV sunt aplicate serviciilor de management al deeurilor, n mod tipic evaluarea esteorientat asupra unei comparaii a unor opiuni diferite de management, care nu acoper ntregul ciclu de viaal produsului ce a devenit deeu. Astfel FCV/ECV care este aplicat serviciilor de management al deeurilorpoate fi diferita de FCV/ECV orientat asupra produselor.

Printre particularitile abordrii managementului deeurilor prin prisma Evalurii Ciclului deVia al Produselor putem meniona:

ECV este un instrument orientat asupra produsului termenul de produs incluznd nu numai sistemeleprodus ci i sistemele de servicii ntre care pot fi ncadrate i sistemele de management a DSM.

ECV mai este cunoscut i sub sintagma analiz din leagn pn n mormnt deoarece evalueazlanul de procese al produsului de la extracia de materie prim din zcmnt-leagn, trecnd prin toate etapeleciclului de via ca producie i utilizarea pn la eliminarea final (postconsumul) ca deeu care reprezintmormntul. n principiu o analiz ECV trebuie s cuprind toate etapele ciclului de via al produsului.Adesea sunt ns efectuate analize din leagn pn la poart limitate deci de la extracia resurselor pn laetapa de manufactur a produsului sau din poart n poart, semnificnd numai abordarea procesului deproducie n interiorul fabricii. Studiile ECV pentru managementul deeurilor se adreseaz etapei finale a

ciclului de via-eliminrii finale, postconsumului saumormntului.

Dac analizm numai deeul extrgndu-l separat din ciclul de via al produsului, ciclul de via al

deeului ncepe o dat cu depozitarea lui n pubel sau container i se termin cnd materialul deeurilor estedegradat i reintegrat n mediu sau readus napoi n sistemul tehnologic prin reciclare i nlocuire a altorproduse.

n acest capitol metodologia ECV a fost utilizat pentru evaluarea diferitelor alternative care pot fiimplementate pentru a atinge intele prevzute n urmtoarele directive: Directiva Cadru privind ManagementulDeeurilor (EC, 2008/98), Directiva privind Depozitarea Deeurilor (EC, 1999/31), Directiva privind Incinerarea(EC, 2000/76), Directiva privind ambalajele i deeurile de ambalaje(EC, 1994/62).

Softul utilizat pentru modelarea scenariilor de management a deeurilor n judeul Iai (vezi tabelul III.1.)i realizarea studiului ECV este SimaPro varianta 7.3.2(Pr Consultants, 2011),pe baza licenei obinute dectre Facultatea de Inginerie Chimic i Protecia Mediului din cadrul Universitii Tehnice Gh. Asachi Iai.


25/67

25

Prognoza cantitilor de DSM generate n municipiul Iai precum i a compoziiei acestora a fost preluatdin Anexa 3.3 din Master Planul pentru managementul deeurilor n judeul Iai Asistena tehnic pentru

pregtirea Portofoliului de proiecte sector deeuri 2 (ROMAIR CONSULTING LTD, 2006).Majoritatea scenariilor sunt prospective reprezentnd evoluia preconizat a managementuluideeurilor n Judeul Iai n perioada 2011-2038. Sunt ns i cteva scenarii alternative.

Ca punct de start (scenariul 0) este abordat situaia prezent retrospectiv (scenariu demonitorizare), de la care s-a plecat de la nivelul anului 2011 (depozitare conform n depozitul dedeeuri uora al municipiului Iai).

Scenariu 1 prezint situaia preconizat la nivelul anului 2013 (nu sunt prevzute modificrimajore n managementul deeurilor fa de situaia prezent analizat la pct.1. )

n scenariu 2 (2018) este preconizat trecerea de la depozitare la incinerare. Se consider cperioada dintre anii 2013-2018 este suficient pentru construcia i punerea n funciune a staiei de

incinerare. Ca alternative scenariul 2a propune depozitarea n continuare ca i pn n prezent frutilizarea sau incinerarea biogazului rezultat, 2b depozitarea cu incinerarea biogazului de depozit,scenariul 2c situaia n care deeurile ar fi incinerate cu creditarea energiei rezultate (metoda 2), iarscenariul 2d depozitare cu incinerare biogaz i creditarea energiei rezultate (metoda 2).

Scenariile 3-4 prezint situaiile preconizate pentru perioada 2023- 2032, fiind prevzut ca i ncazul scenariului 2 dup reciclare i compostare tratarea deeurilor prin incinerare. Scenariul 5aprezint situaia alternativ a depozitrii n ultimul an al duratei vieii depozitului uora (2032) curecuperarea energiei dar fr creditare, scenariul 5b situaia n care energia rezultat din recuperareabiogazului ar fi creditat, iar scenariul 5c incinerarea deeurilor i creditarea energiei rezultate. Ultimulscenariu 6 abordeaz incinerarea fr creditarea energei rezultate n anul 2038.

2.1. Metodologia studiului ECVConform cadrului metodologic standardizat ECV cuprinde urmtoarele faze care trebuie parcurse

iteractiv (figura III. 2):

Figura III.2. Limitele sistemului analizat Figura III.3. Fazele ECV (sursa STANDARD ISO 14040/2006)(Sursa adaptata dupa LCA IWM, 2005)

Definirea scopului i a domeniului de aplicaredefinete i descrie produsul, procesul sau activitatea cetrebuie evaluat, alege baza funcional pentru comparaie i stabilete definit nivelul cerut de detaliu studiului.


26/67

26

Scopul prezentului studiu ECV este de a analiza evoluia impactului asupra mediului al sistemului

de management al DSM din judeul Iai n perioada 2011-2038, prin compararea unor scenarii evolutive

care iau n considerare creterea cantitilor de deeuri colectate i valorificate prin reciclare icompostare precum i scenarii alternative de tratare a deeurilor prin trecerea de la depozitareacontrolat la valorificarea energiei acestora prin incinerare.

Unitatea funcional a studiului este fie o ton de deeuri pentru comparaiile unitare, fie

cantitatea total de DSM generat n anul scenariului n Municipiul Iaii preluat n cadrul sistemuluide management al acestor deeuri.

2.2. Limitele sistemuluiSistemul studiului ncepe cu colectarea DSM din zonele de locuit ale municipiului i include transportul

deeurilor, diversele metode de tratament ale acestora (depozitarea, reciclarea, compostarea i incinerarea).Limitele sistemului se ncheie o dat cu eliminarea final a deeurilor fie c este vorba de depozitare sau

incinerare. Ciclurile de via ale produselor secundare nu sunt luate n considerare n cadrul acestui sistem.Figura III. 3. prezint limitele sistemului analizat.

Analiza Inventarului reprezint inventarierea extraciilor i emisiilor, a utilizrilor de combustibili imaterii prime cuantificate pentru fiecare proces i apoi combinate n diagrama de flux i raportate la bazafuncional.

Datele AICV pentru acest studiu au fost colectate din Strategia privind Managementul Deeurilorn Judeul Iai (CJ Iai, 2009), Master Planul menionat anterior (ROMAIR CONSULTING LTD, 2006).Principala baz de date n domeniul ECV utilizat este Ecoinvent din Elveia (Ecoinvent Centre, 2011)integrat n soft, cu accesul asigurat pe baza licenei Sima Pro. Deasemeni, un soft furnizat deEcoinvent pe baza aceleiai licene a permis obinerea inventarelor ciclului de via ale unor fraciuni dedeeuri pentru care nu existau date n bazele de date integrate n SimaPro. Astfel, acest soft a fostutilizat pentru obinerea inventarului ciclului de via al depozitrii fraciunii deeurilor organice. ncazul n care datele furnizate de Ecoinvent au fost insuficiente au fost utilizate i alte baze de dateintegrate n cadrul softului SimaPro ntre care i noua baz de date ELCD din cadrul Platformeieuropene privind ECV (Joint Research Center, 2010).

Toate datele utilizate n studiu au fost ajustate conform condiiilor din ara noastr.

3. Compoziia deeurilorPrognoza cantitilor de DSM generate n judeul Iai precum i a compoziiei acestora a fost realizat

pentru perioada 2011-2038, pe baza datelor preluate din Anexa 3.3 din Master Planul pentru managementul

deeurilor n judeul Iai Asistena tehnic pentru pregtirea Portofoliului de proiecte sector deeuri 2. Pentrufiecare an al scenariilor preconizate a fost calculat o compoziie specific pe baza a nou fraciuni aDSM compoziie prezentat n tabelul III. 2.


27/67

27

Dintre fraciunile care formeaz DSM continu s predomine n toat perioada analizat deeurileorganice, cu toate eforturile ntreprinse pentru deturnarea acestora de la depozitare prin compostare

sau digestie anaerob.Acest lucru arat c n cazul utilizrii depozitrii ca opiune principal de managemental deeurilor n judeul Iai obiectivele directivei privind depozitarea referitoare la reducerea cantitilor dedeeuri biodegradabile pn n 2016 ar putea s nu fie ndeplinite, ceea ce ar putea atrage dup sinepenalizri. n acelai timp ns, aceast fraciune este n conformitate cu Directiva UE privind promovareautilizrii energiei din sursele regenerabile (EC, 2009/28), singura fraciune din DSM care este luat nconsiderare ca biomas, deci o resurs regenerabil de energie.

Se poate observa de asemeni, creterea procentului de deeuri incinerabile cu putere calorific mairidicat cum sunt hrtia, cartonul i plasticul precum i textilele, creterea ntr-o msur mai mic a deeurilorinerte de sticl i metal, n timp ce deeurile biodegradabile se menin ntr-un procent aproape constant, iarprocentul deeurilor de lemn a sczut.

ncepnd cu anul 2018, de cnd este preconizat trecerea la incinerare este important ideterminarea puterii calorifice inferioare a deeurilor a crei evoluie mpreun cu energia termic ielectric precum cantitile de zgur, cenu i nmol rezultate din incinerare este prezentat n tabelulIII. 3.

3.1. Colectarea i transportul deeurilorDistana de transport pentru deeurile generate n judeul Iai pn la depozitul uora calculat prin

medie ponderat pe baza cantitilor de deeuri generate n zonele urbane i rurale ale judeului, preluate dinMaster Planul privind Managementul Deeurilor (2009) i a distanelor ntre aceste zone i depozitul uoraeste de 25,4 km. Scopul principal al analizei este compararea impactului de mediu al diverselor alternative detratare a deeurilor i din acest motiv aceeai distan a fost luat n considerare i n cazul colectrii itransportului ctre staia de incinerare pentru ca procesul de colectare i transport s nu influeneze rezultatelecomparaiei.

De fapt, toat infrastructura facilitilor de sortare, reciclare, compostare este prevzut pe acelaiamplasament pentru a uniformiza impactul de mediu rezultat din transport.

3.2. Sortarea i reciclareaConsumul staiei de sortare luat n calcul este de 7,8 kwh/t rezultand un consum anual de 81900 kwh.

Ca urmare a reciclrii, rezult o serie de produse secundare.Exist dou metode consacrate de abordare a tratamentului deeurilor n studiile ECV. n primul caz

aplicat, cu privire la reciclre se consider c impactul de mediu al tuturor proceselor implicate n reciclare

(colectarea la surs, depozitarea, sortarea, transportul ctre instalaiile de procesare, precum i procesareamaterialelor provenite din deeuri pentru obinerea unor produse sau materii secundare) este echivalent cuvaloarea impactului de mediu care ar rezulta dac materialele sau produsele secundare ar fi realizate n modobinuit din resurse primare i nu din deeuri. Cu alte cuvinte n ciclul de via al deeurilor analizate impactulde mediu al reciclrii este nul. Aceast metod nu necesit cuantificarea detaliat a proceselor implicate nreciclare sau a produselor secundare realizate(vezi figura III.4.).


28/67

28

i n acest caz prin extinderea limitelor sistemului ciclului de via al sistemelor de management aldeeurilor analizate, se consider c produsele secundare rezultate din reciclare nlocuiesc urmtoarele

produse primare echivalente: lingouri de Al, hrtie lemnoas, granule medii de polietilen, sticla virgin ilemnul. Aceste produse primare sunt luate n calcul n cadrul sistemului analizat cu un impact pozitiv deoarecese consider c este evitat producerea lor. Din acest impact pozitiv este sczut impactul cuantificat alproceselor menionate necesare pentru realizarea reciclrii. Cum majoritatea produselor realizate sunt produseenergointensive, a cror realizare presupune un impact mult mai mare dect impactul negativ generat de toateactivitile de reciclare menionate, prin diferen rezult un impact pozitiv important n majoritatea scenariilor.Astfel, pe ansamblu rezult un impact pozitiv al reciclrii n cadrul sistemului de management al deeurilor.Aceast a doua metod este cunoscut i sub numele de creditare.

Creditarea se poate aplica nu numai reciclrii ci i compostrii, digestiei anaerobe, incinerrii, sauchiar depozitrii cnd este utilizat energia realizat prin incinerararea biogazului. Acest impact pozitiv

este cu att mai mare cu ct procentul de deeuri reciclate, compostate, incinerate sau depozitate cuincinerarea biogazului este mai ridicat. O mare importan pentru aceast metod este alegereaproduselor/energiei nlocuite (evitat a fi produse).

n majoritatea scenariilor a fost utilizat prima metod de abordare a reciclrii. Doar n scenariilealternative notate cu asterisc reciclarea a fost abordat prin a doua metod (creditarea).

3.3. CompostareaCompostarea poate i ea fi abordat n ECV la fel ca reciclarea. Cu alte cuvinte impact de mediu nul

(prima metod ) sau impact calculat detaliat considernd c produsul evitat a fi realizat este un ngrmntorganic pe baz de N (metoda a doua). n majoritatea scenariilor a fost utilizat prima metod cu excepiascenariilor la care a fost aplicat creditarea sau atunci cnd s-a dorit compararea compostrii cu digestiaanaerob sau alte opiuni pentru tratarea deeurilor organice.

3.3.1. Compostarea aerobDatele pentru acest caz au fost preluate din baza de date Ecoinvent, raportul Ecoinvent nr. 15

(Ecoinvent Centre, 2007) precum i o tez de doctorat din Danemarca (Andersen, 2010), dar sunt readaptatepentru Romnia. Compostul este produs din deeu biodegradabil. Deeurile biodegradabile gospodreti suntcontaminate cu metale grele i ali compui toxici, astfel nct tendina este n rile dezvoltate ca acestea s fietratate mai degrab prin incinerare dect compostare. Compostul provine n mod obinuit din deeuri colectatedin grdini, buctrii etc. i este utilizat pe scar larg n agricultur, deoarece ajut la mbuntirea att astructurii solului ct i a coninutului lui de nutrieni.

Exist diferite tehnologii de compostare: compostarea n brazde deschise sau compostarea n tunelnchis. Tehnologia analizat este compostarea aerob n brazde, ntr-o staie de compostare deschis,tehnologie care va fi probabil utilizat i la viitoarea staie de compostare de la compexul de tratare a DSM de ladepozitul uora.

n figura III.5. este prezentat schema unei instalaii de compostare de acest tip, din Danemarcamunicipiul Aarhus ( Andersen, 2010).

Deeurile intrate (circa 16000t/an) reprezentate din deeuri organice i deeuri de grdin sunt supuse nprimul rnd unei operaii de pretratare prin mrunire, operaie prin care sunt eliminate elementele i substanelecontaminante.


29/67

29

Apoi cu ajutorul unui ncrctor frontal se trece la etapa de compostare prin aranjarea deeurilor nbrazde deschise, brazde care sunt ntoarse periodic cu ajutorul aceluiai ncrctor.

Instalaia are o durat de via de 25 de ani. Majoritatea deeurilor intrate (circa 65%) se regsesc nprodusul final, compostul matur. Cantitatea de compost produs este de 649 kg/t de deeuri organice tratate.Restul de 35% este pierdut n atmosfer ca umezeal i substane volatile. Raportul C/N din compost, foarteimportant pentru calitatea acestuia, este de 16,1. Metalele grele se regsesc de asemeni n compost, darconcentraiile acestora sunt sub pragurile admise pentru aplicare pe sol. Pe baza acestor caracteristici rezultc acest compost produs la Aarhus are o calitate bun, putnd fi utilizat ca ngrmnt n horticultur sau caturb pentru ghiveciurile casnice. i n cazul acestui proces rezult un impact pozitiv produsul realizatcompostul evitnd producerea unui ngrmnt organic pe baz de N. Datele privind producia acestuingrmnt sunt deasemeni preluate din baza de date Ecoinvent.

Principalul avantaj al tehnologiei de compostare n brazde este faptul c aceast tehnologie nu necesitinvestiii i nici cheltuieli importante pentru realizarea compostului. Principalul dezavantaj este faptul c astfel deinstalaii necesit ocuparea unor suprafee de teren importante.

3.3.2.Digestia anaerobDatele utilizate sunt preluate tot din baza de date Ecoinvent i raportul Ecoinvent nr. 17 (Ecoinvent

Centre, 2007b) reprezentnd o instalaie de fermentare pentru procesarea a 10000 t de deeuribiodegradabile/an. Instalaia ocup o suprafa de 3000 m2i are o perioad de operare de 25 de ani (Fig.III.6).

Deeul livrat trece n primul rnd printr-un proces de pretratament (separare a dimensiunilor grosiere). nacest stadiu circa 1% din contaminani sunt separai i inventariai ca deeuri gospodreti ce vor fi eliminateprin incinerare sau depozitare. Materialul rmas este apoi amestecat ntr-un mixer cu ap de proces i material

care este deja fermentat. Trecnd prin schimbtoare de cldur substratul este pompat la un fermentatororizontal. Procesul de fermentare n incinta fermentatorului este bazat pe fermentare uscat anaerob termofilla o temperatur de circa 550C. Timpul de retenie n fermentator este de circa 14 zile. n timpul procesului defermentare este produs biogaz. Apa este apoi ndeprtat mecanic din materialul fermentat. Apa ndeprtateste utilizat parial ca fertilizant n agricultur i pentru umezire n post-compostare. n plus materialul rezultatdin digestie este utilizant ca fertilizant n agricultur. O ton de deeuri biodegradabile produce 144kg de apde proces i aceeai cantitate de material rezultat din digestie, disponibil ca fertilizant. Ambele produse suntutilizate ca fertilizani n agricultur. Cantitatea de biogaz produs este de 0,1 Nm3/kg de deeuribiodegradabile.


30/67

30

Figura III.7. prezint un digestor (reactor, fermentator) orizontal de tip Kompogaz pentru care aufost utilizate datele n studiul de fa.

Figura III.7. Digestor utilizat pentru digestie anaerobTehnologia Kompogaz (Elveia)

4. IncinerareaDatele pentru acest proces au fost preluate din baza de date Econivent, Raportul Ecoinvent nr. 13 part.II

(Ecoinvent Centre, 2009), Documentul de referin (BREF) pentru cea mai bun tehnic disponibil pentruincinerarea deeurilor (EC, 2006) i baza de date ELCD (Joint Research Center, 2010).

Avnd n vedere necesitatea unei investiii care s rezolve problema eliminrii finale a DSM la niveluljudeului Iai am luat n considerare o staie de incinerare cu o capacitate de 250000-300000 t/an, capacitatepuin peste media incineratoarelor din Europa (200.000t/an conform BREF) i dou linii pentru a permitefuncionarea alternativ n cazul defectrii uneia dintre ele.

Ele constau din rnduri de electrozi descrcare (cabluri sau tije metalice subiri), asupra crora se apliccurent de nalt tensiune, care sunt dispuse ntre o serie de rnduri paralele de plci metalice care colecteazparticulele ncrcate.

Dup filtrarea electrostatic un scruber umed n mai multe trepte (14) este utilizat pentru a eliminacomponentele nocive din gazele de ardere ca SOx i HCl prin splarea gazului ntr-un turn de reacie. Proiectatpentru a oferi un grad nalt de contact ntre gaz i lichid, gazele sunt rcite de jeturile de ap n prima etap,ndeprtnd HCl, HF, i o parte din particule precum i metalele grele.

n a doua treapt hidroxidul de calciu sau alte substane alcaline corespunztoare sunt uti lizate pentru a

ndeprta SOx i HCl rmas. Lichidul din scruber este neutralizat (18), metalele grele sunt precipitate (19) iseparate ca nmol (20) ntr-o instalaie de epurare a apelor uzate. Apa epurat este deobicei descrcat ntr-unru.

Dup scruberul umed gazul purificat intr ntr-o instalaie DeNOx (reducere a oxizilor de N). Poate fiutilizat o tehnologie SCR (reducere catalitic selectiv) sau SNCR-DeNOx (reducere selectiv non catalitic).Deobicei este ns utilizat o instalaie SCR ca i n cazul de fa (vezi tabelul 5 pentru diferena ntre cele doutehnologii). Gazul de ardere purificat este condus la un co. Aproximativ 75% din masa original a deeului estetransferat ctre compui gazoi cum sunt CO2 gazos, N2 ca element i H2O cu alte gaze n cantiti foartemici (urme).


31/67

31

n tabelul III.5. sunt prezentate principalele diferene ntre tehnologiile utilizate pentru reducereaoxizilor de azot din gazele de ardere (tehnologii DeNOX).

n figura III.8. este prezentat schia unui incinerator din Germania cu tehnologie DeNOX de tipSNCR.

4.1. ncrcri rezultate din incinerare specifice diferitelor tipuri de deeuriFa de alte metodologii anterioare care utilizau pentru determinarea emisiilor/ncrcrilor asupra

diferitelor componente ale mediului rezultate din incinerare factori de emisie (care nu erau difereniai n funcie

de compoziia deeurilor) metodologia Ecoinvent aplicat permite determinarea emisiilor/ncrcrilor specificepentru compoziii ale DSM specifice. n aceast metodologie abordarea fiecrei fraciuni din care sunt compuseDSM se face ca i cum acestea ar fi incinerate separat.

Calculul se face pe baza:a) compoziiei procentuale ale fraciunilor componente ale DSM, b) compoziieielementelor chimice a fiecreia dintre aceste fraciuni c) transferului fiecrui element chimic al fiecrei fraciunictre ieirile relevante din incinerare pe baza coeficienilor de transfer. Exist cinci astfel de ieiri relevante:1) emisiile n aer, 2) emisiile n ap, 3)zgura (cenua de fund), 4) cenua zburtoare n filtrul EST, 5)nmolul provenit de la scruber.

n anexa 1 este prezentat modul detaliat n care se face calculul ncrcrilor specifice deeurilor prinaceast metodologie inclusiv calculul coeficienilor de transfer precum i un tabel cu coeficienii de transfer

rezultai din incinerare pentru toate elementele chimice care compun deeurile ntre toate ieirile menionate.Exist ns i o serie de ncrcri care sunt constante pentru orice compoziie de deeuri reprezentnd

emisiile i intrrile cunscute sub denumirea de ncrcri specifice procesului. Dintre acestea pot fimenionate emisiile n atmosfer de NOx termal, COV, particule n suspensie, CO precum i dioxine i furani.Pentru aceste ncrcri sunt utilizai factori de emisie. Astfel, n tabelul III.6. sunt prezentai factorii de emisiepentru dioxin.

Dioxinele au reprezentat probabil principala cauz pentru reputaia public proast aincineratoarelor de DSM ca instalaii deosebit de poluante a aerului. Astfel pn n anul 1980 n Elveiaincineratoarele de DSM erau responsabile pentru circa 75% din emisiile de dioxin. Astzi ns situaia


32/67

32

s-a schimbat radical. Incineratoarele de DSM au o contribuie minor n emisiile totale de dioxin. Celmai important poluant sunt gospodriile casnice cu focurile deschise i incinerarea ilegal a deeurilor.

n privina ncrcrii provenite de la eliminarea final a deeurilor emisiile de dioxin de la unincinerator de DSM deobicei joac un rol minor. Mai multe pericole pentru sntate sunt legate deemisiile de levigat din resturile solide rmase dup incinerare care sunt depozitate.

4.2. Fluxurile elementelor chimice n lungul procesului de incinerare al DSMSoarta elementelor chimice n cadrul procesului lan de eliminare a deeurilor poate fi ilustrat cu ajutorul

diagramelor fluxurilor de materiale, aa numitele diagrame Sankey.n aceste diagrame, limea sgeilor esteproporional cu fluxul material prezentat. Figura III.9. prezint diagrama Sankey pentru Sulf.

Pentru sulf cea mai mare parte a acestui element este transferat ca zgur i material rezidual n depozit.O mare parte din sulf (580g/kg) este cuprins n zgur. O parte considerabil (340 g/kg) este necesar s fiendeprtat din fluxul de gaze de ardere prin splare n scruber i este transferat ctre depozitul de deeuri

sau emis n apa efluent din incineratorul de DSM. Numai 0,2% este emis n aer ca dioxid de sulf. ndepozitul de deeuri majoritatea sulfului este erodat i emis n decursul timpului.

Figura III.9. Diagrama Sankey cu fluxurile transferate Figura III.10. Evaluarea Impactului Ciclului de Via. Trepten lungul procesului de incinerare pentru S schematice de la inventar la punctele finale ale categoriei

5. Evaluarea ImpactuluiEvaluarea Impactuluireprezint faza n care efectele utilizrii resurselor i emisiilor generate sunt

grupate i cuantificate ntr-un numr limitat de categorii de impact, care pot apoi s fie ponderate nprivina importanei lor. Rolul Evalurii Impactului Ciclului de Via (EICV) este de a sintetiza rezultatele

ICV la cteva categorii de impact sau chiar la o singur cifr care s exprime valoarea impactuluiasupra mediului sistemului analizat.n contextul ECV evaluarea impactului este analizat pe baza mecanismului de mediu (vezi figura III.10.)

care mai este cunoscut i sub denumirea de calea impactului sau lanul cauz-efect.Tabelul III.7. prezint mecanismul de mediu al categoriei de impact modificarea climatului.


33/67

33

Tabelul III.8. ofer exemplul unor termeni utilizai n STANDARDUL ISO 14044:2006 privindprocesele de mediu legate de modificarea climatului.

Conform standardului ISO 14044:2006 indicatorul de categorie poate fi ales oriunde n cadrulmecanismului de mediu ntre rezultatele Analizei de Inventar i efectul (efectele) final(e) sau impactul (punctul)final al categoriei. n funcie de locul de definire al indicatorului categoriei n lanul cauz-efect au fost dezvoltatediferite metodologii ale EICV.

Astfel, metodologiile EICV n care indicatorul de categorie este definit n apropiere de intervenia demediu (ieirea din inventar) sunt cunoscute sub denumirea de metodologii orientate asupra problemei (temei)de mediu (metodologii de punct de mijloc), iar metodologiile n care indicatorul de categorie este definit n zonaefectului, sau ariilor de protecie, poart numele de metodologii orientate asupra funciei de deteriorare (depunct final). n terminologia ISO legtura dintre indicatorul de categorie ales i punctul final al categoriei estenumit relevana de mediu a indicatorului categoriei.

n ultimul timp au fost dezvoltate i metodologii EICV integrate cuprinznd categorii de impact definite laambele nivele (JRC European Commission, 2010).

n general la nivel de punct de mijloc este difereniat un numr mai mare de categorii de impact (circa10) i rezultatul are o mai mare acuratee i precizie n comparaie cu cele trei arii de protecie ce sunt deobiceiutilizate pentru evaluri de punct final. n schimb la nivel de punct final relevana indicatorului de categorie esteridicat: acesta este nivelul care conteaz n ultim instan pentru societate i care permite legtura direct cumetodele de ponderare (Guninee i colaboratorii, 2002).

Ambele opiuni de alegere a locului de definire a indicatorului de categorie au avantaje idezavantaje. Alegerea indicatorului mai aproape de intervenia de mediu (ieirea din inventar) oferavantajul unui nivel mai sczut de incertitudine, deoarece numai o mic parte din mecanismul de mediutrebuie modelat n timp ce indicatorii stabilii n apropiere de punctul final au un nivel ridicat deincertitudine. n schimb indicatorii alei la punctul final sunt mult mai uor de neles i interpretat dectre factorii de decizie.

Exemplul de metodologii orientate asupra problemei: CML 2001, EI-95 i EDIP 2003. Exemplu demetodologii orientate asupra efectului: Eco Indicator 99 (EI 99) i EPS.

n ultimul timp exist tendina de a reuni cele dou abordri i de a dezvolta metodologiicombinate care s cuprind mpreun att categorii de impact de punct de mijloc ct i de punct finalcum sunt metodologiile IMPACT 2002 sau ReCiPe.

n acest studiu am ales s utilizm metodologiile EICV prezentate sumar n tabelul III.9.


34/67

34

Ori de cte ori nu s-a dorit cuantificarea impactului global cu o singur cifr prin ponderare, ci comparaiantre diferitele categorii de impact ale opiunilor de tratare a deeurilor investigate, a fost acordat prioritate,

metodologiei clasice de evaluare a impactului CML 2001. Cnd s-a dorit compararea impactului global aldiferitelor opiuni s-au uilizat celelate metodologii.5.1. Interpretarean aceast faz rezultatele sunt raportate n cel mai informativ mod posibil i sunt evaluate

sistematic cerinele i oportunitile pentru a reduce impactul produsului/serviciului asupra mediului.5.2. RezultatePentru toate opiunile de mangement al DSM analizate respectve cele principale incinerarea i

depozitarea i cele adiionale reciclarea, compostarea i digestia anaerob, au fost luate n considerare ciclurilede via ale tuturor celor nou fraciuni din DSM (metale (Al), sticl (S), carton (C), hrtie(H), sticl (S), plastic(P), lemn (L), deeuri organice (DO), alte deeuri (AD). n diagramele III.11 si III.12 sunt prezentate rezultatele

impactului global determinat prin metoda EI 99 pentru tratarea lor prin incinerare i depozitare. Unitateafuncional este n acest caz 1t din fraciunea respectiv de deeu.

Se observ c impactul cel mai mare al mediului este determinat de plastic att pentru incinerare ct ipentru depozitare. Dintre categoriile de impact predominante remarcm substanele carcinogene i modificareaclimatului.

Pentru incinerare, ordinea descresctoare a impactului este P>T>Al>AD>L>H>DO>C>S, iar pentrudepozitare P>H>T>AD>C>DO>S>Al>L.

Continund comparaiile unitare n graficul urmtor (figura III.13.) este prezentat comparaia din punctde vedere al impactului global asupra mediului pentru cele dou opiuni principale de management a DSM,

incinerarea i depozitarea . Unitatea funcional aleas este 1 t de DSM iar metodologia de evaluare aimpactului tot EI- 99. Comparaia s-a fcut la nivelul anului 2018, lund n considerare compoziia proiectatpentru acel an a DSM din judeul Iai. Pentru depozitare s-au luat n considerare dou variante: frincinerarea biogazului de depozit (2018 fi) i cu incinerarea acestui biogaz (2018 ib).

Se remarc faptul c opiunea cea mai bun din punct de vedere al mediului este incinerarea. Dintre celedou opiuni referitoare la depozitare un impact global mai redus se obine n cazul incinerrii biogazului dedepozit, datorit n primul rnd reducerii impactului de modificare a climatului prin incinerarea metanului coninutn biogaz.

Dintre categoriile de impact remarcm c n cazul depozitrii ponderea este dat pe lng modificareaclimatului de substanele carcinogene. n schimb n cazul incinerrii un impact mai mare fa de depozitare


35/67

35

apare n cazul substanelor anorganice cu efect asupra aparatului respirator (oxizi de N, particule n suspensiecu < 10 m).

n figura III.14. n plus fa de comparaia anterioar, se ncearc cuantificarea relativ din punct devedere al proteciei mediului, a nc dou opiuni pentru managementul deeurilor: compostarea aerob idigestia anaerob. Unitatea funcional este 1t din fraciunea organic (deeuri biodegradabile) a DSM, iarmetodologia de evaluare a impactului EI-99. Pentru ca aceast comparaie s fie reprezentativ cele patruopiuni de management au fost aplicate numai fraciunii organice din DSM, deoarece compostarea i digestiaanaerob se pot aplica numai acestei fraciuni. De asemeni, deoarece n cazul compostrii i digestiei anaerobepentru a obine valori semnificative ale impactului trebuie s utilizm creditarea (utiliznd prima metod,impactul de mediu al acestor metode de tratament este nul), pentru echivalen am aplicat creditarea precum ipentru incinerarea i depozitarea fraciunii organice din DSM, lund n considerare substituirea energiei(electrice i termice) produse.

Se observ c datorit creditrii n cazul compostrii aerobe i digestiei impactul global este pozitiv iarimpactul negativ pentru incinerare i depozitare este mult diminuat. Cel mai bun scor din punct de vedere alproteciei mediului l nregistraz compostarea, datorit cantitii mari de compost rezultate (0649 kg/t deeuorganic), urmat de digestia anaerob, incinerarea i depozitarea.

n graficul urmtor din figura III.15. este prezentat diagrama de flux a primului scenariu examinat,situaia prezent n domeniul managementului deeurilor n judeul Iai la nivelul anului 2011. De data aceastametodologia de evaluare a impactului aleas este CML 2001, iar unitatea funcional este cantitatea de DSMcolectat n judeul Iai n acel an i anume 219651 t. Fiecare bloc-diagram reprezint un anumit proces dinscenariul analizat (n total sunt prezentate 22 de procese), iar grosimea fluxurilor care leag aceste procesentre ele este proporional cu mrimea lor (diagram Sankey). Categoria de impact aleas din cadrul acesteimetodologii este epuizarea resurselor abiotice. n partea de sus a bloc-diagramelor apare (n cazul acesteicategorii de impact) cantitatea total de DSM operate n procesul respectiv, iar n partea stng jos mrimeacuantificat a impactului rezultat din procesul respectiv pentru categoria de impact avut n vedere.Termometrul din partea dreapt a bloc-diagramei indic i el mrimea acestui impact.

Dintre diversele procese analizate ponderea cea mai mare au colectarea deeurilor i incinerarea. Seobserv c n cazul reciclrii impactul de mediu al acestui proces este considerat nul fiind compensat deimpactul produsului rezultat care potenial poate substitui materii prime utile (abordare prin prima metod aacum s-a explicat n subcapitolul referitor la reciclare).

Din acest grafic se observ cum sunt abordate diversele procese de tratare a deeurilor. Astfel,

depozitarea este tratat ca i cum fiecare dintre fraciunile componente ale DSM ar fi depozitate separat. Dintrefraciunile componente, cel mai mare impact este generat de ctre deeurile biodegradabile, datorit faptului ci procentul acestei fraciuni predomin n cadrul compoziiei DSM Iai atingnd n anul analizat 55,9%.

Depozitul uora fiind un depozit relativ nou datorit faptului c biogazul rezultat este nc n cantitireduse, depozitarea este abordat n acest scenariu fr incinerarea biogazului produs.


36/67

36

n figura III.16. este prezentat graficul diagramei de flux a scenariului 2 (2018), primul scenariu n careeste abordat ca opiune principal de management incinerarea n locul depozitrii. i n acest caz,metodologia de evaluare a impactului utilizat este CML 2001, unitatea funcional este reprezentat decantitatea de 297179 t DSM preconizate a fi colectate i procesate n acel an, iar categoria de impact aleaseste tot epuizarea resurselor abiotice.

i n acest caz se observ c incinerarea este abordat la fel ca depozitarea n scenariul precedent ca icum fiecare dintre fraciunile componente ale DSM ar fi incinerate separat. n afara reciclrii, observm c nacest scenariu apare n plus fa de scenariul examinat anterior i compostarea, dar att pentru reciclare ct ipentru compostare impactul de mediu luat n considerare este nul.

Dintre procesele examinate (n total tot 22 procese) ponderea cea mai mare n determinarea impactuluigeneral revine proceselor de colectare a deeurilor i incinerare. n cadrul procesului de incinerare ca i ncazul scenariului precedent la depozitare, ponderea impactului este determinat de fracinea deeurilororganice care conform prognozei luate n considerare vor atinge n acel an 58,8%.

n figura III.17. urmtoare, este prezentat diagrama de flux a scenariului alternativ 2b (tot pentru anul2018).

Metodologia de evaluare a impactului este tot CML 2001, categoria de impact, epuizarea resurselorabiotice, iar unitatea funcional este aceeai cantitate de deeuri procesate ca i n scenariul precedent numaic de data aceasta opiunea principal de tratare este depozitarea. Fa de scenariul 0 care aborda situaiaprezent la nivelul anului 2011, se consider c producia de biogaz a crescut suficient de mult pentru a impunecolectarea i incinerarea acestuia cu sau fr recuperarea energiei rezultate din incinerare. Dintre procese cai n scenariul 0 precedent n care este abordat depozitarea predomin colectarea deeurilor i depozitarea,iar reciclarea i compostarea sunt luate n considerare cu impact de mediu nul.

n figura III.18. este prezentat diagrama de flux a altui scenariu alternativ la nivelul anului 2018 scenariul2c. Scenariul propune ca opiune principal de tratare, incinerarea. Att metodologia de evaluare a impactului


37/67

37

ct i categoria de impact i unitatea funcional sunt aceleai ca la toate scenariile abordate pentru anul 2018.Dar, n acest scenariu fa de cel precedent care abordeaz incinerarea, toate procesele care genereaz

materiale, produse utile sau energie cum sunt reciclarea, compostarea, sau incinerarea sunt abordate princreditare (metoda 2). Fa de scenariile precedente n care reciclrii i compostrii i-au fost acordate impacturinule, n aceast abordare impactul de mediu al fiecruia dintre aceste procese este cuantificat detaliat i redusdin impactul determinat pentru produsele, materiile sau energia ce ar putea fi potenial substituite prinprodusele, materialele i energia rezultate din aceste procese. Datorit faptului c majoritatea materialelor iproduselor ca i a energiei substituibile au un impact considerabil asupra mediului, rezult n cea mai mareparte din cazuri un impact pozitiv figurat n diagrama de flux a acestui scenariu prin culoarea verde a fluxurilorfa de cea normal roie pe care am ntlnit-o n scenariile precedente. Acest scenariu necesit o abordaremai detaliat i numrul de procese este crescut fa de scenariile precedente (43 fa de 22 n toate scenariileanterioare).

Doarece prezentarea tuturor celor 43 de procese pe diagrama de flux este imposibil din cauzaproblemelor de lizibilitate a fost necesar o excludere a unei pri din aceste procese (cele ale cror pondereeste mai redus pentru impactul general al acestui scenariu). Astfel, n aceast diagram sunt prezentatenumai 18 procese din numrul total de 44, restul de 26 procese care nu sunt reprezentate avnd o contribuiede 8.2 % din impactul total al acestui scenariu. Cu alte cuvinte coeficientul de excludere este n acest caz8,2%.

Dintre procesele care predomin n generarea impactului pozitiv se observ reciclarea (n special pentruplastic i Al), apoi, compostarea i incinerarea. Este interesat de remarcat aa cum se observ din acest grafic,c plasticul care dup cum am vzut n scenariile comparative unitare prezentate anterior este fraciunea dinDSM cea mai poluant, de data aceasta este fraciunea care aduce cele mai mari beneficii mediului prinenergia rezultat din incinerare datorit puterii lui calorifice mari.

n figura III.19. este prezentat alt diagram de flux a unui scenariu alternativ din anul 2018, scenariul2d. Este un scenariu care abordeaz ca opiune principal de management depozitarea, dar propune ca iscenariul precedent creditarea materialelor rezultate din reciclare i compostare precum i a energieirecuperate din incinerarea biogazului de depozit.

i n acest caz a fost nevoie de excluderea unor procese, coeficientul de excludere fiind de 8,3% (suntprezentate 20 de procese din 43).

Reciclarea rmne principalul proces care are cea mai mare pondere n determinarea impactului pozitivfiind urmat de compostare. Energia rezultat din incinerarea biogazului are o pondere n impactul global mai

mic (2,7%) dect coeficientul de excludere, astfel nct nu figureaz n diagrama de flux prezentat.n graficul din figura III.20. este prezentat diagrama de flux a scenariului 5a (2032). Este ultimul scenariu

n care este abordat depozitarea datorit expirrii termenului de via a depozitului uora (n condiiileactuale n care depozitarea este singura opiune major de tratare a deeurilor).

Metodologia de evaluare a impactului este CML 2001, categoria de impact epuizarea resurselorabiotice, iar unitatea funcional cantitatea de 362165 t DSM preconizate a fi colectate i tratate n acel an. Cai n scenariul precedent n care este abordat depozitarea ca opiune principal de management (scenariul 2b-2018) este luat n considerare incinerarea biogazului rezultat din depozitare. Cu excepia apariiei procesuluide digestie anaerob datorit punerii n funciune preconizate a unei staii de tratare a fraciunii deeurilororganice, nu rezult modificri majore fa de situaia ntlnit n acel scenariu. i n acest caz reciclarea,


38/67

38

compostarea aerob i digestia anaerob sunt luate n considerare cu impact de mediu nul. n total sunt 23 deprocese. Predomin ca impact i n acest caz colectarea deeurilor i incinerarea fraciunii organice.

n figura III.21. este prezentat alt diagram de flux a unui scenariu alternativ din anul 2032, scenariul5b. Este un scenariu care abordeaz ca opiune principal de management depozitarea dar propune creditareamaterialelor rezultate din reciclare i compostare precum i a energiei recuperate din incinerarea biogazului dedepozit.

i n acest caz a fost nevoie de excluderea unor procese coeficientul de excludere fiind de 8,2% (suntprezentate 20 de procese din 44). Reciclarea rmne principalul proces care are cea mai mare pondere ndeterminarea impactului pozitiv fiind urmat de compostare, digestie anaerob i incinerare.

Energia rezultat din incinerarea biogazului are o pondere n impactul global mai mic (0,83%) dectcoeficientul de excludere, astfel nct nu figureaz n diagrama de flux prezentat.

n figura III.22. este prezentat alt diagram de flux a altui scenariu alternativ din anul 2032 scenariul

5c. Este un scenariu care abordeaz ca opiune principal de management, incinerarea dar, propune ca iscenariul precedent creditarea materialelor rezultate din reciclare i compostare precum i a energieirecuperate din incinerarea biogazului de depozit.


39/67

39

i n acest caz a fost nevoie de excluderea unor procese, coeficientul de excludere fiind de 7,9% (suntprezentate 20 de procese din 44).

Reciclarea rmne principalul proces care are cea mai mare pondere n determinarea impactului pozitiv,fiind urmat de compostare i apoi incinerare. Energia rezultat din digestia anaerob are o pondere nimpactul global mai mic (5,6%) dect coeficientul de excludere, astfel nct, nu figureaz n diagrama de fluxprezentat.

n sfrit, n figura III.23. este prezentat ult ima diagram de flux cea a scenariului 6 (2038).i n cazul acestui scenariu n care pentru ultimul an al evalurii este abordat incinerarea ca opiune

principal de management, metodologia de evaluare a impactului aleas este CML 2001, iar categoria deimpact este epuizarea resurselor abiotice. Unitatea funcional este reprezentat de cantitatea de 382435 t deDSM colectate i procesate n acel an. n total sunt 23 de procese. Singura diferen fa de scenariul anterior 2n care a fost abordat aceeai opiune de management fr creditare, este apariia digestiei anaerobe ca

opiune suplimentar pentru tratarea deeurilor organice.Dup prezentarea diagramelor de flux ale principalelor scenarii luate n continuare se ncearc o

comparaie evolutiv a celor dou opiuni principale de management a DSM din judeul Iai.n figura III.24. este prezentat evoluia depozitrii de la situaia prezent scenariu 0 (2011) pn la

scenariul 5a (2032), an n care nceteaz durata de existen a depozitului uora. Metodologia de evaluare aimpactului este EI-99, iar evaluarea prezint scorul unic, rezultat ca urmare a efecturii clasificrii,caracterizrii, normalizrii i ponderrii. Scenariile alternative 2d i 5b n care sunt creditate reciclarea,compostarea, digestia anaerob i depozitarea nu sunt luate n considerare n aceast comparaie evolutiv. Seobserv c incinerarea biogazului (scenariul 2b fa de scenariul 2a) are un efect benefic asupra mediuluiconcretizat prin reducerea categoriei de impact, modificarea climatului.


40/67

40

Rezultate comparabile se obin i n cazul utilizrii altor metodologii pentru aceeai comparaie evolutiv ca

metodologia EDIP 2003 (figura III.25.), ReCiPe (figura III.26.) sau EPS (figura III.27.). n figura III.28. este

prezentat graficul defalcat al principalelor categorii de impact ale metodologiei CML 2001. Aceste categorii de

impact sunt: epuizarea resurselor abiotice, acidifierea, eutrofizarea, nclzirea global, epuizarea stratului de

ozon, toxicitatea uman, ecotoxicitatea acvatic de ap dulce, ecotoxicitatea marin, ecotoxicitatea terestr i

oxidarea fotochimic. Se observ foarte clar diminuarea impactului categoriei, modificarea climatului n anul

2018, ca urmare a introducerii incinerrii biogazului de depozit.

n continuare, n graficele prezentate n figura III.29. III.33. este prezentat evoluia n perioada 2018-

2038 a celeilalte opiuni principale de management a deeurilor, incinerarea. Din nou ca i n cazul depozitrii,

scenariile alternative cu luarea n considerare a creditrii 2c i 6a nu sunt luate n considerare. Se observ cumimpactul asupra mediului crete pe msur ce crete i cantitatea deeurilor incinerate.

Rezultatele sunt reproductibile pentru toate cele patru metodologii ale evalurii impactului care permit

cuantificarea acestuia printr-o singur cifr, utilizate: EI-99, EDIP 2003, ReCiPe i EPS 2000. Aceast

reproductibilitate se poate considera c este valabil i pentru metodologia de impact CML 2001, conform

graficului detaliat al categoriilor de impact de baz, ale acestei categorii prezentat n figura III.33.

5/27/2018 Rezumatul tezei de doctorat - S

rezumatul tezei de doctorat - samad kazemi - 22.09.pdf

Documents