Monitorování výuky odborných předmětů Reg. č. CZ.1.07/1.1.08/03.0032 Biologické metody odstraňování odpadů

Biologické metody odstraňování odpadů - jsou metody, které napodobují přirozený rozklad organických látek v přírodě a využívají se pro odstranění organických odpadů. - využívají se přitom živé organismy, které se v přírodě na procesech rozkladu podílejí Výhody: - přírodní proces - výsledkem je hnojivo - poměrně levné Nevýhody: - vhodné pouze pro odpady organického původu - pomalý proces - proces je závislý na podmínkách prostředí

VHODNÉ ODPADY: - odpady organického původu – biomasa: - kuchyňský bioodpad - rostlinné zbytky, dřevní odpad - kaly z čistíren odpadních vod - odpady z lesnictví a zemědělství (dá se využít jako stelivo, krmivo, hnojivo, mulč..) - odpady z potravinářského průmyslu - odpady z městské zeleně - posekaná tráva, polámané větve, opadané listí

Optimální vlastnosti vstupních materiálů Podíl organické hmoty (%sušiny) - > 60% Sušina (%) 7 – 25 Poměr C:N 20 – 30:1 pH 6,5 – 7,5 Poměr C:N lze upravit (například přidáním travní fytomasy k prasečí kejdě).

Rozdělení metod: Aerobní procesy - za přístupu O2 (kompostování) Anaerobní procesy - za nepřístupu O2 (kvašení, fermentace)

Způsoby a technologie kompostování Velkokapacitní technologie

Kompostování

Domácí – v rodinných zahradách Komunitní – na sídlištích, u škol, v zahradkářských koloniích Průmyslové a zemědělské kompostování

Kompostovatelný podíl Komunální odpad Třídění Kompostovatelný podíl Nevhodný podíl (sklo, plasty, kovy) Jemný (<5cm) Hrubý (>5cm) Rozdrcení V této fázi lze kompost upravit: Naočkovat bakteriemi Zvlhčit – vysušit Upravit poměr živin míchání I.Fáze mezofilní Surový kompost Mohutný rozvoj bakterií, aktinomycet a hub Rozklad je obtížný, probíhá za vysokých teplot = také termofilní fáze II.Fáze intenzivního zrání Čerstvý kompost Látky rozloženy na nejjednodušší, teplota klesá III.Fáze dozrávání Vyzrálý kompost

Fáze kompostování Substrát se zahřívá na 50 – 60C Aerob.org. Rozkládají celulózu, škrob, bílkoviny atd. Substrát se okyseluje a objem se zmenšuje Nutno provzdušňovat Fáze trvá 2 – 3 týdny Vznik humusových látek T klesá na okolní Kompost hnědý, drobtovitý T klesá na 40 – 45C Složení mikroorg. Se mění, nastupují žížaly Stále nutno provzdušňovat

1. Mezofilní fáze V této fázi lze kompost upravit: Naočkovat bakteriemi Zvlhčit – vysušit Upravit poměr živin

2. Intenzivní fáze Asi 4 měsíce na hromadách asi 2,5m vysokých,musí se občas provzdušnit – prohrnuje se nakládači asi 1/měs. Lze urychlit intenzivním provzdušňováním 1/týden překopávačem Doba zrání se zkrátí na 2 měsíce Překopávač Samojízdný překopávač

3. Fáze - dozrávání 2 – 4 měsíce Hromady 1,5 – 1,8m nadále je zapotřebí dostatek kyslíku. červi, hlísti, svinky, zemní roztoči a další mikroorganismy materiál úplně rozdrobí a tím ho připraví jako lehkou stravu pro hnojní a kompostové červy. Červi pak ve svých střevech stravu rozloží na minerální a organické látky, svými produkty rozkladu obohacují kompost o cenné látky a vytvářejí stabilní humusové složky.

Otevřený systém velkokapacitní technologie „na hromadách“ Vhodné místo – kanalizace s odvodněním, kde může odtékat „šťáva z kompostu“ Silážní jámy Mělo by být zastřešeno a podklad by měl být vybetonovaný

Velkoobjemový drtič Husmann HGF IV. Aby zakládka kompostu mohla být vrstvena rovnoměrně, musí být dřevitá vstupní hmota kvalitně rozdrcena

Uzavřené systémy kompostování Slouží k urychlení procesu zrání díky vytvoření optimálních podmínek (vlhkost, teplota, kyslík) Jedná se o různá zařízení nebo stavby: 1. Kontejnery

2. Otáčecí bubny válce umístěné naležato s průměrem 4m, délka cca 8-10m, otáčejí se. Kompost je zde cca 48hod. a neustále se intenzivně promíchává. Vysoká teplota 30 – 40C urychluje zrání

3. Věžové kompostárny Kompostárna se 6 kompostovacími věžemi a se zařízením na mechanickou úpravu bioodpadu a na úpravu hrubého kompostu Kompostovací věže jsou plněny se shora a vzdušněny čerstvým vzduchem ze dna věže Při hlavním zrání dosahuje teplota kompostu cca 70°C v průběhu 5 - 6 dnů zrající kompost se vyskladňuje ze spodní části věže při teplotě 50 - 55°C a naskladňuje se do dozrávací věže, kde dozrává 4 týdny při teplotě 55 - 40°C

Mobilní technologické linky V ČR jsou výhodnější tzv. mobilní technologické linky. Tyto linky se přepravují v dohodnutých intervalech od kompostárny ke kompostárně Formou placené služby provádějí technologické operace (štěpkování, překopávání a prosévání). Tento způsob je ekonomicky výhodnější.

Mobilní technologické linky V ČR jsou výhodnější tzv. mobilní technologické linky. Tyto linky se přepravují v dohodnutých intervalech od kompostárny ke kompostárně Formou placené služby provádějí technologické operace (štěpkování, překopávání a prosévání). Tento způsob je ekonomicky výhodnější.

Technologické schéma kompostovací linky : Legenda: 1. příjmový prostor ostatního odpadu 2. univerzální čelní nakladač 3. drtič ostatního odpadu 4. vynášecí dopravník reverzní 5. sklad struktúrního materiálu 6. násypka 7. příjmový dopravník 8. vstup kalu z vynášecího dopravníku pásového listu 9. mísič 10. vynašecí dopravník substrátu 11. kompostovací reaktor 12. biofiltr 13. substrát určený k recykláci 14. dozrávací plocha 15. expedice                                                                           

Požadavky na kvalitu kompostu I. Uvádění kompostů do oběhu prodejem a užívání na zemědělskou půdu je upraveno zákonem o hnojivech Způsob výroby kompostu na kompostárně je upraven ČSN „Průmyslové komposty“ Norma říká: „Kompost musí být hnědá, šedočerná až černá homogenní hmota, drobtovitá až hrudkovité struktury bez nerozpojitelných částic. Nesmí vykazovat pachy svědčící o přítomnosti nežádoucích látek.“

Požadavky na kvalitu kompostu II. V kompostech se sleduje nejvyšší přípustné množství látek (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Zn) Je upravena také doba zrání, překopávky, intervaly mezi překopávkami Je upravena výška kompostových zakládek

Uveďte 3 hlavní fáze kompostování Co je principem velkokapacitního kompostování? Uveďte 2 systémy velkokapacitního kompostování Co to jsou mobilní technologické linky Nakreslete schéma, jak se z komunálního odpadu stává velkokapacitními technologiemi vyzrálý kompost

Anaerobní digesce Soubor procesů, ve kterých směsná kultura mikroorganismů rozkládá biologicky odbouratelnou organickou hmotu bez přístupu vzduchu

Hlavní důvody využívání anaerobní digesce

Anaerobní digesce = anaerobní fermentce = anaerobní vyhnívání Další z biologických metod zpracování odpadů Je to technologie výroby bioplynu z biologických odpadů krom bioplynu vzniká biologicky stabilizovaný substrát

Řízená anaerobní digesce Perspektivní způsob ekologického zpracování zbytkové biomasy Bioenergetická transformace organických látek Využívá se v bioplynových stanicích

Anaerobní digesce probíhá v bioplynových stanicích

Schéma bioplynové stanice

Produkty anaerobní digesce Bioplyn – chemické složení bioplynu – 55-70% CH4, 27-47% CO2, 3% H2S (sulfan – zapáchá po zkažených vejcích 1% H2 Biologicky stabilizovaný substrát

Využití bioplynu Přímé spalování a ohřev teplonosného média (topení, sušení) Výroba el. energie a ohřev teplonosného média Palivo pro automobily Nejrychlejší auto na bioplyn - 327,5 km/h                                                                                                                             

Využití bioplynu v evropské dopravě Bioplynová stanice - Švýcarsko Bioplynová stanice - Švédsko Bioplynová stanice - Lille, Francie

Bioplynové stanice v ČR Na začátku roku 2008 bylo u nás 23 bioplynových stanic

Využití biologicky stabilizovaného substrátu 1. Přímá aplikace na zemědělskou půdu výhody oproti kejdě: Substrát je biologicky stabilizovaný a homogenizovaný Lépe využitelné živiny, snížená je jejich vyplavitelnost Snížení obsahu patogen a semen plevelů Nezapáchá Nízké emise skleníkových plynů

2. separace tuhé frakce ze substrátu – tuhá frakce se následně kompostuje – vzniká kvalitní statkové hnojivo, nebo se upraví na briketa či pelety lisováním – vzniká biopalivo Tekutá část se využije na pole jako hnojivo