Określenie ilości odpadów komunalnych dla 40-tysięcznej jednostki osadniczej – badanie wskaźników nagromadzenia
Przedstawiono wyniki badań wagowych i objętościowych wskaźników
nagromadzenia odpadów komunalnych, prowadzone
w 40-tysięcznym mieście. Wyniki badań zostały wykorzystane w
planowaniu gospodarki odpadami w badanym mieście i stanowią
realną podstawę naliczania opłat za korzystanie z systemu.Badania odpadów komunalnych stanowią jeden z istotniejszych
elementów systemowej gospodarki odpadami w regionie. Prawidłowo
i kompleksowo przeprowadzone badania odpadów, zarówno pod
względem ich ilości jak i jakości, stanowią podstawę do utworzenia
prawidłowo funkcjonującego systemu gospodarki odpadami, który
będzie zgodny z założeniami zrównoważonego rozwoju. Badania
takie to jednak zadanie trudne i kosztowne, dlatego niejednokrotnie,
zwłaszcza dla małych miejscowości, wartości charakterystyk
odpadów są szacowane na podstawie analiz literaturowych. W tym
artykule przedstawiono więc wyniki badań nagromadzenia odpadów
na terenie gminy Skawina, które zostały przeprowadzone na
podstawie porozumienia o współpracy pomiędzy Urzędem Miasta
i Gminy Skawina, a Politechniką Krakowską. Badania polowe odpadów
wykonywane były w okresie jesienno-zimowym w ramach
zajęć dydaktycznych ze studentami Wydziału Inżynierii Środowiska
w roku akademickim 2008/09.
2. Cel badań
Celem przeprowadzonych badań było określenie nagromadzenia
odpadów, wyrażonego poprzez wskaźniki nagromadzenia: masowy
i objętościowy oraz gęstość (ciężar objętościowy). Badanie prowadzone
były już po raz trzeci.
Wskaźnik masowy nagromadzenia odpadów jest to ilość nagromadzonych
w określonej jednostce czasu odpadów stałych, wyrażona
w jednostkach masy, odniesiona do jednego mieszkańca, metra
kwadratowego powierzchni lub innej jednostki przeliczeniowej.
Wskaźnik objętościowy nagromadzenia odpadów jest to objętość
nagromadzonych w określonej jednostce czasu, luźno usypanych
(bez sztucznego zagęszczenia) odpadów w pojemnikach, wyrażona
w jednostkach objętości, odniesiona do jednego mieszkańca, je[...]
Zysk energetyczny ze spalania odpadów komunalnych na przykładzie Krakowa
Systemy gospodarki odpadami w regonie to zintegrowane struktury
składające się najczęściej z kilku elementów m.in. sortowni,
kompostowni lub zakładu metanizacji; dodatkowo dochodzi element
transportu i bezpieczne składowisko pozostałości odpadów.
Taki system pozwala na bezpieczne unieszkodliwienie strumienia
powstających odpadów oraz wykorzystanie w jak największym
stopniu odzyskanych materiałów i energii z odpadów. W naszym
kraju coraz częściej jako jeden z elementów systemu jest rozpatrywana
spalarnia, pozwalająca w bezpieczny dla środowiska sposób
unieszkodliwić strumień odpadów zmieszanych i dodatkowo wykorzystać
energię z nich. Takie działanie pozwoli na redukcję zużycia
energii z paliw konwencjonalnych: węgla, ropy naftowej i gazu
ziemnego, a dodatkowo zaoszczędzi miejsce na składowiskach odpadów,
traktowanych do niedawna jako podstawowy sposób unieszkodliwiania
odpadów w Polsce. Warunkiem wykorzystania odpadów
jako źródła energii są ich dobre właściwości energetyczne,
określone poprzez badania. W tym artykule przedstawione zostaną
obliczenia zysków energetycznych obliczonych na podstawie wyników
badań odpadów w Krakowie.
Odpady jako źródło energii
W większości krajów Europy odpady stanowią istotne źródło
energii, wykorzystywane w systemach energetycznych i cieplnych
miast. W Polsce funkcjonuje obecnie jedna spalarnia odpadów
komunalnych - w Warszawie; w wielu dużych miastach natomiast
toczą się procesy inwestycyjne instalacji do termicznego
przekształcania. Oczywiście instalacje te stanowią jedno z ogniw
kompleksowego systemu gospodarki odpadami, funkcjonującego
zgodnie z hierarchią postępowania z odpadami [Dyrektywa
2008/98/WE]:
zapobieganie powstawaniu,
przygotowanie do ponownego użycia,
recykling,
inne metody odzysku (m. in. odzysk energii),
ostateczne unieszkodliwienie.
Jak widać, zapisy dyrektywy traktują odzysk energii jako jedną
z form odzysku odpadów. Podobnie jest w prawie polskim, w ustawie
o o[...]
Porównanie różnych metod analizy wielokryterialnej wykorzystanych w wyborze systemu gospodarki odpadami
Rozwiązanie problemów związanych z planowaniem i wyborem
technicznej struktury systemu gospodarki odpadami jest wieloetapowym
procesem polegającym na zidentyfikowaniu różnic
i elementów wspólnych wariantowych rozwiązań kompleksowego
systemu oraz wyborze rozwiązania najbardziej korzystnego.
Celem przedstawionej analizy był wybór najkorzystniejszego
rozwiązania systemu gospodarki odpadami w Krakowie, przy
wykorzystaniu metody AHP. Do oceny systemu gospodarki odpadami
przyjęto kryteria oceniające zgodne z założeniami zrównoważonego
rozwoju i opisujące jego funkcjonowanie w aspektach:
ekologicznym, ekonomicznym i społecznym. Przeprowadzenie
analizy wielokryterialnej systemu gospodarki odpadami
pozwala na pełną ocenę jego funkcjonowania i umożliwia przeprowadzenie
wyboru rozwiązania najkorzystniejszego systemu
gospodarki odpadami w regionie.
Wyniki przeprowadzonej analizy wskazały rozwiązanie systemu
gospodarki odpadami w Krakowie, potwierdzające wybór
ekspertów. Jako najkorzystniejsze rozwiązanie systemu gospodarki
odpadami dla Krakowa wybrana została strategia wykorzystująca
termiczne przekształcanie odpadów jako element
systemu kompleksowego. Jako najmniej korzystne rozwiązanie
wskazane zostało kontynuowanie stanu istniejącego bez jego
rozbudowy.1. Wstęp
Wybór systemu gospodarki odpadami w regionie jest każdorazowo
zadaniem trudnym i złożonym. Wymaga szczegółowej analizy
stanu istniejącego i warunków wyjściowych, analizy stanu gospodarki
odpadami, analizy wielkości i stanu strumienia odpadów,
a dodatkowo również uwzględnienia uwarunkowań społeczno-ekonomicznych
regionu. Rozwiązanie problemów, związanych z planowaniem
i wyborem technicznej struktury systemu gospodarki
odpadami, jest wieloetapowym procesem, polegającym na zidentyfikowaniu
różnic i elementów wspólnych wariantowych rozwiązań
kompleksowego systemu oraz wyborze rozwiązania najbardziej korzystnego
[1-3, 4, 5, 8]. Kolejnymi krokami analizy, bez względu
na zastosowan[...]
Metodologia analizy oddziaływania zintegrowanych systemów gospodarki odpadami na środowisko naturalne
Artykuł przedstawia metodologię analizy oddziaływania systemów
gospodarki odpadami na środowisko naturalne opartej na
definicji wskaźnika jakości środowiska, wyznaczanego w oparciu
o analizę rozkładu stężeń substancji zanieczyszczających
w powietrzu atmosferycznym i wodach podziemnych z procesów
technologicznych przetwarzania i unieszkodliwiania odpadów,
zintegrowanych systemów gospodarki odpadami. Wartości
składowych macierzy reprezentującej dany wskaźnik determinują
wybór optymalnego rozwiązania wariantu systemu przy
uwzględnieniu skumulowanego oddziaływania źródła/zespołu
źródeł na wybrane komponenty środowiska naturalnego (powietrze
atmosferyczne, wody powierzchniowe i gruntowe).W wielu krajach Systemy Wspomagania Decyzji oparte na technologii
GIS są również stosowane jako systemy wspomagające
proces wyboru miejsca pod lokalizacje obiektów związanych z gospodarka
odpadami, który wymaga uwzględnienia wielu czynników,
określenia kryterium lokalizacyjnego oraz przetworzenia dużej ilości
informacji przestrzennej. Kryteria i czynniki lokalizacyjne powinny
być tak dobrane żeby nowa lokalizacja była bezpieczna dla zdrowia
ludzi i dla środowiska naturalnego. Podstawowymi substancjami
zanieczyszczającymi, związanymi z procesami technologicznymi
termicznego przekształcania odpadów, są: tlenek węgla CO, dwutlenek
siarki (SO2), mieszanina tlenków azotu (NOx), mieszanina węglowodorów
(CmHn), zdyspergowane w atmosferze cząstki pyłów.
Spalanie odpadów stanowi także dodatkowe źródło chlorowanych
pochodnych dioksan i furanów. Tlenek węgla jest silnie toksyczny
z powodu jego zdolności zastępowania związanego przez hemoglobinę
tlenu. Ilościowa zależność pomiędzy karboksyhemoglobiną
(HgbCO), oksyhemoglobiną (HgbO2) oraz cząsteczkowymi ciśnieniami
tlenu O2 oraz tlenku węgla jest opisana równaniem Haldana:
, gdzie:
K jest stałą (245 dla krwi ludzkiej przy pH = 7,4), pCO, pO2, są ciśnieniami
cząstkowymi otaczającego CO i O2 w warunkach normalny[...]
Ocena wariantów segregacji odpadów komunalnych "u źródła" z wykorzystaniem analizy decyzyjnej AHP DOI:10.15199/17.2016.7.6
System selektywnej zbiórki odpadów komunalnych "u źródła"
jest początkowym elementem kompleksowego systemu gospodarki
odpadami. Od jego założonej efektywności i poniesionych
nakładów zależy rozwój całego systemu, budowa technologii
odzysku, recyklingu i unieszkodliwiania pozostałości. Dlatego
też proces podejmowania decyzji o sposobie, zakresie i strukturze
selektywnej zbiórki odpadów należy traktować jako jeden
z podstawowych procesów zarządzania kompleksowym systemem
gospodarowania odpadami. Każdy proces decyzyjny na
ogół wiąże się z ryzykiem podjęcia nieoptymalnych decyzji,
których skutkiem może być nieosiągnięcie zamierzonego celu,
wygenerowanie strat fi nansowych, czy utrata bezpieczeństwa
środowiskowego.
W artykule, uwzględniając kryteria oceny fi nansowej, wielkości
rzeczywistych poziomów odzysku i recyklingu oraz zapotrzebowania
na teren przedstawiono analizę decyzyjną dotyczącą
wyboru najkorzystniejszego rozwiązania systemu selektywnej
zbiórki surowców wtórnych w systemie dwu-, trój- lub wielopojemnikowym.
Wynikiem zastosowania metody AHP jest wyznaczenie
jako oceny końcowej rankingu wszystkich wariantów ze
względu na wszystkie kryteria równocześnie.Sytuacje decyzyjne w gospodarce odpadami
komunalnymi
Wykorzystanie metod analizy wielokryterialnej w gospodarce
odpadami sprowadza się zazwyczaj do wyboru optymalnego rozwiązania
systemu gospodarki odpadami w konkretnie wyznaczonym
regionie poprzez porównanie pomiędzy sobą technologii gospodarki
odpadami wchodzących w skład omawianych systemów
regionalnych. Przeglądu stosowanych metod w analizowaniu gospodarki
odpadami dokonali Morrisse i Browne [11]. Dokonał on
również podziału metod oceniających na metody oparte na wskaźnikach
ekonomicznych, metody analizy cyklu życia (LCA) oraz
analizy decyzyjne, a wśród nich najczęściej stosowane ELECTRE
[13], PROMETHEE i AHP [4, 14]. Spośród tych metod najbardziej
praktyczną jest metoda wielokryterialnego wyboru AHP. Należy
jednak[...]
Ocena technologii składowania odpadów komunalnych metodą BATNEEC
Przedstawiono metodykę oceny opcji
BATNEEC (best available technology not
entailing excessive costs), zastosowaną dla
różnych technologii składowania odpadów
komunalnych. Zakres pracy obejmował wybór
opcji oraz kryteriów ich oceny. Podstawą
wyboru opcji były różne rozwiązania technologii
składowania odpadów komunalnych.
Do oceny skutków realizacji wybrano konsekwencje
ekologiczne, techniczne i ekonomiczne
wdrożenia poszczególnych opcji.
Przedstawiona metodyka analizy opcji pozwala
na porównawczą analizę różnych wariantów
i rozwiązań technologicznych w gospodarce
odpadami. Wśród technologii składowania
najwyżej oceniono opcję składowania
odpadów przetworzonych w procesie mechaniczno-
biologicznego przetwarzania, dodatkowo
z odzyskiem gazu składowiskowego.
Jako najmniej korzystny wariant w ocenie
opcji BATNEEC wybrano wariant składowania
odpadów wraz z emisją gazu składowiskowego.
Five technols. for processing municipal wastes were compared
to select the best available technol. not entailing
excessive costs. The first place in the ranking was taken
by the selective collection, classification and storage of
wastes suitable for recycling.
Prof. dr hab. inż. Zygmunt KOWALSKI, profesor
zwyczajny Politechniki Krakowskiej, w roku 1969
ukończył studia na Wydziale Matematyki, Fizyki
i Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Jest kierownikiem
Katedry Technologii Nieorganicznej
i Biotechnologii Środowiska i dziekanem Wydziału
Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki
Krakowskiej. Specjalność - technologia chemiczna
nieorganiczna i ochrona środowiska.
Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska im. Tadeusza
Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, tel.: (12) 628-28-61,
fax: (12) 628-20-36, e-mail: zkow@chemia.pk.edu.pl
* Autor do korespondencji:
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki
Zygmunt Kowalski*, Agnieszka Generowicz, Agnieszka Makara
Ocena technologii składowania odpadów
komunal[...]
Vermicomposting of biodegradable wastes and sewage sludge Wermikompostowanie biodegradowalnych odpadów i osadów ściekowych DOI:10.15199/62.2015.5.20
A review, with 31 refs., of results in earthworms-aided composting
of waste biomass to org. fertilizers. The authors'
own studies were also included.
Poszukuje się możliwie najbardziej wydajnych,
najtańszych, a jednocześnie akceptowanych
społecznie metod odzysku, recyklingu
i unieszkodliwiania odpadów organicznych,
w tym również osadów ściekowych. Jedną
z proponowanych metod jest proces wermikompostowania,
dobrze znany i opisany
w literaturze, ale rzadko stosowany w skali
technicznej ze względu m.in. na wrażliwość
procesu (wermikultury) na warunki atmosferyczne
(wilgotność, nasłonecznienie, temperatura).
Prowadzone w skali pilotażowej badania
wskazują, że przy odpowiednim reżimie technologicznym
oraz odpowiedniej konstrukcji
łóż kompostowych możliwe jest wermikompostowanie
osadów ściekowych w sposób
zapewniający ekonomicznie i technologicznie
satysfakcjonującą wydajność oraz otrzymanie
produktu będącego nawozem organicznym.
Ustawa Prawo Ochrony Środowiska1) definiuje środowisko jako
ogół elementów przyrodniczych, w tym także przekształconych w wyniku działalności człowieka, a w szczególności powierzchnię
ziemi, kopaliny, wody, powietrze, krajobraz, klimat oraz pozostałe
elementy różnorodności biologicznej, a także wzajemne oddziaływania
pomiędzy tymi elementami. Znajduje się tam również definicja ochrony
środowiska jako podjęcie lub zaniechanie działań, umożliwiające
zachowanie lub przywracanie równowagi przyrodniczej. Ochrona ta
polega w szczególności na racjonalnym kształtowaniu środowiska
i gospodarowaniu zasobami środowiska zgodnie z zasadą zrównoważonego
rozwoju, przeciwdziałaniu zanieczyszczeniom oraz przywracaniu
elementów przyrodniczych do stanu właściwego.
To bardzo ogólna koncepcja ochrony środowiska, a zastosowanie jej
w praktyce wymaga wypracowania zrozumiałych i wymiernych wskaźników
zrównoważonego rozwoju oraz form i technologii kształtowania
środowiska naturalnego. W poszukiwaniu takich rozwiązań bie[...]
Ocena rozwiązań technologicznych w gospodarce odpadami komunalnymi z wykorzystaniem wskaźników jakości technologicznej i analizy wielokryterialnej
Analizę wielokryterialną wykorzystano do
porównania metod składowania i spalania odpadów
komunalnych. Do obliczenia wartości kryteriów
wykorzystanych w analizie wielokryterialnej
zastosowano metodę jakości technologicznej,
uwzględniając kryteria środowiskowe i ekonomiczne.
Dla wszystkich analizowanych wariantów
przy zastosowaniu analizy wielokryterialnej,
jak i metody jakości kompleksowej, bez względu
na przyjętą hierarchię ważności kryteriów, technologia
spalania odpadów została wybrana jako
zdecydowanie korzystniejsza od ich składowania,
zwłaszcza pod względem ich oddziaływania
na środowisko naturalne.
Multicriteria analysis was used to compare landfilling and
incineration as municipal waste management methods.
Both environmental and economic criteria were taken into
account. The waste incineration technol. was selected as
more favourable than disposal, especially in terms of its
impact on the environment.
Systemowo ujęta regionalna gospodarka odpadami pozwala na
ocenę funkcjonowania systemu w różnych aspektach i może stanowić
jeden z wymiernych wyznaczników zrównoważonego rozwoju,
uwzględniając różne cele. Wskaźniki oceny zarządzania odpadami
powinny stanowić miarę dla porównania funkcjonowania gospodarki
odpadami w tym samym regionie. Dla danego systemu zarządzania
wskaźniki oceniające można wyznaczać, uwzględniając cele techniczne,
środowiskowe, ekonomiczne, społeczne lub inne, w których brane
są pod uwagę specyficzne uwarunkowania regionu1, 2).
Przedstawiono analizy wpływu na środowisko porównywanych
technologii składowania i spalania odpadów komunalnych z wykorzystaniem
analizy wielokryterialnej. Do obliczenia wartości kryteriów
wykorzystanych w analizie wielokryterialnej zastosowano metodę
jakości technologicznej3, 4).
Ocena wariantów metodą jakości technologicznej
Wskaźniki efektów ekologicznych i ekonomicznych procesów
technologicznych gospodarowania odpadami mogą być podstawą
jakościowego porównania technolog[...]
Metodyka wyboru lokalizacji spalarni odpadów na przykładzie miasta Krakowa
Przedstawiono analizy wyboru czterech
wariantów lokalizacji spalarni odpadów
w Krakowie wykonane metodami analizy
wielokryterialnej, programowania kompromisowego
i hierarchicznej analizy problemu
AHP. Metoda programowania kompromisowego
wskazała jako najkorzystniejszą lokalizację
zakładu termicznego przekształcania
odpadów w Krakowie ul. Giedroycia, a na
drugim miejscu lokalizację przy EC Kraków.
Lokalizacja przy ul. Dymarek została wybrana
jako najmniej korzystna. Wynik analizy metodą
AHP jest zbieżny z wynikiem analizy metodą
programowania kompromisowego. Analiza
wrażliwości wyboru lokalizacji potwierdza, że
przy różnych wagach grup kryteriów techniczno-
prawnych, geotechnicznych i transportowych
wynik analizy lokalizacyjnej w zasadzie
nie ulega zmianie.
Four variants for location of an waste incineration plant
in Cracow were compared by using of multicriteria anal.,
compromise programming, and anal. hierarchy process.
Tech.-legal, geotech. and transportation criteria were
taken into consideration. The best location was selected.
Z ogólną charakterystyką elementów związanych z lokalizacją
inwestycji wiąże się wpływ różnych czynników, a ich liczba i cechy
są zmienne w zależności od danego regionu czy miejscowości. Pod
uwagę należy wziąć możliwości ekonomiczne regionu, w którym
będzie dana inwestycja funkcjonowała, uwarunkowania lokalizacji
obiektów i akceptację społeczną poszczególnych rozwiązań technologicznych,
ekonomicznych i lokalizacyjnych1-6).
Charakteryzowanie i uszczegółowianie elementów wartościujących
pozwala na ustalenie konkretnych kryteriów wartości służących do
budowy struktury hierarchicznej modelu. Ocena, porównanie i ranking
proponowanych lokalizacji jest zagadnieniem wielokryterialnym.
Złożoność związana jest zarówno z liczbą analizowanych czynników,
jak i ich różnorodnością lub też intensywnością oddziaływania.
Ponadto analizowane czynniki mogą być ze sobą sprzeczne. Podjęcie
decyzji o wyborze optym[...]
Ocena technologii produkcji kwasu fosforowego metodami opcji BATNEEC i analizy wielokryterialnej
Zaproponowano metody porównania technologii
produkcji kwasu fosforowego z hydroksyapatytu
z dotychczas stosowanymi technologiami.
Do analizy technologii wybrano metody
oceny opcji BATNEEC oraz analizę wielokryterialną.
Opierają się one na tych samych
kryteriach oceniających i dają porównywalne
rozwiązania. Jako najkorzystniejszy wybrano
wariant produkcji ekstrakcyjnego kwasu
fosforowego z hydroksyapatytu, choć bardzo
zbliżona w ocenie była produkcja kwasu fosforowego
z fosforu żółtego.
Four com. processes for prodn. of H3PO4 were compared
by using BATNEEC method and multicriteria anal. taking
into account the social, tech., economical and ecolog.
aspects. The highest ratings were given to the prodn.
processes based on conversion of hydroxyapatite ashes
and on the yellow P combustion.
Metoda BATNEEC (best available technologies not entailing
excessive costs) polega na ocenie badanej technologii pod kątem
jej zgodności z "najlepszą dostępną technologią, nie powodującą
wzrostu kosztów"7-10). Jest ona z reguły wybierana na poziomie
instalacji produkcyjnej, a oceniane są najczęściej kryteria technicznej
realności, korzyści ekologiczne i opłacalność ekonomiczna. Wzorcowa
technologia powinna zapewniać równowagę pomiędzy korzyściami
ekologicznymi i ponoszonymi kosztami. W określaniu BATNEEC dla
danej działalności zwraca się uwagę na aktualny stan wiedzy technicznej,
wymagania w zakresie ochrony środowiska oraz ocenę zadań nie
powodujących powstawania dodatkowych kosztów przy eliminowaniu
potencjalnego ryzyka zanieczyszczenia środowiska8-10).
Do oceny technologii produkcji kwasu fosforowego metodą
BATNEEC przyjęto metodykę oceny efektów środowiskowych, ekologicznych
i ekonomicznych opcji modernizacji procesu technologicznego
i/lub nowych procesów wytwórczych, składającą się z kilku
etapów działania. Obejmuje ona 4 kryteria oceny elementów najlepszej
dostępnej technologii BAT i bierze pod uwagę (i) dostosowanie
technologii do aktu[...]