Tento text navazuje na článek uveřejněný pod názvem "Zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu v Evropě", který vyšel v listopadovém čísle roku 2005. Tentokrát bychom se chtěli podrobněji věnovat právě Německu, které je na vedoucí pozici, co se know-how v této oblasti týče.
Technologie mechanicko-biologické úpravy získává stále významnější místo v rámci integrovaného systému nakládání se směsnými komunálními odpady. V Německu bylo v posledních čtyřech až pěti letech uvedeno do provozu více než 40 nových nebo zmodernizovaných zařízení.
Je zapotřebí si uvědomit, že v Německu prodělalo odpadové hospodářství za posledních 25 let významnou změnu. Ještě na konci 80. let to vypadalo na kolaps odpadového hospodářství. V roce 1990 odborná rada pro otázky životního prostředí vydala zprávu "Speciální posudek odpadového hospodářství" (Sondergutachten Abfallwirtschaft), v níž konstatovala, že jistotu a bezpečnost přinese úprava odpadů před uložením na skládku. Na základě toho byl v roce 1993 vydán technický návod pro komunální odpady (die Technische Anleitung Siedlungsabfall).
Tento technický návod stanovil přechodné období dvanácti let pro zákaz přímého skládkování, tzn. ukládání neupravených odpadů z domácností a dalších biologicky rozložitelných odpadů na skládku. Určitou brzdou byl fakt, že tento technický návod byl závazný pouze pro úřady, tzn. ne pro provozovatele skládek a původce odpadů.
Teprve až vyhláškou o ukládání odpadů (Abfallablagerungsverordnung) z roku 2001 se stal tento závazek platným pro všechny a byl stanoven termín 1. června 2005. Tato vyhláška je sice ambicióznější než evropská směrnice 1999/31/ES o skládkování, ale přesto je s ní v souladu.
Ve vyhlášce byla dána i možnost výběru mezi spalovnami a kvalitními zařízeními na mechanicko-biologickou předúpravu s konečnou termickou úpravou.
To, že byla vedle spaloven oficiálně stanovena alternativní technologie úpravy směsných komunálních odpadů, bylo podpořeno zkušeností z předešlých let, kdy se mnohdy ukázalo, že prosazení spalovny bylo neúspěšné.
SOUČASNÝ STAV
Tyto legislativní úpravy měly za následek, že počet skládek v Německu výrazně klesl. Nevyhovující skládky musely být dodatečně vybaveny lepší technikou, nebo musely být uzavřeny. Od zprovoznění první německé spalovny v roce 1896 v Hamburku, tzn. jednoduché pece na odpad, bylo postaveno, zmodernizováno nebo je ve výstavbě celkem přes 70 moderních spaloven na směsný komunální odpad.
Stále větší podíl představuje využití vytříděných komunálních odpadů. V roce 2003 to bylo 58 % z celkové produkce komunálních odpadů. Dále se z jednoduchých mechanicko- biologických zařízení s otevřenými halami na tlení vyvinuly a postupně realizují technicky náročná zařízení na úpravu směsného komunálního odpadu, splňující požadavky vysokého technického standardu.
V současné době je v Německu v provozu přes 51 moderních zařízení na mechanicko-biologickou úpravu/stabilizaci a mechanicko-fyzikální stabilizaci se zpracovatelskou kapacitou cca 5,5 mil. tun, a k tomu dalších 17 zařízení s kapacitou zhruba 1,6 mil. t, které mají pouze mechanickou úpravu.
TŘI ZÁKLADNÍ POSTUPY
Z tabulky je patrno, že v Německu používají dělení na mechanicko-biologickou úpravu (aerobní tlení nebo anaerobní digesce s následným aerobním tlením), mechanicko-biologickou stabilizaci (mechanicko-biologická úprava s biologickým sušením) a mechanicko-fyzikální úpravu (mechanická úprava bez nebo s fyzikálním sušením).
Úprava směsného komunálního odpadu (prognóza 2005/2006, Německo)
U mechanicko-biologické úpravy je mechanická úprava předřazená biologické úpravě. V rámci mechanické úpravy jsou v první řadě odděleny pro úpravu nevhodné látky (velkoobjemný odpad, odpady podléhající režimu zpětného odběru), dále kovy, těžká frakce a další materiály pro energetické využití.
Výhřevné frakce se rozdělují podle stupně výhřevnosti: středně kalorická frakce (< 11 000 kJ/kg) a vysoce kalorické frakce (> 11 000 kJ/kg). Mechanická úprava se provádí různorodě na sebe navazujícími síty, drtiči, magnetickými separátory, vzduchovými separátory či separátory pracujícími na bázi NIR spektra. Zbylá podsítná frakce je biologicky upravena, aby se docílilo stanovené míry odbourání organických složek pro uložení na skládku komunálního odpadu. Používá se intenzivní aerobní tlení v uzavřených prostorech s následným aerobním dotlením nebo anaerobní digesce s následným aerobním dotlením.
Anaerobní digesce může být realizována suchou, nebo mokrou cestou. Pokud je třeba, může být mezi jednotlivé biologické stupně nebo po kompletním dokončení biologické úpravy zařazena další část mechanické úpravy.
V současné době v Německu převažují zařízení s aerobním stupněm úpravy. Anaerobní digesce s následnou aerobní úpravou se však stává zajímavější, jelikož poměr investičních nákladů k variantě pouze s aerobním zpracování klesá. V posledních letech získává tato varianta na významu z pohledu získávání energie z obnovitelných zdrojů.
U technologie mechanicko-biologické stabilizace jsou odpady pro zlepšení vlastností biologicky sušeny. První část mechanické úpravy je realizována přípravou na sušení, především pak předdrcením. Následuje sušení k docílení nízké biodegradace odpadů a redukce vlhkosti v odpadech. K tomu je využito samoohřívání organických částeček v odpadech, kdy se uvolňuje teplo, které vede ke snížení vlhkosti. Poté se oddělují kovy a inertní látky a v mechanické úpravě jsou vysušené odpady separovány na jednu nebo více výhřevných odpadních frakcí s rozdílnou kvalitou (např. středně a vysoce kalorické odpady).
Mechanicko-fyzikálními procesy jsou z odpadů odděleny výhřevné frakce a v rámci několika stupňů upraveny na alternativní palivo. Proces úpravy obsahuje například oddělení málo výhřevných frakcí, železných a neželezných kovů, vícenásobné drcení. Pokud je třeba, provede se sušení výhřevné frakce a oddělení škodlivin, které jsou zpravidla odstraněny spálením.
FLEXIBILNÍ ZAŘÍZENÍ
Kapacitně se německá zařízení pohybují v rozsahu od 15 000 t/rok do 300 000 t/rok, většinou mají kapacitu okolo 100 000 t/rok. Zatím největší zařízení s kapacitou 300 000 t/rok bylo zprovozněno v roce 2005 v Cröbern (obr. 1). Vzhledem k novým právním úpravám musel region Lipsko provést analýzu a návrh nového systému nakládání s komunálními odpady. Jelikož v místě Cröbern je v provozu velmi moderní centrální skládka komunálního odpadu, která odpovídá současným právním předpisům a má dostatečnou kapacitu, bylo rozhodnuto dát přednost výstavbě zařízení na mechanicko-biologickou úpravu před spalovnou. Jsou zde zpracovávány zbytkové komunální odpady a živnostenské odpady z regionu Lipska, (plocha svozové oblasti 2000 km2 a 800 000 obyvatel). Díky tomu, že koncepce mechanické úpravy umožňuje, aby jednotlivé stupně mechanické úpravy byly vynechány nebo použity dvakrát, je zařízení velmi flexibilní, co se upravovaného materiálu týče.
Množství a vlastnosti výstupů z MBÚ závisí na jednotlivých elementech úpravy (strojní vybavení, suchá/mokrá cesta, aerobní/anaerobní proces). V rámci technologií mechanicko-biologické úpravy jsou zpravidla výstupem využitelné materiály (kovy), výhřevná frakce (dále se dělí na méně a vysoce výhřevnou, která může být deklarována i jako alternativní palivo) a "MBÚ deponát", ukládaný na skládky třídy II.
Rozdíly v "MBÚ deponátech" závisejí na zvolené technologii zpracování. Zařízení Münster II má hlavní cíl úpravy získat z biologické úpravy kromě "MBÚ deponátu" požadovaných kritérií i bioplyn.
U zařízení Enningerloh byla prvotním záměrem výroba alternativního paliva. Se zpřísňujícími se legislativními požadavky muselo být zařízení zmodernizováno a doplněno o biologickou úpravu pro podsítnou frakci. Obě dvě zařízení jsou situována vedle stávajících skládek pro komunální odpady a podsítné frakce po biologické úpravě odpovídají požadavkům pro uložení na tyto skládky.
ZÁSADNÍ LEGISLATIVNÍ ÚPRAVY
Legislativní požadavky na "MBÚ deponát" jsou stanoveny ve vyhlášce o ukládání odpadů z roku 2001 v paragrafu 4 a přílohách II a III vyhlášky. Vyhláška o ukládání na skládky definuje mechanicko-biologickou úpravu jako úpravu nebo přeměnu komunálních odpadů a odpadů ve smyslu § 2 č. 2 s biologicky rozložitelnými podíly pomocí kombinace mechanických a jiných fyzikálních procesů (například drcení, třídění) s biologickým stupněm úpravy (aerobní tlení, anaerobní digesce). § 4 této vyhlášky stanovuje přesné požadavky na ukládání "MBÚ deponátu" na skládky.
V příloze II vyhlášky jsou stanoveny například následující kritéria pro "MBÚ deponát": TOC ≤ 18 hmot.%, výhřevnost ≤ 6000 kJ/kg, biologická rozložitelnost sušiny v originální substanci vztažená na AT4 (respirační aktivitu po čtyřech dnech) ≤ 5 mg/g nebo na stupeň tvorby plynu ve fermentačním testu (GB21) ≤ 20 l/kg, hodnoty pro olovo, kadmium, arsen a další.
Příloha III vyhlášky definuje technologické podmínky na zabudování "MBÚ deponátu" do tělesa skládky. Oblast zabudování musí být profilována po každém ukončení pracovního dne se sklonem mezi 5 a 10 %. Dále definuje, že k cílenému a kontrolovatelnému odtoku dešťových vod musí být povrchová plocha uhlazena a pokryta pro vodu nepropustnými materiály. K poskytnutí záruky, že těleso skládky bude málo propustné, musí být odpad zabudováván postupem tenkých vrstev, které musí být vysoce zhutněny.
Pomocí nastavení optimálního obsahu vody v odpadech musí být zaručeno nejvyšší možné zhutnění. Během provozu skládky je nutné po zabudování každých 5000 m3 nebo 5000 t doložit, že minimálně z 95 % bylo dosaženo stanovené nejvíce možné hustoty zabudování. Pokud se významně změní skladba odpadu, je nutné znovu stanovit nejvíce možnou hustotu zabudování.
V současné době se o požadavcích přílohy III vyhlášky velmi diskutuje a zkoumají se vlastnosti a povaha jednotlivých "MBÚ deponátů" za účelem eventuální korekce těchto požadavků, které byly definovány ještě v době, kdy nebyly s tímto materiálem velké praktické zkušenosti.
CÍLENÁ PRÁVNÍ ÚPRAVA
Co se ochrany ovzduší týče, jsou na zařízení MBÚ kladeny požadavky v rámci prováděcí vyhlášky zákona o ochraně před imisemi (BImSchG) č. 30. Zde jsou stanoveny limitní průměrné denní a průměrné půlhodinové koncentrace pro tuhé látky, TOC, dioxiny a furany, N2O, pachové látky a další požadavky na jednotlivé procesní kroky. Podle těchto požadavků musejí být zařízení na mechanicko-biologickou úpravu komunálních odpadů v uzavřených zastřešených prostorách a splňovat emisní hodnoty. Proto se zařazuje čisticí jednotka na principu termicko-regenerativní oxidace.
Jediná oblast, která není jasně definována, jsou kritéria pro alternativní palivo a pro jednotné postupy vzorkování a zajišťování kvality. Spolkové sdružení pro kvalitu sekundárních paliv (Bundesgütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe e.V.) se však od roku 1999 snaží zajistit transparentnost a jednotnost kvality těchto paliv pomocí procesu označení kvality RAL-Gütezeichen 724. Určování kvality RAL-GZ 724 platí pro alternativní paliva, která jsou vyrobena na jedné straně z výhřevných odpadů a na druhé straně z výhřevných frakcí z neseparovaně sesbíraných odpadů z průmyslu, živnostenské sféry a domácností. Seznam vhodných odpadů je uveden v příloze RAL-GZ 724. Ukazatele a přípustné obsahy těžkých kovů (kadmium, rtuť, thalium, arsen, nikl, kobalt, antimon, olovo, chrom, měď a atd.) vznikly na základě četných dat z analýz alternativních paliv. Hodnoty byly stanoveny i ve vztahu k 17. Vyhlášce na ochranu před imisemi (17. BImSchV), která stanovuje limitní hodnoty pro spalovny odpadů a spoluspalování.
Právní úprava ve vztahu k mechanicko-biologické úpravě v Německu patří mezi ty nejkomplexnější, které v rámci EU existují. Na příkladu Německa je možné pozorovat, že komplexní a cílená právní úprava tvoří základ úspěchu. Dala totiž základ k tomu, že německé odpadové hospodářství se stalo samostatným oborem založeným na využívání potenciálu odpadů, ať už materiálového k získání surovin, nebo energetického. Tento vývoj však, zdá se, nekončí. Na politické úrovni byly definovány další ambiciózní cíle pro rok 2020. Nejvýznamnějším je ukončení povrchového ukládání odpadů. Ať už je tento cíl reálný či nikoliv, bude určitě pro Českou republiku zajímavé tyto trendy v Německu sledovat.
Ing. Josef Durdil, CSc.
Ing. Terezie Kovaříková
ETC Consulting
