Zdroj kvalitního materiálu PODTITULEK: Solidifikace odpadů Některé druhy průmyslových odpadů, zejména materiály s obsahem ropných látek a těžkých kovů, se po léta ukládaly na skládky nebezpečných odpadů, kde se pouze v rámci tehdy platných vyhlášek sledovalo jejich složení a stabilita. Ta se...
Zdroj kvalitního materiálu
PODTITULEK: Solidifikace odpadů
Některé druhy průmyslových odpadů, zejména materiály s obsahem ropných látek a těžkých kovů, se po léta ukládaly na skládky nebezpečných odpadů, kde se pouze v rámci tehdy platných vyhlášek sledovalo jejich složení a stabilita. Ta se zjišťovala na základě interakce materiálu s destilovanou vodou (byl přesně definován postup pro výluh).
Průmyslové využití těchto odpadů většinou existovalo buď pouze v teoretických studiích nebo byly existující navrhované technologie v dané době ekonomicky příliš náročné. Předchozí zákon o odpadech (č. 238/1992 Sb.) neobsahoval ve svých paragrafových zněních podmínku na předúpravu vybraných odpadů tak, jak to vyžaduje současně platný zákon č. 125/1997 Sb., o odpadech.
Nutná předúprava
Skládka nebezpečného odpadu poblíž obce Lodín nedaleko Hradce Králové je skládkou kategorie S IV, na níž jsou ukládány nebezpečné odpady předem známého složení z dovozové vzdálenosti kolem 100 km. Většinou jde o zeminy znečištěné ropnými látkami, odpadní kaly z čistíren průmyslových vod a lapolů, neutralizační kaly z povrchových úprav a opracování kovů, brusné kaly ze skláren, popelovina a škvára ze spalování komunálních a průmyslových odpadů, popílky, slévárenské písky atd. Malý podíl ukládaného materiálu představují komunální odpady z okolních obcí a "ostatní" odpady podle definice zákona.
Některé z těchto odpadů není možno podle zákona uložit na skládku bez předchozí úpravy. Obvykle jde o materiál, který svým kvalitativním složením přesahuje dosud platné limity některého ze sledovaných polutantů pro skládkování, kompostování nebo pro biodegradační technologie.
Spalování těchto odpadů není vhodné buď z důvodu malého obsahu hořlavé složky, a tudíž velké finanční náročnosti, nebo není termická likvidace pro daný typ odpadu vhodná. V některých případech by spalování daný odpad v pravém slova smyslu nezneškodnilo, naopak by mohly vzniknout látky daleko toxičtější (organokovové sloučeniny, obávané dioxiny a jiné).
V souvislosti s přípravou na nový zákon o odpadech byla na skládce Lodín vybudována solidifikační linka. Ta přepracovává odpad, který by nebylo možno za normálních okolností na skládce uložit, do formy využitelného produktu.
Principem je chemicko-fyzikální navázání kontaminantu na solidifikační činidlo nebo imobilizační látku. Dojde tak ke snížení mobility znečišťujících látek a omezení jejich vyplavováním dešťovou vodou do okolí nebo do tělesa skládky, a následně do skládkových vod.
V případě skládky Lodín byla použita technologie solidifikace páleným vápnem o přesně stanovené granulometrii.
Princip
Při vápenné solidifikaci se uplatňují dva základní typy chemických interakcí. Kontaminující těžké kovy v odpadu reagují za využití vlastní vody z odpadu s páleným vápnem CaO. V alkalickém prostředí přecházejí těžké kovy do málo rozpustné hydroxidové formy.
Pro odpady s více těžkými kovy je možno použít směs solidifikačních činidel. Tato metoda je založena na chemické interakci mezi rozpustnými křemičitany alkalických kovů, srážecími činidly obsahující mj. vícemocné kationy (Ca2+ obsažené v sádře, cementu, hydrolyzovaném vápně atd.) a komponentami ztužovaného odpadu.
Po smísení dochází k rychlé reakci mezi křemičitany a ionty kovů za tvorby nerozpustných metasilikátů proměnlivého složení. Reakcí mezi křemičitany a srážecím činidlem dochází k navázání těžkých kovů do morfologické mřížky, čímž jsou sledované polutanty pevně navázány s minimální možností výluhu do životního prostředí ve formě nerozpustných sloučenin, nebo jsou na ní adsorbovány. Porézní charakter vytvořené struktury umožňuje uzavření (enkapsulaci) a imobilizaci přítomných kapalin. Dalším typem reakcí jsou interakce mezi zvoleným srážecím činidlem a komponentami odpadu ve vodném prostředí (hydrolýza, neutralizace, srážení).
Zpracování odpadů s obsahem ropných látek a nepolárních uhlovodíků je založeno na chemické reakci výchozího pevného nebo kapalného odpadu s CaO za vzniku jemné práškovité disperze s velkým specifickým povrchem. Následuje reakce s vodou za vzniku hydroxidu vápenatého Ca(OH)2, který dále reaguje se vzdušným oxidem uhličitým. Tímto mechanismem se na povrchu částic vytvoří vrstvička uhličitanu, která je vodou nerozpustná.
Technologie
Autor zmíněné technologie, Ing. Libor Luňáček ze společnosti .A.S.A., spol. r. o., která skládku provozuje, říká: "Odebíráme odpad ze známých technologií a od stálých partnerů (koželužen nebo galvanoven). Tyto materiály jsou analyzovány akreditovanou laboratoří a jejich složení před vlastním solidifikačním procesem známe. Pokud ve výrobě změní technologii, dostáváme nový rozbor s přesným složením odpadu. Do solidifikační technologie se proto nedostane odpad, jehož složení předem neznáme.
Přesto na výstupu děláme kontrolu a z definovaného množství naakumulovaného solidifikačního materiálu se odebírá směsný vzorek z tzv. dozrávací plochy. Pokud by tento vzorek neodpovídal limitům pro uložení na skládce S IV, můžeme použít zpětný proces tzv. přesolidifikace, anebo by s materiálem bylo nakládáno podle předem stanoveného a schváleného postupu. Vzhledem k tomu, že do solidifikační linky vstupují známé a ověřené odpady, tento případ zatím nenastal."
Přivezené odpady se smísí v přijímací jímce a odtud se dávkují do vibračního separátoru. Uvnitř jsou nože, které obsah fragmentují na jemnou sypkou směs, hrubší části odcházejí ven. Materiál pak šnekovým dopravníkem přechází do mísiče, který pracuje jako vsázkový reaktor: vsázka se míchá se solidifikačním materiálem, dokud není dosaženo optimálního složení a promísenosti.
Dávkování vápna je přesně vypočítáno podle složení odpadů (10-45 hm. % imobilizačních činidel, vztaženo k hmotnosti vstupujícího odpadu). Dávkování je zajištěno tenzometrickou váhou, která sleduje přesně přísyp solidifikačního materiálu k množství dodaného odpadu.
Přesné poměry
"Obsluha si doslova hraje s mícháním materiálu, aby ho smísila v přesném poměru. Máme připraveno kolem dvanácti typických receptur každý druh přicházejícího odpadu," dodává Ing. Luňáček.
V reaktoru se materiál zahřívá na cca 60-90 stupňů a proběhnou v něm fyzikálně-chemické reakce. Solidifikovaná směs pak pásovým dopravníkem odchází na dozrávací plochu, kde materiál leží minimálně 21 dnů. Toto zdržení odpovídá době zrání cementu, betonu nebo malty. Hydroxid vápenatý vzniklý hydrolýzou CaO reaguje v té době se vzdušným oxidem uhličitým. Výsledkem je konverze hydroxidů (OH-) na málo rozpustné uhličitany.
Po uplynutí doby určené k vyzrání je produkt solidifikace analyzován na škodliviny a poté využit jako technologický materiál na skládce.
Využívá se jako překryvný materiál naváženého a skládkovaného odpadu, posypový materiál na tvorbu pojezdové komunikace uvnitř skládkového tělesa, vyrovnávací materiál pod vrchní fóliové těsnění, na překryv lehkých (polétavých) složek odpadu na skládce, nebo pro stavbu skládkového tělesa.
Materiál je po solidifikaci vizuálně zcela odlišný od výchozích surovin. Je neprašný a výrazně hydrofobní. Použije-li se jako překryv jiného odpadu, vytváří fyzikální clonu snižující výluhovost skládky, neboť po něm dešťová voda stéká ke kraji skládkového tělesa, čímž je snížen její obsah v tělese skládky.
Tento postup solidifikace má několik výhod před srovnatelnými technologiemi, ale zároveň má i své nevýhody. Obdobné technologie solidifikace/stabilizace dané odpady mísí za mokra se solidifikačními činidly a směs se zalévá do pevných matric. Výhodou této technologie je pevnější fixace škodlivin. Nevýhodou pak zůstává poměrně komplikovaná manipulace s monobloky odpadů, které se ukládají na skládku bez dalšího použití.
Solidifikační linka, provozovaná v areálu skládky v Lodíně využívající CaO, resp. další činidla, snižuje nebezpečnost odpadů a zároveň je zdrojem kvalitního technologického materiálu. Nevýhodou u této technologie zůstává nižší účinnost fixace škodlivin oproti technologiím, jejichž principem je zalévání odpadů do monobloků.
Solidifikační technologie je spolu s biodegradační plochou užitečným doplňkem skládek nebezpečných odpadů.
- dk -
FOTO ARCHÍV
