7

Prednáška 7

1.Odpady

- odpady sú produkty sprevádzajúce život všetkých civilizácii a všetky technologické procesy,

ktoré sa v tej ktorej dobe používajú k pochopeniu podstaty vzniku a vlastností odpadov je

potrebná ich klasifikácia a kategorizácia

- táto kategorizácia musí zohľadniť:

- proces vzniku odpadu,

- fyzikálny, chemický a biologicky charakter odpadu,

-mieru toxicity, ako aj možnosť recyklácie,

-možnosti uskladnenia, premeny a likvidácie tohto odpadu

- odpady sú v každom civilizovanom štáte prísne evidované a manipulácia s nimi je

sledovaná štátnymi inštitúciami, preto pri ich kategorizácii sa musia zohľadniť aj

prislúchajúce legislatívne pravidlá a predpisy

- s odpadmi je nutné hospodáriť cieľavedome, pretože sa vyznačujú buď environmentálnymi

rizikami alebo predstavujú potenciálne surovinové zdroje, prípadne zásoby

1.1Rozdelenie odpadov

- odpady vznikajú v celej vertikálnej a horizontálnej ľudskej činnosti

odpadové látky môžeme deliť podľa rôznych kritérií:



podľa konzistencie (pevné, tekuté, plynné)



podľa chemického zloženia (organické, anorganické)



podľa zdroja odpadu (priemyselné, poľnohospodárske, komunálne)



podľa zberu, odstraňovania a zneškodňovania (tekuté, pevné)



podľa toxicity (inertné, podmienene škodlivé a škodlivé)

Rozdelenie odpadov podľa zdrojov ich vzniku

1.Komunálny odpad – zvyšky potravín, kuchynské odpady, odpad z kúrenia, odpad z

malých stavených úprav, z čistiarenských zariadení, veľký sídliskový odpad, uličné smeti,

odpad z tržníc

2.Priemyselný odpad – je závislý od druhu výrobného procesu, technológií, druhu surovín,

odpady z ťažby nerastných rudných a nerudných surovín, odpady při spracovaní surovín

3.Poľnohospodársky a lesnícky odpad - produkty biolo-gického charakteru, exkrementy

domácich zvierat, odpad z výroby krmovín z rastlinnej výroby, odpad spracovania dreva

4.Ostatný odpad – infekčný odpad z nemocníc, využité oleje, vraky áut, rádioaktívny odpad

Rozdelenie odpadov podľa vplyvu na ŽP

a)

zvláštny odpad – vyžaduje si osobitný režim pri nakladaní s ním, najmä z dôvodu

ochrany ŽP

b)

nebezpečný odpad – je škodlivý a svojími vlastnosťami chemickými, fyzikálnymi,

toxicitou, horľavosťou, výbušnosťou je alebo môže byť nebezpečný pre ŽP a zdravie

obyvateľov.

Tento odpad tvoria:
•

agrochemické odpady obsahujúce nebezpečné látky

•

farbivá, pigmenty

•

kaly z dna nádrží

•

kyslé dechty

•

ropné látky obsahujúce kyseliny

•

hydroxid vápenatý, anónny, sodný, draselný

•

destilačné zvyšky a reakčné splodiny

•

tuhé odpady obsahujúce nebezpečné látky

•

syntetické rezné oleje

•

použité vosky a tuky

•

vykurovací olj a motorová nafta

•

benzín

c) Špeciálny odpad – tvoria chemické jedovaté látky, rádioaktívny odpad

-skladuje sa v špeciálnych odolných obaloch (olovo, betón) na špeciálnych miestach

-pri skladovaní je potrebné zamedziť kontaktu s povrchovými alebo podzemnými vodami

1.2Tuhý odpad

-za tuhý odpad sa považujú kompaktné, klastické (kusovité) a práškové materiály, prípadne

čiastočne plastické materiály (kaly), ktoré súvisia s priemyselnou výrobou

-najviac pevného odpadu vzniká v priemysle, pri výrobe energie a asi 10% z celkového

množstva tvorí komunálny odpad

a)z priemyslu je to hlavne hutníctvo, strojárenstvo, potravinársky,drevospracujúci

priemysel, priemysel skla keramiky

- metalurgia produkuje zo súboru anorganických chemických technológii najviac odpadov

s pomerne vysokou toxicitou

-sú to najmä trosky s rozdielnym chemickým zložením

-moderné technológie znižujú obsah oxidov kovov v troskách

-Fe trosky sa využívajú v stavebníctve pri výrobe cementov, čím vylepšujú kvalitu betónov

-toxicita sa prejavuje najmä vyluhovateľnosťou materiálu skládky, ktorá potom sekundárne

znečisťuje podložie skládky

-hydrometalurgiské technológie vytvárajú podstatne menej odpadov a ich značná časť je

recyklovateľná

-technológie anorganického veľkopriemyslu (výroba HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, NH3, NaOH,

KOH, fosforeč-nanov) vytvárajú len nepatrné množstvá odpadu a tieto produkty sú buď

netoxické a tým ľahko skladovateľné alebo mierne toxické a stabilizovateľné

-organická technológia neprodukuje veľké množstvá odpadov, ktoré sú deponovateľné alebo

ľahko likvidovateľné v spaľovniach so špecifickým režimom spaľovania

-časť výrazne toxických produktov sa dnes už vôbec nevyrába

-výroba stavebných materiálov a stavebná činnosť produkuje značne množstvo

anorganického odpadu

-tieto odpady sa nevyznačujú environmentálnym toxickým rizikom, ale pre svoje veľké

množstvo predstavujú ekonomické problémy

-tieto úlety nie sú toxické a chemicky sú stabilizované

- poľnohospodárstvo a potravinový priemysel produkuje značný objem heterogénneho

odpadu

- tento odpad má výrazný biologický charakter a preto je chemicky nestály a podlieha

biologickým procesom

-odpady z poľnohospodárstva a potravinárskej výroby sú priamo bez úprav ťažšie

skladovateľné

-optimálne je spracovanie na mieste, ako aj tvorba živočíšneho a potravinového kompostu

b) pri ťažbe surovín vzniká odpad – hlušina, ktorý sa ukladá na skládku a časom sa môže

stať opäť surovinou
-

c) energetika produkuje pri spaľovaní fosílnych palív množstvo škváry a trosky. Sú to

materiály prevažne silikátového charakteru. Ďalej je to popolček, ktorý zachytávajú filtračné

zariadenia. Tieto materiály obsahujú popri uhlíkatých látkach (sadze, grafit) aj oxidy

arzénu.

-Popolčeky sa zatiaľ spracúvajú v malej miere a preto je potrebné ich vhodne deponovať, aby

nedochádzalo ku kontaminácii spodných vôd vyluhovaním

-chemický charakter hlavných komponentov popolčekov nie je toxický, dominujú v nich

osxid kremičitý a hlinitý, ktoré při chladnutí vytvárajú aluminosilikáty, ktoré je možné

využiť v stavebníctve (cementy)

d) pevné domové odpady - vznikajú pri užívaní bytov, z malých prevádzok a obchodov a

ako smetí z ulíc

-značným problémom je zber a odstraňovanie odpadov zo sídlisk

- komunálny odpad môže byť triedený, čiastočne triedený a celkom netriedený

-tuhý komunálny odpad je vo sídelných aglomeráciach odkladaný na organizovanú skládku

-vo veľkých mestách (BA, KE, ZV, BB) je tuhý komunálny odpad likvidovaný v spaľovniach,

ktoré produkujú aj vyyužiteľné teplo

Vlastnosti tuhých odpadov

-sú podmienené ich chemickým charakterom (anorga-nický, organický, zmesný),

biologickými vlastnosťami a aj fyzikálnymicharakteristikami

a)

Odpad z domácnosti

– je buď netriedený alebo čiastočne tridený

-v domácnostiach sa najčastejšie triedi sklo a papier

-zvýšenie homogenity sa dá dosiahnuť dôkladnejším triedením a separátnym zberom

-vo vyspelých štátoch EU je samozrejmosťou oddelený zber skla, plastov, kovov, papiera,

zvyškov potravín

-domácnosti a obchod produkujú aj značné množstvo obalového papiera, ktorý je

jednoznačne recyklovateľný

b) Odpad z komunálnych zariadení – podobá sa na odpad z domácnosti

-tento odpad pochádza z reštautrácii, spoločných stravova-cích zariadení, hotelov,

turistických chát

-pre použitie biologického odpadu platia v SR zvláštne predpisy

c) veľkoobjemový odpad – je typický najmä pre stredné a veľké sídelné aglomerácie

-jedná sa najmä o vyradený nábytok, textílie, elektrošrot,

-najcennejšou zložkou veľkoobjemového odpadu je elektrošrot, ktorému sa však stále u nás

nevenuje patričná pozornosť

-Osobitnou skupinou sú nepoužiteľné elektrospotrebče jako chladničky, pračky, umývačky

riadu, mrazničky, radiátory, vane, výrobky z liatiny a osvetľovacie telesá.

d) odpady z priestranstiev – ulíc, ciest, parkov. Osobitnou skupinou sú odpady z čistenia

kanálov a nakladanie s kalmi z kanalizačnej siete

-kal kanalizácií môže vykazovať sklon k hnilobným procesom a tým predstavuje

environmentálne riziko napr. tvorbou metánu (nebezpečenstvo nahromadenia v uzavretých

priestoroch a výbuchu). Metán je v koncentrácií od 5 do 95% za prítomnosti kyslííka

vznetlivý a výbušný

e) odpady z rekreačných stredísk – z hľadiska manipulácie, zneškodňovania, finálneho

nakladania sa o nich pojednáva samostatne

-tu je možné uvažovať o prepojení s najbliším stálym sídlom a to hlavne pri odvoze

komunálneho odpadu

- ak takáto možnosť nie je nutné inštalovať samostatné kombinované septiky a tieto

pravidelne čistiť

f) odpady komunálnej sféry, ktoré nie sú zatriedené - odpady olejov, gumárenských

výrob, výrobkov z väčšieho množstva plastov

-oleje z dopravy, priemyselnej činnosti sú po použití triedené, separované a niekedy

čiastočne regenerované

-nepoužité zvyšky sa likvidujú spaľovaním pri špecialnych podmienkach

-plasty sú z hľadiska degradácie, uskladnenia a likvidácie najproblematickejšie

-prirodzená degradabilita plastov je nízka, preto sa likvidujú najmä spaľovaním

najviac používané plasty:



polystyrén: obalová technika, výroba nádob, izolačné materiály



polyestery: syntetické vlákna, textilný priemysel,



polyetylén:

obalová technika



nylon:

syntetické vlákna



PVC

: najstabilnejší plast s veľmi nízkou degradabilitou. pre svoju chemickú

rezistentnosť má všestranné využitie



polyuretán: z hľadiska degradability je najakceptovanej-ším plastom. Používa sa v

nábytkárstve, jako izolačná hmota. Je však zápalný a po vznietení vzniká toxický plyn -

kyanovodík


polymetylmetakrylát (PMM): patrí medzi ľahšie degradovateľné organické

materiály. Je to stabilná látka a jej spaľovanie nie je spojené s environmentálnym rizikom.

Vlastnosti priemyselných tuhých odpadov s nekovovým charakterom



- množstvo a zloženie priemyselných tuhých odpadov s nekovovým charakterom je z

fyzikálneho aj chemického hľadiska odrazom charakteru a úrovne príslušnej výrobnej

technológie



odpady rôznych technológii sú veľmi rozdielne



netoxické



negatívne ovplyvňujúce ŽP,



podmienenne toxické



toxické

priemyselné tuhé odpady s nekovovým charakterom sa z technologických hľadísk

kategorizujú takto:

a) Výrobné odpady – zvyšky výrobných surovín, pomoc-ných materiálov, nepoužiteľné

polotovary

tieto materiály sú úplne alebo čiastočne recyklovateľné

- stavebný a keramický priemysel produkuje odpad, ktorý má charakter základných

výrobných materiálov, ktoré sú len čiastočne recyklovateľné

-chemický priemysel produkuje najviac recykovateľné výrobné odpady, ale časť z nich je

toxická, čo sťažuje manipuláciu s týmto odpadom a celý proces recyklácie

b) Spracovateľské odpady – vznikajú hlavne v záverečnej fáze jednotlivých technológii,

kde sa už nevytvára nový materiál, ale skôr vytvorený materiál sa použije na tvorbu

finálnych výrobkov

-miera recyklovateľnosti týchto odpadov je menšia jako u výrobných odpadov

c) Spotrebiteľský odpad – sú to opotrebované materiály, produkty ale i polotovary alebo

pomocné materiály výrobných technológii

-ich recyklovateľnosť je podmienená ich opotrebovateľnosťou

Pri kategorizácii priemyselných odpadov s nekovovým odpadom je nutné z hľadiska

návratnosti rozlišovať tieto skupiny odpadov:

a)Odpad s nenávratným a

ne

recyklovateľn

ým charakterom

– už sa nemôže

bezprostredne použiť ako stupná surovina pre danú výrobnú technológiu

-sú to odpady pri ktorých sa narušil pôvodný chemický charakter (piesky, štrky, stavebné

materiály)

b) Odpad s čiastočne návratným

recyklovateľn

ým charakterom

– vyžaduje si určité

fyzikálne alebo chemické úpravy pre opakované využitie (najmä v chemickom a

potravinárskom priemysle)

c) Odpad jednoznačne návratný do pôvodnej technológie a tým aj recyklovateľný

Vlastnosti priemyselných tuhých odpadov s kovovým charakterom

-kovové odpady sú z hadiska množstva, charakteru a potenciálnej recyklovateľnosti

najdôležitejšími odpadmi

Delíme ich na tieto kategórie:

a)

Odpady na báze Fe:

plechy, zliatiny Fe, kompaktné oceľové odpady, odpady z

opracovania Fe výrobkov a z výroby Fe

b)

Odpady na báze Al a zliatin Al:

dural(uminium), odpady z malotonážnych výrob

Mg a Ti zliatin, odpady zvýroby bielych zliatin

c)

Odpady z výrob a opracovania farebných kovov:

najmä odpady Cu, bronzu,

mosadze a ďalších výrob (zlievarenstvo)

• Fyzikálne a chemické vlastnosti týchto materiálov sú veľmi rozdielne

• Teploty topenia sa pohybujú v intervale od niekoľko 100 do cca 3000°C

• Spracovanie kovového odpadu si vyžaduje prísne triede-nie, čo je dôležité najmä pri

kombinovaných výrobkoch.

Odpady z ťažby rúd a nerudných dobývacích technológii

-vyznačujú sa veľký množstvom produktov ťažby

-v priemere na 1 tonu vyťaženej rudy sa produkuje 3 až 50 krát väčšie množstvo odpadnej

horniny (jaloviny), ktorá následne musí haldovať

-podobná situácia je pri ťažbe nerudných surovín, najmä uhlia

-ťažba magnezitu je doprevádzaná premenlivým množstvom jaloviny, ťažba vápenca a

dolomitu produkuje podstatne menej odpadovej suroviny

Podľa charakteru odpadov sa v tejto kategórii rozlišujú nasledovné typy odpadov:

-Banské haldy: predstavujú haldy hlušiny z dobývacej činnosti. Rozlišujú sa rudné aj

nerudné. Rudné haldy majú väčšiu perspektívu na znovuspracovanie

-Skladiská priemyselných sedimentov: vznikajú v umelých sedimentačných nádržiach,

hlavne ak ide o úpravu využívajúcu delenie ťažených produktov v ťažkých suspenziach

-Priemyselné odkaliská: súvisia s úpravňami, kde sa počíta s eventuálnou recykláciou.

-znovuspracovanie háld súvisí s ich chemickým zložením, obsahom zaujímavých kovov

alebo minerálov, ale tiež s ekonomickou stránkou

-pri sedimentoch je rozhodujúce, či sediment je toxický (najmä z hľadiska obsahu toxických

kovov, najmä As, Be, Cd, Hg, Pb) alebo má esenciálny charakter

-pri sedimentoch je významným a rizikovým faktorom možnosť opätovného čiastočného

rozpúšťania sedimen-tovaných toxických zlúčenín. Sekundárny vstup stopových prvkov zo

sedimentov do vôd je nežiadúci a závažný rizikový faktor

Lesnícke a poľnohospodárske odpady

lesnícke odpady vznikajú pri ťažbe a spracovaní dreva, môžu sa použiť na spaľovanie v

domácnostiach a čiastočne na tvorbu kompostov resp. lesnej biomasy

-ďalšie odpady sa vytvárajú pri spracovaní dreva (piliny triesky, odrezky)

-tieto materiály sú netoxické, môžu sa vyžiť na výrobu hydrolyzátov (rozklad pri teplote a

tlaku) a určitá časť ako prísada do kŕmnych zmesi

možnosť využitia odpadov vznikajúcich pri spracovaní dreva môžeme rozdeliť do

troch základných oblastí:

1.priemyselná chémia

2. energia

3.výživa (hlavne nehumánna)

Sekundárne drevené suroviny

skrmovanie

termolýza

spaľovanie

hydrolýza

hydrolýza

splyňovanie

fermentácia

oxidácia

skvapaľňovanie

tvorba mikrob.

hydrogenácia

hydrolýza

bielkovín

dehydratácia

fermentácia

Výživa

chémia

energia

- Pri využití na výživu sa aplikuje čiastočná alebo úplná hydrolýza. Produkty hydrolýzy sa v

ďalšom kroku doplňujú o škrobové látky a bielkoviny. Súčasne sa môžu tvoriť mikrobiálne

bielkoviny.

-pri využití na energetické účely sa uplatňuje fermentácia alebo hydrolýza, pričom vznikajú

alkoholy alebo spáliteľné plyny (metán)

-pri aplikcií v chémii sa uplatňujú procesy dehydratácie surovín, ich oxidácia alebo a

hydrogenácia. Využíva sa aj proces hydrolýzy a termolýzy

-Neodmysliteľnou súčasťou odpadu drevárenského priemyslu sú drevné štiepky. Ich

komplexné spracovanie je ekonomickou nutnosťou racionálneho využitia dreva

Fytomasu stromu predstavuje ťažba samotného dreva a príslušný lesný odpad. Z tohto

súboru materiálov sa vytvára podiel palivového dreva a priemyselného dreva

-poľnohospodárske odpady vykazujú veľkú variabilitu a ich recyklácia je rozdielna

-časť sa skrmuje, časť je po chemických, biochemických alebo fermentačných úpravách

použiteľná ako sekundárna surovina v priemysle aj živočíšnej výrobe

- návratnosť poľnohospodárskych odpadov do základných výrobných cyklov je malá

Odpady z energetiky

-energetika je zdrojom značného množstva tuhých odpadov – vznikajú pri spaľovacích

procesoch

-energetika produkuje množstvo CO2, ale aj ďalšie toxické plyny (CO, SO2).

-pri spaľovaní fosílnych palív vzniká škvára (vysoký silikátový podiel), ktorá sa vyváža na

skládku

-pri spaľovaní vzniká aj popolček, ktorý sa zachytáva rôznymi technológiami

-pri vypúšťaní spalín do komína uniká aj tzv. poletavý prach, v ktorom je priemer častíc nižší

ako 10 mm a preto spontánne nesedimentuje

-priemyselné využitie odpadu z energetiky je minimále (popolček ako prísada do betónu)

Rádioaktívny odpad

-charakteristickým znakom odpadu je rádioaktivita – vyžarovanie nebezpečného žiarenia a,

b, g

-kategorizácia rádioaktívneho odpadu sa opiera o zdroje odpadu, o stupeň radiácie a hlavne

o hodnotu polčasu rádioaktívneho rozpadu najintenzívnejších žiariacich nuklidov

Kategorizácia na základe zdroja odpadu:

a)

Rádioaktívne odpady s vojenským charakterom

-vyznačujú sa špeciálnym režimom manipulácie, skladovania a deponovania

-sú to materiály určené na priamu bojovú činnosť alebo vznikajú pri bojovej činnosti

-o ich likvidácii sa hovorí len v súvislosti s dekontamináciou životného a pracovného prostredia

b)

Komerčné (civilné) rádioaktívne odpady

-delia sa podľa ich aktivity na vysokoaktívne, stredne aktívne a nízkoaktívne odpady.

-pri tejto kategorizácii je nutné zohľadniť nielen aktuálnu rádioaktivitu odpadu, ale i

životnosť (polčas rozpadu) rádioaktívnych prvkov v odpade

-pôvod odpadu: vedecko-výskumná činnosť, aplikačná činnosť rádioaktívnych izotopov

(senzory)

c)

zdravotnícky rádioaktívny odpad

-je tvorený izotópmi s pomerne krátkym polčasom rozpadu

-nevyznačuje sa vysokou rádioaktivitou, určitú dobu sa musí deponovať (izolovať) a po

predpísanej dobe sa môže likvidovať a to aj spaľovaním

-deponovaiu predchádza triedenie odpadu podľa ich rádioaktivity a jednotlivých izotópov

d)

Piemyselné rádioaktívne odpady

-sú veľmi rôznorodé, zaraďujú sa sem väčšie priemyselné i vedecko-výskumné materiály,

prístroje

-musí sa pri nich pristúpiť k dodatkovej deaktivácii

-Najzávažnejšie priemyselné rádioaktívne odpady:

-sú to spotrebované vyhorené palivové články jadrových reaktorov a iných radiačných

zdrojov

-palivové články sa uskladňujú na určitú dobu s cieľom ich schladenia

-z medziskladov sa premiestňujú do závodov na ich recykláciu, čím sa získajú viaceré

využiteľné produkty (dcérske prvky pôvodných aktívnych izotópov, napr. Pu)

-tieto produkty sa môžu opätovne použiť na vojenské účely a v civilnom sektore

-niektoré typy palivovových článkov sa musia trvalo deponovať pri špeciálnom režime

-uskutoční sa pritom tavenie s tetraborátovými soľami sodíka a potom sa deponujú

-najnáročnejšia je manipulácia s vysokoaktívnymi odpadmi, ktorých radiácia je vyššia ako

2.102Bq.g-1. Najčastejšie sú to vojenské odpady a vyhoreté palivové články

-špeciálnu skupinu tvoria tzv. transuránové odpady, kde dominujú izotópy s veľkou životnosťou

a vysokou rádioaktivitou

-Radiačné riziká závisia aj od druhu produkovaného žiarenia:

-žiarenie a je najslabšie, izolácia odpadov je najľahšia

-kombinované žiarenie a a b má väčší prienik, ochranu poskytujú bežné stavivá o hrúbke 20

až 60 cm

-žiarenie g je najprenikavejšie, ochrana pred ním vyžaduje olovené tienenie alebo barytovú

omietku

-Z hľadiska trvalého uloženia rádioaktívnych odpadov je dôležité ich rozdelenie podľa

úrovne aktivity, polčasu rozpadu, prevládajúcich nuklidov a produkcie zvyškového tepla:

kategória I: vysoká úroveň aktivity, dlhodobé žiariče, vysoká produkcia tepla (trvalé

uložene v hlbinných úložiskách)

• kategória II: stredná úroveň aktivity, dlhodobé žiariče, malá produkcia tepla (trvalé

uložene v hlbinných úložiskách)

• kategória III: nízka úroveň aktivity, dlhodobé žiariče, nevýznamná produkcia tepla

(trvalé uložene v hlbinných úložiskách)

• kategória IV: stredná úroveň aktivity, krátkodobé žiariče, nízka produkcia tepla, trvalé

uloženie v povrchových a podpovrchových úložiskách

• kategória V: nízka úroveň aktivity, krátkodobé žiariče, nevýznamná produkcia tepla,

trvalé uloženie v povrchových a podpovrchových úložiskách.

1.3 Deponovanie a zneškodnenie odpadov

-deponovanie odpadov je cieľavedomá činnosť, ktorá umožňuje uložiť (deponovať) odpad v

takej forme a mieste, aby neohrozoval ŽP a ani nevyvolal potenciálne environmentálne

riziká

-zneškodňovanie odpadu je cieľavedomá ľudská činnosť, ktorá pred deponovaním mení

pôvodný charakter odpadu tak, aby tento nemohol ani zmenami po uskladnení zhoršovať ŽP

-ten odpad (časť odpadu), ktorý sa nedá bezprostredne skládkovať prejde operáciami, pri

ktorých sa stabilizuje

-podstatná časť týchto operácii má degradabilný charakter

-pri degradcií odpadov sa využívajú procesy:

• chemické (oxidácia, redukcia)

• fyzikáne (rozdružovanie, triedenie)

• biologické (aeróbne, anaeróbne, kvasenie, hnilobné)

-odpady sú anorganické, organické, zmiešané – pri degradácii je potrebné zvážiť zloženie

odpadov

-do úvahy sa berie inertnosť odpadov: (plasty sú veľmi odolné voči klimatickým faktorom),

kovové materiály podliehajú korózii

-anorganické odpady podliehajú len čiastočnej degradácii,organické odpady majú vysoký

stupeň degradovateľnosti

Biodegradabilita odpadov

- je to súbor chemicko-biologickch procesov, ktoré sú zamerané na degradáciu organických,

lesníckych a poľnohospodárskych odpadov na nižšie štrukturálne formy, ktoré umožňujú

dlhodobé skladovanie bez negatívneho vplyvu na ŽP

-parametre degradačných procesov sú: teplota, vlhkosť a prevzdušnenie materiálu skládky.

Vplyv teploty:menej ako 4°C: útlm biologických procesov a časti chemických pochodov4 –

65°C: pásmo teplotnej účinosti biologických procesov a biochemických reakcii

Vplyv vlhkosti:optimálne pásmo vlhkosti: 75-95%v celkom suchom prostredí: útlm

biochemických procesov

Vplyv vzdušného kyslíka- všetky aeróbne procesy vyžadujú prítomnosť a pravidelný

prísun vzdušného kyslíka ako aj minimum prítomnosti N a P. Príklad aeróbneho procesu:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + biokal + teplo

Príklad anaeróbneho procesu:

C6H12O6 + 6O2 ® 3CH4 + 3CO2 + biokal + teplo

Aeróbny proces produkuje cca 6000 kJ tepla a 0,4 kg biolalu a anaeróbny proces 0,4 kJ tepla a

0,05 kg biokalu

Polčas degradácie

-čas potrebný na rozloženie 50% pôvodného materiálu, je mierou degradability

-látky, ktoré sa degradujú za dobu:

• kratšiu ako 2 dni sú dobre rozložiteľné

• dlhšiu ako 2 dni a kratšiu ako 5 dni sú ťažko rozložiteľné

• ½ až 1 rok sú považované za málo, resp. vôbec nedegradovateľné

-Špecifická biodegradabilita organických odpadov

- pozoruhodnou vlastnosťou biodegradačných postupov je to, že prebiehajú pri bežných

teplotách a vyžadujú si štartovacie mikroorganizmy ako násady

Z klasifikačného hľadiska sem zaraďujeme tieto skupiny materiálov:

a)

Ropné uhľovodíky a ich deriváty: uhľovodíky C5-C20, niekedy až C30, aromatické

uhľovodíky, cyklické uhľovodíky, halogenizované aromatické uhľovodíky- zvlášť nebezpečné

b)

Makromolekulové látky: cieľom degradácie je skracovane polymérnych reťazcov a

degradácie smerom k monomérom. Niektoré sú ťažko degradovateľné, iné, najmä prírodné

podliehajú čiastočnej hydrolýze a hnilobnému procesu

c)

Biologicky aktívne materiály: ich degradácia je vždy dvojstupňová:

1.stupeň - zastavenie aktívneho biologického procesu (sušenie, dehydratácia)

2.stupeň: kvasenie, hydrolýza a pod.

Formy zneškodňovania a ukladania odpadov

-rozlišujeme nasledujúce formy zneškodňovania odpadu:

-priame skládkovanie

-kompostovanie (ale nie v potravinárstve)

-spaľovanie odpadu a následné skládkovanie produktov

1.Skládkovanie

-musí sa zohľadniť interakcia materiálu skládky s podložím a podzemnou vodou

-skládky sa izolujú vrstvou nepriepustného ílu alebo umelými živicami

-skládky sa umiestňujú do terénnych nerovností, vyhĺbených priestorov, na sypané haldy,

opustených banských diel

-skládky môžeme rozdeliť na:

a) Neorganizované (divoké)

-sú to živelné skládky, najčastejšie v opustených lomoch, štrkopieskových baniach,

opustených bagroviskách a iných nekontrolovaných objektoch

-nie sú izolované od podložia, ani stavebne ohraničené, je tu intenzívna interakcia odpadu s

podložím, spdnou vodou, atmosférou

-v materiáli skládky prebiehajú samovoľné procesy, pričom vznikajú toxické plyny ako

amoniak, sulfán. Vzniká metán – možnosť samovznietenia

-Vzniká riziko kontaminácie spodných vôd toxickými kovmi ako As, Cd, Hg a Pb ale aj

oranickými kontaminantami

-neorganizované skládky sú protizákonné a ich prevádzkovanie je trestné

b) Riadené skládky

-takéto skládkovanie je predmetom cieľavedomej organizačnej technickej činnosti, ktorá sa

vytvára v súlade s legislatívou štátu

-prihliada nielen na hygienicko-epidemiologické kritéria, ale zohľadňuje i estetické faktory

krajiny a zamedzuje ohrozenie ŽP

riadené skládkovanie sa môže uskutočňovať pre materiály bez úpravy (triedenia), ale

výhodnejšie je skládkovanie triedeného materiálu

Riadené skládkovanie môže byť: podúrovňové a nadúrovňové

Podúrovňové – z hľadiska biológie mikroregiónu krajiny optimálnym riešením. Vyžaduje si

región s nízkou hladinou spodných vôd, s vhodným reliefom. Rekultiváciou sa dá terén

vhodne upraviť a zalesniť

Nadúrovňové – aplikuje sa pre menšie objemy odpadu a v oblastiach s vysokou úrovňou

spodnej vody. Ich nevýhodou je vysoké vyluhovanie atmosférickými zrážkami. Izolácia

týchto skládok pred zrážkami je ekonoomcky nevýhodná. Materiál ukladaný na tieto

skládky sa musí vyberať. Najčastejšie sú to produktyspaľovacích procesov.

Skládkovanie do opustených banských priestorov

- je to špecifická forma skládkovania

-tieto priestory musia byť odvodniteľné, odizolované od prieniku vody

-ukladanie odpadu sa uskutočňuje v etapách, ktoré sa ukončujú izolačnými stenami

c) Kompostovanie

-ukladanie organických ľahko rozložiteľných materiálov z poľnohosp. produkcie alebo

potravinárskeho priemyslu

v prvej fáze uloženia sa predpokladá intenzívna biologická činnosť, podporená činnosťou

mikroorganizmov

-cieľom skládkovania je tvorba humusu a materiálu použiteľného na finálnu rekultiváciu

-materiál sa pred kompostovaním triedi na nekompostovateľný a kompostovateľný podiel

-produkty kompostovania sa využívajú v poľnohospo-dárstve

d) Skládkovanie spotrebovaných (vyhorelých) palivo-vých článkov nukleárnych

reaktorov a konštrukčných materiálov odstavených nukleárnych zariadení

-je to špecifický prípad skládkovania, ktorý si vyžaduje dlhodobé uskladnenie (stovky-tisícky

rokov)

-v úložisku musí byť úplne vylúčený vplyv podzemnej vody (priesaky, zaplavenia)

Formy totálnej degradácie odpadov

-Organické a kombinované odpady je účelné, hlavne vo veľkých sídelných a priemyselných

aglomeráciach likvidovať termickou degradáciou

-Procesu spaľovania predchádza organizovaný zber a dovoz odpadu , ďalej triedenie odpadu

– zvyšuje efektivitu spaľovania

-Triedenie vytvára recyklovateľný (kovy, sklo, papier, textílie) a nerecyklovateľný odpad

-Spaľovanie odpadu predstavuje totálnu degradáciu odpadu

-Hlavným zvyškom po spaľovaní odpadu je škvára (troska), z plynných spalín sa oddeľuje

popolček a malý podiel tvorí návratná časť – nedopalok.

-Na naštartovanie spaľovania je potrebný zemný plyn, potom tento proces môže pokračovať

atogénne

- samotný pyrolytický proces produkuje aj horľavé plynné látky (CO, metán)

- pri spaľovaní vzniká celkove: 20-30 % CO2 , 5-7 % CO, 5-10 % metánu



Problémom spaľovní je nakladanie so vznikajúcim tuhým finálnym odpadom



Optimálnym riešením by bolo ich skládkovanie v podzemných priestoroch, kde by

bolo možné zaistiť ich stabilizáciu a zabrániť sekundárnemu luhovaniu.



V SR sú dve veľké spaľovne komunálneho odpadu v Bratislave a v Košiciach

Veľké výrobné aglomerácie (Slovnaft, Vojany, Nováky, Duslo Šaľa, Ružomberok, Žilina)

riešia spaľovanie najmä organického charakteru vlastnými spaľovňami

Špeciálne formy degradovania vysoko toxickýchodpadov

Kyanidy

-Sú to vysoko toxické látky, ktoré predstavujú značné environmentálne riziko

-V priemysle sa stretávame najmä s HCN, NaCN, KCN, Cd(CN)2, Cu(CN)2, Zn(CN)2,

K3[Fe(CN)6] , (CN)2

-Kyanidy využíva metalurgický priemysel pri výrobe Au a při kaliacich a cementačných

procesoch

-Elektrotechnický priemysel využíva kyanidy pre tvorbu tzv. moriacich kúpeľov

-Kyanidy sa rozkladajú už vzdušnou vlhkosťou na toxický kyanovodík: NaCN + H2O = HCN +

NaOH

-V technológii je potrebné sledovať pohyb kyanidových zlúčenín a aj najmenšie množstvá

kyanidov po vyradení z technológii zneškodňovať

-Kyanovodík vzniká aj pri kontakte kyanidov so slabými kyselinami:

-NaCN + H2CO3 = HCN + NaHCO3

-Na degradovanie kyanovodíka a kyanidov je možné použiť oxidačné reakcie vyvolané

intenzívnym prevzduš-ňovaním roztokov obsahujúcich kyanidy:

4HCN + 5O2 = 4CO2 + 2N2 + 2H2O

4NaCN + 5O2 = 4CO2 + 2N2 + 2Na2O

Podobne môžeme oxidovať aj komplexné zlúčeniny obsahujúce kyanidový ligand:

K3[Fe(CN)6] + 15O2 = 12CO2 + 6N2 + 3K2O + Fe2O3

-Aj kyanidy ťažkých kovov sa rozrušujú silnými oxidačnými činidlami

-Roztoky obsahujúce kyanidy možno účinne, rýchlo a lacno zneškodniť chlórovým

vápnom:NaCN + CaO.COCl2 + 6H2O = 2NaCl + 4CaCl2 +Ca(OH)2 + 2CO2 + N2

-Jedinou komplikáciou tohto postupu je skládkovanie CaCl2

Soli bária

-ide najmä o zlúčeniny BaCl2 , BaO, BaCO3, Ba(NO3)2

- využívajú sa nasledujúce reakcie:

BaCl2 + FeSO4 = BaSO4 + FeCl2

BaCO3 + H2SO4 = BaSO4 + H2O + CO2

Samotné bárium sa môže pripravi reakciou :

BaO + C = Ba + CO

-Dusičnan barnatý sa zneškodňuje reakciou s H2SO4

Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HNO3

2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O

Dusitany

- Sú toxické látky, ktoré sú prísadou niektorých moriacich roztokov

Vplývajú na tvorbu methylhemoglobínu a tým na účinnosť prenosu kyslíka v organizmoch

-V metalurgii sú dusitany súčasťou tzv. popúšťacích soľných zmesí. Ich zloženie je: 45%

NaNO2 + 45% KNO3 + 10% NaNO3 alebo zmes dusičnanu a dusitanu sodného v pomere 1:1

-V kaliarniach je pracovná teplota aplikácie popúšťacích solí je 180-500°C. Nad 550°C sa

dusičnan sodný spontánne rozkladá:

2NaNO3 ® 2NaNO2 + O2

-Táto reakcia predstavuje zdravotné a environmentálne riziko pre pre pracovné prostredie

kaliarni

Na zneškodňovaie dusičnanov sa využíva reakcia:

2NaNO3 + 16FeSO4 + 15Ca(OH)2 + 12H2O = 16Fe(OH)3 + 2NH3 + 15CaSO4 + Na2SO4

-Nevýhodou je vznik amoniaku, ktorý sa likviduje reakciou s kyselinou sírovou:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

- Na zneškodnenie dusitanov možno použiť hydrolytickú reakciu:

3NaNO2 + H2O = 2NaOH + 2NO + NaNO3

Mikrobiologické postupy spracovania odpadov

-odpady poľnohospodárske, lesnícke a potravinárske je možné spracovať aj za

spolupôsobenia mikroorganizmov

-na takéto spracovanie sa hodia najmä materiály obsahujúce mnoho škrobu a cukrov

-v súčasnosti sa mikroorganizmy môžu využiť aj pri spracovaní starých baníckych háld a

nakoncentrovaní kovov

-pri fermentačných procesoch je rozlišujeme procesy aeróbne a aneróbne

-dôležitá je prítomnosť vlhkosti a vhodnej teploty. Najvyššie pracovné teploty fermentačných

procesov sú v intervale od 20 do 35°C, v extrémnych prípadoch 40-60°C. -Pri 70°C sa

fermentačné procesy zastavujú a mikroorganizmy odumierajú

-aneróbne procesy vedú k vzniku alkoholov (metanol, etanol) ale aj vyšších alkoholov.

-rozkladom organických látok môže vznikať aj metán