Obsah
sborníku | Časopis BIOM, články
a sborníky | Domovská stránka
Možnosti a perspektivy zpracování bioodpadu
Úvod
V současné době převažuje v ČR likvidace odpadů nad jejich využíváním. Tento způsob zacházení s odpady není dlouhodobě tolerovatelný. Nejrozšířenější metodou nakládání s odpady v ČR je skládkování, které začíná být částečně nahrazováno spalováním. Recyklace se rozšiřuje pouze pomalu a bolestně. Skládkování je většinou považováno za nejhorší možný způsob nakládání s odpadem, ale ve vyspělých zemích se skládky začínají přeměňovat nebo jsou nahrazovány manipulačně-výrobními sklady/skládkami, ve kterých probíhá dotřiďování u zdroje tříděného odpadu, mechanická úprava jednotlivých složek odpadu, jejich ukládání na připravená místa tak, aby byly kdykoliv k dispozici, atd. Vedle toho jsou bezprostředně zpracovávány ty složky odpadu, jejichž technologie zpracování je v daném místě a čase dostupná. Bioodpad je kompostován, sklo, plasty, kovy a papír jsou odváženy do zpracovatelských závodů, organické toxické látky jsou spalovány apod. Proces pokračuje distribucí recyklovaných hmot (surovin), jejich přeměnou na výrobky...
Tímto jsem chtěl naznačit, že skládkování je možné přeměnit na metodu nakládání s odpadem daleko méně zatěžující životní prostředí, než jak je tomu v současnosti, která usnadňuje recyklaci odpadů tím, že vytváří zásoby jednotlivých složek odpadů či přímo recykluje (zejména prostřednictvím kompostování).
Podobně i spalování aby mohlo být zváno ekologickým, muselo by přejít na spalování tříděného odpadu, a to nejenom kvůli emisím, které je možné odfiltrovat, ale zejména kvůli zamezení znehodnocování cenných surovin. Např. bioodpad, pokud je po kompostování využit pro hnojení, dodává do půdy nejenom živiny, ale i stabilizovanou organickou hmotu s vysokým obsahem huminových kyselin a fulvokyselin – humus – a pestrou škálu půdě prospěšných mikroorganismů. Humusové látky zvyšují pufrační schopnost půdy a vododržnost, snižují vyplavování živin a nepříznivé účinky toxických látek na rostliny. Mikrobiální oživení půdy zrychluje rozklad organických cizorodých látek a redukuje počet či alespoň účinek fytopatogenních organismů. Celkově můžeme říci, že promyšlené využívání kompostovaného bioodpadu ke hnojivým účelům výrazně zvyšuje výnosy a kvalitu zemědělských plodin a přispívá ke snižování negativních vlivů zemědělství na přírodu. Podobně je možné zhodnotit i ostatní složky odpadů.
Jak vidno, třídění odpadů je klíčovým bodem recyklace. Dokud se nenaučíme třídit dostatečně kvalitně a v co možná největší kvalitě a šíři, sotva můžeme uvažovat o velkoplošné recyklaci odpadu. To se týká zejména domovních odpadů, u kterých závisí efektivita třídění u zdroje především na ochotě občanů omezit své pohodlí pro zlepšení společného životního prostředí. Bydlím na pražském sídlišti Prosek, a proto vím, že naučit některé části české společnosti třídit odpady je a bude velmi náročný úkol.
Třídění je možné provádět rovněž mechanicky na separačních linkách. V naší republice nemáme zatím s takovýmto přístupem dobré zkušenosti. Základní chybou většiny separačních systémů je, že začínají drcením, což vede k nadměrné kontaminaci substrátu cizorodými látkami. Aby mohla být mechanická separační technologie použitelná, musí být splněny zejména tyto požadavky:
Mechanizované technologie jsou sice dosti drahé, možná by se však mohly stát alternativou třídění u zdroje tam, kde je zapojení obyvatelstva do sběru obtížné. V případě, že ani po všech opatřeních nedosáhne kompost, vyrobený z mechanicky separované organické frakce směsného odpadu, patřičných parametrů, aby byl použitelný alespoň při rekultivacích, dosáhne se zmenšení zabraného prostoru skládky a využití alespoň některých frakcí odpadu (zejména plastů a kovů).
Zpracování bioodpadu
Bioodpad je využitelný zejména prostřednictvím kompostování a anaerobní digesce (AD). Vedle toho může být bioodpad zkvašován např. na ethanol nebo přeměňován na palivo prostřednictvím některého z pyrolytických či termolytických procesů. Někdy je možné bioodpad využít ke krmným účelům.
Kompostování
Kompostování je pravděpodobně nejstarší a nejrozšířenější vědecky zpracovanou technologií využívání bioodpadu. Spočívá v řízeném aerobním mikrobiálním rozkladu organické hmoty, který je ukončen stabilizací (dokončení kondenzačních a polymerizačních pochodů – tvorba humusových látek).
Rozeznáváme zhruba tři úrovně kompostování domovního bioodpadu: domovní (rodinné), komunitní a komunální (průmyslové) kompostování. Malorozměrové decentralizované metody kompostování vyžadují nižší dopravní náklady, zatímco centralizované technologie umožňují kvalitní řízení procesu a kontrolu výsledného produktu.
Domovní kompostování probíhá buď na zahrádkách např. v zahradních kompostérech nebo na balkónech v balkónových vermikompostérech (vermikompostování je metoda kompostování s využitím žížal např. vyšlechtěné dešťovky hnojní (Eisenia foetida) tzv. kalifornského červeného hybrida). Tyto metody jsou celkem dobře známé, a k jejich rozšíření stačí většinou propagační kampaň. Např. Vossen a Rilla (1996) dokázali během dvouleté kampaně snížit množství odpadů z oblasti kolem americké Sonomy o 0,5% (číslo se zdá nízké, jelikož jako celek jsou brány všechny odpady včetně průmyslových...), přičemž v rodinách, jež začaly s kompostováním bylo zaznamenáno průměrné snížení produkce odpadů o 18,3% (hmotnostních).
Komunitní kompostování může být prováděno např. pro skupinu domů, jeden či dva panelové domy, zahrádkářskou kolonii apod. Většinou se určí zodpovědná osoba, která se o kompost stará. Zařízení pro drcení, překopávání a konečnou úpravu kompostu je buď manuální nebo mechanické - mobilní, které může sloužit zároveň pro více komunitních kompostáren. Pro kompostování je možné používat rovněž jednoduché bioreaktory.
Komunální kompostování bývá většinou plně mechanizované. Provádí se buď na hromadách, či v bioreaktorech. Kompostování na hromadách musí být prováděno na vodohospodářsky zabezpečených plochách, což mohou být např. silážní žlaby. Zařízení pro výrobu kompostu není třeba kupovat, nýbrž je možné využít služeb firmy, která objíždí kompostárny se svými stroji a provádí jednotlivé úkony (zakládku kompostu, překopávky a konečnou úpravu). Ve vyspělých státech sílí trend kompostování v uzavřených prostorech. Zejména I. fáze (termofilní) by měla být prováděna “indoor”, jelikož právě v jejím průběhu dochází často k tvorbě zapáchajících plynů, které by měly být zachytávány např. v biofiltrech.
Anaerobní digesce (AD)
Další možností zpracování bioodpadu je anaerobní digesce – fermentace za nepřístupu vzduchu během níž vzniká bioplyn, což je směs methanu a CO2 většinou v poměru kolem 6/4 s malým množstvím H2S a H2.
AD je rovněž možné provádět ve všech třech měřítcích. V našich podmínkách však připadají v úvahu spíše větší měřítka.
Na rodinné úrovni je AD rozšířena např. v Číně, Nepálu či Indii. Nejčastěji používaným bioreaktorem bývá tzv. čínský fermentor. Tuto technologii využívají zejména rodiny malých rolníků, pro které představuje poměrně snadnou metodu získávání paliva s minimálním negativním vlivem na životní prostředí a zdraví uživatelů (na rozdíl od sušených kravěnců či dřeva) a způsob zpracování exkrementů hospodářských zvířat spolu s domovním bioodpadem na kvalitní organické hnojivo (Gautam 1996).
V měřítku komunitním experimentují s využíváním AD např. Otterpohl et al. (1997), kteří v německém Lübecku vybudovali sídliště, ve kterém je bioodpad zpracováván anaerobní digescí. Bioodpad je v kuchyních drcen ve vestavěných drtičích, odváděn potrubím, míchán s odpadní vodou z toalet a biozplynován. Vzniklé hnojivo je využíváno v okolí, což bývá při centralizovaném zpracování odpadních vod často předmětem různých sporů, jelikož tyto vody bývají často nadlimitně kontaminovány cizorodými látkami (zejména těžkými kovy), což je většinou zaviněno přimíšením odpadních vod z průmyslu.
Jedním z typických příkladů technologie komunálního kompostování je závod v rakouském Salzburgu (Lutz 1994), kde se přivezený bioodpad nejprve ručně zbavuje náhodných nečistot, pak je drcen v kladivovém mlýně a proséván na sítu s okem 40 mm. Materiál propadnuvší sítem je zbaven kovových předmětů, a po ohřátí je plněn do fermentoru Dranco, kde je fermentován tři týdny při teplotě 55°C (teplota většiny anaerobních fermentorů navržených pro tento účel). Bioplyn je spalován v plynovém motoru za produkce horké vody a elektřiny. Fermentovaný materiál je odvodněn na 50%-ní sušinu, a po přimíchání porézního materiálu (např. zelené štěpky) je kompostován. Kompost je prodáván jako přídavek do hrnkových substrátů a jako organominerální hnojivo. Obdobná technologie je provozována v belgickém Brechtu (Sinclair a Kelleher 1995). Bioodpad je tam svážen i z okolních vesnic. S ohledem na jejich roztroušenost je svážen pouze jednou za dva týdny, což zapříčiňuje v teplejších letních měsících vznik nepříjemného zápachu.
Závěr
Společně se vstupem ČR do EU se bude naše environmentální legislativa přizpůsobovat evropské. To bude mimo jiné znamenat zvýšení požadavků na intenzitu a kvalitu recyklace odpadů, zvýšení poplatků za skládkování a přibudou i další omezení pro zneškodňování odpadů. To znásobí zájem o recyklační technologie zpracovávající bioodpad. Zatím je hlavní ohnisko zájmu upřeno na kompostování, ale společně se zaváděním ekologických daní na fosilní paliva a ubýváním neobnovitelných zdrojů energie se bude zvyšovat zájem rovněž o AD. Bioplyn bude využíván zejména kogeneračně, ale nelze zcela vyloučit jeho čištění na kvalitu zemního plynu a rozvod ke konečným uživatelům prostřednictvím stávající potrubní sítě.
Literatura
Další informace o možnostech využití bioodpadu je možné nalézt např. na webových stránkách CZ BIOMu: http://www.vurv.cz/czbiom/ (včetně zkráceného překladu článku – Gautam 1996)
GAUTAM, K.M.: Prospects of Biogas Utilization in Nepal. IN: Proceedings from International Conference on Biogas Energy Systems, Tata Energy Research Institute, New Delphi, p. 34-41, 1996. http://www.vurv.cz/czbiom/sborniky/bioodp99/11.html
LUTZ, W.: Anaerobic-aerobic system in Salzburg. Biocycle. p. 60, June 1994.
OTTERPOHL, R.; GROTTKER, M. a LANGE, J.: Sustainable water and waste management in urban areas. Wat. Sci. Tech. Vol. 35, No. 9. pp. 121-133, 1997.
SINCLAIR, R. a KELLEHER, M.: Anaerobic digestion for household organics. Biocycle. pp. 50-53, April 1995.
VOSSEN, P. a RILLA, E.: Trained home composters reduce solid waste by 18%. California Agriculture, p. 11-15, Sept.-Oct. 1996.
