Priebežné hodnotenie úrovne emisných hodnôt pri spaľovaní komunálneho odpadu

Priebežné hodnotenie úrovne emisných hodnôt pri spaľovaní komunálneho odpadu
Marcela Malindžáková^[1], Anna Makatúrová- Schlentcová^[2]

Životný cyklus spracovania odpadov zahŕňa 4 etapy:

• vstupy - zvoz/doprava, triedenie,

• procesy - úprava, spracovanie/zhodnotenie odpadu

• výstupy

• následné zneškodnenie nespracovateľných zvyškov.

Všetky tieto etapy musia byť brané do úvahy z hľadiska relevantných environmentálnych aspektov, ktoré pomôžu pri definovaní možností zefektívnenia spracovania odpadu. Je dôležité zistiť, ako jednotlivé etapy životného cyklu neúmyselne nepriaznivo ovplyvňujú environmentálne dopady ďalších etáp životného cyklu, teda reťazenie a vzájomné vzťahy/ nadväznosti procesov v týchto etapách. Preto je dôležité nájsť vhodnú stratégiu pre integráciu environmentálnych aspektov do jednotlivých etáp spracovania odpadov. Ak sa sústredíme na konkrétny životný cyklus spracovania komunálneho odpadu spaľovaním je potrebné zvažovať vo fáze:

• zvozu / dopravy optimalizáciu dopravných trás a zvozných okruhov, najmä z hľadiska spotreby PHM, kapacity vozidiel, ktoré negatívne ovplyvňujú najmä ovzdušie,

• triedenia odpadov hlavne spotrebu elektrickej energie, ktorá je hlavným zdrojom environmentálnych dopadov, množstva vynaloženej manuálnej práce a jeho účinnosť

• spaľovania odpadov priestor pre možnosti redukcie dopadov na ŽP,

• zneškodnenia odpadov spôsoby nakladania s emisiami, popolčekom a ostatnými znečisťujúcimi látkami.

Vplyv spaľovania odpadu na znečistenie ovzdušia, pôdy a vody je možné vypočítať ako súčin množstva emisií spôsobujúcich znečistenie ovzdušia, pôdy a vody a príslušného charakterizačného faktora pre danú znečisťujúcu látku, ktorý odráža vzťah k vybranému štandardu. Emisie do ovzdušia tvoria najpodstatnejšiu časť posudzovania životného cyklu spaľovania odpadu, pretože pri spaľovaní uniká najviac znečisťujúcich látok do ovzdušia. Najvýznamnejším zdrojom emisií je vlastný proces spaľovania. Hodnotenie environmentálnej záťaže aspektov je zamerané na posúdenie negatívnych environmentálnych vplyvov, ktoré vznikajú v procese spaľovania odpadu v priebehu uvedených čiastkových výrobných procesoch.

V emisiách majú najväčšie zastúpenie tuhé znečisťujúce látky (TZL), CO, SO₂, NO_x, HF, HCl, emitované množstvo uhlíka, dioxíny, ťažké kovy, ktoré sú sústavne monitorované / merané. Následne sú tieto hodnoty priamo zadané pre výpočet Shewhartových regulačných diagramov, ktoré pracujú s údajmi získanými z meraní na kontrolnom stanovišti, ktoré sa vykonávajú v približne rovnakých intervaloch (napr. jeden krát za 24 hodín). Z nameraných hodnôt je potrebné vytvoriť podskupiny údajov, ktoré majú rovnaký rozsah. Pre každú vytvorenú podskupinu je potrebné vypočítať niekoľko základných štatistických charakteristík, predovšetkým výberový priemer a štandardnú odchýlku. Tieto charakteristiky spolu s meranými údajmi zisknými v čase sú zobrazené formou regulačných diagramov (Obr. 4).

Regulačné diagramy sú zostrojené na základe výpočtov pre výberový priemer pre centrálnu priamku (CL), ktorá predstavuje referenčnú hodnotu znázornenej štatistickej charakteristiky a pre ďalšie dve priamky štatisticky stanovujúce regulačné medze – hornú (UCL) a dolnú (LCL) vo vzdialenosti od centrálnej priamky (CL), podľa nasledujúcich vzťahov:

( 1)

kde: A₃ = 1,427 – tabelovaná prepočítavacia hodnota pre n = 5

Obdobným spôsobom sú vypočítané regulačné diagramy pre štandardnú odchýlku na základe výpočtov pre centrálnu priamku (CL), ktorá predstavuje referenčnú hodnotu znázornenej štatistickej charakteristiky a pre ďalšie dve priamky štatisticky stanovujúce regulačné medze – hornú (UCL) a dolnú (LCL) vo vzdialenosti od centrálnej priamky (CL), podľa nasledujúcich vzorcov:

( 2)

kde: B₃ = 0, B₄ = 2,089 - hodnoty súčiniteľov pre n = 5

Table 1: Vypočítané hodnoty regulačných hraníc

	CO		SO2
UCL	21,97	12,63	16,83	13,38
CL	13,34	6,05	7,69	6,40
LCL	4,71	0,00	0,00	0,00

Pokiaľ sa nachádzajú všetky hodnoty štatistických charakteristik v rámci hraníc regulačného diagramu tak, ako je to na Obr. 1 a Obr. 3, znamená to, že pre emisie vypúšťaných látok v rámci daného procesu nie je potrebné robiť zásah / nápravné opatrenia vo výrobnom procese.

Obr. 1: Regulačný diagram pre výberový priemer - emisné hodnoty CO

Obr. 2: Regulačný diagram pre štandardnú odchýlku - emisné hodnoty CO

Obr. 3: Regulačný diagram pre výberový priemer - emisné hodnoty SO₂

Obr. 4: Regulačný diagram pre štandardnú odchýlku - emisné hodnoty SO₂

V prípade, ak sú hodnoty štatistických charakteristík niektorých podskupín mimo regulačných hraníc - zvýraznené body, je potrebné preskúmať výrobný proces a prehodnotiť proces v danom časovom okamihu a prijať nápravné opatrenia (Obr. 2 a Obr. č. 4).

Regulačné diagramy je možné považovať za osvedčený prostriedok zlepšovania kvalitatívnych parametrov produkcie a prevencie nezhôd – chýb v produkcii. V súčasnosti prax uznáva regulačné diagramy práve pre ich preventívny charakter. Pomáhajú zabrániť nepotrebnému prestavovaniu zariadení / výrobných liniek v prípade, že príslušný sledovaný proces je stabilný. Zároveň zabezpečujú priebežné diagnostické údaje o variabilite procesov a umožňujú získavať informácie o spôsobilosti sledovaných procesov.

Napriek predsudkom z minulosti, keď spaľovne odpadov boli jedným z hlavných znečisťovateľov a znižovali kvalitu životného prostredia, v súčasnosti vďaka moderným technológiám ide o bezpečnejšie a čistejšie zariadenia. Moderné spaľovacie technológie sú z pohľadu ochrany životného prostredia nielen bezpečnejšie, ale sú tiež energeticky účinné a efektívne ako alternatívne zdroje energie. Primárne sú spaľovne určené na energetické zhodnotenie bežného komunálneho odpadu z domácností, a iba v obmedzených množstvách na zneškodnenie nebezpečného odpadu. Tieto zariadenia nie sú energeticky náročné, vyžadujú iba malé množstvo vstupnej energie, predovšetkým pri nábehu spaľovacích liniek po odstávkach. V rámci bežnej prevádzky sa odpad spaľuje bez pridávania prídavného  paliva.

Nebezpečný odpad, ako napr. popolček, už nie je voľne vypúšťaný do ovzdušia, ale je účinne zachytávaný pomocou filtrov do špeciálne upravených nepriepustných big-bagov a transportovaný na skládky. Súčasná legislatíva nariaďuje prevádzkovateľom spaľovní upravovať popolček z filtrov niektorou z vybraných metód stabilizácie tak, aby nemal nebezpečné vlastnosti. Aj v rámci rozličných výskumných projektov sa stále hľadajú alternatívne možnosti spracovania týchto vedľajších produktov spaľovania.

Literatúra

1. Hronec, O. a kol.: Prírodné zdroje. Royal Unicorn Kosice. 233 s., 2000.

2. Kočí, V.: Posuzovaní životního cyklu. Life Cycle Assessment – LCA. Vodní zdroje Ekomonitor, spol. s r. o., 1. Vydání, 2009. ISBN 978-80-86832-42-5.

3. Legáth, J., Badida, M., Knežo, D., 2001: Odhad miery rizika – základná metóda poškodenia životného prostredia. In: Acta Mechanica Slovaca. Roč. 5, č. 4/2001, s. 49-58. ISSN 1335-2393.

4. Lumnitzer, E., Badida, M., Románová, M.: Hodnotenie kvality prostredia. Strojnícka fakulta, TU, Kosice, 2007. 275 s. - ISBN 978-80-8073-836-5.

5. Majerník, M., Húsková, V., Bosák, M., Chovancová, J.: Metodika posudzovania vplyvov na životné prostredie. Strojnícka fakulta, TU, Košice. 2008. ISBN 978-80-8073-947-8.

6. Majerník, M., Lumnitzer, E., Bosák, M., Šebo, D., 2001: Recyklačne orientovaným konštruovaním k environmentálne vhodným výrobkom. Acta Mechanica Slovaca. Roč. 5, č. 1 (2001), s. 47-56. ISSN 1335-2393.

7. Futó, J., Ivaničová, L., Krepelka, F.: Statistical Evaluation of Reliability of Disc Roller Bits on Tunnel Boring Machines. In: Instruments and Control: Proceedings of 34^th Seminar ASR 09: Ostrava, 2009, Ostrava : VSB TU, 2009. p. 16, ISBN 978-80-248-2011-8.

8. Baranová, V.: Meranie a vyhodnotenie parametrov na podporu riadenia výroby ocele v kyslikovych konvertoroch, Košice, Technická univerzita, F BERG, Bakalárska práca, 2008.

9. Baranová, V.: Vplyv kvality vstupných surovín na konvertorovy proces, Košice, Technická univerzita, F BERG, Diplomová práca, 2010.

10. Benková, M., Floreková, Ľ., Bogdanovská, G.: Variabilita parametrov kvality a stratová funkcia, In: Acta Montanistica Slovaca, col. 10, No. 1, 2005, pp. 57-61.

11. Benková, M.: Zabezpečovanie kvality procesov, Košice, Technická univerzita, F BERG, 2007.

12. STN ISO 8258:1995: Shewhartove regulačné diagramy. Slovenská technická norma, 1995.

13. Interné materiály spoločnosti KOSIT, a.s.

---

[1] Ing. Marcela Malindžáková, PhD., Technická univerzita v Košiciach, F BERG, Ústav riadenia a informatizácie výrobných procesov; marcela.malindzakova@tuke.sk

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.