Incinerarea Deseurilor

I.Introducere

Scopul incinerării deșeurilor

Obiectivele incinerării deșeurilor

II. Deșeuri. Considerații generale

Noțiuni de bază

Clasificarea deșeurilor

Efectele deșeurilor

Gestiunea deșeurilor

Necesitatea gestiunii deșeurilor

Etapele gestionarii deșeurilor

Colectarea deșeurilor

Transportul deșeurilor

Tratarea deșeurilor

Valorificarea deșeurilor

III. Modalități de neutralizare a deșeurilor

3.1 Tehnici de tratare mecanică

3.2 Tehnici de tratare mecano-biologică

3.3 Tehnici de tratare biologice

3.4 Tratarea termică

IV. Combustibili și arderea

4.1. Introducere

4.2. Tipuri de combustibili

4.2.1 Combustibil lichizi

4.2.1.1 Densitatea

4.2.1.2 Greutatea specifică

4.2.1.3 Vâscozitatea

4.2.1.4 Punctul de aprindere

4.2.1.5 Punctul de curgere

4.2.1.6 Căldura specifică

4.2.1.7 Valorea calorică

4.2.1.8 Sulf

4.2.1.9 Conținutul de cenușă

4.2.1.10 Reziduuri de carbon

4.2.1.11 Conținutul de apă

4.2.1.12 Depozitarea combustibililor lichizi

4.2.2 Combustibil Solid (Cărbune)

4.2.2.1 Clasificarea cărbunilor

4.2.2.2 Proprietățile fizice și chimice ale cărbunelui

4.2.2.3 Analiza cărbunelui

4.2.3 Combustibili gazoși

4.2.3.1 Tipuri de combustibil gazoși

4.2.3.2 Proprietațile combustibililor gazoși

4.2.3.3 Gaze petroliere lichefiate (GPL)

4.2.3.4 Gazul natural

4.3. Evaluarea performanțelor de combustibili

4.3.1 Principiile arderii

4.3.1.1 Procesul de ardere

4.3.1.2 Cele trei T-uri de ardere

4.3.2 Calculul stoichiometric al necesarului de aer

4.3.2.1 Calculul stoichiometric al necesarului de aer pentru arderea păcurei

4.3.2.2 Calcularea conținutului teoretic de CO2 din gazele arse

4.3.2.3 Calculul componentelor gazelor arse cu exces de aer

4.3.2.4 Calculul teoretic CO2% în gazele arse uscate de volum

4.3.3 Conceptul de exces de aer

4.3.4 Tirajul sistemului

4.3.4.1 Tirajul natural

4.3.4.2 Tirajul mecanic

4.4. Oportunități de eficiență energetică

4.4.1 Preîncălzirea păcurei de ardere

4.4.2 Controlul temperaturii petrolului de ardere

4.4.3 Pregătirea combustibililor solizi

4.4.3.1 Dimensionarea cărbunelui

4.4.3.2 Condiționarea cărbunelui

4.4.3.3 Amestecarea cărbunelui

4.4.4 Controalele arderii

4.5. Opțiunea de verificare

V. Solutii constructive de incineratoare

VI . Memoriu de calcul justificativ

6.1 Bilanțul termic al incineratorului

6.2 Justificarea alegerii variantei constructive de incinerator cu ajutorul Metodei Stem

VII. Norme tehnice de exploatare și protecție a muncii în cazul incineratoarelor

VIII. Optimizarea arderii deșeurilor în incineratoare cu ajutorul programelor specializate CAD

IX Bibliografie

1. Introducere

Incinerarea este o metodă de reducere a volumului de deșeuri industriale sau menajere prin

combustia acestora.

Definițiile referitoare la incinerarea deșeurilor variază, dar în general se poate considera că

acest proces include toate deșeurile chimice de proveniență non-menajeră, deșeurile periculoase și

deșeurile dificile și toate deșeurile industriale care nu pot fi eliminate într-un alt mod.

O altă categorie de deșeuri eliminate prin incinerare o reprezintă deșeurile spitalicești.

Și o altă categorie sunt nămolurile provenite de la epurarea apelor uzate.

Scopul incinerarii deseurilor

Incinerarea deșeurilor este un proces care a avut o dezvoltare rapidă în ultimii 10 -15 ani.

Multe schimbări au fost induse de legislația specifică din industrie și aceasta a însemnat, în

particular reducerea emisiilor în atmosferă de la instalațiile individuale.

Procesele continue de dezvoltare sunt acționate de sectorul noilor tehnici de dezvoltate care

înseamnă costuri, cu menținerea ori îmbunătățirea performanțelor de mediu.

Obiectivele incinerării deșeurilor

Metoda de tratare a deșeurilor lor prin

– reducerea volumului și a periculozității deșeurilor,

– concentrarea și reținerea sau distrugerea substanțelor periculoase care ar putea fi emise în

timpul incinerării.

– modalitate de recuperare al energiei conținute în deșeuri.

– incinerarea reprezintă o soluție alternativă la depozitarea deșeurilor;

– incinerarea este o oxidare a materialelor combustibile din deșeuri pentru producerea de

căldură, vapori de apă, azot, CO2 și oxigen. Funcție de compoziția deșeurilor, se pot forma și alte

emisii, cum ar fi: CO, HCl, HF, NOx, SO2, COV, dioxine, furani, alte PCB, metale grele etc.

(European Commission, 2004).

– eliminarea poluanților din emisiile de gaz de la incinerator, implică, însă, sisteme de

filtrare a gazelor vaste, complexe și scumpe.

– ținând cont de legislația europeană, se impune un control riguros al emisiilor rezultate de la

incinerator și, în plus, există o opoziție publică pentru incinerarea deșeurilor, chiar dacă este o

metodă de tratare aplicabilă unei largi categorii de deșeuri. [2]

2. Deșeuri. Considerații generale

2.1 Noțiuni de bază

Dezvoltarea urbanistică și industriala, creșterea populației, a nivelului de civilizație precum

și asigurarea nevoilor de consum din ce în ce mai mari conduc, pe de o parte la diminuarea și

epuizara resurselor și rezervelor naturale de materii prime, material, combustie și energie, iar pe de

alta parte așa zisele "deșeuri" ce rezultă din activitățile cotidiene accentuează poluarea mediului

ambient și influențează negativ echilibrul biologic.

Deșeul reprezintă restul dintr-un material rezultat dintr-un proces tehnologic de realizare a

unui anumit produs, care nu mai poate fi valorificat direct pentru realizarea produsului respectiv.

Deșeurile reprezintă nu numai o potențială sursă de poluare dar, în același timp, pot constitui

și o sursă importantă de materii prime secundare cât și o sursă de energie.

Reciclarea este reprezentată de activitățile organizate, întreprinse în cadrul unor societăți,

întreprinderi etc., care au ca scop pe de o parte, utilizarea deșeurilor pentru obținerea unor produse,

materii, materiale sau a energiei secundare, iar pe de altă parte, neutralizarea deșeurilor în vederea

reducerii efectelor nocive, reducerea volumului ocupat de acestea și depozitarea în locuri special

amenajate.

Reciclarea materialelor reprezintă o operațiune importantă, deoarece natura și volumul

materiilor prime de care are nevoie economia depind de mijloacele de producție și tehnologiile

utilizate.

Reciclarea trebuie considerată ca fiind ansamblul fluxurilor materiale de revenire, o dată sau

de mai multe ori în ciclul producție – consum, a tuturor resurselor incorporate în bunuri scoase din

uz, în componente ale acestora sau diferite reziduuri provenite din procesele de prelucrare și de

consum individual.

Din punct de vedere tehnic, noțiunea de reciclare semnifică acțiunea de reintroducere, într-o

fracțiune de circuit sau într-un ciclu de tratare, a unor materiale care au mai parcurs, anterior, ciclul

respectiv, deci, reciclarea înseamnă atât recuperarea, cât și reintroducerea materialelor într-un

circuit de utilizare.

Operațiunile de reciclare vizează două obiective fundamentale:

a) Valorificarea totală sau parțială a deșeurilor prin realizarea unor produse sau materiale

care să reintre în circuitul economic precum și prin obținerea energiei secundare sau a unor

combustibili.

b) Neutralizarea deșeurilor sau a părților acestora care nu pot fi valorificate, în vederea

reducerii la maximum a posibilităților de poluare a mediului (aer, apă, sol) în care acestea pot fi

depozitate.

Cele două componente ale reciclării, valorificarea și neutralizarea, sunt strâns legate între

ele, practic în marea majoritate a operațiunilor de reciclare fiind necesar a fi abordate împreună, în

orice proces de acest gen rezultând reziduuri care trebuiesc depozitate.

În condițiile actuale ale dezvoltării economice și exploziei demografice, a existenței marilor

aglomerări urbane, gestionarea corectă a deșeurilor devine o problemă prioritară datorită creșterii

impresionante a volumului lor și a imposibilității distrugerii la locul de producere.

Reciclarea deșeurilor în epoca modernă nu se poate realiza fără existența unei puternice

activități de concepere, cercetare și producere a unor instalații eficiente și performante, capabile să

prelucreze un volum cât mai mare de deșeuri, la un preț de cost cât mai mic.

Strategia modernă privind gospodărirea deșeurilor include o ierarhizare a opțiunilor de

management al acestora, în care primul accent este pus pe prevenirea producerii lor. Aceasta este

urmată de promovarea acțiunilor de reciclare și refolosire și apoi de optimizarea metodelor de

stocare finală a deșeurilor.

Se recomandă, din punctul de vedere al eficientei reciclări, separarea deșeurilor chiar la

sursă, acordarea de priorități pentru traseul urmat de diferite deșeuri și promovarea securității

depunerii finale. [1]

2.2 Clasificarea deșeurilor

La nivel european s-a încercat elaborarea unor criterii de clasificare ale deșeurilor precum și

metode standard de gestionare a deșeurilor, sarcină ce întâmpină dificultăți datorită unor cauze

cumulative, printre care se pot enumera: lipsa unei baze de date complete, a unui sistem de

monitoring integrat, stadiile diferite de dezvoltare socio-economică a unor state. Ca un exemplu

concludent, în România până în anul 2007, anul aderării la UE, nu a existat o bază credibilă de date,

pentru monitoringul deșeurilor la nivel național.

a) Din punct de vedere al naturii și locurilor de producere, deșeurile se clasifică astfel:

– deșeuri din industria minieră – sunt reprezentate de fragmente de roci și minereuri

sărace. Acestea sunt depuse de regulă la gura minei în zone neamenajate, expuse periodic eroziunii

și spălării de către apele de suprafață.

– deșeuri din industria energetică și metalurgică – pot fi zguri, nămoluri, prafuri și cenuși.

Zgura și cenușa de la termocentrale reprezintă o mare cantitate de deșeuri, în special în țara

noastră, unde industria energetică utilizează cu precădere cărbune inferior. Deșeurile provenite de

la termocentrale și din metalurgia neferoasă au un conținut ridicat în metale grele și o anumită

cantitate de sulfați care pot polua grav mediul înconjurator.

– deșeuri industriale – provin în general din industria prelucrătoare (textilă, a lemnului,

alimentară) și în special din prelucrarea metalelor.

– deșeuri din construcții – reprezintă materialele provenite din demolarea construcțiilor și

din resturile de materiale rămase de la șantierele de construcții civile și industriale.

– deșeuri stradale – sunt reprezentate de hârtie, plastic, resturi ceramice și sticle, moloz,

resturi alimentare, resturi vegetale, metale și praf, acumulate în zonele stradale din activități

cotidiene.

– deșeuri menajere – sunt reziduurile solide colectate de la locuințele populației

și sunt reprezentate prin: hârtie, plastic, material textil, ceramică, metal, sticlă, ambalaje, diverse

substanțe chimice, baterii, anvelope, uleiuri și nu în ultimul rând resturi alimentare.

– deșeuri agricole – sunt constituite din resturi vegetale, precum cocenii și paiele. Din

zootehnie rezultă mari cantități de gunoi de grajd și dejecții animaliere.

– deșeuri periculoase – provin în cea mai mare parte din industria chimică, metalurgică, a

rafinării, ateliere auto și stații de benzină. Aceste substanțe nu se folosesc direct de către om, însă

cele mai multe sunt utilizate la fabricarea multor produse finite necesare omului. Dintre acestea

amintim: vopsele, solvenți, insecticide, pesticide, acizi, compuși metalici etc.

– deșeuri radioactive – sunt rezultate din activități industriale, medicale și de cercetare. Cele

mai mari cantități provin din activitatea de producere a energiei electrice.

b) Din punctul de vedere al compoziției, deșeurile sunt divizate în:

– deșeuri cu compoziție anorganică: metale și nemetale, sticlă, ceramică, zgură, cenușă,

diverse agregate, nămoluri anorganice, etc.;

– deșeuri cu compoziție organică: resturi vegetale, resturi animaliere, hârtie, cartoane,

textile, mase plastice, lemn, resturi de la prelucrarea pieilor și blănurilor, nămoluri organice.

c) După caracteristicile principale de tratare:

– deșeuri combustibile: resturi de hârtie, cartoane, textile, mase plastice, lemn;

– deșeuri fermentabile: resturi alimentare, legume, fructe;

– deșeuri inerte: resturi metalice feroase și neferoase, sticlă, ceramică, zgură, cenușă, pământ

d) După posibilitățile de refolosire:

– deșeuri refolosibile ca atare: sticla, metale feroase și neferoase, textile, mase plastice,

lemn, cauciuc;

– deșeuri refolosibile ca materii prime secundare: resturi de hârtie, carton, sticlă, metale

feroase și neferoase, textile, mase plastice, lemn, cauciuc, resturi alimentare, resturi vegetale, etc.

e) Din punctul de vedere al gradului de agresivitate față de mediu:

– deșeuri periculoase – cele care sunt explozive, oxidante, inflamabile, iritante, nocive,

toxice, cancerigene, corozive, infecțioase, mutagene, ecotoxice (dacă nu sunt gestionate adecvat

afectează echilibrul ecosistemelor), etc.;

– deșeuri inerte – cele care nu suferă nicio transformare fizică, chimică sau biologică, cu

potențial redus de poluare.

Deșeurile, în marea lor majoritate, pot deveni periculoase în condiții precare de depozitare

sau de transport. Astfel ele pot deveni explozive, oxidante, inflamabile, iritante, toxice, cancerigene,

corozive, infecțioase, mutagene, radioactive și pot emite gaze toxice în contact cu apa, aerul sau un

acid. [2]

2.3 Efectele deșeurilor

• Răspândirea bolilor si infecțiilor. Reziduurile conțin o serie de agenți patogeni ce pot

produce o serie de boli infecțioase si parazitare: viruși, bacterii, ciuperci, protozoare, ouă de

viermi care fără o neutralizare corespunzătoare a deșeurilor pot rezista timp îndelungat în acest

mediu. Transmiterea către populație se poate face fie direct prin pătrunderea acestora prin sol, în

apele freatice si apele de suprafață care ajung la populație, fie prin gazdele intermediare, în special

insecte si rozătoare. Muștele, țânțarii si șobolanii sunt organismele care se proliferează în jurul

gunoaielor și care sunt purtători de agenți patogeni periculoși.

• Poluarea solului, a apelor freatice si de suprafață. Reziduurile necorespunzator tratate,

prin produșii lor de descompunere, în special cloruri, nitrați, sulfați, metale grele poluează solul și

apele din apropiere răspândindu-se pe suprafețe mari prin intermediul apelor și ducând la

perturbarea echilibrelor naturale din apă ăi sol, sau chiar pot ajunge în organismul uman prin

procesul de circulație a materiei în ecosistemele în care ajung.

• Poluarea atmosferei. Procesul de descompunere anaerobă a substanțelor organice din

gropile de gunoi este însoțit de degajarea unor gaze rău mirositoare (metan, amoniac, hidrogen

sulfurat), procesul de autoaprindere și ardere incompletă a deșeurilor poluează atmosfera cu

turn, funingine, cenușa, vântul ridică în atmosferă praful și hârtiile împrăștiindu-le pe suprafețe

mari.

• Deprecierea aspectului estetic al cadrului natural. Gropile de gunoi prin natura lor nu

reprezintă un loc de atracție, fiind de obicei amplasate departe de zonele de circulație, de acces. În

schimb, aruncarea întâmplătoare, ocazională a deșeurilor în special în locurile de agrement, în

spațiile naturale creează un aspect dezolant, provoacă disconfort psihic diminuând funcția de bază

a acestor peisaje naturale, aceea de recreare.

2.4 Gestiunea deșeurilor

2.4.1 Necesitatea gestiunii deșeurilor

Gospodărirea integrată a deșeurilor este o activitate vitală pentru comunitate dictată de

următoarele imperative:

• suprafețele de depozitare scad continuu, construirea de noi zone de depozitare fiind un

proces scump și dificil;

• multe din materialele ce se găsesc în deșeuri pot fi o materie primă

valoroasă și ieftină pentru unele afaceri;

• recuperarea unor materiale din deșeuri scade presiunea asupra unor materii prime rare,

sau greu regenerabile (ex. unele metale rare, lemnul);

• utilizarea energiei rezultate prin incinerarea deșeurilor, sau din instalațiile de

biogaz, reprezintă o sursa alternativă de energie; etc.

Principalele obiective ale gestiunii deșeurilor sunt:

– protejarea sănătății populației;

– protejarea mediului;

– conservarea resurselor naturale prin politicile de reducere a deșeurilor si prin reciclare;

– menținerea valorilor estetice a peisajelor naturale și antropice.

2.4.2 Etapele gestionarii deșeurilor

Gestionarea deșeurilor cuprinde următoarele faze:

1. Colectarea deșeurilor;

2. Transportul deșeurilor;

3. Tratarea deșeurilor.

2.4.2.1 Colectarea deșeurilor

In locurile de producere deșeurile se colectează în recipiente speciale, amplasate în spații

speciale. Deșeurile pot fi colectate in mod tradițional sau special. Există situații când se realizează

o preselecție a deșeurilor pentru recuperarea materialelor potențial reutilizabile sau reciclabile.

Pentru aceasta este necesară introducerea unui sistem de colectare diferențiată.

Colectarea deșeurilor poate fi făcută în una din variantele:

• colectare neselectivă, când deșeurile provenite din activitățile casnice precum și cele de

la diferiți agenți economici și instituții publice conțin amestecate în diferite proporții hârtii,

materiale plastice, metale, materiale organice, etc. Este modul cel mai frecvent întâlnit la noi în

țară;

• colectarea selectivă are drept scop colectarea materialelor refolosibile (hârtie, cartoane,

textile, mase plastice, cauciuc, metale) direct de la populație prin dotarea locuințelor cu saci

de plastic și amplasarea la fiecare loc de depozitare a resturilor menajere a containerelor de

recepționare pe diferite tipuri de materiale. Preluarea și transportul materialelor refolosibile direct

de la populație se face prin grija municipalității care livrează aceste materii uzinelor de

prelucrare, avantajele fiind atât de partea locuitorilor prin micșorarea cheltuielilor cu gunoiul

menajer, cât și de partea municipalității prin veniturile realizate din vânzarea materialelor

refolosibile, dar mai ales de partea mediului care nu mai este agresat prin volume mari de deșeuri

ce nu se descompun ușor, și prin scăderea presiunii asupra materiilor prime necesare producerii de

hârtie, textile, etc.[3]

2.4.2.2 Transportul deșeurilor

După modul in care sunt încărcate și transportate deșeurile în prezent se practică două

moduri de transporturi:

• sistem semiînchis: încărcare deschisă – transport închis, prezintă un nivel tehnic foarte

scăzut, inacceptabil în zilele noastre;

• sistem închis: încărcare închisă – transport închis, este cel mai modem sistem ce se

bazează pe colectarea gunoaielor la locul de producere în recipienți de construcții unitare

amplasați în spații de stocare corespunzătoare sau în saci de hârtie sau de plastic.

Cel mai ecologic transport se face cu mașini specializate, care să respecte exigentele

riguroase privind protecția sănătății publice și a mediului, printr-un transport complet închis,

eficient, sigur, cu o încărcare și o descărcare rapidă a gunoaielor. În acest sens, Comunitatea

Europeana a elaborat norme pentru producătorii de Mașini de construcții și Gospodărire

Comunală, care conțin exigentele fundamentale ce trebuiesc satisfăcute.

2.4.2.3 Tratarea deșeurilor

Tratarea deșeurilor, atât pentru neutralizarea acestora cât și pentru valorificarea unor

materiale sau subproduse obținute se poate face astfel:

Depozitarea controlată a deșeurilor.

Alegerea gropilor de gunoi se face având în vedere câteva criterii referitoare la distanța față

de apele de suprafață și subterane, distanța față de localități, drumuri de acces.

Pregătirea terenului trebuie să albă în vedere, acolo unde nu există un strat impermeabil

natural, crearea lui prin: compactarea suprafeței fundului, printr-un strat de argilă compactă de 30

cm, cu mortar de ciment, cu mal de carbid, sau chiar cu folii de material plastic sudabile.

Rampa de gunoi trebuie sa fie împrejmuită cu gard, să fie prevăzută cu instalații

sanitare necesare personalului muncitor, să aibă la intrare cântare tip bascula pentru a se ține

evidența volumelor descărcate, să aibă conducte sau șanțuri de evacuare a apelor reziduale rezultate

spre cursurile de apă cele mai apropiate.

După terminarea umplerii gropii de gunoi, suprafața ei trebuie acoperită cu materiale

adecvate pentru utilizarea ulterioară a terenului respectiv în agricultură, silvicultură, parcuri sau

terenuri sportive, construirea de depozite.

Soluția cea mai răspândită pe plan mondial este depozitarea gunoaielor prin așezarea lor direct pe

sol, în gropi care trebuie asanate, această soluție nu impune practic nici o investiție.

Soluția cea mai simplă este depozitarea deschisă a gunoaielor, fără nivelare și acoperire. În

România, suprafața ocupată de aceste rampe de depozitare a reziduurilor menajere este de cea. 500

ha, din care pentru municipiul București, cea. 50 ha.

Cu excepția orașelor Cluj si Constanta, care au o depozitare controlată a deșeurilor urbane,

în celelalte centre urbane din România depozitarea deșeurilor se face în halde mixte, care constituie

zone periculoase, insalubre, cu pericol de impurificare a apelor subterane și de suprafață, degajând

mirosuri neplăcute, favorizând menținerea și înmulțirea unor focare generatoare de boli pentru

oameni și animale, afectând confortul și estetica urbană.

2.5 Valorificarea deșeurilor

Cu excepția unor deșeuri greu valorificabile sau nevalorificabile cum ar fi: sterilul

minier, cenușa și zgura de termocentrală, deșeurile chimice, deșeurile radioactive, deșeurile

periculoase, o mare parte din deșeurile rezultate din sectorul industrial, municipal și agricol pot fi

valorificate în diferite moduri.

Unitățile care valorifică deșeurile în România sunt fie:

– unitățile producătoare, prin reutilizarea în alte procese tehnologice, ceea ce duce la o

minimalizare a volumelor de deșeuri. Din totalul deșeurilor valorificate în țara noastră,

circa 45 % au această destinație.

– alți agenți economici, care cumpără de la unitățile producătoare deșeurile acestora și le

valorifică în diferite procese. Din totalul deșeurilor valorificate în țara noastră, circa 30 % au

aceasta destinație.

– unitățile specializate (tip REMAT). Din totalul deșeurilor valorificate în țara noastră, circa

5% au această destinație.

După caracteristicile lor, deșeurile pot fi valorificate prin diferite metode prezentate mai

jos.

– Compostarea deșeurilor și transformarea lor în îngrășământ agricol, cu selectarea

prealabilă a unor deșeuri de fier, hârtie, este o modalitate de valorificare a deșeurilor organice.

Deșeurile organice alimentare și de grădină reprezintă cea. 40 % din totalul deșeurilor

menajere. Când sunt evacuate în rampele de gunoi ele pot crea grave probleme mediului

înconjurător deoarece se descompun anaerob eliberând metan și dioxid de carbon.

Aceste deșeuri organice nu ar trebui să se regăsească nici în gropile de gunoi, nici în uzinele

de incinerare, ci ar trebui să fie reintegrate în circuitul elementelor nutritive, prin utilizarea

compostului obținut din materiile organice, la îngrășarea pământului. În acest fel, pe de o parte

volumul deșeurilor se reduce considerabil, iar pe de altă parte se poate obține un îngrășământ de

înaltă calitate, reducând astfel utilizarea îngrășămintelor minerale și poluarea mediului

înconjurător legată de producerea și utilizarea lor.

• Incinerarea deșeurilor cu sau fără recuperarea energiei termice și a fierului reprezintă

procesul de ardere a gunoaielor în cuptoare speciale. Acest tratament permite cea mai

considerabilă reducere a volumului deșeurilor, generând cele mai puține reziduuri finale, dar

prezintă unele inconveniente,vlegate de gazele de ardere rezultate.

• Metanizarea deșeurilor reprezintă degradarea componentelor organice în lipsa oxigenului

cu producere de biogaz, folosit ca sursă de energie neconvențională.

• Recuperarea și reciclarea deșeurilor prezintă o foarte mare importanță referitor la modul

cum sunt tratate deșeurile. Modul risipitor în care sunt astăzi consumate și aruncate materialele și

energia, potențial utile, generând totodată și o poluare în continuă creștere a aerului apei și solului,

reflectă existența unor modele de consum și practici sociale nedurabile. Principalele grupe de

deșeuri care se pretează proceselor de recuperare și reciclare sunt:

– deșeuri din plastic;

– deșeuri de metale neferoase;

– deșeuri de metale feroase;

– deșeuri de hârtie / carton;

– deșeuri lemnoase;

– deșeuri textile;

Recuperarea și reutilizarea resurselor reciclabile reprezintă mijloace de soluționare a

contradicției dintre cerințele procesului de creștere economică și caracterul restrictiv al resurselor.

În același timp activitatea de reciclare interferează profund cu activitatea de protecția

mediului, intensificarea reciclării diminuând sensibil presiunea poluantă asupra mediului. În acest

sens, încă din 1948 s-a constituit la Paris, Biroul Internațional al Recuperării.

Au apărut și s-au dezvoltat cu succes în întreaga lume firme private care acționează în acest

domeniu. În România, primele unități de recuperare au apărut în 1949, astăzi funcționează efectiv în

domeniul recuperării cca. 250 de firme cu capital de stat și privat.

Organizarea și gestiunea mai eficientă a materialelor refolosibile în țara noastră se impune

ca o prioritate pornind de la următoarele premise:

– potențialul de materiale refolosibile este ridicat, ceea ce este o premisă în asigurarea unei

eficiențe economice;

– nivelul tehnic și tehnologic la nivel național al acestei activități este modest, dar poate fi

îmbunătățit fără eforturi investiționale deosebite;

– nivelul de sensibilizare a agenților economici și a populației cu privire la importanța și

imperativele reciclării materialelor este redus, dar poate fi îmbunătățit prin acțiuni concertate de

mediatizare susținută și educație ecologică. La noi în țară există posibilități de a aduce în circuitul

productiv cantități mari de deșeuri metalice, zguri metalurgice și cenușă de la centralele

energetice care funcționează cu cărbune.

Acestea ar putea fi folosite ca material de construcție, amendamente în agricultura sau, în

cazul deșeurilor metalice să se reducă cantitățile de resurse minerale exploatate.

3. Modalități de neutralizare a deșeurilor

3.1 Tehnici de tratare mecanică

Mărunțirea reprezintă trecerea unui material într-o granulație mai fină. Fiecare mărunțire

servește extinderii suprafeței exterioare specifice. Pentru alegerea mașinii de mărunțire potrivite

sunt necesare următoarele informații:

– proprietățile fizice ale materialului care trebuie mărunțit precum granulația inițială,

consistența, duritatea, fragilitatea și fisionabilitatea

– scopul mărunțirii, ca de exemplu, procesele fizice sau chimice la care va fi supus

materialul mărunțit

– caracteristicile necesare ale materialului mărunțit precum mărimea și distribuția

particulelor mărunțite, mărimea medie a particulelor sau mărimea specifică a

particulelor

Mărunțirea cel mai des utilizată pentru mărirea suprafeței specifice a componentelor

deșeurilor biodegradabile, în vederea grăbirii procesului de tratare biologică. Prin acest procedeu

materialul se prepară pentru descompunerea microbiană, iar preluarea cantității necesare de apă

este îmbunătățită. Pentru mărunțire se pot utiliza: mori rapide cu ciocane, mori rapide sau lente de

tăiere, mori cu bile, tamburi rotativi, mori raspel și mori spiralate.

Mașinile de mărunțire, care au fost testate în domeniul gestionării deșeurilor și care de-a

lungul celor 20 de ani s-au dezvoltat la un nivel extrem de ridicat, sunt prezentate mai jos,

precizându-se avantajele și dezavantajele lor legate de instalația de reciclare.

Fig. 3.1

moara cu ciocane

moara de tăiere cu cuțite

Pregătirea prin mărunțire a deșeurilor biodegradabile în scopul compostării presupune în

special o destrămare a materialului, de aceea sunt preferate morile rapide de tăiere cu cuțite.

În ceea ce privește mărunțirea altor tipuri de deșeuri casante, cum ar fi deșeurile din lemn

sunt preferabile morile cu ciocane.

Mărunțirea prin lovire

Morile cu ciocane

Pentru mărunțirea deșeurilor municipale și de producție, precum deșeurile din lemn morile

cu ciocane s-au dovedit a fi foarte eficiente. Ele se deosebesc, în principal, doar după tipul rotorului.

Există mori orizontale și verticale cu ciocane montate flexibil.

Dupa acest principiu de bază se folosesc o serie de mori în instalațiile de reciclare a

deșeurilor sau în depozitele de deșeuri, astfel ca s-a obținut o experiență vastă în cazul diferitelor

compoziții de deșeuri.

Versiunea verticală a morii cu ciocane este caracterizată de un rotor vertical prevăzut cu

ciocane de lovire. Acest tip de moara a fost conceput la sfârșitul anilor 50 special pentru prepararea

deșeurilor menajere. Pentru a crește debiul acestei mori, care la început era scăzut, se aspiră aerul

din interiorul morii prin orificiul de evacuare. Astfel se pot mărunții și părtile din deșeuri foarte

ușoare precum hârtia sau masele plastice

Datorită faptului că morile verticale cu ciocane nu au o limitare a granulației printr-un

grătar, distribuția granulației se poate varia prin modificarea numărului de ciocane. Prin mărirea

numărului de ciocane rezultă o granulație mai fină și un debit mai mic pe unitatea de timp.

În fig 3.2 este prezentată o moară orizontale cu ciocane.

Fig. 3.2 Vederea unei instalații cu moară orizontală cu ciocane[6]

Fig 3.3 Vederea de sus a unor mori cu ciocane[6]

cu arbore dublu

cu arbore simplu

Concasoare percutante

Concasorul percutant constă dintr-o carcasă sudată din mai multe părți din tablă sau profiluri

din oțel, al cărei interior este căptușit cu plăci de percuție. Arborele, care se rotește cu aproximativ

500-1000 rot/min este prevăzut cu mai multe ciocane preschimbabile din oțel rezistent la uzură.

Arborele se rotește într-un lagăr montat pe carcasă. Plăcile de percuție sunt așezate reglabil cu

ajutorul unor pivoți. Atât distanța dintre plăcile de percuție și ciocane, cât și înclinația plăcilor sunt

reglabile. La intrarea unor componente care nu se pot mărunți în spațiul de percuție plăcile de

percuție pot fi ridicate iar materialele nemărunțite sunt eliminate prin partea inferioară.

Fig. 3.4 Secțiune a unui concasor percutant

Concasoarele percutante se alimentează prin partea superioară cu ajutorul benzilor

transportoare, în timp ce materialele mărunțite se elimină prin partea inferioară. Materialul este

preluat în concasor de către ciocane cu o viteză de aproximativ 25-40 m/s, și sunt lovite de plăcile

de percuție de deasupra arborelui. Plăcile de percuție sunt astfel aranjate, încât materialul să fie adus

înapoi în circuitul de lovire. Acest proces se repetă până când materialul este mărunțit în așa măsură

încât să poată trece prin spațiul dintre arbore și plăcile de percuție, spațiul ce este reglat în funcție

de dimensiunea dorită a particulelor.

În cazul concasoarelor percutante trebuie avut în vedere, de exemplu, la prelucrarea

deșeurilor din constucții și demolări să nu fie introdus beton cu armături de oțel prea lungi, pentru

ca acestea s-ar putea învârti în jurul rotorului și ar duce la blocarea instalației.

Măruntirea prin tăiere

Mori cu cuțite sau tocătoare

Moara poate fi cu arbore orizontal simplu sau dublu. Prin rotația în sensuri diferite a

arborilor dubli prevăzuți cu cuțite materialul este atras între cuțite. Mărunțire are loc între uneltele

de tăiere indiferent de tipul materialului: moale, elastic sau dur.

Gradul de mărunțire se fixează prin alegerea distanței dintre cuțite respectiv prin lățimea

dinților la arborele cu cuțite. Pentru mărunțire deșeurilor menaje distanța dorită dintre cuțitele

arborelui este de 0.1 mm și pentru a garanta succesul procesului de tocare, nu trebuie să depășească

0.8mm. Dacă gradul de mărunțire nu este corespunzător, sau dacă distribuția granulației nu este

neuniformă, instalațiile pot fi reglabile în mai multe trepte până când rezultatul final este cel dorit.

Pentru a realiza un debit mare în cazul deșeurilor voluminoase acestea ar trebui în prealabil

presate cu ajutorul unei prese hidraulice înaintea umplerii morii cu cuțite. În cazul în care bucătile

grele din metal sau alte părți componente care nu pot fi mărunțite ajung în moară, arborele cu cuțite

dispune de un sistem de siguranță automat, care acționează în sens invers pentru a debloca

materialul respectiv și apoi îl oprește. În acest caz materialul trebuie îndepărtat manual. Practica a

demonstrat că, în instalațiile de mărunțire cu arbore cu cuțite, este mai convenabil dacă se

îndepărtează manual materiale dure precum metale înainte de a fi admise în moară.

Fig 3.5 Vederea unui arbore cu cuțite

În funcție de mărimea dinților, debitul de materiale mărunțite se situează în jurul valorii de

3t/h. Materialul mărunțit este caracterizat de margini tăiate curat și un interval destul de mic al

dimensiunilor particulelor. Acest tip de moară se folosește cel mai des pentru mărunțire deșeurilor

din plastic, lemn, etc.

Fig 3.6 Vederea unui tocător de deșeuri din lemn

Raspel cu sită

Acest tip de moară s-a dezvoltat special pentru prepararea deșeurilor în unități de

compostare. Modul de acționare a unui raspel cu sită poate fi comparat cu cel al unei site din

bucătărie. Deasupra bazei dispozitivului care parțial este prevăzut cu segmente cu orificii de cernere

de diametre între 22 și 45 mm și cu segmente cu dinți de rupere ficsi, se mișcă brațele raspelului,

care împing și fac deșeurile să alunece cu viteze între 8 și 10 rot/min printre dinții de rupere și prin

site.

Fig 3.7 Schema unui raspel cu sită

Materialele greu de mărunțit, textilele, metalele, materialele plastice sau materialele dure se

adună în raspelul cu sită și pot fi evacuate printr-o clapă laterală a brațelor raspelului.

Raspelul cu sită se utilizează însă din ce în ce mai rar în tehnica de prelucrarea a deșeurilor,

datorită faptului că:

– efectul de mărunțire în cazul acestor dispozitive este mai mic decât în cazul morilor cu

ciocane sau cu cuțite

– faptul că raspelul cu sită lucrează discontinuu.

3.2 Tehnici de tratare mecano-biologică

Tratarea mecano-biologică se aplică deșeurilor municipale colectate în amestec. Acest tip de

tratare are rolul de reducere a componenței biodegradabile din aceste deșeuri și a volumului de

deșeuri depozitate.

Instalațiile de tratare mecanico-biologică nu diferă prea mult de instalațiile de tratare

biologică, ele se compun dintr-o tratare mecanică preliminară, tratare principală biologică și

eventual o tratare mecanică ulterioară.

Tratarea mecano-biologică în vederea reducerii cantității de biodegradabil depozitat

Tratarea mecanică preliminară

În cadrul tratării mecanice preliminare trebuie asigurate toate conditiile pentru tratarea

biologică ulterioară. Acest lucru se realizează prin separarea, respectiv, eliminarea de materiale,

care să îngreuneze tratarea biologică a deșeurilor, respectiv care nu se pot trata biologic sau care se

descompun greu sau care reprezintă un potențial de materiale utile. Separarea fluxului de deșeuri,

din motive de protejare a sănătății este indicat să se facă automat, se evită sortarea manuală din

motive de protecție a sănătății personalului. După separarea materialelor sus menționate deșeurile

trebuie omogenizate în așa fel încat să se poată realiza o tratare biologică efectivă.

Aproape toate proiectele noi de instalații din Uniunea Europeană prezintă o etapă de

separare a fracțiunilor ușoare cu putere calorică mare, înainte de tratarea biologică. Aceste fracțiuni

ușoare este indicat să fie valorificate energetic. [7]

Tratarea biologică

Pentru tratarea biologică se pot utiliza doar procedee aerobe. De menționat că, această

tratare biologică trebuie realizată numai într-un mediu închis, deoarece mirosurile rezultate în urma

procesului de alterare a deșeurilor municipale colectate în amestec pot deveni insuportabile, iar

emisiile de aer și apă trebuie tratate înainte de evacuarea lor.

Procedeu de alterare totală

Toate instalațiile de alterare folosite până acum funcționează pe principiul alterării totale.

Prin alterare toate substanțele biologice ce se pot descompune vor fi transformate în CO₂, apă și

substanțe cu conținut de acizi de putrefacție. Formațiunile de gaze și apă de infiltrație la depozitarea

materialului rezultat în urma alterării totale se reduc substanțial față de deșeurile netratate și

depozitate. La începutul alterării are loc cea mai mare parte a procesului de descompunere

biologică. În cadrul acestui proces se formează pe lângă CO₂, apă și substanțe cu conținut de acizi

de putrefacție și un număr ridicat de produse de descompunere sub formă de gaze, care au un miros

intensiv și/sau conțin substanțe nocive. Din acest motiv alterarea rapidă se va face în locuri închise,

iar aerul viciat va fi tratat.

Faza de alterare ulterioară se distinge printr-o reducere clară a activității biochimice și este

necesară pentru inertizarea materialului. Datorită faptului că, față de etapa de alterare rapidă, în

această etapă activitatea biologică este redusă nu se recomandă desfășurarea procesului de alterare

ulterioară în spațiu închis.

Tratarea mecanică ulterioară

Tratarea mecanică ulterioră poate fi realizată în vederea separării deșeurilor din plastic din

materialul rezultat în urma alterării deșeurilor biodegradabile. Această separare se poate face în

cazul în care deșeurile din plastic pot fi valorificate energetic ulterior, prin realizarea unui

combustibil alternativ pe baza de fulgi de plastici, numit fluff. Materialul rezultat în urma tratării

mecano-biologice urmează a fi depozitat pe un depozit de deșeuri nepericuloase.

Stabilizarea

Stabilizarea este utilizată în Uniunea Europeană ca o metodă de tratare mecano-biologică în

vederea valorificării materiale și energetice a deșeurilor municipale colectate în amestec. Procesul

de stabilizarea are de asemenea 3 etape: tratare mecanică preliminară, tratarea biologică aerobă în

buncăre închise și tratarea mecanică ulterioară.

Instalația este total automatizată de la intrarea deșeurilor municipale și până la obținerea

produselor finale sau a materialelor de eliminat. Deșeurile sunt descărcate printr-un sistem pâlnie.

Ușa când se deschide are o înclinație suficient de mare pentru alunecarea deșeurilor în interiorul

zonei de primire a acestora.

Tratarea mecanică preliminară

De aici deșeurile sunt preluate cu ajutorul unei macarale cu graifăr și sunt duse la un tocător.

Materialul mărunțit este transportat cu ajutorul benzilor transportoare prin diferite etape de separare

a deșeurilor metalice feroase și neferoase, a bateriilor și acumulatorilor a deșeurilor inerte. Dupa

aceste etape, materialul este pregătit pentru treapta de tratare biologică prin omogenizare.

Tratare biologică

Deoarece, în cadrul procesului de alterare conținutul de energie al deșeurilor nu este utilizat

s-au dezvoltat procedee de stabilizare termo-biologică ca etapă de tratare preliminară în vederea

valorificării energetice a produsului final, respectiv a combustibilului alternativ sub formă de pelete.

Materialul rezultat în urma tratării mecanice preliminare este introdus în niște buncăre de

alterare aerobă. Față de procedeul de alterare sunt modificate componentele instalației pentru tratare

biologică, deoarece la conceperea procedeului de stabilizarea trebuie evitată descompunerea

deșeurilor biodegradabile de către microorganisme în CO₂ și apă. În loc de aceasta se va mări

valoarea calorică a deșeurilor prin uscare biologică.

Pe de o parte se obține un combustibil inactiv biologic și cu potențial de valorificare

energetică, iar pe de altă parte, prin separarea apei se reduce cantitatea de deșeuri ce trebuie

incinerată sau depozitată. Emisiile de apă și aer sunt captate și tratate tot în cadrul stației de

stabilizare.

Tratarea mecanică ulterioară

Materialul rezultat în urma stabilizării este din nou sortat pentru o nouă separare a

materialelor inerte rămase în materialul tratat biologic, apoi poate fi compactat sub formă de pelete

și poate fi valorificat în industria cimentului, în cadrul incineratoarelor de deșeuri pe bază de

combustibil alternativ, etc. Deșeurile rezultate în prima etapă de tratare mecanică pot fi ușor

valorificate în industrie.[7]

3.3 Tehnici de tratare biologice

3.3.1. Compostarea

Este o metodă ecologică de procesare a deșeurilor agricole, agroalimentare sau menajere,

prin transformarea lor într-un produs nepoluant numit compost, cu înaltă valoare nutritivă pentru

plante și cereale, respectiv un foarte bun amendament al stării fizice și chimice a solurilor.

Reprezintă totalitatea transformărilor fizice, chimice și biochimice pe care le suferă

deșeurile organice biodegradabile, de la forma inițială și până ajung în diferite stadii de humificare.

Este un proces biologic natural, aerob și exoterm, în care microorganismele convertesc deșeurile

organice biodegradabile în CO2, vapori de H2O și un reziduu solid, stabil numit compost.

Presupune producerea a două procese biologice care se interpătrund și intercondiționează:

– descompunere

– sinteză

Compostarea se cunoaște de un secol în urmă si a fost introdusă ca o necesitate de ordin

igienic și sanitar, produsul rezultat fiind deosebit de util în agricultură, horticultură și grădinărit

– în SUA compostul este intens utilizat în legumicultură

– în Europa un număr limitat de țări folosesc compostarea pentru procesarea unei

cantități reduse de deșeuri menajere

– în Spania circa 21% din cantitatea totală de deșeuri organice este compostată

– în Portugalia 10%

– în Danemarca 9%

– în Franța 6%

– foarte puțin în Olanda, Germania și Italia

Acest fapt se datorează dificultății de a găsi piețe de desfacere pentru compost (costul ridicat al

transportului). Revigorarea acestei metode va fi o consecință a faptului că:

– neutralizarea deșeurilor menajere prin compostare este cu mult mai ieftină decât cea prin

stocare în depozite ecologice controlate sau incinerare

– utilizarea compostului în agricultură determină o creștere a producției la hectar cu 15%

Materiale care pot fi compostate:

– Deșeuri menajere separate la sursă – în cazul deșeurilor alimentare, deșeurilor animaliere

și vegetale neprelucrate, dar și prelucrate.

– Deșeurile alimentare au proprietăți deosebite sub aspectul folosirii lor ca materie primă

pentru compostare, datorită umidității ridicate și a structurii fizice reduse, fiind de importanță

majoră amestecarea lor cu deșeuri compostabile (rumeguș, deșeuri de grădină, paie) acestea având

rolul de a absorbi o parte din excesul de umiditate și de a oferi structură materialului. Pentru a

preveni mirosurile (în special NH3) este necesară o grămadă de compostare bine aerată și lipsa

staționării apei.

– Deșeuri de grădină sau din parcuri – reprezintă biomasă vegetală, dar sunt adecvate

doar pentru compostare după mărunțire. Deșeurile din iarbă sunt pentru producerea de biogaz.

– Dejecții animaliere – solide sau lichide. Cele solide sunt amestecate cu paie de grajd

– Nămoluri de la stațiile de tratare a apei uzate – conțin materie uscată (3- 40)% în

funcție de concentrarea nămolului.

Utilizarea ulterioară a compostului obținut depinde de proveniența apelor uzate și de metoda de

compostare.

În concluzie: Deșeurile, utilizate la compostare, trebuie sa aibă o componenta preponderent

biodegradabila si un conținut mic de elemente nocive.

Deșeurile principale ce pot fi utilizate sunt:

– fracția biodegradabila din deșeurile menajere si asimilabile;

– deșeuri de gradina si parcuri;

– deșeuri din piețe;

– resturi biodegradabile din industria alimentara;

– nămol orășenesc.

Aceste fracții de deșeuri biodegradabile reprezintă de la 50 la 60% din totalul deșeurilor municipale.

Factorii care influențează procesul de compostare

Compoziția reziduurilor – este factorul cel mai important în declanșarea procesului de fermentare.

– Dacă deșeurile menajere sunt bogate în substanțe organice (care fermentează ușor) iar temperatura

mediului este potrivită, procesul de compostare se declanșează rapid și se desfășoară corespunzător

dacă, in plus, este bine condus prin introducerea cantității necesare de aer.

– Dacă deșeurile menajere sunt sărace în substanțe organice, în special în perioada de iarnă,

fermentarea este întârziată și introducerea de aer suplimentar (care este rece) nu face decât să

dăuneze procesului de fermentare.

Conținutul de umiditate al deșeurilor.

– Lipsa apei blochează activitatea microorganismelor, respectiv a procesului de descompunere.

– Prea multă apă determina ca o categorie de microorganismele să nu poată supravietui.

– Umiditatea trebuie să fie în concordanță cu conținutul de materii organice al deșeurilor menajere.

– 45% umiditate dacă conținutul de materii organice este mai mic de 50%

– (50-55)% umiditate pentru un conținut de materii organice mai mare de 50%

Concentrația oxigenului

– Compostarea poate avea loc în condiții aerobe (necesitând oxigen liber) sau anaerobe (fără oxigen

liber)

– Compostarea aerobă este mult mai rapidă (10-20 de ori) decât cea anaerobă.

– Compostarea anaerobă tinde să genereze mirosuri mult mai accentuate comparativ cu cea aerobă,

deoarece în timpul compostării se produc diferite gaze (H2S, CH4, amine)

– Debitul specific de aer, care asigură oxigenul necesar pentru fermentarea deșeurilor menajere

preparate mecanic este de (4,5 – 5) litri aer/ ora pentru 1kg de materie uscată (la deșeuri cu

umiditate de 45%)

– Se recomandă ca acolo unde este posibil, cantitatea de aer real introdusă să fie mai mare decât cea

minimă necesară procesului de fermentare

– Introducerea aerului se poate face prin întoarcerea grămezii (manuală sau mecanizată) sau prin

aerare forțată

Temperatura la care se desfășoară procesul, depinde de modul în care căldura generată de

microorganisme este compensată de pierderea de căldură prin aerare controlată, răcirea suprafețelor

și pierderi de umiditate. Cele mai frecvente temperaturi de compostare sunt între 490 – 590C.

– Temperaturi mai mici de 490°C determină încetarea proliferării microorganismelor iar descompunerea încetinește

– Dacă temperatura este mai mare de 590°C, unele microorganisme sunt inhibate sau distruse, ceea ce determină scăderea vitezei de descompunere

Factorii auxiliari, care influențează fermentarea aerobă sunt:

– Omogenitatea amestecului

– Granulația deșeurilor

– Modul de așezare a deșeurilor măcinate în grămezi sau în recipienții de fermentare

Etapele procesului tehnologic de compostare sunt:

A. Prepararea mecanică. Pe perioada acestei etape deșeurile sunt pregătite pentru compostare.

Pretratarea are un rol important în:

– asigurarea vitezei de descompunere

– asigurarea calității produsului finit,

Cuprinde 3 etape:

1. Sortarea materialelor și îndepărtarea celor care sunt fie dificil, fie imposibil de compostat

(metale, sticlă, materiale deconstrucție, materiale plastice)

– Cu cât deșeurile sunt mai diversificate, cu atât este mai importantă sortarea.

– Deșeurile de grădină (relativ uniforme) necesită un grad mai mic de sortare față de deșeurile

municipale

Tehnici de sortare pentru deșeurile de grădină

– Inspectarea vizuală:

– Prin împrăștierea materialelor pe suprafața (platforma) pe care au fost descărcate si îndepărtarea

acelor materiale care:

– Ar interfera cu operațiile mecanice ale compostării

– Pot inhiba procesul de compostare

– Pot crea probleme celor care vor lucra cu produsul finit

– Pot influența compostul din punct de vedere estetic

– Sacoșele din plastic sunt principala problemă

Tehnici de sortare a deșeurilor municipale

Se realizează:

– manual

– mecanic

Este indicată separarea materialelor înainte de mărunțire, deoarece se previne pulverizarea

materialelor reciclabile și amestecarea lor cu cele compostabile

Separarea manuală pe o bandă transportoare este cea mai eficientă metodă

Tehnicile mecanice de sortare și separare sunt bazate pe proprietățile magnetice și fizice (densitate

și dimensiune) ale deșeurilor

2. Reducerea dimensiunilor deșeurilor (mărunțirea)

Are loc, de obicei, după ce a avut loc separarea materialelor necompostabile. Există

tehnologii de separare (separare magnetică, pneumatică sau umedă) care ating un randament mai

mare după mărunțire.

Ordinea operațiilor variază în funcție de diferitele unități de compostare, depinzând de tipul

și de volumul de materiale ce urmează a fi compostate.

Urmărește mărirea suprafeței specifice, care determină accelerarea descompunerii prin

mărirea ariei de contact dintre materialul compostabil și microorganisme. [8]

Mărunțirea deșeurilor de grădină

– Este obligatorie în cazul deșeurilor lemnoase

– Reducerea excesivă a frunzelor și deșeurilor ierboase se poate dovedi indezirabilă deoarece,

acestea pot inhiba condițiile aerobe și pot împiedica evacuarea căldurii din masa de compost

Mărunțirea deșeurilor municipale

– Mărunțirea contribuie la omogenizarea materialelor, asigurând o mai mare uniformitate a

umidității și nutrienților pentru a facilita descompunerea

Cele mai utilizate utilaje sunt: – mori cu ciocane

– tocătoare cu cuțite

– tamburi rotativi

3. Tratarea materialelor pentru a optimiza condițiile de compostare. Urmărește aducerea la un

nivel optim a coeficientului de umiditate, raportului C/N și a pH-ului

B. Procesarea deșeurilor

– Se utilizează metode variate pentru descompunerea acestora și pentru transformarea în produs finit

(compost)

– Aceste procese trebuie alese astfel încât să maximizeze viteza procesului de compostare și să

minimizeze efectele negative (mirosuri, producere de leșii)

Cuprinde două faze:

– Faza de compostare (fermentare)

– Faza de maturare

– Fermentarea deșeurilor – este un proces biologic, complex în care microorganismele (în

special bacteriile și/sau fungii) determină transformarea substanțelor organice într-un material

omogen, stabilizat, asemănător humusului, numit compost, concomitent cu degajarea unor importante cantități de căldură, CO2 și H2O.Se practică fermentarea aerobă deoarece este mai rapidă

și evită producerea mirosurilor neplăcute.

Fazele procesului de fermentare

– Faza lentă, care corespunde perioadei de timp necesară colonizării microorganismelor în

noul mediu creat; această fază începe practic din momentul depozitării în recipienții de

precolectare – colectare și durează până la începerea creșterii temperaturii

– Faza de creștere rapidă a temperaturii a cărei desfășurare depinde de compoziția

deșeurilor, conținutul de umiditate și concentrația oxigenului în zonă

– Faza termofilă – reprezintă perioada celei mai înalte temperaturi. Această fază poate dura

o perioadă de timp mai lungă sau mai scurtă, în funcție de:

– cum se acționează asupra masei de deșeuri cu apă și aer,

– cantitatea de substanțe organice conținută,

– gradul de izolare termică față de exterior.

– În această fază se poate acționa cel mai eficient asupra procesului de fermentare și deci asupra

vitezei de desfășurare și duratei acestuia

– Faza de maturizare – corespunzătoare unei fermentări secundare, care se desfășoară lent,

favorabilă transformării unor compuși organici în humus sub acțiunea microorganismelor

Fig. 3.8 Schema procesilui de fermentare

În cursul fermentării, materiile organice din deșeurile menajere facilitează două acțiuni simultane și

antagonice, în care intră carbonul și azotul, acțiuni care sfârșesc prin mineralizare, ducând la:

– producerea CO2,NH3 și HNO3

– formarea humusului al cărui rol este foarte important pentru menținerea proprietăților

fizice, chimice și biologice ale solului

– raportul C/N conținut de materialul compostabil trebuie să fie > 35° la începerea

procesului de compostare, 10°<C/N< 15° când procesul a început și ≈25° pe tot parcursul. Datorită

necesității menținerii anumitor parametri la valori stricte, rezultă ideea monitorizării procesului de

compostare pe întreaga durată a sa, ceea ce presupune existența unui personal calificat și un

laborator cu o dotare minimă (balanță, etuvă, gazo-analizor, trusă de instrumente de măsură a

temperaturii)

Procedee de compostare

Procedee statice

Sunt din punct de vedere tehnic cele mai simple procedee de alterare. In cadrul acestora materialele

supuse alterării nu sunt mutate pe timpul alterării.

Cele mai importante sunt:

– compostare în stoguri;

– compostare în celule/hale.

Compostarea în stoguri

Acesta este procedeul cel mai vechi de compostare.

O problema principala a acestui procedeu o reprezinta alimentarea insuficientă cu oxigen a

materiei pentru realizarea compostului, lucru care se poate realiza numai in conditii de mica

inaltime a acestora. Din acest motiv stogurile mai inalte sunt de regula mutate sau aerisite

sistematic. Compostarea in stoguri se poate realiza cu material faramitat sau nefaramitat.

Alterarea in stoguri fara mutare este recomandata ca alterare preliminara numai daca exista

mijloacele tehnice de aerare si udare cu apa. O astfel de metoda poate fi: montarea transversala spre

baza stogului a unor tevi de drenare, flexibile si gaurite.

Prin autoincalzirea biologica a materialului supus alterarii se realizeaza un curent de aer care asigura alimentarea cu oxigen a stogului. Stogul este acoperit cu compost, pentru a minimiza emisiile de mirosuri si de substante nocive.

Durata de alterare pana la producerea compostului final este de:

– compostare in stoguri fara mutare si cu aerare artificiala: 12 pana la 16 saptamani;

– compostare in stoguri fara mutare si fara aerare artificiala: 20 pana la 25 saptamani.

Compostare în stoguri cu mutare

Se deosebesc stoguri triunghiulare cu înălțimi normale de 1,3m; 1,80m precum și de 2 până la 2,5m și stoguri trapezoidale de 1 m. Înălțimea stogurilor, în cazul acestui procedeu, este limitată la 2,20m din motive geometrice, pe când stogurile aerisite sistematic pot avea înălțimi de până la 5m. Mutarea se face cu excavatoare pe roti sau cu utilaje speciale.

Necesarul de spațiu depinde de:

– Forma stogului

– Înălțimea acestuia

– Cantitatea de deșeuri

– Timpul de alterare

Se recomandă eliminarea apei prin șanțuri rotunde, pentru a se putea colecta controlat apa de infiltrație. În zonele predispuse precipitațiilor este necesară o acoperire a stogurilor pentru a se evita o umezire avansată a materiei pentru compost. Pentru stoguri cu înălțimi mari s-au dezvoltat o serie de sisteme de aerare artificială, dar cea mai întâlnită este aerarea reglabilă prin podea, în special pentru compostarea în celule.Tevile de aerare trebuie protejate pentru a nu colmatate cu materialul compostat sau chiar compost. Se practică acoperirea cu un material biodegradabil care să nu afecteze calitatea compostului rezultat (rumeguș de dimensiuni mari). Compostarea în celule. Are la bază necesitatea monitorizării procesului de alterare, prin adăugare corespunzătoare de aer și apă.

Celulele de alterare pot fi privite ca stoguri modificate conectate la sistemele de alimentare având un grad mai mic sau mai mare de automatizare. Compostul poate fi întors cu ajutorul unor tractoare, care asigură mutarea dintr-o celulă în alta, astfel încât compostului rezultat să i se asigure o alterare mai rapidă și mai eficientă in întreaga masă.

Procedeul dinamic

Se caracterizează printr-o mișcare și aerare continuă a materialului. Sistemele dinamice de alterare preliminară au avantajul că aduc un aport considerabil la omogenizarea materialului primar.

Principale procedee sunt:

– Tamburi de alterare

– Turnuri de alterare (deseurile parcurg turnurile de sus în jos și sunt aerate artificial)

Prin adăugarea unei cantități de nămol orășenesc în tambur se realizează o malaxare și o omogenizare bună a materialului.

• Timpul de staționare în tambur poate fi de 24 ore– 14 zile

• Tamburii sunt potriviți pentru alterarea preliminară

Fig.3.9 Schema generală a unui ansamblu industrial de compostare a deșeurilor solide

1 – acces deșeuri; 2 – cântar; 3 – recepție; 4 – rezervor recepție; 5 – instalație separare; 6 – instalație

mărunțire; 7 – compostare; 8 – cernere; 9 – depozit compost; 10 – livrare beneficiar; 11 – materiale eliminate

Deșeul brut este mai întâi cântărit și apoi depozitat în rezervorul de recepție, a carui capacitate trebuie să fie de circa două ori mai mare decât volumul deșeului prelucrat în 24 ore. Apoi cu ajutorul unui greifer și a unor benzi rulante, deșeul ajunge la stația de separare unde, prin mijloace specifice, se elimină materialele metalice (feroase și neferoase), corpurile dure (betoane, pietre), recipientii din sticlă si plastic, foliile din plastic.

– Urmează mărunțirea în concasoare cu ciocane, operație necesară pentru a asigura omogenizarea materiei – Procesul de fermentație se desfășoară pe platforma pentru compostare.

– După scurgerea timpului necesar, compostul obținut este supus operației de cernere, utilizând ciururi rotative tip tambur, mai rezistente decât cele de tip oscilant. Scopul: obținerea unui compost de o anumită granulație și recuperarea materialelor folosite pentru “înfoiere”

– Din depozit compostul se distribuie beneficiarilor pentru a fi utilizat în agricultură, grădinărit și legumicultură

Procedee de prelucrare a compostului

Se aplică în funcție de utilizările ulterioare ale acestuia:

– Compostul se cerne, rezultand două mărimi de cernere: fină și supra – granule

– Ambele fracțiuni se supun unui proces de separare a materialelor solide anorganice, după care

printr-un proces de malaxare rezultă compostul necesar valorificării pe piață

– Supra – granulele care sunt bogate în materiale de structură sunt de cele mai multe ori

reutilizate în procesul de alterare

– Alte procedee de prelucrare aplicate compostului: separare magnetică, densimetrică, separarea

dimensională pentru îndepărtarea foliilor, a sticlei, a pietrelor = tratare mecanică ulterioară

Utilizarea compostului

– Compostul este bogat în substanțe biodegradabile și nutritive (N, P, K, Ca, Mg)

– Contribuie la ridicarea conținutului de humus, a capacității de prevenire a eroziunii, a activității

solului, la o îmbunătățire a structurii pământului, a controlului căldurii, a apei și arezervelor de

substanțe nutritive în pământ

– În cazul solurilor nisipoase, compostul contribuie la îmbunătățirea capacității de reținere a apei și diminuează uscarea

– În cazul solurilor argiloase mărește capacitatea de permeabilitate a aerului și apei. O tonă de

compost este echivalentă cu o tonă de gunoi de grajd

– Compostul plus îngrășământ mineral (N) dă recolte cu (5-20)% mai mari decât îngrășământul cu azot – fosfor – potasiu

– La utilizarea a (20-50) tone pe hectar de compost se obține o creștere medie a venitului total cu

până la 50%

– Transportul este rentabil până la o distranță de aprox. 20km pentru culturi cerealiere și până la

100km în legumicultură

– Utilizarea compostului în medie de 30t/ha dă o creștere a conținutului de azot în sol de 40kg, de fosfor 10kg și de potasiu 50kg

Rețineri în utilizarea compostului

– Compostul pe langă substanțele nutritive mai conține bor, cupru, mangan, zinc, arseniu, mercur, plumb, ceea ce reclamă un control riguros al compoziției

– Trebuie să se elaboreze standarde de compostare și de aplicare pe teren, care să acorde

certitudinea că produsul compostării poate fi utilizat în deplină siguranță și că aplicarea nu va avea efecte secundare

– Separarea la sursă și colectarea separată a biodeșeurilor asigură un flux de material curat spre instalațiile de compostare , ceea ce contribuie la o calitate suporioară a compostului și la diminuarea până la dispariție a pericolului de poluare a mediului

Compostarea deșeurilor solide se realizează în vederea transformării lor în:

– suport pentru culturi

– îngrășământ

Toate procedeele adoptate în această direcție, cuprind patru faze importante:

– Recepția și stocarea deșeurilor

– Prepararea deșeurilor

– Fermentarea materialului preparat

– Selecționarea și livrarea compostului

La acestea se pot adăuga și o serie de operații anexe ca:

– Extragerea și valorificarea metalelor

– Îndepărtarea deșeurilor de la diferite trepte de prelucrare și valorificarea acestora

– Alimentarea procesului tehnologic cu cele necesare (apă, energie electrică)

– Compostarea este sistemul de gospodărire a deșeurilor care a înregistrat cel mai mare număr de amenajări nereușite la nivel mondial

Probleme care conduc la eșecul unui proces de compostare sunt:

– Costurile mari de exploatare și management

– Costurile ridicate cu transportului

– Calitatea scăzută a produsului, datorita unei pre-sortări inadecvate (mai ales a bucăților de sticlă și plastic)

– Înțelegerea necorespunzătoare a procesului de compostare și concurența îngrășămintelor chimice, care este adesea subvenționată. În o serie de zone urbane, sistemele de colectare sunt prea nesigure în funcționare pentru ca autoritățile să considere ca eficiente amenajările de compostare

Cauzele întârzierii implementării procedeului de compostare sunt:

Economice:

– deficiențe în aprovizionarea cu deșeuri

– greutăți în comercializare.

Compostul finit poate deveni, dar nu în mod automat, un bun valoros: valoarea sa depinde de cererea de amelioratori de sol, de perceperea valorii și calității sale și de accesibilitatea sa pentru consumatorii potențiali.

Comercializarea compostului se realizează când:

– Fermierii sau grădinarii sunt situați aproape de sursa de compost

– Entitatea producătoare de compost este dispusă să îl transporte utilizatorilor

– Prețul de vânzare al compostului este mai mic decât cel al îngrășămintelor artificiale sau compostul este distribuit gratis

Tehnice:

– Deficiențele pre-procesării mecanice. Se referă la defectarea sistemelor mecanice care asigură manipularea fluxurilor de deșeuri înainte de compostarea propriu-zisă.

– Deficiențe ale proceselor biologice.

– Incapacitatea de a crea mediul favorabil desfășurării procesului biologic, știut fiind faptul că bacteriile, insectele și alte microorganisme din compost necesită anumite condiții de mediu

Sisteme de compostare a deșeurilor

Cea mai simplă și comodă metodă de compostare este cea în grămezi, denumită brazde.

Procesarea (măcinarea și trecerea prin sită) deșeurilor de grădină ajută la descompunerea biologică maximă. După formarea brazdelor, acestea se întorc periodic pentru a asigura oxigenul necesar descompunerii aerobe, procedeu realizat cu un utilaj special de întoarcere.

Frecvența de întoarcere depinde de diferiți factori cum ar fi clima, tipul de materie primă și dimensiunile grămezilor. Concomitent se monitorizează conținutul umidității. Apa trebuie adăugată la grămezi în vederea menținerii procesului de descompunere și controlul prafului.

Sistemele de compostare în grămezi stabile sunt utilizate pentru compostarea deșeurilor de grădină, nămolului de la stațiile de epurare a apelor menajere și altor reziduuri biodegradabile.

În acest sistem brazdele nu se întorc, în schimb sistemul urmează a fi dotat cu canale de aerare pe fundul amplasamentului. Materialele compostabile vor fi așezate deasupra acestor canale, fiind aerate prin intermediul rețelei de conducte perforate introduse în canale.

Compostarea constă într-un proces complex de transformări microbiene, biochimice, chimice și fizice pe care le suferă deșeurile organice, vegetale și animale, de la starea lor inițială și până ajung în diferite stadii de humificare.

Compostul este un produs obținut printr-un proces aerob, termofil, de descompunere și sinteză microbiană a substanțelor organice din produsele reziduale. Deși procesele biochimice continuă și după încheierea fazei tehnologice, acestea nu au intensitate mare și nici nu produc efecte poluante. Practic prin aceste procese se face tranziția către procesele la fel de complexe care au loc în sol.

Factorii care influențează formarea compostului sunt:

• Apa – există un optimum de umiditate, de 50 – 60%, care favorizează procesele din cadrul compostării.

• Aerul – aerisirea adecvată determină dezvoltarea microorganismelor cu specificitate pentru compostare. În absența aerului sunt favorizate procese de fermentare generatoare de substanțe cu miros neplăcut.

• Căldura – temperatura potrivită pentru compostare este în zona 50 – 60oC. Este domeniul optim pentru înmulțirea microorganismelor responsabile de procesele de descompunere. De asemenea, la această temperatură nu se mai dezvoltă diferiți alți germeni.

• Substanțele nutritive – este important raportul C/N. Diferite tipuri de coajă au diferite rapoarte C/N și calitatea compostului rezultat este diferită. Este necesară cunoașterea acestui raport și amendarea cu materiale de corectare a sa. El trebuie adus în intervalul potrivit de 30/35.

La sfârșitul procesului el ajunge în jurul valorii de 20.

• Gradul de mărunțire al deșeurilor – pentru o descompunere rapidă a materialului este important ca toate componentele acestuia să fie mărunțite. Prin aceasta crește suprafața de acțiune a microorganismelor, deoarece locul de desfășurare a proceselor este la suprafața corpurilor solide.

• Introducerea unui inocul bioactiv. Procesul de compostare pe coaja de lemn este mult mai lent decât pe alte materiale vegetale. De aceea el trebuie stimulat cu inocul bioactiv. Acesta poate fi un produs de sinteză sau nămol de la stațiile de epurare

• Substanțe mineralizante: coaja de lemn este săracă în componente nutritive (raportul C/N este de 250 – 1.000). De acea înaintea procesului de compostare se adaugă mineralizanți: azotat de amoniu (cu 37 – 40% substanță activă), 0,75 – 0,85%, superfosfat de calciu (17% substanță activă), 1%, sulfat de magneziu, 0,1%. În alte cazuri se adaugă uree, fosfat de amoniu și sulfat de magneziu.

3.4 Tratarea termică

Printre procedeele termice din cadrul tratării deșeurilor se numără incinerarea deșeurilor, piroliza deșeurilor, coincinerarea deșeurilor și procedeul de uscare. Pe departe cel mai important procedeu termic este la ora actuală incinerarea deșeurilor. Incinerarea se poate aplica atât deșeurilor municipale colectate în amestec cât și numai fracției de deșeuri reziduale. Însă, compoziția deșeurilor municipale este prepoderent biodegradabilă, iar aceasta împiedică incinerarea deșeurilor municipale fără alți combustibili, conducând la creșterea costurilor de incinerare pe tona de deșeuri municipale.

De aceea este indicată incinerarea deșeurilor reziduale din deșeurile municipale, deșeurile reziduale reprezentând deșeurile rămase după sortarea deșeurilor reciclabile, respectiv deșeurile ce nu mai pot fi reciclate material. Pe lângă deșeurile reziduale sau municipale, incineratoarele pot accepta orice tipuri de deșeuri. În funcție de tipul deșeurilor acceptate incineratoarele sunt proiectate special. Pentru deșeurile periculoase, incineratoarele trebuie să atingă o temperatură de ardere mult mai ridicată decât în caul incinerării deșeurilor nepericuloase. Piroliza este cunoscută din tehnica procedural industrială. În ceea ce privește tratarea deșeurilor s-au dorit printre altele următoarele avantaje ale pirolizei:

– procedee necomplicate, care să poată funcționa și cu cantități mici de prelucrare de până la 10 tone/h;

– posibilitatea recuperării energiei și materiei prime;

– posibilitatea de depozitare a produselor valorificabile în mod energetic;

– flexibilitate față de diversele și schimbătoarele componente ale deșeurilor;

– evitarea în mare măsură a impactului asupra mediului.

Cu ajutorul pirolizei deșeurilor s-a urmărit un scop asemănător cu cel al incinerării.Volumul deșeurilor se reduce considerabil și se transformă într-o formă ce face posibilă o depozitare fără impact semnificativ asupra împrejurimilor. La o incinerare convențională, procesele de uscare, degazare, gazare și incinerare au loc într-o singură cameră. La piroliză, unele dintre aceste procese parțiale pot fi executate în reactori separați, astfel încât degazarea și gazarea să devină procedee de tratare a deșeurilor de sine stătătoare.

Piroliza ca instalație de tratare a deșeurilor nu s-a putut impune în fața incinerării deșeurilor din cauza diverselor probleme și a redusei disponibilități. Însă se are în vedere utilizarea pirolizei în combinație cu incinerarea la temperaturi înalte. Aici, gazele pirolitice obținute se vor folosi într-o a două etapă procedurală la incinerarea și vitrifierea cocsului pirolitic. Apa reziduală provenită din piroliză se compune din umiditatea deșeurilor, apa de descompunere și apa de incinerare, mai puțin apa care s-a consumat în timpul reacției.

Apa reziduală provenită din piroliză părăsește reactorul sub formă de abur și apare după răcirea gazului drept condensat. Apele reziduale cu conținut organic mare, în special în cazul pirolizei deșeurilor necesită o pretratare chimico-fizică, deoarece materialele nocive pot fi reduse în instalații de epurare biologice numai parțial. O altă posibilitate a evitării materialelor nocive în apele reziduale este descompunerea termică a gazelor de ardere mocnită.

Gazeificarea se referă la conversia la temperaturi înalte a materialelor cu conținut de carbon în combustibil gazos.

Gazeificarea este o metodă de tratare termică, care poate fi aplicată pentru a transforma deșeurile organice într-un gaz mediu calorific, produse reciclabile și reziduuri.

Gazeificarea este, în mod normal, urmată de combustia gazelor produse, într-un furnal și în motoare cu ardere internă sau în turbine simple de gaz după o purificare corespunzătoare a gazului produs.

Principala diferență dintre gazeificare și piroliză este că prin gazeificare carbonul fixat este, de asemenea, gazeificat. Stațiile de gazeificare pot fi proiectate ca un proces cu 1 sau 2 trepte.

Gazeificatorul însuși poate fi în contracurent sau nu, de tip cu pat fix sau fluidizat sau, pentru stații mari, de tipul pat fluidizat cu barbotare sau circulare funcționând la presiunea atmosferică sau sub presiune, atunci când sunt combinate cu turbine de gaz. În unele cazuri, prima treaptă este o unitate de uscare, în alte cazuri, o unitate de piroliză. Atât unitățile de piroliză cât și cele de gazeificare pot fi instalate în fața unui cazan ce funcționează cu cărbune dintr-o uzină de producere a energiei, lucru ce favorizează arderea combinată cu un foarte mare raport energie/căldură.

Energia necesară reacției pentru procesul de gazeificare se produce prin incinerarea parțială a materialului organic în interiorul reactorului. Procedeele executate la temperatură înaltă în intervalul de temperatură între 800 – 11000C livrează cea mai mare cantitate de gaz, care este însă cu o valoare calorică scăzută.

Este de dorit o valorificare imediată a gazelor într-o cameră de ardere ulterioară, deoarece astfel se poate valorifica și căldura. Gazul de generator prezintă o valoare calorică mai scăzută decât gazul pirolitic, însă comparativ cu volumul deșeurilor intrate în proces, rezultă un volum de gaz mai mare decât la piroliză. Reziduurile solide din procesul de gazeificare sunt similare celor provenite din incinerare, ele prezintă un conținut ridicat de cenușă și unul scăzut de carbon.

Avantajele gazeificării:

`- grad înalt de recuperare și folosire bună a deșeurilor ca resursă energetică (se poate obține o recuperare energetică de până la 85% dacă se cogenerează electricitate și căldură sau numai căldură, este posibil un câștig energetic de 25 – 35 %);

– producerea energiei neutre din punct de vedere al emisiilor de CO2 substituind arderea combustibililor fosili;

– o mai bună reținere a metalelor grele în cenușă în comparație cu alte procese de combustie, în special pentru crom, cupru și nichel;

– percolare scăzută a metalelor grele la depozitarea fracției solide (vitrificate);

– producerea de zgură și alte reziduuri sterile;

– producerea unui gaz cu valoare calorifică scăzută de 5MJ/Nm3 (insuflare de aer) sau 10 MJ/Nm3 (insuflare de oxigen) care poate fi ars într-o cameră compactă de ardere cu un timp de retenție mic și emisii foarte scăzute (sau poate fi curățat de particulele de gudron și utilizat într-un motor cu combustie internă);

Sistemele de curățare a gazelor de ardere pot reține praf, acid clorhidric, HF; SO2 etc., ceea ce conduce la emisii scăzute; Procesul este adecvat lemnului contaminat.

Coincinerarea reprezintă valorificarea energetică a anumitor tipuri de deșeuri din industrie, cum ar fi, de exemplu, valorificarea anvelopelor uzate sau a combustibililor alternativi în cuptoare de ciment.

Avantajele coincinerării:

– reducerea cantității de deșeuri depozitate;

– valorificarea energetică a deșeurilor acolo unde valorificarea materială nu este posibilă;

– conservarea resurselor de materii prime necesare pentru producerea energiei.

Centralele electrice ca uzine producătoare de electricitate sunt proiectate pentru folosirea eficientă a combustibililor convenționali. Însă ele pot fi adaptate și pentru utilizarea combustibililor alternativi.

Folosirea deșeurilor și a combustibililor alternativi este limitată de următoarele elemente: posibilitățile de stocare a acestora în centralele electrice; cerințele de pretratare a deșeurilor pentru a le aduce într-o formă utilizabilă sistemelor de ardere particulare în instalațiile utilizate în centrale; comportarea deșeurilor pe durata procesului de combustie, respectiv reducerea procesului de combustie prin depunerea pe pereții cuptorului, apariția coroziunii și influențarea sistemelor de epurare a gazelor reziduale.

Un aspect esențial în fabricarea cimentului îl reprezintă producerea clincherului în cuptorul rotativ. Materia primă pentru producerea clincherului este uscată și încălzită până la 1400ºC și datorită reacțiilor chimice ce au loc se formează clincherul de ciment. Indiferent de metoda de fabricare, obținerea clincherului este un proces de conversie în care materialele folosite (combustibili și materii prime) sunt consumate sau integrate în produsul final.

Datorită temperaturilor înalte din cuptorul de ciment, conținutul organic al combustibililor alternativi este distrus în totalitate. Câteva caracteristici ale procesului de fabricare a clincherului, în cazul utilizării combustibililor alternativi, ar fi:

– prelungirea timpului de staționare a gazelor reziduale în cuptorul rotativ la temperaturi de peste 1200ºC;

– folosirea cenușei rezultate de la arderea combustibililor alternativi ca parte componentă a clincherului împreună cu alte materiale;

– fixarea din punct de vedere chimic și mineralogic în clincher a elementelor aflate în concetrații foarte mici.

Caracteristicile combustibililor alternativi utilizați în fabricile de ciment trebuie stabilite clar, deoarece deșeurile utilizate în producerea clincherului pot schimba concentrația anumitor elemente în produsul final.

În cadrul procedeelor de uscare cea mai mare importanță a obținut-o uscarea nămolului. La alegerea procedeului este important dacă nămolul este puternic mirositor sau nu. În cazul nămolului mirositor se recomandă utilizarea unui proces indirect de uscare, cum ar fi uscarea cu pat fluidizat cu recirculare de vapori. Aici apa transformată în abur poate fi condensată, iar mediul fluidizant (abur supraîncălzit) este introdus în circuitul procedural. Mirosurile sunt astfel în mare parte excluse. La uscarea cu transmitere, mediile de uscare cum ar fi gazele reziduale, aburul supraîncălzit ori vapori sau aerul, se află în contact direct cu nămolul și preiau apa ce se evaporă din acesta. La sistemele închise cu abur supraîncălzit, un condensator realizează condensarea aburului în exces. La sistemele deschise, gazele reziduale încă fierbinți părăsesc uscătorul împreună cu aburul. La uscarea cu contact, căldura este condusă direct către materialul de uscat. Nămolul și mediul de încălzire sunt separate prin diferite tipuri de pereți.