Διάγραμμα ροής υλικών και παραγωγή αποβλήτων (Worrel- Vesilind, 2012)

Παρουσίαση με θέμα: "Διάγραμμα ροής υλικών και παραγωγή αποβλήτων (Worrel- Vesilind, 2012)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Διάγραμμα ροής υλικών και παραγωγή αποβλήτων (Worrel- Vesilind, 2012)
10/9/2017 Διάγραμμα ροής υλικών και παραγωγή αποβλήτων (Worrel- Vesilind, 2012)

2 Ροές υλικών σε μια κοινωνία (παράδειγμα Βιέννης για ένα έτος)
Μονάδες: t/year/person, Stock: t/person Πηγή: Christensen, T., 2011

3 Τυπικό υποσυστήματα σε ένα ΔΣΑ
Παραγωγή αποβλήτων (kg/cap/d or kg/cap/y) Προσωρινή αποθήκευση – Διαχωρισμός στην πηγή (αριθμός, χωρητικότα και είδος κάδων) Συλλογή - Μεταφορά – Μεταφόρτωση (οχήματα, καύσιμα, σταθμοί μεταφόρτωσης, containers) Επεξεργασία (ΚΔΑΥ, κομποστοποίηση, καύση, αναερόβια χώνευση, MBT, κ.α.) Τελική εδαφική διάθεση (XYTA, XYTY, XYTEA)

4 Τυπικά υποσυστήματα σε ένα ΔΣΑ
ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΣΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΩΡΙΝΗΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ, ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΠΗΓΗ ΣΥΛΛΟΓΗΣ, ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ, ΑΝΑΚΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΕΛΙΚΗ ΕΔΑΦΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ ΠΗΓΕΣ Βιοαέριο Εκχυλίσματα (υγρά) Υλικά, ενέργεια

5 Εναλλακτικός διαχωρισμός (4 φάσεις)
Christensen, 2011

6

7

8

9

10 Ορισμός στερεών αποβλήτων
10/9/2017 Πρακτικός ορισμός: «Απόβλητο είναι το υλικό το οποίο δεν είναι χρήσιμο για τον ιδιοκτήτη του, δεν έχει αξία, και συνεπώς επιθυμεί να το ξεφορτωθεί» Επίσημος ορισμός στην Ε.Ε.: «οποιοδήποτε υλικό ή ουσία την οποία ο ιδιοκτήτης απορρίπτει, ή σκοπεύει ή υποχρεούται να απορρίψει» Ευρωπαϊκός κατάλογος αποβλήτων (ΕΚΑ): Αποτελεί τον πλέον λεπτομερή κατάλογο στερεών αποβλήτων (δες απόφαση επιτροπής3/5/2000 σε 20 κατηγορίες (στερεών) αποβλήτων που περιλαμβάνει και τα εν δυνάμει επικίνδυνα απόβλητα

11 Ορισμός αποβλήτων (waste)
10/9/2017 Το τι ορίζεται ως «απόβλητο» δεν αποτελεί εσωτερικό χαρακτηριστικό του υλικού αλλά εξαρτάται από: Χρόνο (εποχή πολέμου) Τοποθεσία (π.χ. ΥΦ σε αγροτικές περιοχές) Κατάσταση υλικού Εισόδημα Προσωπικές προτιμήσεις Ποσότητα και καθαρότητα υλικού σημαντική (π.χ. συνδετήρας άχρηστος για εμένα αλλά χιλιάδες συνδετήρες είναι δευτερογενές υλικό για βιομηχανία) «Στερεό απόβλητο» είναι το απόβλητο κυρίως σε στερεή φάση, αλλά περιλαμβάνει λάσπες από βιολογικούς καθαρισμούς και υγρά χημικά απόβλητα. 11

12 Κατηγορίες στερεών αποβλήτων
10/9/2017 Στερεά απόβλητα: Μη επικίνδυνα Επικίνδυνα στερεά απόβλητα αυτά που έχουν μία ή παραπάνω από τις κάτωθι ιδιότητες (Η1 – Η14): Εκρηκτικό, Οξειδωτικό, Πολύ εύφλεκτο, Εύφλεκτο, Ερεθιστικό, Επιβλαβές, Τοξικό, Καρκινογόνο, Διαβρωτικό, Μολυσματικό, Τερατογόνο, Μεταλλαξιογόνο, Οικοτοξικό. Κατηγορία 20 ΕΚΑ (θα δώσουμε έμφαση σε αυτά) ΔΗΜΟΤΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ (ΟΙΚΙΑΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΚΑΙ ΠΑΡΟΜΟΙΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΑΠΟ ΕΜΠΟΡΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ, ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΚΑΙ ΙΔΡΥΜΑΤΑ), ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΩΝ ΜΕΡΩΝ ΧΩΡΙΣΤΑ ΣΥΛΛΕΓΕΝΤΩΝ 12

13 Δημοτικά ή αστικά στερεά απόβλητα (ΑΣΑ) (municipal solid waste)
10/9/2017 Δημοτικά ή αστικά στερεά απόβλητα (ΑΣΑ) (municipal solid waste) Οικιακά Υπολ. φαγητού και κήπων, είδη χαρτιού, πλαστικά, μέταλλα (Al, tin), γυαλί, οικιακά επικίνδυνα, τέφρα, ξύλο, δέρμα, υφάσματα Εμπορικά Χαρτί, χαρτόνι, πλαστικά, επικίνδυνα, ξύλο, φαγητό, γυαλί, μέταλλα, ειδικά απόβλητα Ιδρυματικά (σχολεία, νοσοκομεία, φυλακές, δημόσιες υπηρεσίες) Όπως παραπάνω Υπηρεσίες δήμου Απόβλητα από καθαρισμούς δρόμων, πάρκα, παραλίες και χώρους ψυχαγωγίας, λάσπες βιολογικών καθαρισμών Βιομηχανικά (όχι από τις διεργασίες) Παρόμοια με οικιακά και εμπορικά Νοσοκομειακά αστικού τύπου Όμοια με οικιακά Τα δημοτικά αποτελούν το 10%-20% του συνόλου των ΣΑ 13

14 Άλλες κατηγορίες ΣΑ (μη αστικά)
10/9/2017 Οικοδομικά απόβλητα (απόβλητα εκσκαφών και κατασκευών) Ξύλο, τσιμέντο, τούβλο, χώμα, πλαστικά, αλουμίνια Βιομηχανικά (από τη διεργασία) Απόβλητα από τη βιομηχανική διεργασία, υπολείμματα, τέφρες από εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρισμού και άλλα ειδικά ή/και επικίνδυνα απόβλητα Γεωργικά – Αγροτικά Χαλασμένα υπολείμματα φαγητών, γεωργικά απόβλητα, γεωργικά υποπροιόντα Απόβλητα εξορύξεων Ρυπασμένα εδάφη Πυρηνικά απόβλητα Απόβλητα πολέμου και φυσικών καταστροφών 14

15

16

17

18

19

20

21 Πρόσφατη επικαιροποίηση εθνικού σχεδιασμόυ ΔΣΑ (15-12-2015)

22 Βασικές έννοιες στη ΔΣΑ
Πρόληψη και καθαρές τεχνολογίες Ελαχιστοποίηση παραγωγής Επαναχρησιμοποίηση Ανακύκλωση Ανάκτηση ενέργειας και υλικών Τελική διάθεση στο έδαφος Μπορεί να υπάρξει παρέκκλιση από την παραπάνω ιεράρχηση για ειδικά ρεύματα ανάλογα με αποτελέσματα ΑΚΖ βάσει 2008/98/ΕΚ

23

24

25

26 Προσεγγίσεις στη ΔΣΑ Κοινή λογική
Ιεραρχία επιλογών διαχείρισης (δες παραπάνω) Βιωσιμότητα: «Η ανάπτυξη που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να καθιστά τις μελλοντικές γενιές ανίκανες να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες» - zero waste concept Σκεπτικό της ανάλυσης κύκλου ζωής (ΑΚΖ) – ενσωματώνεται στην 2008/98/ΕΚ Περιβαλλοντική οικονομική

27 Αλληλεπίδραση διάθεσης, ανακύκλωσης και πρόληψης παραγωγής ΑΣΑ
Πηγή: Christensen, T., 2011

28 (Ολοκληρωμένο) σύστημα διαχείρισης ΑΣΑ
10/9/2017 (Ολοκληρωμένο) σύστημα διαχείρισης ΑΣΑ Ολοκληρωμένο: Συνδυασμός ρευμάτων αποβλήτων, τεχνολογιών διαχείρισης με στόχο το βέλτιστο αποτέλεσμα για την κοινωνία και το περιβάλλον. 28

29 Ένα (πιο λεπτομερές) ολοκληρωμένο σύστημα ΔΣΑ
Λεπτομερές ολοκληρωμένο ΣΔΑ και επιμέρους όρια υποσυστημάτων RDF: απορριμματογενές καύσιμο MRF: Κέντρο διαλογής και ανάκτησης υλικών Πηγή: as cited in Wilson, 2002

30 10/9/2017 Σχηματικά παραδείγματα συστημάτων διαχείρισης στερεών αποβλήτων (Tchobanolgous Kreith, 2002)

31 1. Παραγωγή στερεών αποβλήτων

32 Μοναδιαίες παραγωγές ΣΑ (ΜΠΑ) – Διαφορετικοί συντελεστές
kg/άτομο/έτος Kg/εβδομάδα/νοικοκυριό kg/άτομο/ημέρα kg/εργαζόμενο/έτος Kg/έτος/m2 Kg/€1000 πωλήσεων kg/κατειλημμένη κλίνη/d (νοσοκομεία) οικιακά εμπορικά

33 Παραγωγές (kg/cap/yr) και βασικές τεχνολογίες διαχείρισης ΑΣΑ στην Ε.Ε.
Πηγή: Christensen, 2011 & EEA, 2012

34

35 Ετήσιες ΜΠΑ στην Ευρώπη (kg/cap/year)
Παραγωγή συσκευασιών

36 Μοναδιαία και συνολική παραγωγή ΑΣΑ (ΜΠΑ και ΠΑ)
10/9/2017 Μοναδιαία και συνολική παραγωγή ΑΣΑ (ΜΠΑ και ΠΑ) Πληθυσμός (π.χ. 100,000 κατ.). Μοναδιαία παραγωγή απορριμμάτων (π.χ. 1 kg/κατ/d ή 365 kg/cap/yr) Συνολική ετήσια παραγωγή: 100,000*1*365 / 1000 = 36,500 t Σχέση ΜΠΑ με: βιοτικό επίπεδο: αύξηση ΜΠΑ με αύξηση βιοτικού επιπέδου (ΑΕΠ). πληθυσμιακή πυκνότητα: αύξηση ΜΠΑ με αύξηση πληθυσμιακής πυκνότητας. μέγεθος νοικοκυριού: μείωση ΜΠΑ με αύξηση μεγέθους νοικοκυριού. μέγεθος κάδου απορριμμάτων: Μεγαλύτερος κάδος, μεγαλύτερη ΜΠΑ

37 Βάσει ΕΕΣΔΣΑ Οι ποσότητες των απορριμμάτων στην Ελλάδα κατά το έτος 2011 φαίνονται στον επικαιροποιημένο εθνικό σχεδιασμό του 2015.

38 ΜΠΑ στο Δήμο Αθηναίων Komilis et al. 2007

39 Επίδραση ΠΑ από παράγοντες
10/9/2017 Επίδραση ΠΑ από παράγοντες Σχέση ΠΑ με: Μείωση στην πηγή Ύπαρξη συστημάτων ανακύκλωσης Νομοθεσία χώρας (Pay as you throw) Ενημερωτικά προγράμματα Γεωγραφική περιοχή Εποχή έτους (δες συνέχεια) Χρήση μύλων φαγητού Συχνότητα συλλογής ↑ ΠΑ ↑ Ιδιαιτερότητες περιοχής (π.χ. φτωχή με πλούσια συνοικία) 39

40 Επίδραση εισροής υλικών και παραγωγής ΑΣΑ από άλλους παράγοντες
Πηγή: Christensen, 2011

41 Ετήσιες μεταβολές ΑΣΑ σε 5 Δήμους της Σουηδίας
10/9/2017 Ετήσιες μεταβολές ΑΣΑ σε 5 Δήμους της Σουηδίας Πηγή: Christensen, 2011 41

42 Εποχικές μεταβολές παραγωγής ΑΣΑ εντός έτους
10/9/2017 Εποχικές μεταβολές παραγωγής ΑΣΑ εντός έτους ΗΠΑ Λέσβος Πηγή: Worrel-Vesilind 2012, Komilis & Athiniotou 2013 42

43 Ημερήσιες μεταβολές παραγωγής ΑΣΑ (Δήμος Αθηναίων)
10/9/2017 Ημερήσιες μεταβολές παραγωγής ΑΣΑ (Δήμος Αθηναίων) Πηγή: Komilis et al. 2007 43

44 Επιμέρους συστατικά ΑΣΑ
Επιμέρους συστατικά ΑΣΑ 43 συστατικά max Κύριες κατηγορίες: 7 (ΥΦ, ΥΚ, Χαρτί, Χαρτόνι, Πλαστικά, Γυαλί, Μέταλλα, άλλα) ή Χαρτί: εφημερίδα, χαρτόνι καφέ, περιοδικά, χαρτί κουζίνας/υγείας, πάνες, άλλα Μέταλλα: αλουμίνιο, σιδηρούχα, μη σιδηρούχα Γυαλί: πράσινο, καφέ, διάφανο Πλαστικά: HDPE, PETE, LDPE Οργανικά: ΥΦ, κλαδιά, φύλλα, γρασίδι, κάτω από 40 mm, ΥΞΛΔ Γυαλί: Διάφανο, πράσινο, καφέ, άλλα Άλλα: κεραμικά, πέτρες, αδρανή, τούβλα (ανόργανα)

45 Ευρύτερες μεγάλες κατηγορίες αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ)
Βιοαπόβλητα: Υπολείμματα φαγητών και υπολείμματα κήπου – Ταυτίζεται με έννοια ζυμώσιμα Συσκευασίας: Χαρτί, χαρτόνι, άλλα είδη χαρτιού συσκευασίας, πλαστικά (7 είδη), γυαλί, αλουμίνιο, λευκοσίδηρος, άλλα μετάλλα (εφημερίδα δεν είναι) Βιοαποδομήσιμα: Ζυμώσιμα + χαρτί / χαρτόνι + υπολείμματα κήπου

46 Φυσική σύσταση ΑΣΑ (στην Ελλάδα)
10/9/2017

47 ΕΕΣΔΑ 2015

48 Ασκήσεις ισοζυγίου μάζας (εντός τάξης)
Μια πόλη έχει νοικοκυριά και κάθε άτομο στο νοικοκυριό παράγει ανά ημέρα 1 kg/cap/d. Το ένα νοικοκυριό κατά μέσο όρο έχει 3 άτομα. Σε ένα έτος τι όγκος ΧΥΤΑ απαιτείται αν θεωρήσουμε ότι το 10% κ.ο. είναι το χώμα και ότι η πυκνότητα των απορριμμάτων στο ΧΥΤΑ είναι 600 kg/m3.

49 Ασκήσεις ισοζυγίου μάζας (εντός τάξης)
Ένας ΧΥΤΑ δέχεται ανά μήνα (πλην των 3 μηνών καλοκαιριού) περίπου τόνους απορριμμάτων που προέρχονται απο οικιακή, εμπορική και ιδρυματική χρήση. Επίσης, κάποιες βιομηχανίες εκτιμάται οτι πετάνε περίπου 1000 τόνους αποβλήτων αστικού τύπου επιπλέον ανά μήνα (12 μήνες) στο ΧΥΤΑ. Το τριμηνο του καλοκαιριού, η εισροή στο ΧΥΤΑ αυξάνεται κατά 50% (από δραστηριότητα αστική, εμπορική, κ.λ.π.).Το γειτονικό ΚΔΑΥ δέχεται περίπου 2000 τόνους ανά μήνα ξηρών ανακυκλωσίμων σταθερά κάθε μήνα το έτος. Η δε πόλη έχει μόνιμο πληθυσμό κατοίκους ενώ το καλοκαίρι για 3 μήνες εισρέουν στην πόλη περίπου τουρίστες ανά μήνα (δηλαδή ο πληθυσμός γίνεται για 3 μήνες). Υπολογίστε την ποσότητα των αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων στην πόλη (ανά έτος) Υπολογίστε το ποσοστό συμμετοχής στην ανακύκλωση, Υπολογίστε την ΜΠΑ ανά μόνιμο και ανά ισοδύναμο κάτοικο (kg/cap-d and kg/cap-y). Υπολογίστε την ΜΠΑ ανακυκλωσίμων ανά μόνιμο και ισοδύναμο κάτοικο.

50 Δειγματοληψία 3 t -> 100 g
10/9/2017 3 t -> 100 g Στόχος η συλλογή αντιπροσωπευτικού δείγματος Πηγή: Christensen, 2011 50

51 Χειρωνακτικός προσδιορισμός σύστασης
Απαιτούμενος αριθμός δειγμάτων βάρους 90 kg με τεταρτημόρια που λαμβάνεται από απορριμματοφόρο

52 Φοιτητές διπλωματικής!

53 Απαιτούμενος αριθμός δειγμάτων (n) ΑΣΑ για επίτευξη επιθυμητής ακρίβειας
Δείγμα kg με τεταρτημόρια από απορριμματοφόρο n = (t*s)2 / (e*x) n = αριθμός δειγμάτων μάζας περίπου kg το καθένα (που λαμβάνεται από κάθε όχημα) t = τιμή t για επιθυμητό a/2 & v s = τυπική απόκλιση από παλαιότερες μετρήσεις e = επιθυμητό σφάλμα (%) x = αναμενόμενη μέση τιμή

54 Χειρωνακτική δειγματοληψία σε ΑΣΑ στη Θάσο (Intergeo, 2009)

55 Χειρωνακτική δειγματοληψία σε ΑΣΑ στη Θάσο (Intergeo, 2009)
Σύσταση απορριμμάτων Θάσου (Φεβρουάριος 2009)

56 Συστάσεις και μοναδιαίες ποσότητες ΑΣΑ σε διάφορες χώρες

57 Κατηγοριοποίηση φυσικοχημικής σύστασης αποβλήτων

58 Χημικά χαρακτηριστικά συστατικών ΑΣΑ (1)
10/9/2017 Πηγή: Komilis et al., 2012 58

59 Φυσικο-Χημικά χαρακτηριστικά συστατικών ΑΣΑ (2)
10/9/2017 Πηγή: Komilis et al., 2012 59

60 Παράδειγμα υπολογισμού τιμών σε μίγμα ΑΣΑ
10/9/2017 Παράδειγμα υπολογισμού τιμών σε μίγμα ΑΣΑ Να κάνετε τις πράξεις ώστε να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματα (στο κίτρινο) προσέχοντας τις διαφορετικές εκφράσεις επί υγρού και ξηρού βάρους. 60

61 Εξαγωγή εμπειρικού τύπου
Σημειώσεις Κομίλης

62 Βιολογικά χαρακτηριστικά ΑΣΑ
10/9/2017 Εκτίμηση μέσω μικροβιακής αναπνοής Στατικά τεστ: χωρίς ροή αέρα Δυναμικά τεστ: με συνεχή ροή αέρα (περίσσεια οξυγόνου) Στερεής φάσης Υδατικής φάσης Μανομετρικά (πτώση ή αύξηση πίεσης) Απευθείας μετρήσεις Ο2 AT4: Τυπικό αναπνευστικό τεστ αερόβιων συνθηκών (4 ημέρες, 20ºC) GS21: Τυπικό αναερόβιο τεστ (21 ημέρες) ΒMP: Αναερόβια δοκιμή (γενικός όρος) Μικροβιολογικά χαρακτηριστικά 62