Deseurile Solide

download Deseurile Solide

of 19

Transcript of Deseurile Solide

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    1/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 89

    Capitolul 4. Deeurile solide

    4.1 Introducere4.2 Clasificarea deeurilor solide4.3 Compozitia deeurilor solide4.4 Deeurile periculoase4.5 Aplicaii4.6 Concluzii

    DEEU: substan n stare solid sau lichid, provenit dinprocesul de producie sau dinactiviti casnice i sociale, care nu mai poate fi utilizat conform destinaiei iniiale i care, nvederea unei eventuale reutilizri sau pentru limitarea efectelor poluante, necesit msurispeciale de depozitare, pstrare sau anihilare (decontaminare). Datorit reducerii rezervelor

    naturale de materii prime i rolul nociv al deeurilor asupra mediului, ele sunt categorisite camaterii prime utile (prin reciclare i recondiionare), care se folosesc n locul materialelorprimare.

    GOSPODRIREA DEEURILOR: nseamn asigurarea condiiilor de reciclare a lor idepozitarea n deplin siguran, de protecie a mediului i neutralizare a deeurilor nocive.

    GUNOI - denumit impropriu deeuri menajere solide, care includ materiale organice ianorganice. Coninutul deeurilor menajere (coninutul lor) este format din gunoaie solide, careau un coninut foarte diferit de materiale, i depinde de gradul de civilizaie i de ateniapopulaiei.

    RECICLARE: operaiunea de refolosire a deeurilor recuperabile. Reciclarea este un procescare asigur pstrarea rezervelor naturale, economisirea materiei prime i a energiilor. Reciclareapresupune implementarea strategiei celor 4R-uri, privind valorificarea deeurilor i areziduurilor de diverse feluri, care const din urmtoarele operaiuni: recuperare; refolosirea caatare; recondiionarea (inclusiv repararea sau regenerarea n vederea refolosirii) i reciclareatehnologic, dac deeurile nu mai pot fi folosite ca atare sau prin recondiionare, reparare sauregenerare.

    4.1 Introducere

    Definirea deeurilor- Deeurile includ toate elementele care nu mai prezint nici o utilizarepentru oameni, de care intenioneaz s scape sau pe care le-au aruncat deja. n plus, deeurilesunt, de asemenea, toate elementele de care oamenii sunt obligai s se debaraseze, de exemplu,datorit proprietilor lor periculoase.

    Toate activitile zilnice, prin urmare, pot da natere la o mare varietate de fluxuri de deeuri dinsurse diferite. Aceste surse includ, de exemplu, deeuri provenind din gospodrii (ambalaje de

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    2/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 90

    plastic), deeuri din activiti comerciale (ambalaje din carton de la magazine, deeuri alimentarede la restaurante i deeuri medicale din spitale), deeuri din industrie (cenua "zburtoare" dinprocesele termice de producere a energiei, deeurile textile i borhoturile de la productorii debuturi alcoolice), deeuri din agricultur, deeuri din construcii i demolri. O mic parte dindeeurile generate sunt toxice (periculoase); acestea prezint poteniale sau ameninri

    importante pentru sntatea uman sau pentru mediu.n ultimele decenii au aprut probleme semnificative n ceea ce privete impactul deeurilorasupra mediului. Gestionarea deeurilor are o gam larg de efecte poteniale asupra mediului,deoarece procesele naturale acioneaz n dispersia poluanilor i substanelor toxice n toatecomponentele mediului.Natura i dimensiuneaacestor efecte depinde de cantitatea i compoziiafluxurilor de deeuri, precum i de metoda adoptat pentru tratarea lor. Gestionareanecorespunztoare a deeurilor a provocat numeroase cazuri de contaminare a solului i a apelorsubterane, ameninnd sntateapopulaiei i funcionarea natural a ecosistemelor.

    Considerentele estetice, de utilizare a terenurilor, de sntate, de poluarea apei i aerului sau

    economice fac ca managementul adecvat al deeurilor solide s fie o preocupare permanent amunicipalitilor, corporaiilor, i chiar a indivizilor. ntr-o comunitate populat, descrcareanecontrolat a deeurilor solide i perturbarea sistemului de colectare timp de dou sau treisptmni ar putea provoca foarte curnd extrem de multe probleme. Mirosurile, mutele,obolanii, gndacii, greierii, cinii i pisicile fr stpn sau pericolul de incendii risipesc rapidorice ndoieli n legtur cu importana gestionrii corespunztoare a deeurilor solide.

    Gestionarea deeurilor solide este unproces foarte complex, deoarece implic multe tehnologii idiscipline. Acestea includ tehnologii asociate cu producerea (inclusiv reducerea la surs), demanipulare la faa locului i de stocare, de colectare, de transfer i transport, prelucrare ieliminare a deeurilor solide. Toate aceste procese trebuie s fie efectuate n cadrul liniilordirectoare juridice, sociale i de mediu existente care protejeaz sntatea public i mediul, isunt acceptabile punct de vedere estetic i economic. Pentru a fi receptive la atitudinile publice,disciplinele care trebuie s fie luate n considerare n managementul integrat al deeurilor solideinclud funciile administrative, financiare, juridice, arhitecturale, planificare i de ingineriamediului. Pentru un plan de succes de management integrat al deeurilor solide, este necesar catoate aceste discipline s comunice i interacioneze unele cu altele ntr-o relaie pozitivinterdisciplinar.

    n materialul care urmeaz, sunt prezentate i discutate cteva din cele mai importante aspecteimplicate n gestionarea deeurilor solide. Aceste aspecte includ elemente de managementintegrat a deeurilor solide; sursele, caracteristicile, i cantitile de deeuri solide; locul dedepozitare i manipulare, de colectare, transfer i de transport a deeurilor solide; reducerea,reciclarea i prelucrarea deeurilor; proiectarea i funcionarea unui depozit ecologic; incinerareadeeurilor periculoase.

    Deeurile generate n rile europene. Aproape 3 miliarde de tone de deeuri au fost generate nUE n 2006, ceea ce reprezint aproape 6 tone pe cap de locuitor (figura 4.1). Cantitatea dedeeuri generate n rile europene reflect diferene n structura economic i a modelelor deconsum, precum i gradul diferit de punere n aplicare a politicii de prevenire a deeurilor. Cu

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    3/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 91

    toate acestea, diferenele dintre ri ar trebui s fie privite cu pruden, deoarece acestea ar puteafi, de asemenea, cauzate de metodologiile folosite pentru colectarea de date.

    Figura 4.1 Cantitatea de deeuri generat n UE n 2006 (tone pe locuitor; Sursa Eurostat)

    Bulgaria a produs peste 30 de tone de deeuri pe cap de locuitor n anul 2006, cantitate care estede ase ori mai mare dect media UE; cea mai mare parte a deeurilor generate corespundedeeurilor din minerit i din activitile de carier. Luxemburg (20 t pe cap de locuitor), Romnia(15 t pe cap de locuitor), Estonia (14.5 t pe cap de locuitor), Finlanda (14 t p e cap de locuitor) iSuedia (13 t pe cap de locuitor) au generat, de asemenea, cantiti considerabil mai mari dedeeuri fa de media UE. Pentru aceste ri, faptul se datoreazgenerrii de cantiti mari dedeeuri minerale.

    4.2 Clasificarea deeurilor solide

    Orice lucru care nu mai poate fi utilizat n continuare ntr-un proces este cunoscut sub numele dedeeu pentru acest proces. Dac poate fi util pentru un alt proces, atunci el poate fi denumit camaterie prim pentru acel proces. Deci, de fapt, deeurile reprezinto resurs pierdut. Atuncicnd aceste deeuri se gsesc ntr-o form relativ solid sunt cunoscute sub numele de deeurisolide. Oricare ar fi forma deeurilor, acestea deterioreaz mediul n cazul n care sunt depozitatentr-o manier necorespunztoare.

    Deeul solid este definit ca fracia solid eliminat din produsele activitilor domestice,comerciale, industriale, agricole, miniere, instituionale i a serviciilor publice. Deeurile

    reprezint un termen care nseamn materiale inutile, nedorite sau eliminate. Potrivit AsociaieiFuncionarilor Publici Americani deeurile solide sunt clasificate n dousprezece categorii, dupcum urmeaz: gunoaie, rebuturi, cenu, colectri stradale, animale moarte, vehicule abandonate,deeuri din construcii/demolri, deeuri industriale, deeuri speciale, cum ar fi deeurilespitaliceti, deeuri voluminoase, deeuri animale i agricole, reziduuri din tratamentul apelor decanalizare (fraciunea semi-solid cunoscutsub numele de nmol).

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    4/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 92

    Deeurile solide includ deeuri menajere, deeuri municipale, deeuri comerciale, gunoaie(deeuri animale i vegetale), reziduuri (anorganice), cenu i deeuri industriale, nmolul de lastaiile de epurare a apelor uzate, etc. n zilele noastre, populaia care locuiete n principal nmediul urban produce deeuri solide mult mai mult dect cea care locuiete n mediul rural.

    Deeurile solide pot fi clasificate, conform Ghidurilorpentru gestionarea deeurilor solidemunicipale, dup cum urmeaz:(i) Deeuri menajere/rezidentiale: Acest tip de deeuri provine de la gospodrii unice saumultifamiliale. Aceste deeuri sunt generate din activitile casnice, cum ar fi gtit ul (cenu),curenie (praf), reparaii (reziduuri), hobby-uri, redecorare, containere goale, pachete de ocazie,haine vechi, cri, ziare vechi, sticl spart, plastic, mobilier dezafectat i inutil.(ii) Deeuri municipale: Deeurile municipale includ deeuri rezultate din activiti i servicii,cum ar fi mturatul stradal, animale moarte, deeurile din piee i vehiculele abandonate. ngeneral, acest termen "deeuri municipale" este utilizat ntr-un sens mai larg care includedeeurile menajere, deeurile din instituiii deeurile comerciale.(iii) Deeuri comerciale: Aceast categorie include deeurile solide care provin din birouri,

    pieele en-gros i cu amnuntul, restaurante, hoteluri, depozite i alte uniti comerciale.(iv) Deeuri instituionale: Acestea sunt acele deeuri provenite din instituii, cum ar fi coli,colegii, universiti, spitale i institute de cercetare. Unele dintre aceste deeuri (cum ar fi celedin spitale) pot fi periculoase.(v) Gunoaie: Gunoiul este termenul aplicat deeurilor animale i vegetale generate demanipularea, depozitarea, vnzarea, pregtirea, prepararea i servirea alimentelor. Astfel dedeeuri conin materie organic putrescibil (uor i rapid biodegradat , cu miros urt). Acestlucru atrage obolani, mute, nari i alteinsecte, de aceea este necesar o intervenie imediat.(vi) Reziduuri: Acesta este un termen general aplicat pentru deeurile solide provenind dingospodrii, uniti comerciale i instituii cu excepia gunoiului i cenuii.(vii) Cenui le: Acestea sunt reziduuri de la arderea lemnului, crbune lui, cocs i alte materialecombustibile pentru gtit i nclzire n instituii, case i industriile mici. Atunci cnd esteprodus n cantiti mari n centralele termice (cenua zburtoare), acestea sunt cunoscute cadeeuri industriale. Cenua este format din reziduuri pulverulente fine, zgur i clinker adeseaamestecat cu buci foarte mici de metal i sticl.(viii) Deeuri voluminoase: Deeurile voluminoase sunt deeuri de uz casnic de maridimensiuni, care nu pot fi depozitate n containerele de depozitare normale ale gospodriei iprin urmare au nevoie de colectare special.(ix)Deeuri stradale: Deeurile colectate de pe strzi, trotuare, parcuri, etc. sunt cunoscute subnumele de deeuri stradale. Acestea includ, n principal praf, murdrie, pungi de plastic (subire),frunze uscate, materiale inutile, carton, crpe, anvelope, legume, etc.(x) Animale moarte: Acest termen include animalele care mor n mod natural sau prin accidentepe drumurile publice. Aceasta nu includ animale de la abatoare, care sunt considerate deeuriindustriale. Exist dou tipuri de animale moarte, mari i mici. Cele mai mici, cum ar fi pisici le,obolanii, cinii, iepurii, etc., sunt consumate de ctre alte animale sau pot fi uor ridicate ieliminate. Cele mari, cum ar fi vacile, caii, oile, caprele, etc., necesit o atenie deosebit iimediat, deoarece traficul este afectat i emit un miros neplcut.(xi) Deeuri din construcii i demolr i: Acestea sunt deeuri generate de reziduuri dinconstrucii, reparaii i demolri de case, cldiri comerciale i alte structuri.

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    5/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 93

    (xii) Deeuri industriale: Materialul solid aruncat din procesele de fabricaie i operaiunileindustriale intr n aceast categorie. Exist o gam larg de substane care sunt unice pentrufiecare industrie, astfel nct acestea sunt considerate separat de deeurile municipale.(xiii)Deeuri periculoase: Deeurile periculoase sunt definite ca deeuri de origine industrial,instuional sau din consum care, din cauza caracteristicilor lor fizice, chimice sau biologice sunt

    potenial periculoase pentru fiinele umane i mediu. n unele cazuri, agenii activi pot fi lichizisau gazoi, ele sunt clasificate ca deeuri solide, deoarece acestea sunt limitate n containeresolide.(xiv)Deeuri de epurare: Produse solide rezultate din tratarea apelor reziduale sunt clasificate cadeeuri de epurare. Acestea sunt n majoritate organice i produse din tratarea nmolului organicdin apele reziduale brute i tratate. Fracia anorganic a apelor reziduale brute, cum ar fi nisipul,este separat n etapa preliminar a tratamentului, i pentru c antreneaz materiile organiceputrescibile, care pot conine bacterii (ageni patogeni) iproduc boli, trebuie s fie ngropat saueliminat rapid.

    4.3 Compoziia deeurilor solide

    Compoziia i caracteristicile deeurilor municipale solide nu sunt aceleai n ntreaga lume, ichiar i n aceeai ar se schimb de la regiune la regiune i din timp n timp. Aa cum s-aexplicat mai inainte compoziia depinde de nivelul de trai, obiceiurile sociale, locaie, climat ide condiiile meteorologice, etc. Acolo unde nivelul de trai este mai ridicat, cantitatea de deeuriproduse este mai mare. Pe lngcantitatea total de deeuri produse, compoziia deeurilor este,de asemenea, diferit pentru diferitele grupe de venit. Tabelul 4.1 prezint compoziia,caracteristicile i cantitile de deeuri solide generate pentru diferite grupe de venit.

    Tabelul 4.1 Compoziia, caracteristicile i cantitile de deeuri solide pentru diferite grupe de venitri cu venit

    sczut

    ri cu venit

    mediu

    ri cu venit

    ridicatCompoziia % din mas

    Metal 0.22.5 15 313Sticl, cerami c 0.53.5 110 410

    Alimente ideeuri vegetale 4065 2060 2050Hrtie 110 1540 1540Textile 15 210 210

    Plastic / cauciuc 15 26 210Inerte 2050 130 120

    Densitate (kg/m3) 250500 170330 100170Coninut de umiditate 4080 4060 2030

    Cantitatede deeuri produs(kg/loc./zi)

    0.40.6 0.50.9 0.71.8

    Compoziia deeurilor menajere din punct de vedere fizic este eterogen i variaz n funcie demrimea localitii, i dependena de timp, de poziia geografic, de sistemul de nclzire allocuinelor, de nivelul de trai i de dezvoltarea industriei ambalajelor. n perspectiva calitativ, lao mbuntire a nivelelor veniturilor din Romania se ateapt o cretere a prii valoroase(hrtie, carton, materiale plastice) n deeurile din locuine.

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    6/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 94

    Componentele principale ale deeurilor menajere sunt: metale, hrtie, materiale plastice, cauciuc,textile, piele, resturi alimentare, vesel spart, sticle i geamuri sparte, moloz de la reparaiileinterioare, frunze, paie, cenu, diverse.

    n funcie de procesele fizico-chimice ce pot avea loc n timp dupacumularea lor, deeurile se

    pot grupa astfel:- materiale combustibile (hrtie, cartoane, plastice, textile, lemn, oase, etc);- materiale fermentabile (resturi alimentare, fructe, legume, zarzavaturi, carne, etc);- materiale inerte (metale, sticle, ceramic, etc);- materiale fine (cenu, zgur, pmnt, etc);

    O astfel de grupare a prilorcomponente ale reziduurilor, d posibilitatea ca pe baza ponderii cucare intervine fiecare categorie s se stabileascdireciile ctre care trebuie ndreptate eforturile,n vederea valorificrii superioare a acestora. Valorificarea deeurilor menajere trebuie s inseama att de cunoaterea compoziiei acestora ct i de modificarea n timp a acestei compoziii.

    n tabelul 4.2 este prezentat variaia compoziiei medii adeeurilor menajere n anul 2003 dinRegiunea 2 Sud Est, pe baza datelor primite de la agentii de salubritate, calculat n funcie decompoziia medie a deeurilor din judeele componente.

    Tabelul 4.2 Compoziia medie a deeurilor menajere colectate de la populatie, Regiunea 2 Sud Est (2003)

    Compoziia aproximativ a deeurilor menajere relevant n Romnia este urmtoarea: lemn 1-1.5%; hrtie 8 10%; plastic 12 16%; metale 3 5%; sticl i ceramic 1 3%; materiiorganice 5060%; diverse 5 - 8% (figura 4.2).

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    7/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 95

    Figura 4.2. Compoziia general a deeurilorn ara noastr

    Gestionarea deeurilor. Exist un numr de diferite opiuni disponibile pentru tratarea igestionarea deeurilor, inclusiv prevenirea, pregtirea pentru reutilizare, reciclarea, recuperareade energie i eliminarea, dup cum se prevede n Directiva-cadru a UE. n cadrul politicii UE,depozitarea este vzut ca o ultim soluie i ar trebui s fie folosit numai atunci cnd toatecelelalte opiuni au fost epuizate. Numai materiale care nu pot fi reutilizate, reciclate sau tratatealtfel ar trebui s fie depozitate. Cu toate acestea fiecare opiune are avantajele i dezavantajelesale, ceea ce face ca deciziile de gestionare a deeurilor s fie mai complexe la toate nivelurilepentru factorii de decizie i manageri.

    Tratarea deeurilor n rile europene. n medie, n UE, depozitarea deeurilor, care includeeliminarea, dari tratarea terenurilor i eliberarea n corpurile de ap, a reprezentat puin peste50% din modul de tratare a deeurilor. Celelalte moduri principale de tratare a deeurilor suntincinerarea, recuperarea energiei, valorificarea materialelor i toate operaiunile care duc larecuperarea materialelor, de exemplu, reciclarea.

    n majoritatea rilor europene deeurile sunt nc eliminate n depozitele de deeuri, n ciudaprincipiul acceptat c depozitarea deeurilor n sau pe pmnt ar trebui s fie considerat ca fiinduna dintre cele mai puin dezirabile opiuni. Cu toate acestea, gradul de utilizare a depozitului dedeeuri variaz n funcie de ar (figura 4.3, care sintetizeazco parte din deeurile totale sunttratate prin cele patru tipuri principale de tratament: eliminare, incinerare, recuperare de energiei recuperare) i, de asemenea, depinde, printre altele, de fluxurile de deeuri generate n cele maiimportante sectoare de activitate. De exemplu, cele mai multe deeuri minerale sunt eliminateprin depozitare.

    Eliminarea prin depozitare este nc primul mod de tratare a deeurilor n opt ri. Bulgaria iRomnia depoziteazmai mult de 98% din deeurile lor, ceea ce poate fi explicat parial prinfaptul c cele mai mari volume de deeuri generate de aceste ri au fost n sectorul minier iextractiv.

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    8/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 96

    Figura 4.3. Tipul de tratare a deeurilor n UE, 2006 (% din totalul deeurilor; Sursa Eurostat)

    n unele ri, de exemplu Austria, Olanda, Germania, Belgia i Danemarca, o mare proporie dindeeuri sunt acum recuperate sau incinerate. Acest lucru se datoreaz faptului c aceste ri auimpus restricii privind depozitele de anumite fluxuride deeuri i au pus n aplicare politici carevizeaz reciclarea i recuperareapentru cele mai multe dintre fluxurile de deeuri.

    4.4 Deeurile periculoase

    Este dificil s se defineasc exact termenul de deeuri periculoase, deoarece este un termenfoarte general i larg. Totui, acesta poate fi definit ca orice deeuri sub form solid, lichid sau

    gazoas, care, din cauza cantitii i concentraiei sau caracteristicilor sale fizice infecioase,chimice sau radiologice, poate provoca efecte asupra sntii umane sau asupra mediului dacnu sunt pstrate, transportate i eliminate n mod corespunztor. Desemnarea unor materiale ca afi periculoase se face prin teste standard pentru urmtoarele criterii:

    Radioactivitatea: n cazul n care nivelul de radioactivitate depete limitele de concentraieadmisibile, deeul este numit ca periculos.

    Bio-concentraie: Acest criteriu este utilizat pentru substanele chimice, cum ar fi pesticidele,hidrocarburile clorurate.

    Inflamabilitate: uurina cu care anumite substane se aprind i susin arderea. Reactivitate: Produse chimice, cum ar fi sodiu, ce sunt extrem de reactive cu apa. Toxicitate: Capacitatea de a provoca daune sntii umane i a mediului, cum ar fi efectul deotravire, este msura de toxicitate. Potenialului genetic i cancerigen: potenialul de a provoca cancer, etc.Prin criteriile de mai sus deeurile periculoase pot fi identificate, dar impactul real se bazeaz pecantitatea acestora. Aceasta poate sugera c metoda cea mai potrivit de eliminare este de a faceconversia deeurilor periculoase ntr-o form nepericuloas, lucru care nu este ntotdeaunaposibil, i, de asemenea, nu poate fi posibil economic i tehnic. Metoda cea mai frecvent

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    9/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 97

    utilizat de eliminare a deeurilor periculoase este dispunerea n depozitul de deeuri periculoase.Depozitele utilizate sunt special concepute pentru a oferi protecie complet pentru apele desuprafa i subterane.

    Figura 4.4. Tratarea deeurilor periculoase, 2006 (% din totalul deeurilor tratate; Sursa Eurostat)

    In UE incinerarea i de recuperarea energiei sunt mult mai frecvent utilizate pentru tratareadeeurilor periculoase dect pentru deeurile nepericuloase (figura 4.4). Depozitarea este folositn principal de ctre rile n care deeurile periculoase provin n principal din deeuri miniere idin combustie, cum ar fi, de exemplu, n Estonia, Finlanda, Bulgaria i Romnia.

    4.5 Aplicaii

    Caracteristicile fizice ale deeurilor(i) Densitatea: Cunoaterea densitii este important pentru proiectarea tuturor elementelorsistemelor de gestionare a deeurilor solide (depozitare, transport sau eliminare). De exemplu,pentru un volum cunoscut de deeuri solide, densitatea acestuia ne ofero idee despre cerinatonajului unui camion de transport. Densitatea variaz semnificativ de la surs la locul deeliminare din cauza manipulrii, modificrii coninutului de umiditate, compactrii din cauzavibraiilor la transport, etc.

    (ii) Coninu tul de umiditate: Coninutul de umiditate al deeurilor solide se exprim ca masa deap pe unitatea de mas a materialului ud/uscat. Coninutul de umiditate variaz, n general, ntre20 - 45%, n funcie de condiiile climatice i gradul de dezvoltare al oraului (grupe de venit),etc. Creterea coninutului de umiditate duce la creterea masei de deeuri, i astfel, la cretereacosturilor de transport i a spaiilor de stocare.

    (iii)Puterea calorific: Puterea calorific a deeurilor menajere reprezintcantitatea de cldurdegajat prin arderea complet a unitii de greutate adeeurilor brute i se exprim n kJ/kg saukCal/kg. Fiind un combustibil, deeurile au o putere calorific superioar (Hs) i o putere

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    10/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 98

    calorific nferioar (Hi). Puterea calorific superioar presupune c vaporii de ap au fostcondensai i au restituit cldura de evaporare. Deoarece n instalaiile de incinerare, vaporii deap formai sunt evacuai la co mpreun cu gazele de ardere, fr a restitui cldura respectivde evaporare, rezult c ceea cecaracterizeaz de fapt deeurile menajere este puterea calorificinferioar (Hi). Valoarea puterii calorifice este determinata n laborator cu "Bomba

    Calorimetric".Caracteristicile chimiceCaracteristicile chimice ale deeurilor solide sunt determinate pentru evaluarea procesului detratare. n principal, trei caracteristici chimice sunt determinate, chimice, bio-chimice itoxicologice. caracteristicile chimice ale deeurilor solide n centrele urbane sunt pH-ul, azotul, fosforul i

    potasiu (NPK), carbonul total, raportul carbon /azot, valoarea caloric; caracteristicile bio-chimice includ carbohidraii, proteinele, fibrele naturale i factorul

    biodegradabil; caracteristicile toxice includ metalele grele, pesticidele, insecticidele, etc.Toate consideraiile de mai sus despre caracteristicile deeurilor sunt necesare pentru a proiecta,concepe i evalua cele mai adecvate modaliti de transport, cerine de tratament, recuperare aenergiei sau modul de eliminare a acestora, n condiii de siguran pentru protecia mediului.

    Aplicaia 1.Calculul cantitii de deeuri menajere din locuine.Cantitatea de deeuri menajere zilnice rezult din relaia:

    Qzi = I x N x 0,001 (t/zi)

    unde,- Qzi= cantitatea de deeuri zilnice;- I = indicele de producere a deeurilor menajere; (I

    urban=0.8-1 kg/zi loc; I

    rural= 0.4-0.6 kg/zi loc);

    -N = numrul de locuitori; (Noras = 230600 locuitori);- 0,001 = coeficient de transformare uniti de msur.

    Qzi= 1 x 230600 x 0.001 = 230.60 t/zi

    Cantitatea de deeuri menajere anuale rezult din relaia:

    Qan = Qzi x 365 (t/an)

    unde,- Qan= cantitatea de deeuri menajere anuale;- Qzi = cantitatea de deeuri menajere zilnice.

    Qan= 230.60 x 365 = 84169 t/an

    Cantitatea de deeuri ce poate fi depozitat pe o perioad T = 20 ani, pentru care a fost proiectatdepozitul, este dat de relaia:

    Qtot = Qan x T (t)

    Qtot= 84169 x 20 = 1683380 t.

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    11/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 99

    Apli catia 2. O analiz a deeurilor solide realizat de un centru de colectare, a relevat faptul cacestea se compun din (procent din volumul total): - 20% deeuri de supermarket, - 15% materialplastic acoperit cu deeuri de hrtie, - 10% polistiren, - 20% lemn, - 10% deeuri alimentarevegetale, - 10% cauciuc, - 10% deeuri de spital.Care este densitatea medie a acestor deeuri solide n kg/m3?

    Se utilizeaz urmtoarele densiti pentru componentele deeurilor colectate (n kg/m

    3

    ): deeurisupermarket, 59.33; material plastic acoperit cu deeuri de hrtie, 80.10; polistiren, 103.82; lemn,103.82; deeuri alimentare vegetale, 222.49; cauciuc-sintetice, 711.93; deeuri de spital, 65.26.

    REZOLVARE

    Date de intrare:

    Pe baza compoziiei procentuale a volumului i densitii deeurilor date n enunul problemei,densitatea medie a deeurilor eliminate este estimat prin:

    Frdes_super 0.2

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    12/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 100

    Aplicaia 3. O municipalitate are o populaie de 50.000 locuitori i genereaz 76455 m 3 dedeeuri municipale anual. Cantitatea total este alctuit din 30% deeuri compactate i 70%necompactate. Se presupune c deeurile compactate au o densitate de 593 kg/m3, iar celenecompactate de 237 kg/m3.

    a) Cte kilograme de deeuri sunt generate n acest ora pe an?b) Ce cantitate de deeuri genereaz fiecare locuitor pe zi?

    REZOLVARE

    Date de intrare:

    Pe baza densitii deeurilor menionate n enuntul problemei, sunt determinate urmtoarele ratede generare a deseurilor:

    Dens medie1 Frdes_super des_super Frdes_pla des_pla Frdes_pol des_pol

    Dens medie2 Frdes_lemn des_lemn Frdes_veg des_veg Frdes_cauc des_cauc

    Dens medie3 Frdes_spit des_spit

    Densitatea medie Densmedie1 Dens medie2 Dens medie3

    Densitatea medie 169.827kg

    m3

    < ----- Densitatea medie a deseurilor

    an 1yr zi 1day < --- Definirea unitatilor de masura

    Nrloc 50000

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    13/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 101

    Apli catia 4. O companie de gestionare a deeurilor solide a inclus n analiza sa urmtoareleproprieti ale deeurilor: masa, volumul i factorul de compactare.S se determine densitatea deeului livrat unui depozit de deeuri.

    {Not: Proprietile sau factorul de compactare a deeurilor variaz de la regiune la regiune ipot s nu fie identice cu cele prezentate n tabelul de mai jos .}

    Nota: Factorul de compactare reprezint raportul dintre volumul rezultat i volumul colectat aldeeurilor.

    Volumul compactat al fiecrei componente n depozitul de deeuri poate fi determinat cu ajutorulurmtoarei relaii:

    Volumul compactat = (Volumul colectat) (Factorul de compactare)

    Masadeseuri Fractiades_comp des_comp Voldeseuri Fractiades_necomp des_necomp Voldeseuri

    Masadeseuri 2.629 107

    kg

    an

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    14/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 102

    Pe baza datelor pentru masa, volumul i factorii de compactare din enunul problemei, n tabelulde mai sus sunt prezentate rezultatele pentru fiecare componenta a deeului livrat ctre depozitulde deeuri. n cele din urm, densitatea medie a deeului mixt compactat poate fi determinatastfel:

    Densitatea medie = (Masa colectat) / (Volum total compactat)

    Aplicaia 5. Utiliznd datele din tabelul mai jos, furnizate de o companie de salubrizare cuprivire la compoziia, coninutul de umiditate i masa deeurilor componente, s se determineconinutul mediu de umiditate al deeurilor municipale solide. Baza de calcul este pe uneantion de 100 de kg.

    Volumcompi

    Volumi

    Fcompi

    Volumcomp

    330

    562.5

    236

    80

    1.441 103

    102

    40

    30

    L

    VolumTotal_comp Volumcomp 2.822 103 L

    Densitatemedie

    Masacolectata

    VolumTotal_comp

    Densitatemedie 354.359kg

    m

    3 < -----Densitatea medie a deseului mixt compactat

    "Component" "Cont umiditate (%)" "Procent masa (%)"

    Date

    "Deseu alimentar"

    "Hartie"

    "Deseu vegetal""Plastic"

    "Textile"

    "Lemn"

    "Sticla"

    "Metale"

    70

    6

    602

    10

    20

    2

    3

    20

    22

    183

    7

    25

    2

    3

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    15/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 103

    REZOLVARE

    Proiectarea vehiculelor de colectare a gunoiului difer de la regiune la regiune, de la ar la ar,n funcie de locaie, cultura local, etc. Muli factori influeneaz proiectarea acestor vehicule,dar unul dintre cei mai importanti, ce trebuie luat n considerare la colectarea deeurilor

    municipale, este coninutul de umiditate.Formula general pentru calcularea coninutului de umiditatea deeurilor solide este:

    Coninutul de umiditate mediu al deeurilor poate fi determinat folosind urmtoarea ecuaie:

    Pebaza datelor procentului de masi umiditate a compoziiei deeurilor prevzute n enunulproblemei, i presupunnd o masa total a deeurilor de 100 kg, rezultatul pentru fiecarecomponent a deeurilor este:

    UmidA B

    B

    100 %( )

    unde, A = masa esantionului la colectare, kg

    B = masa esantionului dupa uscare, kg

    Masa uscata a fiecarui component poate f i determinata folosind urmatoarea ecuatie:

    masausc

    masacolectata 100 Umid%( )

    100

    Masa colectata a fiecarui component poate fi determinata folosind urmatoarea ecuatie:

    masacolectata masatotala masaproc_a_componentului

    Umidmed

    masacolectata masausc

    100kg

    100 %( )

    masatotala 100kg

    i 0 last Date1

    Componenti

    Date0

    i Umid

    i

    Date1

    i

    100 masaprocent

    i

    Date2

    i

    100

    Component

    "Deseu alimentar"

    "Hartie"

    "Deseu vegetal"

    "Plastic"

    "Textile"

    "Lemn"

    "Sticla"

    "Metale"

    Umid

    0.7

    0.06

    0.6

    0.02

    0.1

    0.2

    0.02

    0.03

    masaprocent

    0.2

    0.22

    0.18

    0.03

    0.07

    0.25

    0.02

    0.03

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    16/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 104

    masacolectata masatotala masaprocent

    < --- Masa colectata a fiecaruia din deseurile componentemasacolectata

    20

    22

    18

    3

    7

    25

    2

    3

    kg

    masausci

    masacolectatai

    1 Umidi

    masausc

    6

    20.68

    7.2

    2.94

    6.3

    20

    1.96

    2.91

    kg< --- Masa uscata a deseurilor componente

    Tabel augment Component 100 masaprocent masacolectata1

    kg masausc

    1

    kg

    Component Procent masa (%) Masa colectata (kg) Masa usc (kg)

    Tabel

    0 1 2 3

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    "Deseu alimentar" 20 20 6

    "Hartie" 22 22 20.68

    "Deseu vegetal" 18 18 7.2

    "Plastic" 3 3 2.94

    "Textile" 7 7 6.3

    "Lemn" 25 25 20

    "Sticla" 2 2 1.96

    "Metale" 3 3 2.91

    Umidmed

    masacolectata masausc

    masatotala

    100

    Umidmed 32.01 %( )< --- Umiditatea medie a deseurilor municipale colectate

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    17/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 105

    Aplicaia 6.S se estimeze suprafaa necesar unui depozit de deeuri pentru o comunitate cu opopulaie de 260.000 de locuitori.Se presupune c se aplic urmtoarelecondiii:1. Cantitatea de deeuri solide = 3.447 kg / locuitor zi ;2. Densitatea specific a deseurilor solide compactate n depozit = 492 kg/m3 ;

    3. Adncimea medie de deeurilor solide compactate = 19 metri.

    REZOLVARE

    Date intrare:

    Cerina reala a locului va fi mai mare dect valoarea calculat, deoarece este necesar un terensuplimentar pentru o zon tampon, o cldire de birouri i servicii, drumuri de acces, utiliti iaa mai departe. De obicei, aceast alocaie suplimentarvariaz de la 20 la 40%. Astfel, n cazuln care se asigur un plus de 30% , necesarul suprafeei zilnice devine:

    zi 1day an 1yr

    Nrloc 260000

    Masades_per_loc 3.447kg

    zi

    des

    492kg

    m3

    Hmed_dep 19m

    Sedetermina productia zilnica de deseuri solide , n tone pe zi

    Masades_zilnica Nrloc Masades_per_loc

    Masades_zilnica 987.913ton

    zi

    Suprafata necesara se dete rmina astfel:

    Volumdep_necesar_per_zi

    Masades_zilnica

    des1.822 10

    3

    m3

    zi

    Suprdep_nec_per_an

    Volumdep_necesar_per_zi

    Hmed_dep

    3.502 104

    m

    2

    an

    Suprdep_nec_per_zi

    Volumdep_necesar_per_zi

    Hmed_dep

    95.873m

    2

    zi

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    18/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    .L.dr.ing. George IPATE 106

    4.6 Concluzii

    De la extracia, producia, distribuia i consumul final de bunuri i servicii, precum i ncolectarea i tratarea deeurilor (reziduuri de sortare n instalaiile de reciclare i zgura dinincineratoare), toate activitile umane sunt surse poteniale de deeuri.

    Natura i dimensiunea efectelor deeurilor asupra mediului depinde de cantitatea i compoziiadeeurilor, precum i de metoda adoptat pentru tratarea lor. Gestionarea necorespunztoare a

    deeurilor a provocat deja numeroase cazuri de contaminare a solului i a apelor subterane,amenin funcionarea natural a ecosistemelor i expune starea de sntate a populaiei.

    Generarea de deeuri reprezint, de asemenea, o utilizare ineficient a resurselor valoroase.Aproape 3 miliarde de tone de deeuri (6 tone pe cap de locuitor) au fost generate n UE, n2006. Aproximativ 3% din totalul deeurilor generate n UE n 2006 au fost deeuri periculoase(88 de milioane de tone), care prezint ameninri importante pentru sntatea uman sau mediu.

    Construciile, industria extractiv i activitile de producie sunt principalele surse de deeuridin Uniunea European: o treime din totalul deeurilor generate n UE (970 de milioane de tone)au provenit din sectorul de construcii, un sfert (741 milioane de tone) din industria extractiv,

    iar activitile de producie au generat 364 milioane de tone de deeuri. Gospodriile aureprezentat 7% din deeurile generate n 2006 n UE (215 milioane de tone). Cantitatea icompoziia deeurilor generate n rile europene reflect diferene n structura economic, amodelelor de consum i gradul diferit de implementare a politicilor de gestionare a deeurilor.

    Deeurile reprezint, de fapt, o resurs pierdut. Deeurile solide pot fi utilizate pentruproducerea de biogaz sau compost. Reducerea i reutilizarea deeurilor solide crete eficienaoricrui proces, care este scopul principal al inginerului. De cealalta parte a monedei suntproblemele cauzate de deeurile solide. Acestea creeaz imagini urte, mirosuri neplacute icondiii neigienice, si astfel, eliminarea corespunztoare a acestora devine o necesitate. Deoareceexist att de muli productori de deeuri (n realitate fiecare individ), este foarte dificil de

    gestionat acest proces. Nivelul de srcie i lipsa de educaie a concetenilor notri agraveazpractic problema deeurilor.

    Factorsiguranta 1.3

    Suprdepozitului Suprdep_nec_per_zi Factorsiguranta

    Suprdepozitului 124.635m

    2

    zi

  • 7/28/2019 Deseurile Solide

    19/19

    Note de Curs -Ingineria i Calitatea Mediului

    L dr ing George IPATE 107

    Bibliografie

    1. Basic Enviromental Engineer ing, Gaur R.C., New Age In ternational L td., 2008.2. Handbook of chemical and environmental engineering calculations, Reynolds P.

    Joseph, Jer is S. John, Theodore Louis, John Wi ley & Sons, I nc., Publication, 2002

    3.Handbook of Environmental Analysis - Chemical Pollutants in Ai r, Water, Soil, andSolid Wastes, Pradyot Patnaik, CRC Press, Inc., 2000.

    4. Environment, 7th ed., John Wi ley & Sons, Inc., Peter H . Raven, L inda R. Berg, DavidM . Hassenzahl , 2010.

    5. * * * Environmental statistics and accounts in Europe, Coll ection: Statistical books,Eur opean Union, 2010.

    6. * * * http: //epp.eurostat.ec.europa.eu/por tal/page/portal /eur ostat/home.7. * * * Planul regional de gestiune a deeurilorRegiunea 2Sud Est - 2006-2013,

    M ini steru l Mediul uii Gospodarir ii Apelor din Romnia.