Cuprins

1. Introducere

2. Scopul lucrarii

3. Legislatia UE si transpusa in legislatia romaneasca

4. Procedee moderne de tratare a deseurilor

4.1. Piroliza cu microunde

4.2. Reciclarea cu arc cu plasma

4.3. Producerea de biodiesel din alge

5. Concluzii

6. Bibliografie

1. Introducere

Un mediu înconjurător sănătos e un drept important al fiecăruia, de care avem mare

nevoie şi pe care trebuie să îl apărăm. Nevoile şi dorinţele noastre sunt adesea determinate de

locurile şi contextele în care trăim. Produsele şi serviciile pe care le folosim sunt determinate de

către aceste nevoi şi dorinţe şi, ca rezultat utilizarea acestor produse sau servicii va avea un

impact asupra mediului inconjurator.

Diferiţi oameni au nevoi diferite şi ei percep nevoile şi dorinţele într-un mod diferit.

Anumite necesităţi de bază sunt comune pentru toţi oamenii: hrană, apă, adăpost, educaţie,

sănătate. Dar lumea nu a ajuns încă în stadiul în care aceste nevoi de bază sunt disponibile

pentru toţi oamenii într-un mod egal. Echitatea în distribuţia resurselor la nivel global este încă

o provocare. Anumite necesităţi ale populaţiei din ţările dezvoltate pun în pericol necesităţile

populaţiei din ţările mai puţin dezvoltate economic.

Este incontestabil faptul că la ora actuală se produc multe deşeuri care conţin materii

valorificabile. Reciclarea deşeurilor organice a ajuns să fie o problemă de maximă importanţă

pentru salubritatea generală a Terrei, amploarea sa condiţionând în bună parte şi dezvoltarea

economică. Problema tinde să devină o chestiune vitală de supravieţuire a unei întregi societăţi.

În ţările UE şi SUA, deşi era adoptată ideea că depunerea deşeurilor pe sol sau

îngroparea lor în subsol este soluţia cea mai puţin acceptabilă .Dar în situaţia în care spaţiile de

depozitare devin tot mai restrictive, tot mai multe ţări renunţă la metoda clasică de depozităre

a deşeurilor şi acceptă soluţia unui management ecologic şi rentabil al acestora.

A fost necesar demararea unei campanii de conştientizare, care să scoată în evidenţă,

că, cea mai eficientă formă de tratare a deşeurilor este reciclarea lor. În Europa aceasta a avut

loc sub sigla trei R - Reducere, Refolosire, Reciclare- (în limba engleză: Reduce, Reuse, Recycle,

în limba franceză: Réduire, Réutiliser, Recycler). Recuperarea, reciclarea, tratarea fizico-chimică,

compostarea sau incinerarea sunt metode de procesare a deşeurilor folosite frecvent în

majoritatea ţărilor lumii. Astfel de metode sunt destinate, atât protecţiei factorilor de mediu

ambiant, cât şi exploatării raţionale şi eficiente, din punct de vedere economic a resurselor

naturale.

Trebuie aplicată ierarhia deşeurilor cu accent pe prevenirea generării lor, pregătirea

pentru reutilizare, reciclare şi valorificare, în timp ce depozitarea deşeurilor trebuie interpretată

ca ultimă opţiune disponibilă.

Deşeul reprezintă orice material, obiect, substanţă, care, în general a pierdut orice

finalitate economică şi pe care posesorul îl abandonează. În anexa 1 a Legii 211 din 2011privind

regimul deşeurilor deşeul este definit astfel: “orice substanţă sau obiect pe care deţinătorul îl

aruncă ori are intenţia sau obligaţia să îl arunce”.

Dar în dicţionarul limbii române, deşeul (care provine din fr. déchet ) este definit astfel:

“rest 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. ” În ştiinţa

deşeurilor (cunoscută şi sub denumirea de Rudologie) a fost introdusă, în ultima perioadă,

noţiunea de deşeu ultim, care este acel deşeu rezultat sau nu din tratarea unui deşeu, care în

condiţiile tehnice şi economice actuale nu mai poate fi tratat în vederea recuperării sale sau a

reducerii caracterului său poluant.

Gestionarea deseurilor

Gestionarea deşeurilor este considerată una dintre problemele importante cu care se

confruntă ţara noastră, în ceea ce priveşte protecţia mediului, cu referire la activităţile de

colectare, transport, tratare, valorificare şi eliminare a deşeurilor. Responsabilitatea pentru

activităţile de gestionare a deşeurilor revine, cum este şi normal, generatorilor de deşeuri,

conform principiului “poluatorul plăteşte” sau producătorilor conform principiului

“responsabilitatea producătorului”.

Gestionarea deşeurilor ridică probleme foarte complexe, care necesită:

- întreprinderea acţiunilor coordonate de la nivel local la cel regional,

- colaborarea societăţii civile cu autorităţile locale,dar şi cu reprezentanţii guvernului,

- colaborarea între state.

Autorităţile administraţiei publice locale joacă un rol foarte important în asigurarea

implementării la nivel local a obligaţiilor cu privire la gestionarea deşeurilor , obligaţii pe care

România şi le-a asumat prin Tratatul de Aderare la Uniunea Europeană( ratificat prin Legea nr.

157 din 2005, publicat în M.O. nr. 465/1.06.2005).

Gestionarea deşeurilor la nivel naţional

Politica naţională în domeniul gestionării deşeurilor trebuie să se subscrie obiectivelor

politicii europene în materie de prevenire a generării deşeurilor şi să urmărească reducerea

consumului de resurse şi aplicarea practică a ierarhiei deşeurilor. Ţara noastră s-a obligat, prin

“Documentul de poziţie al României, capitolul 22 - Protecţia Mediului Înconjurător“, ca odată cu

aderarea la UE să implementeze acquis-ul comunitar privind capitolul menţionat până la

01.01.2007(data la care România a aderat la UE ); au existat câteva derogări referitoare la

managementul deşeurilor, dintre care amintim:

-Directiva nr. 94/62/EC privind ambalajele şi deseurile de ambalaje, pentru care s-a

solicitat şi obţinut o perioadă de tranziţie de 3 ani, până în anul 2013;

-Directiva nr. 99/31/EC privind depozitarea deşeurilor, pentru care s-a solicitat şi obţinut

o perioadă de tranziţie până în anul 2017;

-Directiva Consiliului nr. 2000/76/EC privind incinerarea deşeurilor, pentru care s-a

solicitat şi obţinut o perioadă de tranziţie până în anul 2009;

-Directiva Consiliului nr. 2002/96/CE privind deşeurile de echipamente electrice şi

electronice (DEEE), pentru care s-a solicitat şi obţinut o perioadă de tranziţie până în anul 2008;

-Regulamentul nr. 259/93 privind importul, exportul şi tranzitul de deşeuri, până la

sfârşitul anului 2015.

Considerăm necesar să menţionăm principalele documente programatice la nivel

naţional cu relevanţă pentru gestionarea deşeurilor:

1. Planul Naţional de Dezvoltare 2007 – 2013 (PND) – acesta este un document de

planificare strategică şi programare financiară al României, care are ca scop orientarea şi

stimularea dezvoltării economice şi sociale a ţării pentru atingerea obiectivului de realizare a

coeziunii economice şi sociale. Printre priorităţile PND se înscrie şi asigurarea protecţiei

mediului, iar dintre subpriorităţi PND promovează:

-îmbunătăţirea standardelor de viaţă prin asigurarea serviciilor de utilităţi publice la

standardele de calitate şi cantitate cerute, în sectoarele de apă şi deşeuri, prin dezvoltarea

sistemelor de infrastructură de apă şi apă uzată în localităţile vizate şi crearea/consolidarea

companiilor regionale de profil şi prin dezvoltarea sistemelor integrate de management al

deşeurilor (colectare, transport, tratare/eliminare a deşeurilor în localităţile vizate, închiderea

depozitelor neconforme);

-îmbunătăţirea sistemelor sectoriale de management de mediu, cu accent pe:

dezvoltarea sistemelor specifice de management al apei şi deşeurilor, a celor de management al

resurselor naturale (conservarea diversităţii biologice, reconstrucţia ecologică a sistemelor

deteriorate, prevenirea şi intervenţia în cazul riscurilor naturale – în special inundaţii), precum

şi pe îmbunătăţirea infrastructurii de protecţie a aerului.

2. Stategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă a României (2013 – 2020 – 2030)

(SNDD). A fost elaborată de Ministerului Mediului şi Dezvoltării Durabile împreună cu United

Nations Development Programme România (UNDP România). În cadrul acestei strategii sunt

incluse o serie de obiective care se referă la gestionarea deşeurilor:

-dezvoltarea sistemelor de management integrat al deşeurilor;

-până în anul în curs, 2013 – trebuie să se reducă, cu până la 2,4 milioane tone

cantitatea anuală a deşeurilor biodegradabile depozitate, reprezentând 50% din totalul produs

în 1995;

-până în anul 2013 - se prevede un grad de recuperare a materialelor utile din deşeurile

de ambalaje pentru reciclare sau incinerare cu recuperare de energie (60% pentru

hârtie/carton, 22,5% pentru mase plastice, 60% pentru sticlă, 50% pentru metale şi 15% pentru

lemn);

-până în 2015 – să se reducă numărul de zone poluate istoric, în minimum 30 de judeţe;

-până în anul 2015 - crearea a 30 sisteme integrate de gestionare a deşeurilor la nivel

regional/judeţean; închiderea a 1.500 depozite mici situate în zone rurale şi a 150 depozite

vechi în zonele urbane, realizarea a 5 proiecte pilot pentru reabilitarea siturilor contaminate

istoric, asigurarea unor servicii îmbunătăţite de salubritate şi management al deşeurilor pentru

un număr de 8 milioane locuitori.

3. Programul Operaţional Sectorial de Mediu (POS Mediu) - acest program este strâns

corelat cu obiectivele naţionale strategice prevăzute în Planul Naţional de Dezvoltare (PND)

elaborat pentru perioada 2007 - 2013 şi Cadrul Naţional Strategic de Referinţă (CNSR), care se

bazează pe principiile, practicile şi obiectivele urmărite la nivelul UE.

În cadrul acestui program, Axa prioritară 2 „Dezvoltarea sistemelor de management

integrat al deşeurilor şi reabilitarea siturilor poluate istoric” sprijină investiţiile care vor asigura

dezvoltarea acestor sisteme şi extinderea infrastructurii de management al deşeurilor. Activităţi

indicative finanţate sunt:

-achiziţionarea şi instalarea sistemelor de colectare selectivă,

-construcţia facilitătilor de sortare, compostare şi reciclare,

-achiziţionarea vehiculelor de transport al deşeurilor,

-închiderea depozitelor neconforme,

-construcţia staţiilor de transfer şi a facilităţilor de eliminare a deşeurilor municipale,

construirea unor facilităţi adecvate pentru deşeuri periculoase

-asistenţă tehnică pentru pregătire de proiecte, management, supervizare si publicitate.

Planurile de gestiune a deşeurilor au un rol important în dezvoltarea unei gestiuni

durabile a deşeurilor.

Planificarea gestiunii deşeurilor este un proces continuu, care se reia şi se revizuieşte,

funcţie de condiţiile noi apărute în timp, iar realizările trebuie urmărite şi evaluate periodic.

Evidenţierea fluxurilor de deşeuri, precum şi opţiunile de tratare a acestora reprezintă

scopul principal al planului de gestionare a deşeurilor. Dezvoltarea unui sistem controlat de

gestiune a deşeurilor trebuie să se axeze pe câteva cerinţe:

- recuperarea şi reciclarea deşeurilor,

- depozitarea (închiderea depozitelor neconforme) deşeurilor,

- reducerea cantităţilor de deşeuri biodegradabile depozitate.

Clasificarea deseurilor

După sistemul Agenţiei Europene de Mediu (European Environment Agency)-EEA,

deşeurile pot fi împărţite în următoarele categorii:

- deşeuri periculoase;

- deşeuri municipale;

- nămoluri de epurare;

- deşeuri de la ambalaje,

- deşeuri de la producerea energiei electrice,

- deşeuri electronice.

Principalele sectoare economice care generează deşeuri sunt:

a. industria(energetică, chimica, de prelucrare);

b. minerit;

c. construcţii si demolări;

d. deşeuri generate de activităţi medicale;

e. activităţi agricole;

f. deşeuri municipale.

2. Scopul lucrarii

Scopul acestei lucrari este de a prezenta cateva metode moderne de tratare a

deseurilor.

Principalele metode de tratatare a deseurilor sunt:

- Procedee biologice

- Procedee termice : incinerarea, piroliza si termoliza, gazeificarea

- Procedee alternative : plasma, procedee cu microunde, etc

3. Legislatia UE transpusa in legislatia romaneasca

Ţelul comun al protejării mediului în Europa este în funcţie de numeroase legi europene

ce se aplică mediului. Legile respective sunt valabile în toate statele membre ale Uniunii

Europene, fie direct ( prin Regulamente care se aplică direct) sau indirect ( prin Directive ce sunt

transpuse în legislaţia naţională).

Obiectivele vizate în politica mediului urmăresc: protecţia mediului, ameliorarea calităţii

sale, protecţia sănătăţii publice, utilizarea prudentă şi raţională a resurselor naturale,

promovarea măsurilor la nivel internaţional în vederea tratării problemelor regionale de mediu.

Documentele care stau la baza politicii de mediu a UE sunt Programele de Acţiune

pentru Mediu (PAM, Environmental Action Programs-EAP):

PAM 1 (1973-1977) şi PAM 2 (1977-1981) reflectă o abordare sectorială a combaterii

poluării şi promovează nevoia de protecţie a apei şi a aerului, prin introducerea unor standarde

minime de poluare;

Programele PAM 3 (1982 -1986) şi PAM 4 (1987-1992) reflectă si evoluţia politicilor

comunitare la momentul respectiv şi dezvoltarea „pieţei interne”; în plus, PAM 4 promovează

abordarea integrată a politicii de mediu şi introduce conceputul „dezvoltării

durabile”(sustainable development);

PAM 5 (1993 -2000), este numit „Către o dezvoltare durabilă”( Towards Sustainability) a

transformat dezvoltarea durabilă în strategie a politicii de mediu; PAM 6 (2001-2010) numit şi

„Alegerea noastră, viitorul nostru” este consecinţa procesului de evaluare globală a rezultatelor

PAM 5, fiind stabilite priorităţile de mediu pe parcursul celor 10 ani.

Au fost identificate 4 arii prioritare, care definesc direcţiile de acţiune ale politicii de

mediu: schimbarea climatică şi încălzirea globală, protecţia naturii şi biodiversitatea, sănătatea

în raport cu mediul, conservarea resurselor naturale şi gestionarea deşeurilor.

Ultima arie prioritară menţionată - conservarea resurselor naturale şi gestionarea

deşeurilor - are ca obiectiv creşterea gradului de reciclare a deşeurilor şi de prevenire a

producerii acestora.

Prevenirea creşterii volumului deşeurilor este parte a Politicii Integrate a Produselor

(PIP). Se au în vedere măsuri pentru stimularea reciclării, recuperării şi incinerării deşeurilor.

Obiectivul principal îl reprezintă reducerea cantităţii de deşeuri cu 20% în 2010 faţă de

nivelul anului 2000 şi cu 50% până în 2050.

Reciclarea şi prevenirea deşeurilor – strategie lansată în mai 2003 reprezintă prima

tratare separată a aspectelor reciclării şi prevenirii producerii 21

de deşeuri, iar prin comunicarea aferentă sunt investigate modalităţile de promovare a reciclării

produselor (dacă este cazul) şi sunt analizate opţiunile cele mai potrivite sub aspectul raportului

cost-eficacitate.

Comitetul Economic şi Social European (CESE) a făcut observaţia, în urma evaluării

rezultatelor PAM 6, că cele şase Programe de Acţiune pentru Mediu, chiar dacă au avut un rol

important în politica de mediu, totuşi nu au reuşit să rezolve numeroase probleme în acest

domeniu.

De aceea a recomandat Comisiei, Comitetului, dar şi Parlamentului European, ca cel de

al şaptelea Program de Acţiune pentru Mediu (care se va finaliza în 2020) să contribuie “la

îndeplinirea obiectivelor Strategiei Europa 2020 pentru o creştere inteligentă, durabilă şi

favorabilă incluziunii, dar şi să meargă mai departe, în ceea ce priveşte termenele şi domeniul

de acţiune”.

TRANSPUNEREA LEGISLAŢIEI COMUNITARE LA NIVEL NAŢIONAL

Cadrul legislativ european cu privire la managementul deşeurilor ocupă o arie largă şi

este, totodată un cadru complex, dar atunci când a fost transpus în legislaţia română au fost

prevăzute perioade de tranzilie, pentru atingerea rezultatelor cerute în ceea ce priveşte

managementul deşeurilor.

Legislaţia românească a deşeurilor armonizată cu cea a Uniunii Europene a avut un

impact pozitiv în ultimii ani, dar încă sunt necesare eforturi considerabile în vederea asigurării

conformării cu standardele europene.

În Hotărârea nr. 1.470 din 9 septembrie 2004 privind aprobarea Strategiei naţionale de

gestionare a deşeurilor şi a Planului national de gestionare a deşeurilor (data intrării în vigoare:

18 Octombrie 2004), în Anexa 1 se menţionează că Acquis-ul Comunitar în domeniul gestionării

deşeurilor cuprinde un numãr de 16 acte normative, dintre care cele mai multe au fost 22

deja transpuse în legislaţia română; o parte dintre ele sunt prezentate în tabelul 1:

Nr.

Crt.

LEGISLATIE EUROPEANA

LEGISLATIE ROMÂNEASCĂ

1 Directiva Cadru privind deşeurile

nr. 75/442/EEC, amendată de

Directiva nr. 91/156/EEC.

-Legea nr. 426/2001(MO 411/25.07.2001), pentru

aprobarea Ordonanţei de Urgenţă nr. 78/2000 (MO

283/22.06.2000), privind regimul deşeurilor , -Hotărârea

de Guvern 123/2003 (MO 113/ 24.02.2003) privind

aprobarea Planului Naţional de etapă, de Gestionare a

deşeurilor.

2 Directiva nr. 91/689/EEC privind

deşeurile periculoase.

Legea nr. 426/2001(MO 411/25.07.2001) pentru

aprobarea Ordonanţei de Urgenta nr.

78/2000(MO283/22.06.2000) privind regimul deşeurilor .

3 Directiva nr. 75/439/EEC privind

uleiurile uzate, amendată de

Directiva nr. 87/101/EEC si de

Directiva nr.91/692/EEC.

-Hotărârea de Guvern nr. 662/2001 privind gestionarea

uleiurilor uzate, completată şi modificată de Hotărârea de

Guvern 441/2002 -Hotărârea de Guvern nr. 1159/2003

pentru modificarea Hotărârii de Guvern nr. 662/2001,

privind gestionarea uleiurilor uzate.

4 Directiva nr. 91/157/EEC privind

bateriile si acumulatorii care

conţin anumite substanţe

periculoase si Direcţiva 93/86/EC

privind etichetarea bateriilor.

-HG nr.1057/2001 (700/05.11.2001) privind regimul

bateriilor şi al acumulatorilor care conţin substanţe

periculoase.

5 Directiva nr. 99/31/EC privind

depozitarea deşeurilor.

Hotărârea de Guvern nr. 162/2002 privind depozitarea

deşeurilor ;

-Ordinul Ministrului Apelor şi Protecţei Mediului nr.

867/2002, privind definirea criteriilor care trebuie

îndeplinite de deşeuri, pentru a se regăsi pe lista specifică

unui

depozit şi lista naţională de deşeuri acceptate în fiecare

clasă de depozit de deşeuri 2002; -Ordinul Ministrului

Apelor şi Protecţiei Mediului nr. 1147 din 10 decembrie

2002 pentru aprobarea Normativului tehnic privind

depozitarea deşeurilor, construirea,exploatarea,

monitorizarea şi închi derea depozitelor de deşeuri.

6 Directiva nr. 2000/76/EC privind

incinerarea deşeurilor.

Hotărârea de Guvern nr. 128/2002 privind incinerarea

deşeurilor Ordinul Ministrului Apelor şi Protecţiei

Mediului nr. 1215 din 10 ianuarie 2003 pentru aprobarea

Normativului privind incinerarea deşeurilor.

7 Directiva nr. 94/62/EC privind

ambalajele şi deşeurile de

ambalaje.

-Hotărârea de Guvern nr. 349/2002 privind gestionarea

ambalajelor şi deşeurilor de ambalaje, -Ordinul

Ministrului Apelor şi Protecţiei Mediului nr. 1190/2002

privind procedura de raportare a datelor referitoare la

ambalaje şi deşeuri de ambalaje.

8 Decizia nr. 2000/532/CE,

amendată de Decizia nr. 2001/119

privind lista deşeurilor, ce

înlocuieşte Decizia nr. 94/3/CE

privind lista deşeurilor şi Decizia

nr. 94/904/CE privind lista

deşeurilor periculoase.

Hotărârea de Guvern nr. 856/2002 privind evidenţa şi

gestiunea deşeurilor şi aprobarea listei cuprinzând

deşeurile, inclusiv deşeurilor periculoase.

9 Directiva nr. 2000/53/EC privind

vehiculele scoase din uz.

Hotărârea de Guvern nr. 2406 din 21 decembrie 2004

privind gestionarea vehiculelor şi a vehiculelor scoase din

uz(VSU).

10 Regulamentul nr. 259/93/EEC

privind supravegherea şi controlul

transporturilor de deşeuri.

-Hotărârea de Guvern nr. 1357/2002 pentru stabilirea

autorităţilor publice responsabile de controlul şi

supravegherea importului, exportului şi tranzitului de

deşeuri; -Hotărârea de Guvern nr. 228/2004 privind

controlul introducerii în ţară a deşeurilor nepericuloase în

vederea importului, perfecţionării active şi a tranzitului;

11 Directiva nr. 2002/95/EC privind

restrictionarea utilizării anumitor

susbtanţe periculoase în

echipamentele electrice şi

electronice, precum şi Directiva

2002/96/EC privind deşeurile de

echipamente electrice şi

electronice (DEEE).

Hotărârea de Guvern nr. 1037 din 13 octombrie 2010

privind deseurile de echipamente electrice si electronice.

Directiva promovează:

- utilizarea sustenabilă a resurselor naturale şi aplicarea practică a ierarhiei deşeurilor,

- minimizarea impactului negativ asupra sănătăţii populaţiei şi mediului datorat generării

deşeurilor,

- considerarea întregului ciclu de viaţă,

- măsuri care să urmărească decuplarea sau ruperea legăturii dintre creşterea economică

şi generarea deşeurilor,

- introducerea de măsuri pentru a eficientiza sistemul de sancţiuni, proporţionale şi cu

efect de descurajare a acelora care încalcă dispoziţiile prezentei directive,

- introducerea de măsuri care să asigure sortarea la sursă, colectarea şi reciclarea

fluxurilor de deşeuri prioritare.

Gestionarea deşeurilor se realizeaza în condiţii de protecţie a sănătăţii populaţiei şi a

mediului.

Introducerea pe teritoriul României a deşeurilor în scopul eliminării este interzisă.

În cazul valorifcării, deşeurile pot fi introduse numai cu aprobarea Guvernului.

Valorificarea deşeurilor se realizează numai în instalaţii, prin procese sau activităţi

autorizate de autorităţile publice competente.

4. Procedee moderne de tratare a deseurilor

4.1. Piroliza cu microunde.

Piroliza cu microunde reprezinta un proces relativ nou dezvoltat initial de Tech-en LDT

din Hainault, Marea Britanie.

Acest tratament termic s-a dovedit a fi o metoda eficienta de recuperare si reciclare a

substantelor chimice prezente in deseuri. In acest proces deseurile sunt amestecate cu paticule

absorbante ce atrag energia microundelor reusind astfel sa atinga temperaturile necesare

aparitiei pirolizei.

Rezultatele obtinute sunt reprezentate de asa numitul ulei de piroliza si de gazele

necondensabile.

Incalzirea cu microunde se efectueaza la frecvente de 915 MHz sau 2.4 Mhz. Aceasta

tehnica a fost introdusa prima oara dupa al doilea razboi mondial cand au fost descoperite noi

medode de a genera microunde. Rezultatul acestor microunde asupra modeculelor este acela

de a genera o asa numita frecare dintre molecule rezultand astfel o generare de caldura.

Aceasta metoda de incalzire are multe avantaje fata de metodele conventionale de incalzire

termica.

Incalzirea termica conventionala are de obicei o sursa de incalzire externa pentru a

transfera caldura catre materialul asupra caruia se efectueaza piroliza.

Incalzirea cu microunde constitue un mod unic de incalzire in cazul in care incalzirea

este rezultata in urma interactiunilor electomagnetice cu dipoli din cadrul materialului incalzit.

Cu ajutorul microundelor temperatura materialului este generata din interior fata de

incalzirea provenita de la o suprafata conventionala.

Incalzirea cu microunde este clasificata ca o metoda de incalzire electrica.

In general exista trei mecanisme prin care materialele sunt incalzite intr-un camp de

microunde:

1. Reorientarea dipolilor. Substantele ce contin composi polari sunt incalzite prin acest

mecanism atunci cand sunt expuse radiatiilor cu microunde. Cand un element este supui

unui camd de microunde electornii din jurul nucleelor sau nucleele atomice se

deplaseaza de la pozitia lor de echilibru formand dipoli. Dipolii au tendinta de

reorientare pentru a nu influenta campul din care faceau parte. Aceste elemente raman

intr-un domeniu fluctuant.

2. Polarizarea Maxwell Wagner. Aceasta polarizare i-a nastere in zonele de contact dintre

componente diferite. Aceasta polarizare se creeaza datorita conductivitatilor diferite si a

constantelor dielectrice ale elementelor.

3. Mecanismul de conductie. Atunci cand un material este un bun conducator electric si

este supus radiatiilor electromagnetice. Datorita curentulor electrici ce ajung in

structura materialului rezulta o incalzire a acestuia.

Incalzirea cu microunde a fost prelucrata pentru tratarea anumitor materiale cu continut de

carbon. Materialele ce contin carbon sunt bune absorbante de microunde.

Incalzirea cu microunde a fost combinata cu utilizare materialelor cu continut ridicat de

corbon a fost utilizata in procesele de piroliza pentru a trata sau procesa o variatete de

materiale precum biomasa, carbunele, uleiul si diferite deseuri organice. In general aceste

materiale sunt sarace cand vine vorba de absorbtia microundelor. Prin urmare acestea sunt

incazite cu ajutorul carbonului sau a oxizilor metalici elemente ce aborb foarte usor radiatiile

microunde. Materialele ce contin carbon sunt folosite de obicei in loc de oxizi metalici datorita

pretului scazut de achizitie.

Acest tip de piroliza numita piroliza cu microunde ce implica utilizarea radiatiilor

microundelor ca o sursa de caldura indirecta combinata cu materiale ce contin carbon avand rol

de receptor al microundelor este cunoscuta ca oferind avantaje fata de tehnicile conventionale

de piroliza.

In concluzie procedeul prin care se poate vedea cum influenteaza radiatiile mircounde este

urmatorul:

Radiatiile microunde actioneaza asupra elementelor ce contin carbon producand deplasari

ale moleculelor.

Datorita acestor deplasari se produce o crestere a temperaturii deseului folosit.

Pentru a produce radiatiile microunde avem nevoie de un generator de astfel de radiatii.

Generatorul utilizeaza elecricitate pentru a fi pus in functiune.

Materialul utilizat in urma radiatiilor ce actioneaza asupra sa ajunge la o tempratura de

500 grade.

Materialul ajunge ulterior in cuptor, loc in care asupra sa actioneaza radiatiile

microunde.

Odata ajuns in cuptor materialul este incalzit pana la temperatura necesara procesului

de piroliza.

Gazele impreuna cu vaporii rezultati in urma procesului de piroliza sunt condesati in

vederea obtinerii produselor ce pot fi utilizate mai departe (ulei).

Gazele ramase sunt mai departe utilizate cu scopul producerii energiei electrice.

4.2. Reciclarea cu plasma cu arc

Oamenii sunt mașini pentru transformarea lumii în deșeuri, cel puțin așa pare. În medie

fiecare personă din Statele Unite produce aproximativ 2 kg de deșeuri pe zi, ceea ce înseamnă

ca produce aproximativ trei sferturi de tonă de desuri pe an.

Ce putem face cu toate aceste deșeuri? Reciclarea este una dintre opțiuni, dar nu toată

lumea o face și sunt multe lucruri (precum circuitele electronice) care sunt realizate din mai

multe materiale care nu sunt ușor de descompus și transformate în alte lucruri. De aceea cea

mai mare parte din deșeurile produse de sunt îngropate sub pământ.

Dar rămânem și fără spațiu pentru depozitele de deșeuri și această problemă doar se

poate înrăutății.

O altă posibilitate este incinerarea deșeurilor, ca și cum ar fi combustibil, și utilizate

pentru a produce energie, dar incineratoarele sunt foarte nepopulare cu cumunitățile locale

datorită poluării aerului.

Un nou tip de reciclare a deșeurilor denumit reciclare cu plasmă cu arc își propune să

schimbe toate acestea.

Acest procedeu presupune încălzirea deșeurilor la temperaturi extrem de ridicate

pentru a produce gaz care apoi poate fi folosit pentru producerea de energie și un material

solid care poate fi folosit ca material de construcție. Suporterii acestei tehnologii susțin că este

o metodă mai curată și mai verde de tratare a deșeurilor, dar oponenții argumentează că este

de fapt tot incinerare clasică, doar prezentată mai pompos

Ce fel de deșeuri producem?

Peste 3 sferturi din gunoiul nostu este obișnuit, deșeuri menajere relativ inofensive

compuse din hârtie, carton, sticlă, plastice de diferite feluri, metale( aluminiu si oțel) si deșeuri

oganice( mancare etc). În multe țări acestea sunt separate și reciclate sau ( în cazul mancarii)

compostare sau este introdusă intr-un digestor anaerob, deși o mare parte din deșeuri ajung tot

la depozitul de deșeuri sau sunt incinerate.

Lăsând deoparte deșeurile menajere, există destul de multe alte tipuri de deșeuri, care

nu pot fi tratate așa de ușor. De exemplu bateriile sau alte tipuri de deșeuri chimice toxice, și

deșeuri medicale de la spitale.

Unele tipuri de tratare a deșeurilor ( centre de reciclare, incineratoare) generează ele

însele deșeuri care trebuie eliminate într-un fel. Reciclarea cu plasmă susține că este în măsură

să trateze toate aceste tipuri de deșeuri în siguranță și cu un impact minim asupra mediului.

Ce este reciclarea cu plasmă cu arc?

Pentru a răspunde la această întrebare trebuie mai întâi să înțelegem diferența dintre

reciclarea cu arc cu plasmă și incinerarea clasică.

Incinerarea se folosește de reacția chimică numită combustie, în care combustibilul( în

acest caz, deșeurile menajere) ard în prezența oxigenului, rezultând astfel gaze reziduale( de

obicei dioxid de carbon, abur, și diferiți poluanți ai aerului) și energie calorică.

Principalele diferențe între un simplu foc de tabără și incinerare a deșeurilor într-o centrală

sunt:

1. Deșeurile sunt arse intr-un container inchis la temperaturi foarte mari ( pentru a

distruge cat mai multe substanțe toxice);

2. Poluarea produsă de gazele de ardere evacuate la coș, acestea pot fi captate și curățate

înainte de a fi eliberate in atmosferă;

3. Coșul pentru evacuarea gazelor de ardere este foarte înalt( pentru a dispersa poluanții

rămași, după curățare, în atmosferă);

4. Energia produsă din arderea deșeurilor este captată și poate fi folosită la producerea de

abur pentru o turbină cu abur, generând astfel electricitate.

Reciclarea pe baza plasmei cu arc nu implică combustia. În loc să ardem deșeurile, acestea

sunt încălzite la o temperatură mult mai mare ( mii de grade), asfel acestea se topesc si apoi se

vaporizează.

Acest lucru este produs de un dispozitiv electric numit plasmă cu arc, care este un fel de

torță extrem de fierbinte și este produs de un gaz care trece printr-un arc electric.

Plasma cu arc dintr-o astfel de instalație încălzește deșeurile la temperaturi cuprinse

între 1000 și 15000 de grade Celsius, dar de obicei la mijlocul acestui interval, topind deșeul și

apoi transformându-l în vapori.

Materiile organice simple( pe bază de carbon) se răcesc apoi în gaze relativ curate.

Metalele și alte deșeuri anorganice se combină și se răcesc în materii solide. În teorie ne alegem

cu 2 produse: gazul de sinteză( o combinație, bogată în energie, de monoxid de carbon și

hidrogen) și un material rezidual solid.

Gazul de sinteză poate fi apoi utilizat pentru a produce energie ( o parte putând fi folosit

pentru a alimenta echipamentul cu plasmă cu arc), în timp ce reziduul vitrificat solid poate fi

folosit ca material de construcție ( pentru drumuri și alte construcții). În practică, gazul de

sinteză poate fi contaminat cu gaze toxice precum dioxine, care trebuie să fie îndepărtate și

elimnate într-un fel, în timp ce și rezultatul solid poate conține material contaminat.

Studiu de caz

O astfel de instalație de tratare a deșeurilor care operează cu succes este în Swindon,

Marea Britanie și este operată de către Advanced Plasma Power din 2007. Aceasta este o

instalație demonstrativă la scară mică.

Instalația tratează 150000 de tone pe an de deșeuri municipale solide.

Tehnologia pe bază de plasmă folosită la această instalație este un proces avansat de

conversie în două etape. Acesta combină două metode deja existente, bine testate( gazificarea

și conversia în plasmă) într-o configurație unică.

După îndepărtarea materialelor reciclabile procesul, denumit Gasplasma, tratează o

gama largă de materii nereciclabile, existente în deșeurile municipale și cele comerciale și

industriale, transfomându-le în două produse care pot fi valorificate: gaz de sinteză curat și

bogat în energie și un produs solid vitrificat (Plasmarok), fiecare având multe aplicații.

La baza procesului Gasplasma este un gazificator (de preferat cu pat fluidizat), care

transformă materialul organic din deșeuri RDF (Refuse Derived Fuel) în gaz de sinteză brut.

Acest lucru se realizează prin încălzirea RDF la temperatură mare, aproximativ 800 de grade

Celsius, într-un mediu controlat cu oxigen redus.

Gazificatorul cu pat fluidizat permite producerea unui gaz de sinteză constant și are

randamente mari de conversie. Gazul de sinteză brut care iese din gazificator este apoi trimis la

o unitate Gasplasma secundară unde este produsă plasma. Căldura extrema produsă de

plasma cu arc, de peste 8000 de grade Celsius, și lumina ultravioletă puternică produsă de

plasmă descompun complet substanțele poluante conținute de gazul de sinteză.

Descompunerea are ca rezultat un gaz de sinteză curat, în timp ce substanțele

anorganice din cenușă sunt vitrificate într-un produs numit Plasmarok. Convertorul de plasmă

este capabil sa atingă eficiențe foarte bune în descompunerea substanțelor din gazul de sinteză

brut care iese din gazificator.

Prezența acestor contaminanți în gazul de sinteză a fost cea care până acum a fost cel

mai mare obstacol în implementarea motoarelor și a turbinelor cu gaz pentru atingerea

eficiențelor mai mari.

Astfel adăugarea procesului de conversie a plasmei este cel care diferențiază procesul

Gasplasma de celelelalte procese de tratare a deșeurilor.

Gazul de sinteză curat care iese din convertorul de plasmă este apoi răcit și curățat în

scrubere umede și uscate înainte de a putea fi utilizate într-o centrală termoelectrică echipată

cu motoare sau turbine cu gaz pentru a genera energie electrică.

Căldura reziduală este recuperată, de asemenea, pentru a fi utilizată la ciclurile

combinate de producere a energiei electrice și de agent termic, cât și pentru alți utilizatori din

vecinătate.

Schema funcțională a ciclului de tratare și valorificare a deșeurilor pentru o instalație dotată cu arc cu

plasmă.

Procesul Gasplasma are rate de conversie a energiei de 90%, în ceea ce privește

producția de gaz de sinteză. Energia netă care poate fi vândută pentru o instalație comerciala la

scara mare este de peste 25%.

Pe baza a 100000 de tone de deșeuri menajere pe an, o instalație Gasplasma poate

genera peste 20 de MW pe an de energie electrică.

Avantaje

Suporterii acestei tehnologii susțin că este mai curată și mai verde decât incinerarea,

deoarece deșeul este ”rearanjat” în diferite substanțe în loc să fie ars astfel producând poluare.

Proiectată corect, o instalație cu plasmă, teoretic nu poluează aerul și nu emite cenușă sau praf.

Singurul deșeu rezultat este materialul solid vitrificat care poate fi folosit ca material de

construcție.

În practică, orice metodă de tratare a deșeurilor produce metale grele toxice și alte

reziduuri care nu pot fi eliminate complet. La o instalație cu plasmă, acestea pot fi separate,

topite și reutilizate. Nu sunt aruncate pur și simplu în atmosferă, sau îngropate în pamânt într-

un depozit de deșeuri și lăsate acolo pentru a cauza probleme generațiilor viitoare.

Spre deosebire de celelalte metode pentru tratarea deșeurilor, reciclarea cu arc cu

plasmă poate trata practic orice tip de deșeu, inclusiv cele mai periculoase, cu grad ridicat de

risc sau greu de tratat ( cenușă toxică de la incineratoare, deșeuri medicale periculoase, metale

toxice, componente electronice etc.)

Acestea au o amprentă de carbon negativă deoarece, deși sunt mari consumatoare de

energie aproximativ două treimi din energia produsă este intodusă inapoi în rețea.

O astfel de instalație tipică ar produce suficientă energie electrică pentru a alimenta

zece mii de case și destul abur rezidual, ca un produs secundar, pentru a încălzi sau alimenta cu

apă caldă 500 – 1000 de case.

De asemenea gazul de sinteză produs poate fi folosit fie în centrale termoelectrice

pentru a produce electricitate, sau poate fi descompus în hidrigen și monoxid de carbon.

Hidrogenul poate fi apoi stocat și folosit la pilele electrice folosite de automobile.

Dezavantaje

Oponenții acestei tehnologii sunt preocupați de faptul că nu este folosită pe scară largă

și dezavantajele ei nu sunt cunoscute încă.

Nimeni nu știe dacă este mai sigură sau mai economică decât alte metode de tratare a

deșeurilor. Deși deșeurile nu sunt arse, acestea sunt totuși încălzite și unele produse

dăunătoare rămân la finalul procesului.

4.3 Combustibilialternativi: biodiesel din alge

Una din variantele testate in ultimii ani sunt algele, plante marine considerate

miraculoase in medicina in lupta cu cancerul si bolile de inima, sau ca inlocuitor de uleiuri si

grasimi in alimentatie. Randamentele in obtinerea de combustibil din alge sunt de 7 pana la 31

de ori mai mari decat in cazul uleiului de palmier (a carui productie distruge padurile tropicale).

Departamentul pentru Energie al Statelor Unite planuieste sa investeasaca 24 de

milioane de dolari in trei grupuri de cercetare, care sa gaseasaca metode de a comercializa

biocombustibili din alge. Alte 16 milioane de dolari au fost deja investiti in alte programe

similare.

Obținerea de combustibil din alge (biodiesel)

Cercetatorii cauta metode prin care pot folosi algele pentru a extrage dioxidul de carbon

(CO2) din atmosfera si a concur combustibilii fosili folositi in prezent. Dupa ce au fost recoltate,

se extrage uleiul din peretii celulelor lor prin diverse metode, dintre care cea mai simpla este

presarea, prin care se extrage 75% din uleiul din alge. O alta metoda este cea in care se

foloseste hexanul pe post de solvent, iar prin acest procedeu se extrage pana la 95% din uleiul

existent in alge. Mai intai se extrage uleiul prin presare, apoi se amesteca resturile cu solvent si

se filtreaza uleiul, urmand a fi curatat de orice urma de solvent. O a treia metoda folosita este

cea a fluidelor supercritice, prin care se extrage pana la 100% din uleiul din alge. Dioxidul de

carbon este fluidul supercritic, ceea ce inseamna ca este incalzit si presurizat incat sa-l aduca

atat in stare lichida, cat si de gaz, apoi este amestecat cu algele, dupa care acestea sunt

transformate in ulei. Echipamentul additional si munca necesara in aceasta metoda o face mai

putin folosita.

Instalatie de extragere a combustibililu din alge

Instalatia de producer a biodiselului din alge

Dupa ce uleiul a fost extras din alge, el este rafinat printr-un process denumit

transesterificare. In acest process un catalizator, cum ar fi hidroxidul de sodiu (soda caustica),

este amestecat cu un alcool ca metanolul. Urmatorul pas este rafinarea amestecului pentru

indepartarea glicerolului format. Rezulta produsul final: combustibilul biodiesel din alge.

Cultivarea algelor pentru combustibil

Algele sunt unele dintre cele mai adaptative organisme de pe planeta, care cresc foarte

rapid. Algele se cultiva simplu, fie in sisteme inchise, fie in sisteme deschise. Pentru a obtine

recolte mai bogate, ele se cultiva in zonele cu climat cald. Insa sistemele deschise sunt supuse

riscului de a fi contaminate cu bacterii, sau dezavantajelor vremii proaste de afara. In plus, apa

in care cresc ele trebuie mentinuta la o temperature specifica.

Cultura de alge

Cultivarea algelor pe verticala in bucle inchise a fost dezvoltata ca alternativa, pentru a

produce algele mai rapid si mai efficient decat in sistemele deschise. In sistemul de cultivare pe

verticala, algele stau in saci de plastic transparent si astfel sunt expusi razelor soarelui pe

ambele fete. Sacii cu alge sunt agatati de plafon, iar acoperisul ii protejeaza de ploaie. Datorita

expunerii mai mari la soare, productivitatea algelor creste, la fel si cea de ulei extras. De

asemenea, se evita contaminarea algelor.

Centralele de bioreactie cu tancuri inchise sunt create sa creasca si mai mult rata

productiei de ulei. In aceste centrale se cultiva alge in spatii inchise, in niste cilindri mari, in care

sunt create conditiile ideale de crestere a lor. In acest fel productivitatea este maxima si algele

se recolteaza zilnic. Aceste centrale cu bioreactoare inchise pot fi plasate strategic in apropierea

centralelor de energie pentru a capta excesul de dioxid de carbon din atmosfera, care, altfel, ar

polua aerul.

Cercetatorii experimenteaza un process numit fermentare, in care algele sunt cultivate

in containere inchise si sunt hranite cu zahar. Prin aceasta metoda toate erorile sunt eliminate

pentru ca pot fi controlati toti factorii de mediu. Prin fermentare algele pentru biodiesel pot fi

produse oriunde in lume. Mai ramane ca cercetatorii sa gaseasca o solutie pentru a procura

zaharul necesar fara a creaprobleme de mediu.

Sistemul regenerativ privind utilizarea algelor in scopul producerii de biocombustibil

Producera de biocombustibil din alge are un avantaj deoarece cresterea algelor se face

din surse de energii poluante si nepoluante.

De exemplu energie poluanta este CO2 produs in urma arderii combustilililor, algele

consumand acest poluant important pentru dezvoltarea lor.

Algele folosesc energie nepoluanta energia solara care este importanta in procesul de

fotosinteza.

Dupa ce algele ajung la maturitate ele sunt introduce intr-o instalatie de prelucrare de

unde se obtine uleiul mineral si partea de deseu solid care poate fi folosita ca si ingrasamant.

Uleiul obtinut in urma procesului de extractie din alge este rafinat ,prin procesul de

rafinare se obtine biodiselul si glicerina.

Dupa rafinare combustibilul biodiesel este consumat, acesta producand CO2 care este

consumat de alge.

Avantaje si dezavantaje a combustibilului biodiesel produs din alge

Exista plusuri si minusuri la implementarea extragerii combustibilului din alge, dar totul

suna foarte promitator. Oamenii de stiinta au reusit sa transforme algele in combustibil printr-

un proces care dureaza mai putin de o ora. Pare scenariul ideal: se cultiva un material organic,

se preseaza, se trateaza chimic si se transforma intr-un combustibil curat si eficient. Insa exista

si critici la adresa acestui tip de combustibil.

In primul rand, cultivarea in tancuri deschise este riscanta; temperature apei trebuie sa

fie una precisa si este nevoie sa se pompeze dioxid de carbon in bazine, ceea ce creste riscul de

contaminare. Laboratoarele biodiesel incearca sa resolve aceste problem prin folosirea

sistemelor inchise de cultivare a algelor. Algele trebuie sa fie cultivate in conditii speciale, cu

temperature controlata si necesita un aport de fosfor, care nu se gaseste din abundenta. De

asemenea se discuta despre cultivarea algelor modificate genetic, care ar putea starni o noua

controversa.

Inca nu au fost efectuate teste reale care sa verifice eficientabiodieselului din alge la

masinile actuale. La aceasta ora exista o singura masina care functioneaza cu biodiesel din alge:

Mercedes Benz E320, care a fost testata in SUA. Insa nu au fost emise inca statistici legate de

consum, de emisii, sau de randamentele masinii.

In conditii optime, algele pot fi produse in cantitati uriase, aproape nelimitate. Jumatate

din greutatea algelor este data de uleiul pe care il contin. Dupa extragerea uleiului, resturile

ramase din planta se pot vinde ca furaje bogate in protein pentru animale. Algele sunt culturi

non-alimentare, care indeparteaza cantitati uriase de dioxid de carbon din atmosfera si pot fi

plasate langa alte uzine si central ce polueaza aerul cu CO2, reducandu-le acestora emisiile.

Acest aspect nu este, insa, atat de pozitiv pe cat pare, deoarece in procesul de rafinare a

uleiului din alge exista emisii de CO2, care compenseaza absorbtia lui din faza de cultivare a

algelor. Fiind cultivate in apa, algele nu necesita blocarea unor terenuri agricole atat de

valoroase; in plus, cresc extrem de rapid. Algele absorb, de asemenea, fosforul si azotul din

instalatiile de tratatrea apelor uzate. Amprenta de carbon a combustibilului din alge este de 93

de ori mai mica decat cea a combustibililor clasici, ceea ce este un mare plus pentru mediu.

Daca cercetatorii vor reusi sa resolve toate problemele associate producerii de alge, ele

au potentialul de a schimba modul in care producem uleiul sau combustibilul, dar si felul in care

reducem emisiile de dioxid de carbon din atmosfera.

5. Concluzii

Obiectivul principal îl reprezintă reducerea cantităţii de deşeuri cu 20% în 2010 faţă de

nivelul anului 2000 şi cu 50% până în 2050.

Reciclarea cu plasmă este o tehnologie nouă și este prea deveme pentru a putea spune dacă

beneficiile sale sunt mai multe decât dezavantajele

Dar creșterea continua a consumului, creșterea presiunii asupra mediului, lipsa de

popularitate în rândul comunităților locale ale incinerării, depozitelor de deșeuri, si digestiei,

guvernele sunt obligate să vadă reciclarea cu plasmă ca o soluție relativ curată la o problemă

murdară, care nu va dispărea pur și simplu.

Contopirea procesului de piroliza cu radiatiile microunde reprezinta o metoda moderna prin

care se pot trata mai multe tipuri de deseuri bazandu-ne pe felul in care atragem radiiatiile

catre material.

In functie de compozitia deseului exista posibilitatea de a adauga mai mult sau mai putin

material bogat in carbon.

In cazul in care deseul asupra caruia se doreste a se actiona cu radiatii microunde nu are

suficient carbon, acesta nu va arunge la teperatura de piroliza.

6. Bibliografie

1. http://www.explainthatstuff.com/plasma-arc-recycling.html

2. http://www.advancedplasmapower.com/solutions/our-technology/

3. Antonescu N.-Valorificarea energetică a deşeurilor, Editura Tehnică,

Bucureşti,1988.

4. Apostol T., Mărculescu C.- Managementul deşeurilor solide, Editura AGIR,

Bucureşti, 2006.

5. www.anpm.ro/Mediu/raport_privind_starea_mediului_in_romania.

6. http://www.makebiofuel.co.uk/biofuel-from-algae

7. www.sanramontribune.com

8. http://www.inhabitat.com/2007/10/22/power-your-car-with-algae-algae-

biocrude-by-livefuels/

9. http://ecogenicsresearchcenter.org/biodiesel.htm

10. http://www.reuk.co.uk/Biodiesel-From-Algae.htm

11. http://www.global-greenhouse-warming.com/biodiesel-from-algae.html

12. http://environmentengineering.blogspot.com/2008/03/bio-diesel-

effective-renewable.html