Tlenowa biostabilizacja odpadów komunalnych

Odpady komunalne, z racji swojego pochodzenia oraz organicznej natury, potencjalnie stanowią źródło oddziaływania na środowisko.
W wyniku rozkładu materii organicznej wydzielać się mogą różnorodne substancje, od prostych związków takich jak
ditlenek węgla, metan, tlenek węgla, amoniak, siarkowodór, woda, po bardziej złożone, w tym kwasy organiczne,
alkohole, aldehydy, różnego typu lotne związki organiczne i inne. Wiele z tych substancji powodować może uciążliwości odorowe,
a także zagrożenia dla środowiska, życia i zdrowia ludzi. Stąd też dąży się do tego, aby ograniczać składowanie odpadów
ulegających biodegradacji. Jednym z alternatywnych rozwiązań jest zastosowanie biostabili-zacji w warunkach tlenowych.
W Polsce biostabilizacja odpadów komunalnych stanowi główny filar systemu gospodarki odpadami.
Jest to najczęściej stosowana metoda przygotowania odpadów do bezpiecznego dla środowiska składowania.
Stąd też uzasadnionym jest przedstawienie zagadnień dotyczących znaczenia biostabilizacji odpadów w systemie
gospodarki odpadami, a także uwarunkowań projektowania i eksploatacji instalacji biologicznego przetwarzania odpadów.
Gospodarka odpadami, jako jeden z elementów szeroko pojętej inżynierii środowiska, obejmuje rozbudowaną wiedzę
dotyczącą zasad gospodarowania odpadami, hierarchii postępowania z odpadami, definicji odpadów, ich podziału i klasyfikacji,
a także ich właściwości, produkcji oraz ponownego wykorzystania. W gospodarce odpadami omówić można również zagadnienia
związane z logistyką, w tym gromadzenie (zbiórka nieselektywna, selektywna, zorganizowana, niezorganizowana,
rodzaje pojemników, ...), systemy transportu odpadów (wymienny, niewymienny, transport pneumatyczny, hydrauliczny,
transport na duże odległości, stacje transferowe, ...) oraz magazynowanie (przed unieszkodliwianiem, przed odzyskiem,
przygotowanie odpadów do magazynowania, urządzenia prasujące, owijające, ...). Elementami gospodarki odpadami są też
różnorodne techniki i technologie przetwarzania, obejmujące odzysk, w tym recykling i zagadnienia związane z utratą
statusu odpadu (recykling materiałowy, recykling surowcowy, recykling organicz-ny, ...), oraz unieszkodliwianie.
W ramach przetwarzania stosowane są różnorodne procesy, w tym mechaniczne (ręczne sortowanie, separacja optyczna,
pneumatyczna, balistyczna, magnetyczna, indukcyjna, prasowanie, owijanie, rozdrabnianie, przesiewanie, ...),
biologiczne (procesy rozkładu materii organicznej w warunkach tlenowych i beztlenowych), termiczne przekształcanie
(spalanie, zgazowanie, piroliza). Procesy te mogą być ze sobą łączone, jak to ma miejsce w przypadku
mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów (MBP).

Spis treści:

Przedmowa 7 
Wyjaśnienia 13 
Spis stosowanych skrótów, oznaczeń i symboli 13 
1. Gospodarka odpadami — wprowadzenie do biostabilizacji odpadów . 21 
2. Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów 30 
2.1. Ogólna charakterystyka 30 
2.2. Uwarunkowania prawne 36 
2.2.1. Spełnienie kryteriów najlepszej dostępnej techniki . . . 36 
2.2.2. Spełnienie kryteriów ustawy prawo ochrony środowiska . . . 40 
2.2.3. Spełnienie wymagań rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie mechaniczno-biologicznego 
przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych 41 
3. Biostabilizacja tlenowa odpadów komunalnych 45 
3.1. Wprowadzenie 45 
3.2. Charakterystyka 46 
3.2.1. Fazy procesu 47 
3.2.2. Przebieg procesu w ujęciu mikrobiologicznym ... . 47 
3.2.3. Podstawowa charakterystyka czynników wpływających na biostabilizację odpadów 50 
3.2.3.1. Mikroorganizmy odpowiedzialne za biostabilizację tlenową odpadów 50 
3.2.3.2. Czynniki oddziałujące na mikroorganizmy . . . 52 
4. Wskaźniki stopnia stabilizacji odpadów komunalnych 65 
4.1. Ogólna charakterystyka wskaźników 65 
4.2. Charakterystyka i znaczenie pomiaru aktywności oddechowej - AT4 . 66 
5. Obliczenia efektywności masowej instalacji MBP oraz parametrów technologicznych reaktorów 
do biostabilizacji odpadów komunalnych . 71 
5.1. Modelowanie efektywności masowej MBP odpadów komunalnych w zależności 
od przyjętej konfiguracji technologicznej . . 71 
5.1.1. Rodzaje analizowanych instalacji 71 
5.1.2. Założenia modelu bilansu masowego instalacji MBP odpadów . . . 74 
5.1.3. Wyniki modelowania bilansów masowych instalacji MBP . . . . • 78 
5.1.4. Podsumowanie modelowania bilansów masowych instalacji MBP . • 90 
5.2. Projektowanie bioreaktorów do biostabilizacji tlenowej odpadów komunalnych 90 
6. Modelowanie biostabilizacji tlenowej odpadów 96 
6.1. Wprowadzenie 96 
6.2. Modelowanie bioreaktorów z wymuszanym napowietrzaniem . 97 
6.2.1. Założenia do bilansu ciepinego 97 
6.2.2. Założenia do bilansu masy 99 
6.2.3. Parametry modelu 100 
6.2.4. Zgodność modelu z danymi eksperymentalnymi 105 
6.3. Modelowanie biostabilizacji odpadów w pryzmach przerzucanych . . 108 
6.3.1. Budowa modelu BioDuCOM 109 
6.3.2. Modelowanie transportu ciepła i masy 111 
6.4. Wykorzystanie modelowania matematycznego w obliczeniach projektowych i eksploatacyjnych biostabilizacji odpadów 118 
6.4.1. Symulacja przebiegu procesu biostabilizacji odpadów komunalnych w reaktorze laboratoryjnym 118 
6.4.2. Obliczenia kinetyki rozkładu materii organicznej w warunkach operacyjnych 142 
6.4.3. Modelowanie bilansu masy procesu biostabilizacji - przykłady obliczeń wstępnych 145 
6.5. Podsumowanie 157 
7. Sterowanie i eksploatacja procesu biostabilizacji odpadów 159 
7.1. Wprowadzenie 159 
7.2. Kontrola wsadu do reaktora 160 
7.2.1. Kontrola jakości odpadów 160 
7.2.2. Magazynowanie wsadu 164 
7.3. Działania przygotowawcze w bioreaktorze po jego napełnieniu odpadami 164 
7.4. Postępowanie w trakcie procesu biostabilizacji w bioreaktorze . 165 
8. Podsumowanie 173 
9. Piśmiennictwo 176 
Abstract 183 
Streszczenie 184