Poloautomatické odtřiďování SKO

S narůstajícími požadavky na míru třídění a recyklace komunálních odpadů je nezbytné začít se zabývat novými způsoby, jak materiálově využít větší podíl komunálních odpadů. Jednou z těchto v Česku doposud opomíjených možností je odtřiďování směsných komunálních odpadů. Ačkoli podle pravidelně prováděných průzkumů veřejného mínění třídí pravidelně komunální odpady přes 70 % občanů ČR, stále je ročně produkováno přibližně 2 miliony tun směsných domovních odpadů (tj. nevytříděných odpadů z domácností). I když se společnost EKO‑KOM dlouhodobě intenzivně snaží motivovat lidi ke třídění odpadů přímo při jejich vzniku, a dlouhodobě tak klesá podíl využitelných složek v domovním SKO, pravidelné rozbory tohoto odpadu ukazují, že se v něm stále skrývá značný potenciál (viz článek o skladbě SKO).

Jak již bylo zmíněno, v ČR v současnosti žádná linka umožňující odtřiďování využitelných složek SKO není provozována. Zcela oprávněně by bylo nerealistické očekávat, že je možné jakýmkoli způsobem odseparovat veškeré materiálově využitelné odpady, které se v SKO vyskytují. Aby tedy mohla být posouzena skutečná účinnost (polo-)automatického dotřiďování SKO a využitelnost této technologie v podmínkách ČR, provedla společnost EKO‑KOM několik měření na polských poloautomatických odtřiďovacích linkách, které již fungují mnoho let.

POLOAUTOMATICKÁ ODTŘIĎOVACÍ LINKA

Poloautomatická odtřiďovací linka je zařízení, která jsou v zahraničí poměrně běžná. Ačkoli mezi nimi mohou být rozdíly, principiálně je možné jejich provoz popsat v několika základních krocích. Protože za účelem ověření funkčnosti této technologie byla navázána spolupráce se dvěma zařízeními v Polsku (KOMART sp. z o.o., Knurów a Zakład Gospodarki Odpadami S.A., Bielsko-Biała), následující odstavce popisují konkrétně tato dvě zařízení.

Je nutné zmínit, že linka v Bielsku-Białe byla postavena v období 2010 – 2012 a patřila k prvním opravdu moderním linkám s možností odtříďování surovin z SKO pro materiálové využití a současně pro dotřídění surovin ze separovaného sběru. Tato linka umožňuje třídění až 16 materiálových komodit a zpracování nerecyklovatelného zbytku na TAP. Záměr odtřídit co nejvíce materiálových komodit byl dán od samého počátku tím, že vlastníkem je město, které prosazuje tento prioritní cíl a podařilo se mu získat celkovou dotaci ve výši 73 % pokrytí celkových investičních nákladů.

Linka v Knurówě je ve vlastnictví soukromé firmy a v roce 2016 byla zcela zásadním způsobem zmodernizována původní mechanická linka na třídění z roku 2009. Na základě kofinancování z Norských fondů znamenala modernizace linky především uplatnění optoelektronických NIR separátorů a balistických separátorů.  Linka nyní odtřiďuje z SKO 13 komodit pro materiálové využití a 2 druhy TAP (vysokokalorickou  a nízkokalorickou frakci) pro energetické využití. Skutečnost zahájení odtříďování nízkokalorické frakce pro energetické využití byla dána zahájením výstavby multipalivového kotle pro spoluspalování TAP s biomasou a černým uhlím finskou společností Fortum v nedaleké teplárně v Zabrze. Tento multipalivový kotel byl uveden do provozu v roce 2018.

Popis procesu nakládání s SKO

Po návozu SKO do vstupní haly je odpad nakladačem převážen do tzv. otevírače pytlů. Toto zařízení sestává z násypky a pomalu se otáčejícího ozubeného válce, který trhá pytle (nebo i krabice či jiné sběrové prostředky), v nichž je odpad lidmi předáván ke svozu, aniž by ovšem docházelo k významnému rozdružování, drcení nebo mletí jednotlivých kusů odpadu.

Foto: násypka na odpad s tzv. otevíračem pytlů

Pásovým dopravníkem je následně odpad přemístěn k první ruční kontrole, jejímž cílem je odstranit kusy objemného odpadu, které by bránily dalším mechanickým procesům při třídění (dráty, kusové železo, elektrošrot, velkorozměrné kusy kartonu a plastových fólií), a neotevřené (nebo nedokonale otevřené) pytle. Zároveň jsou v tomto bodě ručně vybírány skleněné (a případně i keramické a jiné minerální) odpady – zejména skleněné láhve a sklenice a jiné velké kusy skla nebo keramiky.

Poté odpad putuje přes magnetický separátor železných kovů do rotačního bubnového síta. Jedná se o několikastupňové sítování, přičemž nejprve je odpad sítován přes menší otvory, následně přes větší otvory. Pokud jsou použita oka o dvou různých velikostech, jsou tedy získány celkem tři velikostní frakce odpadu. Ze všech tří velikostních frakcí jsou magnetickými separátory vytříděny železné kovy.

Foto: rotační bubnové síto

Nejmenší frakce je následně odvedena na biologickou stabilizaci, kde dojde ke snížení biologické aktivity, a poté je tato frakce uložena na skládku. V současnosti probíhají testy, které odpoví na otázku, jak účinně je možné při biologické stabilizaci této frakce jímat vznikající bioplyn, aby byl bioodpad v co největší míře využit.

Střední frakce putuje po separaci železných kovů na sérii mechanických roztřiďovacích zařízení a optických separátorů. Optické separátory pracují na principu spektroskopie (jmenovitě obvykle v tzv. NIR, near-infrared, pásmu infračervených vlnových délek světla) a umožňují v několika postupných krocích rozlišit, a pomocí vzduchových trysek následně samozřejmě i oddělit, jednotlivé typy plastů (ve smyslu PET, PP, HDPE, PVC apod.), ale také papír nebo nápojové kartony a jiné. Prvně jsou z frakce odděleny plastové odpady, následně mechanické roztřiďovače umožňují např. oddělení plochých odpadů (fólií a jiných plochých plastů) od tzv. 3D odpadů (kelímků, lahví, vaniček atd.). PET láhve jsou roztříděny podle barev také pomocí automatických optických separátorů (pracujících pro změnu ve viditelném spektru světla). Každý takto vytříděný tok druhotné suroviny je následně ještě ručně dotříděn a zbaven případných nezachycených nečistot. Zároveň je pracovníky kontrolována jeho kvalita. Z nedotříděných materiálů je pomocí tzv. Eddy current separátoru (v češtině tzv. vířivé proudy) také odseparován hliníkový odpad a případně i jiné neželezné kovy.

Foto: automatický optický separátor (tzv. NIR spektroskop)

Foto: výsledná ruční kontrola a finální dotřídění získaných druhotných surovin

 

Z té části střední frakce, kterou není možné odtřídit na materiálové využití, je možné připravovat tuhá alternativní paliva (TAP, RDF). Tvoří je převážně materiály, pro které není v současnosti přímý odbyt na materiálové využití. Množství odpadů určených na TAP je předmětem aktuálního nastavení linky, ale samozřejmě i skladby vstupujícího odpadu.

Největší frakce prochází pouze ručním dotříděním. Zejména jsou z ní zužitkovány na materiálové využití kartony a plastové fólie. Z odpadů v této frakci, které není možné materiálově využít, je opět možné vyrábět TAP.

ÚČINNOST LINKY

Jelikož účinnost linky je do jisté míry závislá na skladbě vstupujícího odpadu, bylo nejprve nutné zjistit, zda vzorek dotřiďovaného odpadu odpovídá české skladbě, aby mohla být dále zvažována aplikace na český SKO. Vzhledem k velmi přísným podmínkám pro přeshraniční přepravu odpadů nebylo možné testovat přímo český odpad. Vstupující polský odpad (2 vzorky, každý o hmotnosti přibližně 50 t) byl tedy podroben standardnímu rozboru, jaké EKO‑KOM provádí pravidelně napříč celou ČR. Bylo zjištěno, že odpad vstupující do zařízení v Knurówě opravdu přibližně odpovídá průměrné celorepublikové skladbě SKO v ČR, dotřídění odpadu na tomto zařízení je tedy relevantní hodnotit i pro případný přenos technologie do Česka. Vzorek odpadu vstupujícího do zařízení v Bielsko-Białe (1 vzorek o hmotnosti cca 50 t) skladbě ČR bohužel neodpovídal, tudíž ho je možné použít pouze pro hodnocení účinnosti zařízení, ale nikoli pro možný přenos do podmínek ČR.

Tabulka 1: Porovnání průměrné skladby vzorků analyzovaného SKO v zařízení v Knurówě s průměrnou skladbou SKO v ČR v r. 2018. Hodnoty jsou uvedené v % hm. Zdroj: EKO‑KOM, a.s.

Poté, co byly vzorky odpadu linkou zpracovány, byly zváženy všechny jednotlivé získané výstupy. Z přehledu níže plyne, že v současnosti linka v Knurówě z celku získává přibližně 9 % hm. ze zpracovávaného SKO na materiálové využití. Necelých 5 % hm. pak získává na výrobu TAP. Kromě toho je dalších téměř 30 % hm. odpadu v kvalitě umožňující výrobu TAP, nicméně v současnosti nemá toto konkrétní zařízení nasmlouvané další odběratele, a odpad je tedy společně se zbývajícími cca 60 % hm. ve výsledku určen k odstranění. Skutečná hmotnost odpadu uloženého na skládku je ovšem menší, než by odpovídalo uvedeným přibližně 85 % hm., protože frakce odpadu určená k odstranění nejprve prochází procesem biologické stabilizace a postupně dojde také k jejímu částečnému vysušení.

Oproti Knurówu odtřiďuje zařízení v Bielsko-Białe dokonce 15 % hm. pro materiálové využití.

Tabulka 2: Absolutní účinnost odtřídění SKO poloautomatickou linkou v Knurówě. Hodnoty jsou uvedené v % hm. Zdroj: EKO‑KOM, a.s.

*Požadavek na výhřevnost TAP ze strany cementáren je minimálně 18 MJ/kg a požadavek obsah chlóru se pohybuje v rozmezí 0,5 až 0,8 %. 

**Požadavek na výhřevnost TAP ze strany energetiky je nižší – pohybuje se v rozmezí 12 – 16 MJ/kg a obsah chlóru musí být v souladu s legislativou.

Tabulka 3: Absolutní účinnost odtřídění SKO poloautomatickou linkou v Bielsko-Białe. Hodnoty jsou uvedené v % hm. Zdroj: EKO‑KOM, a.s. 

*Požadavek na výhřevnost TAP ze strany cementáren je minimálně 18 MJ/kg a požadavek obsah chlóru se pohybuje v rozmezí 0,5 až 0,8 %. 

 

Ačkoli se na první pohled může zdát, že množství odpadu získaného pro materiálové využití je velmi malé, je vhodné zhodnotit tento výsledek také z pohledu relativní účinnosti procesu. Tedy z hlediska původního výskytu daného materiálu v SKO. Kvůli značně odlišné skladbě vzorku z Bielsko-Białe oproti průměrné skladbě ČR není pro toto hodnocení vhodný; použity jsou tedy jen výsledky z Knurówa.

V přehledu je vidět, že zařízení v Knurówě bylo schopné odtřídit v průměru 50 % hm. papíru i NK vyskytujících se v SKO. Z PET láhví, které se vyskytovaly v SKO, se podařilo získat přibližně 65 % hm. a z veškerých plastových odpadů pak téměř 30 % hm. Relativní účinnost odtřídění byla nejnižší u skla, protože to je z SKO získáváno manuálně. Naopak odtřídění železných kovů je téměř 100%, protože odtřídění magnetickým separátorem je velmi účinné.

Tabulka 4: Relativní účinnost odtřídění mat. využitelných složek SKO poloautomatickou linkou v Knurówě. Hodnoty jsou uvedené v % hm. Zdroj: EKO‑KOM, a.s.

 

Celkem bylo při stávajícím nastavení linky v Knurówě získáno v průměru více než 30 % hm. materiálově využitelných odpadů, které se v SKO vyskytovaly. Značné rezervy je rozhodně možné vidět v separaci skla. Velkou roli samozřejmě ve výsledné účinnosti zařízení hraje situace na trhu druhotných surovin – bez ohledu na původ a míru předtřídění odpadu se jakémukoli zařízení nevyplatí získávat suroviny, které nemůže dále zobchodovat. Není možné zapomínat na to, že i automatické odtřiďování má své technologické limity – např. v nemožnosti odtřídit malé kousky materiálově využitelných odpadů a zejména bioodpad, který stále tvoří jednu pětinu až jednu čtvrtinu SKO.

KVALITA ZÍSKANÝCH DRUHOTNÝCH SUROVIN

Materiálově využitelné odpady, které obě zkoumaná zařízení v Polsku získávají, nemají nikterak menší kvalitu než odpady získané ze separovaných sběrů. Obě zařízení kromě odtřiďování SKO zároveň provádí také poloautomatické dotřiďování separovaných odpadů (papíru a plastů) a druhotné suroviny získané z obou zdrojů (tj. z SKO i z tříděných odpadů) následně obchodují souhrnně bez ohledu na jejich původ. Jedinou výjimkou jsou fólie a směsný papír, které jsou obchodovány ve dvou třídách kvality (z SKO a z tříděných odpadů).

Foto: papir vytříděný z SKO

 

Foto: HDPE vytříděné z SKO

 

Foto: PET vytříděný z SKO

    

Foto: fólie vytříděné z SKO

 

Foto: AL obaly vytříděné z SKO

   

 

Vzhledem k výše uvedeným výsledkům je zcela zřejmé, že linka na poloautomatické odtřiďování DS z SKO nemůže nahradit oddělený sběr využitelných odpadů. Na druhou stranu musíme akceptovat skutečnost, že jistá část nevytříděného SKO s obsahem dále využitelných odpadů vždy bude existovat. Využít těchto stále dostupnějších technologií, které jsou schopny odtřídit část SKO pro materiálovou recyklaci a zároveň umožňují i dotřídění odděleně sbíraného odpadu má své opodstatnění v regionech,  kde to lokální podmínky dovolují a je ze strany regionů o toto řešení nakládání s komunálními odpady zájem.