unieszkodliwianie odpadów

Unieszkodliwianie odpadów, utylizacja odpadów, likwidacja odpadów – poddawanie odpadów procesom przekształcania biologicznego, fizycznego bądź chemicznego w celu doprowadzenia tych odpadów do stanu nie stwarzającego zagrożenia dla życia lub zdrowia ludzi i środowiska naturalnego. Metody unieszkodliwiania odpadów obejmują metody biologiczne (kompostowanie, fermentacja metanowa), metody termiczne (spalanie, piroliza), metody chemiczne (neutralizacja, utlenianie) oraz metody uzupełniające (składowanie odpadów).

Odpady

Odpady stanowią zużyte, nie nadające się do dalszego wykorzystania przedmioty i substancje stałe oraz ciekłe (nie będące ściekami), które wytwarzane są w gospodarstwach domowych w związku z bytowaniem człowieka (odpady komunalne) bądź stanowią produkty uboczne jego działalności gospodarczej (odpady przemysłowe), głównie przemysłu górniczego, hutniczego i energetycznego. Odpady, niezależnie od pochodzenia, są bardzo uciążliwe dla środowiska naturalnego; są źródłem zanieczyszczenia wód powierzchniowych i gruntowych, gleby oraz powietrza atmosferycznego. Stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka; sprzyjają rozwojowi mikroorganizmów chorobotwórczych (patogenów), często wykazują działanie toksyczne i rakotwórcze.

Odpady komunalne i przemysłowe, zgodnie z hierarchią postępowania z odpadami, są poddawane w pierwszej kolejności procesowi odzysku, który polega na ich przygotowaniu do ponownego użycia bądź, dzięki recyklingowi lub innym metodom odzysku, wykorzystywane są ponownie jako surowce wtórne (np. szkło, papier, plastik, metale żelazne i kolorowe), jako produkty do wytwarzania półfabrykatów (np. tworzywa sztuczne, żużel, popioły lotne) oraz nawozy rolnicze (np. komposty z odpadów komunalnych, odpady przemysłu cukrowniczego), do niwelacji i rekultywacji terenu bądź do wytwarzania paliwa, energii elektrycznej i cieplnej. Odpady, które nie nadają się do ponownego wykorzystania, poddawane są procesowi unieszkodliwiania (utylizacji) i deponowaniu na składowiskach.

Metody unieszkodliwiania odpadów

Unieszkodliwianie odpadów, określane również mianem utylizacji bądź likwidacji odpadów, polega na poddawaniu odpadów nie nadających się do odzysku (ponownego wykorzystania) procesom przekształcania biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia tych odpadów do stanu, w którym nie stwarzają zagrożenia dla życia lub zdrowia ludzi oraz nie są szkodliwe dla środowiska naturalnego. Unieszkodliwianie odpadów obejmuje wstępną segregację, której celem jest ograniczenie ilości odpadów przeznaczonych do utylizacji, oraz szereg metod zależnych od rodzaju, składu, właściwości i podatności odpadów na określony sposób oddziaływania, a także od możliwości finansowych i panujących warunków lokalnych.

Metody unieszkodliwiania odpadów polegają na biologicznym unieszkodliwianiu frakcji organicznej odpadów kompostowanie, fermentacja metanowa); termicznym przekształcaniu odpadów (spalanie, piroliza, przeróbka na paliwo stałe); chemicznej neutralizacji odpadów (zakwaszanie, alkalizowanie) w celu ograniczenia ich szkodliwości; reakcjach utleniania odpadów w celu usunięcia określonych związków o działaniu toksycznym (np. chlorowanie, wapnowanie, ozonowanie, naświetlanie promieniami ultrafioletowymi) oraz składowanie. Głównymi metodami stosowanymi do unieszkodliwiania odpadów są metody biologiczne, metody termiczne i deponowanie odpadów na specjalnie przygotowanych składowiskach.

Biologiczne metody unieszkodliwiania odpadów

Kompostowanie, czyli rozkład organicznej frakcji odpadów przez mikroorganizmy zachodzący w warunkach tlenowych przy odpowiedniej temperaturze i wilgotności, stanowi naturalną metodę unieszkodliwiania organicznych odpadów komunalnych, takich jak skoszona trawa, opadłe liście, resztki owoców i warzyw, odpady drewniane i papierowe. Kompostowanie obejmuje procesy humifikacji, butwienia, murszenia i zwęglania odpadów; w jego trakcie wskutek wysokiej temperatury (˃55°C) wytwarzającej się w rozkładających się szczątkach roślinnych i substancji antybiotycznych produkowanych przez rozwijające się na nich pleśnie niszczone są mikroorganizmy chorobotwórcze. W procesie kompostowania powstaje nawóz organiczny (kompost) oraz nieaktywne biologicznie odpady przeznaczone do składowania.

Fermentacja metanowa, czyli rozkład frakcji organicznej odpadów przez mikroorganizmy anaerobowe zachodzący w warunkach beztlenowych z wydzieleniem metanu, jest naturalną metodą unieszkodliwiania stałych odpadów komunalnych. Fermentacja metanowa składa się z następujących etapów – hydrolizy (rozkładu nierozpuszczalnych związków organicznych do związków prostych rozpuszczalnych w wodzie), acidogenezę (rozkład produktów hydrolizy do krótkołańcuchowych kwasów organicznych, alkoholi, aldehydów, ketonów, dwutlenku węgla i wodoru), octanogenezę (przemianę kwasów organicznych i alkoholi do kwasu octowego, dwutlenku węgla i wodoru) i metanogenezę (wytwarzanie metanu z kwasu octowego bądź na drodze redukcji dwutlenku węgla). Głównym produktem fermentacji metanowej jest paliwo o wysokiej zawartości metanu (biogaz) i nieaktywny biologicznie osad używany jako nawóz organiczny po zastosowaniu wapnowania.

Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów

Spalanie, czyli mineralizacja odpadów, jest termiczną metodą unieszkodliwiania stałych odpadów komunalnych, stałych i płynnych odpadów przemysłowych cechujących się wysokimi właściwościami paliwowymi, palnych odpadów niebezpiecznych oraz odpadów pochodzenia zwierzęcego. Metoda spalania odpadów umożliwia znaczną redukcję ilości odpadów deponowanych na składowiskach oraz ich pełne unieszkodliwienie pod względem sanitarnym; metoda ta pozwala także na odzyskiwanie energii cieplnej wykorzystywanej np. do ogrzewania osiedli mieszkaniowych bądź produkcji energii elektrycznej. Spalanie jest jednak metodą kosztowną (wysokie koszty instalacji i użytkowania urządzeń spalających) oraz szkodliwą dla środowiska (zanieczyszczenie powietrza chlorem, dwutlenkiem siarki, sadzą i lotnymi związkami organicznymi, składowanie toksycznych popiołów o wysokiej zawartości związków mineralnych).

Piroliza, czyli odgazowanie odpadów, polega na termicznym rozkładzie organicznej frakcji stałych lub płynnych odpadów komunalnych lub przemysłowych zachodzącym w wysokich temperaturach (500-800°C) bez udziału tlenu i zewnętrznych czynników utleniających. Proces pirolizy obejmuje suszenie oraz termiczną konwersję odpadów, w wyniku których powstają ich zwęglone pozostałości (koks pirolityczny), palny gaz składający się z wodoru, tlenku węgla, dwutlenku węgla, metanu i lotnych związków organicznych (gaz pirolityczny) oraz substancja płynna (olej pirolityczny). Piroliza jest metodą kosztowną; umożliwia jednak znaczną redukcję ilości odpadów, zaś jej produkty końcowe wykorzystywane są do produkcji paliwa oraz wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej.

Składowanie odpadów

Składowanie odpadów, czyli deponowanie odpadów na specjalnie przygotowanych składowiskach, jest jedną z najpowszechniej wykorzystywanych oraz najtańszych metod unieszkodliwiania odpadów komunalnych, przemysłowych i niebezpiecznych. Składowanie odpadów jest metodą uzupełniającą; na składowiska kierowane są odpady, które z różnych względów nie mogły zostać poddane innym metodom unieszkodliwiania oraz pozostałości po biologicznych i termicznych procesach utylizacji. Odpady na składowiskach deponowane są na powierzchni ziemi lub w wyrobiskach poeksploatacyjnych; zapobieganie ich szkodliwemu oddziaływaniu na środowisko obejmuje m.in. uszczelnianie ścian i podłoża składowiska, drenaż odcieków i gazu wysypiskowego, oczyszczanie ścieków pochodzących ze składowiska, właściwą eksploatację oraz ciągły monitoring wpływu składowiska na środowisko naturalne.