Rola biofiltracji w kontroli emisji gazu składowiskowego w świetle zaleceń dyrektywy UE w sprawie składowania odpadów

• Autorzy: Pawłowska M.

Warianty tytułu

EN

Biofiltration role in landfill gas emission control in light of the EU directive on the landfill of waste

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dyrektywa 1999/31/WE [4] zobowiązuje Polskę do ograniczania ilości materiału podatnego na biodegradację, aż do osiągnięcia w 2020 r., przyjętego w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami (KPGO, 2010), poziomu 35% masy tych odpadów wytworzonych w roku 1995. Redukcja ta będzie następowała poprzez upowszechnienie selektywnej zbiórki i procesów mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów. Jak wskazują badania [1, 2, 10], różnego rodzaju procesy mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów prowadzą do zmniejszenia produkcji biogazu z pozostałej frakcji odpadów w zakresie od 50 do >90%, w stosunku do wartości uzyskiwanej z odpadów nieprzetwarzanych. Można więc przewidywać, że planowane zmiany w gospodarce odpadami spowodują istotne obniżenie potencjału biogazowego odpadów deponowanych na składowiskach, co w znacznym stopniu organiczny możliwość energetycznego wykorzystania gazu składowiskowego. Mimo to problem tworzenia się i emisji gazu ze składowisk nie zostanie rozwiązany. Nawet przy bardzo skutecznych systemach segregacji odpadów pewna ilość materii podatnej na biodegradację nadal trafiać będzie na składowiska [2], przyczyniając się do tworzenia gazowych produktów fermentacji. Jednak sposób utylizacji gazu tworzącego się z odpadów o małej zawartości materii organicznej będzie musiał zostać dostosowany do parametrów ilościowych i jakościowych gazu. Celem pracy jest analiza wpływu wdrożenia zaleceń dyrektywy 1999/31/WE [4], dotyczących obniżenia zawartości materii biodegradowalnej w odpadach, na produkcję gazu składowiskowego oraz ocena możliwości zastosowania biofiltracji jako metody ograniczenia emisji metanu ze składowisk odpadów o niskiej zawartości materii organicznej. W badaniach założono, że zawartość tej materii zostanie obniżona o 65% w stosunku do wartości 489 kg/Mg odpadów, uznanej za stan wyjściowy. Wyliczona na podstawie modelu ilość biogazu produkowanego w poszczególnych latach była podstawą do oszacowania czasu trwania fazy, w której energetyczne wykorzystanie gazu będzie ekonomicznie uzasadnione. W dalszej części pracy oszacowano wielkość złoża metanotroficznego, niezbędnego do usunięcia metanu z gazu składowiskowego, tworzącego się w fazie, gdy produkcja spada poniżej wartości uzasadniającej wykorzystanie energetyczne (50 m3h-1) oraz w fazie, gdy przepływ gazu będzie zbyt niski (<10 m3h-1), aby możliwe było jego spalanie w pochodni.

EN

Legislation of the EU obligates Poland to gradual decrease in deposition of material susceptible to biodegradation, until reaching in 2020 the level of 35% of the organic waste deposited in 1995. This will reduce the biomethanization potential of waste, and significantly limit the possibility of landfill gas use for energy production. So the approach to the problem of landfill gas utilization should be changed. The results of model studies regarding the influence of biodegradable matter content in waste deposited in a hypothetical landfill on gas production were presented in the paper. The multi-phase model of landfill gas production Afvalzorg was used. It was found that 65% of biodegradable matter decline in the waste will shorten the time during which the landfill gas can be used for energy recovery, by about 40%, and lower amounts of the gas by about 70%. The paper also presents biofiltration method for the treatment of landfill gas, formed from the waste with low organic matter content. This method bases on the use of microorganisms for the removal of methane and numerous trace gases that are susceptible to biodegradation during landfill gas flow through the porous filter bed. Microorganisms use these compounds as sources of carbon and energy, which results in a production of simple minerals compounds, such as CO2 and H2O. It was calculated that the area of the biofilter bed (1 m high) necessary to ensure the efficient removal of methane emitted from the landfill (where 900 thousand Mg of waste deposited) ranged from 170 to 1714 m2, depending on gas load and type of filter bed aeration. The largest filter bed is needed in the case of passively aerated biofilter when gas production drops below the level of profitability of energetic use of biogas (below the gas production of 50 m3 h-1), and the smallest in the case of actively aerated biofilter used after flare uninstalling (when the quantity of biogas is below 10 m3h-1).

Słowa kluczowe

PL

biofiltracja; składowanie odpadów; gaz składowiskowy

EN

biofiltration; landfill; landfill gas

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 303--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Pawłowska M.

• Politechnika Lubelska

Bibliografia

• 1. Bockreis, A., Steinberg, I.: Influence of mechanical-biological pretreatments methods on the gas formation in landfills, Waste Manage., 25, 337÷343. 2005.
• 2. De Gioannis G., Muntoni A., Cappai G., Milia S.: Landfill gas generation after mechanical biological treatment of municipal solid waste. Estimation of gas generation rate constants. Waste Manage., 29(3), 1026÷1034. 2009.
• 3. Devinny J.S., Deshusses M.A. Webster T.S.: Biofiltration for air pollution control. Lewis Publishers Boca Raton, New York 1999.
• 4. Dyrektywa 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 w sprawie składowania odpadów, Dziennik Urzędowy Wspólnot Europejskich L.182/1
• 5. Ettala M., Väisänen R.: New technology to enhance methane oxidation at landfills. In: Second Intercontinental Landfill Research Symposium. Asheville NC, USA 13÷16 October 2002.
• 6. Einola J., Sormunen K., Lensu A. Leiskallio A., Ettala M., Rintala J.: Methane oxidation at a surface-sealed boreal landfill. Waste Manage., 29, 2105÷2120. 2009.
• 7. Gebert J., Gröngröft A., Miehlich G.: Kinetics of microbial landfill methane oxidation in biofilters. Waste Manage., 23, 609÷619. 2003.
• 8. Huber-Humer M.: Dwindling Landfill Gas – Relevance and Aftercare Approaches. In: Waste matters. Integrating views (Lechner P., ed.), 2nd BOKU Waste Conference 2007, Facultas Verlags- und Buchhabdels AG, Austria 2007.
• 9. Krajowy plan gospodarki odpadami 2010, M.P.2006.90.946.
• 10. Manfredi S., Christensen T.H., Scharff H., Jacobs J.: Environmental assessment of low-organic waste landfill scenarios by means of life-cycle assessment modelling (EASEWASTE). Waste Manage. Res., 28(2), 130÷140. 2010.
• 11. Manna L, Zanetti M.C., Genon G.: Modeling biogas production at landfill site. Resou., Conserv. Recy., 26(1), 1÷14. 1999.
• 12. Pawłowska M.: Usuwanie metanu z gazu składowiskowego w biofiltrach metanotroficznych, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol. 63, Lublin 2010.
• 13. Sanders W.T.M., Veeken A.H.M., Zeman G, van Lier J.B.: Analysis and optymisation of the anaerobie digestion of the organic fraction of municipal solid waste. In: Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes (Mata-Alvarez J. Ed.), 63÷89, IWA Publishing. 2003.
• 14. Scharff H., Jacobs J.: Applying guidance for methane emission estimation for landfills. Waste Manage., 26, 417÷429. 2006.
• 15. Stachowitz W.: 15 years of experience in the field of landfill gas disposal, standards, problems, solutions and procedures. Proc. Sardinia 2001, Eighth International Landfill Symposium (Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R., eds.), Margherita di Pula, Italy, Vol. II, 601÷611, CISA Environmental Sanitary Engineering Centre, Cagliari, Italy.
• 16. Stein V.B., Hettiaratchi J.P.A.: Methane oxidation in three Alberta soils: Influence of soil parameters and methane flux rate. Environ. Technol., 22, 101÷111. 2001.
• 17. Streese J. Stegmann R.: Microbial oxidation of methane from old landfills in biofilters. Waste Manage., 23(7), 573÷580, 2003.
• 18. Wytyczne dotyczące rozliczania obowiązku w zakresie ograniczania ilości składowanych opadów komunalnych ulegających biodegradacji (wg stanu prawnego na dzień 15.XII. 2008), Ministerstwo Środowiska.