SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie SIB 5002 BM2 Ressurs- og miljøteknikk Avfallshåndtering Prof. II Aage Heie Institutt for vassbygging, NTNU Interconsult ASA Bassengbakken 1, Nedre Elvehavn Tlf. 73 89 60 51 E-post ach@interconsult.com Materialet er stort sett hentet fra kompendiet, kap. 3, 4, 6, 7, og 9. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 1

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering MYNDIGHETENE OG AVFALL Stortingsmeldinger av betydning de siste årene: Nr. 44 (1991-92): Om tiltak for reduserte avfallsmengder, økt gjenvinning og forsvarlig avfallsbehandling. Nr. 8 (1999-2000): Regjeringens miljøvernpolitikk og rikets miljøtilstand. Nr. 24 (2000-2001): Regjeringens miljøvernpolitikk og rikets miljøtilstand. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 2

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering STRATEGIER OG PRINSIPPER FOR AVFALLSBEHANDLING 1. Hindre at avfall oppstår og redusere mengden skadelige stoffer i avfallet. 2. Fremme ombruk, materialgjenvinning og energiutnyttelse av det avfallet som likevel oppstår 3. Sikre en miljømessig forsvarlig sluttbehandling av restavfallet. VIKTIGE PRINSIPPER: “Forurenseren skal betale” “Vugge til grav” “Føre var” SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 3

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering HOVEDMÅL FOR AVFALLSPOLITIKKEN. 1. Utviklingen i generert mengde avfall skal være vesentlig lavere enn den økonomiske veksten. 2. Basert på at mengden avfall til sluttbehandling skal reduseres i tråd med hva som er et samfunnsøkonomisk og miljømessig fornuftig nivå, tas det sikte på at mengden avfall til sluttbehandling innen 2010 skal være om lag 25 prosent av generert avfallsmengde. 3. Praktisk talt alt spesialavfall skal tas forsvarlig hånd om, og enten gå til gjenvinning eller være sikret tilstrekkelig nasjonal behandlingskapasitet. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 4

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 5

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering Virkemidler overfor avfallshåndteringen SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 6

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering MENGDE, SAMMENSETNING OG HÅNDTERING AV AVFALL Total mengde avfall i kommunal renovasjon (SSB 2000) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 7

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering Generert mengde avfall av ulike materialer (SSB 2001 SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 8

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 9

Avfallshåndtering Sammensetningen av norsk husholdningsavfall (Heie m.fl. 1998) Sammensetningen av norsk industriavfall (SSB 2001) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 10

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lagring/ oppsamling Innsamling Omlasting Transport Gjenvinning Resirkulering Kompostering, aerob/anaerob Forbrenning/ FAB Deponering/ fylling Materialer Kompost Evt. gass til energi Energi Foredlet avfalls- brensel (FAB) Gass til energi Husholdninger Industri Jordbruk Forretninger Kontorer Bygning/rivning Institusjoner Hoteller/restau- ranter Skip/havner Osv. AVFALLSHÅNDTERING RENOVASJON BEHANDLING PRODUKTER GENERERING SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 11

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering Fordelingen av kommunalt avfall på behandlingsmetode (SSB 2000). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 12

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 13 Lysark 13

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon System for lagring, innsamling, omlasting og transport av avfall SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 14

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon Beholdere og container for oppsamling av avfall SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 15

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon Automatisk sideinnlaster SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 16

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon Komprimerende biler for henting av avfall fra containere SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 17

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 18

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Renovasjon Liftdumper Roll-on-off, vekselflak Semi-trailer SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 19

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering Karbon- dioksid Oksygen Organisk materiale Vann + Frigitt energi Sollys Fotosyntese Nedbrytning SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 20

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Þ MATERIALRESIRKULERING Kildesortering Sentralsortering Manuell Mekanisk Kombinert kildesortering og sentral sortering Þ NEDBRYTNING Biologisk Deponering i fylling Kompostering - aerob (med luft) Anaerob nedbrytning (kompostering uten luft) Termisk Forbrenning Foredlet avfallsbrensel (FAB) Pyrolyse SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 21

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering GENERELT OM BIOLOGISK NEDBRYTNING Enkle molekyler + energi  Organisk stoff Energien bindes som kjemisk energi Danner grunnlag for hele næringskjeden På her trinn brytes noe ned og noe energi utnyttes og frigis Produktene er enklere forbindelser med lavere energi Eksempel: Når vi spiser mat Tre hovedgrupper nedbrytning: Aerob respirasjon (forbrenning med luft) Anaerob nedbrytning ved fermentering eller gjæring (uten luft) Anaerob respirasjon (uten luft) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 22

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsdeponering Ulemper ved avfallsdeponier Forurenset sigevann Beitende fugler, dyr og insekter Flyveavfall. Utildekket avfall blåser bort og forsøpler omgivelsene Støv. Driften av deponiet med utlegging, kompaktering og overdekking, medfører at avfallet støver. Støy fra kjøretøy og kompaktorer. Dannelse av skadelige stoffer ved brann Utvikling av gasser, luktproblemer SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 23

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsdeponering Oversiktsplan for klargjøring av deponiområde SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 24

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsdeponering Kompaktor for avfallsfylling (Caterpillar,20 tonn, 210 hk) Prinsipp for oppbygging av en avfallsfylling SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 25

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsdeponering Deponigass 60% metan og 40 % karbondioksid Brennverdi: ca. 6 kWh/Nm3 (0,6 liter fyringsolje) 200-500 Nm3/tonn avfall Utvikles over 50-100 år? Metan er 21 ganger sterkere drivhusgass enn karbondioksid Metan er eksplosiv i 5-15% blanding med luft Inneholder sporkomponenter som lukter ille Ønskelig å samle opp og brenne for å spare miljøet og for å utnytte energien SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 26

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsdeponering Prinsippskisse for et deponigassanlegg (Burian-Hansen 1986). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 27

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Utnyttelse av deponigass: Brenning i kjel for produksjon av varmt vann til fjernvarmeanlegg. Dette brukes f.eks. i Trondheim. Brenning i motor som driver en generator for strømproduksjon. Dette brukes f.eks. i Bergen. Overføring til industri som bruker gassen til oppvarming i produksjonen eller til produksjon av prosessdamp. Dette gjøres f.eks. i Sarpsborg. Oppkonsentrering av metan for bruk som drivstoff i biler. Denne løsningen er utredet, men enda ikke i bruk i Norge. Bruk som husholdningsgass til koking og oppvarming. Dette er kun aktuelt på steder hvor den allerede bruker gass i husholdningene og har et gassdistribusjonssystem. Dette var vanlig mange steder i Norge inntil på 50-60-tallet, men alle er nedlagt. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 28

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Hensikt Oppnå et stabilt sluttprodukt - jordforbedringsmiddel Ønske om å redusere mengden våtorganisk (hovedsakelig matavfall) til deponering Prosess Mikrobiell aerob (med luft) prosess for nedbrytning av organisk avfall under kontrollerte betingelser Bare de lettest nedbrytbare, dvs. at sluttproduktet inneholder fibre Frigir energi  temperaturøkning og hygienisering, går fortere enn anaerob nedbrytning SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 29

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall C/N-forholdet: Bør ligge på 25/1 - 35/1. C/P-forholdet: optimalt 75/1 - 150/1. Fuktigheten bør ligge på 50-60 vekt-%. Teoretisk luftbehov pr. tonn tørrstoff: 4-5.000 m3. Temperaturen stiger, gjerne stige til 70oC, og da dør mange skadelige mikroorganismer. Visse antibiotikaproduserende gjærsopper trives ved rundt 55oC, bidrar til hygienisering. Surhetsgraden, pH, bør ligge nær nøytralt. Partikkelstørrelse Strukturmateriale SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 30

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Alternativer Reaktorkompostering (Trommelreaktor, Container/silo-reaktor, Tunnelreaktor, Bingereaktor) Rankekompostering Hjemmekompostering Prinsippskisse for en trommelreaktor (Gundersen 1980) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 31

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Eksempel på trommelkompostering(Christensen 1997). Trommelen (5) kan være 40 m lang og ha diameter på 4 m. Oppholdstid på ca. 2 døgn. Krever etterkompostering eller modning. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 32

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Eksempel på bingekompostering (Inka-prosessen) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 33

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Vending, lufting og forflytning av kompostranker (Bühler). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 34

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Eksempel på rankekompostering (Christensen 1997) For eksempel 2 m høye, 4 m brede. 1 ranke dekker 1 ukes produksjon, dvs. 20-50 meter lange. 15-20 uker, deretter ettermodning i 2-3 måneder SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 35

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Avfallshåndtering Eksempel på rankekompostering hos IRIS (Interkommunalt renovasjonsselskap for Salten-regionen). Rankene komposteres under tak og vendes, blandes og luftes med vendemaskinen som kjører over rankene. Foto: Aage Heie SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 36

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallshåndtering Eksempel på rankekompostering hos IRIS (Interkommunalt renovasjonsselskap for Salten-regionen). Etterkompostering i haug med tvungen lufting og sikting av ferdig kompost i trommelsikt med 20 mm åpning. Foto: Aage Heie SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 37

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Forbehandling Magnetseparering Neddeling Blanding/homogenisering/ strukturmateriale Sikting Justering av H2O, C/N og pH Sikrer god struktur og optimal O2-tilførsel Forkompostering Omsetning av det lettest nedbrytbare Temperaturstigning Varer 2-4 uker Reaktor eller åpent system Etterkompostering Stabilisering av det tyngst nedbrytbare Temperaturen synker Varer uker - måneder Vanligvis i åpent system Etterbehandling Neddeling, sikting og pakking SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 38

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Kompostering av avfall Hjemmekompostering Varmkompostering: Krever isolert beholder og nøye pass Kaldkompostering: Best egnet til vegetabilsk kjøkkenavfall og hageavfall, stopper som regel opp om vinteren. Markkompostering: En tilsetter spesielle marker som formerer seg og fordøyer avfallet, samtidig som mikrobiologisk nedbrytning også skjer til en viss grad. Temperaturen er som regel lavere enn ved varmkompostering. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 39

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Avfallsforbrenning Nedbrytning med luft (aerob) av organisk materiale ved høy temperatur Fordeler: Rask prosess (minutter) Vekt- og volumreduksjon (typisk hhv. 80 og 97%) Krever lite areal Destruksjon av skadelige materialer Sterilt og stabilt restprodukt Energiutnyttelse Ulemper Ressursvennlig vs. Gjenvinning Renserester må håndteres som spesialavfall Utslipp til luft Støy i nærområdet SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 40

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning - de 3 T’er Tid: Oppholdstiden for avfallet i anlegget må være lang nok til at alt avfallet blir varmet tilstrekkelig opp slik at utbrenningen blir fullstendig og det bare er uorganisk materiale igjen. Oppholdstiden av gassene i forbrenningskammeret må være lang nok til at alle gasskomponentene blir oksidert. Vanligvis dimensjoneres kammeret til en oppholdstid på 2 sekunder. Temperatur: Denne må bli høy nok til at oksidasjonen i gassfase skjer slik at en oppnår fullstendig forbrenning til karbondioksid og vann. Turbulens: Det er viktig med god blanding mellom gassene og oksygenet i brennkammeret, for å få fullstendig oksidasjon. SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 41

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning 100 kg avfall 600 kg luft 77 kg CO2 og H2O 25 kg vann med 0,7 kg klorid 0,7 kg filterstøv 0,06 kg filterkake 22 kg bunnaske 550 kg luft med redusert oksygen Heimdal Varmesentral Materialbalanse over forbrenningsanlegget på Heimdal Varmesentral. Dette er en ristovn med elektrofilter og gassvasking med etterfølgende vannrensing. Kapasitet ca. 90.000 tonn/år kommunalt avfall. (TEV Fjernvarme 2000). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 42

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Hvirvelsjiktovn Roterovn SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 43

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Heimdal Varmesentral - Trondheim energiverk SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 44

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Energiutnyttelse: Boligoppvarming gjennom fjernvarme Prosessdamp til industri Elektrisitetsproduksjon Utslipp til luft Støv Organiske forbindelser i gass eller dampform Hydrogenklorid (HCl) Hydrogenfluorid (HF) Svoveldioksid (SO2) Nitrøse gasser (Nox) Dioksiner og furaner Kadmium (Cd) og thallium (Tl) Kvikksølv (Hg) Antimon (Sb), arsen (As), bly (Pb), krom (Cr), kobolt (Co), kobber (Cu), mangan (Mn), nikkel (Ni) og vanadium (V) Karbonmonoksid (CO) SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 45

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Sortering av bunnaske fra Heimdal Varmesentral SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 46

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning 1. Tømming av forbehandlet brensel til silo med undertrykk 2 / 3. Transport av brensel til innmaterkammer 4. Kontrollert forbrenning i primær- og sekundærkammer 5. Produksjon av damp/hett vann 6. Tilsetting av kalk og karbon, tørr-rensing av røykgass 7. Utslipp av renset røykgass til luft 8. Styrings-, regulerings- og overvåkingssystem 9. Oppsamling av bunnaske. Energos http://www.energos.com/index1.asp SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 47

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning Organic Power http://www.organicpower.com/ SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 48

SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Avfallsforbrenning 1988: 23% av avfallet som ble brent i USA var som RDF (FAB - Foredlet Avfalls-Brensel). I Norge: ca. 10 000 tonn/år av totalt 500 000 tonn/år (ca. 2%). SIB5002 BM 2. Avfall (1). Aage Heie Lysark 49