W artykule przybliżono charakterystykę frakcji nadsitowej wytwarzanych w regionalnych instalacjach przetwarzania odpadów komunalnych. W lipcu 2013 roku wprowadzono zmiany do ustawy o czystości i porządku w gminie, które wdrożyły w Polsce nowy model gospodarki odpadami komunalnymi oparty na mechaniczno-biologicznym ich przetwarzaniu. Podstawowym elementem tego systemu są sortownie odpadów komunalnych, które są obecnie źródłem wytwarzania frakcji nadsitowej posiadającej własności paliwowe. Dla potrzeb rozpoznania jej właściwości autorzy artykułu przeprowadzili badania własne koncentrujące się na rozpoznaniu podstawowych własności energetycznych frakcji nadsitowej w poszczególnych sezonach roku wraz z rozróżnieniem rodzajów zabudowy. Przeprowadzono badania składu morfologicznego dla potrzeb określenia koncentracji frakcji energetycznych. Przeanalizowano stabilność jakościową strumienia frakcji nadsitowej pod względem możliwości energetycznego zagospodarowania w instalacjach termicznego przekształcania odpadów. Badania składu morfologicznego wykazały podwyższoną koncentrację frakcji energetycznych (papier, tworzywa sztuczne, tekstylia) w stosunku do zmieszanych odpadów komunalnych. Jednocześnie badania własności energetycznych wskazują na podwyższoną standaryzację energetyczną tej frakcji w rozkładzie czasowym (pory roku) oraz rozkładzie przestrzennym (zróżnicowany rodzaj zabudowy). Badania wykazały, że wartość opałowa w zbadanych próbkach zawiera się w przedziale 18,1–23,5 MJ/kg, gdzie wartość średnia wynosi 21,5 MJ/kg. Udział popiołu zawiera się natomiast w przedziale 11,8–24,1%, a udział części palnych 67,6–77,5%. Dobre własności paliwowe oraz standaryzacja jakościowa strumienia wskazują na możliwość stosowania rozwojowych technologii zgazowania odpadów zgodnie z nowymi przepisami dyrektywy IED (Dyrektywa 2010). Technologia zgazowania, produkcja syngazu i jego spalanie w silnikach tłokowych małej mocy stanowią obecnie interesującą alternatywę dla klasycznych instalacji termicznego przekształcania odpadów opartych na technologii spalania wpisując się w rozwój instalacji RIPOK i potrzebę wdrażania gospodarki w obiegu zamkniętym.
For a very long period of time, Polish waste management was based mainly on landfilling at landfills, which had a negative impact on the surrounding environment. The EU requirements for the Member States have led to a revolution in Polish legislation on waste management and local governments have become responsible for creating local waste management systems that will affect the achievement of EU targets. One of the solutions undertaken by several municipalities is the construction and operation of a municipal waste thermal treatment installation, which not only reduced the amount of waste deposited, but also supported the local power industry by generating electricity and heat. The emission standards for installations producing energy from waste, as in the case of conventional power plants and combined heat and power plants, are very strict, therefore, the continuous monitoring of emitted pollutants is carried out, and waste gas treatment systems are developed based on the best available techniques (BAT). The article presents emission standards applicable to waste incineration plants, including duties in the field of the environment, as well as issues related to the installation as a source of energy. In addition, the currently functioning waste incineration plants in Poland have been briefly characterized, and development plans in this area in the country have been described.
Spalanie odpadów komunalnych w domowych piecach to problem, z którym boryka się wiele polskich samorządów. Zarządzanie procesami zwalczania i zapobiegania tym zjawiskom jest niezwykle trudne, ponieważ przepisy prawne oraz wymagania jednostek samorządu terytorialnego są niejednoznaczne. Kolejnym istotnym problemem jest stosowanie różnego rodzaju dodatków do paliw stałych. Często dodatki te, pomimo wysokich walorów energetycznych, nie powinny zostać poddane procesowi spalania przez indywidualnych użytkowników z powodu warunków technicznych procesu spalania w indywidualnych urządzeniach grzewczych. Z punktu widzenia użytkownika przy obowiązujących uwarunkowaniach prawnych nie ma możliwość zweryfikowania składu paliwa na etapie zakupu. Podjęta w artykule tematyka wskazuje na przyczyny zjawiska i podkreśla potrzeby wdrożenia modelu identyfikacji. W pracy szczegółowo omówiono diagnozę aktualnej sytuacji w zakresie interesariuszy przedsięwzięcia z uwzględnieniem ich potrzeb, oczekiwań przy uwzględnieniu obowiązujących przepisów prawnych. W artykule wskazano możliwości w zakresie potencjalnych technik identyfikacji domieszek w materiałach opałowych, co pozwoli uzyskać skuteczne narzędzie jednoznacznie określające skład i czystość materiału opałowego oraz co istotniejsze produkty ich spalania. Ponadto przeanalizowano techniki umożliwiające weryfikację spalania i/lub współspalania odpadów komunalnych przez indywidualne urządzenia grzewcze, podkreślając wybrane modele koncepcji. W pracy wskazano na istotny element wdrożenia, którym jest ocena skuteczności. Zakłada się, iż z punktu widzenia założonego celu i przeprowadzonej analizy otoczenia wdrożenia zarówno po stronie interesariuszy, jak i wymagań prawnych, zaproponowany model koncepcji będzie skutecznym elementem poprawy jakości powietrza w zakresie eliminacji procederu nielegalnego spalania, termicznego przekształcania odpadów komunalnych przez użytkowników palenisk domowych oraz wskazania, czy paliwo stałe stosowane do spalania nie stanowi mieszaniny paliwa legalnego z dodatkami nieznanego pochodzenia.
The utilization of mining waste is an important problem in Poland and Ukraine. The article presents one of the variants of waste mining in the quarry in Płaza. An analysis of the resource base of the deposit and their location at the area of Płaza deposit is carried out. The Płaza deposit is located in the western part of the Małopolskie province, in the entire Chrzanów commune. The Płaza deposit is constructed of Middle Triassic carbonates represented by the limestone-dolomite Olkusz Formation and the limestone-marlized Gogolin Formation. The deposit series lies on the dolomites of Röt age (Lower Triassic – Olenekian). The most valuable raw material was the pure limestone from the lower part of the Olkusz Formation, now almost completely exploited. The article presents the current state of mineable reserves of the deposit and their quality (chemical and physical characteristics). Moreover the article shows potential consumers of raw material and the possibility of extending the life of the mine work. According to the results of the environmental monitoring the ground and hydrogeological conditions were evaluated, the results of which allowed a more efficient use of the existing quarry area for mining waste disposal to be proposed. The paper presents a conceptual waste transport scheme, planned distribution and compaction of wastes belonging to the first, second and third group and then a surface reclamation. In view of the absence of similar decisions analogs, the consideration of the open-pit as a one solid geomechanical system functioning under the conditions of uncertainty is suggested. In order to examine the dynamics of the waste compaction process, some measures are foreseen to constantly observe their subsidence. The proposed measures for the synchronous disposal of mining waste in the worked-out area of the open-pit and the simultaneous mining operation in the quarry will allow the life cycle of the open-pit to be prolonged for 15–20 years.
W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych drobnoziarnistych odpadów wydobywczych wzmocnionych cementem. Badania wykonano w celu sprawdzenia ich przydatności do modernizacji istniejących obwałowań przeciwpowodziowych rzeki Wisły na km 87+600 – 103+000. Zaproponowano modernizację wału przez podwyższenie, za pomocą mieszanki odpadów wydobywczych i cementu portlandzkiego. Dla zaproponowanej konstrukcji przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych współczynnika stateczności w programie MIDAS GTS N X dla podstawowego układu obciążeń oraz wyjątkowego układu obciążeń. Modelowano również sposób przepływu wody w korpusie wału podczas fali wezbraniowej o prawdopodobieństwie wystąpienia 0,1%. Do badań wykorzystano odpad wydobywczy o uziarnieniu od 0 do 2,0 mm z Zakładu Górniczego Sobieski we wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. O dpad ten powstaje w wyniku przeróbki węgla. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych w L aboratorium Katedry Współdziałania Budowli z Podłożem Politechniki Krakowskiej. Wyznaczono właściwości fizyczne i mechaniczne odpadów pobranych z hałdy oraz tych samych odpadów wzmocnionych spoiwem cementowym. Wzmocnienie odpadów wydobywczych zastosowanych w modernizacji wału przeciwpowodziowego miało na celu zmniejszenie degradacji materiału pod wpływem warunków atmosferycznych oraz czynników mechanicznych.
O odpadach, paliwach i stanie powietrza mówi prof. dr hab. inż. Czesława Rosik-Dulewska z Instytutu Podstaw Inżynierii Środowiska PAN i Katedry Ochrony Powierzchni Ziemi Uniwersytetu Opolskiego.
Municipal waste management has been an area of special interest of the European Commission (EC) for many years. In 2018, the EC pointed out issues related to municipal waste management as an important element of the monitoring framework for the transition towards a circular economy (CE), which is currently a priority in the economic policy of the European Union (EU). In the presented monitoring framework, 10 CE indicators were identified, among which issues related to municipal waste appear directly in two areas of the CE – in the field of production and in the field of waste management, and indirectly – un two other areas – secondary raw materials, and competitiveness and innovation. The paper presents changes in the management of municipal waste in Poland in the context of the implementation of the CE assumptions, a discussion of the results of CE indicators in two areas of the CE monitoring framework in Poland (production and waste management), and a comparison of the results against other European countries.
In Poland, tasks related to the implementation of municipal waste management from July 1, 2013 are the responsibility of the municipality, which is obliged to ensure the conditions for the system of selective collection and collection of municipal waste from residents, as well as the construction, maintenance and operation of regional municipal waste treatment installations (RIPOK). The municipality is also committed to the proper management of municipal waste, in accordance with the European waste management hierarchy, whose overriding objective is to prevent waste formation and limiting its amount, then recycling and other forms of disposal, incineration and safe storage. The study analyzed changes in the value of two selected CE indicators, i.e. (1) the municipal waste generation indicator, in the area of production and (2) the municipal waste recycling indicator, in the area of waste management. For this purpose, statistical data of the Central Statistical Office (GUS) and Eurostat were used. Data has been presented since 2014, i.e. from the moment of initiating the need to move to the CE in the EU. In recent years, there has been an increase in the amount of municipal waste generated in Poland as well as in the EU. According to Eurostat, the amount of municipal waste generated per one inhabitant of Poland increased from 272 kg in 2014 to 315 kg in 2017. It should be noted that the average amount of municipal waste generated in Poland in 2017 was one of the lowest in EU, with a European average of 486 kg/person. Poland has achieved lower levels of municipal waste recycling (33.9%) than the European average (46%). The reason for Poland’s worse results in the recycling of municipal waste may be, among others, the lack of sufficiently developed waste processing infrastructure, operating in other countries such as Germany and Denmark, and definitely higher public awareness of the issue of municipal waste in developed countries. Municipal waste management in Poland faces a number of challenges in the implementation of GOZ, primarily in terms of achieving the recycling values imposed by the EC, up to a minimum of 55% by 2025.
A study was undertaken to investigate the effects of crumb rubber on the strength and mechanical behaviour of Rubberized cement soil (RCS). In the present investigation, 26 groups of soil samples were prepared at five different percentages of crumb rubber content, four different percentages of cement content and two different finenesses of crumb rubber particle. Compressive strength tests were carried out at the curing age of 7 days, 14 days, 28 days and 90 days. The test results indicated that the inclusion of crumb rubber within cement soil leads to a decrease in the compressive strength and stiffness and improves the cement soil’s brittle behaviour to a more ductile one. A reduction of up to 31% in the compressive strength happened in the 20% crumb content group. The compressive strength increases with the increase in the cement content. And the enlargement of cement content is more efficient at low cement content.
This publication presents an assessment of the economic efficiency of a hypothetical installation for the gasification of the municipal and industrial waste for the production of syngas used subsequently for the production of energy or chemical products. The first part of the work presents an example of a technological system for the energo-chemical processing of coal mud and municipal waste, based on the gasification process using a fluidized bed reactor. A hypothetical installation consists of two main blocks: a fuel preparation unit and a gasification unit. In the fuel preparation installation, reception operations take place, storage, and then grinding, mixing, drying and transporting fuel to the gasification unit. In the gasification installation, fuel gasification, oxygen production, cooling and purification of raw process gas and ash treatment are carried out. The following key assumptions regarding the gasification process, as well as the capital expenditures and operating costs related to the process, were estimated. Consequently, based on the method of discounted cash flows, the unit cost of generating energy contained in the synthesis gas (cost of energy, COE) was determined and the results were interpreted. In order to obtain an acceptable efficiency of the gasification process for waste fuels for the production of alternative fuel (process gas), it is necessary to supplement the mixture of waste coal and coal mud with the RDF. In this case, the unit cost of fuel measured by the PLN/GJ index is lower than in the case of hard coal and comparable with brown coal. The use of coal mud for the production of process gas in an economically efficient way is possible only in the case of changes in the legal system allowing for charging fees for the utilization of industrial waste – coal mud.
In the process of determining the content of impurities, including fossil fuels, crude oil, coke, pitch, plastics, glass, slag, rust, metals, and rock dust, in charcoal and wood briquettes via microscopic examination, the question of the use of ashes from the combustion of grill fuels (taking the scale of the new national sport into account, commonly referred to as „weekend grilling”) was raised. Another reason for addressing this issue was the question regarding the use of organic additives to acidified soil (mineral) fertilizers submitted by one of the clients of the bituminous coal and reservoir rocks analysis laboratory. In addition, the manufacturer of gardening soil has also expressed an interest in an unconventional deacidifying agent; the introduction of a new product with a unique ingredient is considered as a chance to stand out from the competition. A review of the literature shows that attempts to use ashes obtained from the biomass combustion in power boilers have been made. However, due to the biomass composition and additives and pollutants used in biomass for energy purposes, the production of such mixtures has been dropped. Based on the data from numerous samples of grill fuel, which meet the requirements regarding the content of impurities set out in the PN-EN 1860-2 standard, the question of the possible use of ash obtained from charcoal and wood briquette grilling as a component for use in the production of acidified soil (mineral) fertilizers was discussed. The article will present the amount of material obtained based on the statistical sales of barbecue fuels based on the experimentally calculated ash mass resulting from the combustion of 1 kg of starting material. In addition, a logistic proposal for obtaining ash from individual grill users will be developed. On the day of the submission of the present work, the results of the chemical analysis of charcoal and wood briquettes subjected to the gasification process have not yet been obtained. However, based on the microscopic analysis, it can be concluded that the content of impurities in the examined samples is highly unlikely to prevent the use of the mentioned ashes in agriculture.
The new legislative provisions, regulating the trade in solid fuels in our country, draw attention to the need to develop and improve methods and methods of managing hard coal sludge. The aim of the work was to show whether filtration parameters (mainly the permeability coefficient) of hard coal sludge are sufficient for construction of insulating layers in landfills at the stage of their closing and what is the demand for material in the case of such a procedure. The analysis was carried out for landfills for municipal waste in the Opolskie, Śląskie and Małopolskie provinces. For hard coal sludge, the permeability coefficient values are in the range of 10–8–10–11 m/s, with the average value of 3.16 × 10–9 m/s. It can be concluded that this material generally meets the criteria of tightness for horizontal and often vertical flows. When compaction, increasing load or mixing with fly ash from hard coal combustion and clays, the achieved permeability coefficient often lowers its values. Based on the analysis, it can be assumed that hard coal sludge can be used to build mineral insulating barriers. At the end of 2016, 50 municipal landfills were open in the Opolskie, Śląskie and Małopolskie Provinces. Only 36 of them have obtained the status of a regional installation, close to 1/3 of the municipal landfill are within the Major Groundwater Basin (MGB) range. The remaining storage sites will be designated for closure. Assuming the necessity to close all currently active municipal waste landfills, the demand for hard coal sludge amounts to a total of 1,779,000 m3 which, given the assumptions, gives a mass of 2,704,080 Mg. The total amount of hard coal sludge production is very high in Poland. Only two basic mining groups annually produce a total of about 1,500,000 Mg of coal sludge. The construction of insulating layers in landfills of inert, hazardous and non-hazardous and inert wastes is an interesting solution. Such an application is prospective, but it will not solve the problem related to the production and management of this waste material as a whole. It is important to look for further solutions.