Gestionarea deseurilor in localitatea husi

SITUATIA CURENTA IN LOCALITATEA HUSI IN DOMENIUL GESTIONARII DESEURILOR

1 Descrierea localitatii

Figura 1. Judetul Vaslui

Municipiul Husi se situeaza in depresiunea omonima, la o altitudine de 70-120 m, la 45 km est-nord-est de municipiul Vaslui. Este strabatut de paraul Husi si este inconjurat de dealuri ocupate cu podgorii. Se afla in judetul Vaslui asa cum este prezentat in figura 1.

Localitatea Husi este atestata documentar la sfarsitul secolului al XV-lea, mai precis la 1494, intr-un document care aminteste drumul "ce merge de la Vaslui la Husi". Un alt document din 1497 aminteste de Husi "ce iaste pe Draslivte". Acestea sunt doar trei documente ce amintesc de Husi, insa au mai existat si altele. Sunt unele indicatii ca aceasta ar fi existat ca atare inca din anul 1441, deoarece in lista studentilor de la Universitatea Jagellona (din Cracovia) din acel an figureaza si un tanar cu numele de Johannes Mathei, din Husi (Moldova). In 1497, Stefan cel Mare a ridicat aici o biserica cu hramul Sfintii Apostoli Petru si Pavel, care peste aproximativ un secol, in 1598, va deveni episcopie, alaturi de cea de la Radauti si Roman.

Cu privire la originea Husilor s-au emis mai multe ipoteze. Primul care a incercat sa identifice originea orasului a fost parintele Melchisedec Stefanescu, care a dat episcopiei o cronica mergand cu evenimentele pana la jumatatea secolului al XIX-lea. Acestuia i s-au alaturat si alti istorici cum ar fi Nicolae Iorga, Ioan Bogdan, Gh. Ghibanescu s.a.m.d. Este o problema inca deschisa, cu toate ca varianta cea mai plauzibila descoperita de ei este aceea ca numele de Husi ar veni de la un boier Husul care a avut mosii de o parte si de alta a Prutului.

O alta ipoteza privind originea este legata de primirea in aceasta localitate, de catre Alexandru cel Bun, a husitilor, adeptii teoriilor lui Jan Huss, alungati din Cehia dupa ce mentorul lor a fost condamnat si executat prin ardere pe rug, de catre Conciliul de la Konstantz. "Orasul dintre vii" cum mai este numit orasul are un vin de calitate, iar Dimitrie Cantemir in "Descrierea Moldovei" l-a situat pe locul al doilea dupa cel de Cotnari..

In anul 1834, cand centrul administrativ al tinutului Falciu se muta aici, Husi este ridicat la rangul de oras.

A fost declarat municipiu in 1995

Geografic, orasul Husi este situat in partea de sud-vest a depresiunii cu acelasi nume, intr-un punct de popas al drumului secundar, vechi, care din valea Barladului, de la fostul targ Docolina, se indrepta spre nord-est, catre drumul din lungul vaii Prutului, trecand peste dealurile Lohanului, prin curmatura joasa de la Dobrina.

Din vechea vatra a targului alte drumuri porneau (si pornesc) spre sud-est, ducand prin Stanilesti spre Falciu si Galati, spre nord-est, catre Albita si Iasi, spre nord-vest, spre Coropceni si Iasi, ori spre sud-vest, catre valea Elanului si Murgeni. Tot pana la acest oras a fost construita in anul 1890 si calea ferata Crasna-Husi. Prin aceasta, orasul Husi apare si ca un nod insemnat de cai de comunicatii.

Micile interfluvii terasate, orientate de la NV spre SE, pe care-si desfasoara vatra acest oras, sunt din plin insorite, favorizand la maximum cultura livezilor si a viilor in cartierele marginase si in zona imediat inconjuratoare.

Punct de popas, centru administrativ,loc de resedinta domneasca de pe vremea lui Stefan cel Mare, sediu al unei episcopii (incepand de la sfarsitul secolului al XVI-lea), ca si important centru comercial si mestesugaresc in tot decursul oranduirii feudale, orasul Husi a evoluat incet, fiind deseori pradat de incursiunile armatelor turcesti si tatarasti, care in secolele XVII si XVIII circulau deseori spre cetatea Hotinului, mergand pe valea Prutului. Cea mai mare distrugere a suferit-o acest oras dupa razboiul ruso-turc de la Stanilesti (1711).

Izolarea in care se afla fata de principalele cai de comunicatii din Podisul Moldovei, ca si foarte slaba dezvoltare economica pe care a avut-o in oranduirea capitalista sunt cauzele acestei lente evolutii a numarului populatiei sale.

Dezvoltarea noilor intreprinderi industriale din acest oras in ultimele doua decenii - un centru de vinificatie, o intreprindere de semiindustrializare a legumelor si fructelor, crearea unui nucelu al viitoarei fabrici de tricotaje,o intreprindere de fabricat butoaie etc. - a dat un impuls deosebit activitatii economice de aici. Aceasta activitate economica va fi si mai mult sporita in viitorul apropiat, aici urmand a se construi o fabrica de incaltaminte si una de conserve din legume si fructe, pe langa marirea capacitatii sectiei de tricotaj ciorapi s.a.m.d. Dezvoltarea industriala a acestui oras va fi usurata si prin faptul ca, dupa Barlad si Vaslui, se va asigura si aici cantitatea necesara de apa potabila si industriala, care va fi adusa din Prut prin conducta aflata in constructie.

Din punct de vedere al structurii sale functionale, in perimetrul acestui oras se pot distinge : o zona comerciala, corespunzatoare vechii vetre urbane; doua nuclee industriale (mici) in partea de NV si de SE a orasului; o zona administrativ-culturala, situata la NV de zona comerciala; o vasta zona rezidentiala, care de la sud si sud-est de zona comerciala se intinde peste arealul tuturor cartierelor din jur.

Situatia in localitatea Husi in domeniul gestionarii deseurilor

In anul 2006 in localitatea Husi nu exista un sistem optim de gestionare a deseurilor, iar in ceea ce priveste sistemul de colectare a deseurilor nu este unul foarte bine pus la punct deoarece deseurile reciclabile nu se colecteaza separat iar acest lucru semnifica o pierdere destul de mare. In acelasi timp deseurile biodegradabile nu pot fi valorificate corespunzator normelor europene. Uniunea Europeana cere tratarea superioara a deseurilor si un grad mai inalt de valorificare.

Ca urmare, se impune implementarea unui sistem integrat de management al deseurilor care sa tina cont de aceste cerinte, sistem prezentat in capitolele urmatoare.

BAZELE DE PROIECTARE A UNUI SISTEM OPTIMIZAT DE GESTIONARE A DESEURILOR PENTRU LOCALITATEA HUSI

1 NECESITATEA SI OPORTUNITATEA INTRODUCERII UNUI NOU SISTEM DE GESTIONARE A DESEURILOR

Necesitatea implementarii unui sistem integrat de gestiune a deseurilor este destul de evidenta atat pentru sanatatea oamenilor cat si pentru o mai buna protectie a mediului inconjurator.

Compozitia deseurilor si indicii de generare a deseurilor menajere sunt principalele informatii ce stau la baza planificarii strategice a gestionarii deseurilor si dimensionarea investitiilor pe plan local si judetean.

Aceste date stau la baza conceperii proiectelor de colectare selectiva a deseurilor si sunt absolut necesare proiectarii instalatiilor de reciclare, a statiilor de transfer precum si depozitelor de deseuri municpale, a instaltiilor de compostare, de fermentare anaeroba sau eliminare a deseurilor de capacitate corespuzatoare.

Dimensionarea investitiilor legate de managementul deseurilor pe baza mediilor nationale poate conduce la o sub-dimensionare sau la o supra-dimensionare a capacitatilor si a costurilor de investitie si de operare si chiar la adoptarea de tehnologii mai putin potrivite tipurilor de deseuri ce urmeaza a fi procesate.

Intr-o anumita masura, studiile de fezabilitate pentru investitiile in cauza pot integra o evaluare directa a compozitiei si fluxurilor de deseuri prin masurare, dar reprezentativitatea statistica a acesteia este limitata, in special din cauza timpului redus dedicat elaborarii studiilor de fezabilitate.

Proiectarea unui sistem integrat de gestiune a deseurilor la nivel judetean impune cunoasterea acestor date pentru intregul judet, iar in acelasi scop o serie de categorii si tipuri speciale de deseuri trebuie analizate prin masuratori si determinate unele caracteristici de baza. Este cazul determinarii poluantilor chimici din deseurile stradale si a umiditatii din deseurile menajere. In cazul delegarii de gestiune a activitatilor de colectare a deseurilor si a celor de depozitare a deseurilor menajere si asimilabile, Regulamentele si Caietele de Sarcini trebuie sa formuleze cerintele pe baza fluxurilor (indicilor de genereare si de colectare) si pe baza compozitiei deseurilor menajere.

O data pus in practica, sistemul de colectare selectiva va trebui auditat, atat in ce priveste eficienta economica cat si gradul in care raspunde asteptarilor populatiei.

Deseurile municipale reprezinta una dintre cele mai mari problematici ale zilelor noastre datorita atat a cresterii anuale a cantitatilor de reziduuri cat si a impactului pe care acestea o au asupra comunitatii. In ceea ce priveste gestionarea deseurilor municipale, aceasta este o mare responsabilitate in primul rand pentru autoritatile administratiilor publice dar si pentru populatie. Aplicarea unui sistem durabil de gestionare a acestor deseuri implica dezvoltarea politicii regionale in vederea implementarii unor sisteme integrate de gestionare a deseurilor la nivelul fiecarui judet. Aceasta presupune realizarea noilor depozite conforme, a facilitatilor de colectare selectiva, a statiilor de transfer, de compostare sau tratare mecanobiologica dar si de a sista activitatea de depozitare in toate depozitele de deseuri neconforme. Implementarea acestor sisteme va necesita participarea tuturor segmentelor societatii: persoane individuale in calitate de consumatori, intreprinderi, institutii socialeconomice, precum si autoritati publice .

Pentru rezolvarea problematicii deseurilor municipale s-a optat pentru proiecte privind "Managementul integrat de gestionare a deseurilor". Acestea includ de regula, urmatoarele componente:

realizarea depozitelor ecologice judetene;

inchiderea depozitelor neconforme in conformitate cu cerintele directivelor UE din

sectorul deseuri;

realizarea facilitatilor de colectare selectiva, de transfer si de tratare a deseurilor

Proiectarea unui sistem integrat de gestiune a deseurilor la nivel municipiului Husi impune cunoasterea in primul rand a tipurilor de deseuri ce trebuie colectate din zona respectva si realizarea facilitatilor de colectare selectiva, de transfer si de tratare a deseurilor.

Exista mai multe alternative prin care se poate face colectarea, transportul,sortarea, depozitarea si tratarea deseurilor din zona.

Fiecare alternativa descrie un sistem integrat de management al deseurilor care include o anume metoda tehnica disponibila si aplicabila de reciclare, tratare, respectiv de eliminare a deseurilor.

Principalele criterii de selectie pentru scenariul regional optim trebuie sa indeplineasca principiile dezvoltarii durabile:

sa aiba efecte negative minime asupra mediului inconjurator;

sa fie acceptabil din punct de vedere social;

sa fie fezabil din punct de vedere economic.

Fiecare scenariu va lua in considerare cantitatile de deseuri colectate in vederea valorificarii/reciclarii, tratarii si/sau eliminarii pentru o perioada de 5 ani, precum si prevederile legale care se aplica in domeniul gestionarii deseurilor si care au influenta directa in planificarea sistemului de gestionare a deseurilor pentru perioada mentionata.

Astfel, fiecare scenariu va pleca de la identificarea factorilor relevanti in gestionarea

deseurilor si transpunerea evolutiei acestora in cantitati de deseuri colectate, cu dezvoltarea unei prognoze pentru perioada mentionata. De asemenea, se vor propune ipoteze de evolutie pentru anumiti factori relevanti, precum:

evolutia colectarii selective sau a compozitiei deseurilor municipale (atat menajere cat si asimilabile din industrie);

evolutia populatiei;

evolutia ariei de acoperire cu servicii de salubritate;

dezvoltarea economica.

Etapele de parcurs vor fi:

evaluarea cantitatii totale de deseuri colectate in vederea reciclarii, tratarii si/sau eliminarii si evolutia acesteia pentru o perioada de 10 ani.

evaluarea potentialului regiunii pentru valorificarea, tratarea si eliminarea deseurilor colectate, cu un accent special pe deseurile de ambalaje si deseurile biodegradabile, pentru care exista prevederi legale direct aplicabile (HG 349/2002, modificata si completata de HG 899/2004 pentru deseurile de ambalaje si HG 349/2005 pentru deseurile biodegradabile. Aceste acte normative, stabilesc tinte de recuperare si reducere.

Necesitatea implementarii noului sistem din punctul de vedere al deseurilor de ambalaje

In regiune exista facilitati de reciclare pentru deseurile de hartie, carton, mase plastice si metal, in cadrul fiecarei alternative fiind utilizata aceeasi metoda de atingere a tintelor.

Deseurile de ambalaje se regasesc in procent important in cantitatea de deseuri municipale si asimilabile din comert, industrie, etc. colectate selectiv. Pentru evidentierea acestor cantitati din totalul cantitatilor de deseuri municipale si asimilabile din comert si industrie colectate selectiv s-au facut estimari pentru fiecare tip de material de ambalaj. Din aceste cantitati disponibile s-au estimat cantitatile posibil de tratat in functie de potentialul de tratare existent in regiune. In aceste cantitati intra cel putin cantitatea tinta pentru fiecare tip de material cat si o cantitate suplimentara care sa acopere refuzurile in urma tratarii. In functie de calitatea colectarii, refuzurile in urma tratarii pot varia, dar in general, ele au fost estimate la 10%, existand posibilitatea ca ele sa creasca sau sa scada in functie de tehnologia utilizata si calitatea materialului de intrare (adica deseurile de ambalaje). Acesta este si motivul pentru care cantitatile de tratat au fost estimate la o valoare mai mare decat cantitatea tinta de atins.

Necesitatea implementarii noului sistem din punctul de vedere al deseurilor biodegradabile

In vederea atingerii tintelor pe termen scurt cu eforturi tehnice si investitionale minime trebuie sa ne concentram asupra acelor cantitati de deseuri care pot fi usor transferate in noul sistem de gestionare a deseurilor: pentru reducereea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate se pot utiliza cantitatile de deseuri colectate separat din parcuri si gradini, piete si namolurile de la statiile de epurare orasenesti (care corespund cerintelor OM 344/2004).

Cum deseurile biodegradabile sunt reprezentate atat de fractia biodegradabila din deseurile municipale cat si de fractia de deseuri de hartie si carton din deseurile municipale si asimilabile din comert si industrie, rezulta ca deseurile de hartie si carton contribuie la atingerea tintei de reducere a biodegradabilului. Bineinteles, este indicata reciclarea deseurilor de hartie si carton, nu introducerea acestora in materialul pentru compostare, in acest caz urmand sa fie utilizate acele fractii biodegradabile care sunt usor de colectat separat, adica deseurile din gradini si parcuri, deseurile din piete, si namolurile de la statiile de epurare. Partea organica compostabila din deseurile menajere este reprezentata de deseurile din gradini, livezi, deseuri alimentare (exclusiv carne si oase), precum si alte deseuri de hartie de calitate foarte proasta care nu se preteaza reciclarii. Schema generala pentru gestionarea deseurilor este prezentata in figura 2.

Refuzul in cazul compostarii poate varia intre 3% si 5 % daca materialul colectat este bun din punct de vedere calitativ. In cazul in care tintele nu pot fi atinse cu cantitatile de deseuri colectate separat se recurge la completarea cantitatilor cu deseuri colectate de la populatie. Pentru aceasta este necesara planificarea unui sistem de colectare selectiva a deseurilor pe cel putin doua fractii: biodegradabil si restul. Dar pentru ca si deseurile de ambalaje trebuie colectate separat de deseurile biodegradabile, se recomanda, acolo unde e posibil, colectarea selectiva a deseurilor de la populatie pe trei fractii: biodegradabil, ambalaje uscate si restul.

Figura 2. Schema generala pentru gestionarea deseurilor

2 ALTERNATIVE DE REALIZARE A UNUI SISTEM INTEGRAT DE MANAGEMENT AL DESEURILOR

Elaborarea, dezvoltarea si evaluarea alternativelor de atingere a obiectivelor trebuie facuta din prisma resurselor necesare si a posibilitatilor practice oferite de conditiile existente.

2.1 Descrierea alternativelor

2.1.1. Alternativa 1

Etapa de colectare a deseurilor municipale:

In acest caz, colectarea se va face atat in amestec cat si separat, iar tratarea deseurilor biodegradabile se va face prin compostare. Cum acest lucru presupune o anumita calitate materialului de intrare (adica a deseurilor biodegradabile), gradul de colectare separata trebuie sa fie mai ridicat in cazul acestei alternative.

Etapa de tratare a deseurilor municipale:

Recuperarea si reciclarea deseurilor de ambalaje: pentru atingerea tintelor stabilite pentru recuperarea si reciclarea deseurilor de ambalaje, s-a considerat colectarea separata, dar si sortarea materialelor colectate. Deseurile care rezulta in urma sortarii urmeaza a fi depozitate. Etapele gestionarii deseurilor sunt evidentiate in schema de la figura

Tratarea deseurilor biodegradabile: Reducerea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate se bazeaza pe tehnica compostarii. Compostarea, respectiv tratarea biologica a deseurilor se bazeaza pe descompunerea substantelor organice de diverse microorganisme. Descompunerea se efectueaza in cadrul procedeului de transformare in compost aerob sau anaerob.

Pentru asigurarea materiei prime necesare realizarii compostului si pentru o calitate cat mai buna a acestuia este indicata o colectare separata a deseurilor verzi din gradini, parcuri si piete si o colectare selectiva a deseurilor biodegadabile de la populatie.

Etapa de eliminare a deseurilor municipale:

In cazul tuturor alternativelor s-a optat pentru depozitare, ca solutie de eliminare a deseurilor colectate si care nu urmeaza fluxuri de reciclare sau tratare, precum si reziduurile rezultate in urma acestor activitati.

Figura Schema pentru gestionarea deseurilor - Alternativa 1

Alternativa 2

Etapa de colectare a deseurilor municipale:

In acest caz, colectarea se va face atat in amestec cat si separat, iar deseurile biodegradabile vor fi tratate mecano-biologic. Cum aceasta tehnica are ca scop doar reducerea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate, nu exista cerinte speciale pentru calitatea materialului de intrare si prin urmare gradul de colectare separata poate fi mai redus in cazul acestei alternative. Totusi colectarea sparata va fi necesara pentru deseurile de ambalaje recuperabile.

Etapa de tratare a deseurilor municipale:

Recuperarea si reciclarea deseurilor de ambalaje: pentru atingerea tintelor stabilite pentru recuperare si reciclare a deseurilor de ambalaje, s-a considerat colectarea selectiva, dar si sortarea materialelor colectate. Deseurile care rezulta in urma sortarii urmeaza a fi depozitate.

Tratarea deseurilor biodegradabile: reducerea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate se bazeaza pe tratarea mecano-biologica. Acest tip de tratare nu implica colectarea selectiva a deseurilor biodegradabile.

Tratarea mecano-biologica presupune doua etape: tratarea mecanica preliminara ce

trebuie sa asigure toate conditiile pentru cea de a doua etapa, tratarea ulterioara biologica. Acest lucru se realizeaza prin separarea, respectiv eliminarea de materiale care ingreuneaza tratarea biologica a deseurilor (de exemplu deseuri speciale ca baterii si acumulatori), care nu se preteaza unui proces de tratare biologica (sticla, piatra), care se descompun greu (materiale sintetice) sau care constitue materiale utile (metale).

Sortarea fluxului de deseuri, din motive de protejare a sanatatii, este indicat sa se faca

automat. Dupa separarea materialelor sus mentionate deseurile trebuie omogenizate in asa fel

incat sa se poata realiza o tratare biologica efectiva.

Tratarea biologica se poate realiza sub mai multe forme: aerob sau anaerob. Procedeul

aerob este identic cu compostarea, diferenta consta in faptul ca materialul rezultat va fi depozitat, deoarece calitatea inferioara a materialului obtinut, datorata impuritatilor continute de deseurile tratate fac improprie utilizarea lui.

Etapa de eliminare a deseurilor municipale:

In cazul tuturor alternativelor, ca si tehnica de eliminare s-a optat pentru depozitare.

Deseurile care sunt eliminate sunt reprezentate de deseuri colectate care nu urmeaza fluxuri de reciclare sau tratare, precum si deseurile care rezulta din aceste activitati. Etapele gestionarii deseurilor de la alternativa 2 sunt evidentiate in schema de la figura 4.

Figura 4. Schema pentru gestionarea deseurilor - Alternativa 2

Alternativa 3

Etapa de colectare a deseurilor municipale:

In acest caz, colectarea va fi atat in amestec cat si separata. In ceea ce priveste etapa de

tratare a deseurilor, pentru fractia de deseuri biodegradabile s-au prevazut doua metode: compostare si tratare mecano-biologica. Cum compostarea presupune o anumita calitate a materialului de intrare (adica a deseurilor biodegradabile), gradul de colectare separata trebuie sa fie mai ridicat in cazul acestei alternative, totusi nu ca in cazul alternativei 1.

Etapa de tratare a deseurilor municipale:

Recuperarea si reciclarea deseurilor de ambalaje: pentru atingerea tintelor stabilite pentru recuperare si reciclare a deseurilor de ambalaje, s-a considerat colectarea separata, dar si sortarea materialelor colectate. Deseurile care rezulta in urma sortarii urmeaza a fi depozitate.

Tratarea deseurilor biodegradabile: reducerea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate se bazeaza ca si tehnici pe compostare si pe tratarea mecano-biologica. Compostarea, respectiv tratarea biologica a deseurilor se bazeaza pe descompunerea substantelor organice de diverse microorganisme. Descompunerea se efectueaza in cadrul procedeului de transformare in compost aerob sau anaerob.

Tratarea mecano-biologica nu implica colectarea selectiva a deseurilor biodegradabile. Acest tip de tratare presupune doua etape: tratarea mecanica si tratarea biologica. In cadrul tratarii mecanice preliminare trebuie asigurate toate conditiile pentru tratarea ulterioara biologica. Acest lucru se realizeaza prin separarea respectiv eliminarea de materiale care pot ingreuna tratarea biologica a deseurilor (de exemplu deseuri speciale ca baterii si acumulatori), respectiv care nu se pot trata biologic (de exemplu sticla, piatra), care se descompun greu (de exemplu materiale sintetice), sau care reprezinta un potential de materiale utile (de exemplu metale feroase). Eliminarea/separarea fluxului de deseuri, din motive de protejare a sanatatii este indicat sa se faca automat. Dupa separarea materialelor sus-mentionate, deseurile trebuie omogenizate in asa fel incat sa se poata realiza o tratare biologica efectiva.

Tratarea biologica se poate realiza in mai multe forme anaerob sau aerob. In cazul tratarii biologice aeroba, procedeul este identic cu compostarea, doar ca materialul rezultat va fi depozitat deoarece calitatea acestuia este inferioara din cauza impuritatilor continute in deseurile tratate. Pentru asigurarea materiei prime necesare realizarii compostului si pentru o calitate cat mai buna a acestuia este indicata o colectare separata a deseurilor verzi din gradini, parcuri si piete si o colectare selectiva a deseurilor biodegadabile de la populatie.

Etapa de eliminare a deseurilor municipale:

In cazul tuturor alternativelor, ca si tehnica de eliminare s-a optat pentru depozitare.

Deseurile care sunt eliminate sunt reprezentate de deseuri colectate care nu urmeaza fluxuri de reciclare sau tratare, precum si deseuri care rezulta din aceste activitati. Etapele gestionarii deseurilor sunt evidentiate in schema de la figura 5.

Figura 5. Schema pentru gestionarea deseurilor - Alternativa 3

3 ALEGEREA ALTERNATIVEI OPTIME DE MANAGEMENT A DESEURILOR

Varianta optima este alternativa numarul 2 deoarece deseurile biodegradabile vor fi tratate mecano-biologic. Insa colectarea separata este foarte importanta. Se va asigura posibilitatea depozitarii deseurile biodegradabile in pubele separate iar apoi transportul lor catre statia de tratare mecano-biologica. Aceasta tehnica are ca scop doar reducerea cantitatii de deseuri biodegradabile depozitate, nu exista cerinte speciale pentru calitatea materialului de intrare si prin urmare gradul de colectare separata poate fi mai redus in cazul acestei alternative. Totusi colectarea sparata va fi necesara pentru deseurile de ambalaje recuperabile.

Tratarea mecano-biologica presupune doua etape: tratarea mecanica preliminara ce trebuie sa asigure toate conditiile pentru cea de a doua etapa, tratarea ulterioara biologica. Acest lucru se realizeaza prin separarea, respectiv eliminarea de materiale care ingreuneaza tratarea biologica a deseurilor (de exemplu deseuri speciale ca baterii si acumulatori), care nu se preteaza unui proces de tratare biologica (sticla, piatra), care se descompun greu (materiale sintetice) sau care constitue materiale utile (metale).

Tratarea biologica se poate realiza sub mai multe forme: aerob sau anaerob. Procedeul

aerob este identic cu compostarea, diferenta consta in faptul ca materialul rezultat va fi depozitat, deoarece calitatea inferioara a materialului obtinut, datorata impuritatilor continute de deseurile tratate fac improprie utilizarea lui.

Romania are, in prezent, un sistem de gestionare a deseurilor municipale bazat in cea mai mare parte pe colectare neselectiva si eliminare prin depozitare.

In raport cu statele UE care au ales depozitarea ca principala metoda pentru tratarea deseurilor, in conformitate cu datele Eurostat, Romania inregistreaza cel mai scazut procentaj de depozitare a deseurilor municipale, situatie cauzata de numarul ridicat de depozite neconforme cu normele UE.

Tratarea mecano-biologica

Reprezinta un ansamblu de tehnici care combina tratarea biologica cu tratarea mecanica (sortare). In prezentul document, termenul se refera doar la pre-tratarea deseurilor mixte cu scopul fie de a ameliora stabilitatea deseurilor destinate depozitarii, fie de a obtine un produs cu proprietati mai bune de combustie. Cu toate acestea, TMB care utilizeaza digestia anaeroba genereaza biogaz, putand constitui, de asemenea, un proces de valorificare energetica. Deseurile de combustibili sortate ca urmare a proceselor TMB pot fi incinerate ulterior, datorita potentialului de valorificare energetica al acestora.

Tratarea mecano-biologica reprezinta o tehnica importanta in gestionarea deseurilor municipale. Tratarea mecano-biologica poate avea nivele tehnologice diferite; se poate aplica o sortare mecanica combinata cu una manuala sau se pot introduce diferite sisteme si instalatii de sortare avansata de la sortarea sticlelor pe culori, a sticlelor de plastic pe culori si pe tipuri de plastic: PVC, PPE, PET, etc, pana la sortarea aluminiului, a feroaselor, neferoaselor, a plasticelor si compozitelor usoare, etc. Evident ca un sistem cu o tehnologie avansata va creste costurile in mod semnificativ. Materialele combustibile de la TMB si care nu au calitatea necesara reciclarii pot fi maruntite obtinandu-se combustibil alternativ.

In instalatile de tratare mecano-biologica sunt tratate deseurile municipale colectate in amestec printr-o combinatie de procese mecanice si biologice. In procesul de tratare mecano-biologica sunt separate mecanic deseurile valorificabile material si energetic, iar in final, restul de deseuri sunt inertizate biologic. Deseurile inertizate biologic, care reprezinta circa 40 % din cantitatea totala introdusa in proces, nu are o calitate suficienta pentru a fi utilizat in agricultura sau horticultura, dar poate fi utilizat la inchiderea depozitelor de deseuri.

Tratarea mecano-biologica genereaza, de asemenea, emisii (inclusiv gazele cu efect de sera CH₄, N₂O si CO₂). Dupa stabilizarea prin tratare biologica, materialul rezultat fixeaza carbonul de ciclu scurt pentru o perioada limitata de timp: se estimeaza ca, in perspectiva orizontului de 100 de ani, aproximativ 8% din materia organica prezenta in compost va ramane in sol sub forma de humus.

Avand in vedere ca majoritatea emisiilor rezultate in urma activitatilor de tratare mecano-biologica provin in urma tratarii biologice a deseurilor biodegradabile, emisiile in aer sunt similare celor generate in urma compostarii sau a digestiei anaerobe. Cu toate acestea, produsul final este de obicei contaminat la un nivel atat de ridicat incat acesta nu mai poate fi utilizat ulterior. Totusi, aceste tehnici prezinta avantajul de a purifica fractia de combustibil in vederea incinerarii cu valorificare energetica.

CALCULE DE DIMENSIONARE A SISTEMULUI DE GESTIONARE A DESEURILOR

Calculul cantitatilor de deseuri

Comform literaturii de specialitate se face un calcul detaliat in ceea ce priveste cantitatea de deseuri care este generata intr-o zi in kilograme respectiv in tone pe an in functie de numarul de locuitori ai localitatii Husi.

Calculul va fi facut pe o perioada de 5 ani.

Primul an luat in considerare va fi anul 2009.

Datele si formulele de calcul aplicate vor fi urmatoarele:

Indicele initial de producere a deseurilor :0,9

indicele de producere a deseurilor (care, incepand cu anul 2 are o crestere anuala de

4,5%) * numarul de locuitori = cantitatea de deseuri generata intr-o zi (exprimata in kg);

cantitatea de deseuri (exprimata in tone) generata intr-un an.

4.2 Cantitatea totala de deseuri:

- Anul I (2009): 29383 loc* 0,9 = 26444,7kg/zi = 9652,315/an

- Anul II (2010): 29383 loc * 0,9 * 1,045 = 27634,71 kg/zi = 10086,67 t/an

- Anul III (2011) loc * 0,9 * 1,045 * 1,045 = 28878,27 kg/zi = 10540,569 t/an

-Anul IV (2012) loc * 0,9 * 1,045 * 1,045 * 1,045 = 30177,79 kg/zi = 11014,894 t/an

-Anul V (2013): 29383 loc * 0,9 * 1,045 * 1,045 * 1,045 * 1,045 = 31535,79 kg/zi = 11510,564 t/an

Indicii de generare a deseurilor reprezinta raportul dintre cantitatea de deseuri generata si numarul total de locuitori din judetul Vaslui.

Tabelul 1, cu indicii de generare ai deseurilor a fost luat din planul judetean de gestiune a deseurilor din judetul Vaslui [1].

Tabel 1. Indicii de generare a deseurilor

In tabelul 2 sunt prezentate procentele prognozate de recuperare a deseurilor pe fiecare categorie de material in parte si este facuta pe cinci ani incepand cu anul 2009 si terminand cu anul 201 Tabelul se bazeaza pe date preluate din planul judetean de gestiune a deseurilor pe judetul Vaslui[1].

Tabelul 2. Procentele prognozate de recuperare a deseurilor sunt:

Aplicand formula:

Procentul de deseu pe sortimente = procentul de recuperare * procentul de componenta.

Rezulta datele privind procentul de deseu pe sortimente si in fuctie de an. Aceste date se refera la fiecare an in parte din cei cinci ani cu care lucram.

Tabelul Procentul de deseu pe sortimente:

In tabelul 4 sunt calculate si identificate cantitatile de deseuri prognozate pentru perioada de 5 ani cu care lucram, aceste cantitati sunt afisate in kg/zi. Ca urmare, cantitatile de deseuri prognozate pentru perioada 2009-2013 vor fi:(procentele se aplica la cantitatea totala corespunzatoare anului respectiv, nu cantitatii initiale!)

Tabel 4. Cantitatile de deseuri in kg/zi

In tabelul 5 sunt calculate si identificate cantitatile de deseuri prognozate ca si in tabelul anterior pe aceeasi perioada de timp doar ca aceste cantitati sunt in t/an. Ca urmare, cantitatile de deseuri prognozate pentru perioada 2009-2013 vor fi:

Tabelul 5. Cantitatile de deseuri in t/an

4.3 Calculul capacitatii de transport

Pentru dimensionarea capacitatii de transport, trebuie sa se tina seama de cantitatea transportata (care trebuie sa fie mai mica sau egala cu capacitatea) si de timp (tinandu-se cont ca zona care trebuie a fi acoperita este mare, iar timpul de lucru nu trebuie sa depaseasca cele 8 ore pe zi).

In calcule se porneste de la cerinta impusa de Inspectoratul de Mediu si de Inspectoratul Sanitar, conform normelor legale, privind obligativitatea agentului economic de salubritate de a deservi gospodariile, pentru colectarea deseurilor mixte, cel putin saptamanal.

Deoarece nu cunoastem numarul de gospodarii din municipiul Husi calculam statistic pentru fiecare gospodarie un numar de 3 locuitori:

Numar total de locuitori / 3 = 29383 locuitori / 3 9794 gospodarii.

O gospodarie produce deci, pe saptamana, in medie, 0,9 * 3 * 7 = 18,9 kg deseuri.

Din aceasta cantitate, sunt depozitabile in primul an 18,9 * 0,8637 = 16,32 kg deseuri.

Densitatea medie a deseurilor menajere se adopta 330 kg/m

Daca separarea deseurilor se face la sursa (in gospodarie) sau in insule de colectare, rezulta un volum de deseuri (calculat dupa formula: cantitate de deseuri / volum) de 0,049 m³ deseuri pe gospodarie pe saptamana = 49 l.

Se observa deci ca pentru o familie de 3 persoane este suficienta o pubela de 60l. Gospodariile cu 6 sau mai mult de 6 persoane trebuie insa sa achizitioneze o pubela suplimentara.

Aceste deseuri sunt colectate si transportate la un depozit ecologic separat de acestea trebuie colectate deseurile biodegradabile si transportate la statia da tratare mecano-biologica.

Din deseurile produse saptamanal cele biodegradabile ce pot fi tratate mecano-biologic sunt:

18,9 * 0,0386 = 0,729 kg deseuri.

Densitatea medie a deseurilor menajere se adopta 330 kg/m³ .

Daca separarea deseurilor se face la sursa (in gospodarie) sau in insule de colectare, rezulta un volum de deseuri (calculat dupa formula: cantitate de deseuri / volum) de 0,0022 m³ deseuri pe gospodarie pe saptamana egal 2,2 l.

Colectarea deseurilor biodegradabile se va face in minipubele datorita volumului destul de mic de deseuri biodegradabile colectate. Se v-or folosi minipubele de 10 l, o pubela fiind suficienta pentru 4 gospodarii.

Fiind un numar de 9794 gospodarii ar fi necesare 9794 : 4 = 2448,5 minipubele.

Pornim de la ideea ca se introduc compactoare de un singur tip. Putem avea compactoare de 1.33, 2, 4, 5, 6 sau 7 tone:

Autocompactoare 4 m³ (1.33 t), factor compactare nominal 2,2.

Autocompactoare 6 m³ (2 t), factor compactare nominal 2,2

Autocompactoare 12 m³ (4 t), factor compactare nominal 2,2

Autocompactoare 15 m³ (5 t), factor compactare nominal 2,2.

Autocompactoare 18 m³ (6 t), factor compactare nominal 2,2.

Autocompactoare 22 m³ (7 t), factor compactare nominal 2,5.

Ca sa stabilim numarul de autocompactoare necesare, facem urmatorul calcul:

Numarul preliminar de autocompactoare = cantitatea totala de deseuri (t/an) / [208 (zile) * 1,33 (capacitate autocompactoare, t)].

Pentru anul 2009: / (208 * 1,33) = 1,35 => Se adopta n = 2 autocompactoare

Lungimea traseului intern ce ar trebui acoperit de catre o autocompactoare intr-o zi de lucru = lungimea totala a traseului intern / (numar autocompactoare x 5 zile de lucru).

391 / (2 * 5) = 39,1 km

Numarul mediu de gospodarii ce ar trebui deservite de catre o autocompactoare intr-o zi de lucru = numarul total de gospodarii / (numar autocompactoare x 5 zile de lucru).

9794 / (2 * 5) = 979,4 gospodarii 979 gospodarii.

Numarul mediu de opriri al unei autocompactoare = numarul mediu de gospodarii deservite / 4:

979 gospodarii / 4 = 244,75 opriri opriri

Timpul necesar pentru o oprire = 30 secunde = 0,00833 h.

Timp pe traseul parcurs in afara localitatii: 2 km / 40km/h = 0,05 h.

Timp pe traseul parcurs in interiorul localitatii: 39,1 km : 10 km/h = 3,91 h.

Timp pentru opriri (incarcare pubele): 245 * 0,00833 h = 2,04 h.

Timp de descarcare: 0,5 h.

Timp pentru igienizare: 1 h. .

Timp de pregatire, incheiere : 0,5 h.

Timp total pentru o cursa: 8 h.

In urma calculelor efectuate am ajuns la concluzia ca numarul optim de autocompactoare este de doua pentru a avea o colectare optima pentru cantitatea de deseuri produsa si pentru a ne incadra in timpul de 8 ore pe zi .

4. PROIECTAREA UNEI STATII DE TRATARE MECANO-BIOLOGICA PENTRU LOCALITATEA HUSI

CONSIDERATII GENERALE

La ora actuala nu exista inca o statie de tratare mecano-biologica functionala in tara noastra.

Tratarea mecano-biologica se aplica deseurilor municipale colectate in amestec cat si separat. Acest tip de tratare are rolul de reducere a componentei biodegradabile din aceste deseuri si a volumului de deseuri depozitate.

Instalatiile de tratare mecanico-biologica nu difera prea mult de instalatiile de tratare biologica, ele se compun dintr-o tratare mecanica preliminara, tratarea principala biologica si eventual o tratare mecanica ulterioara.

Tratarea mecano-biologica in vederea reducerii cantitatii de biodegradabil depozitat

4.1.1. Tratarea mecanica preliminara

In cadrul tratarii mecanice preliminare trebuie asigurate toate conditiile pentru tratarea biologica ulterioara. Acest lucru se realizeaza prin separarea, respectiv eliminarea de materiale, care sa ingreuneze tratarea biologica a deseurilor( cum ar fi: baterii si acumulatori), respectiv care nu se pot trata biologic ( de exemplu sticla, roci) sau care se descompun greu (de exemplu materiale sintetice) sau care reprezinta un potential de materiale utile (de exemplu metale feroase si neferoase). Separarea fluxului de deseuri, din motive de protejare a sanatatii este indicat sa se faca automat; se va evita sortarea manuala din motive de protectie a sanatatii personalului. Dupa separarea materialelor sus mentionate deseurile trebuie omogenizate in asa fel incat sa se poata realiza o tratare biologica efectiva.

Aproape toate proiectele noi de instalatii din Uniunea Europeana prezinta o etapa de separare a fractiunilor usoare cu putere calorica mare (constand in mase plastice, hartie si carton, textile), inainte de tratarea biologica, acest lucru fiind un avantaj in tratarea mecano-biologica. Aceste fractiuni usoare este indicat sa fie valorificate energetic.

Tratarea biologica

Pentru tratarea biologica se pot utiliza doar procedee aerobe (alterarea). De mentionat ca, aceasta tratare biologica trebuie realizata numai intr-un mediu inchis, deoarece mirosurile rezultate in urma procesului de alterare a deseurilor municipale colectate in amestec pot deveni insuportabile, iar emisiile de aer si apa trebuie tratate inainte de evacuarea lor.

4.1.2.1 Procedeul de alterare totala

Toate instalatiile de alterare folosite pana acum functioneaza pe principiul alterarii totale. Prin alterare toate substantele biologice ce se pot descompune vor fi transformate in CO2, apa si substante cu continut de acizi de putrefactie. Formatiunile de gaze si de apa de infiltratie la depozitarea materialului rezultat in urma alterarii totale se reduc substantial fata de deseurile netratate si depozitate.

La inceputul alterarii (alterare intensiva; durata de la 1 pana la 4 saptamani) are loc cea mai mare parte a procesului de descompunere biologica. In cadrul acestui proces se formeaza pe langa CO2, apa si substante cu continut de acizi de putrefactie si un numar ridicat de produse de descompunere sub forma de gaze, care au un miros intensiv si/sau contin substante nocive. Din acest motiv alterarea rapida se va face in locuri inchise, iar aerul viciat va fi tratat.

Faza de alterare ulterioara (durata 4 pana la 12 saptamani) se distinge printr-o reducere clara a activitatii biochimice si este necesara pentru inertizarea materialului. Datorita faptului ca, fata de etapa de alterare rapida, in aceasta etapa activitatea biochimica este redusa nu se recomanda desfasurarea procesului de alterare ulterioara in spatiu inchis.

Tratarea mecanica ulterioara

Tratarea mecanica ulterioara poate fi realizata in vederea separarii deseurilor din plastic din materialul rezultat in urma alterarii deseurilor biodegradabile. Aceasta separare se poate face in cazul in care deseurile din plastic pot fi valorificate energetic ulterior, prin realizarea unui combustibil alternativ pe baza de fulgi de plastic, numit " fluff" . Materialul rezultat in urma tratarii mecano-biologice urmeaza a fi depozitat pe un depozit de deseuri nepericuloase.

Stabilizarea

Stabilizarea este utilizata in Uniunea Europeana ca o metoda de tratare mecano-biologica in vederea valorificarii materiale si energetice a deseurilor municipale colectate in amestec. Procesul de stabilizare are, de asemenea, 3 etape: tratare mecanica preliminara, tratare biologica aeroba in buncare inchise si tratare mecanica ulterioara.

Instalatia este total automatizata, de la intrarea deseurilor municipale (figura 6) si pana la obtinerea produselor finale sau a materialelor de eliminat. Instalatia fiind automatizata in totalitate prezinta un avantaj deoarece personalul este scazut, costurile cu plata personalului sunt minime iar riscul imbolnavirii in timpul tratarii nu exista.

Figura 6.Zona de livrare deseuri [2]

Deseurile sunt descarcate printr-un sistem palnie. Usa, cand se deschide, are o inclinatie suficient de mare pentru alunecarea deseurilor in interiorul zonei de primire a acestora. Felul in care sunt livrate deseurile la statia de stabilizare se poate observa in figura 7.

Figura 7.Livrarea deseurilor la statia de stabilizare [2]

Tratarea mecanica preliminara

De aici deseurile sunt preluate cu ajutorul unei macarale cu graifar si sunt duse la un tocator. Materialul maruntit este transportat cu ajutorul benzilor transportoare prin diferite etape de separare a deseurilor metalice feroase si neferoase, a bateriilor si a cumulatorilor, a desurilor inerte cum ar fi sticla, roci etc. Dupa aceste etape, materialul este pregatit pentru treapta de tratare biologica prin omogenizare.

Figura 8.Zona de primire a deseurilor.[2]

Tratarea biologica

Deoarece in cadrul procesului de alterare continutul de energie al deseurilor nu este utilizat s-au dezvoltat procedee de stabilizare termo-biologica ca etapa de tratare preliminara in vederea valorificarii energetice a produsului final, respectiv a combustibilului alternativ sub forma de pelete.

Materialul rezultat in urma tratarii mecanice preliminare este introdus in niste buncare de alterare aeroba (figura 9). Fata de procedeul de alterare sunt modificate componentele instalatiei pentru tratare biologica, deoarece la conceperea procedeului de stabilizare trebuie evitata descompunerea deseurilor biodegradabile de catre microorganisme in CO2 si apa. In loc de aceasta se va mari valoarea calorica a deseurilor prin uscare biologica.

Figura 9. Buncar de uscare biologica a deseurilor [2]

Pe de o parte se obtine un combustibil inactiv biologic si cu potential de valorificare energetica, iar pe de alta parte, prin separarea apei se reduce cantitatea de deseuri ce trebuie incinerata sau depozitata. Emisiile de apa si aer sunt captate si tratate tot in cadrul statiei de stabilizare.

Tratarea mecanica ulterioara

Materialul rezultat (figura 10) in urma stabilizarii este din nou sortat pentru o noua separare a materialelor inerte ramase in materialul tratat biologic, apoi poate fi compactat sub forma de "pelete",(cum sunt cele din figura 11) si poate fi valorificat in industria cimentului, in cadrul incineratoarelor de deseuri pe baza de combustibil alternativ, etc.

Figura 10.Tipuri de deseuri valorificabile in urma stabilizarii [2]

Deseurile rezultate in prima etapa de tratare mecanica pot fi usor valorificate in industrie.

Figura 11. Pelete de combustibil alternativ [2]

ALEGEREA AMPLASAMENTULUI

Amplasarea statiei de tratare mecanico-biologica se va face la o distanta de 2 km de localitatea Husi.

Tratarea mecanico-biologica se va face prin instalarea unei statii de biogaz.

In statiile de biogaz se pot procesa pentru cogenerare orice alte reziduuri care contin materie organica in afara de: lemn, oase si pene.

Figura 12. Rezervoare solide pentru deseurile biodegradabile[15]

Statiile de biogaz moderne nu emana mirosuri, ca atare pot fi construite in apropierea zonelor locuite asa cum se poate observa in figura 1 De aceea si statia de biogaz din acest proiect este atat de aproape de zona locuita deoarece nu emana mirosuri neplacute si nu este un pericol pentru populatie.

Figura 1 Statie de biogaz amplasata in apropierea unei localitati[15].

Biogazul folosit in unitati de cogenerare. Solutia container este de multe ori mai ieftina ca si instalatie individuala in propria constructie de sali. Fiind mai ieftina este o alegere mai buna de constructie. In figura 14 este reprezentata o astfel de constructie.

Figura 14. Statie de biogaz[15]

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL UNEI INSTALATII DE BIOGAZ

O instalatie de producerea biogazului este compusa dintr-un sistem de alimentare cu substraturi si un recipient de fermentare. In continuare este prezentata o statie de tratare a biogazului si un bazin de depozitare temporara a grosierului

Pentru producerea biogazului, deosebit de productive sunt urmatoarele tipuri de deseuri:

deseurile din abatorizare

gunoiul de pasari

gunoiul din crescatorii de animale

deseurile din industria alimentara (rezultate din prelucrarea legumelor si fructelor)

masa verde

trestia, paiele, cocenii (care insa necesita utilaje speciale)

apele uzate din industrie puternic incarcate cu substante organice

Cea mai avantajoasa prelucrare a dejectiilor este tratamentul anaerob prin care se obtine biogaz care este transformat in energie electrica si termica. Energia electrica se poate livra in reteaua nationala, iar energia termica se utilizeaza la incalzire, sere, apa calda de proces etc.

Avantaje - castig financiar de pe urma energiei electrice, certificatelor verzi, energiei termice, namolul care ramane din fermentare este un fertilizant superior dejectiilor care se poate administra in vegetatie, partea anorganica nefiind legata in substanta organica, este asimilata mult mai usor de plante, ceea ce evita patrunderea ei in apa freatica.

Biogazul este un produs al fermentarii anaerobe a produselor organice. Tehnologiile biologice de producere a gazelor combustibile folosite in prezent in multe tari de pe glob tind sa dezvolte actiunea unor microorganisme cu scopul de a se obtine o biomasa bogata convertibila in metan.

La fermentatie (un proces anaerob care se produce in absenta oxigenului din aer) se descompune substanta organica intr-un recipient inchis (reactor). Ca produse de descompunere se obtin gazul metan (CH₄) si dioxidul de carbon (CO₂).

In conditii anaerobe, substanta organica este descompusa dupa urmatoarea ecuatie chimica:

CnHaOb + (n×a/4 - b/2)H2O → (n/2 - a/8 + b/4) + (n/2 + a/8 - b/4)CH₄     (1)

Din punct de vedere biochimic, microorganismele regenereaza purtatorii de energie in cadrul metabolismului lor, prin oxidarea carbonului legat organic CnHaOb) pana la CO₂.

O parte a carbonului legat organic trebuie sa accepte electroni eliberati in procesul de oxidare, deoarece O₂ ca acceptor de electroni nu este disponibil. Carbonul redus se combina apoi cu hidrogenul (CH₄), formandu-se gazul metan.

Figura 15.Schema a unei statii de producere a biogazului

In figura 16 se prezinta graficul "volum zilnic generat/timp", care exprima evolutia in timp a cantitatii de biogaz produse in toata perioada de stationare a materialului de fermentare in bazin.

Figura 16.Volumul zilnic de biogaz pentru o perioada intreaga de stationare

in fermentator, pana la epuizarea substantei organice

In cazul real, al alimentarii continue, zona optima determina ritmul de alimentare cu material proaspat, nefermentat, dupa cum este ilustrat in figura 17. Se observa ca daca ritmul de alimentare este constant, productia ramane constanta la o valoare maxima.

Figura 17.Stabilirea ritmului de alimentare, in functie de minimul necesar de biogaz.

Compozitia biogazului functie de perioada de fermentare este prezentata in figura 18, iar in figura 19 este reprezentata compozitia medie a biogazului rezultat din incarcatura pe intreaga perioada de fermentare.

Figura 18.Variatia degajarii biogazului, in %, pe gaze componente,

in perioada de fermentare, la patru prelevari de probe.

Figura 19.Compozitia medie, in %, a biogazului, pe

toata perioada de fermentare.

Fermentatia este de doua tipuri si anume fermentatie uscata si fermentatie umeda in partea ce urmeaza este prezentata fiecare in parte precum si comparatiile dintre cele doua tipuri de fermentatie in functie de mai multe conditii, cum ar fi conditiile procesului, investitii si costuri de exploatare.

Tipuri de fermentatie umeda

Figura 20. Tipuri de fermentatie umeda

Tipuri de fermentatie uscata

Figura 21. Tipuri de fermentatie uscata

4.1.Fermentatia uscata si umeda. Conditiile procesului

Pentru a se face o comparatie in tabelul 6 sunt prezentate conditiile procesului atat la fermentatia uscata cat si la cea umeda.

Tabelul 6. Conditiile procesului atat la fermentatia uscata cat si la cea umeda

Fermentatia uscata si umeda investitii

In ceea ce privesc investitiile pentru fermentatia uscata si pentru fermentatia umeda este prezentata in tabelul 7 o comparatie intre cele doua.

Tabelul 7. Investitii pentru fermentatia uscata si pentru fermentatia umeda

In tabelul urmator sunt comparate fermentatia uscata si fermentatia umeda in functie de costurile de exploatare.

Fermentatia uscata si umeda costurile de exploatare

In tabelul 8 se pun in balanta costurile de exploatare atat pentru fermentatia uscata cat si pentru cea umeda pentru a se analiza care este mai avantajoasa si mai putin costisitoare.

Tabelul 8. Costuri de exploatare pentru fermentatia uscata si pentru fermentatia umeda

Costurile de exploatare sunt in favoarea unei fermentatii uscate.

REALIZAREA BAZEI

Componentele unei statii de producere a biogazului sunt urmatoarele:

Fermentatorul

Rezervor amestec

Hala si rezervoare primire materie prima

Rezervor igienizare

Rezervor substrat

Incalzire fermentator

Conducte substrat

Conducte gaz

Conducte apa

Conducte incalzire

Conservare caldura

Rezervor de desulfurizare

Filtru biologic si cos de evacuare

Arzator gaz

Mixer fermentator

Generator electric

Pentru crearea acestor componente este nevoie de anumite materiale, iar materialele folosite sunt: beton, conducte, metale, electricitate si lucrari de constructie. Betonul este utilizat pentru constructia rezervoarelor si poate fi utilizat atat beton armat cat si beton fundament. Tot pentru constructia rezervoarelor mai este folosit si metalul, ca si betonul de altfel acesta este de mai multe feluri: inox, inox emailat, placi de metal sau tabla neagra. Conductele de asemenea pot fi de mai multe feluri, in functie de utilizarea ulterioara, si anume: conducte din inox, conducte din tabla neagra, conducte din tabla neagra izolata, conducte PEHD. Pentru asigurarea alimentarii cu electricitate a incintelor se folosesc atat cabluri electrice cat si motoare. Nu in ultimul rand importante sunt lucrarile de constructie acestea sunt realizate in doua moduri si anume lucrari din beton sau prin tabla sudata.

Standarde pentru materiale folosite in constructia de centrale de biogaz:

RAL GZ 629 German Quality-Guarantee-Standard , Germany, Martie 2001 prezentat in tabelul 9.

VDMA 4330 "Biogas-plants. Suggestions for planning, realization and function", Germany, Februarie 2006

Tabelul 9. Standarde germane pentru materiale folosite in centrale de biogaz:

Principala materie prima este ingrasamantul lichid, biomasa solida.

Figura 22. Statie de producere a biogazului [15]

Figura 2 Rezervor de digestat [15]

Tehnologia aleasa pentru producerea biogazului este:

• Fermentatia umeda este un proces intr-un sigur pas cu incarcare cvasi-continua(2 ore)
• Intrarea deseurilor se face pe orizontala printr-un hol ce contine o statie bio-tampon pentru a reduce mirosul puternic.
• Un depozit in care amestecul este stocat pentru aproximativ 2-3 zile
• Flux mare de igienizare
• Schimb de caldura extern
• Un mare digester (rezervor de digestat) care are in partea centrala vasle rotative
• Subevaluare de sulf facuta extern si biologic
• Un depozit final incluzand un depozit de biogaz
• De asemenea doua unitatii de cogenerare

Fermentatia umeda este mai buna ca fermentatia uscata deoarece substraturile pot fi pompate mai usor si poate fi folosita o cantitate cat mai mare de deseu.

Avantajele folosirii fermentatiei umede sunt urmatoarele :

costuri scazute de constructie a instalatiei cu fermentare umeda comparativ cu constructia de instalatii cu fermentare uscata

flexibilitaea operatiei

costurile de intretinere a componentelor pot fi reduse fara golirea digesterului.

Dezavantajele ar fi urmatoarele:

fluxuri scurte de substraturi este posibla fara digestie

este posibil ca parti solide sa inoate sau straturile sa se scufunde

un ultim dezavantaj este o mai mica productie de biogaz.

Trebuie incercat sa se urmeze anumiti pasi si anumite norme pentru a nu exista defecte in constructia instalatiilor. In primul rand trebuie sa existe o dimensionare corecta a instalatiei deoarece in timpul procesului se pot rupe vaslele ce rotesc deseurile acest lucru se mai poate intampla si datorita unei scufundari a straturilor, aceste scufundari ale straturilor provacand si anumite conditii dezechilibrante de munca. Ca posibil esec mai poate fi numit si ruperea placii de otel ce este asezata deasupra digesterului, acest lucru se poate intampla datorita unei proaste dimensionari sau neadaugarea unor pompe care sa elimine apa de ploaie din stratul artificial. Se pot distruge de asemenea pompele, acest lucru se intampla datorita nesortarii corespunzatoare a deseurilor.

Deoarece constructia unei astfel de intalatii este destul de costisitoare trebuie sa se tina seama de aspectele prezentate mai sus si sa se incerce evitarea unei proaste functionarii a instalatiei.

4.5. ANALIZA FINANCIARA A PROIECTULUI

4.5.1. Costuri de investitie

Pe baza datelor gasite in literatura de specialitate, pentru cazul proiectului de statie de producere a biogazului considerat, am luat in calcul elementele prezentate in tabelul 10.

Tabelul 10. Costuri de investitie pentru proiectarea unei statii de producere a biogazului

Posibilitatile de finantare a investitiei

Posibilitatile de finantare a investitiei pentru o statie de producere a biogazului sunt prezentate in tabelul 11 si contin o investitie initiala si anumite costuri operationale ce sunt raportae la primele 3 luni.

Tabelul 11. Necesar de finantare pentru o statie de producere a biogazului

Structura surselor de finantare pentru o statie de producere a biogazului este prezentata in tabelul 12 si evidentiaza programul Grant Programe Structurale, un credit bancar si anumiti investitori.

Tabelul 12. Structura surselor de finantare pentru o statie de producere a biogazului :

Costuri anuale de operare

Costurile anuale pentru operare intr-o statie de producere a biogazului sunt enumerate in tabelul 1

Tabelul 1 Costurile anuale de operare pentru o statie de producere a biogazului

Costurile curente intr-o statie de producere a biogazului sunt variabile si fixe si sunt prezentate in tabelul 14.

Tabelul 14. Costuri curente

Prognoza veniturilor anuale

Conform literaturii de specialitate prognoza veniturilor anuale pentru o statie de producere a biogazului este estimata in tabelul 15.

Tabelul 15. Prognoza veniturilor anuale pentru o statie de producere a biogazului

Scenariu conform legii 220/2008:

1 MWh el. = 3 certificate verzi, timp de 15 ani

Tabelul 16. Returnare credit

Scenariul pe primul an ar insemna ca perioada de constructie sa fie de 6 luni apoi operarea cu capital din investitie sa se faca o perioada de 3 luni iar ultimele 3 luni sa se opereze cu capital din veniturile proiectului.

Parametrii financiari

Parametrii financiari ai proiectului se calculeaza pe o perioada de 20 ani. Acesti parametrii sunt afisati in tabelul 17 si sunt prezentati din 5 in 5 ani.

Tabelul 17. Parametrii financiari

* Cresterea anuala a costurilor de operare dupa anul 2 (00%);

** Cresterea anuala a veniturilor dupa anul 3 (4.00%)

DIMENSIONAREA REZERVORULUI DE DIGESTAT

Dimensionarea rezervorului pleaca de la calculul volumului pe care trebuie sa il aiba acest rezervor si acest volum se calculeaza in functie de masa de deseuri care exista si densitatea pe care o au deseurile.

Conform datelor din bibliografia studiata [5, 8], densitatea medie a deseurilor menajere este ρ = 330 kg/m³

Masa de deseuri care se produce in localitatea Husi este de 7139.83 kg/saptamana, iar rezervorul nostru se incarca cu masa de deseuri pe doua saptamani de aceea in calcul se ia 14279.67 kg care reprezinta masa de deseuri biodegradabile pe doua saptamani.

V = m / ρ.  (2)

V = 14279,67 kg / 330 kg/m³ = 43,271 m³

Rezulta cantitatea de deseuri biodegradabile pe care o produce localitatea Husi cu un volum de aproximativ 44 m³, dar o analiza a conditiilor geografice si economice arata ca la statia de tratare mecano-biologica mai pot fi aduse deseuri biodegradabile de la comunele din jurul localitatii Husi; acestea ar mai aduce un aport de deseuri de aproximativ 27 m³.

Rezulta deci ca volumul total de deseuri biodegradabile ce urmeaza a fi tratat in rezervor este de aproximativ 71 m³ la un ciclu de lucru de 2 saptamani (14 zile), dar datorita acumularii de biogaz in rezervorul respectiv, acesta trebuie sa aiba un volum mai mare decat volumul deseurilor.

Rezervorul in care se produce biogazul va avea forma cilindrica, iar volumul unui cilindru este:

V= π * r² * h.    (3)

Se adopta un rezervor cu un diametru de 6 m iar inaltimea de 4 m. Aceste dimensiuni duc la un volum de 113 m³.

Materialul din care se va construi acest rezervor va fi o tabla din otel S355JR SR EN 10025-2:2004. Acesta este un otel de constructii de uz general, cu rezistenta minima la rupere la tractiune de 510 N/mm², utilizat pentru elemente de constructii metalice puternic solicitate, cum ar fi stalpi pentru linii electrice aeriene, cai de rulare, macarale, sasiuri de autovehicule, rezervoare de mare capacitate etc., vopsita si tratata la interior pentru a se preveni coroziunea.

Ca grosime a peretelui rezervorului adopt preliminar o valoare de 60 mm, urmand ca aceasta grosime sa fie verificata la solicitarea la presiune interioara.

Pentru aceasta, se calculeaza, folosind cunostintele de rezistenta materialelor, tensiunea din rezervorul cilindric.

Presiunea interna este de 800 kPa, materialul este otel cu modulul de elasticitate longitudinal E = 200 GPa si coeficientul Poisson ν = 0.30.

In teoria elasticitatii[11] si in rezistenta materialelor un 'punct' al corpului este reprezentat printr-un volum elementar care are forma unui paralilipiped dreptunghic. Pe fiecare din cele sase fete ale sale exista trei componente ale tensiunii, una normala si doua tangentiale. Din conditiile de echilibru ale elementului de volum rezulta ca exista anumite relatii intre aceste tensiuni si ca numai sase sunt independente (fig.1): s_x s_y , s_z , t_xy t_yx t_yz t_zy , t_zx t_xz

Atunci cand elementul de volum se roteste in jurul centrului sau, tensiunile pe cele sase suprafete se modifica in permanenta. Una din pozitii are un caracter special, prin faptul ca toate tensiunile tangentiale devin egale cu zero. Tensiunile normale din aceasta stare (figura.24) se numesc tensiuni principale, iar suprafetele respective poarta numele de plane principale[11].

Figura. 23 Figura. 24

Cand se rezolva probleme de analiza mecanica, se cunosc de obicei eforturile (din incarcarile aplicate) si se calculeaza deformarile corespunzatoare. Pentru deformari mari (de exemplu elastice), aceste marimi sunt legate prin constante elastice care depind de natura materialului. Pentru cazul simplu al unei incercari mecanice pe o singura directie, efortul direct si deformarea sunt legate prin intermediul modulului Young, E:

   sau σ/E (4)

iar efortul de forfecare si deformare sunt legate prin modulul de forfecare G:

sau τ/G (5)

Orice deformare longitudinala (in directia fortei) va fi insotita de o deformare laterala, in sens opus (fig.3).

Figura.25 Efectul raportului Poisson

Deformarile in cele doua directii ortogonale sunt legate printr-o marime numita raport Poisson:

ε_{y x} (6)

Prin urmare, daca eforturile directe actioneaza in directii ortogonale, deformare rezultanta in fiecare directie va depinde de ambele eforturi:

(σ_x / E)-(ν * σ_y /E)    (7)

(σ_y / E)-(ν * σ _x / E)  (8)

(σ_x / E)-(ν * σ_y /E) = 1/E(σ_{x y} (σ_y / E)-(ν * σ _x / E) = 1/E(σ_{y x}

t_max)_z =(- )/ 2 = / 4 = pr / 4t (9)

t_max)_x = / 2 = pr/2t ; (t_max)_y= / 2 = pr / 4t (10)

t_max=/ 2 = pr / 2t (11)

t_max)_z = (-)/2 = /4 = pr/4t = 10 MPa

t_max = /2 = pr/2t =20 MPa.

Figura. 26 Eforturile in directia axiala si pe circumferinta

In figura nr. 26 se prezinta eforturile in directia axiala () si pe circumferinta () care sunt date de relatiile:

= pr / 2t (12) = pr / t (13)

in care:    t - grosimea peretelui;

r - raza tubului;

= pr/t = (800kPa*3m)/60mm = 40 MPa

= pr/2t = /2 = 40Mpa/2 = 20 MPa

Conform relatiilor (6) si (7), se obtin deformarile corespunzatoare:

(σ_a / E)-(ν * σ_h /E) (14)

(σ_h / E)-(ν * σ_a /E)    (15)

Prin inlocuirea ecuatiilor 8, 9 in ecuatiile 10, 11 se obtin relatiile:

(p*r) * (1/2-ν) / (E*t) (16)

(p*r) / (E*t) * (1/2-ν) (17)

= 2

_a σ_a/E (1-2ν) = pr/2tE (1-2ν)

_h = σ_h/2E (2-ν) = pr/2tE (2-ν)

_a = σ_a/E (1-2ν) = (20Mpa)[1-2(0.30)] / 200 GPa

_h = σ_h/2E (2-ν) = (40MPa)(2-0.30) / 2(200GPa)

Se observa din aceste calcule ca valorile tensiunilor si deformatiilor produse in peretele rezervorului sunt mai mici decat cele admisibile pentru materialul otel S355JR SR EN 10025-2:2004, astfel incat valorile adoptate preliminar pentru dimensiunile rezervorului de digestat pot fi considerate ca valori optime.

5. CONCLUZII

Folosirea biogazului obtinut, impreuna cu arderea resturilor care raman dupa fermentare, rezultate din deseurile colectate intr-o localitate care are 1 milion de locuitori, ar reprezenta aproximativ 50 % din necesarul consumului anual de gaz metan !

Statistica mondiala apreciaza ca, intr-un an, in lume biomasa nefolosita de om se cifreaza la circa 150 ·109 t. Considerand ca 1 t biomasa uscata produce doar 300 m3 gaz metan (300 m3 gaz ≈ 1,25 barili titei ≈ 250 kg combustibil conventional), rezulta circa 2,5·106 kcal.

Apreciind ca numai 25 % din intreaga cantitate de biomasa se transforma in gaz metan, rezulta 50 ·109 barili de titei, adica 34 ·109 t/an ≈ 50 ·109 t cc. Iar daca anual, pentru incalzire, se consuma la nivel mondial 9 ·109 t cc (dintre care mai mult de 65 % petrol si gaze), inseamna ca numai 5 % din cantitatea de biomasa transformata anual asigura consumul actual de combustibil pe intreg globul.

Literatura de specialitate indica faptul ca biomasa inmagazineaza energie solara, prin procesele de fotosinteza ale plantelor din care provine. Conversia biologica a radiatiei solare prin intermediul fotosintezei furnizeaza anual, sub forma de biomasa, o rezerva de energie evaluata la 3 × 1021 J/an, ceea ce inseamna de zece ori cantitatea totala de energie consumata pe plan mondial in fiecare an.

BIBLIOGRAFIE

[1] ARPM Regiunea 1; Plan Regional de Gestionare a Deseurilor - Regiunea 1 Nord-Est - Plan Exemplar; 2004,

[2] B.Bilitewski, K.Marek, A.Weissbach, H.Boeddicker: "WASTE MANAGEMENT"-Spring Edition;

[3] Buzdugan, Gh., Rezistenta materialelor, Ed.Acad.RSR, Bucuresti, 1986

[4] Cadrul legislativ este conform cu legile adoptate de Parlamentul Romaniei cu respectarea prevederilor din Constitutia Romaniei. Legea nr 220 a fost adoptata de Parlamentul Romaniei, cu respectarea prevederilor art. 75 si ale art. 76 alin. (2) din Constitutia Romaniei, republicata. Bucuresti, 27 octombrie 2008.

[5] C. Pumnea; G. Grigoriu - "Protectia mediului ambiant" , Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1994

[6] F.McDougall, P.White, M.Franke, P.Hundale: "INTEGRATED SOLID WASTE MANAGEMENT: A Life Cycle Inventory"-Blackwell Science Edition;

[7] Fizesanu Silvia, Catuneanu, T., Gnandt, Fr., Bejan, M. Stiinta si inginerie, vol. 5, "Cresterea calitatii vietii prin realizarea de energie regenerabila din deseuri organice", Editura AGIR, Bucuresti, 2004, pag. 59-64.

[8] INCDPM-ICIM Bucuresti:" Studiu privind metodele si tehnicile de gestionare a deseurilor"

[9] Jones, O.; Managementul Regional al Deseurilor; publicat de catre Ernst & Sohn, 1994

[10] Planul national de gestionare a deseurilor ;

[11]Ponomariov, S.D. s.a., Calculul de rezistenta in constructia de masini, vol.I, Ed.Tehnica, Bucuresti, 1960

Raport de mediu pentru planul judetean de gestionare a deseurilor din judetul vaslui, S.C. ECOLOGIC A.M.B. srl, www. ecologicamb.ro

[13] Raportul de mediu pentru planul regional de gestionare a deseurilor in regiunea 1 NORD-EST

[14] Rusu, T., Bejan, M. Deseul - sursa de venit. Editura MEDIAMIRA, Cluj-Napoca, 2006.

[15]*** Biodigester Design and Construction, https://www.ruralcostarica.com/biodigester.html, 2008, accesat la data de 15 iunie 2009.

[16] ***www_reein_org.mht, accesat la data 10 mai 2009

[17] ***"Manual privind activitatile specifice din domeniul gestiunii deseurilor municipale" - "Evacuarea ecologica a deseurilor urbane" si "Dezvoltarea gestionarii deseurilor in Europa" www.gestiuneadeseurilor.ro , accesat la 10 iunie