Hulladék mintavétel, összetétel vizsgálat

Az előadások a következő témára: "Hulladék mintavétel, összetétel vizsgálat"— Előadás másolata:

1 Hulladék mintavétel, összetétel vizsgálat
A minta reprezentálja a hulladékot. MSZ és MSZ • 1. szakasz: helyszíni szemle, mintavételi hely kialakítása • 2. szakasz: mintavétel

2 Mintavétel lépései I. Átlagminta létrehozása
A hulladék gyűjtőjárműből történő elnyújtott lerakása és a minimum 500 kg tömegű átlagminta véletlenszerű elkülönítése. A gyűjtőterületen kijelölt db 110 l-es tartály vagy 2-4 db.1,1 m3-es tartály közül véletlenszerűen kiválasztanak 5db. 110 l-es vagy 1 db. Konténert. II. Átlagminta szétbontása nagyság szerint (rostálás), majd a százalékos összetétel meghatározása. III. Mintavétel laborvizsgálathoz IV. Eredmények értékelése

3 Az átlagminta méret és anyagfajták szerinti szétválogatása
Szükséges eszközök: – tiszta, szilárd burkolatú, fedett terület; – válogatószita, legalább 1,2 m x 1,2 m-es, szitatartó kerettel 2 db négyzetes nyílású síkszitával (100 mm, illetve 20 mm lyukméretű) és a finom hulladékot összegyűjtő tálcával; – táramérleg 100 kg vagy nagyobb felső méréshatárral, legalább 10 g pontossággal; – hulladéktároló edények (hulladéktároló tartályok); – műanyag zacskók; – védőesztyű, védőruházat. Elsődleges kategorizálás – 100 mm< Másodlagos kategorizálás – mm De lehet más mérettartományokat is vizsgálni Pl.: <8, 8-40, , >120 mm

4

5

6

7

8

9 Hulladékok felosztása

10

11

12

13

14

15 Fizikai jellemzők Térfogattömeg, Darabosság (szemeloszlás),
Szárazanyag-tartalom (SZA), Maradéknedvesség, Mechanikai összetétel, Fűtőérték

16 KÉMIAI JELLEMZŐK

17 További kémiai jellemzők
Szervesanyag-tartalom (SZEA) Szervetlenanyag-tartalom (hamu) Toxikus anyagok (nehézfémek, stb.) Oxidálható anyagok meghatározása KOI

18 BIOLÓGIAI JELLEMZŐK

19

20 Aerob bonthatósági vizsgálatok
Dewar teszt (önmelegedés mérése alapján) Oxigénfogyasztás mérése alapján (oxigén felvételi hányados meghatározása): BOI-mérő készülékkel Egyedi fejlesztésű készülékkel

21

22

23

24

25 Az aerob biológiai folyamat laboratóriumi vizsgálatára, modellezésére egyedi fejlesztésű kísérleti berendezést hoztunk létre a Főiskolán. A berendezéssel kontrolált körülmények (hőmérséklet, oxigén koncentráció) mellett tudjuk meghatározni a komposztálás biológiai folyamatát legjobban jellemző paramétert a biológiai oxigénfogyasztás pillanatnyi értékét, vagy más kifejezéssel a biológiai aktivitást.

26 Az aktivitás a komposztálási folyamat legfontosabb paramétere, amellyel jellemezhető a szerves anyag esetünkben az iszap degradálhatósága, valamint a lebontás menetét befolyásoló tényezők hatása. Az aktivitás mértéke a szubsztrátum bonthatóságán túl függ a komposztálás menetét befolyásoló környezeti tényezőktől: hőmérséklettől, oxigénkoncentrációtól, átlevegőztethetőséget meghatározó szerkezeti tulajdonságoktól, szubsztrátlimitációtól, nedvességtartalomtól.

27 A berendezéssel egyidejűleg 4 szimuláció végezhető
A berendezéssel egyidejűleg 4 szimuláció végezhető. A komposztálásra kerülő anyag megtámasztását a reaktor aljától 10 cm-re elhelyezett perforált lemez biztosítja. A lebontáshoz szükséges levegő vagy gázkeverék a reaktor alján elhelyezett perforált csövön kerül bevezetésre és a fedél alatti csonkon elvezetésre. A levegő elvezető és bevezető csonk közé légszivattyú került beépítésre a levegő visszaforgatására. A szivattyú levegőszállítása többszörösen meghaladja az oxigénpótlást biztosító levegőáram értékét és így biztosítja - oxigénkoncentráció szempontjából - a teljes elkeveredésű reaktornak megfelelő állapot fenntartását.

28

29 A komposztálás mint biofilm

30 Oxigénkoncentráció hatása az aerob biofilm vastagságára

31 Iszap (SZÁA: 18,2 %) pillanatnyi oxigénfogyasztása különböző szalmaadalék-keverési arányok mellett (egységnyi szárazanyagra vetítve)

32 Iszap 1 (SZÁA: 14,9 %) 1-5 napig és 2-5 napig összegzett oxigénfogyasztása különböző szalmaadalék- és lombadalék-keverési arányoknál (egységnyi szárazanyagra vetítve)

33 A komposztálás laboratóriumi modellezése segítségével olyan - a gyakorlat számára fontos - kérdésekre tudunk választ adni, mint: az optimális adalékanyag fajtájára és mennyiségére, száraz-anyagtartalom változásának hatása a komposztálási folyamatra, iszapstabilitás mértékének (pl. rothasztott és nem rothasztott) hatása az aktivitásra, aerob állapot fenntartásához, valamint a felesleges hő eltávolításához szükséges levegőáram mértékére, lebontás időbeli folyamatára, degradálhatóság mértékére az idő függvényében, különböző speciális oltóanyagok, makró és mikró tápanyagok használatának hatása a biológiai aktivitásra, toxikus anyagok hatása a komposztálási folyamatra, szennyvíziszap együttes komposztálási lehetősége más hulladékokkal, kész komposzt érettségének vizsgálata oxigénfogyasztás alapján, ammónia-kibocsátás mértéke különböző körülmények mellett, egyéb a komposztálási folyamatot befolyásoló tényezők hatásara.

34 Anaerob biológiai vizsgálatok
Az anaerob lebontás folyamata Az egyes lépések jellemzése Biopolimerek hidrolízise: Szénhidrátok hidrolízise Zsírok hidrolízise Fehérjék hidrolízise Aminosavak és cukrok fermentációja hidrogénné, ecetsavvá és rövid szénláncú illékony zsírsavakká (VFA) és alkoholokká. Anaerob lebontása a hosszú láncú zsírsavaknak és alkoholoknak. Acetogenezis: a köztes termékek - pl. zsírsavak ­- anaerob lebontása, obligát anaerob baktériumok segítségével. A részfolyamat termékei: ecetsav, hidrogén és szén-dioxid. Acetát átalakítása metánná acetotróf organizmusok által. Hidrogén átalakítása metánná hidrogenotróf organizmusok által (szén-dioxid redukció).

35 Aktivitásteszt Egységnyi szerves anyag mennyiségű rothasztott szennyvíziszap maximális metántermelő aktivitását jelenti kémiai oxigénigényben kifejezve, egységnyi idő alatt. Mindez optimalizált életfeltételek (mezofil hőmérsékleti tartomány biztosítása (35 ºC), keverés, könnyen - egy lépésben - bontható szubsztrát = ecetsav (CH3COOH), optimális tápanyagellátás) mellett történik. A metántermelő aktivitás meghatározása azért szükséges, mert a reaktor terhelhetősége meghatározható vele. A metanogén aktivitás mérésére több fajta módszer is létezik.

36 Szérumüveges fejtér eljárás

37 Csepegtető módszer

38 Fejtér nyomásmérésén alapuló módszer
A metanogén mikroorganizmusok a szubsztrátból - ált. ecetsavból - metánt és szén-dioxidot termelnek (CH3COOH  CH4 + CO2), mely gázok az úgynevezett fejtérben gyűlnek össze a folyadéktér felett. A fejtérben összegyűlő biogáz szén-dioxid tartalmát megkötik nátrium-hidroxid kapszulával (2NaOH + CO2 -+ Na2C03 + H2O). A fejtérben felgyülemlő metán megnöveli a fejtér nyomását, melyet az üvegedényekre csavart nyomásmérő fejekkel mérhetnek. A nyomásmérő fejeket számítógéppel kötik össze, amely 15 percenként rögzíti a fejtérben lévő nyomást. Ezen az elven működik az anaerob folyamatok tesztelésére alkalmas Oxitop mérési módszer is.

39 A kísérlet során felhasznált anyagok:
oltóanyag: rothasztott iszap szubsztrát: semlegesített ecetsav (CH3COOH) szódabikarbóna (NaHCO3) makrotápoldat mikrotápoldat sima csapvíz

40 Az aktivitás számítása grafikus úton

41 Hulladékok anaerob degradálhatóságának mérése
A degradálhatóság egy adott hulladékféleség biológiai bonthatóságának jellemzésére szolgál, ahol: BOI: a baktériumok által termelt metán g KOI/g SZEA egységben kifejezve KOI: a kezelendő szerves anyag g KOI/g SZEA-ban kifejezve.

42 Az anaerob degradálhatósági teszt vizsgálati eszközei
Az anaerob degradációs teszthez 5 l térfogatú, egyedi fejlesztésű üveg reaktorokat alkalmazunk. A reaktorokat légmentesen záró fedéllel látjuk el. A fedélen két furat került kialakításra - a gázzárás érdekében - folyadékszintig leérő csőcsonkokkal. A középső furatba keverőszárat helyezünk, a másik furat a mintavételt, ill. a folyamatos üzemű reaktor modellezése érdekében szükséges napi iszapkivételt és -rátáplálást szolgálja. A termelődő biogázt „Tesseraux” gázgyűjtő zacskóban gyűjtjük, amely műanyagcsővel csatlakozik a zárófedél gázelvezető csonkjához.

43 Felhasznált anyagok.: víz, oltóanyag (rothasztott iszap), hulladék, NaHCO3, A gázzacskókat napi rendszerességgel cseréljük és megmérjük a keletkezett gáz mennyiségét és GC-vel a metán tartalmát (%).

44 Anaerob kísérlet beállítása
Gázóra Gázkromatográf

45 Degradációs teszt eredményeinek feldolgozása