Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy dokonała konsolidacji prawodawstwa UE dotyczącego gospodarki odpadami poprzez ujednolicenie wcześniejszych przepisów i wprowadziła szereg nowych definicji prawnych. Jednak przede wszystkim nadała priorytet zasadzie ograniczenia wpływu wytwarzanych odpadów na środowisko.

Dyrektywa zobowiązuje państwa członkowskie do podjęcia działań w celu wspierania odzysku odpadów i podkreśla znaczenie tzw. selektywnego zbierania odpadów dla recyklingu. Przyjmując, że podstawowe cele dyrektywy, którymi są zapobieganie powstawaniu odpadów oraz przygotowanie do ponownego użycia i recykling, będą sumiennie wypełniane, zawsze tylko pewien procent składników odpadów komunalnych (maksymalnie 80% odpadów opakowaniowych i 50% bioodpadów z całkowitego ich potencjału) zostanie faktycznie odzyskany.

Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów (MBP) jest jedną z metod realizacji planu zmniejszenia masy składowanych odpadów ulegających biodegradacji. Potwierdzeniem ważnej roli tej technologii w zrównoważonej gospodarce odpadami jest uznanie instalacji MBP (o mocy przerobowej wystarczającej do przyjmowania i przetwarzania odpadów z obszaru zamieszkałego przez co najmniej 120 tys. mieszkańców, spełniającej wymagania najlepszej dostępnej techniki lub technologii), za regionalną instalację do przetwarzania odpadów komunalnych (RIPOK), zgodnie z Ustawą z 14 grudnia 2012 r. o odpadach (DzU z 2013 r. poz. 21). W instalacjach MPB procesy, które na składowisku przebiegają kilkadziesiąt lat, są realizowane w ciągu kilku miesięcy. W efekcie emisje zanieczyszczeń w gazie i odciekach na składowiskach stabilizatu są zmniejszone o ok. 80% w porównaniu do składowisk odpadów nieprzetworzonych.

Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów jest stosowane do przerobu pozostałych odpadów komunalnych w celu ich przygotowania do składowania lub do termicznego przekształcania. Pierwsza opcja, tzw. biostabilizacja, obejmuje mechaniczne wydzielenie z odpadów pozostałych frakcji o wysokiej wartości opałowej, metali i ewentualnie innych odpadów możliwych do odzyskania. Pozostały strumień odpadów poddaje się tlenowej lub beztlenowo-tlenowej stabilizacji w celu zmniejszenia ich podatności na biodegradację. W drugiej opcji z reguły cały strumień odpadów jest poddawany biologicznemu przetwarzaniu w celu obniżenia zawartości wody w odpadach i przygotowania ich do energetycznego wykorzystania. Produkcja kompostu używanego w rolnictwie lub ogrodnictwie nie jest celem mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów, ponieważ zawartości metali ciężkich i innych zanieczyszczeń w produkcie ustabilizowanym biologicznie są zwykle zbyt wysokie.

Wymagania prawne dla instalacji MBP

Wymogi dotyczące budowy i eksploatacji instalacji MBP reguluje Rozporządzenie Ministra Środowiska z 11 września 2012 r. w sprawie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych (DzU z 2012 r. poz. 1052). Procesy biologicznego przetwarzania odpadów należy prowadzić zgodnie z określonymi wymaganiami (Rys.). Podczas mechanicznego przetwarzania ze zmieszanych odpadów komunalnych wydziela się frakcję o wielkości co najmniej 0-80 mm, ulegającą biodegradacji, którą kwalifikuje się jako odpad o kodzie 19 12 12. Frakcja ta wymaga zastosowania procesów biologicznego przetwarzania, które zachodzą w warunkach tlenowych lub beztlenowych z udziałem mikroorganizmów. W warunkach tlenowych odpady należy przetwarzać przez okres od 8 do 12 tygodni i przerzucać je. Do czasu osiągnięcia przez odpad wartości AT4 (zapotrzebowanie próbki odpadów na tlen w ciągu czterech dni) poniżej 20 mg O2/g suchej masy, a co najmniej przez pierwsze dwa tygodnie, proces powinien odbywać się w zamkniętym reaktorze lub w hali z aktywnym napowietrzaniem oraz zabezpieczeniem uniemożliwiającym przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery. W warunkach tlenowych łączny czas przetwarzania może zostać skrócony lub wydłużony pod warunkiem uzyskania przez stabilizat wymaganych parametrów.

W procesach biologicznego przetwarzania odpadów w warunkach beztlenowych odpady o kodzie 19 12 12 należy stabilizować w procesie dwustopniowym. W pierwszym stopniu odpady poddaje się fermentacji mezofilowej (minimum 20 dni) lub termofilowej (co najmniej 12 dni). W drugim stopniu odpady poddaje się stabilizacji tlenowej w zamkniętym reaktorze lub w hali z aktywnym napowietrzaniem oraz z zabezpieczeniem uniemożliwiającym przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery przez okres co najmniej dwóch tygodni. W drugim stopniu stabilizacji tlenowej dopuszcza się stabilizację odpadów w pryzmach na otwartym terenie, napowietrzanych wskutek przerzucania odpadów co najmniej raz w tygodniu przez minimum trzy tygodnie. Z kolei w procesach biologicznego przetwarzania odpadów z wykorzystaniem procesów biologicznego suszenia zmieszane odpady komunalne lub frakcja o wielkości co najmniej 0-80 mm są suszone w warunkach tlenowych z aktywnym napowietrzaniem. Proces ten należy prowadzić w zamkniętym reaktorze lub hali, wyposażonych w zabezpieczenie uniemożliwiające przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery przez siedem dni.

Proces biologicznego przetwarzania odpadów w warunkach tlenowych i beztlenowo-tlenowych powinien być prowadzony w taki sposób, aby uzyskany stabilizat spełniał jedno z trzech wymagań określonych w rozporządzeniu. Jednym z nich są straty prażenia stabilizatu, które są mniejsze niż 35% suchej masy, a zawartość węgla organicznego jest mniejsza niż 20% suchej masy. Drugi wymóg to określony ubytek masy organicznej w stabilizacie w stosunku do masy organicznej w odpadach, mierzony poprzez ocenę strat prażenia lub zawartości węgla organicznego – winien on być większy niż 40%. Trzeci warunek odnosi się do wartości AT4, która jest mniejsza niż 10 mg O2/g suchej masy.

Projekt rozporządzania nakazuje prowadzenie biologicznej, tlenowej stabilizacji odpadów w pierwszej fazie w zamkniętym reaktorze lub w hali, niezależnie od zastosowanego rozwiązania. Nie rozstrzyga natomiast warunków prowadzenia procesu rozładunku odpadów oraz etapu mechanicznego procesu. Działania tego typu należy prowadzić w zamkniętej hali, a powietrze z tych obiektów powinno być ujmowane i oczyszczone. Powietrze poprocesowe, pochodzące z powierzchni rozładunku, wstępnego mechanicznego przetwarzania odpadów oraz z fazy intensywnego rozkładu w warunkach tlenowych, zawiera stosunkowo duże ilości związków azotu i substancji organicznych. Z reguły wystarcza jego oczyszczanie w biofiltrach, które powinny być poprzedzone płuczką kwaśną, służącą do usunięcia NH3.

Klasyfikacja produktów

Produktami w instalacjach MBP mogą być różne strumienie odpadów, które w rozporządzeniu zdefiniowano i opatrzono odpowiednimi kodami, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (DzU nr 112, poz. 1206). Odpady po mechanicznym przetwarzaniu klasyfikuje się, w zależności od ich właściwości, do odpadów o kodach z podgrupy 19 12, poza odpadami o kodzie 19 12 09. Dopuszcza się wytwarzanie ze zmieszanych odpadów komunalnych poddanych mechanicznemu przetworzeniu odpadów o kodach z podgrupy: 15 01, 16 02, 16 06 i 20 01. Stabilizat, czyli odpady wytwarzane w procesach mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych, po stabilizacji tlenowej i beztlenowo-tlenowej, spełniające wymagania określone w §6 ust. 1 rozporządzenia, klasyfikuje się jako odpady o kodzie 19 05 99. Dopuszcza się wydzielanie ze stabilizatu, spełniającego wymagania określone w §6 ust. 1, frakcji drobnej po przesianiu na sicie o prześwicie oczek do 20 mm. Może być ona stosowana do odzysku jako odpad o kodzie 19 05 03.

Odpady po procesie biologicznego suszenia klasyfikuje się jako odpady o kodzie 19 05 01 i poddaje dalszej obróbce mechanicznej. Wytwarzanym odpadom przypisuje się kody z podgrupy 19 12, poza odpadem o kodzie 19 12 09, w zależności od ich właściwości. Kod 19 12 10 nadaje się odpadowi, jeżeli spełnia wymagania określone przez odbiorcę paliwa. Dopuszcza się wytwarzanie z odpadów o kodzie 19 05 01, poddanych mechanicznemu przetworzeniu, odpadów o kodach z podgrupy 15 01, 16 02, 16 06 i 20 01, jeżeli są zdatne do wykorzystania materiałowego lub energetycznego. Wątpliwości budzi przypisanie odpadom po procesie biosuszenia kodu 19 05 01. Kodem tym oznaczone są nierozłożone lub nieulegające rozkładowi składniki masy kompostowej, np. drewno, szkło, kamienie, tworzywa sztuczne itp.

Biosuszenie nie jest procesem kompostowania, lecz służy do odparowania wody. Uzyskuje się to przez intensywne, wymuszone mechanicznie napowietrzanie i przerzucanie odpadów z wykorzystaniem ciepła wydzielanego w procesie rozkładu biologicznego łatwo biodegradowalnych substancji organicznych, który przebiega w tych warunkach. Biosuszenie jest fizycznym procesem usuwania wilgoci z odpadów i nie powinno powodować zmiany kodu odpadów (produkt biosuszenia 19 12 12). Przedyskutować należy też przypisanie kodu 19 05 03 frakcji drobnej stabilizatu (< 20 mm), czyli uznanie tego odpadu za kompost nienadający się do wykorzystania. W instalacjach MBP w wyniku mechanicznego sortowania zmieszanych odpadów komunalnych nie jest możliwe wydzielenie frakcji 19 12 09.

Przypisywanie frakcjom < 20 mm lub nawet < 40 mm, wydzielonym na sicie, kodu 19 12 09 jest nadużyciem. Frakcje tego typu zawierają zbyt duże ilości odpadów ulegających biodegradacji, aby mogły być uznane za frakcję mineralną. Niestety, wiele zakładów w Polsce posiada decyzje na wytwarzanie odpadu 19 12 09 w wyniku przesiewania zmieszanych odpadów komunalnych. Pewną ilość odpadów mineralnych można wydzielić w procesie mechanicznego przetwarzania odpadów po biosuszeniu. Warunkiem przypisania wydzielonym odpadom mineralnym kodu 19 12 09 powinno być spełnianie przez nie kryteriów dopuszczania odpadów obojętnych do składowania, określonych w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku danego typu (DzU z 2013 r. poz. 38).

Odpady o kodzie 19 05 03

Odpady o kodzie 19 05 03, czyli kompost nieodpowiadający wymaganiom, mogą być wykorzystywane do rekultywacji biologicznej zamkniętego składowiska lub jego części. Wymaganie w tym zakresie określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z 21 marca 2006 r. w sprawie odzysku lub unieszkodliwiania odpadów poza instalacjami i urządzeniami (DzU  nr 49, poz. 356). Dyskusyjne jest wykorzystanie frakcji stabilizatu < 20 mm z odzysku za pomocą procesu R10, czyli rozprowadzanie na powierzchni ziemi w celu nawożenia lub ulepszania gleby.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z 5 kwietnia 2011 r. w sprawie procesu odzysku R10 (DzU nr 86, poz. 476) odnosi się tylko do części odpadów o kodzie 19 05 03 – materiałów po procesie kompostowania. Proces tlenowy w części biologicznej instalacji MBP nie jest procesem kompostowania. Pomijając to formalne zastrzeżenie, możliwe jest stosowanie frakcji stabilizatu < 20 mm przy łącznym spełnieniu wszystkich warunków określonych dla odzysku odpadów o kodzie 19 05 03 za pomocą procesu R10.

Odpady tego typu można wykorzystać na terenach zdegradowanych oraz pasach zieleni wzdłuż dróg, autostrad itp. Ponadto można je stosować na plantacjach roślin energetycznych lub do nawożenia upraw przemysłowych i gruntów pod zalesianie. Należy równomiernie rozprowadzać je na całej powierzchni gleby tylko do głębokości 30 cm. Dawkę odpadów ustala się dla każdej partii osobno, a jej wielkość zależy od ich jakości i zapotrzebowania roślin na fosfor i azot.

Składowanie odpadów po MBP

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 8 stycznia 2013 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku danego typu (DzU z 2013 r. poz. 38) wprowadza zakaz składowania od 1 stycznia 2016 r. odpadów o kodach 19 08 05, 19 08 12, 19 08 14, 19 12 12 oraz z grupy 20, dla których ciepło spalania wynosi powyżej 6 MJ/kg s.m., TOC > 5% s.m., a straty przy prażeniu > 8% s.m. Oznacza to, że do 31 grudnia 2015 r. należy zapewnić przetwarzanie wszystkich odpadów komunalnych oraz tych pochodzących z sortowania w celu spełnienia dodatkowych parametrów składowania.

Frakcja gruba i inne odpady o kodzie 19 12 12, pochodzące z procesów mechaniczno-biologicznych, jeżeli nie zostaną przetworzone w części biologicznej lub odzyskane i nie spełnią wymogów rozporządzenia określonych dla stabilizatu, o którym mowa w §5 ust. 1, a także stabilizat niespełniający wymagań określonych w §6 ust. 1 rozporządzenia, muszą zostać skierowane do termicznego przekształcania. Stabilizaty po mechaniczno-biologicznym przetworzeniu odpadów w procesach tlenowych i beztlenowych, jeżeli będą wywożone na składowiska, powinny spełniać określone warunki.

W przypadku składowania stabilizatów na składowiskach wyposażonych w systemy gromadzenia odcieków kierowanych następnie do oczyszczalni ścieków, wymagane jest nieprzekraczanie dopuszczalnych granicznych wartości rozpuszczonego węgla organicznego i substancji rozpuszczonych. Spełnienie wymagań dotyczących warunków prowadzenia procesu mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów i jakości stabilizatów określonych w projekcie rozporządzenia możliwe jest jedynie w zaawansowanych technicznie i technologicznie instalacjach MBP. W efekcie łączny koszt przetwarzania odpadów w instalacji MBP i składowania stabilizatu może okazać się zbyt wysoki. Procesy MBP mają jednak szereg zalet. Modułowa budowa i elastyczność podczas instalacji pozwalają na łatwe dostosowywanie ich do m.in. zapotrzebowania rynku, podaży odpadów, a także wymogów prawa i możliwości finansowych inwestora.

Mając na uwadze podstawowe cele obecnej gospodarki odpadami, maksymalne ograniczenie składowania przez selektywne zbieranie odpadów surowcowych w celu recyklingu i bioodpadów do produkcji kompostu i fermentatu niebędących odpadami oraz odzysk energii z pozostałych odpadów przez bezpośrednie spalanie w spalarniach lub spalanie i współspalanie paliw wytworzonych z odpadów, trzeba podkreślić, że technologie MBP ze stabilizacją biofrakcji przed składowaniem są najmniej pożądaną opcją. Takie postępowanie powinno mieć charakter przejściowy do czasu uzyskania docelowego modelu gospodarki odpadami komunalnymi.

W dłuższej perspektywie wspomniane instalacje MBP będą stopniowo zastępowane przez rozwiązania ukierunkowane na produkcję paliwa z odpadów, w tym również z wykorzystaniem biosuszenia i fermentacji metanowej. Jednak w dużym stopniu jest to uzależnione od przyszłego rozwoju rynku paliw z odpadów.

prof. dr hab. inż. Andrzej Jędrczak

Wydział Budownictwa i Inżynierii Sanitarnej