Odpadové hospodárstvo

Klasifikácia tuhých odpadov
Podľa vzniku je vhodné tuhé odpady zaradiť do troch skupín: tuhé odpady komunálne, tuhá odpady priemyselné a tuhé odpady energetické.

Tuhé komunálne odpady
Pojmom tuhý komunálny (sídliskový, mestský) odpad rozumieme látky tuhého a polotuhého skupenstva organického a anorganického pôvodu vznikajúce činnosťou človeka v domácnostiach, službách, obchode, občianskej a technickej vybavenosti, administratíve v mestách a obciach. Komunálne odpady sú zmesou odpadov z domácností, odpadov z komunálnych zariadení, objemového odpadu, odpadov z verejných priestranstiev, odpadov z rekreačných stredísk a iných druhov odpadov z oblasti komunálneho hospodárstva.
Z hľadiska využívania komunálneho odpadu treba odpad triediť na základné skupiny materiálov: papier, sklo, textil, kovy, plasty atď.

Priemyselné odpady
Priemyselné odpady sa líšia od komunálnych odpadov množstvom ale najmä zložením. Kým komunálne odpady sa vyznačujú veľkou rôznorodosťou, pri priemyselnom odpade ide o odpad špecifický pre každý závod, niekedy i pre každú šaržu. Priemyselné odpady tvoria veľmi pestrú zmes najrôznejších látok, od prakticky neškodných (napr. železný odpad, sadrovcové kaly) až po vysokotoxické (napr. kyanidové odpady, odpady z výroby pesticídov). Podstatný podiel produkcie tuhých priemyselných odpadov pochádza z ťažkého, chemického a spotrebného priemyslu.

Odpady z ťažby surovín
Pri ťažbe a spracovaní prírodných surovín (uhlie, ropa a i.) vzniká značné množstvo tuhých odpadov. Sú to banské haldy hlušiny, sedimenty z úpravy rúd atď. Produkcia týchto odpadov sa viaže na miesto ťažby, resp. výroby. Vyťažené nerastné suroviny zo zmesi rôznych úžitkových minerálov, napr. sulfidov, oxidov kovov, uhličitanov a i., a bývajú poprerastané hlušinou. Aby sa využili jednotlivé úžitkové zložky, treba ich oddeliť od hlušiny mechanicky alebo fyzikálno-mechanicky. Takto oddelená hlušina sa hromadí v skládkach (haldy, výsypky), ktoré sú ako ťažko zužitkovateľné substráty vážnym ekologickým problémom.

Lesnícke a poľnohospodárske odpady
Tuhé odpady vznikajú aj pri ťažbe dreva v lese. Do lesníckych odpadov patrí však aj stromová zeleň. Tieto odpady možno spracovať priamo v lese alebo po efektívnom sústredení odpadov v špecializovaných závodoch.
V modernej poľnohospodárskej živočíšnej veľkovýrobe vzniká tiež značné množstvo tuhých odpadov.

Ide o tuhú časť výkalov, pochádzajúcich z bezpodstielkového veľkokapacitného ustajňovania dobytka, ktorú nemožno v pôvodnom stave využiť v poľnohospodárstve na hnojenie a treba ju upravovať tak, aby nedochádzalo k znečisteniu prostredia.

Odpady z energetiky
Medzi znečisťovateľmi životného prostredia jedno z popredných miest patrí tepelným elektrárňam, ktoré produkujú značné množstvo škodlivých exhalátov a tuhých odpadov. Sú to popoloviny, škvara, troska a popolček. Najzávažnejší problém predstavuje popolček, časť ktorého sa dostáva do ovzdušia. Nespálený odpad nachádza teraz len malé a obmedzené upotrebenie. Kaly z čistiarní mestských a priemyselných odpadových vôd
Pri úprave a čistení vznikajú kaly pri primárnej sedimentácii a pri biologickom čistení. Veľký význam majú však aj kaly z neutralizačných staníc, z chemickej úpravy a likvidácie toxických látok, farbív atď. Do tejto skupiny tuhých odpadov patria aj sedimenty na dne riek, jazier a nádrží, a to ako prírodné, tak umelé (aktivovaný kal). Rádioaktívne odpady
Rádioaktívne odpady môžeme deliť podľa oblasti ich vzniku:
· Vojenské rádioaktívne odpady
· Komerčné rádioaktívne odpady
· Zdravotnícke rádioaktívne odpady
· Priemyselné rádioaktívne odpady
Podľa úrovne a druhu aktivity delíme rádioaktívne odpady na:
· Vysokoaktívne odpady, ktoré vznikajú pri regenerácii vyhoreného paliva. Obsahujú prakticky všetky štiepne produkty a väčšinu aktinoidov, ktoré neboli pri regenerácii separované
· Transuránové odpady, ktoré vznikajú zväčša pri regenerácii vyhoreného paliva, pri výrobe plutónia pre jadrové zbrane a pri výrobe zmesného oxidového paliva
· Nízkoaktívne odpady, ktoré vznikajú takmer pri všetkých prácach s rádioaktívnymi materiálmi
Hlušina z uránových baní a úpravní obsahuje v nízkej koncentrácii prírodné rádioaktívne nuklidy.

Nakladanie s odpadmi
Podľa vplyvu na životné prostredie sa odpady členia na 2 základné kategórie:
· Zvláštny odpad je taký, ktorý vyžaduje osobitný režim pri nakladaní s ním
· Nebezpečný odpad je taký, ktorý je škodlivinou, alebo ktorý svojimi vlastnosťami je alebo môže byť nebezpečný pre zdravie obyvateľstva alebo životné prostredie

Skládkovanie
Skládkovanie ja najstaršia, najjednoduchšia a najrozšírenejšia metóda zneškodňovania odpadov. I vo vyspelých krajinách sa skládkuje viac ako 90% tuhých odpadov. Najnebezpečnejším druhom skládkovania je neorganizované skládkovanie.

Odpady na skládkach prechádzajú mnohými fyzikálnymi, chemickými a biologickými zmenami, z ktorých najvýznamnejšie sú:
· Aeróbny a anareóbny biologický rozklad organických látok
· Chemická oxidácia látok
· Vylúhovanie organických a anorganyckých látok a pohybu lúhu skládkou
· Nerovnomerné usadzovanie vyvolané komprimáciou materiálu do puklín, vytvorených rôznou stlačiteľnosťou
Takéto divoké skládky ohrozujú životné prostredie, bývajú zdrojom chemickej a biologickej kontaminácie povrchových i podzemných vôd, zhoršujú hygienu prostredia (zápach, dym, vzhľad, šírenie infekčných chorôb) v širokom okolí a ohrozujú zdravie ľudí. Prevádzkovanie skládok by malo spĺňať aspoň základné kritériá ako dozor na skládke, kontrola odpadu, zhusťovanie a prekrývanie odpadu iným materiálom a pod.
Základným predpokladom pre bezpečné skládkovanie odpadov je riadené skládkovanie. Je to ukladanie tuhých odpadov vo vrstvách za použitie takej technológie, ktorá zamedzuje ohrozenie režimu podzemných vôd a dodržiava hygienické a estetické podmienky danej lokality, pričom výsledným produktom je rekultivovaná skládka.

Termické metódy
Termické metódy sú po skládkovaní najstaršími metódami zneškodňovania odpadov. Zo začiatku to boli hlavne hygienické metódy, ktoré viedli k termickému zneškodňovaniu odpadov, neskôr sa k nim pristúpili dôvody redukcie hmotnosti odpadov a šetrenie objemu skládok. Ako výsledok spaľovania je okrem získania energie redukcia objemu až na cca 1/10 a redukcia hmotnosti na cca ½ podľa druhu odpadu.

Spaľovanie
Proces spaľovania skládok je veľmi zložitý a je súhrnom viacerých reakcií. Tuhý odpad pôsobením tepla nehorí ani v prítomnosti kyslíka. Vzniknuté prchavé produkty pyrolýzy reagujú s kyslíkom a potom sa vznietia, t.j. nastáva horenie plameňom. Teplo uvoľnené pri plameňovom horení vyvoláva sekundárne pyrolýzu zvyšku tuhého materiálu, alebo prebieha jeho oxidácia, pretože obsahuje viac uhlíka. Nastáva tlenie – bezplameňové horenie.
Z hľadiska spaľovacích vlastností delíme odpady na dobre spáliteľné a ťažko spáliteľné. Dobre spáliteľné sú niektoré priemyselné odpady, ktoré sa podobajú komunálnym odpadom, t.j. textilný odpad, obalový materiál, lepenka, fólie a pod. Ťažko spáliteľné odpady treba miešať s dobre spáliteľnými v pomere, ktoré zaručí trvalé horenie zmesí. K ťažko spáliteľným odpadom patria napr. plasty a chemické látky obsahujúce fluór, chlór a pod., galvanizačné kaly a iné toxické odpady, ktoré pri spaľovaní za vysokých teplôt slinutím vytvárajú trosku, ktorá chemicky viaže toxické zložky a je vo vode nerozpustná. V spaľovniach sa najčastejšie používajú:
· Roštové systémy sú výhodné pre komunálne odpady, nevhodné sú pre pastovité odpady a kaly
· Rotačné pece sa presadili najmä na spaľovanie zvláštnych a nebezpečných tuhých, pastovitých a kvapalných odpadov
Na Slovensku je v súčasnosti v prevádzke 78 spaľovní odpadov.

Pyrolýzne spaľovanie
Na zneškodňovanie resp.

na zúžitkovanie odpadov možno použiť aj pyrolýzu, pri ktorej ide o termické rozloženie organickej hmoty bez (za obmedzeného) prívodu kyslíka.
Tuhý zvyšok po pyrolýze prichádza do úvahy ako surovina na výrobu aktívneho uhlia. Kvapalné produkty pyrolýzy sú najmä voda a frakcia s olejovým charakterom. Pyrolýzne produkty z odpadov možno spaľovať alebo spracovať na ďalšie produkty.

Chemické metódy
Používajú sa tieto metódy:
· Neutralizácia sa používa na zneškodňovanie odpadových kyselín a zásad, za účelom eliminácie alebo redukcie ich reaktivity a korozivnosti
· Ultrafialová fotolýza je metóda, ktorá rozloží alebo detoxikuje nebezpečné chemikálie vo vodných roztokoch použitím ultrafialového žiarenie. Metóda je limitovaná neschopnosťou UV žiarenia prenikať pôdou a zakalenými roztokmi
· Chemická oxidácia (redukcia) slúži na zmenu chemickej formy nebezpečného odpadu tým, že sa zmení ich toxicita, rozpustnosť, rozpustnosť, oddeliteľnosť atď. Ako redukčné činidlá používame železo, hliník, zinok, sodík a ich zlúčeniny. Hodnota pH reakčného prostredia má byť vhodne upravené. Metóda sa používa napr. na zneškodňovanie chrómu (CrVII), ortuti a olova. Metóda je nešpecifická a tuhé odpady musia byť uvedené do roztoku. Reakcie môžu byť explozívne.
· Oxidácia peroxidom vodíka (H2O2) – táto metóda môže byť použitá na zneškodnenie povrchovej kontaminácie pôdy alebo kalov
· Ozonizácia sa používa na zneškodnenie nebezpečných odpadov obsahujúce najmä kyanidy a fenolové zlúčeniny
· Alkalická chlorácia sa používa na zneškodnenie kyanidových odpadov vo vodnom roztoku
· Elektrolytická oxidácia prebieha v reaktore s dvoma elektródami. Používa sa najmä na zneškodňovanie odpadov obsahujúcich kyanidy. Reakčné produkty sú amoniak, močovina a oxid uhličitý

Biotechnologické metódy
Niektoré druhy odpadov sa môžu zneškodniť, prípadne zužitkovať nielen fyzikálnymi a chemickými postupmi, ale aj biotechnologickými (mikrobiologickými) metódami. Platí to predovšetkým o organických odpadoch.

Kompostovanie
Najčastejšie požívanou biotechnologickou metódou je kompostovanie, pri ktorom z organických odpadov vznikajú najmä humusové látky. Biologickú premenu organických látok na humusové látky. Biologickú premenu organických látok na humus spôsobujú aeróbne i anaeróbne mikroorganizmy.
Priebeh kompostovania je ovplyvnený vlhkosťou, teplotou, prístupom kyslíka, pomerom obsahu uhlíka k dusíku v spracúvaných odpadoch, štruktúrou spracúvaného materiálu i hodnotou pH. Od týchto faktorov závisia optimálne životné podmienky pre rozkladné mikroorganizmy.
Priebeh kompostovania sa dá kontrolovať podľa teploty a závisí od viacerých premenných.

Okrem obsahu živín a mikroorganizmov je dôležité samotné zloženie odpadu, jeho vlastností, ale najmä možnosti biodegradácie a predbežných úprav.

Metanizácia
Metanizácia organických odpadov je najefektívnejším zužitkovaním najmä rôznych kalov a suspenzií organických látok s vysokým obsahom vody, kde je spaľovanie nerentabilné. Metanizácia je proces, pri ktorom za anaeróbnych podmienok zmesná kultúra mikroorganizmov postupne rozkladá biologicky rozložiteľné organické látky. Konečnými produktmi tohto procesu sú „stabilizovaná“ biomasa a bioplyn. Využívanie odpadov
Z celkového množstva zvláštnych a nebezpečných odpadov sa využíva 53,1% (5,4 mil. ton), z toho zvláštnych sa využíva 5,2 mil. ton (61%) a nebezpečných 0,1 mil. ton (8,3%). Vysoký stupeň využívania odpadov je ovplyvnený vysokým podielom využívania poľnohospodárskych odpadov. Z celkového množstva 5,9 mil. ton tohto odpadu sa využíva až 4,9 mil. ton. Ďalšími významnými druhmi odpadov, ktoré sa materiálovo využívajú, sú železný šrot, zberový papier a zberové sklo.
Na spracovanie druhotných surovín boli v SR vybudované kapacity, ktoré presahujú výskyt, ale najmä možnosti zberu domácich zdrojov. Vzhľadom na túto skutočnosť časť druhotných surovín sa zabezpečuje dovozom. V menšej miere sa spracovávajú farebné kovy, odpadové plasty a opotrebované pneumatiky.