Municipal Solid Waste Recycling: Facts, Figures and Technologies

Transcrição

1 CIEPQPF- Research Centre on Chemical Processes Engineering and Forest Products, Chemical Engineering Department of University of Coimbra, Portugal Municipal Solid Waste Recycling: Facts, Figures and Technologies Margarida M.J. Quina 12 /12/ 2012

2 1- Introduction 2- Facts and figures 3- Technologies 4- Case study 5- Future trends 6- Conclusions

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4 Sociedade de consumo sociedade que se encontra numa avançada etapa de desenvolvimento e que se caracteriza pelo consumo massivo de bens e serviços, disponíveis graças à elevada produção dos mesmos. Resíduos Sólidos Urbanos (Municipal solid waste) são resultantes da nossa atividadedoméstica e comercial.

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7 The Spittelauincineration plant provides district heating to the citizens of Vienna, Austria and doubles as a tourist attraction.

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9 Recycling MSW is the process of collecting and processing materials that would otherwise be thrown away as trash and turning them into new products (USEPA definition) is a resource recovery method involving the collection and treatment of a waste product for use as raw material in the manufacture of the same or a similar product (EEA definition) Benefits of Recycling - Reduces the amount of waste sent to landfills and incinerators; - Conserves natural resources such as timber, water, and minerals; - Prevents pollution caused by reducing the need to collect new raw materials; - Saves energy; - Reduces greenhouse gas emissions that contribute to global climate change; - Helps sustain the environment for future generations; - Helps create new well-paying jobs in the recycling and manufacturing industries

10 Web of Knowledge: Recycling -> results Web of Knowledge: Recycling + waste -> results ENGINEERING CHEMICAL (2,563) ENVIRONMENTAL SCIENCES (2,548) ENGINEERING ENVIRONMENTAL (2,474) MATERIALS SCIENCE MULTIDISCIPLINARY (2,028) POLYMER SCIENCE (1,800) Countries/Territories USA (6,886) JAPAN (1,661) PEOPLES R CHINA (1,538) GERMANY (1,449) ENGLAND (1,134) Poly(ethylene Terephthalate) Plastic Electric Electronic equipment Rubber Tyres Agriculture wastes Sewage Sludge Incinerator residues Composite materials Catalysts Paper Metals Animal Wastes CDR

11 Mapa dos Sistemas de Gestão, em Portugal Continental 1 VALORMINHO 2 RESULIMA 3 BRAVAL 4 RESINORTE 5 Lipor 6 Valsousa 7 SULDOURO 8 Resíduos do Nordeste 9 VALORLIS 10 ERSUC 11 AMR 12 RESISTRELA 13 VALNOR 14 VALORSUL 15 Ecolezíria 16 Resitejo 17 Amtres (Tratolixo) 18 AMARSUL 19 Amde 20 Amagra 21 Amcal 22 Amalga 23 -ALGAR

12 INFRA-ESTRUTURAS (2010) Aterros - a instalação de eliminação de resíduos através da sua deposição acima ou abaixo da superfície natural (Decreto-Lei n.º 183/2009 ) Val. Energética/Incineração - a incineração dos resíduos com produção de energia Val. Orgânica - a utilização da fração orgânica contida nos resíduos para produção de composto, por via aeróbia, ou para produção de biogás e composto, por via anaeróbia. A compostagem consiste na degradação, na presença de ar, dos resíduos orgânicos até à sua estabilização. A digestão anaeróbia constitui um processo de mineralização da matéria orgânica na ausência de oxigénio; Valorização Material - todos os resíduos depositados em ecopontos, ecocentros, provenientes da recolha porta-a-porta ou de circuitos especiais encaminhados para estações de triagem ou enviados para reciclagem; Est. Triagem - o ato de separar os resíduos mediante processos manuais ou mecânicos, sem alteração das suas características, com vista ao seu tratamento; Est. Transferência - armazenamento temporário de resíduos; Ecopontos geralmente, é um conjunto de três contentores para recolha seletiva; Ecocentros - Deposição voluntária direta, em geral, para resíduos de elevado volume.

13 INFRA-ESTRUTURAS TOTAIS (2010) Contentores Ecopontos Ecocentros Est. Transferência Est. Triagem Aterros Val. Orgânica Val. Energética Exploração Construção Previstos contentores 100% pop ecopontos ecocentros est. transf est. triagem centrais val. orgânica centrais val. energética aterros

14 EVOLUÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS TOTAIS

15 2010 Total RSU: t Rec. Ind.: t Rec. Select.: t Capitação Total: 511 kg/hab.ano Rec. Ind: 433 kg/hab.ano Rec. Select.: 78 kg/hab.ano

16 Tabela Resíduos produzidos na área da ERSUC Produção (t) Capitação (kg/hab.ano) Rec. Ind. Rec. Sel. Total Rec. Ind. Rec. Sel. Total ERSUC área da ERSUC km hab INFRA-ESTRUTURAS Unidades de TMB: (2) CITVRSU Coimbra (testes); CITVRSU de Aveiro (em final de obra) Aterros: (3) Taveiro - Coimbra (Set 98); Figueira da Foz (Set 98); Taboeira, Cacia, Aveiro (Dez 98) + 2 de apoio aos TMB (CITVRSU de Aveiro e Coimbra) Estações de Triagem: (2) Aveiro (Fev 99); Taveiro, Coimbra (Dez 98) + 2 Automatizadas (CITVRSU de Aveiro e Coimbra) Estações de Transferência: (6) Góis (Set 99); Ansião (Set 99); Pampilhosa da Serra (Jan 00); Ossela, Oliveira de Azeméis (Set 99); Sever do Vouga (Abr 00); Estarreja (Abr 00) + 1 em construção na Figueira da Foz Ecocentros: (7) Oliveira de Azeméis, Estarreja, Albergaria-a-Velha, Figueira da Foz, Ansião, Coimbra e Góis + 1 previsto em Figueira da Foz Ecopontos: ecopontos (268 hab/ecoponto)

17 Formas de tratamento RSU em Portugal ( ) MSW produced in dumps(0%) -recycling(13.8%) - organic recovery (7.5%) - energy recovery (18%) - landfill disposal (60.7%)

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19 USA = 2 kg/hab.d =730 kg/hab.year

20 PORTUGAL Total MSW recycling (t) Total MSW rec Perc. Rec Percent of generation recycling (%) Total MSW Composting (t) Total MSW Comp. Perc. Comp Percent of generation composting (%) year year Recycled or composted; 21,3 % Landfilled; 60,7 % Combusted for energy; 18% MSW in Portugal

21 PORTUGAL Quantidade de RSU (t) em Portugal nos ecopontos, ecocentros e porta-a-porta, em Papel/ Cartão Vidro Outros Embalagens Monstros Metais (não emb.) REEE Madeira Plásticos (não emb.) Pilhas/ Baterias OAU Total (t)

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24 O que pode ser reciclado a partir de RSU? Recolha Seletiva (RS) = RS com vista à Reciclagem + RS com vista à Valorização Orgânica RS com vista à Reciclagem = Recolha em Ecopontos + Recolha Porta-a-Porta + Recolha em Ecocentros + Recolha por Circuitos Especiais Recolha em Ecocentros = Deposição Voluntária Direta RS com vista à Valorização Orgânica = Recolha Seletiva de RUBs com vista à sua Valorização Orgânica (através de Compostagem, Digestão anaeróbia ou Compostagem de Verdes) Σmat. potencialmente recicláveis = = 77,9%

25 Economia real : Um sistema aberto Extracção Processamento Produção Consumo Resíduos Transformação Reciclagem AMBIENTE Impactes ambientais Externalidades

26 Como promover a reciclagem? Recolha Seletiva Recolha Indiferenciada TMB Ecopontos Porta-a-Porta Recolha em Ecocentros Recolha por Circuitos Especiais matéria orgânica: digestão anaeróbia, a précompostagem em túneis fechados, a compostagem; recicláveis (vidro, cartão, plásticos, metais ferrosos e não ferrosos) : para industria recicladora combustíveis derivados de resíduos (CDR) refugos. : para aterro Reciclagem de Bio-residuos

27 Diretiva 1999/31/CE, de 26 Abril, relativa à deposição de resíduos urbanos biodegradáveis (RUB) em aterro: No prazo máximo de 15 anos (2016), os resíduos urbanos biodegradáveis destinados a aterros devem ser reduzidos para 35 % da quantidade total (em peso) de resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em Recolha Selectiva RUB TMB - industrial Compostagem - doméstica - industrial

28 Tratamento Mecânico-Biológico (TMB ou MBT) MWS

29 TMB de Coimbra Vil de Matos Aterro ETAL Compostagem Digestores Anaeróbios (5000 m 3 ) Triagem Rec. seletiva TMB

30 TMB de Coimbra Vil de Matos

31 TMB de Coimbra Vil de Matos Investimento Global: Capacidade de Processamento do TMB: = ton/ano Recicláveis recuperados do TMB: ton/ano Produção de CDR do TMB: ton/ano Matéria orgânica valorizada no TMB: ton/ano Refugo para aterro: ton/ano Produção de energia do TMB: MWh/ano Capacidade de tratamento das unidades de triagem: 4 ton/h Unidade automatizada, e inclui as seguintes operações crivagem dos RSU; abertura de sacos; separação balística; separação de ferrosos; separação de alumínios; separação por infra-vermelhos; preparação de suspensão orgânica para DA compostagem

32 Compostagem de RSU Composting is the aerobic decomposition of biodegradable organic matter, producing compost. + DA + DA + DA + DA + DA + DA + DA unidades > em funcionamento 7 em construção 4 previstas Total: %

33 Compostagem de RSU 2010 : 9 unidades VALNOR - Avis Tecnologias implementadas Unidade Início Tipo de sistem a Tecnologia AMAVE 1995 RI Compostagem em reactores (bioreactores) Lipor 2005 RS Compostagem em túneis Cova da Beira AMTRES 2001 RI Compostagem em pilhas dentro de silos 1999 RS+RI Compostagem em pilhas (num pavilhão) com arejamento forçado Valorsul 2005 RS Digestão anaeróbia seguida de précompostagem fechada e pós compostagem aberta Amarsul 1995 RI Compostagem em pilhas (num pavilhão) com arejamento forçado EC Portimão 2003 RV Compostagem em pilhas revolvidas mecanicamente EC Tavira VALNOR 2003 RV Compostagem em pilhas revolvidas mecanicamente 2009 RI+RS Túneis de compostagem RS Recolha selectiva; RI Recolha indiferenciada; RV Recolha de resíduos verdes;

34 Central de AMAVE Central da Lipor Central de compostagem da Cova da Beira Central da AMTRES Central Valorsul Central da Amarsul Central de Tavira Compostagem em túneis

35 Compostagem de RSU - Fundão Para resíduos indiferenciados integra TMB - Compostagem Afinação mecânica H (%) ph 10,1 7,9 Cond. (ms/cm) 5,15 MO (%) Razão C/N 31,7 15,7 Metais Fundão C1 C2 Legislação Cd 1,1 <LD <LD 1 Cr 57,7 19,2 76,5 100 Pb 300,9 <LD <LD 100 Cu 319,0 21,7 71,1 100 Ni 56,0 1,5 10,1 50 Zn 831,9 123,2 308,9 300 Decisão da Comissão nº 2001/688/CE

36 Compostagem Doméstica Exemplo promovido pela Lipor [ C/N 30 (N) (C)

37 Caracterização Tratamento Valorização valorsul vídeo Institucional (Valorsul 2012 )

38 MSW treatment options evolution in EU-27 in the period 1995 to 2009 (source: EUROSTAT, 2011b).

39 Recycling + Composting DK NL Incineration 40 I 20% 90 AT UK 10 ES IT 100 PT IE FI SE DE Landfilling 90 LU 80 BE FR 70 EU R 20% L 60% NL BE 70 DE AT Recycling + Composting SEDK 30 LU 20 R 50% I 22% EU FR Incineration 90 IT UK ES IE L 28% EE EL FI Landfilling PT

40 PT- landfilling EU- landfilling MSW projected to be landfilled and incinerated for PT and EU-27 from 2011 to 2020 [Bakas, I., Sieck, M., Herman, T., Andersen, F., Larsen, H. (2011) Projections of municipal waste management and greenhouse gases. Working paper for European Environmental Agency. Accessed on : ]

41 1 Recycling and the green economy 4 Securing supplies of rare metals and other critical resources Recycling contributes to a green economy : resource efficiency, reducing environmental impacts from raw material extraction, generating jobs and business opportunities ensuring secure supplies of essential resources. The recycling sector is growing and developing but it is currently dominated by seven core groups of materials: glass paper and cardboard plastic iron and steel copper, aluminium and nickel precious metals other metals

42 Critical raw materials for the EU Material Emerging technologies(selected) Material Emerging technologies(selected) Antimony Micro-capacitors Indium Displays, thin-layer photovoltaics Beryllium Nuclear power, military applicat. Magnesium Cobalt Lithium-ion batteries, synthetic fuels Niobium Micro-capacitors, ferroalloys Fluorspar (Fluorite) Platinum group metals(pgms) Platinum: fuel cells,catalysts Palladium: catalysts, seawater des Gallium Thin-layer photovoltaics, Integrated circuits, white light-emitting diodes Rareearths: yttrium, scandium and lanthanides Many technological devices including superconductors, hybrid cars, optoelectronics, cathode ray tubetechnologyandlasers Germanium Fibre optic cable, infrared optical technologies Tantalum Micro-capacitors, medical technologies Graphite Tungsten Automotive, aerospace, medical, lighting applications Ga In Ge Nd platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium osmium Ta

43 Waste Framework Directive 2008/98/EC (WFD) Concept end-of-waste (EoW) - no longer considered a waste, ensure that the quality of the material is such that its use will not be detrimental to human health or the environment to facilitate and promote recycling, ensure a high level of environmental protection, reduce the consumption of natural resources the minimise waste disposal. Categories of waste that the new WFD has recognised as candidates for EoW criteria: construction and demolition waste, ashes, slags, scrap metals, aggregates, tyres, textiles, compost, waste paper, and glass. Further development of EC waste legislation and the EoW criteria is needed to further promote the development of innovative multi-stream residue based products.

44 Portugal tem feito uma importante evolução na área dos RSU, desde 1995; É fundamental que cada um de nós cumpra o nosso papel nesta área; Atualmente a reciclagem ronda 14 % e a compostagem 8 %, o que é manifestamente pouco, face a outros países europeus; A aposta em unidades TMB e de Compostagem/DA vão na linha de aumentar a área da reciclagem, de modo a diminuir a quantidade de matéria orgânica depositada em aterro; A incineração tende a manter a sua cota 20 %; Muitos metais raros são atualmente perdidos, mas no futuro este pode ser um aspeto crítico para a EU; É importante desenvolver legislação e promover o conceito End-of-Waste (EoW)

45 Municipal Solid Waste Recycling: Facts, Figures and Technologies Thank you for your attention.

46 The Spittelau incineration plant provides district heating to the citizens of Vienna, Austria and doubles as a tourist attraction.