Ugrás a tartalomhoz

Környezettechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

5.4. A hulladékok csökkentése

5.4. A hulladékok csökkentése

A hulladékok káros környezeti hatása csökkenthető:

  • kevesebb hulladék-kibocsátással,

  • a környezetre veszélytelenebb vagy nem veszélyes hulladékok képződésével.

A következőkben azokat a műszaki-szervezési módszereket tárgyaljuk, amelyek alkalmazása minden hulladék csökkentési törekvés első eszköze, és tapasztalatok szerint gazdaságosabb környezetvédelmi megoldásokat eredményeznek mint a szokásos „csővégi” technológiai módszerek.

5.4.1. A települési hulladékok csökkentésének műszaki-szervezési lehetőségei

A megtermelt anyagi javak nagy része valamilyen életciklus után lényegében hulladékká válik. Különösen gyors ez az idő a lakossági hulladékban megjelenő főbb anyagtípusok esetében, mint a csomagolóanyagok vagy egyéb háztartási eszközök, a fogyasztói szokások alapján „begyűjtött”, de erkölcsileg elavuló (divatjamúlt) tárgyak esetében.

5.4.1.1. A fogyasztói magatartás változtatása

A fogyasztói magatartás változása a következőkben jelentheti a hulladékképződés csökkentését:

  • hosszabb élettartamú termékek vásárlása,

  • kisebb környezetszennyezéssel és ezáltal hulladék kibocsátással gyártott termékek iránti kereslet élénkülése,

  • az elhasznált, megunt anyagok (pl. ruhadarabok) forgatása.

5.4.1.2. A csomagolóanyag-felhasználás csökkentése

A legkézenfekvőbb megoldásnak kínálkozik, ezért hatékony szervezési-meggyőzé-si munka folyik a „felesleges”, „luxus”, „másodlagos” csomagolások elhagyására. Ennek vannak már kézenfogható eredményei például:

  • a tubusok külső burkolatának mellőzése;

  • a palackok egyedi díszcsomagolása helyett 3–4 darabos gyűjtődobozok kialakítása;

  • a szállítási csomagolások olyan kiképzése, hogy azok egyidejűleg bemutató (display) csomagokként is felhasználhatók legyenek.

A csomagolóanyagok minőségének javítása és a gyártóberendezések fejlesztése révén folyamatosan csökken az öblös üvegek, üvegpalackok és fémdobozok falvastagsága, így például a „light-weighting” (csökkentett tömegű) csomagolások kifejlesztésével

  • a 30 cl űrtartalmú italos-dobozok tömege 70-ről 33 g-ra;

  • a 33 cl űrtartalmú sörösüvegek tömege 160-ról 125 g-ra;

  • az 1,5 literes műanyag palackok tömege 95-ről 50 g-ra csökkent.

A falvastagság csökkentésének határt szabnak a csomagolóeszközökkel szemben támasztott mechanikai követelmények. A szabásminták számítógépes előkészítésével javul a kartonok, hullámkartonok és fémlemezek szabásának kihozatala.

Terjednek az utántölthető csomagolások: a kakaó vagy a kétszersült fémdobozát egyszer kell megvásárolni, az utántöltésre szánt terméket papír/műanyagfólia eldobói csomagolásban forgalmazzák. Korszerű megoldás a levesek, mártások, tej besűrítése eredeti térfogatuk felére, harmadára, esetleg porítása, majd fogyasztáskor visszahígításuk az eredeti térfogatra. Érdekes tapasztalat, hogy az évenként megrendezett nagy csomagolási versenyek díjazásánál a zsűri elsődleges szempontként értékeli a csomagolás méretének, falvastagságának csökkentését, a szabási kihozatal javítását.

5.4.1.3. A települési hulladékok szelektív gyűjtése

A szelektív hulladékgyűjtés a hasznosítás megelőző műveletei közé tartozik, ennek alkalmazásávala típus-azonos, kevésbé szennyezett anyagok gazdaságosabban dolgozhatók fel.

A nem veszélyes termelési hulladékok szelektív begyűjtése a települési hulladéknál lényegesen jobb hatékonysággal működik hazánkban.

Az erre a célra szervezett vállalatok vagy mellékprofilként a tevékenységet gyakorló üzemek, mivel a begyűjtés és hasznosítás gazdaságosabb a települési hulladéknál, anyagilag is jobban érdekeltek. Döntően a begyűjtő szervezeteken keresztül hasznosul az alumínium, valamennyi színes-fémhulladék, a gumi-és papírhulladék kétharmada, a textil-és acélhulladék fele, a műanyag egynegyede. Jelentéktelen a begyűjtés szerepe a fa-és bőrhulladékok esetében, valamint az üveghulladékoknál.

A hasznosítható termelési hulladékok külön csoportjait képezik a mezőgazdasági hulladékok és melléktermékek.

A hulladékok szelektív gyűjtésénél különös szerepe van Magyarországon is az ún. „hulladék-udvar”-oknak.

E megoldásnála hulladék „termelője” hozza a tároló-helyrea hasznosítható vagy elkülönített gyűjtést és feldolgozást igénylő hulladékait, melyek itt összegyűjtve az újrahasznosítást vagy végleges ártalmatlanítást végző szervezetekhez kerülnek.

A hulladékudvarok – melyek a fővárosban és vidéki nagyvárosokban is üzemelnek – ma főként a nagytömegű háztartási hulladékok (papír, műanyag, üveg), illetve néhány veszélyes hulladékalkotó (akkumlátor, szárazelem ) szelektív gyűjtésében mutatnak fel eredményeket. Itt nemcsak a lakosság, de az adott Önkormányzatok és az ipari feldolgozó háttér szoros együttműködése jelent előrelépést.

5.4.2. A termelési hulladékok csökkentésének műszaki-szervezési lehetőségei

A termelési (és ezen belül a veszélyes) hulladékok mennyiségének és szennyező hatásának csökkentésére számos, egymástól elveikben különböző megoldás alkalmazható.

Meg kell különböztetnünk az új létesítmények (termelési technológiák) kialakításánál követendő szempontokat és más a helyzet amikor már kész, meglévő eljárást vizsgál meg a tervező és a kivitelező.

5.4.2.1. Hulladékmentes vagy hulladékszegény technológiák

Új létesítmények esetében döntő a feldolgozási technológia kiválasztása. ltt különösen fennáll a veszélye ún. „környezetszennyezés importjának”, azaz a más országból már kitiltott feldolgozási eljárásokat kívánják nálunk – néha jelentős gazdasági eredményekkel – bevezetni.

Ezért új létesítmények esetében különös figyelmet érdemel – és erre számos nyugati példa található – az ún. hulladékmentes vagy hulladék-szegény technológiák alkalmazása.

A hulladékmentes technológiáknak kis víz-és levegőigényűnek kell lennie. A vele szemben támasztott másik követelmény a zárt ciklus szerint való tervezése, vagyis úgy, hogy a termelés folyamán semmiféle szennyező hulladék ne keletkezzen, se folyékony se gáz se szilárd halmazállapotú. Ez a módszer már nálunk is kezd elterjedni, és nemcsak az iparban, hanem a mezőgazdaságban is, ahol ma már ugyancsak nagy mennyiségű melléktermék, hulladék hasznosítható zárt folyamatban.

A hulladékmentes technológia bevezetése kétféle helyzetet alakíthat ki az üzemben:

  1. az eljárás nem kifizetődő, de a hulladékmentes technológia bevezetése a hagyományos tisztítási eljárásokhoz. viszonyítva kedvező,

  2. az üzem számára a technológia gazdaságos.

Általában, ha az üzemelési és beruházási költségek meg is haladják a hagyományos eljárásét, a hagyományos eljárás és a tisztítási eljárás együttes költségeinél kisebbek.

A hulladékmentes technológiák versenyképessége az alapanyagok és az energia árának fokozatos növekedése miatt a jövőben minden bizonnyal tovább javul.

Az ilyen technológiának a bevezetésekor nemcsak a rövid távú érdekeket kell figyelembe venni, hanem azt is, hogy az adott technológiák hogyan illeszkednek a hosszú távú országos stratégiába :

  • milyen szerepet játszanak a környezetvédelmi célokra fordítandó kiadások csökkentésében,

  • hogyan segítik elő az egyéb kiadások mérséklését és ugyanakkor az ellátás biztonságának növelését az energia megtakarítás, valamint a nyersanyagokkal való jobb gazdálkodás eredményeként,

  • milyen mértékben mozdítják elő az exportot.

A termékek tervezésekor és gyártásakor tudatosan kell törekedni a kiinduló alapanyagok adta fizikai, mechanikai, kémiai tulajdonságok maximális kihasználására, ezen keresztül a termékek élettartamának növelésére. A divat igényeinek kielégítése helyett tartós, megbízható termékeket kell gyártani. A látványos, csak a termékek előállítási anyag felhasználásának és költségeinek csökkentésére irányuló fejlesztés helyett a termékek egész élettartamára vonatkozó-a karbantartási anyag hányadokat is tekintetbe vevő – fejlesztéseket kell előtérbe helyezni.

Az elmúlt évek tapasztalata is azt igazolják, hogy ma már nemcsak teoretikusan foglalkoznaka hulladékmentes technológiákkal, hanem ezek a gyakorlatban is kezdtek elterjedni, amit néhány példával szeretnénk szemléltetni:

  • kénsav előállítása pirit helyett elemi kénből (elmarad a maradék pirit lerakás, a nedves gázok tisztítása,

  • hatékonyabb katalizátorok bevezetése (nagyobb lesz az anyag átalakítás hatásfoka),

  • korszerű membrános klóralkáli elektrolízis bevezetése (a higanyszennyezést kiküszöböli),

  • foszfor-gipszgyártás korszerűsítése (a keletkező gipsz újra-hasznosíthatósági paraméterei lényegesen jobbak).

5.4.2.2. Az anyagmérleg felülvizsgálata

A hulladékok nyilvántartása, anyagmérleg

A hulladék kibocsátás csökkentésének műszaki–szervezési intézkedései az a anyagmérleg elkészítésével és annak szigorú, alapos elemzése alapján kezdhetők meg.

Az anyagmérleg egy gyártási folyamat belépő és kilépő anyagmennyiségeit egymással szembeállító, azok egyenlőtlenségének vizsgálatára alkalmas ábra vagy táblázat. Az anyagmérleg egy lehetséges formája az anyagforgalmi diagramok matematikai modellje: az Input-Output Mátrix.

Az anyagmérlegek kidolgozása esetében a kettős könyvvitel elvét célszerű követni, illetve felhasználni, hiszen az anyagkönyvelés vezeti a bevételezett és kiadott anyagok mennyiségét, a kettő különbségeként az anyagkészletet.

Természetes azonban, hogy bizonyos anyagokról az anyagkönyvelés nem vezet nyilvántartást: például a víz, levegő oxigénje melyek a folyamatok szükséges anyagai, de a bevitt egyéb anyagok alapján a folyamatok eredményeként a végtermék mennyiségét minden esetben rögzítik.

Az 5.8. ábrán két egyszerű anyagforgalmi diagramot mutatunk be. Az ábrák szerkesztésénél a jobb áttekinthetőség érdekében azonos mértékegységet alkalmaztunk. Az ábra bal oldala az input anyagok mérlegeit, míg a jobb oldal az output anyagokat mutatja. A felvázolt anyagmérleg-rendszer egyetlen alakítás elemzésére alkalmas. Több alakítás esetén az ábra középső része az alakítások számának megfelelően bővül. Egy összetett anyagmérleget és anyagforgalmi diagramot szemléltet az 5.9. ábra.

5-8. ábra - Egyszerű anyagforgalmi diagram az átalakulás ábrázolása nélkül

Egyszerű anyagforgalmi diagram az átalakulás ábrázolása nélkül


5-9. ábra - Összetett forgalmi diagram

Összetett forgalmi diagram


Az elkészített és a hatóság számára átadott anyagmérleg és anyagforgalmi diagram alapján a környezetvédelmi ellenőrzések jól megalapozhatók.

Az anyagforgalmi diagramok szerkezete és fajtái

Az anyagforgalmi diagram, az anyagmérleg grafikus megjelenítése, amely bemutatja a technológiai folyamat anyagáramlását, ennek keretében az anyag átalakításokat, az átalakításhoz szükséges és az átalakítás folyamán keletkezett anyagelemeket.

Az anyagforgalmi diagram szerkezete szerint lehet:

  • egyszerű anyagforgalmi diagram, ahol egyetlen átalakítás kerül ábrázolásra,

  • összetett anyagforgalmi diagram, ahol több, egymáshoz input-output azonossággal kapcsolódó egyszerű anyagforgalmi diagramból épül fel a folyamat modellje (5.9. ábra),

  • összevont anyagforgalmi diagram, ahol több egyszerű anyagforgalmi diagramból épül fel a folyamat modellje, de az egyszerű anyagforgalmi diagramok nem kerülnek részletezésre.

Az összetett anyagforgalmi diagramok készítése a gyakorlatban történhet:

  • a folyamatot ábrázolhatjuk mennyiséggel arányos nyilakkal. Ha a nyilak és görbék szélessége az áramló anyagok mennyiségével arányos és a belső átalakítást is ábrázoljuk, akkor az ismert Shankey-diagramról van szó. (5.10. ábra)

5-10. ábra - Anyagmennyiséggel arányos szélességű vektorok használata (Shankey

Anyagmennyiséggel arányos szélességű vektorok használata (Shankey


  • másik lehetséges megoldás, hogy az anyagok mennyisége az input és output nyilak arányával ábrázolható a választott lépték szerint.

  • a folyamatot mennyiséggel nem arányos nyilak és görbék segítségével ábrázoljuk.

Az elkészített anyagforgalmi diagram a gyakorlatban lehetséges:

  • gyártási mennyiségre vagy gyártási sorozatra vonatkozó anyagforgalmi diagram

  • egységnyi végtermékre vonatkoztatott anyagforgalmi diagram vagy röviden fajlagos anyagforgalmi diagram.

Az előzőek szerinti diagramtípusok kombinálva is elképzelhetők és szerkeszthetők.

A hulladék fajlagos vizsgálata

Az anyagmérleg elemzése világosan kimutatja azokat a „csomópontokat”, illetve anyag felhasználási veszteségeket, amelyek végső soron magasabb hulladék kibocsátást eredményeznek.

A másik műszaki-szervezési megoldás az anyagmérleg felülvizsgálatát követően a technológiai hulladék-fajlagosok meghatározása.

A technológiák anyag-és energiamérlegeinek vizsgálatánál elfogadottá vált fogalom a fajlagos anyagfelhasználás, amely 10n (ahol n = 0,1, 2…k pozitív egész szám) darabszámú vagy egységnyi tömegű, térfogatú vagy felületű (kg, m3, m2 késztermék előállításához szükséges anyag-mennyiségeket, míg a fajlagos energia felhasználás a 10 (ahol n = 0,1, 2…k pozitív egész szám) darabszámú vagy egységnyi tömegű, térfogatú vagy felületű (kg, m3,m2)késztermék előállításához szükséges energiamennyiséget adja meg.

A két fajlagos számértékének nagyságát a termék és a technológia – utóbbin belül a gyártóberendezések jósága, műszaki színvonala – valamint a felhasznált nyersanyagok minősége együttesen szabják meg. A technológia fejlesztésének és a termékszínvonal növelésének célja a termék használati értékének emelésén túl éppen a két fajlagos – mint nyereségnövekedést meghatározó tényezők – csökkentése.

A hulladékgazdálkodás bevezetésével került előtérbe az egyes technológiák környezetkímélő vagy éppen környezetterhelő voltának vizsgálatakor a fajlagos hulladék kibocsátás (vagy hulladék-fajlagos), mint jellemző technológiai paraméter meghatározása.

A termék mérésére szolgáló jellemző mennyiségekkel (tömeg, hossz, felület, térfogat) ellentétben hulladék csak tömegben vagy térfogatban adható meg. A hulladék fajlagos dimenziója így a fenti mennyiségekből tetszőlegesen képezhető és jelenleg még bármelyik használata megengedett.

A termékre vonatkoztatott fajlagos hulladék kibocsátás számértékéből és a termékgyártás kapacitásából a kérdéses idő alatt kibocsátott hulladék mennyisége meghatározható.

5.4.2.3. A felhasznált alapanyagok minőségi vizsgálata

A veszélyes hulladék keletkezés csökkentésének egy másik műszaki-szervezési lehetősége a vállalati anyagforgalom „átvilágítását” követően a felhasznált alap-és segédanyagok minőségének, elsősorban környezeti hatásának ellenőrzése.

Alapelvként szögezhető le, hogy törekedni kell az eddig veszélyes (toxikus, tűz-és robbanás-veszélyes, fertőző) alap-és segédanyagok kiváltására. Ez a fejlesztő eljárás tervező-technológus munkatársak szoros együttműködése, valamint a piaci lehetőségek elemzése alapján több esetben sikeresen megoldható.

Néhány gyakorlati példát említünk, a teljesség igénye nélkül:

Gépipar

  • a bárium-és cianidtartalmú cementáló sófürdők kiváltása – a termék végső minőségét nem befolyásoló – nem veszélyes cementáló alapanyagokra. Ilyen jellegű anyagok részint a nemzetközi gyakorlatban, részint már hazai fejlesztés eredményeképpen a piacon kaphatók,

  • a cianidos galvanizáló fürdők helyettesítése cianidmentes – és ezáltal a környezetre kevésbé veszélyes – fürdőadalékokkal,

  • az öntőhomok kötőanyagok alkalmas megválasztása a fenol-formaldehid típusú anyagok kiváltására

Vegyipar, gyógyszeripar:

  • az oldószeres technológiák felülvizsgálata, a tűzveszélyes oldószerek kiváltása más szerves oldószerekkel,

  • a festékgyártási eljárásoknál a vizes diszperziós termékek fejlesztése, a jelenlegi töltő anyagok alkalmas átváltása, a hulladék nehézfém tartalmának csökkentése.