TEZĂ DE DOCTORAT Rezumat

Transcriere

1 UNIVERSITATEA DIN ORADEA ŞCOALA DOCTORALĂ DE ŞTIINŢE INGINEREŞTI DOMENIUL INGINERIE ENERGETICĂ TEZĂ DE DOCTORAT Rezumat A DEPOZITELOR DE DEŞEURI URBANE Autor: ION VASILE-EMILIAN Conducător ştiinţific: prof. univ. dr. ing. IONESCU GHEORGHE CONSTANTIN Nr.decizie 172 din COMISIA DE DOCTORAT Preşedinte Conducător de doctorat Referent oficial Referent oficial Referent oficial Conf.univ.dr.ing. Bendea Gabriel Prof.univ.dr.ing. Ionescu Gheorghe - Constantin Prof.univ.dr.ing. Retezan Adrian Prof.univ.dr.ing. Kopenetz Ludovic Prof.univ.dr.ing. Popescu Constantin de la UNIVERSITATEA DIN ORADEA de la UNIVERSITATEA DIN ORADEA UNIVERSITATEA POLITEHNICA de la - TIMIȘOARA UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN de la CLUJ - NAPOCA de la UNIVERSITATEA DIN ORADEA ORADEA

2 2

3 CUPRINS 1 ELEMENTE GENERALE PRIVIND DEPOZITELE ECOLOGICE DE DEŞEURI PRELIMINARII Istoric Definiţii, clasificări Caracteristicile depozitelor ecologice de deşeuri PRINCIPII DE PROIECTARE A DEPOZITELOR DE DEŞEURI ECOLOGICE, LEGISLAŢIE Baza depozitului Sistemul de drenaj Tratarea levigatului Sistemul de colectare a gazului de depozit Stratul de închidere la suprafaţă TEHNOLOGII DE PRODUCERE A ENERGIEI ELECTRICE ŞI TERMICE DIN GAZUL DE DEPOZIT Tratarea gazului de depozit Motoare cu combustie internă Turbine Microturbine TEHNICI DE EPURARE A LEVIGATULUI Metode de tratare a levigatului Metode combinate de tratare a levigatului Osmoza inversă ca primă treaptă de tratare a levigatului Tratarea biologică ca primă treaptă de tratare a levigatului Oxidarea chimică ca primă treaptă de tratare a levigatului Evaporarea ca primă treaptă de tratare a levigatului Clasificarea metodelor de tratare a levigatului după calitatea şi cantitatea substanţelor reziduale Eliminarea substanţelor reziduale procesului de tratare a levigatului Îndepărtarea nămolului din tratarea biologică Îndepărtarea nămolului de precipitare şi cărbune activ încărcat Îndepărtarea concentratului din osmoză inversă TRATAREA TERMICĂ A DEŞEURILOR Incinerarea deşeurilor Incinerarea în instalaţiile cu grătar Incinerarea în instalaţiile cu cuptor rotativ Piroliza şi gazarea deşeurilor Coincinerarea deşeurilor

4 1.5.4 Uscarea deşeurilor CONCLUZII STADIUL ACTUAL AL MODELĂRII SOFTWARE A PRODUCERII GAZULUI DE DEPOZIT MODELE DE PREDICŢIE A PRODUCERII GAZULUI DE DEPOZIT Modelul de descompunere simplu de ordin unu Modelul de ordin unu multifază Modele timpurii Potenţialului de generare a metanului L Constanta vitezei de biodegradare (k) sau timpul de înjumătăţire al generării metanului Timpul de întârziere Factorul de corecţie a metanului (MCF) Factorul de influenţă a climatului. Temperatura şi umiditatea MODELE SOFTWARE DISPONIBILE (FREEWARE) Modelul EPER german Modelul SWANA Modelul TNO LandGEM Modelul Afvalzorg Modelul IPCC Modelul EPER France(ADEME) Modelul GasSim Modelul LMOP Ucraina Modelul LFGGEN Performaţele modelelor software prezentate ALTE MODELE Modele numerice Modele matematice complexe CONCLUZII STUDIU DE CAZ: DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA LOCALIZARE SUPRAFAŢA ŞI VOLUMUL DE DEPOZITARE Baza depozitului Digul de sprijinire al depozitului Protecţia tehnică a depozitului Izolaţia naturală minerală Geomembrană HDPE Sistemul de monitorizare geoelectric Geotextil pentru protecţia mecanică Protecţia stratului de drenaj de suprafaţă impotriva colmatării

5 3.2.9 Suprafaţa exterioară a depozitului Volumul deşeurilor nepericuloase necesare a se elimina prin depozitare în judeţul Bihor în perioada CANTITĂŢILE DE APĂ NECESARĂ ŞI GESTIONAREA APELOR UZATE Apa potabilă Apa pentru procesele tehnologice Apa pentru hidranţi Apa uzată Levigatul SISTEMUL DE COLECTARE AL APELOR PLUVIALE Rigola de eliminare a apelor pluviale Căminul temporar de evacuare a apelor pluviale Bazinul de desecare al apelor pluviale REŢEAUA DE COLECTARE A LEVIGATULUI DIN DEPOZIT Conducta de drenaj levigat Conducta principală pentru colectarea levigatului Căminele de colectare a levigatului Căminul pentru ridicarea levigatului Bazinul pentru colectarea levigatului Căminul pentru recircularea levigatului Conducta de recirculare a levigatului STAŢIA DE EPURARE PALL A LEVIGATULUI Container Sistemul de control şi operare PLC Sistemul de bazine Prima treaptă de tratare a levigatului A doua treaptă de tratare a permeatului Anexele staţiei de epurare a levigatului Descrierea procesului tehnologic de epurare REŢEAUA DE COLECTARE A GAZULUI DE DEPOZIT Puţuri de captare a gazelor de depozit Conducta de colectare a gazelor de depozit Staţia de reglare gaze Cămin de separare a apei din condens Compresorul Făclia SISTEMUL DE COGENERARE COMPOSTARE HALA DE SORTARE A DEŞEURILOR Utilajele staţiei de sortare Recepţionarea deşeurilor în selector Descărcarea deşeurilor în hala de sortare Încărcarea deşeurilor pe liniile tehnologice Sortarea deşeurilor remise de maşina de deschidere a sacilor

6 Sortarea deşeurilor în vrac Balotarea deşeurilor reciclabile Manipularea, depozitarea şi transportul materialelor balotate Clădirea halei de sortare a deşeurilor Platformă deşeuri voluminoase Concasor de betoane RECULTIVAREA SUPRAFEŢEI DE DEPOZITARE Pat de pietriş sort 16/ Geotextil de protecţie Stratul impermeabil Stratul de drenaj a apei din precipitaţii Stratul de recultivare Plantări de vegetaţie pentru închiderea finală Monitorizarea postînchidere a depozitului CONCLUZII CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII LA VALORIFICAREA ENERGETICĂ A GAZULUI DE DEPOZIT ȘI A DEȘEURILOR DIN DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII PRIVIND CALITATEA GAZULUI DE DEPOZIT DIN DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA Filtrarea gazului de depozit recuperat din Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea pentru valorificarea sa în sistemul de cogenerare CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII PRIVIND CANTITATEA DE GAZ DE DEPOZIT GENERATĂ DE DEŞEURILE DIN DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA Factorii de influenţă ai generării gazului de depozit Determinarea valorilor parametrilor k şi L 0 pentru deşeurile din Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea Proiectarea şi implementarea software-ului LFGMOD Software-ul LFGMOD varianta 1 de optimizare a formulei LANDGEM Software-ul LFGMOD varianta 2 de optimizare a formulei LANDGEM Estimarea cantităţii gaz de depozit generat şi posibil a fi recuperat din Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea Estimarea cantităţii de gaz de depozit generate de Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Arad cu software-ul LFGMOD varianta 1 şi POTENTIALUL ENERGETIC AL GAZULUI DE DEPOZIT DIN DEPOZITUL DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA

7 4.5 CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII PRIVIND EVAPORAREA CA A DOUA TREAPTĂ DE EPURARE A CONCENTRATULUI REZULTAT ÎN URMA EPURĂRII LEVIGATULUI ÎN STAŢIA PALL Sistemul de evaporare cu vacuum EVALED RW Lichidele din procesul de evaporare Sistemul de vacuum Circuitul de încălzire și răcire Descărcarea concentratului Caracteristici și cerințe de funcționare Sistemul de evaporare cu vacuum în două trepte Steffen Hartmann Lichidele din procesul de evaporare Sistemul de vacuum Încărcarea şi descărcarea concentratului din cazane Caracteristici şi cerinţe de funcţionare Evaporatorul propus pentru instalare şi producţie COINCINERAREA DEȘEURILOR ÎN FABRICI DE CIMENT CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII PRIVIND CANTITATEA DE GAZE CU EFECT DE SERĂ EMISE Cantitatea de gaz de depozit emisă în atmosferă Reducerea poluării atmosferice cu gaze cu efect de seră prin arderea gazului de depozit în motoare cu combustie internă pentru producerea de energie CONCLUZII CONCLUZII, CONTRIBUŢII PERSONALE, PROPUNERI PENTRU VIITOR CONCLUZII CONTRIBUŢII PERSONALE ÎN DOMENIU PROPUNERI PENTRU VIITOR Recircularea levigatului Închiderea celulei 1 a Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea şi montarea de panouri fotovoltaice pe suprafaţa acesteia Producţia de biometan BIBLIOGRAFIE ALTE SURSE BIBLIOGRAFICE UTILE LISTA TABELELOR LISTA FIGURILOR ANEXE ANEXA A

8 ANEXA B ANEXA C

9 ACTUALITATEA TEMEI În Uniunea Europeană o persoană foloseşte într-un an aproximativ 16 tone de materiale din care 6 tone ajung deşeuri. Deşi gestionarea deşeurilor se îmbunătăţeşte în uniunea Europeană, se pierd cantităţi semnificative de materii prime secundare ca şi metale, lemn, sticlă, hârtie, plastic prezente în deşeuri. În 2010 cantitatea totală de deşeuri generate în Uniunea Europeană a fost de 2,5 miliarde de tone. Din această cantitate doar 36% a fost reciclată şi restul a fost depozitată sau incinerate deşi se mai puteau recicla sau reutiliza 600 de milioane de tone. În privinţa deşeurilor menajere fiecare persoană din Uniunea Europeană produce în medie 500kg. de astfel de deşeuri. Din acestea doar 40% sunt reutilizate sau reciclate şi în unele ţări mai mult de 80% sunt depozitate.(conform Eurostat: Centrul de date al mediului privind deşeurile) Un management îmbunătăţit al deşeurilor ajută la reducerea problemelor de sănătate şi de mediu, la reducerea emisiilor cu gaze de seră(prin reducerea emisiilor directe din depozitele de deşeuri şi prin reciclarea materialelor care altfel ar trebui extrase şi prelucrate), şi previne impactul negativ la nivel local precum deteriorarea peisajului, poluarea aerului şi apei, şi de asemenea reduce eliminarea deşeurilor prin depozitare. Obiectivele prioritare ale politicii Uniunii Europene privind deşeurile sunt: Reducerea cantităţii de deşeuri generate, Maximizarea reciclării şi reutilizării, Limitarea incinerării materialelor nereciclabile, Reducerea emisiilor de gaz cu efect de seră, şi dacă este posibil să fie recuperate şi folosite la producerea de energie, Reducerea treptată de depozitării deşeurilor nereciclabile şi nereutilizabile, Implementarea în toate statele membre a politicilor privind deşeurile şi a ţintelor propuse. Până în 2020 ţările membre ale Uniunii Europene vor trebui să recicleze 50% din deşeurile municipale şi 70% din deşeurile din construcţii. Pentru aceasta trebuiesc respectate etapele ierarhiei deşeurilor unde prevenirea generării deşeurilor este cea mai bună opţiune, urmată de reutilizare, apoi de reciclare şi alte forme de recuperare şi ca ultimă opţiune depozitarea. Depozitarea este o formă veche de tratare a deşeurilor şi este cea mai puţin dorită din cauza impactului negativ pe care îl poate avea. Un 9

10 impact negativ major îl reprezintă eliberarea în atmosferă a metanului care are un efect de seră de 25 de ori mai puternic decât bioxidul de carbon. De asemenea acumulările de metan din depozit pot provoca explozii şi incendii. Un alt impact negativ al depozitelor de deşeuri este reprezentat de formarea levigatului ce conţine metale grele şi poate polua solul şi apele subterane şi de suprafaţă şi pune în pericol sănătatea populaţiei. Legislaţia europeană privind depozitarea deşeurilor impune inchiderea depozielor neconforme şi reducerea eliminării deşeurilor prin depozitare, depozitarea rămâne cea mai comună formă de eliminare a deşeurlor municipale. Ca stat al Uniunii Europene, România trebuie să respecte şi să îndeplinească următoarele obiective: Să majoreze procentul de energie regenerabilă din totalul de energie furnizată (8,4% în 2010, 20% în 2020) Să reducă emisiile de gaze cu efect de seră cu cel puţin 18% faţa de nivelul din anul 1990 în perioada (România este semnatară a protocolului de la Kyoto care oferă mijloace adiţionale care permit ca aceste ţinte să fie atinse prin mecanisme de piaţă precum comercializarea internaţională a emisiilor) Să gestioneze deşeurile după standardele europene (Strategia Naţională de Gestionare a Deşeurilor, Planului Naţional de Gestionare a Deşeurilor) OBIECTIVELE TEZEI Prin această teză de doctorat mi-am propus să urmăresc evenimentele şi procedeele tehnice aplicate în cadrul Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea pentru îmbunatăţirea situaţiei gestionării gazului de depozit şi levigatului generat de deşeurile din corpul depozitului. Realizarea depozitului modern de deşeuri nepericuloase a fost o necesitate pentru municipiul Oradea. Vechiul depozit nu mai avea capacitate disponibilă şi a fost închis de conducerea municipiului Oradea. În cadrul tezei de doctorat am prezentat elementele constructive ale Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea realizate până la ora actuală, cât şi elementele şi soluţiile tehnice ce se realizează în prezent şi în continuare în viitorul apropiat ca urmare a rezultatelor obţinute în urma cercetărilor din cadrul aceastei teze. În anul 2011 la debutul studiului de caz din această teză, la D.E.D.N.O. nu se valorifica gazul de depozit în niciun fel, şi am 10

11 studiat posibilitatea de a folosi gazul de depozit la producerea de energie electrică şi posibilitatea de a folosi energia termică reziduală la evaporarea concentratului rezultat din tratarea levigatului prin osmoză inversă în staţia de epurare PALL, pentru reducerea volumului acestuia. Impactul asupra mediului rezultat din depozitarea la suprafaţă a deşeurilor municipale trebuie să fie limitat la valori minime. În acest sens priorităţile principale sunt: Tratarea levigatului din depozitele de deşeuri menajere (pentru prevenirea poluării apei şi solului), Gestionarea şi/sau valorificarea gazului de depozit generat de deşeurile biodegradabile descompuse anaerob în corpul depozitului (pentru prevenirea poluării aerului). Gestiunea levigatului este una din problemele acestui domeniu, deoarece levigatul din depozitele neconforme utilizate până acum era o problemă ascunsă, pentru că levigatul se infiltra în stratul freatic din cauza neamenajării radierului depozitelor. Gestiunea gazului de depozit este o altă problemă în cadrul depozitelor de deşeuri menajere. În depozitele neconforme acesta este eliberat în atmosferă poluând aerul şi având un puternic rol la creşterea efectului de seră.(metanul are un efect de seră de 20 de ori mai puternic decât bioxidul de carbon). Odată cu răspândirea soluţiilor agreate internaţional prin care radierul şi suprafaţa depozitelor de deşeuri s-a izolat cu diferite materiale impermeabile, a apărut şi problema colectării şi gestionării levigatului format pe suprafaţa acestor depozite şi a gazului de depozit produs de descompunerea deşeurilor biodegradabile din corpul depozitului. Ţinta principală propusă a fost obţinerea de date cat mai exacte necesare realizării şi instalării unui sistem de cogenerare adecvat care să valorifice energetic gazul de depozit colectat din corpul Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea. Această ţintă are două scopuri: producerea de energie electrică, care va fi livrată în reţeaua naţională. Producţia de energie electrică depinde de volumul de gaz generat de deşeurile din depozit. Printr-un calcul cât mai corect al producţiei de gaz de depozit am urmărit să propun un program de instalare de unitaţi suplimentare de generare a energiei la momentul optim, pentru a nu risipi gazul de depozit prin ardearea acestuia la făclie. 11

12 recuperarea energiei termice reziduale ce va fi folosită în cadrul depozitului într-un sistem de evaporare a concentratului rezultat în urma epurării levigatului prin osmoză inversă în staţia de epurare PALL DT, ca o metodă compusă/suplimentară de tratare a concentratului pentru a reduce volumul concentratului ce trebuie gestionat(redepozitat). STRUCTURA TEZEI În baza analizei unui volum bibliografic consistent, a studiului de caz realizat la Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea precum şi a coordonării de specialitate oferită de către conducătorul tezei, domnul Prof. univ. dr. ing Gheorghe-Constantin IONESCU, a rezultat prezenta teză de doctorat care este compusă din cinci capitole referitoare la modalităţile de eficientizare energetică a depozitelor de deşeuri urbane. CAPITOLUL 1 - ELEMENTE GENERALE PRIVIND DEPOZITELE ECOLOGICE DE DEŞEURI Acest capitol prezintă un scurt istoric al evoluţiei depozitării deşeurilor, evoluţia captării şi utilizării gazului de depozit precum şi noţiuni de bază(definiţii, clasificări) din domeniul depozitării deşeurilor. Depozitele ecologice de deşeuri reprezintă la ora actuală singura modalitate de eliminare a deşeurilor. În scopul limitării efectelor nocive asupra mediului înconjurător, acestea trebuie proiectate şi executate astfel încât să răspundă unor cerinţe care au ca obiectiv principal limitarea poluării aerului, pământului (solului) şi apei subterane. Caracteristicile principale ale unui depozit ecologic de deşeuri ce previn poluarea sunt următoarele: impermeabilitatea care are ca scop prevenirea poluării solului şi pânzei freatice etanşeitatea care are ca scop prevenirea poluării aerului (cu mirosuri, praf, gaze cu efect de seră, etc.) stabilitatea are ca scop prevenirea deplasărilor (surpări, alunecări sau scufundări) deşeurilor stocate în depozit ce pot duce la compromiterea impermeabilităţii sau etanşeităţii localizarea care are ca scop prevenirea poluării vizuale siguranţa împotriva incendiilor şi exploziilor. Legislaţia Uniunii Europene şi a României ca stat membru este foarte precisă şi strictă cu modalităţile de construcţie şi funcţionare a depozitelor de deşeuri nepericuloase pentru a proteja mediul înconjurător şi sănătatea populaţiei. Normativul tehnic privind depozitarea deşeurilor din 26/11/2004 expune foarte clar cum trebuie realizată baza unui 12

13 depozit, sistemul de drenaj a levigatului, sistemul de colectare a gazului de depozit, închiderea de suprafaţă, precum şi alte elemente constructive din cadrul unui depozit pentru a se încadra în categoria depozitelor ecologice de deşeuri nepericuloase conforme. În continuare am prezentat metodele acuale de tratare a levigatului precum şi o analiză a acestora şi modalităţilor lor de combinare pentru o performaţa ridicată a rezultatelor şi pentru a identifica şi propune o treaptă suplimentară de tratare a levigatului(concentratului) rezultat din Depozitul Ecologic de Deşeuri Neperciculoase Oradea. Tot în acest capitol am prezentat tehnologiile de producere a energiei electrice şi termice ce folosesc ca şi combustibil gazul de depozit precum şi metodele de tratare termică a deşeurilor. CAPITOLUL 2 - STADIUL ACTUAL AL MODELĂRII SOFTWARE A PRODUCERII GAZULUI DE DEPOZIT În acest capitol am facut o trecere în revistă a modelelor matematice de estimare a cantităţii de gaz de depozit pe care o generează deşeurile dintr-un depozit prin descompunere anaerobă. Producerea gazului de depozit din deşeuri este influenţată de o serie de factori care sunt reprezentaţi în formulele de calcul sub formă de parametri. Factorii de mediu(temeperatura şi umiditatea) se regăsesc în parametrul k(constanta vitezei de biodegradare sau timpul de înjumătăţire), compoziţia pe timpuri a deşeurilor se regaseşte în parametrul L 0 (potenţialul de generare a metaului) şi k, modul de administrare a depozitului se regăseşte în parametru MCF(factorul de corecţie a metanului ce descrie dacă deşeurile se descompun anaerob peste tot în depozit sau nu) şi în parametrul pentru factorul de întarziere. Modelarea matematică a producerii gazelor de depozit a început de pe la sfârşitul anilor 70 şi modele timpurii estimau gazul de depozit generat ca fiind eliberat tot odată pe pracursul unui an de zile şi estimările erau pe o perioadă de 10 ani. Modele matematice au evoluat în timp relativ scurt şi cele actuale (de ordin unu fază simplă sau mutifază sau de ordin doi) reuşesc să estimeze destul de exact cantitatea de gaz de depozit ce va fi generată de un viitor depozit pe baza estimărilor de generare a deşeurilor, sau de un depozit existent unde se cunosc cantităţile de deşeuri depozitate precum şi compoziţia acestora. Printre cele mai performante şi folosite programe de modelare a generării de gaz de depozit se regasesc software-urile: LandGEM v3.02, Afvalzorg, Ademe, TNO, IPCC şi LMOP. Simularea producerii gazului de depozit cu mai multe din aceste software-uri mi-au permis să determin cantitatea corectă de gaz de 13

14 depozit generat de Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea şi să verific rezultatele obţinute cu software-ul LFGMOD v1 şi v2 care îmbunătăţeşte formula LANDGEM şi dă rezultate mult mai exacte în cazul depozitelor de deşeuri care nu folosesc recircularea levigatului. CAPITOLUL 3 - STUDIU DE CAZ: DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA Scopul acestui capitol este de a analiza stadiul Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea(D.E.D.N.O.) şi caracteristicile acestuia la data începerii cercetării pentru această teză. Un aspect important al depozitelor de deşeuri îl reprezintă locaţia acestuia. Aceasta trebuie să fie optimă ca distanţă pentru zona deservită, să se încadreze pe cât posibil cât mai nartural în zonă şi să prevină poluarea zonelor populate în cazul accidentelor. Zona climatică a locaţiei depozitului este de asemenea importantă deoarece aceasta influenţează cantitatea de levigat şi cantitatea de gaz de depozit generată de deşeuri. Un rol important pentru orice depozit de deşeuri nepericuloase este baza acestuia. Stratificaţia bazei trebuie să confere depozitului impermeabilitate faţă de mediul înconjurător. Stratificaţia bazei D.E.D.N.O. respectă cerinţele Normativului tehnic privind depozitarea deşeurilor din 26/11/2004. Sistemul de colectare a levigatului trebuie dimensionat pentru un nivel de precipitaţii de 6l/s/ha iar conductele de drenaj nu au voie sa aibă mai mult de 200m lungime, trebuie sa aibă o pantă minimă de 1% şi distanţa maximă dintre acestea nu trebuie sa depăşească 30m. Din această cauză suprafaţa D.E.D.N.O. a fost împarţită în 6 celule patrate ce formează un dreptunghi cu laturile de 2 celule / 3 celule. Tratarea levigatului în cazul D.E.D.N.O. se face în staţia PALL prin osmoză inversă la presiune înaltă(150 bari). Volumul zilnic de levigat tratat este de 40m 3 rezultând 21m 3 de permeat ce respectă NTPA001 şi 19m 3 de concentrat ce sunt redepozitaţi. Sistemul de colectare a gazului de depozit de la D.E.D.N.O. este format din 30 puţuri verticale şi două orizontale în celula 1AB şi 15 puţuri verticale în celula 2A. Gazul de depozit recuperat cu ajutorul unei pompe cu vaacum era ars la o făclie cu capacitatea de 1000m 3 /h. Închiderea stratului de suprafaţă a depozitului este de asemenea importantă deoarece trebuie sa impermeabilizeze şi etanşeizeze corpul depozitului şi influenţeaza eficienţa sistemului de recuperare a gazului de depozit. Prin analiza sistemelor din cadrul D.E.D.N.O. am identificat posibile soluţii care ar conduce la eficientizarea şi îmbunătăţirea anumitor procese din sistemul complex de funcţionare a D.E.D.N.O. 14

15 CAPITOLUL 4 CERCETĂRI, REZULTATE ŞI CONTRIBUŢII LA VALORIFICAREA ENERGETICĂ A GAZULUI DE DEPOZIT ȘI A DEȘEURILOR DIN DEPOZITUL ECOLOGIC DE DEŞEURI NEPERICULOASE ORADEA Principalul scop al cercetărilor şi din cadrul acestui capitol îl reprezintă valorificarea energetică a gazului de depozit şi a deşeurilor din D.E.D.N.O. Pentru a putea fi valorificat pentru producerea de energie electrică şi termică gazul de depozit generat de deşeuri trebuie să îndeplinească anumite condiţii calitative şi cantitative. Pentru aputea fi folosit la producerea de energie electrică gazul de depozit trebuie să aibă peste 40% metan în compoziţie. Pentru măsurătorile efectuate la D.E.D.N.O. am folosit aparatul de măsură Geotech GA2000. Din valorile ce le-am măsurat de-a lungul anului 2012 şi 2013 a compoziţiei gazului de depozit recuperat din D.E.D.N.O. am constatat o medie a procentului de metan de peste 50%. În perioada perioada 1 ianuarie august 2014 am monitorizat zilnic(odată sau de două ori) în celula 2A a depozitului concentraţia metanului din gazul de depozit la fiecare din cele 15 puţuri şi la conducta principală a celulei 2A în timpul exploatării. Am observat că după o perioadă de cateva zile în puţurile exploatate concentraţia de metan scade şi dacă sunt oprite(total sau parţial) pentru câteva zile concentraţia de metan urcă. Reglând astfel zilnic deschiderea valvelor puţurilor exploatate am reuşit să menţin în conducta principală o valoare crescută a concentraţiei de metan în gazul de depozit recuperat. Avantajele reglării deschiderii puţurilor se poate vedea în graficul de mai jos. Media creşterii concentraţiei de metan înainte şi după reglare fiind de 9%.(valorile creşterii sunt pozitive majoritar(doar 3 cazuri de creştere negativă) şi sunt cuprinse în intervalul [-4%,30%]) 15

16 70 Procentul de CH4 din gazul de depozit înainte şi după reglarea deschiderii puţurilor în timpul exploatării celulei 2A la D.E.D.N.O %CH4 inainte %CH4 după 20 Figura 4.4 Procentul de CH 4 din gazul de depozit recuperat înainte şi după măsurători şi reglarea valvelor de deschidere a puţurilor din celula 2A Pentru a determina cantitatea de gaz de depozit generată de deşeurile din D.E.D.N.O. a fost necesară determinarea unor parametrii ai factorilor ce influenţează cantitatea de gaz generată de deşeuri în timp. Aceştia se pot determina prin experimente fizice consumatoare de timp şi cu costuri semnificative. Prin modelări repetate şi avand posibilitatea de a măsura si date fizice pe teren şi compararea rezlutatelor cu valorile măsurate în teren am determinat valorile parametrilor implicaţi în modelarea cantităţii de gaz de depozit generat. Pentru determinarea parametrilor k şi L 0 am folosit programul în format excel LandGEM versiunea Acesta este furnizat de Agenţia pentru Protecţia Mediului a S.U.A. şi este optimizat cu valori implicite pentru k şi L 0 specifice depozitelor de deşeuri din S.U.A. care folosesc recircularea levigatului. Astfel parametrii impliciți din modelul LandGEM dau rezultate supraestimate pentru condiţiile din România. Programul permite şi introducerea de valori de către utilizator pentru k şi L 0 specifice depozitului de deşeuri pentru care se fac modelările, sau specifice depozitelor de deşeuri din zona geografică apropiată locaţiei depozitului. 16

17 În cazul în care modelarea se face pentru un depozit existent unde sistemul de recuperare a gazului de depozit funcţionează rezultatele vor fi comparate cu măsurătorile din teren.[53] Valorile date de modelul LandGEM sunt pentru gazul de depozit total generat. Aceste valori le-am înmulţit cu coeficientul de eficienţă al sistemului de recuperare a gazului de depozit şi le-am comparat cu valorile măsurate în teren. Pentru rezultatele cele mai apropiate de volorile măsurate în teren am stabilit astfel valoarea optimă pentru parametri k şi L 0 pentru D.E.D.N.O. Pentru succesiunea de modelări realizată am folosit valorile specifice Europei pentru k şi L 0 pornind de la valorile maxime şi comparând rezultatele cu valorile măsurate în teren, am scăzut treptat valorile parametrilor k şi L 0 pentru modelările ulterioare până cand rezultatele au coincis cu valorile măsurate în teren. Astfel am evitat experimente fizice costisitoare şi consumatoare de timp pentru determinarea parametrilor k şi L 0. Pentru D.E.D.N.O. am determinat astfel valorile pentru constanta vitezei de biodegradare k [0.02,0.03] şi pentru potenţialul de generare a metanului L 0 [50,70] m 3 /tonă. Totuşi valorile pentru parametrul k sunt prea mici(specifice zonelor semiaride) pentru zona georafică a Româmiei. Formula softului LandGEM este optimizată pentru depozitele de deşeuri care folosesc recircularea levigatului care au o producţie de gaz de depozit cu până la 35% mai mare decât depozitele care nu folosesc recircularea levigatului. Pentru a nu subestima gazul de depozit generat în depozitele de deşeuri ce folosesc recircularea levigatului modelul LandGEM ce foloseşte ca formulă de calcul ecuaţia: n 1 Q CH4 = k L 0 M i 10 e k t ij j=0.1 i=1 împarte cantitatea de deşeuri depozitată într-un an la 10 şi foloseşte intervale de timp de 1an/10, pentru care se calculează cantitatea de gaz de depozit generată.[55] Pentru depozitele de deşeuri ce nu permit recircularea levigatului modelul LandGEM supra-estimează gazul de depozit generat din cauza intervalelor mici de timp folosite. În cazul recirculării levigatului, pentru a se forma o anumită cantitate de gaz de depozit este nevoie de un timp mai scurt faţă de cazul în care nu se foloseşte recircularea levigatului pentru a se genera aceeaşi cantitate de gaz de depozit(figura 4.11). În cazul formulei LandGEM pentru subdiviziunile de timp mai mari decat an/10 aproximarea cantităţii de gaz generată ar fi mai apropiată de cazul în care nu se foloseşte recircularea levigatului(figura 4.12). 17

18 Figura 4.11 Timpul necesar formării aceleaşi cantităţi de gaz de depozit în cazul folosirii recirculării levigatului respectiv în cazul nefolosirii recirculării levigatului. Figura 4.12 Aproximarea cantităţii de gaz de depozit generat cu diviziuni de timp mai mari decât an/10 cu formula LandGEM Pentru a putea testa formula LandGEM pentru secţiuni de timp mai mari decât 1an/10 am scris software-ul LFGMOD varianta 1 în limbajul de programare C# ce foloseşte formula LandGEM şi permite folosirea de diviziuni de timp ale unui an de 1/10, 1/8, 1/6, 1/5, 1/4 sau orice valoare dorită de utilizator. 18

19 Gaz de depozit m 3 /h 250 Modelări cu LFGMOD pentru adaptarea formulei LandGEM pentru depozitele de deşeuri ce nu folosesc recircularea levigatului an/10 an/8 an/6 an/5 an/4 Figura 4.13 Modelări cu software-ul LFGMOD(k=0.03,L 0 =65m 3 /t) Pentru diviziunea de timp de 1an/6 folosită în software-ul LFGMOD pentru D.E.D.N.O. (unde nu se recirculă levigatul) rezultatele au fost cel mai aproape de datele măsurate în teren. Astfel pentru D.E.D.N.O. constanta vitezei de biodegradare este în intervalul [0.03,0.04] şi potenţialul de generare a metanului în intervalul [50,65]m 3 /t. Aceste valori pentru parametrii k şi L 0 pot fi folosite pentru modelări iniţiale ale generării gazlui de depozit din depozitele de deşeuri din Romania deoarece deşeurile colectate de acestea au caracteristici foarte apropiate(un depozit deserveşte de obicei un judeţ cu un oraş reşedinţa de judeţ 4-7 municipii şi restul sate cu pondere de 50%-50% a populaţiei de la oraş respectiv de la sate). Formula de calcul a modelului LANDGEM optimizată pentru depozitele de deşeuri ce nu folosesc recircularea levigatului şi unde nu se cunoaşte compoziţia deşeurilor, implementată şi testată cu software-ul LFGMOD varianta 1 va avea ecuaţia: n 1 Q CH4 = k L 0 M i i=1 j= e k t ij Avantajele software-ului LFGMOD varianta 1 folosind parametrii vitezei de biodegradare k [0.03,0.04] şi potenţialului de generare a metanului L 0 [50,65] m 3 /tonă folosit pentru depozitele de deşeuri din România ce nu folosesc recircularea levigatului şi unde nu se 19

20 cunoaşte compoziţia deşeurilor doar cantităţile depozitate sau care vor fi depozitate sunt următoarele: Uşurinţă şi rapiditate în utilizare, Nu este necesară cunoaşterea compoziţiei deşeurilor, Rezultate foarte exacte(nesupraestimate) în cazul depozitelor din România(care nu pot folosi recircularea levigatului) În cazul în care se cunoaşte compoziţia deşeurilor depozitate, ecuaţia modelului LANDGEM utilizează aceeaşi valoare pentru viteza de biodegradare şi pentru potenţialul de generare a metanului pentru toată cantitatea de deşeuri indiferent de compoziţia ei, ceea ce duce la rezultate cu abateri mari. Pentru D.E.D.N.O. după analiza compoziţiei deşeurilor am împărţit deşeurile în patru categorii pentru care am calculat potenţialul de generare a metanlui, ţinând cont de ponderea categoriei(vezi tabelul 4.11). Nr. Categorie deşeu Ponderea subcategoriei 1 Deşeuri din construcţii şi 9% demolări, 3% Nămoluri de epurare, 1% Deşeuri industriale. 2 Deşeuri municipale solide, 70% Ponderea categoriei L 0 m 3 /t 13% 27,5 71% 88 Deşeuri din grădini. 1% 3 Deşeuri alimentare 2% 2% 73 4 Deşeuri inerte 15% 15% 0 Tabelul 4.11 Valori pentru L 0 pentru diferite categorii de deşeuri şi ponderea acestora în D.E.D.N.O. Pentru cele patru categorii mari de deşeuri din tableul 4.11 am folosit valori pentru viteza de biodegradare rapidă, moderată şi lentă şi ponderea dintr-o categorie de deşeuri care se descompune rapid moderat şi lent conform standardului I.P.C.C (vezi tabelul 4.12). Viteza de biodegradare K Ponderea în deşeuri I.P.C.C. 1 rapidă % 2 moderată % 3 lentă % Tabelul 4.12 Valori pentru viteza de biodegradare pe categorii şi ponderea acestora pentru D.E.D.N.O. 20

21 Gaz de depozit in mc/h Pe această clasificare a deşeurilor, a potenţialului de generare a metanului de şi a vitezei de biodegradare formula LANDGEM se poate optimiza astfel: n i=1 1 j=0.1 3 p=1 3 q=1 Q CH4 = k q L 0p M i P p P q e k q t ij Această formulă am implementat-o în software-ul LFGMOD varianta 2. Acesta permite modificarea vitezei de biodegradare pe categorii, a ponderii oricărei categorii, a ponderii vitezelor de biodegradare şi calculează potenţialul de generare a metanului pentru cele patru categorii. Folosind datele din tabelul 4.11 si tabelul 4.12 şi software-ul LFGMOD varianta 2 ce implementează formula de mai sus am modelat cantitatea de gaz de depozit generată de D.E.D.N.O. Pentru verificare am înmulţit rezultatele cu eficienţa sistemului de recuperare şi am comparat rezultatele cu valorile măsurate pe teren. Pentru varianta de mai sus a ecuaţei modificate LandGEM rezultatele au fost de asemenea foarte exacte comparativ cu valorile măsurate pe teren. 250 Modelarea cantităţii de gaz de depozit generat de D.E.D.N.O. cu software-urile LandGEM, LFGMOD v1 şi v2 pe perioada LandGEM LFGMOD V1 LFGMOD V2 gaz recuperat Figura 4.16 Modelarea cantităţii de gaz de depozit generat de D.E.D.N.O. cu software-urile LandGEM, LFGMOD v1 și v2 21

22 Avantajele software-ului LFGMOD varianta 2 față de softwareul LandGEM sunt următoarele: Folosește patru categorii de deșeuri, iar dacă compoziția deșeurilor se schimbă în timp, programul permite utilizarea de valori specifice compoziției deșeurilor depozitate în fiecare an, Utilizarea unei categorii de deșeuri inerte ce nu generează gaz de depozit, Rezultate foarte exacte(nesupraestimate) în cazul depozitelor din România(care nu pot folosi recircularea levigatului) Rezultatele celor două variante îmbunătaţite a formulei landgem au fost comparate şi cu rezultatele modelărilor cu softwareurile: Landgem, Ademe, Afalzorg şi IPCC. Figura 4.19 Modelările cu diferite software-uri a cantităților de gaz de depozit generat de deşeurile din D.E.D.N.O. pe perioada

23 mc/h Pentru o verificare suplimentară a software-ului LFGMOD v1 şi v2 am modelat cantitatea de gaz de depozit generat şi pentru depozitul de deşeuri de la Arad, rezultatele fiind mult mai exacte decât în cazul formulei LandGEM originale Modelarea cantităţii de gaz de depozit recuperat la D.E.D.N.A. cu software-urile LANDGEM LFGMOD v1 si v2 pentru perioada LFGMOD v1(k=0.03, L0=65) LFGMOD v2 LANDGEM(k=0.03, L0=65) gaz recuperat Figura 4.22 Comparaţie între modelările cantităţii de gaz de depozit generat şi recuperat cu software-urile LANDGEM, LFGMOD v1 şi v2 şi valorile măsurate în teren pentru D.E.D.N.A. În ianuarie 2014 au fost instalate la D.E.D.N.O. două unităţi de generare a energiei electrice NRG250-GV8DTI cu următoarele caracteristici: Motor cu 8 cilindri în v, Capacitate 14,6 litri, 4 supape pe cilindru, Rotaţii 1500/minut, Cantitate gaz alimentare 105,2Nm 3 /h, 6,2kW/Nm 3 ->conţinutul energiei de intrare 652kW, Putere mecanică 260kW, Putere electrică 250kWe, 23

24 MWh Eficienţă electrică 38%, Putere termică 296kW, Eficienţă termică 45,4%, Eficienţă totală 83,68%.[58] Având estimările cantităţilor de gaz de depozit generat de deşeurile din D.E.D.N.O. şi ţinând cont de eficienţa sistemului de colectare a gazului de depozit şi de puterea calorifică a gazului de depozit de 5,5-7kWh/m 3 (6,2kWh/m 3 pentru gazul de depozit recuperat din D.E.D.N.O.), am putut calcula cantitatea de energie ce s-ar putea genera prin utilizarea gazului de depozit Graficul energiei electrice ce poate fi produsă cu gazul de depozit recuperat din D.E.D.N.O. pe perioada energie electrică generată pentru eficienţa electrică de 38% (actual recuperare 40%) energie electrică generată pentru eficienţa electrică de 38% (maxim recuperare 80%) Figura 4.25 Cantitatea de energie electrică ce se poate genera din gazul de depozit recuperat din D.E.D.N.O. pe perioada Având estimări corecte pentru producţia de gaz de depozit am putut realiza un program de instalare a unităţilor de generare suplimentare de 250kW NRG250-GV8DTI la momentul oportun pentru a evita pierderile de resursă energetică prin arderea gazului de depozit la făclie. 24

25 Figura 4.27 Graficul instalării unităţilor de cogenerare suplimentare la D.E.D.N.O. Energia termică reziduală a motoarelor cu combustie internă poate fi recuperată şi folosită de un sistem de evaporare ca o metodă suplimentară de tratare a concetratului rezultat în urma tratării levigatului în staţia PALL prin osmoză inversă. În urma studiului a două sisteme de evaporare la presiune scazută (EVALED RW şi Steffen Hartmann) şi analizelor de laborator a distilatului rezultat sistemul Steffen Hartmann s-a adeverit a fi cel mai potrivit pentru instalare la D.E.D.N.O.(instalarea urmând a se realiza începând din luna mai 2015). Folosirea evaporatorului în două trepte Steffen Hartmann ca o etapă compusă/suplimentară în tratarea concentratului reduce cantitatea de concentrat ce trebuie gestionată cu 80±10% și valorifică energia termică produsă de sistemul de cogenerare în proporţie de 90%. În software-ul LFGMOD am implementat şi un modul pentru calcularea potenţialului de încalzire globală a gazului de depozit emis în atmosferă şi a gazelor de eşapament rezultate prin arderea gazului de depozit recuperat pentru producerea de energie. Prin arderea gazului de depozit potenţialul de încălzire globală al acestuia este redus de aproximativ 4,5 ori. În urma analizei deşeurilor combustibile şi deşeurilor plastice nereciclabile recuperate din D.E.D.N.O. coincinerarea acestora ar 25

26 elibera 58883m 3 din volumul corpului Depozitului Ecologic de Deșeuri Nepericuloase Oradea. Puterea calorifică brută medie ce poate fi valorificată prin coincinerarea deșeurilor în fabrica de ciment Holcim de la Chistag pe perioada pornește de la 117TJ pe an și ar ajunge la 131TJ în CAPITOLUL 5 - CONCLUZII, CONTRIBUŢII PERSONALE, PROPUNERI PENTRU VIITOR CONCLUZII Studiul de caz pe care s-a conturat această teză de doctorat, a avut ca obiectiv principal Depozitul Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea, care are rolul eliminării finale a deşeurilor menajere şi a deşeurilor industriale nepericuloase din localităţile judeţului Bihor. Eliminarea finală a deşeurilor nepericuloase prin depozitare trebuie să prevină posibilele poluări ale mediului înconjurător atât în perioada de funcţionare a depozitului cât şi după închiderea acestuia. Pentru evitarea unei posibile contaminări a apei şi solului datorită levigatului, construcţia suprafeţei depozitului de deşeuri trebuie să asigure o perfectă etanşeitate, baza depozitului să aibă pantă de minim 1% de-a lungul conductei de drenaj şi pantă de minim 3% transversal pe conducta de drenaj, sistemul de drenaj să fie dimensionat corespunzător cantităţii de levigat şi depozitul trebuie să fie prevăzut cu sistem de monitorizare pentru detectarea scurgerilor levigatului. În cazul Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea tratarea levigatului se face în staţia proprie de epurare ce foloseşte osmoza inversă ca proces de epurare. Permeatul rezultat în urma epurării levigatului în staţia PALL se în cadrează în limitele impuse de legislaţa Romaniei prin normativul NTPA 001/2005. Concentratul rezultat în umra epurării în staţia PALL se poate redepozita în interiorul depozitului. Volulmul concentratului fiind de 19m 3 /zi presupune un consum de energie şi timp pentru a fi redepozitat. Pentru impiedicarea poulării aerului cu gaze cu efect de seră(metan şi dioxid de carbon) prezente în gazul de depozit, acesta trebuie colectat cu ajutoprul unui sistem de recuperare a gazului de depozit ce se proiectează după dimensiunile depozitului, volumul prognozat de deşeuri ce vor fi depozitate şi compoziţia acestora. La început când volumul gazului de depozit recuperat este mic acesta este 26

27 ars controlat cu o făclie, iar când voluml de gaz recuperat creşte acesta poate fi utilizat la producerea de energie electrică şi termică. La D.E.D.N.O. la începerera cercetărilor din cadrul acestei teze(anul 2011) gazul de depozit fiind ars la făclie nu era valorificat şi am urmărit să gasesc soluţia optimă pentru a-l valorifica energetic. Soluţia aleasă trebuia să valorifice energia eletrică produsă cât şi energia termică pentru a fi folosită la evaporarea concentratului de levigat ca o a doua treaptă de tratare a levigatului pentru reducerea volumului acestuia. Cercetările experimentale efectuate în cadrul D.E.D.N.O. au pus în evidenţă următoarele concluzii: volumul concentratului rezultat în urma tratării levigatului în staţia de epurare PALL prin osmoză inversă ridică probleme la redepozitare şi poate fi redus prin evaporare, calitatea şi cantitatea gazului de depozit ce este generata de deşeurile depozitate şi ce urmează a fi depozitate îl încadrează în categoria gaz bogat şi poate fi utilizat la producerea de energie, o prognoză corectă a producţiei de gaz de depozit ar permite o instalare la momentul optim de unitaţi de cogenerare suplimentare pentru a nu arde ineficient gazul de depozit excedentar, un volum de 110m 3 /oră de gaz de depozit este suficient pentru a produce energia termică necesară pentru a fi folosită într-un sistem de evaporare cu vacum pentru reducerea volumului concetratului rezultat de la staţia de epurare PALL prin osmoză inversă. CONTRIBUŢII PERSONALE ÎN DOMENIU În urma studiului de caz efectuat în cadrul Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea, a identificării calităţii şi cantităţii de gaz de depozit generat şi recuperat din depozitul de deşeuri, s-au conturat următoarele contribuţii proprii: 1. În scopul estimării cât mai precise a cantităţii de gaz de depozit generate de un depozit de deşeuri, am determinat parametrii factorilor de influenţă ai generării gazului de depozit specifici Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea. Pornind de la plaja extinsă de valori a acestora, specifice ţărilor europene, prin simulări repetate cu software-urile LANDGEM şi LFGMOD şi compararea rezultatelor cu valorile măsurate pe teren am obţinut următoarele valori pentru D.E.D.N.O.: 27

28 Factorul de corecţie al metanului MCF=1 ce depinde de gradul de compactare al deşeurilor [ 4.3.1], Constanta vitezei de biodegradare k [0.03,0.04] [ 4.3.2], Potenţialul de generare a metanului L 0 [50,65] m 3 /t [ 4.3.2]; 2. Adaptarea formulei folosite de modelul LandGEM pentru a nu mai supraestima valorile gazului de depozit generat în cazul depozitelor ce nu folosesc recircularea levigatului. Implementarea formulei modificate în software-ul LFGMOD. Având plaja restrânsă de valori pentru arametrii K şi L 0 şi utilizând software-ul LFGMOD se poate estima mult mai exact cantitatea de gaz de depozit pentru generată din deşeuri pentru depozitele din Romania. 3. Adaptarea şi optimizarea formulei LandGEM pentru a folosi patru gategorii de deşeuri şi trei viteze de biodegradare, precum şi ponderile acestora. În cazul depozitelor unde se cunoaşte compoziţia deşeurilor rezultatele obţinute cu formula optimizată sunt mult mai exacte decât formula standard. 4. Simularea producţiei de gaz de depozit generat de D.E.D.N.O. cu următoarele software-uri: LandGEM v3.02, Afvalzorg simple phase, Afvalzorg multiphase, Ademe, IPCC, LFGMOD v0.9t. şi analizarea şi compararea rezultatelor cu valorile măsurate în teren pentru obţinerea rezultatelor corecte şi validarea rezultatelor obţinute cu software-ul LFGMOD. Rezultatele simulărilor au permis realizarea unui program de instalare a unităţilor suplimentare de generare a energiei la momentul optim pentru a evita pierderile energetice prin arderea excesului de gaz de depozit la făclie. [ 4.3.4]; 5. Simularea producţiei de gaz de depozit generat de D.E.D.N.A. folosind parametri specifici depozitelor din Romania cu softwareul LFGMOD pentru verificarea acurateţii acestuia. 6. Estimarea potenţialului energetic al gazului de depozit generat de deşeurile din D.E.D.N.O. şi posibil de recuperat, 28

29 şi implementarea ca modul în software-ul LFGMOD. [ 4.4]; 7. Estimarea cantităţii de energie electrică şi termică ce se poate genera din gazul de depozit recuperat din D.E.D.N.O. în funcţie de caracteristicile sistemului de cogenerare şi a gazului de depozit, şi implementarea ca modul în software-ul LFGMOD. [ 4.4]; 8. Realizarea şi propunerea unui program de instalare/dezinstalare a unităţilor de cogenerare la momentul optim în funcţie de producţia de gaz de depozit pentru evitarea pierderilor de resurse energetice. [ 4.4]; 9. Prezentarea unor soluţii de epurare a levigatului sau a concentratului rezultat în urma epurării levigatului prin osmoză inversă prin evaporare la presiune joasă, şi verificarea performanţelor acestora prin analize de laborator a mostrelor de concentrat provenit de la D.E.D.N.O. [ 4.5.1], [ 4.5.2]; 10. Propunerea unei etape suplimentare de epurare a concentratului rezultat prin epurarea în staţia PALL prin osmoză inversă. Această etapă ulterioară de epurare prin evaporare la presiune joasă reduce cantitatea de concentrat ce trebuie depusă înapoi în depozit de la 19m 3 /zi la 3m 3 /zi. Sistemul de evaporare Steffan Harmann are o performanţa şi eficienţă ridicată datorită procesului de evaporare în două trepte. Distilatul produs zilnic(17m 3 /zi) având valorile cele mai scăzute ale poluanţilor şi respectă valorile impuse de NTPA 002/2002. [ 4.5.3]; 11. Estimarea volumului ce ar fi salvat în corpul depozitului prin valorificarea unor categorii de deşeuri prin coincinerare la fabrica de ciment Chistag şi calcularea puterii calorifice a acestora. [ 4.6]; 12. Calcularea cantităţii şi a potenţialului de încălzire globală a gazului de depozit emis în atmosferă din D.E.D.N.O. şi implementarea ca modul în software-ul LFGMOD. [ 4.7.1]; 13. Calcularea potenţialului de încălzire globală a gazelor de eşapament rezultate în urma arderii gazului de depozit în sistemul de cogenerare pentru producerea de energie şi implementarea ca modul în software-ul LFGMOD. [ 4.7.2]; 29

30 14. Propunerea refolosirii terenurilor scoase din circuitul agricol pentru construirea de depozite ecologice nepericuloase conforme prin acoperirea acestora după închidere cu parcuri fotovoltaice. [ 5.3.2]; 15. Monitorizarea calităţii gazului de depozit colectat la fiecare puţ de extracţie şi propunerea unui program de urmărire zilnică a acestora pentru a avea un gaz de depozit cu un conţinut ridicat de metan.[ 4.2]; 16. Prelucrarea bazei de date cu intrările din D.E.D.N.O. furnizate de S.C. ECO BIHOR S.R.L. şi realizarea unei statistici pe perioada a compoziţiei deşeurilor pe diferite categorii necesare pentru simularea producţiei de gaz de depozit cu diferite software-uri. [ 4.3.4]; 17. Realizarea unei documentări aprofundate privind stadiul actual al modelării producerii gazului de depozit [Cap. 2]; 18. Realizarea unei documentări aprofundate privind situaţia actuală a Depozitului Ecologic de Deşeuri Nepericuloase Oradea [Cap. 3]; PROPUNERI PENTRU VIITOR În cazul D.E.D.N.O. recircularea levigatului ar putea îmbunătăţi producţia de gaz de depozit dar trebuiesc îndeplinite mai multe condiţii pentru a putea fi permisă de legislaţia Romaniei. Producţia de biometan din gazul de depozit prin îndepărtarea bioxidului de carbon, amoniacului, hidrogenului sulfurat şi a siloxanurilor ar putea fi valorificată în două moduri: Injectarea în reţeaua de gaz din zona Episcopia, Adaptarea motoarelor diesel la funcţionarea pe gaz de pe utilajele mari care operează în cadrul depozitului de deşeuri. Problema terenurilor agricole scoase din circuitul agricol pentru realizarea de depozite de deşeuri respectiv parcuri fotovoltaice reprezintă o variantă interesantă de reutilizare a suprafeţei depozitului, care ar mări puterea de producţie a energiei electrice în cadrul depozitului. În cazul D.E.D.N.O. celula 1 ar putea fi acoperită cu 4000 de panouri fotovoltaice de 250W cu reglaj al unghiului de înclinare rezultând o putere de generare de 0,99MW. 30

31 LISTA LUCRĂRILOR PUBLICATE [1] Ion V.E., A better modeling of landfill gas production for better usage as energy source, Nonconventional technologies review XIX , A%20BETTER%20MODELING%20OF%20LANDFILL%20GAS %20%20%20PRODUCTION%20FOR%20BETTER%20USAGE% 20AS%20ENERGY%20SOURCE%20-%20english.pdf; [2] Ion V.E., Laslo E., Ionescu V.S.; Reducing emissions of greenhouse gases from Oradea landfill by generating renewable energy from landfill gas ; International Journal of Recent Development in Engineering and Technology(ISSN ), Volume 3, Isue 3, september 2014, [3] Ion V.E., Laslo E., Ionescu V.S.; On the estimate of energetic potential of Oradea s urban wastes deposit ; Nonconventional technologies review XVIII , [4] Laslo E., Ion V.E., Ştefan A.A., Optimizations methods for waste collection networks, Journal of Applied Engineering Sciences, Oradea,Romania vol 4(17)issue2 dec 2014, E_2014/JAES_DEC.2014/Laslo_et_al_162_vol4%2817%292_52-55.pdf; [5] Laslo E, Ion V.E., Noje D; A method to estimate methane generation rate constant (k) and the potential methane generation capacity(l 0 ) of municipal landfills located in western Romania, Nonconventional technologies review XVIII , [6] Laslo E., Stupariu M. Ion V.E., Methods of optimizing transportation networks, Regional Disparities and Regional Development: From Scientific research to Policy Recommendations 6 th International Conference & 10 th Anniversary of Centre for regional Geography, Cluj Napoca, Romania,

32 32