Konspekt 2 vaheeksami küsimused ja vastused (0)

Olulisemad õhu saasteained ning nende omadused

(SO2) –happevihmu, tekib kütteõli, kivisöe ja põlevkivi põletamisel soojuselektrijaamades, tselluloositehastes ja keemia- ja metallitööstuses. (NOx) - allikaks on fossiilsete kütuste põletamine küttekolletes. NH3-eraldub põllumajandusest ja keemiatööstusettevõtetest (CO2) üks tähtsamaid kasvuhoonegaase, peamiseks allikaks on energeetikatööstus, mis kasutab fossiilseid kütuseid. Teiselt poolt, taimkate ja ookean seovad atmosfääri süsinikdioksiidi, töötades CO2 neeluna ja süsinikuvaruna. tahm – eraldavad sisepõlemismootorid. Aerosoolid -Aerosooli üks tähtsaimaid omadusi puhastamise seisukohast on osakeste sadenemiskiirus. Osakeste suurused. Aerosooli ei iseloomusta kunagi kindel osakese suurus, vaid osakeste suuruse jaotus, mida esitatakse diferentsiaalse ja integraalse jaotuskõveraga.
2. Õhu puhastamine aerosoolidest
Heterogeensete gaasisegude lahutamine on keemilises tehnoloogias üks levinumaid põhiprotsesse. Eristatakse järgmisi tolmu ja piiskade eraldamise põhimeetodeid: sadestamine raskusjõu mõjul (gravitatsioonpuhastus);sadestamine inertsijõudude, näiteks tsentrifugaaljõu toimel; filtrimine; märgpuhastus; sadestamine elektrostaatiliste jõudude toimel (elektropuhastus). Tavaliselt ei saavutata heitgaasi vajalikku puhtust ühes seadmes ning seetõttu lülitatakse mitu sama või erinevat tüüpi seadet järjestikku. Gaasi puhastusaste (%-des) ühes seadmes avaldub järgmiselt: η = (C1- C2) / C1 * 100, kus C1 ja C2 on lisandite kontsentratsioonid gaasis (näiteks, g/m3) enne ja pärastpuhastusseadet. Puhastusastme efektiivsuse mõistet saab kasutada aerosooli koguhulga või iga fraktsiooni kohta eraldi. Aerosooli dispersne koostis on puhastusseadmete arvutuse alus. Aerosooli üks tähtsaim omadus puhastamise seisukohast on osakeste sadenemiskiirus. See oleneb omakorda mitmest tegurist, sh sadeneva aerosooliosakese diameetrist. Tolm, mille osakeste keskmine mõõde on üle 75 µm, sadestuvad kiiresti, 5-75 µm suurusega osakesed sadestuvad aeglaselt, veel väiksemate osakeste puhul jääb tolm hõljuma ja satub hingamisel kopsudesse. Osakesed, mille läbimõõt on 0,1 µm ja väiksem, alluvad korrapäratule Browni liikumisele. Aerosooli ei iseloomusta kunagi kindel osakese suurus, vaid osakeste suuruse jaotus, mida esitatakse diferentsiaalse ja integraalse jaotuskõveraga. Diferentsiaalne kõver kujutab erineva suurusega osakeste jaotust %-des segus. Enamasti on jaotus ebasümmeetriline, mida võib teatud lähenduses kujutada sümmeetrilise normaaljaotusena.
Näide
Dkeskmine = (d1x1 + d2x2 + dnXn)/ Σ X
Kus d on fraktsiooni osakese keskmine diameeter , µm (mkm);
x - vastava fraktsiooni mass kg(1), massiosa (2), või % segus (3)
ja Σ X vastavalt Σ X = Xl + X2 + ... Xn (1);
Σ X = 1(2); või Σ X =100%
Dk = 10x0,05+20x0,15+30x0,5+40x0,25+50x0,05 = 31 µm
Dkeskm. väärtus on sõltumatu valitud fraktsiooni väljendusviisist: massi-, massiosa või %.
Integraalkõver saadakse fraktsioonide massiosade või massi (%) de summeerimisel. Eeldatakse osakeste normaal -logaritmilist jaotust, mis on üheselt määratav osakese diameetriga, mille juures eraldatakse 50% osakesi (d50) ja jaotuse standarthälbega (Σ0). Puhastusmeetodite valik on lai, kuid neid on võimalik liigitada aerosooliosakesele mõjuva jõu alusel. Viibimisaeg osakest mõjutava jõu väljas peab olema piisav, et teatud kiirusega liikudes jõuaks osake sadeneda ja liibuda pinnale ega läheks õhuga kaasa. Ühelt poolt tekitab jõud kiirenduse, teisalt kiiruse kasvades suureneb liikumistakistuse jõud. Nende kahe jõu tasakaalustumisel muutub osakese kiirus konstantseks. Jõud, mis muudab osakese liikumissuuna erinevaks õhu liikumise suunast juhib osakese õhuvoolust välja võib olla - Raskusjõud -lihtsaim seade on tolmu sadestuskamber - Tsentrifugaaljõud - tsüklon, multitsüklon - Elektrostaatiline jõud - elektrifilter. Gravitatsioonsadestus ja aparaadid Aerosooli osakeste vertikaalsadenemise kiiruse määravad raskusjõu ja liikumistakistuse tasakaalutingimused. Lihtsamal juhul on osakese sadenemiskiirus arvutatav Stokes' i võrrandiga mis kehtib laminaarses sadenemisrežiimis osakestele diameetriga kuni 0,1 mm.
V = [d2 (ρ- ρo)g]/18 µ
V - sadenemiskiirus, m/s
ρ, ρ0 - osakese ja sadenemiskeskkonna tihedus, kg/m3
µ - keskkonna viskoossus sadenemise temperatuuril, Pa*s.
Vanimateks raskejõu mõjul töötavateks aparaatideks on tolmusadestuskambrid
(gravitatsioontolmupüüdurid) (vt. Joon 3.1).
Nad sobivad 50-500 µm ja suurema läbimõõduga tolmuosakeste püüdmiseks. Puhastusefekti tõstmiseks võib jaotada kambri riiulite abil osadeks , suurendades sel viisil sadestuspinda. Sadesti normaalseks tööks peab gaasivoolu viibimise aeg kambris olema võrdne osakeste sadestusajaga või sellest suurem. Tänapäeval kasutakse tolmusadestuskambreid gaasi eelpuhastamiseks, sest nende puhastusaste ei ületa tavaliselt 30-40 %. Gravitatsioontolmupüüdurite puhastusastet saab suurendada, asetades neisse gaasivoolu teele püstvaheseinu või lamelle. Need sunnivad gaasivoolu järsult suunda muutma . Tolmuosakesed , püüdes säilitada endist liikumis - suunda, eralduvad gaasivoolust. Et tagada nõutavat puhastusastet, peab gaasivoolu sisenemiskiirus olema vähemalt 5-15 m/s. Lihtsa ehitusega inerts - tolmupüüdurid eraldavad ainult jämedat tolmu. Keerukamad põrkevõredega (lamellidega) suuneltolmupüüdurid (Joon. 3.2) peavad kinni osakesi suurusega kuni 50 µm. Sellised puhastid on küllalt väikeste mõõtmetega ja hinnalt suhteliselt odavad, kuid energiakulu ja abrasiivne kulumine on neil suurem kui tavalistel gravitatsioontolmupüüduritel.
Tsüklonid: Väga levinud on tööstuses tsüklontolmupüüdurid ehk tsüklonid (Joon. 3.3).
Tsüklonis sadeneb aerosooliosake tsentrifugaaljõu mõjul:
F = mω2 /R,
kus m - osakese mass, kg
ω - gaasi tsentrifugaalkiirus, joonkiirus tsüklonisse sisenemisel, m/s
R - gaasijoa pöörlemisraadius, m.
Tegur ω2/R on tsentrifugaaltegur, mis iseloomustab osakese sadenemiskiiruse
suurenemist võrreldes gravitatsioonilise sadenemidega.
Tsükloni arvutuse lähteandmed on:
- gaasi mahtkiirus ja füüsikalised omadused
- tolmu sisaldus ja osakeste suuruse jaotus
- vajalik puhastusaste.
Arvutuste alusel määratakse tsükloni diameeter D ja selle alusel valitakse tsükloni
tüüp ülejäänud standardmõõtmetega.
Tolmune gaas siseneb tsüklonisse suure kiirusega (15-25 m/s) puutuja suunas ja
liigub spiraalset trajektoori mööda alla. Tolmuosakesed paiskuvad tsentrifugaaljõu
mõjul vastu tsükloni seinu ja kaotanud kiiruse, vajuvad mööda tsükloni alumist
koonilist osa alla. Puhastatud gaas tõuseb üles ja väljub kesktoru kaudu. Tsükloni
puhastusaste oleneb tolmuosakestele mõjuva tsentrifugaaljõu suurusest ja kasvab
viimase kasvades.
Tsükloni efektiivsuse tõstmiseks on kõige parem vähendada selle läbimõõtu või
kasutada ühe tsükloni asemel mitut väikse läbimõõduga tsüklonit. Tsüklonid ei ole
otstarbekad siis, kui puhastatava gaasi kulu tugevasti kõigub, sellega kaasneb ka
tsükloni puhastusastme kõikumine. Nimetatud puudusest on vabad patarei- ehk
multitsüklonid, kus gaasivool jaguneb samaaegselt paljude ühises keres asuvate
tsüklonite vahel (joon. 3.4).
Tsükloni puhastusaste (kasutegur) oleneb suurel määral tolmuosakeste suurusest ja
kontsentratsioonist gaasis. Nende vähenemisel tsükloni kasutegur langeb järsult.
Tolmuosakeste suuruse puhul 30-40 µm on tsükloni keskmine puhastusaste 98 %, 10
µm tolmuosakeste korral 80 % ja 4-5 µm osakeste puhul 60 %. Alla 4-5 µm osakesi
tsüklon praktiliselt ei eralda .
Üsna head gaasi puhastusastet tolmust on võimalik saavutada tolmufiltrites.
Filtrid on efektiivsed aerosoolide kõrvaldamise vahendid.
Puhastatav gaas filtreeritakse läbi poorse filtrimaterjali, kus:
- toimub osakeste otsene põrkumine filtriva pinnaga - kaootiliselt liikuva osakese
difusioon kiu pinnakihti
- toimivad elektrostaatilised ja gravitatsioonijõud
- sõelaefekt
- nimetatud nähtuste koosmõjud.
Filtrite materjalid jagunevad:
- elastsed loodusmaterjalist, sünteetilised, metallkiu kangad
- jäigad klaaskiud, metallilaastud, metallkeraamika, keraamika , poorne klaas
- puistematerjalid staatilise või liikuva kihina
- märgfiltrid, kus materjal on niisutatud vee või õliga.
Filtrite kasutusalad:
- tööstuslikud suure tolmusisaldusega (50 mg/m3) õhu puhastamiseks enne seadmeid või ruumides,
regenereerimisega või ilma
- absoluutsed filtrid bakterite ja radioaktiivse tolmu püüdmiseks (1 mg/m3); efekt
>99%, ei regenereerita.
Jämedat tolmu püütakse koksi , keramsiidi, liiva ja killustikuga täidetud filtris.
Peentolmu püüdmiseks sobivad kangasmaterjalid, millele antakse kottide (taskute) kuju
gaas käis- ehk kinnasfilter on näha joonisel 3.5.
Ventilaator imeb tolmuse gaasi läbi tolmukottide (käiste), mille alumised lahtised otsad
on kinnitatud gaasijaotusresti avade külge ning ülemised suletud otsad
raputusmehanismiga ühendatud raami külge. Käiste läbimõõt on tavaliselt 100-300 mm
piirides ja pikkus 2-9 m. Tolm sadestub tolmukottide sisepindadele ja riide pooridesse.
Riide puhastamiseks raputatakse perioodiliselt filtri sektsioone vastava
raputusmehhanismiga. Filterriidelt võidakse ladestunud tolmukiht eemaldada ka
vastassuunalise õhuvoolu, ultraheli või suruõhu löögiga. Allaraputatud tolm
eemaldatakse tigukonveieriga. Käisfiltrid võivad töötada gaasi erikuluga kuni 120-150
m3 tolmust gaasifiltri pinna 1 m2 kohta tunnis. Käiste materjalina kasutati varem
laialdaselt puuvilla ja villa, mille töötemperatuur ei tohi ületada 100oC. Praegu on
valdavalt kasutusel kiudmaterjalid (klaas, polüester, polüpropüleen, polüamiid), millel
on väike niiskuseimavus, mis on mädanemiskindlad ja võivad töötada temperatuuril
kuni 150oC ja enam. Näiteks talub klaaskuid temperatuuri isegi kuni 450oc. Käisfiltrite
eeliseks teiste tolmueraldusseadme ees on nende suur puhastusaste (peaaegu 90 %)
igasuguse suurusega osakeste püüdmisel.
Kermiste (kermis - karbiidide, oksiidide, nitriidide jt. suure kõvadusega ühenditest
pulbermetallurgiliselt valmistatud materjal) arenguga on tekkinud uued võimalused
gaaside puhastamiseks tolmust. Tolm ladestub kermistorude välispinnale, kust ta
eemaldatakse vastassuunalise suruõhuvooluga. Uusimad kermised taluvad juba
temperatuuri kuni 1100oC-ni ning tagavad gaasi puhastusastme 99,99 %. Peab
meeles pidama , et orgaaniliste tolmude eraldamisega käisfiltrites kaasneb alati
plahvatus - ja tuleoht .
Gaasi tolmutustamiseks ja vedelikupiiskadest vabastamiseks on elektropuhastus
moodsamaid puhastusviise. Elektrofiltri töö põhineb gaasi ioniseerumisel, st. tema
molekulide lagunemisel positiivseteks ja negatiivseteks ioonideks. Kahe elektroodi
vahelises elektriväljas gaas ioniseerub. Tekkinud ioonide ja vabade elektronide tõttu
muutub gaas elektrijuhiks. Kui pinget tõsta kuni paari tuhande voldini, suureneb
ioonide ja elektronide kineetiline energia sel määral, et kokkupuutel uute
molekulidega lagunevad need samuti ioonideks. Gaas ioniseerub täielikult, ilmneb
sädelus ja gaasi nõrk helendus ( koroona ) negatiivselt laetud (koroneer-) elektroodi
ümber. Tekkinud ioonid ja elektronid liiguvad positiivselt laetud (sadestus-)
elektroodi poole. Kohates oma teel hõljuvaid tolmu- või vedelikuosakesi, annavad
nad oma laengu neile üle ning laengu saanud osakesed hakkavad omakorda
elektriväljas liikuma. Põrgates vastu positiivselt laetud sadestuselektroodi, kaotavad
tolmu- või vedelikuosakesed ( piisad ) oma laengu ning sadestuvad raskusjõu mõjul.
Elektrofiltrid toimivad vastasmärgiliste laengute olemasolul vastavalt Kuloni
( Coulomb ) seadusele: mõju on võrdeline vastasnimeliste laengute suurusega ning
pöördvõrdeline nende vahekauguse ruuduga ja vaakumi ning keskkonna
dielektrilise konstandiga (gaasidele ≈ 1 ).
F = ql q2/ 4πε0εr2
q1 ja q2 -laengute suurus kulonites
r - laengute vahekaugus, m
ε0, ε - vaakumi ja keskkonna dielektriline konstant
Elektrivälja tugevus E on jõud, millega väli mõjutab temasse asetatud laengut q0
E= F/q0
Aerosooli osakesed ioniseeritud gaasis omandavad gaasiosakeste (-) laengu ja
liiguvad elektroodide-vahelises ruumis sadestuselektroodi ( +) suunas. Liikumise
kiirus moodustub elektrostaatilise- ja gaasi takistusjõu tasakaalust.
Pinge teatud väärtusel võib elektroodide vahel tekkida läbilöök (lühis). Et seda
vältida, tekitatakse elektrofiltrites ebaühtlane elektriväli nii, et kaugenemisel
koroneer-elektroodist toru- või plaadikujulise sadestuselektroodi poole pinge langeb.
Joonisel 3.6(a) on näidatud elektroodide asetus elektrofiltris ja 3.6(b) torukujuline
elektrofilter.
Elektrofiltrid töötavad ainult kõrgepingelise (40-75 kV) alalisvooluga, sest vahelduvvoolu
kasutamisel hakkavad laetud osakesed kiiresti muutma oma liikumissuunda
ning gaasiga välja kanduma.
Elektrofiltreid liigitatakse kuivadeks (kus eraldatakse kuiva tolmu) ja märgadeks
(kus eraldatakse veeauru kondenseerumise tulemusena niiskunud tolmu, piisku ja
udu). Kuivelektrofiltrid on enamasti plaadikujuliste sadestuselektroodidega, märjad
toru-kujulistega. Märgasid elektrofiltreid kasutatakse näiteks väävelhappetööstuses
raskelt eralduva väävelhappeudu kinnipüüdmisel. Elektrofiltrite keskmine
puhastusaste on 99 %. Nende eelisteks on suhteliselt väike energiakulu gaasi
puhastamiseks, võimalus töödelda kuuma (400-500°C) ja keemiliselt agressiivset
gaasi ning ka väga väikeste tolmuosakeste (alla 0,1 µm) eraldamiseks.
3. Gaaside märgpuhastus
Märgpuhastus on üks tolmu ja piiskade eraldamise põhimeetodeid.
Märgpuhastus ehk gaasipesu.
Kui gaasi jahtumine ja niiskumine puhastusprotsessis on lubatud, võib gaasis
dispergeeritud tolmu- või vedelikuosakesi eraldada ka gaasi pesemisega
märgpuhastusseadmetes. Gaasi ja vedeliku kontakt tekib mööda püst- või kaldpinda
voolava vedelikukelme pinnal (kelme- ehk täidistolmupesurid), vedelikutilkade pinnal
(pihustuspesurid) või gaasimullide pinnal ( vaht - tolmupesurid). Puhastusaste oleneb
väga palju tolmu märguvusest. Viimase suurendamiseks lisatakse halvasti märguva
tolmu (näiteks söetolm) puhul pesemisveele pindaktiivseid aineid. Märgpuhastuse
oluline puudus on omakorda puhastamist vajava heitvee ( muda ) teke.
Märgpuhastusaparaatide töö efektiivsuse määrab osakese ja pesuvedeliku kontaktpinna
suurus aparaadis , mis on võrdne pinna tekkekiiruse ja eluea korrutisega.
[m2] = [m2/s]*[s]
Märgpuhastust kasutatakse tahma, lendtuha, savi- ja lubjatolmu jt analoogsete
aerosoolide märgpuhastuseks.
Lihtsaimad märgpuhastusseadmed on õõnes- või täidistolmupesurid (skraberid, ingl. k.
scrubber), kus tolmune gaas liigub alt üles kiirusega 0,8-1,5 m/s vastu ülalt pihustitest
allavoolavale veele. Täidisena kasutatakse mitmesuguse kujuga keraamilist materjali,
mis võimaldab suurendada vedeliku ja gaasi kokkupuutepinda. Puhastusaste
õõnestolmupesurites on 60-70 %, täidistolmupesurites 75-85 %.
Märgpuhastusprotsess intensiivistub märgatavalt tsentrifugaaljõu väljas, mis võimaldab
pesuri (märgtsükloni) puhastusastmeks saada üle 95 % tolmu- osakeste suuruse 5-30 μm
korral. Väga peente tolmuosakeste (1-2 μm) või udu püüdmiseks kasutatakse Venturi
tolmupesurit (Joon. 3.7).
Tolmune gaas juhitakse läbi düüsi kiirusega 60-150 m/s. Külgtoru kaudu pumbatakse
düüsi all vett (vesilahust), mis kokkupuutel gaasivooluga pihustub. Gaasi-vedelikusegu
lahutatakse tsüklon-tüüpi separaatoris, kus segu kiirus väheneb kuni 4-5 m/s. Puhas vesi
eraldatakse mudast setitis ja pumbatakse taas pesurisse. Venturi tolmupesuri
puhastusaste ulatub peentolmu ja udu eraldamisel kuni 99 %-ni, kuid suure hüdraulilise
takistuse tõttu tarbib seade palju energiat.
Väga tolmuseid tehnoloogilisi gaase puhastatakse barbotaažaparaatides (vahttolmupesurites), kus puhastatava gaasiga kokkupuutuv vedelik vahustub. Seetõttu on
kokkupuutepind vedeliku ja gaasi vahel suur ning puhastusaste kõrge (95-96 %).
Nimetatud aparaatides kasutatakse üht või mitut läbi- (Joon. 3.8, a) või ülevooluga
(Joon. 3.8, b) avadega taldrikut. Gaas läbib taldriku avad, barboteerub läbi vedeliku ja
vahu kihi, puhastudes tolmuosakeste sadenemise tõttu gaasimullide siseseintele.
Puhastusseadmete valikul tuleb arvestada väga mitmeid mõjureid, nagu gaasi niiskus ja
tolmusisaldus, temperatuur, keemiline agressiivsus , tolmuosakeste kuju, omadused,
fraktsioonkoostis jm.
VT.(Tabel. Gaasipuhastusseadmete efektiivsus (Hämälä jt. 1992).)
(Tabel. Kokkuvõte kirjeldatud õhu puhastamise meetodite eelistest ja puudustest)
Märgpuhastusmeetodid on kõige enam levinud väävliühendite eraldusmeetodid.
Nendega saavutatakse gaaside 90-95 °/o-line puhastusaste, mis on suurem kui
kuivmeetoditel. Samal ajal on aga märgpuhastusmeetodid kallimad.
4. Gaaside puhastamine väävel- ja lämmastikoksiididest
Väävli ühendite eraldamine gaasidest
Väävli ühendie eraldamiseks saab kasutada järgmisu protsesse, milliseid võib jagada kolme gruppi:
- märgmeetodid,
- poolkuivmeetodid,
- kuivmeetodid.
Märg-, poolkuiv- ja kuivmeetodil reageerib suitsugaaside SO2 kaltsiumühenditega,
moodustades kaltsiumsulfiti, mis oksüdeerub edasi kaltsiumsulfaadiks. Märgmeetodite puhul juhitakse väävlit sisaldavad suitsugaasid pesurisse, kus nad viiakse kontakti leeliselise lahusega. Enamikes protsessides kasutatakse kas lubjakivi (CaCO3) suspensiooni või kaltsiumhüdroksiidi (Ca(OH)2) sisaldavat lahust.Suitsugaasides olev SO2 siirdub vedelfaasi, kus ta reageerib leeliseliste ainetega, moodustades põhiliselt kaltsiumsulfiti (CaSO3) ja osaliselt ka kaltsiumsulfaadi (CaSO4). Kirjeldatud protsess kuulub eespool mainitud kemosorptsioonprotsesside hulka. Juhtides saadud lahusest läbi õhku, saab sulfiti oksüdeerida sulfaadiks. Märgpuhastusmeetodi üks võimalik variant põlevkivi
lendtuha suspensiooni kasutamisega. Tehnoloogiline protsess koosneb kuumade
suitsugaaside puhastusest (lendtuha eraldamisest) elektrofiltris või patareitsüklonis,
lendtuha suspensiooni valmistamisest, puhastatavate suitsugaaside kontakteerimisest
lendtuha suspensiooniga pärivooluga kiirabsorberis ning äratöötanud lendtuha
suspensiooni selitamisest ja tsentrifuugimisest šlammi eraldamiseks. Juhtides
absorberisse juurde ka õhku, on võimalik tekkinud kaltsiumsulfit oksüdeerida
kaltsiumsulfaadiks. Saadud šlammi tsentrifuugimisel liigse vee kõrvaldamiseks ja
järgneval kuivatamisel on võimalik toota toorainet (kipsi) ehitusmaterjalitööstusele.
Puhastatud suitsugaasid väljuvad absorberist läbi piisapüüduri ning juhitakse
soojusvahetisse, kus nende temperatuuri uuesti tõstetakse segamisel auru ülekuumendi järelt võetud kuumade suitsugaasidega, millest lendtuhk on eelnevalt eraldatud. Puhastatud suitsugaasid juhitakse korstna kaudu atmosfääri.
Märgpuhastusmeetodid on kõige enam levinud väävliühendite eraldusmeetodid.
Nendega saavutatakse gaaside 90-95 °/o-line puhastusaste, mis on suurem kui
kuivmeetoditel. Samal ajal on aga märgpuhastusmeetodid kallimad.
Poolkuivad meetodid on analoogsed märgmeetoditele. Suitsugaasid juhitakse
absorptsioonitorni, kuhu pihustatakse lubjapiima (Ca(OH)2). Väävel dioksiid reageerib lubjapiima tilkadega, moodustades kaltsiumsulfiti. Protsessis kasutatav vee hulk on reguleeritud selliselt , et vesi aurustub kuumade suitsugaaside toimel ning saadud tahke aine on peaaegu kuiv, sisaldades kaltsiumsulfitit, kaltsiumsulfaati, kaltsiumhüdroksiidi, kaltsiumkarbonaati ja lendtuhka. Osa kuivast lõppsaadusest langeb reaktori põhja, kust see eemaldatakse, osa kandub suitsugaasidega käisfiltrisse ja eraldatakse sealt. Käisfiltri filtrivale pinnale tekkiv sade (" kook ") suurendab protsessi puhastusastet.
Kuivade meetodite puhul viiakse sisuliselt läbi SO2 adsorptsiooniprotsess -lupja või lendtuhka puhutakse otse suitsugaasikäikudesse enne tolmueraldusseadmeid.Põlevkiviga töötavates soojuselektrijaamades on see märgmeetodi suhteliselt odavaks alternatiivvariandiks.
Lämmastik ühendite eraldamine
Lämmastikoksiidide eraldumist keskkonda võib mõjutada kahel viisil - takistades nende moodustumist (primaarmenetlused) ja töödeldes juba tekkinud lämmastikoksiide (sekundaarmenetlused). Tänapäeval on kasutusel nn. Low-NOx põletusseadmed, milledes vähendatakse ämmastikoksiidide teket kütuse vahelduva pealeandmisega kolde eri punktidesse ning kütuse ja põlemisõhu suhte optimeerimisega. Nendes seadmetes toimub põlemine mitmes järgus, madalamal temperatuuril ja võrreldes tavaliste kolletega pikema aja jooksul. Ka keevkihikolletes tekib madalamast põlemistemperatuurist tingituna vähem . Põlemisel tekkinud ja keemiatööstusest eraldunud lämmastikoksiidide kõrvaldamiseks suitsugaasidest kasutatakse tänapäeval kõige rohkem katalüütilisi meetodeid . NOx kõrgtemperatuurilise taandamise katalüsaatoriteks on plaatina grupi metallid (plaatina, pallaadium , roodium, ruteenium ) või odavamad, aga vähem efektiivsed segud, mis sisaldavad niklit, kroomi , vaske, tsinki , vanaadiumi, tsirkooniumi jt. metalle . Lämmastikoksiide saab taandada ammoniaagiga madalamatel temperatuuridel (300-400oC) katalüsaatorite (metallid ja metallide oksiidid) abil.
SNCR-protsess (Selective Non Catalytic Reductian, selektiivne mittekatalüütiline
taandamine ) põhineb NOx selektiivsel taandamisel kõrgel temperatuuril (950-1050oC)
ammoniaagi abil ilma katalüsaatorita. Taandamissaadusteks on keskkonnale kahjutud lämmastik ja veeaur. Meetodi puuduseks on selektiivsete reaktsioonide kulgemine väga kitsas temperatuuripiirkonnas - madalamatel temperatuuridel ammoniaak ei reageeri eraldub atmosfääri), kõrgematel temperatuuridel aga tekib lämmastikmonooksiid (NO). Lämmastikoksiide saab taandada ammoniaagiga madalamatel temperatuuridel (300-400oC) katalüsaatorite (metallid ja metallide oksiidid) abil.
5. Reovete koostis ning omadused
Reovesi on niisugune osa heitveest, mille keemiline koostis või füüsikalised omadused on esialgsetega võrreldes muutunud. Eristatakse olmereovett (tekib elamuis, ühiskondlikes hoonetes ja kommunaalettevõtteis), tootmisreovett (tööstus- ja põllumajandusettevõtteis) ja sademevett.
Reovee omadused ( reostus ) sõltuvad tekkeallikast. Veereostust mõõdetakse kahjulike ainete kontsentratsiooni (mg/l) või orgaanilise aine lagundamiseks kuluva hapniku kaudu. Reostuskoormus on suublasse (s.o. loodusesse ) või puhastusseadmeile ööpäevas juhitav reoainete kogus (kg/d). Tootmisreoveega seonduvalt räägitakse ka erireostusest, mida väljendatakse kas reoaine kogusena kg-des (või tonnides) ühe toodanguühiku kohta või inimekvivalentides.
Reoained esinevad vees lahustunud kujul kolloidosakestena või lahustumatul kujul
(heljumina). Heljumi (SS, suspended solids) all mõistetakse uuritava reovee filtrimisel standardfiltrile jääva tahke aine kogust, mida väljendatakse mg/l. Osa heljumist võib eralduda settimise teel. Reoveepuhastuses räägitakse ka kuivainest (TS, total solids), mille all mõeldakse veeproovi aurutusjääki. See sisaldab lisaks heljumile ka kolloid- ja lahustunud aineid, kuid ei sisalda aurutustemperatuuril lenduvaid aineid. Reovees olevad lahustunud ained määratakse vee filtrimisel saadud filtraadi aurutusjäägina.
Reovesi sisaldab väga mitmesuguseid keemilisi ühendeid, millest paljude määramine ei
ole vee iseloomustamiseks otseselt vajalik ega isegi võimalik. Seepärast piirdutakse üldjuhul vaid tähtsamate (tüüpiliste) reostusnäitajate määramisega, mis kajastavad reovee mõju veekogule.
Olulisemateks reostusnäitajateks on orgaaniliste ainete sisaldus, taimetoitainete sisaldus,
heljumisisaldus ja vee bakteriaalne reostus. Vee kvaliteedinõuete karmistumisel on
hakatud määrama lisaks veel raskmetalle, mürgiseid orgaanilisi ühendeid ja ka veest
lenduvaid ühendeid (põhjustavad puhastusseadmeil õhu saastumist).
Olmereovees on ülekaalus süsivesinikud, proteiinid , vabad aminohapped , kõrgemad rasvhapped , lahustunud orgaanilised happed , muud süsinikuühendid. Anorgaaniliste ainete ioonkoostis oleneb toorvee ioontasakaalust ja soolasisaldusest ega mõjuta oluliselt reovee kvaliteeti, va N, P ja raskmetallide sisaldus. Reovee saasteained jaotuvad osakese suuruse järgi lahustunud aineteks , kolloidideks ja suspensioonideks.
Reovee orgaanilise aine sisaldust väljendatakse bioloogilise või keemilise
hapnikutarbena. Bioloogiline hapnikutarve (BHT; biological oxygen demand , BOD) on
hapniku kogus, mida vees sisalduvad orgaanilised ained tarbivad hapendumisel (lagunemisel) aeroobsetes tingimustes kindlal temperatuuril teatud aja vältel. Bioloogilise hapnikutarbe tähiseks on BHT7 (mg/l) (inglise keelses tähistuses BOD7). Bioloogiline hapnikutarve iseloomustab kergelthapenduvate (süsinikku sisaldavate) orgaaniliste ainete hulka vees ja ei näita aeglaselt hapenduvate orgaaniliste ainete hulka.Just sellised ained esinevad tootmisreovees. Vees esinevad lämmastikühendid võivad häirida BHT määramist ja nende mõju kõrvaldamiseks lisatakse veeproovile allüültiouureat (atu). Niimoodi määratud orgaanilise aine sisaldust tähistatakse BHT7ATU. BHT määramine on aeglane ja tulemus saadakse nädala pärast, mis on puhastusseadmete töös liiga pikk aeg.
BHT analüüsi puuduste tõttu on orgaaniliste ainete hulga määramisel hakatud kasutama keemilist hapnikutarvet (KHT; chemical oxygen demand, COD). Antud juhul hapendatakse veeproovis olev orgaaniline aine keemiliselt tugeva oksüdeerija - kaaliumdikromaadi abil happelises keskkonnas katalüsaatori (Ag) juuresolekul. KHT-d võib kasutada ka bioloogilisele tegevusele mürgiste orgaaniliste ainete määramiseks vees. KHT arv on alati suurem vastava veeproovi BHT arvust. Kui on tegemist ühelaadse reoveega , võib mainitud arvudele leida korrelatsiooni.
Veekogusse juhitav puhastamata reovesi sisaldab sageli palju orgaanilisi aineid, mis hapendumisel põhjustavad veekogu vee hapnikuvaeguse. Veekaitse seisukohalt on olulisemateks toitaineteks lämmastik (N) ja fosfor (P), mis vette sattudes põhjustavad taimede ja vetikate vohamist ning veekogu eutrofeerumist. Olenevalt veekogu liigist võib üks nimetatud toitainest osutuda limiteerivaks. Siseveekogudes on selleks tavaliselt fosfor, meres võib aga määravaks muutuda lämmastik. Reovees olev kogulämmastik moodustub orgaanilistest lämmastikühenditest, ammooniumisoolade lämmastikust, nitrititest ja nitraatidest. Värskes reovees on palju orgaanilisi lämmastikühendeid ( valgud , aminohapped), mis lagunevad kergesti ammooniumi- lämmastikuks (NH4-N). Olenevalt vee pH-st on lämmastik kas ammoniaagi või ammooniumiooni kujul. Ammooniumlämmastik hapendub nitrititeks ja seejärel nitraatideks. Lämmastik esineb reovees orgaaniliselt seotuna ja anorgaanilisel kujul NH4+, NO2- ja NO3- ioonina. Lämmastik on planktoni toitaine ning NH4+ -ioonhapniku tarbija mis, muundub bakteriaalselt nitrifikatsiooniprotsessi käigus NO3--ks. NH4+ + 2O2 = NO3- + 2H+ + H2O
Nitrifikatsiooni hapnikutarve on 4,5 kordne NH4+ hulk ja on samas suurusjärgus
reovees orgaanilise aine hapniku tarvidusega. Hapnikku kulutavate ainete eraldamine
reoveest toimub nitrifikatsiooniga.
Peamine osa reovees olevast fosforist on ortofosfaatide ehk fosforhappe (H3PO4) soolade
kujul. Osa fosforit on polüfosfaatidena, mis kergesti hüdrolüüsuvad ortofosfaatideks.
Fosfor esineb reovees orgaaniliselt seotud- ja anorgaanilise lahustunud fosforina polü- ja
ortofosfaatidena. Bioloogilises puhastusprotsessis hüdrolüüsub P (vee-)taimedele kergelt
omastatavaks ortofosfaadiks.
H3PO4 ↔ H2PO4- ↔ HPO42 -↔ PO43-
Suuremad P-saaste allikad on pesuainete fosfaadid ja fekaalid.
Reovee raskmetallide sisaldus oleneb reovee tekkeallikast. Tavalises olmereovees ei ole
raskmetalle. Peamiseks raskmetallide allikaks on tööstus. Viimasel ajal on järjest enam
pööratud tähelepanu tööstusest pärinevatele mürgistele orgaanilistele ainetele reovees.
Nende hulka kuuluvad näiteks fenoolid , polüaromaatsed süsivesikud (PAH),
orgaanilised kloorühendid jne.
Olmereovee saaste hulgad varieeruvad suurtes piirides.
Tööstusreovete omadused on seotud spetsiifiliste tootmisprotsessidega:
1. reoainete kõrge kontsentratsioon ja liigilisus;
2. toiteelementide vähesus või puudumine;
3. bioloogiliselt raskesti lagunevad ja toksilised ained ;
4. reovee hulga suur kõikumine (ajaline ja tehnoloogiline) jt.
6. Reovete eeltöötlemismeetodid Palm Martti
7. Reovete keemiline puhastus
Keemilise puhastuse olemus seisneb reaktsiooni tekitamises puhastuskemikaali ja veest
kõrvaldamist vajava reoaine vahel.
Levinumaks keemilise puhastuse protsessiks on keemiline sadestamine. Keemilise
puhastusega seondub oht, et vee reostus suureneb lisatava kemikaali tõttu. Osa sellest
võib jääda vette peale sette kõrvaldamist. Samuti on eraldi käitlemist vajava sette kogus
suur.
Muudest keemilistest meetoditest võib nimetada hapendamist-taandamist (nn.
redoksprotsessid), desinfitseerimist (näit. Kloorimine , osoonimine), pH reguleerimist ja
neutraliseerimist.
Keemilise sadestamise all mõistetakse kõiki protsesse, kus kemikaale kasutades saadakse
vees olevatest lahustunud või kolloidainetest eraldumisvõimeline heljum ( sete ).
Otsesadestusel saadakse keemilise reaktsiooni tulemusena vähelahustuv ühend.
Koagulatsiooni all mõeldakse protsessi, kus vähendatakse peente kolloidosakste vahelist
tõukejõudu nii, et osakesed võivad liituda suuremateks helveteks. Sadestamine koosneb
järgmistest protsessiosadest (joon. 2.2):
- kemikaali lisamine ja segamine
- pH reguleerimine
- flokulatsioon ,
- sette eraldamine;
- settekäitlus.
Sadestusreagent peab saama hästi segatud kogu puhastatava vee massiga. See toimub
mehaaniliste segistitega või hüdrauliliselt torusse või kanalisse paigutatud turbulentsi
tekitavate vaheseinte abil.
Igal keemilisel reaktsioonil on optimaalne pH-piirkond, kus reaktsioon kulgeb kiiremini
ja täielikumalt. Seega on mõnikord vaja vee pH-d reguleerida.
Sadestusreaktsioonis moodustuvad helbed kasvavad flokulatsioonil suuremateks kiirelt
settivateks agregaatideks, mida on hõlbus veest eraldada. Tekkiv sete vajab
järelkäitlust.
Settimisvõimelist heljumit võib saada ka muul viisil. Näiteks muutes keskkonna pH-d
või temperatuuri, saab vähendada reoaine lahustuvust vees. Keemilise sadestuse
tähtsaim kasutusala on fosforiärastus. Samal ajal reageerivad sadestuskemikaalid ka
vees oleva orgaanilise heljumiga, mis- tõttu väheneb reovee orgaaniline koormus.
Neutraliseerimine on vee happeliste või aluseliste omaduste vähendamine ja see toimub
pH-väärtuste reguleerimisega.
Neutraliseerimismeetodid on:
- happelise reovee filtreerimine läbi lubjakivi (CaCO3) kihi;
- happelisele reoveele lubja (CaO) lisamine;
- happelisele reoveele seebikivi ( NaOH ) või sooda (Na2CO3) lisamine; - aluselisest
reoveest süsihappegaasi (CO2) läbipuhumine;
- aluselisele reoveele väävel- või soolhappe lisamine (H2SO4; HCl).
Hapendamisel ja taandamisel kasutatakse vastavaid reaktsioone reoainete muutmiseks
vähemohtlikusse vormi või veest eraldatavale kujule . Hapendajana (oksüdeerijana)
kasutatakse mitmesuguseid klooriühendeid, vesinikperoksiidi, kaaliumpermanganaati.
Kasutuskõlblikeks taandajateks ( redutseerijateks ) on vääveldioksiid,
naatriumvesiniksulfaat ja rauasoolad. Nimetatud tehnoloogiat kasutatakse peamiselt
tootmisvete käitlusel.
Reovee desinfitseerimisel hävitatakse patogeenseid või muul viisil ohtlikke
mikroorganisme. Peamiselt kasutatakse desinfitseerimisel klooriühendeid. Varasemate
arusaamade kohaselt arvati, et puhastatud reoveed võivad osutuda
tervistkahjustavateks, kui nad satuvad supluspiirkonda. Seetõttu loeti desinfitseerimist
vajalikuks vähemalt suplushooajal. Kloorimisel moodustuvad aga kantserogeensed või
mutageensed klooriühendid, millest tekib suurem kahju kui bakteritest. Seetõttu on
kaasajal reovee desinfitseerimisest loobutud.
8. Aktiivmudaprotsess
Bioloogilised protsessid jagatakse aeroobseteks ja anaeroobseteks olenevalt sellest, kas keskkonnas on vaba hapniku või mitte. Lisaks jagatakse protsessid tehniliselt teostuselt kahte rühma: aktiivmudaprotsessideks ja biolileprotsessideks. Esimeses on mikroobid vees vabalt ujuvas olekus. Biokileprotsessides kinnituvad mikroobid tahke kandja või täiteaine pinnale.
Aktiivmudaprotsess on reoveepuhastuse kõige laiemalt kasutatava biopuhastusprotsess, mille põhimõtteline skeem on järgmine:
Eelpuhastatud ja sageli ka eelsetitatud reovesi juhitakse aeratsioonikambrisse
(aerotanki), mis on protsessi tähtsaim osa. Siin reovesi kontakteerub aktiivmudaga või
täpsemalt mikroorganimide biomassiga. Aeratsioonikambrisse antakse pidevalt õhku,
millega kaetakse aeroobsete organismide eksisteerimiseks vajalik hapnikukogus.
Aeratsiooniga hoitakse aktiivmuda pidevas liikumises, vältimaks selle settimist
reservuaari põhja. Mikroorganismid kasutavad reovee orgaanilist ainet oma
elutegevuses ja uue rakumassi sünteesiks.
Aerotankist juhitakse aktiivmuda järelsetitisse, kus muda settib. Settinud muda
pumbatakse tagasi aerotanki, millega hoitakse muda kontsentratsioon aerotankis
piisavalt kõrge. Seda muda nimetatakse tagastusmudaks. Kuna uut muda kasvab kogu
aeg juurde ja aerotankis oleva muda kontsentratsioon peaks olema püsiv, peab
süsteemist osa muda kõrvaldama. See nn. liigmuda eemaldatakse kas otse aerotankist
või tagastusmudatorust. Liigmuda juhitakse tavaliselt eelsetititesse, kus ta settib koos
eelsetiti settega, ja nn. segamuda pumbatakse mudakäitlusele. On selgunud , et
segamuda käitlus on hõlpsam mudade eraldi käitlusest.
Eelsetitus ei ole aktiivmudaprotsessi puhul alati vajalik, kuigi ta vähendab aerotanki
reostuskoormust ja kõrvaldab suurema osa vees olevast heljumist.
Olenevalt 1 g muda orgaanilise kuivaine kohta reoveega ööpäevas tulevast BHT
koormusest (g) jaotatakse aktiivmuda protsesse kõrge-, normaal- või
madalakoormuselisteks. Madalakoormuselist protsessi nimetatakse ka
kestusaeratsiooniprotsessiks, kuna siin reovee viibeaeg on muudest variantidest pikem.
Samuti on selles protsessis orgaanilise aine mineraliseerumine täielikum, puhastusefekt
kõrgem ja liigmuda tekib vähem. Samal ajal on vajalik aerotanki suurem maht.
Aktiivmudaprotsessil on mitmeid modifikatsioone olenevalt reovee sisseandmisest ja
aeratsiooni korraldamisest.
Lagundatud orgaanika jaguneb BHT' na:
- mineraliseeritud CO2 ja vesi 30 - 50%
- kõrvaldatud jääkmudaga 40 - 45%
- väljub puhastatud veega 10%.
Aktiivmuda tähtsamad tööparameetrid on mudakoormus, muda vanus, hapnikutarve ja
mudaindeks.
Mudakoormus L on ööpäevane (d = day) siseneva lahustunud toitainete hulga ja muda
hulga suhe.
L = Q*So/V*X
L - mudakoormus, kg BHT/kg muda *d
Q - vooluhulk, m3/d
V - biopuhasti maht, m3
S - reovee BHT, kg BHT/m3
X - muda tahke faasi kontsentratsioon, kg/m3
Olenevalt mudakoormusest jagunevad aktiivmuda puhastid:
- kõrge koormusega, 0,8 - 1,5 kgBHT/kg muda*d
- normaalkoormusega, 0,3 - 0,7 "
- madala koormusega, 0,1 - 0,3 "
44
Muda vanus on muda viibeaeg biopuhastis, ööpäevades (d), mis määratakse
puhastussüsteemis oleva ja sealt ööpäevas kõrvaldatava muda hulga suhtega.
φc = V*X/(Qw *Xw + Q*Xc)
φc - muda vanus, d
Qw - jääkmuda hulk, m3/d
Xw - jääkmuda tahke aine sisaldus, kg/m3
Xc - tahke aine kontsentratsioon puhastatud vees, kg/m3
Kõrgelt koormatud muda vanus on 1 - 3 d
- normaalne muda 3 - 7 d
- vähekoormatud muda 7 -15 d
- aeglaselt aereeritud muda ≥ 15 d
Hapnikutarve
Aeroobne protsess vajab pidevalt hapnikku saasteainete lagundamiseks.
Hapnikusisaldus ei tohi langeda alla 1-2 mg/l. Hapnikutarve oleneb muda koormatusest.
Hapnikku vajatakse seda rohkem, mida väiksem on muda koormus, kuna siis kulub
suur osa hapnikust aktiivmuda lagundamisele. Nitrifikatsiooniprotsess suurendab
hapnikutarvet. Hapnikutarve arvestamata nitrifikatsiooni arvutatakse järgnevalt:
O2 = 0,5* ΔS + 0,1 *X*V, kgO2/d
kus ΔS on kõrvaldatud BHT hulk, kgBHT/d
Normaalselt koormatud biopuhasti energiakulu on 1 kWh/kg BHT.
Mudaindeks
Muda sadenemisomadusi hinnatakse mudaindeksiga, ehk muda settimisarvu ja muda
tahke aine sisalduse suhtega.
Settimisarv määratakse muda setitamisel 30 min vältel 1 l mahuga mõõtsilindris, ning
väljendatakse ühikuga ml/l.
Mida väiksem on mudaindeks, seda paremini muda settib. Tavaliselt on mudaindeksi
väärtus 100 - 200 ml/g.
Biopuhastusprotsessis tekkiva jääkmuda hulk sõltub protsessi koormatusest.
Normaalselt koormatud protsessis on muda teke eraldunud BHT ühiku kohta suhteliselt
püsiv 1 kg muda/kgBHT ja puhastatud veega kaasakantava muda kontsentratsioon on
alla 20 mg/l.
Muda koormuse, muda vanuse ja biopuhasti tahke aine sisalduse vahelised seosed on
tegelikult keerukamad ja käsitletavad erikursuses.
Puhastuse efektiivsus BHT järgi oleneb muda koormustasemest:
- koormatud muda efektiivsus on 60 - 70%
- normaalkoormusega töötamisel - 80 - 90%
- vähekoormatud olukorras - 85 - 95%
- pikaajalise hapendamise protsessis - 90 - 99%.
9. Reovete anaeroobne puhastamine
Reovee puhastamiseks kasutatakse anaeroobset ja aeroobset mikrobioloogilist protsessi,
vastavalt hapniku juuresolekuta ja olemasolul. Orgaaniline aine hapendatakse osalt CO2
ja veeks või redutseeritaks metaaniks.
CO2 + 8H+ + 8e- = CH4 + 2H2O
Anaeroobset lagundamist kasutatakse väga saastunud reovee, sh tööstusreovee
puhastamiseks ja ka muda stabiliseerimiseks.
Bioloogilised protsessid jagatakse aeroobseteks ja anaeroobseteks olenevalt sellest, kas
keskkonnas on vaba hapnik või mitte. Lisaks jagatakse protsessid tehniliselt teostuselt
kahte rühma: aktiivmudaprotsessideks ja biokileprotsessideks. Esimeses on mikroobid
vees vabalt ujuvas olekus. Biokileprotsessides kinnituvad mikroobid tahke kandja või
täiteaine pinnale.
Biotiigid jagatakse kolme rühma:
- fakultatiivsed ;
- aeroobsed;
- anaeroobsed .
Anaeroobsete tiikide reostuskoormus on nii kõrge, et vaba hapnik
puudub kogu veemassis alati. Neid tiike kasutatakse rohkelt heljumit sisaldava vee
eelpuhastuseks.
ANAEROOBNE PROTSESS:
Siin puhastatakse reovett hapnikuvabas keskkonnas. Anaeroobsed bakterid kasutavad
paljunemiseks ja elutegevuseks reovees olevaid orgaanilisi ühendeid. Protsessis
moodustub lisaks biomassile süsinikdioksiid (CO2) ja metaan (CH4). Metaani võib
kasutada energia tootmiseks. Anaeroobsel lagunemisel on elektroni vastuvõtjaks
sulfaatioon, nitraatioon, süsinikdioksiid või orgaaniline aine. Anaeroobsel lagunemisel
vabaneb suurem osa ühendite energiasisaldusest metaanina ja biomassi moodustub
vähe. Orgaaniliste ühendite lagunemine toimub kahes faasis (joon. 2.8).
Esimeses faasis lagunevad orgaanilised ained rasvhapeteks. Järgmises faasis muudavad
metaanibakterid rasvhapped metaaniks ja süsihappegaasiks. Anaeroobses
puhastustehnikas püütakse luua baktereile selliseid tingimusi, et kõik anaeroobse
lagunemise eri faasides osalevad bakterid saaksid paljuneda. Baktermassi kasvu
mõjutavateks teguriteks on muuhulgas pH, temperatuur, toitained ja mikroelemendid ,
samuti kasvu inhibeerivad ja toksilised ühendid.
Anaeroobse lagunemise faasid . Anaeroobsed protsessid liigitatakse bakterite
temperatuurioptimumi alusel kahte rühma:
1) mesofiilsed bakterid - optimumtemperatuur 35-40oC
2) termofiilsed bakterid - optimumtemperatuur 55-65oC.
Metaankäärimine kulgeb termofiilses temperatuurivahemikus ligi 2 korda kiiremini kui
mesofiilses temperatuuripiirkonnas.
On olemas kahte tüüpi reaktoreid. Täidisreaktoreis kinnitub biomass täiteaine pinnale
ja/või täidab poore. Täidiseta reaktoreis moodustavad bakterid ujuvaid mudahelbeid
või graanuleid, mis püsivad reaktoris või mida on võimalik eraldada veest setitites ja
suunata tagasi protsessi.
Joonisel 2.9 on kujutatud anaeroobsete reaktorite põhitüüpe ja alamal selgitatakse
nende toimimise põhimõtteid. Reaktorite põhitüüpide modifikatsioonid erinevad vee
voolamise suuna, retsirkulatsiooni ja setitamise kasutamise poolest.
Kontaktprotsessi moodustavad täieliku segunemisega reaktor , gaasieraldussüsteem ja
järelsetiti. Reaktori sisu segatakse segistiga, pumbaga või biogaasi retsirkulatsiooni abil.
Gaasieraldussüsteemis kõrvaldatakse protsessis moodustunud biogaas mudast kas
segamisega või vaakuumpumbaga. Setiti on klassikaline või lamellsetiti. Tihendatud
muda tagastatakse reaktorisse, et säilitada selles kõrget mudakontsentratsiooni.
Muda heljuvkihiga reaktoris moodustavad bakterid ja inertained 1-5 mm läbimõõduga
graanuleid. Neist moodustub reaktori alaossa heljuvkiht. Reovesi juhitakse reaktorisse
selle alaosast ja gaas eraldatakse ülaosast. Reaktori töö põhineb granuleeritud muda
settimisomadustel, mille tõttu muda püsib hõljuvas kihis.
Anaeroobses filtris moodustavad bakterid täidise pinnale biokile . Täidisena kasutatakse
plastist kärge või elemente. Filtri puudusteks on ummistumis- ja otsevooluoht.
Inertse kandja keevkihiga reaktoris kinnituvad bakterid kandjamaterjalile. Reovesi
retsirkuleerib intensiivselt, millega viiakse inertne kandja reaktoris heljuvasse olekusse,
s.o. tekitatakse "keev" kiht. Sellega välditakse nii ummistumist kui otsevoolu võimalust.
Kandjamaterjalina on kasutatud liiva, antratsiiti, polüuretaani ja tseoliiti.
Anaeroobset protsessi on traditsiooniliselt kasutatud olmereovee aktiiv- mudapuhastusel
tekkiva liigmuda käitlusel. Viimasel ajal kasutatakse seda üha enam ka teatud
tootmisvete puhastamiseks. Protsess sobib sooja vee (üle 25°C) ja kergesti laguneva
kõrge orgaanilise reostuse leidumisel vees. Kasutusnäideteks on õlletehased,
kartulitärklisetehased, piimatööstused ja metsatööstus. Anaeroobselt puhastatud reovett
tuleb täiendavalt puhastada aeroobselt. Niimoodi suureneb puhastusefekt (väheneb
orgaaniline koormus) ja takistatakse ilma hapnikuta vee juhtimist suublasse.
Fosfori ja lämmastiku ärastus:
Fosfori ja lämmastiku kui tähtsamate toitainete eraldamine veest on kaasaegse
reoveepuhastuse üks peaeesmärke. Bioloogilised meetodid, mis on reoveepuhastuses
laialt levinud, võimaldavad kõrvaldada veest eeskätt orgaanilist reoainet. Puhastuses
osalevad mikroorganismid vajavad paljunemiseks ja kasvuks ka toitaineid. Seetõttu
seob biomass reoveest pidevalt teatud hulga fosforit ja lämmastikku ehk teisisõnu,
bioloogilised meetodid kõrvaldavad veest teatud koguse toitaineid.
Näiteks 1 g P toidab 1700 g mikroorganisme, st 140 g planktoni kuivainet. Planktoni
lagundamisel kulub osa O2 lämmastiku hapendamiseks NO3-'ks ja teine osa C - ühendite
muutmiseks CO2 'ks, vastavalt 5g O2/g N ja 3g O2/g C. Suhe P:N:C = 1:7:40.
Olmereovesi sisaldab ca 3g P/ inim.d, millest põhiosa tuleneb fekaalidest, ülejäänu
pesemisvahenditest, kalakasvatusest ja põllumajandusest.
Üldfosfor koosneb orto - ja polüfosfaatide ning orgaaniliselt seotud P summast ,
kusjuures pesemisvahendites sisalduvad polüfostaadid, fekaalides ortofosfaadid, 10-15%
on orgaaniliste kolloidide ja suspensioonina.
Biopuhastuses toimub P osaline reduktsioon, mehaaniliselt võib kõrvaldada 30% tahke
ainega seotud P.
Biopuhastus vajab aga ka P mikroorganismide tootmiseks. Puhas biomuda sisaldab
2%P, 100g BHT tarbib 1g P, millest osa tagastub mudatöötlusest. Seega bioloogilismehaaniline
töötlus kõrvaldab 20-30% P.
Tavalises olmereovees on mikroobide vajadustest lähtudes ülemääraselt palju toitaineid
ja seetõttu vajatakse spetsiaalset toitainete ärastust. Tootmisvees võib olukord olla
erinev. Näiteks metsatööstuse reovees on võrreldes kõrge orgaanilise reostusega väga
vähe toitaineid ja bioloogilisel puhastusel on vaja aktiivmudaprotsessi lisada toitaineid.
Fosfori eraldamiseks kasutatakse keemilist sadestamist või bioloogilist sidumist.
Keemiline fosforärastus toimub sadestuskemikaalidega (Al-, Fe- koagulandid
kustutatud lubi ), mis muudab lahustunud P-ühendid raskelt lahustuvateks. Bioloogiline
fosforärastus on võimalik kombineeritud aeroobse ja anaeroobse töötlusega, mille
tulemusel üldise jääkfosfori sisaldus väheneb 1-2 mgP/l.
Lämmastiku kõrvaldamiseks sobib kõige paremini bioloogiline meetod, muud
füüsikalis-keemilised meetodid ei ole selleks üldjuhul majanduslikult õigustatud. Fosfori
keemiline ärastamine veest põhineb ortofosfaatide sadestamisel alumiiniumi-, raua- või
kaltsiumisooladena ja tekkiva sette eemaldamisel . Kõige sagedamini kasutatakse
järgmisi kemikaale: alumiiniumsulfaat
- Al2(SO4)3 * 18H2O,
- raudsulfaat - FeSO4 * 6H2O,
- lubi - CaO või Ca(OH)2
Eestis on levimas raudsulfaadi kasutamine fosfori ärastuseks. Raud võib sulfaadi
koostises olla kas kahe- või kolmevalentsena. Kahevalentse raua fosfaadid ja hüdroksiid
on palju paremini vees lahustuvad kui vastavad kolme- valentse raua soolad . Seepärast
tuleb kahevalentse raudsulfaadi raud enne selle kasutamist fosfori kõrvaldamiseks
hapendada kolmevalentseks. Seda tehaksegi nn. simultaansadestusel (vt. p. 2.4). Fosfori
bioloogiline sidumine toimub reovee bioloogilisel puhastamisel, kus luuakse vahelduvait
anaeroobne ja aeroobne keskkond, mille tulemusena fosfaadid akumuleeruvad
baktermassis ja kõrvaldatakse süsteemist koos liigmudaga.
Lämmastik eraldatakse veest nitrifikatsiooni-denitrifikatsiooni protsessis. Reovees on
lämmastik peamiselt ammooniumiioonina (NH4
+), mille hapendumisel, näiteks reovee
sattudes veekogusse, tarbitakse vees lahustunud hapnikku. Vastav ammooniumi
hapendamine võidakse läbi viia kontrollitult reoveepuhastusjaamas bioloogilise
puhastuse protsessis. Ammooniumiioonid hapenduvad autotroofsete bakterite toimel
algul nitritioonideks (NO2
-) ja seejärel nitraatioonideks (NO3
-). Seda protsessi
nimetatakse nitrifikatsiooniks. Nitrifikatsioon ei ole lämmastiku ärastuse protsess, vaid
lämmastik läheb siin üle teise, keskkonnale vähem ohtlikku vormi. Lämmastik eraldub
veest alles siis, kui nitraadid taandatakse gaasiliseks lämmastikuks (N2), mis haihtub
atmosfääri. Taandamine toimub denitrifitseerivate bakterite abil ja protsessi
nimetatakse denitrifikatsiooniks.
Nitrifikatsiooniks on vajalik vaba hapnikku sisaldav aeroobne keskkond, mis suurendab
puhastusjaama hapnikuvajadust. Denitrifikatsioon toimub aga anoksilises keskkonnas,
kus hapnikku on vähe (alla 1 mg/l).
Füüsikalis- keemiline lämmastikuärastus
1. Kloreerimine: NH4
+ hapendatakse N2 gaasiks ja haihtub atmosfääri. Kloreerimisel
võivad tekkida toksilised CI- orgaanilised ühendid. Orgaaniliselt seotud N ei hapendu.
2. loonvahetus: NH4
+ ioonid seatakse kationiidiga, mille regenereerimisel tekkiv
kontsentreeritud ammoniakaalne lahus tekitab uue jäätmeprobleemi.
3. Ammoniaagi degaseerimine : õhuga välja puhumine , veest pH > 11 juures, millega
kaasneb õhusaaste; õhu kulu on 3m3/l vee kohta.
4. Membraantehnoloogia võimaldab lahustunud N-ühendeid eraldada veest
mikropoorsete membraanidega kõrgel rõhul.
Bioloogilised meetodid toimivad:
1. Assimilatiivselt lämmastiku sidumisega bioloogiliselt rakumassi.
2. Dissimilatiivselt nitritite ja nitraatide muundamisega N2 'ks
Reovee käitlemisel kasutatakse nitrifikatsiooni ja järgnevat denitrifikatsiooni.
Orgaaniliselt seotud lämmastik muutub vees ammooniumiooniks NH4
+, mille
hapendavad autotroofsed bakterid Nitrosomonas ja Nitrobacter, kulutades 4,6 g O2/g N.
10. Biokileprotsessid ja biofiltrid reovee puhastamisel Herranen Tarmo
11. Jäätmete definitsioon ja liigitamine
Ei ole olemas ühest jäätmete definitsiooni ega universaalset jäätmete liigitamiseeskirja.
Põhimõtteliselt on jäätmed kõik esemed või ained:
a) mis nende valdaja on ära visanud või kavatseb ära visata ;
b) millele ei leita edasist kasutust .
Definitsiooni esimese osaga on kõik enam-vähem selge - kui omanik kohtleb oma asju vastavalt, on tegu jäätmetega. Teise poolega on lood tunduvalt keerulisemad – sisuliselt on kõiki esemeid ja aineid, ka neid, mida on koheldud jäätmetena, alati võimalik kasutada. See, mis on kellelegi mittevajalik, võib teisele olla väärtuslikuks tooraineks või esemeks . Sageli on jäätmete tekkepõhjus geograafiline - näiteks võivad teatud tehase tööstusprotsesside jäätmed olla küll kasutatavad teises tehases toorainena, kuid tehastevaheline kaugus ja sobiva infrastruktuuri puudumine teevad selle materjali transpordi majanduslikult ebaefektiivseks.
Eesti Jäätmeseaduse kohaselt mõeldakse jäätmete all mistahes vallasasju (st. aineid või
esemeid), mis nende valdajad on kasutusest kõrvaldanud või kavatsevad kasutusest
kõrvaldada või on kohustatud kasutusest kõrvaldama.
Jäätmed võib liigitada ehk klassifitseerida mitmel põhimõttel. Liigitamise alusteks võivad olla:

koht või protsess, kust jäätmed pärinevad;
2. jäätmete kasutamisviis;

jäätmete materjal või keemiline koostis.
Töötlemist või kasutamist silmas pidades on otstarbekas jäätmeid jagada nelja
põhigruppi:
1. olmejäätmed ja segamajandusjäätmed;
2. tootmisjäätmed;
3. ohtlikud jäätmed;
4. erijäätmed.
Olmejäätmed (majapidamisjäätmed) on jäätmed, mis tekivad koduses majapidamises inimeste igapäevase elutegevuse käigus. Sarnase koostisega on nn. segamajandusjäätmed, mille allikaks on kauplused, bürood, toitlustus - ja õppeasutused, jms. Samuti kuuluvad siia kategooriasse üldise heakorra tagamisel tekkivad jäätmed. (Inglisekeelses kirjanduses kasutatakse nende jäätmeliikide tähistamiseks terminit municipal solid waste (MSW), mis tuleneb asjaolust, et nende jäätmete kogumise,transpordi ja käitluse korraldamine on kohaliku omavalitsuse pädevuses.)
Põhimõtteliselt kuuluvad segamajandusjäätmete hulka ka ehitus- ja lammutusjäätmed, mida aga tavaliselt käsitletakse eraldi jäätmekategooriana või loetakse kuuluvaks nn. inertsete jäätmete hulka. Inertsed jäätmed on materjalid, mis keskkonda ladustatuna ei allu füüsikalistele, keemilistele või bioloogilistele mõjutustele ja ei põhjusta keskkonnareostust. Siia kategooriasse kuuluvad klaas, keraamika ja tellised , teisaldatud saastumata pinnas jne.
Tootmisjäätmete all mõeldakse tööstuses ja muus tootmistegevuses tekkivaid jäätmeid.
Siia kuuluvad ka põllumajanduses ja metsatööstuses tekkivad jäätmed, kaevanduste
jäätmed, kuigi neid võib samuti käsitleda omaette kategooriatena. Seega, tööstusjäätmed
on tööstuslikus tootmises tekkivad jäätmed, mida ei kasutata ära samas tootmistsüklis.
Sageli on tööstusjäätmed oma olemuselt sellised, et neid ei saa käidelda koos eeltoodud
jäätmeliikidega.
Ohtlike jäätmete all mõeldakse jäätmeid, mis oma füüsikaliste, keemiliste või bioloogiliste omaduste poolest võivad põhjustada ohtu inimeste ja teiste elusorganismide tervisele või oluliselt kahjustada keskkonda. Ohtlikke jäätmeid tekib tööstusprotsessides, s.t. võime rääkida ohtlikest tööstusjäätmetest, samuti sisaldavad olmejäätmed ohtlikke komponente.
Erijäätmete all mõeldakse jäätmeid, mille kogumine, transport ja käitlemine nõuavad erimeetmeid. Siia rühma kuuluvad muuhulgas heitvete puhastusseadmete muda, suuremahulised jäätmed (näiteks mööbel, külmutuskapid, jms.), vanad transpordivahendid, liiklusvahendite rehvid jne. Siia rühma võib arvata ka haiglajäätmed, mille moodustavad bioloogilised koed , ravimite ja ravivahendite jäätmed ning nn. teravad jäätmed (näiteks süstlad). Haiglajäätmed vajavad muudest jäätmevoogudest eraldi käitlemist, kuna nad võivad olla nakkusohtlikud või mõnel muul moel ohustada inimeste tervist.
Jäätmeid saab liigitada ka koostise e. jäätmematerjali alusel. Jäätmete edasise käitlemise ja kasutamise seisukohalt ongi see mõistlik, kuna jäätmetele kohaldatavad töötlemismeetmed on sageli määratud just jäätmete materjaliga .
Jäätmematerjalile põhinevalt saab jäätmeid liigitada orgaanilise ning mineraalse päritoluga jäätmeteks. Esimesse gruppi kuuluvad taimse ja loomse päritoluga jäätmed, s.h. toiduainete jäätmed, osaliselt keemiatööstuse jäätmed. Teise gruppi võib liigitada metalli-, klaasi-, kaevandamis- jm. jäätmed. Omaette kategooriasse kuuluvad radioaktiivsed jäätmed.
Jäätmete kasutamisviisi kohaselt võib jäätmed jagada taaskasutatavateks, põletatavateks, kompostitavateks ja prügilasse ladestatavateks jäätmeteks. Kasutamisviisi kohane jaotus põhineb üldiselt jäätmete koostise analüüsil, kus arvestatakse jäätmete koostisosade sobilikkust kasutuselevõtu protsessis.
Üldiselt liigitatakse jäätmed ohtlikeks ja tavajäätmeteks.
Ohtlikud jäätmed on jäätmed, mis vähemalt ühe ohtliku omaduse tõttu võivad põhjustada kahju inimeste tervisele või keskkonnale, (näiteks kemikaalid , akud , patareid , süstlad, ravimid , Hg-lambid, pakendid, reostunud pinnas, õli sisaldavad jäätmed, tööstusreovee setted , koldetuhk, põlevkivi töötlemisel saadud poolkoks , fuussid)
Tavajäätmed on kõik jäätmed mis ei kuulu ohtlike jäätmete hulka.
Olmejäätmetes võib sisalduda nii tava- kui ohtlikke jäätmeid.
Tööstuslikes protsessides tekkivad tööstusjäätmed on enamuses ohtlikud näiteks toksilised, radioaktiivsed, söövitavad vms viisil kahjulikud. Vanaõlid, kütusejäägid, pilsiveed, värvi- laki- ja lahustijäägid, happed ja alused, raskemetalle sisaldavad jäätmed, vanad ravimid jms on tüüpilised inimest ja keskkonda ohustavad jäätmed. Ka tavajäätmed võivad sisaldada ohtlikke komponente, mis tuleb eraldi koguda (patareid, aegunud olmekemikaalid jpm). Vastasel korral muutuvad tavajäätmed ohtlikeks jäätmeteks.
Eraldi grupid moodustavad radioaktiivsed- ja lõhkeainete jäätmed ning nakkusohtlikud
biojäätmed.
Eestis kehtiv ametlik jäätmete liigitamine on toodud Jäätmeklassifikaatoris. Kasutusel on
1. Euroopa Liidu jäätmeloendil põhinev jäätmeliikide ja ohtlike jäätmete nimistu
(EJL),
2. Euroopa jäätmeloendi materjalipõhine koondnimistu
12. Ohtlikud jäätmed
Töötlemist või kasutamist silmas pidades on otstarbekas jäätmeid jagada nelja
põhigruppi:
- olmejäätmed ja segamajandusjäätmed;
- tootmisjäätmed;
- ohtlikud jäätmed;
- erijäätmed.
Ohtlike jäätmete all mõeldakse jäätmeid, mis oma füüsikaliste, keemiliste või
bioloogiliste omaduste poolest võivad põhjustada ohtu inimeste ja teiste elusorganismide tervisele või oluliselt kahjustada keskkonda. Ohtlikke jäätmeid tekib
tööstusprotsessides, s.t. võime rääkida ohtlikest tööstusjäätmetest, samuti sisaldavad
olmejäätmed ohtlikke komponente.
Tööstuslikes protsessides tekkivad tööstusjäätmed on enamuses ohtlikud näiteks
toksilised, radioaktiivsed, söövitavad vms viisil kahjulikud. Vanaõlid, kütusejäägid, pilsiveed, värvi- laki- ja lahustijäägid, happed ja alused, raskemetalle sisaldavad jäätmed, vanad ravimid jms on tüüpilised inimest ja keskkonda ohustavad jäätmed.
Ohtlikke jäätmeid liigitatatkse 14. –sse gruppi.
2001.a tekkis Eesti ettevõtetes ja majapidamistes ohtlikke jäätmeid ~5,97 mln t ja tavajäätmeid - 5,65 mln t, ehk peaaegu võrdselt. Ohtlike jäätmete põhimass >5,9 mln t on seotud põlevkivi kasutamisega.
Eesti spetsiifiliseks probleemiks on põlevkivi kaevandamise ja kasutamise jäätmed.
Poolkoks - Poolkoks sisaldab rohkelt orgaanilisi lisandeid, süsinikku ja mineraalosa . Sõltuvalt tehnoloogiast moodustab poolkoksi hulk 60-65% töödeldavast põlevkivist. Poolkoksi tekib ~1,6 mln t/a mis katab kümneid hektareid maapinda.
Põlevkivi tuhk - koosneb oksiididest SiO2, Al2O3, Fe2O3 , CaO jt., mille sisaldus ja
fraktsioonkoostis olenevad ahju tüübist ja põletusrežiimist.
Tuhast ja poolkoksist leostub vette orgaanilisi ja mineraalseid komponente ja tõrva.
Fuussid - Põlevkivitööstuse kõige ohtlikumad vedeljäägid - põlevkivi, tõrva, tuha, poolkoksi pürogeneetilise- ja tehnoloogilise vee, pooltahke segu mis sisaldavad 40 - 60% tõrva, 20 - 40% mineraalainet ja kuni 30% vett. Fuusside keskkonnaohtlikkus väljendub ökoloogiliste saasteainete pikaajalises emissioonis pinnasesse, vette ja atmosfääri.
Peale põlevkivijäätmete tekib Eestis 62-64 tuhat tonni aastas muid ohtlikke jäätmeid, mida 2001a statistiliste andmete järgi tekkis 64 tuhat tonni, sh
- õli sisaldavad jäätmed 75,4%
- reostunud pinnas 10,4%
- kemikaalid 5,0%
- akud, patareid, tulekustutus vahendid, puiduimmutusvedelikud, plastifikaatorieid jt. sisaldavad kasutuselt kõrvaldatud seadmed ja aparaadid 4,5%
- tööstusreovee setted ja koldetuhk 3,7%
- meditsiinis tekkinud jääkkemikaalid, süstlad, ravimid 0,1%
- muud OJ - Hg-lambid, pakendid jms 0,6%.
13. Jäätmekäitlemise põhilised meetodid
JÄÄTMETE LÕPP-KÄITLEMISE VIISID
Jäätmete lõpp-käitlemisel on läbi aegade kasutatud mitmesuguseid meetodeid:
ladestamine maapinnale või pinnasesse matmine, uputamine veekogudesse , s.h. merre,
põletamine, jms. Kaasaegseid jäätmete lõpp-käitlemise meetodeid saab jagada
järgmistesse rühmadesse:
- mehaanilised meetodid,
- termilised meetodid;
- bioloogilised meetodid;
- keemilised meetodid.
Jäätmete käitlus on tavaliselt mitmete erinevate käitlusviiside kogum. Meetod(id)
valitakse selle järgi, mis sobib kõige paremini antud jäätmeliikide töötlemiseks ja
millega saavutatakse kõige paremini soovitavad eesmärgid. Keemilisi meetodeid
kasutatakse eelkõige ohtlike jäätmete ohutustamiseks (ohtlike jäätmete käitlust
käsitletakse eraldi peatükis).
Kompostimine
Kompostimine on üks bioloogilistest jäätmekäitlusmeetoditest. Kompostimisel
lagundatakse orgaanilised jäätmed, s.h. reoveesetted, mikroobide abil aeroobses
keskkonnas. Protsessi lõpptulemusena eraldub soojust, tekib süsinikdioksiidi, vett,
anorgaanilisi saali ja huumust sisaldavat materjali (kompostimuld).
Tähtsamad kompostimisprotsessi mõjutavad tegurid on hapnik, sobivate toiteainete
(fosfor, lämmastik) leidumine jäätmemassis, niiskus, temperatuur ja protsessis
tekkivate gaaside eemaldumine. Kuna kompostimine on aeroobne protsess, peab olema
komposti sisemuses igas kohas piisavalt mikroobide elutegevuseks vajalikku hapnikku.
Gaaside liikumine tagatakse kompostiauna aereerimisega ja segu struktuurse (hõreda)
ehitusega. Aereerimine võib toimuda kas kompostimassi segamisega või sinna
õhuhapniku juhtimisega. Struktuursust võib parandada tugiainete kasutamisega.
Sobivateks tugiaineteks on turvas , puukoor, õled, hakkepuit ja olmejäätmed. Täiteaine
valikuga võib mõjutada komposti toiteainetetasakaalu ja niiskusesisaldust.
Sobiv niiskusesisaldus kompostis on 60-70 %. Liigne niiskus kompostis täidab
kompostimassi poorid veega, mille tulemusena haprukuvarustus väheneb ja protsess
aeglustub või seiskub. Hapnikupuuduses olev kompostiaun haiseb. Liiga kuivas massis
aeglustub mikroobide ainevahetus ja nende arenemine.
Kompostimisprotsessis vabaneb soojust. See tõstab kompostiaunas temperatuuri kuni
70°C. Kõrgem temperatuur ergutab mikroobide elutegevust ja kiirendab
kompostimisprotsessi. Temperatuur tõuseb, kuni see muutub mikroobide elutegevuseks
liiga kõrgeks. Siis mikroobide tegevus pärsitakse ja komposti temperatuur alaneb.
Kõrge temperatuur hävitab ka kompostaunas olevad haigusttekitavad
mikroorganismid.
Aunkompostimisel paigaldatakse kompostitavad jäätmed ja lisaained kõvakattelisele
alale . Auna kujundatakse 1,5-2,5 m kõrguse ja 3-6 m laiuse hunnikuna. Auna pikkus
võib olla erinev, sõltuvalt kasutada oleva pinna suurusest ja kompostitava materjali
hulgast. Auna on vaja segada 1-3 kuuliste vaheaegadega, et kompost püsiks kohevana ja
mikroobidele oleks tagatud hapniku ligipääs.
Reaktorkompostimisel paigaldatakse kompostitav materjal selleks tarbeks ehitatud
reaktorisse. Reaktorkompostreid valmistatakse mitmesuguse ehitusega ja erineva
suurusega. Need võivad olla vannid , ühe- või mitme- kordsed tornkompostrid,
trummelreaktorid vms.
Kompostimise käigus muudetakse orgaaniline aine stabiilseks keskkonnaohutuks
tooteks - kompostiks. Seda saab erinevatel viisidel kasutada põllumajanduses,
maaparanduses, haljastustöödel jne.
Anaeroobne lagundamine. Teiseks jäätmete töötlemise bioloogiliseks meetodiks on
jäätmetes sisalduva orgaanilise aine lagundamine anaeroobsetes tingimustes nn.
metaanitankides. Protsessis tekib metaani ja süsinikdioksiidi sisaldav biogaas,
huumusmass ja vabaneb soojust. Biogaasi omakorda võidakse kasutada soojuse ja
elektrienergia tootmiseks. Huumusmassi kasutakse haljastuses.
Metaantankides kasutatavaid jäätmeid tuleb eelnevalt töödelda. Jäätmetest
kõrvaldatakse mittelagunevad ained ( metall , klaas, plastik ) ja orgaaniline mass
peenestatakse.
Mõningate protsesside puhul (eelkõige Soomes väljaarendatud Wabio protsess)
suunatakse eelnevalt töödeldud jäätmed kõigepealt kompostimisele, kus nad
homogeniseeruvad ja algselt lagunevad. Osalise kompostimise järel pannakse jäätmed
biogaasireaktorisse, kus toimub anaeroobne lagunemine ja biogaasi tootmine.
Jäätmete põletamine
Põletamine on jäätmete termilise töötlemise üks meetodeid. Põletamisel väheneb
märgatavalt jäätmete hulk, eelkõige ruumala. Olmejäätmete maht väheneb 70-90 % ja
kaal kuni 70 %. Samal ajal tekib põletamisel soojusenergiat. Olmejäätmetes sisalduv
energiahulk sõltub jäätmete koostisest. Keskmiselt vastab 1 tonn olmejäätmeid 0,5
tonnile kivisöele või 0,2 tonnile kütteõlile.
Jäätmete põletamine toimub spetsiaalsetes põletusjaamades või - tehastes (ingl.k.
incinerator), mille ülevaateskeem on toodud joonisel 4.9. Olmejäätmete põletamise
temperatuur peab olema vähemalt 800-850oC, ohtlikel jäätmetel vähemalt 1100oC.
Rakendada tuleb järgmisi täiendavaid abinõusid põletusprotsessi potentsiaalsete
keskkonnamõjude vähendamiseks:
- põletamisel tekkivad suitsugaasid tuleb kiiresti jahutada allapoole
temperatuuripiirkonda 300-600oC, et vältida dioksiinide teket;
- suitsugaasid tuleb enne atmosfääri juhtimist puhastada;
- olmejäätmete põletamisel on oluline, et jäätmemassist oleksid eraldatud ohtlikud
ained, metallid, jt. mittepõlevad materjalid, vastasel korral võib atmosfääri
eralduda mürgiseid gaase ja aerosoolseid ühendeid, samuti suureneb koldetuha
toksiliste ainete sisaldus.
Põletamisel tekkivat koldetuhka ja samuti suitsugaaside puhastamisel tekkivaid jääke
(kips) võib nende omadustest sõltuvalt paigutada kas eriprügilasse või kasutada näiteks
teede ehitamisel .
Jäätmeid võib põletada nii eelnevalt sorteerimata kujul (masspõletus) või põletatakse
ainult eelkäitluses eraldatud kõrgema kütteväärtusega ained (puit, papp, plastik).
Viimast tuntakse RDF ( Refuse Derived Fuel) protsessina. Jäätmeid võib põletada ka
koos muude küttematerjalidega nagu turvas, kivisüsi või hakkepuit. Levinud restahjude
asemel kasutatakse ka keevkihis põletamist.
Pakkematerjalidest valmistatud põletusainet tuntakse kui PDF (Packaging Derived Fuel)
põletusainet. PDF-i valmistatakse eelkõige kodumajapidamistes eraldi kogutud
kuivadest jäätmetest, mis on enamasti pakendjäätmed. Selle valmistamisel kasutatakse
ka kauplustes ja ladudest kogutud pakkend materjale.
Termilistest meetoditest võib välja tuua veel jäätmete pürolüüsi, mis on suhteliselt
vähetuntud ja katsetusjärgus olev jäätmete käitlusviis. Selle protsessi korral
lagundatakse orgaaniline aine termiliselt hapniku juuresolekuta. Tulemuseks on gaasid
ja vedelikud, mida on võimalik kasutada samuti mitmesugused muud keemilised
ühendid.
Põletamine on küllalt levinud ja paljudes maades heakskiidetud jäätmete käitlusmeetod,
juhul kui põletamisel saadav soojusenergia kasutatakse ära ja põletamisele kehtestatud
keskkonnanõuded on täidetud. Samas on see meetod väga kulukas - suure osa
põletusseadme maksumusest moodustavad vajalikud puhastusseadmed. Tuleb arvesse
võtta ka asjaolu, et jäätmete põletamine ei soodusta jäätmete taaskasutamist
materjalina, samuti tuleb leida ladustuskoht toksilisele koldetuhale (sisaldab
mitmesuguseid raskemetalle).
Ladustamine prügilasse
Jäätmete ladustamine prügilasse on traditsiooniline ja kõige levinuim
jäätmekäitlusmeetod. Oma olemuselt on see rohkem jäätmete lõplik paigutus kui
käitlusmeetod. Prügilas toimub jäätmete mitmeetapiline kõdunemisprotsess, kus
jäätmes sisalduv orgaaniline aine laguneb aeroobsete ja anaegoobsete protsesside toimel
gaasilisteks aineteks ja stabiilseks biomassiks. Sellest seisukohast lähtuvalt võibki
prügilat vaadelda ka ühe bioloogilise käitlusmeetodina - prügila on kui suur bioreaktor.
Prügilat on harjutud pidama lihtsaks, vähe vaevanõudvaks ja ovadaks
jäätmekäitlusviisiks. Sellise "odava" käitlemisega kaasnevad mitmesugused
keskkonnakahjustused: prügilas tekkiv nõrgvesi reostab põhja- ja pinnavett ning
maapinda, anaeroobsel lagunemisel tekkiv prügilagaas on kasvuhoonegaaside allikaks
ja ka plahvatusohtlik. Samuti kaasnevad mitmesugused ebameeldivad efektid nagu hais ,
tolm, närilised, linnud , tuulega laialikantav praht .
Kaasaegselt rajatud ja hooldatud prügila erineb oluliselt vanadest hooldamata jäätmete
mahakallamiskohtadest. Prügilast põhjustatud keskkonnakahjustusi võib vähendada
prügilale õige ja põhjendatud asukoha valikuga, kaitseabinõude rakendamisega ja
korrektse hooldusega.
Prügilad rajatakse kaugemale inimeste elukohtadest. Need peaksid sobima
ümbruskonda, ja prügila sulgemise järel peaks sellele alale olema võimalik rajada parki,
spordiväljakut või sarnaseid rajatisi.
Keskkonnakahjustuste vältimise seisukohalt on tähtis, et prügila rajatakse võimalikult
vähe vettläbilaskvale ja suhteliselt tasasele maapinnale, rakendades täiendavaid
tehnoloogilisi abinõusid. Kaasaja nõuete kohaselt projekteeritud ja rajatud jäätmete
lõppladestuspaiga läbilõikeskeem on toodud joonisel 4.10.
Prügilas tekkiva nõrgvee hulk sõltub peamiselt prügilasse saabuvate jäätmete
niiskussisaldusest ja sademete hulgast prügila asukohas . Osa sademetena tulevast veest
valgub prügila pinda mööda alla, osa imendub läbi prügimassi. Jäätmete tihendamisega
ja katmisega püütakse vältida pinnavee imendumist jäätmemassi. Jäätmetest
läbiimendunud vesi kogutakse prügila aluspõhjale paigutatud dreenide abil ja
suunatakse puhastisse. Nõrgvee käsitlusvõimaluseks võib olla ka tema tagasipumpamine
jäätmemassi.
Joon. Prügila elu erinevad etapid
Prügilagaasi allikaks on prügilasse paigutatud jäätmetes oleva orgaanilise aine
bioloogiline lagunemine. Algul on lagunemine aeroobne, kuid prügikihtide kasvades
muutub see õhuhapniku puudumisel anaeroobseks. Moodustuv prügilagaas sisaldab
põhikomponentidena metaani ja süsihappegaasi.
Metaanirikast gaasi saab kasutada energiaallikana, milleks paigutatakse prügimassiivi
gaasikogumistorud. Uutes prügilates võidakse gaasikogumistorud paigutada
jäätmemassi koos jäätmete ladestamisega. Vanades prügilates võib gaasikogumistorud
puurida jäätmemassi või kaevata jäätmemassi sisse. Prügilagaasi kogumine vähendab
nii atmosfääri reostamist kui ka alandab nõrgvee reostustaset.
Prügila keskkonnaohtlikkust vähendavad ka õiged hooldusvõtted.
Kaasaegset prügilat (jäätmekäitlusettevõtet) iseloomustavad järgmised tunnused:
Jäätmete eelsorteerimine: prügilasse ei tohi viia kasutuskõlblikke materjale ja
probleemjäätmeid, sealhulgas ohtlikke jäätmeid.
Jäätmete vastuvõtu korraldamine: prügimäe hooldaja peab teadma, milliseid jäätmeid
ja kui palju sinna tuuakse, töödeldakse ja ladestatakse. Jäätmete paigutus ja käitlemine:
jäätmete omadused ja olemus määravad nende paigutuskoha ja käitlusviisi. Kaasaegset
prügilat täidetakse kihtide kaupa. Ladestatavad jäätmed purustatakse, tihendatakse ja
tasandatakse eriliste prügimäe masinatega (tihendusrull), samuti kaetakse ladestuskihid
kas ehitusprahi, savi või väheväärtusliku pinnasega.
Tihendatud ja kaetud jäätmekihti ei saa pesitsema asuda hiired, rotid või muud loomad.
Katmine vähendab haisu ja reostuse levikut ning väldib tulekahjusid. Tihendamine
suurendab prügila mahutavust ja seega tema kasutamisiga.
Jäätmete lagunemine prügilas toimub aeglaselt ja kestab kaua pärast prügila sulgemist.
Prügilagaaside ja muude keskkonnamõjude tõttu peab suletud prügilate ala kasutamisse
suhtuma suure ettevaatlikkusega.
Kaasaegse jäätmekäitluse kõige esimeseks eesmärgiks on ikkagi jäätmete tekke
vältimine ja jäätmete kasutamine. Prügila peaks olema kõige viimane valik. Kuid sellele
vaatamata on prügila jäätmekäitluse oluline lüli. Jäätmete taaskasutamine ei ole kunagi
täielik. Ka jäätmete põletusel ja kompostimisel tekib ikka jäätmeid, mis lõpuks tuleb
kuhugi paigutada. Nüüdisaegne prügila on eriline bioreaktor, mis võimaldab kontrollida
jäätmete stabiliseerumist, vältida laguproduktide sattumist atmosfääri või põhja- ja
pinnavette.
Lõpptulemusena aga saavutatakse jäätmetes olevate ainete tagastamine looduslikku
ringesse.
Ohtlike jäätmete käitlemisest
Ohtlike jäätmete all mõeldakse jäätmeid, millised oma keemiliste või muude omaduste
tõttu võivad põhjustada erilist ohtu või kahju inimeste tervisele või keskkonnale. Piiri
tõmbamine ohtlike jäätmete ja tavajäätmete vahele ei ole alati kerge.
Eesti Jäätmeklassifikaatoris on loetletud, millised jäätmed ja mis tingimustel kuuluvad
ohtlike jäätmete hulka. Ohtlike jäätmete tekitaja vastutab selle eest, et ohtlike jäätmete
käitlemine - kogumine, pakkimine, hoidmine, jäätmete märgistamine, vedu
käitlemiskohta - toimuks vastavalt kehtestatud korrale. Ohtlike jäätmete
käitlussüsteemi korraldamise eest vastutab Keskkonnaministeerium . Ohtlike jäätmete
käitlemisega tegelevad ettevõtted peavad taotlema selleks tegevuseks litsentsi. Tööstuses
tekkivaid ohtlikke jäätmeid võidakse käidelda nende tekkimiskohas ka tootja enese
poolt.
Omavalitsused on kohustatud korraldama kodumajapidamistes tekkivate ohtlike
jäätmete vastuvõttu. Need on peamiselt aegunud arstimid, õlid, akud, raskemetalle
sisaldavad materjalid (päevavalguslambid, termomeetrid, patareid), värvi- ja
lakijäätmed, majapidamises tarvitatavad mürkained jne. Selleks on kohane rajada
vastuvõtupunktid, näiteks bensiinijaamade juurde. Vastuvõtupunktiks on tavaliselt
erikonteineritega sisustatud lukustatud ruum. Ruumi võti asub bensiinijaama
teenindava personali käes. Vastuvõtupunktist veetakse ohtlikud jäätmed litsentseeritud
firmade poolt töötlemisele.
Ohtlike jäätmete käitlusrajatistes töödeldakse jäätmeid kas keemiliselt
(neutraliseerimine, stabiliseerimine ), põletatakse või maetakse erimatmis- kohtadesse
(näiteks suletakse betoonsarkofaagi, jms.). Ohtlikud jäätmed põletatakse kõrgel
temperatuuril, üle 1100oC, mille tulemusena mürgised ühendid lagunevad. Põletamisel
tekkiv koldetuhk ja suitsugaaside puhastamisel tekkiv kips ladestatakse
erimatmiskohta.
Jäätmekäitlus Eestis
Eesti jäätmekäitluse olukord ei ole kiita: andmed jäätmete hulga ja koostise kohta on
puudulikud, peamine jäätmete käitlusviis, s.h. ohtlike jäätmete puhul, on ladustamine
prügilasse, jäätmete taaskasutamine on vähene ja see toimib eelkõige suuremates
keskustes. Eestis on registreeritud rohkem kui 500 segamajandus - ja olmejäätmete
mahapaneku kohta, millest enamus ei vasta keskkonnakaitselistele nõuetele. Seega on
iga prügila potentsiaalne reostusallikas.
Eesti elanikkonnast ligikaudu 70 % elab linnades. Seega on ka jäätmete teke kui
inimtegevuse tulemus ja sellega kaasnevad küsimused kõige teravamad tihedasti
asustatud ja tootmisega seonduvatel aladel (Tallinn, Kirde-Eesti). Tallinna linnast ja
osaliselt Harjumaalt kogutud erinevat liiki jäätmed ladestatakse peatselt ammenduvasse
Pääsküla prügilasse või inertsete jäätmete (peamiselt ehitusprahi) ladestuspaika Koplis
endise Keraamikatehase savikarjääri. Hinnangute kohaselt on rohkem kui 20 aasta
jooksul Pääsküla prügilasse ladestatud kuni 15 milj. m3 eriliigilisi jäätmeid. See suur
jäätmehunnik kihi paksusega kuni 25 m katab 30 ha suuruse maaala. Prügila
keskkonnakaitselistest rajatistest väärib märkimist Baltimaade ainus 1995. aastal
rajatud prügilagaasi kogumissüsteem. Gaasi kasutatakse kahe lähedalasuva
keskküttekattamaja gaasiga varustamiseks. Gaasi kogumist jätkatakse ka pärast
prügila sulgemist ja sellele alale haljasala rajamist .
Päevakorral on kogu Eestit hõlmava jäätmekäitluse arenduskava koostamine.
Tulenevalt keskkonnastrateegiast on arenduskavas ettepanek viie-kuue suurema,
võimsusega vähemalt 100 000 tonni jäätmeid aastas, jäätmete ümbertöötlusettevõtte ja
samas mahus prügila rajamiseks. Selliste ettevõtete rajamise korral toimuks jäätmete
kogumine ja vedu ümberlaadimis-sorteerimisjaamade kaudu. Tõhustuks jäätmete
valikkogumine, majanduslikult põhjendatud korduskasutuseks sobivate jäätmete
töötlemine ja uute toodete valmistamine, tekiks võimalus moodsate
jäätmekäitlustehnoloogiate juurutamiseks. Jäätmekäitlusest tekiks siis majandusharu ,
mis aitab kaasa nii elatustaseme kui ka elukvaliteedi tõusule.
14. Eesti keskkonnakaitseseadusandlus
KESKKONNAKAITSE
Ökoloogia neli printsiipi :
- kõik on omavahel seotud
- kõik liigub kuhugi
- loodus teab paremini
- kõige eest on vaja maksta.
Looduskaitse
Klassikaline looduskaitse (kuni II maailmasõjani):
- Looduse säästmine inimtegevuse kahjulikust mõjust
- Loodusvarade säästliku kasutamise korraldamine
- Looduslike ökosüsteemide kaitse
- Maastikukaitse ja –hooldus
- Loodusmälestiste kaitse
- Haruldaste linnu- ja loomaliikide kaitse
Teadusel põhinev looduskaitse tekkis 19. sajandi II poolel (Euroopas hakati kaitsma
loodusmälestisi ja Ameerikas hakati rajama rahvusparke)
Euroopa esimesed loodusharulduste ja maastikukaitse seadused kehtestati 1904 - 1910 .
1922. a. asutati esimene rahvusvaheline looduskaitse selts (euroopa piisoni kaitseks)
Looduskaitse pärast II maailmasõda:
kõik, mis oli enne II maailmasõda +keskkonnakaitse (vee, õhu ja pinnase kaitse)
Seega on keskkonnakaitse looduskaitse osa!
Loodi rahvusvaheline Looduse ja Loodusvarade Kaitse Liit
Esimene Eesti looduskaitse seadus anti välja 1935. a.
Praegu kehtiv Eesti Vabariigi “Looduskaitseseadus” võeti vastu 21. aprillil 2004. a.
Selle seaduse eesmärk on:
1) looduse kaitsmine selle mitmekesisuse säilitamiseks, looduslike elupaikade ning
loodusliku loomastiku, taimestiku ja seenestiku liikide soodsa seisundi
tagamisega ;
2) kultuurilooliselt ja esteetiliselt väärtusliku looduskeskkonna või selle elementide
säilitamine;
3) Loodusvarade kasutamise säästlikkusele kaasaaitamine.
Looduskaitse põhimõtted:
Loodust kaitstakse looduse säilitamise seisukohalt oluliste alade kasutamise
piiramisega. Kaitsele võetud loodusliku loomastiku, taimestiku ja seenestiku isenditega
ning kivististe ja mineraalide eksemplaridega sooritatavate toimingute reguleerimisega
ning loodushariduse ja teadustöö soodustamisega.
Seadus paneb paika kaitsvad loodusobjektid :
1. kaitsealad
2. hoiualad
3. kaitsealused liigid, kivistised ja mineraalid
4. püsielupaigad
5. kaitsvad looduse üksikobjektid
6. kohaliku omavalitsuse tasandil kaitstavad loodusobjektid.
Kaitseala on inimtegevusest puutumatuna hoitav või erinõukohaselt kasutatav ala, kus
säilitatakse, taastatakse, uuritakse või tutvustakse loodust.
Kaitsealad on:
1. rahvuspargid
2. looduskaitsealad
3. maastikukaitsealad .
Seadus paneb paika
• Kaitse alla võtmise korra
• Kaitse korraldamist
• Kaitsealad
Eesti rahvuspargid:
Lahemaa -Põhja-Eesti rannikumaastike looduse ja kultuuripärandi kaitseks
Karula – Lõuna-Eesti kuppelmaastike looduse ja kultuuripärandi kaitseks
Soomaa – Vahe-Eesti soo- ja lammimaastike looduse ja kultuuripärandi
kaitseks
Vilsandi – Lääne-Eesti saarestiku rannikumaastike looduse ja
kultuuripärandi kaitseks
Matsalu - – Lääne-Eesti iseloomulike koosluste ning Väinamere looduse ja
kultuuripärandi kaitseks
• Hoiualad
• Ranna ja kalda kaitsmise kord
• Liikide kaitsekategooriad (I. II. ja III.)
• Kivististe ja mineraalide kaitse põhimõtted
• Loodusobjektidele tekitatud kahju sissenõudmise.
Riikliku programmi «Eesti NATURA 2000» (Vabariigi Valitsuse 25. juuli 2000. a
korraldus nr 622-k) põhieesmärk on EL linnudirektiivi ja loodusdirektiivi nõuetele
vastava NATURA 2000 võrgustiku loomine Eestis.
Programm on planeeritud kaheetapilisena:
I. etapi põhieesmärk on Eesti NATURA 2000 alade nimekirja (st linnuhoiualade
nimekirja ja loodushoiualade esimese nimekirja), vastava nõuetekohase andmebaasi ja
kaartide koostamine ning esitamine Euroopa Komisjonile. I etapp viidi läbi aastatel
2000–2002.
Alameesmärgid:
1) linnudirektiivi ja loodusdirektiivi kommenteeritud tõlgete koostamine;
2) NATURA 2000 andmevormi täitmise juhendi koostamine;
3) Eesti NATURA 2000 elupaigatüüpide käsiraamatu koostamine;
4) NATURA 2000 alade nimekirja ettevalmistamine;
5) NATURA 2000 andmebaasi koostamine;
6) NATURA 2000 alade välispiiride kaardistamine;
7) NATURA 2000 alade ajutise kaitse korraldamine;
8) NATURA 2000 alade kaitsekorralduse maksumuse analüüs;
9) koolitus;
10) NATURA 2000 eesmärkide tutvustamine avalikkusele.
II. etapi põhieesmärk on NATURA 2000 alade kaitse korraldamine vastavalt EL
nõuetele. See tähendab kaitsealade moodustamist, kaitsetingimuste määratlemist,
kaitsekorralduskavade koostamist, maaomanikega lepingute sõlmimist ja ka muude
võimaluste rakendamist (sh. planeeringud) NATURA 2000 aladel esinevate
elupaigatüüpide ja liikide soodsa looduskaitseseisundi tagamiseks.
KESKKONNAKAITSE
- atmosfääri (õhu) kaitse
- vee/veekogude kaitse
- pinnase kaitse
- (taimestiku ja loomastiku kaitse)
Keskkonnakaitse tehnoloogilised meetmed = keskkonnatehnoloogia põhisisu:
• saasteainete emissiooni vähendamine puhastusseadmete abil (“end-of- pipe ”
technology)
• saasteainete emissiooni vähendamine ennetava tehnoloogiaga (säästva
tehnoloogiaga), alternatiivsete kütuste, suletud tootmistsüklite abil – nn
“precautionary principle”
• Keskkonna seire ja seisundi hindamine (Keskkonnaseire seadus (vastu võetud
20.01.1999.a.))
• Keskkonna remediatsioon ja taastamine.
USA keskkonnakaitse poliitika põhineb saaste vältimise printsiibil. USA keskkonna
poliitikaga tegeleb USA Keskkonnakaitse Agentuur (Environmental Protection Agency ).
NSVL süsteem oli orienteeritud keskkonnaseisundi kontrollimisele:
alates 20. sajandi 60-ndatest aastatest rakendati objektidele (atmosfäär, hüdrosfäär,
litosfäär) lubatud piirkontsentratsioonid (LPK, i.k. MPC- maximum permissible
concentrations )
LPK olid ühed kõige rangemad maailmas.
Keskkonnaseire (monitoring) ei olnud tõhusalt seotud saasteallikaga. Näiteks,
tänapäeval on palju tähtsam mõõta SO2 emissioone ettevõte korstnal, kui pH väärtuste
muutusi lähedal järves.
Saasteaine lubatud piirkontsentratsioon (LPK) on:
Saasteaine maksimaalne lubatud kontsentratsioon vees või veekogus, mg/l (µg/l)
LPKm –saasteaine ühekordne maksimaalne lubatud piirkontsentratsioon
maapinnalähedases õhukihis ühe tunni jooksul (SPV1), mg/m3
LPKk - saasteaine ööpäeva keskmine lubatud piirkontsentratsioon (SPV24),
mg/m3.
Keskkonna probleemidega tegeleb Eesti Keskkonnaministeerium.
Keskkonnaministeeriumi alluvuses töötavad ka:
Kiirguskeskus
Info- ja tehnokeskus
OÜ Keskkonnauuringute keskus
Metsaamet
Maaamet
Keskkonnainspektsioon
Keskkonnafond jt.
15. Keskkonnakaitse põlevkivitööstuses
Poolkoksimäed on eriti ohtliku või ulatusliku reostuse objektid, mis tähendab, et nende
ohtlikkus jääb kestma sadadeks aastateks. Nende ohtlikkus seisneb selles, et poolkoksi
laialiuhtumine sademeveega viib spetsiifiliste reostustunnustega vee tekkeni, mis võib
sattuda jõgedesse ja imbuda põhjavette. Põlevkivi poolkoksi ladestustega on seotud
põhjavee reostamine ülemistes veehorisontides ja jõgede vee reostamine (Purtse, Kohtla jt).
Nõrgveega kantakse veekogudesse saasteaineid , mis halvendavad loodusliku vee
keemilist koostist. Tuhamägede nõrgveele on iseloomulik intensiivne värvus, ebameeldiv
lõhn, see on alati leeliseline ja sisaldab anorgaanilisi ja orgaanilisi (fenoolsed ühendid,
naftasaadused, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud) saasteaineid. Põlevkivi
ühealuselised fenoolid avaldavad mõju veekogude isepuhastamisvõimele.
Põlevkivi utmisel tekkinud fuussid on pigijäätmed (kuivad või niisked ), mis sisaldavad
50% või rohkem mehaanilisi lisandeid. Fuusside põhiline käitlusviis on ladestumine
Kohtla-Järvel ja Kiviõlis asuvasse prügilasse kuigi neid võib ka põletada AS Kunda
Nordic Tsement tsemendiahjudes. On teada, et nad sisaldavad 22-61% õli, 19-40%
mehaanilisi lisandeid ja 9-59% vett, teistel andmetel vastavalt 20-70, 8-55 ja 5-50%.
Nii puhastamata kui ka puhastust läbinud heitveega kantakse veekogudesse
saasteaineid, mis halvendavad loodusliku vee keemilist koostist.
Narva õlitehase jäätmeid (nn must tuhk) ladestatakse tuhaväljale hüdrauliliselt koos
elektrijaama tuhašlakiga. Tuha kogust hinnatakse õlitehase TSK-3000 ekspluateerimise
algusest u 3,7 mln t ja aastas lisandub tuhamäele ligi 0,35 mln t.
Põlevkivitööstuse jäätmed
Eesti spetsiifiliseks probleemiks on põlevkivi kaevandamise ja kasutamise jäätmed.
Põlevkivi tehnoloogilise ja energeetilise töötlusega kaasneb oluline koormus
ümbritsevate keskkonnale.
Põlevkivi tehnoloogilise töötluse all mõistetakse põlevkiviõli tootmist poolkoksistamisel
generaatorprotsessis ning tahke soojuskandjaga UTT seadmes. Põlevkiviõli tootmise
jääk on generaatori poolkoks ja UTT seadme tuhk. Energeetiline töötlus seisneb PK
põletamises elektrijaamades. Energia tootmise jääk on tuhk.
Poolkoks sisaldab rohkelt orgaanilisi lisandeid, süsinikku ja mineraalosa. Sõltuvalt
tehnoloogiast moodustab poolkoksi hulk 60-65% töödeldavast põlevkivist.
Poolkoksi tekib ~1,6 mln t/a mis katab kümneid hektareid maapinda.
Põlevkivi tuhk koosneb oksiididest SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO jt., mille sisaldus ja
fraktsioonkoostis olenevad ahju tüübist ja põletusrežiimist.
Tuhast ja poolkoksist leostub vette orgaanilisi ja mineraalseid komponente ja tõrva.
Atmosfääri lendub tuhamägedest S, C, N- oksiide , H2S, CmHn
Põlevkivitööstuse kõige ohtlikumad vedeljäägid on nn fuussid nendes sisalduvate
toksiliste ainete tõttu.
Fuussid on põlevkivi, tõrva, tuha, poolkoksi pürogeneetilise- ja tehnoloogilise vee,
pooltahke segu mis sisaldavad 40 - 60% tõrva, 20 - 40% mineraalainet ja kuni 30% vett.
Fuusside keskkonnaohtlikkus väljendub ökoloogiliste saasteainete pikaajalises
emissioonis pinnasesse, vette ja atmosfääri.
Põlevkivitöötlemise riskide vähendamiseks on tehnoloogia täiustamine (1) ja toodete
valmistamine põlevkivi töötlemise jääkidest (2).
1. Tehnoloogia täiustamine:
- tolmpõletuse asendamine keevkihi tehnoloogiaga
- ladestamise tehnoloogia ja emissioonide seire täiustamine
- generaatorite töörežiimi optimeerimine poolkoksi orgaanika sisalduse
vähendamiseks
- poolkoksi keemilise soojuse utiliseerimine eelpõletamisega
- fuusside orgaanika utiliseerimine generaatorprotsessis.
2. Toodete valmistamine põlevkivi töötlemise jääkidest
- Tuhktelliste, soojusisolatsioonplokkide, tsemendiklinkri jt ehitusmaterjalide
tootmine tuhast
- tsemendisegude ja soojusisolatsiooni tootmine poolkoksist
- keemiatoodete valmistamine, näiteks kaltsiumkarbiid
- põllumajanduslike meliorantide tootmine
- kasutamine kriidi asendajana –
- poolkoksi ja fuusside koos kasutamine katalüütiliste segude valmistamiseks
raskete naftajääkide töötlemiseks
16. Läänemere regiooni keskkonnaprobleemid Herranen Tarmo
17. Keskkonnaseisundi hindamine – protseduur

Keskonna seisundi hindamine

Viimaste kümme aasta jooksul on märgata selgeid tundemärke Eesti keskkonnaseisundi paranemisest. Kuid on ilmnenud ka uued negatiivsed arengud : autostumine on kaasa toonud suuremate linnade õhukvaliteedi halvenemise, maamajanduse madalseisuga kaasneb avamaastike ja seal leiduvate väärtuslikke pärandkoosluste kadumine. Keskkonna seisundi hindamisel arvesatakse andmeid
(saastekoormused ja keskkonnaseire, rikutud ja ohustatud alad). Eesti keskkonnaseisundit saab vaadelda: õhusaaste probleemid on regionaalsel tasemel seotud Kirde- Eestiga , kuna Eesti energiatootmise ja keemiatööstuse eripäraks on põlevkivil põhinev tootmine. Globaalsel tasandil on Eesti õhusaaste probleemid seotud Lõuna-Eesti ja Lääne-Eesti saartega,kuhu kandub Kesk- ja Lääne-Euroopast kaugülekande teel. Ajavahemikul 1980-2003 vähenesid Eestis paiksetest saasteallikatest SO2 heitkogused 64,3 % ja NOx 25,8 %; tahketel osakestel 88,4 %, lenduvatel orgaaniliste saasteainetel 51 % ja CO 58,8 %.Suure osa keskkonnaprobleemidest Eestis tekitab siiski transport. See on kõige suurem Harjumaal.Järgnevad põllumajandusmasinad. Lennu- ja siseveetranspordi osakaal on väike. Eestis on SO2 heitkogused tunduvalt vähenenud.Eestis on juba täidetud väävliühendite osas vähendada üle piiride ulatavaid voogusid ning stabiliseeruda lämmastikuühendite heitkogused 1987. aasta tasemel). Viimastel aastatel on tehtud palju uurimisi ja on jõutud järeldusele, et osoon väheneb osoonikihis kümne aasta jooksul talvel peaaegu 5 % ja suvel 1-3 %.