Bioodpady na bázi dřevní a travní hmoty

Při údržbě zelených ploch, které jsou součástí občanské zástavby v ČR, vzniká velké množství bioodpadu, v jehož skladbě převládá travní hmota a biomasa z údržby dřevin. Včasné odstranění této hmoty je z estetického a hygienického hlediska nutností. V článku autor popisuje základní parametry dvou vybraných technologických linek na zpracování a dopravu dřevní a travní hmoty do místa dalšího zpracování.

Úvod

Pokaždé, když se ze stránek rodinného alba nebo z útrob harddisku počítače vynoří fotografie z dovolené v některém z mála přímořských letovisek, která jsem navštívil, vzpomenu si kromě polehávání na pláži na oblíbené poznávací zájezdy, které byly bohužel vždy ve znamení prázdných PET lahví v příkopech a igelitových pytlíků napíchaných na větve ibišků a trny opuncií. Zároveň se mi vybaví ten nepochopitelný pocit, kdy se mi při návratu z letiště v Ruzyni jeví Evropská třída směrem do Dejvic jako krásný koutek země, ačkoliv se jí obvykle snažím spíše vyhýbat a hledám nejrůznější objízdné trasy.

Téměř ve všech obcích České republiky jsou nádherné plochy zeleně. Některé jsou vybudovány poměrně nedávno, ale jiné mají bohatou historii. Pro většinu z nich by bylo urážkou porovnávat je se zaprášenými stromy a ostrůvky trávy v okolí Evropské třídy, a kdyby je viděli obyvatelé suchých končin v okolí přímořských letovisek, museli by si připadat jako v ráji. Vedle uklidňujícího pohledu do zeleně listů, ale tyto plochy zeleně znamenají i obrovské úsilí, hodiny práce a nemalý objem finančních prostředků, které je nutné věnovat na jejich údržbu a následné zpracování vzniklého bioodpadu.

Využívání odpadní biomasy je racionální způsob recyklace surovin bez ohledu na to, zda se jedná o využití k energetickým účelům, nebo využití neenergetické. Celý proces transformace odpadní suroviny je třeba chápat jako soustavu procesů – tedy energetických vstupů – reprezentovaných jednak přímou spotřebou energie (PHM, spotřeba elektrické energie, tepla) a jednak nepřímými energetickými vstupy následně reprezentovanými vkládanými finančními prostředky.

Na komunální úrovni je zpracování biologických odpadů nejčastěji řešeno kompostováním nebo spalováním. Množství a složení bioodpadu závisí samozřejmě na velikosti obce, podílu jednotlivých typů zástavby a výměře ploch zeleně, které obec obhospodařuje. Společným jmenovatelem všech případů je fakt, že vzniklý odpad je nutné zpracovat do použitelného stavu a dopravit na místo dalšího uplatnění. Na uvážení obce je, zda řeší údržbu zelených ploch a s ní související činnosti svépomocí, nebo prostřednictvím externích firem.

Stanovením přímých energetických vstupů do jednotlivých operací technologického postupu zpracování stébelnaté i dřevnaté biomasy se na teoretické úrovni zabývala řada autorů u nás (Souček, 2003, 1999; Blahovec, 1928; Sladký 1995) i v zahraničí (Danielsson, 1990; Šálayová, 2000). Komplexní zhodnocení energetické náročnosti výroby pevných biopaliv jsou k dispozici pouze z údajů prezentovaných výrobci a dodavateli technologií.

Z hlediska celkového objemu bioodpadu na komunální úrovni tvoří největší podíl suroviny na bázi rostlinné biomasy vznikající při údržbě dřevin a ploch zeleně. Finanční prostředky spojené s nakládáním s těmito surovinami tvoří nemalý podíl v rozpočtu většiny obcí.

Charakteristika použitých materiálů a metod měření

Pro získání orientačních hodnot při nakládání s rostlinnou biomasou na bázi dřevin a trávy z údržby zeleně byly využity funkční technologické linky v provozních podmínkách. Cílem bylo získat reálné hodnoty pro jednotlivé operace při zpracování odpadní rostlinné biomasy jako podklady pro orientační výpočet měrných nákladů.

Pro stanovení parametrů nakládání s rostlinnou biomasou na bázi dřevin byla využita technologická linka A, pro nakládání s travní hmotou z údržby městského parku byla využita technologická linka B.

Parametry všech zařízení byly stanoveny měřením.

V průběhu měření byly stanoveny hodnoty těchto parametrů:

- Vlastnosti zpracované suroviny

- Výkonnost jednotlivých zařízení

- Měrná spotřebovaná energie na jednotlivé operace

Měrné náklady vypočtené v expertním systému Agrotekis (dostupný na www.vuzt.eu)

Ve výsledcích bylo počítáno s nejistotou podle dokumentu EA 4/02. Do nejistoty byla započtena směrodatná odchylka naměřených hodnot a nejistota měření.

Výsledky měření

Linka A - Produkce dřevní štěpky z opadního dřeva z údržby lesoparku

Linka A je složena z následujících zařízení:

1- Mobilní štěpkovač Pezzolato 110 mb poháněný čtyřtaktním zážehovým motorem
Honda GX 120 o výkonu 9 kW

2- Sklápěcí nákladní automobil Avia (doprava 10 km)

3- Experimentální dosoušecí zařízení s roštovou podlahou a přetlakovým provzdušňováním vybavené portálovým jeřábem vybaveným pro manipulaci s dřevní štěpkou. Při hodnocení parametrů linky A bylo dosoušecí zařízení uvažováno pouze jako místo skladování.

Výkonnost štěpkovače se v průběhu měření pohybovala v rozmezí úrovni 0,2 až 0,5 t/h. Střední velikost částice výsledné štěpky byla 43 mm. Měrná hmotnost štěpky byla 259 kg/m³ při obsahu veškeré vody 38 %. Struktura štěpky byla vhodná pro kompostování, přímé spalování i využití jako suroviny pro výrobu lisovaných biopaliv. Nakládka byla realizována pomocí štěpkovače. Štěpka byla pomocí nastavitelného vyústění metána přímo na korbu nákladního automobilu. Vykládka byla realizována sklopením na volnou plochu a následným naskladněním do dosoušecího zařízení pomocí portálového jeřábu.

Měrná spotřebovaná energie a vypočtená výše jednotkových nákladů na jednotlivé operace linky A je graficky znázorněna na obrázku 3. Hodnota jednotkových nákladů je pouze orientační vypočtený údaj. V jiných konkrétních případech se může lišit v závislosti na ceně PHM, pořizovací ceně zařízení, výši osobních nákladů obsluhy, vytížení zařízení v průběhu roku, atd..

Linka B - Zpracování travní hmoty z údržby zeleně

Linka B je složena z následujících zařízení:

Samojízdný žací stroj se sběracím košem MA.TRA 205

Traktorová souprava Zetor 7211 + přívěs 9 t (doprava 9,8 km)

Manipulátor Manitou MLT 845 – 120 LSU

Naměřené a vypočtené parametry jednotlivých operací jsou graficky znázorněny na obrázku 4. Výkonnost žacího stroje se v průběhu měření pohybovala v rozmezí úrovni 1 až 2,5 t/h. Žací stroj vybavený sběracím zařízením se zásobníkem po jeho naplnění naložil posečenou trávu do přistaveného traktorového přívěsu. Po naplnění přívěsu byla tráva dopravena na kompostárnu ve vzdálenosti 9,8 km. Zde byla tráva sklopena na volnou plochu a pomocí manipulátoru přemístěna do místa následného kompostování.

Střední délka částic travní hmoty byla 68 mm a měrná hmotnost 450 kg/m³ při obsahu veškeré vody 61 %.

Štěpka je dražší, ale má lepší uplatnění

Měrná spotřebovaná energie sledované technologické linky A na produkci a dopravu dřevní štěpky byla 350 MJ/kg. Měrná spotřebovaná energie sledované technologické linky B na sklizeň a dopravu travní hmoty byla 229 MJ/kg, tedy o více než třetinu nižší. Jednotkové náklady linky B byly v porovnání s linkou A nižší o téměř 50 %. Ze získaných výsledků vyplývá, že vytvoření štěpky z dřevní hmoty a její doprava nákladním automobilem na krátkou vzdálenost je celkově dražší, než získání a doprava travní hmoty traktorovou soupravou. Přičemž je nutné zohlednit, že travní hmota má vyšší obsah veškeré vody. Při dopravě jedné tuny travní hmoty v daném stavu bylo dopravováno 610 kg vody.

Dále je nutné poznamenat, že dřevní štěpka je z hlediska dalšího využití, případně prodeje mnohem vhodnější, než travní hmota. Travní hmota z některých částí městské zeleně může navíc obsahovat cizorodé předměty, jejichž původ je z hygienického hlediska problematický a následné nakládání s takto kontaminovanou travní hmotou je značně rizikové z hlediska zpracování i dalšího využití.

Sortiment zařízení na trhu je široký

Technologické linky a používaná zařízení popsaná v tomto článku, včetně naměřených parametrů, jsou pouze příkladem, který sloužil pro získání orientačních hodnot z praktického provozu. Volba konkrétních zařízení při sestavování linky musí odpovídat zamýšlené činnosti, povaze zpracovávaného materiálu a částečně i dispozici udržovaných ploch v terénu nebo v zástavbě. Pro údržbu travnaté plochy v obci na horách, kde je tráva sklízena třikrát do roka nebudou vhodná stejná zařízení jako do centrálního městského parku, kde je trávník udržován téměř bez přestávky. Naštěstí pravidelní čtenáři časopisu Komunální technika vědí, že sortiment mechanizace na trhu je velmi široký, a spíše než nedostatek, hrozí při výběru problém, aby byl z vhodných strojů zvolen skutečně ten nejvhodnější.

Údržba zeleně je i kulturní záležitostí

Odstraňování dřevní a travní hmoty je při údržbě zelených ploch integrovaných v zástavbě nezbytnou operací, která je náročná na spotřebu času, nasazení mechanizace i lidských zdrojů. Vzhledem k biologické povaze materiálu není z estetických a často ani hygienických důvodů možné jeho skladování uprostřed zástavby. Proto je nutné dbát na vhodné složení celé technologické linky od sklizně přes dopravu, manipulaci a následné zpracování.

Z technického hlediska není sestavení funkční technologické linky problém. V našem kulturním prostředí není problémem ani sehnat chytré hlavy a šikovné ruce, které jsou schopny navrhnout a realizovat esteticky hodnotné plochy zeleně vhodně zakomponované do urbanistických celků. Nezbývá tedy nic jiného, než vyslovit hlasitě uznání všem, kteří se o zeleň v našich obcích starají a potichu si přát, aby na letní údržbu zeleně nebyl v rámci ,,úsporných“ opatření aplikován model, který některé obce aplikují na zimní údržbu chodníků.

Poděkování:  V příspěvku jsou publikovány výsledky řešení výzkumného záměru VZ MZE0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské technologie a technika s aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky.

Ing. Jiří Souček, Ph.D., Výzkumný ústav zemědělské techniky, v. v. i.

Celý článek je uveřejněn v čísle 5/11 časopisu Komunální technika.