Recyklačné zariadenia na spracovanie stavebného odpadu

Myšlienku, že človek a životné prostredie sa môžu rozvíjať len vo vzájomnej symbióze, si ľudstvo začalo výraznejšie uvedomovať v druhej polovici dvadsiateho storočia, keď rozvoj priemyselnej výroby začal mať intenzívny negatívny vplyv na všetky zložky životného prostredia. Vzniklo množstvo ekologických projektov, ktorých výsledkom je znižovanie negatívneho vplyvu človeka na životné prostredie. Jedným z negatívnych prvkov nepriaznivo vplývajúcich na životné prostredie je aj tvorba odpadov. Časy, keď sa väčšina stavebných odpadov iba skládkovala vo vyťažených materiálových jamách na stavenisku alebo v jeho blízkom okolí, začínajú byť za nami.

Vznik odpadov pri stavebnej činnosti
Pojem odpad možno charakterizovať v zmysle § 2 zákona č. 223/2001 Z. z. ako hnuteľnú vec, ktorej sa jej držiteľ zbavuje, chce sa jej zbaviť alebo je (v súlade s týmto zákonom alebo osobitnými predpismi) povinný sa jej zbaviť [1]. Treba zabudnúť na obdobie, keď sa väčšina stavebných odpadov iba ukladala do vyťažených materiálových jám na stavenisku alebo v jeho blízkom okolí. Problém a potreba recyklácie stavebného odpadu má viacero aspektov, ktorými sa treba zaoberať.

Faktory, ktoré musíme brať do úvahy, sú nasledovné:

• zníženie požiadaviek na ťažbu primárnych surovín, ktorých zdroje sa výrazne zmenšujú a teda aj zdražievajú,
• eticko-ekologické faktory, súvisiace so zaťažovaním plôch skládkami odpadov (negatívny vplyv na okolie),
• ekonomické faktory, sledujúce rast nákladov za uskladnenie odpadu v nadväznosti na zvýšenie ceny za skladovacie plochy a prepravu.

Ak sa chceme zaoberať možnosťami využitia vzniknutých odpadov, treba poznať v prvom rade ich druhy, fyzikálne a chemické vlastnosti a podľa týchto údajov navrhovať spôsoby ich ďalšieho využitia. Pritom treba posúdiť možnosti ich využitia v procese, v ktorom vznikajú, využitie pre iné stavebné procesy alebo aj pre iné odvetvie hospodárstva.

Odpady vznikajúce v čase realizácie stavby sa v zmysle vyhlášky MŽP SR č. 284/2001 Z. z., príloha č. 1, radia predovšetkým do skupiny odpadov č. 17 – Stavebné odpady a odpady z demolácií (vrátane výkopovej zeminy z kontaminovaných miest). Z hľadiska nebezpečnosti ide len výnimočne o odpady charakteru N (nebezpečný), v zmysle § 2 citovanej vyhlášky.

Možno ich rozdeliť do týchto základných skupín:

• odpady z objektov zariadenia staveniska podmieňujúcich výstavbu,
• odpady vznikajúce pri realizácii stavebných procesov,
• odpady vznikajúce pri prípravných a dopravných procesoch,
• odpady vznikajúce pri likvidácii stavebných objektov.

Kvalitu odpadov ovplyvňujú podľa ich druhu a pôvodu predovšetkým tieto okolnosti:

• petrografické a mineralogické zloženie,
• zloženie a vlastnosti základných prírodných surovín vstupujúcich do výrobného procesu,
• spôsob opracovania základného materiálu,
• kvalita pôvodného materiálu,
• spôsob a podmienky skladovania odpadov,
• čistota odpadov, lebo znečistenie nežiaducimi substrátmi, najmä ropnými produktmi môže priamo ovplyvniť kvalitu výstupného produktu.

Technologické možnosti recyklácie
Recyklácia odpadov je vrátenie odpadu do výrobného cyklu na výrobu spoločensky požadovaného výrobku s cieľom šetriť primárne surovinové zdroje. Vo všeobecnosti rozoznávame tri technológie recyklácie odpadov vo výrobnom procese:

• Primárne, tzv. bezodpadové technológie, ktoré spotrebúvajú odpady priamo na mieste vzniku. Ide o uzavretý technologický postup, kde sa odpady z výrobného procesu – buď neupravené, alebo čiastočne upravené – vracajú znova do výroby, prípadne sa z nich vyrába nový výrobok. V stavebníctve je to napríklad spätné vy­užívanie zvyškov čerstvého betónu.
• Sekundárne technológie, ktoré využívajú vo výrobnom procese odpadové látky z iných technológii. Dochádza k znižovaniu záberu pôdy pre potrebu zriadenia skládok a šetria sa prírodné suroviny. Ide najmä o využívanie energetických odpadov vo výrobe stavebných materiálov.
• Terciárne, ktoré k výrobe nových prvkov využívajú už materiály zo spotrebovaných výrobkov s ukončeným životným cyklom. Sú najrozšírenejšie a využívajú sa napr. pri spracovaní železného šrotu, starého papiera. Dochádza tu k energetickým úsporám a šetreniu nerastného bohatstva. Sem zaraďujeme aj recykláciu stavebných odpadov a odpadov z demolácií stavieb.

Do zoznamu môžeme pripočítať aj lokalizáciu vzniku odpadov a umiestnenie recyklačnej linky. Na základe toho sa recyklácia stavebných odpadov dá rozdeliť na recykláciu in site a recykláciu off site. Recyklácia in site prebieha v mieste vzniku stavebného odpadu. Pri tomto spôsobe recyklovania sa používajú mobilné recyklačné linky.

Základnými výhodami sú  mobilita, malá zastavaná plocha, nenáročnosť obsluhy, nižšie zriaďovacie náklady a dobrá variabilita výstupných parametrov. Flexibilita týchto liniek umožňuje efektívne spracovať aj relatívne malé množstvá odpadov na mieste vzniku. Ich nevýhodou je nižšia kvalita recyklátu, ktorú spôsobujú obmedzenia strojnej zostavy a vysoká cena v prepočte na jednotku výkonu linky.

Recyklácia off site sa realizuje na stabilnej recyklačnej linke s plným strojovým vybavením na zodpovedajúcich skladovacích plochách. Ide teda o recykláciu mimo miesta vzniku stavebných odpadov. Tento spôsob recyklácie sa využíva pri sústredení dostatočného množstva odpadu v záujmovej oblasti Bratislava, Košice a pod. Má prednosti v kvalite výstupného recyklovaného materiálu a nižších nákladov pri určitom množstve spracovaného odpadu. Nevýhodou je značná finančná náročnosť pri zriaďovaní linky. Jej použitie je teda opodstatnené len v prípade veľkej zásoby stavebného odpadu.

Pre úplnosť treba uviesť ešte jednu možnosť recyklácie stavebného odpadu. Ide o zhromažďovanie odpadov na medzidepóniach, ktorých priemerná ročná kapacita by mala byť od 2 000 do 10 000 ton. Odpad sa kumuluje určitý čas a po naplnení skládky sa dovezie recyklačná linka a odpad sa spracuje [5].

Recyklačné zariadenia
Jedným zo základných predpokladov kvalitného spracovania stavebného odpadu je výber technologickej linky – recyklačného zariadenia –, ktoré musí spĺňať stanovené základné požiadavky. Toto sa charakterizuje ako účelové zoskupenie jednotlivých základných komponentov – strojov, ktoré sú vzájomne parametricky vyvážené.

Prvá časť, t. j. drvenie vstupného materiálu, sa realizuje drvičmi, ktoré sa môžu vyhotoviť ako čeľusťové (najviac sa používajú), odrazové alebo kužeľové. Jednou ich časťou je násypka s podávačom vstupného materiálu, jej veľ­kosť musí zodpovedať rozmerovej hodnote technologického parametra drviča. Dosahuje sa na nich potrebný index zdrobnenia vstupného zrna. Takéto vyhotovenie postačuje, ak je výstupné zrno spracovaného materiálu vhodné na ďalšie použitie. Pre malé hodinové výkony – rádovo do 20 ton sa využívajú mobilné alebo aj prenosné jednotky. Na obr. 1 je drviaca jednotka od výrobcu z Anglicka, ktorá sa predvádzala na výstave BAUMA Mníchov – 2007.

Obr. 1: Drviaca jednotka Mini crusher	Obr. 2: Mobilná recyklačná linka na pásovom podvozku

Druhú časť predstavuje triedenie na vibračných triedičoch s rôznym počtom a priemerom sít. Na odstránenie nežiaducich (najmä kovových) prvkov, ako napr. výstuže, armovacích prvkov, sa používajú magnetické separátory. Pre komplexnú prevádzku takýchto jednotiek je ich súčasťou centrála na výrobu elektrickej energie pre jednotlivé agregáty. Takéto vyhotovenie, kde sa získa viac výstupných frakcií (obyčajne tri), možno vidieť aj na obr. 2, ktorý je taktiež z výstavy v Mníchove. Výkonnosť či už iba drviacej jednotky, alebo aj triediacej jednotky dosahuje až 250 ton za hodinu. Schéma na obr. 3 dokumentuje uvedené skutočnosti.

Pre úplnosť treba uviesť, že linka musí mať, podľa parametrov výstupného zrna recyklátu, aj zodpovedajúci počet dopravných pásov, ak tieto nie sú súčasťou triediacej časti zariadenia. Nevyhnutnou súčasťou každej linky je aj manipulačný prostriedok, ktorý zabezpečuje prísun materiálu do násypky drviča ako aj manipuláciu s hotovým výrobkom – lopatový nakladač na kolesovom podvozku. Lopatový nakladač musí mať objem lopaty postačujúci pre rovnomernú plynulú prevádzku linky. Na obr. 4 je recyklačná linka v prevádzke pri spracovaní stavebného odpadu.

Uvedené schematické zobrazenie platí pre mobilnú recyklačnú linku pôsobiacu in situ aj pre stabilnú linku. Zložka predtriedenia nespadá do recyklačnej zostavy. Myslí sa tým úprava veľkosti vstupného zrna recyklovateľného odpadu v porovnaní s parametrom vstupného otvoru drviča.

Súčasný stav sa charakterizuje recyklačnými linkami, ktoré môžu byť z hľadiska premiestniteľnosti mobilné, semimobilné a stabilné.

Mobilné a semimobilné linky bývajú podľa veľkosti umiestené buď na sedlových návesoch alebo vlekoch, prípadne sú kontajnerového typu, alebo vo vyhotovení na pásových podvozkoch (obr. 2).

Dimenzovanie recyklačnej linky vyžaduje poznať nasledovné technologické parametre:

• maximálne rozmery vstupného materiálu (mm),
• objem násypky vstupného otvoru drviča (m³),
• výkonnosť (t/hod),
• hmotnosť (t),
• rozmery (mm),
• výstupné zrno  (mm).

Tieto parametre treba konfrontovať s možnosťami umiestenia linky [2, 6].

Záver
Produkcia stavebných odpadov a odpadov z demolácií stavieb sa na Slovensku v posledných rokoch výrazne zmenila. Na základe novej legislatívy spôsoby zhodnocovania a nakladania so stavebnými odpadmi nabrali nový smer. Stavebný odpad sa stáva zdrojom obnoviteľných materiálov. Využitím recyklácie stavebných odpadov a odpadov z demolácií sa výrobky s ukončeným životným cyklom nepovažujú za odpad, ale zdroj, ktorý tvorí nové výrobky. Takto chápané výrobky – recykláty – sú vhodnou náhradou za potrebné prírodné materiály, ale aj určitým konkurenčným prvkom. Recyklácia stavebných odpadov sa začína prezentovať ako nové priemyselné odvetvie. Túto skutočnosť potvrdzuje aj fakt, že v našich podmienkach sa už viac než 20 firiem zaoberá touto činnosťou.

Uvedené poznatky treba doplniť o samostatnú časť poznatkov z oblasti recyklácie materiálov v cestnom staviteľstve [3], ktorá sa v tomto príspevku nerozoberala. Trh výrobcov komponentov recyklačných liniek je značný [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]. Ekonomika nasadenia recyklačných liniek je, tak ako aj v iných prípadoch celkom jednoznačná – zameraná na efektívnosť. Na jednu z možností poukazuje aj [7].  

doc. Ing. Ľubomír Cais, CSc.
Foto: archív autora

Autor bol do konca mája 2007 pracovníkom Katedry technológie stavieb a stavebných látok Stavebnej fakulty TU v Košiciach. Profesijne sa orientuje na oblasť mechanizácie stavebných prác.

Literatúra
1. Zákon č. 223/2001 Z. z. o odpadoch.
2.  Cais, Ľ.: Parametrizácia recyklačných liniek na spracovanie stavebného odpadu. In: Recykling odpadow materialov budowlanych jako czynnik ochrony srodowiska. (Zborník z vedeckej konferencie, november 2004). Krakov: Politechnika Krakowska, 2004, s. 38 – 42.
3. Gschwendt, I.: Technológia a mechanizácia na recyklovanie materiálov v cestnom staviteľstve. In: Stavebnícka ročenka 2003, s. 53 – 59.
4. Cais, Ľ. – Perún, R.: Poznatky z merania hlukových charakteristík strojov na úpravu  stavebného odpadu a životné prostredie. In: Stavební informace, roč. 10, 2003, č. 9 – 10, s. 11 – 12.
5. Cais, Ľ.: Recyklácia stavebného odpadu. In: Sborník příspěvků XI. mezinárodní vědecké konference konané při příležitosti 100. výročí založení České vysoké školy technické v Brně 18. – 20. října 1999. Sekce 13. Technologie ve stavebníctvi, s: 59 – 62.
6. Mažerik, R.: Lokalizácia recyklačnej skládky v nadväznosti na technológiu spracovania vybraných stavebných materiálov. Dizertačná práca. Košice, Stavebná fakulta TU , 2006.
7. Cais, L.: Recyklačný závod na spracovanie stavebného odpadu – posúdenie efektívnosti. In : Strojník, mechanik, roč.1, 2008, č. 1, s. 44 – 46.
8.  www.resta.cz
9.  www.powercrusher.com
10. www.pspengineering.cz
11.  www.koelsch.ws
12.  www.extec.eu
13. www.bl-pegson.com
14. www.hazemag.de
15. www.beyer-viernheim.de