Pneumatická potrubní doprava tuhých komunálních odpadů
1 Úvod
Obr. 1 Pneumatický potrubní systém [3]
V současnosti se v České republice provádí sběr domovních odpadů do sběrných nádob s následným odvozem svozovou technikou. Tento systém má však celou řadu nevýhod a nedostatků. Vyvstává tedy otázka, lze-li řešit sběr domovních odpadů lépe. Jednou z možností je využití pneumatických potrubních systémů. Pneumatická potrubní doprava má své uplatnění v celé řadě známých aplikací jako je doprava sypkých materiálů nebo tzv. potrubní pošta. Stejného principu lze využít i při dopravě domovních odpadů. V zahraničí se tyto systémy staly běžnou součástí inženýrských sítí mnoha měst (např. historické centrum Barcelony, obytná čtvrť ve Stockholmu atd.), v České republice však zůstávají stále téměř neznámé.
V pneumatických potrubních systémech se využívá účinku tlaku dopravního média (většinou vzduchu) na dopravovaný materiál. Mezi základní prvky systému patří svislé násypné potrubí s uzávěrem (tuto funkci může také plnit suchý shoz), horizontální dopravní potrubí a strojovna, vybavená odlučovačem pevných částí, zdrojem hnacího plynu a kontejnery na dopravený materiál.
2 Rozdělení pneumatických potrubních systémů
Vzhledem k množství nejrůznějších aplikací, ve kterých se pneumatické potrubní dopravy využívají, byla vyvinuta celá řada variant těchto systémů. Rozdělit je lze z několika hledisek:
Podle typu úpravy dopravovaného materiálu:
- doprava drceného materiálu
- doprava nedrceného materiálu
- doprava materiálu v pytlích
- doprava materiálu v pevných pouzdrech nebo kontejnerech
Podle tlaku v dopravním systému vzhledem k atmosférickému tlaku:
- podtlakové
- přetlakové
- smíšené [1]
Obr. 2 Přetlaková pneumatická doprava
1 – zdroj hnacího plynu, 2 – násypka, 4 – odlučovač, 5 – turniketový podavač, 6 – potrubí přetlakové části [1]
Obr. 3 Podtlaková pneumatická doprava
1 – zdroj hnacího plynu, 2 – násypka, 3 – potrubí, 4 – odlučovač, 5 – turniketový podavač [1]
Obr. 4 Smíšená pneumatická doprava [1]
1 – zdroj hnacího plynu, 2 – násypka, 3 – potrubí , 4 – odlučovač, 5 – turniketový podavač, 6 – potrubí přetlakové části
Podle uspořádání:
- otevřené systémy – dopravní plyn se nasává z atmosféry a po vykonání dopravní funkce se opět vyfukuje do atmosféry
- uzavřené systémy – dopravní plyn stále obíhá, přičemž v jedné části systému vykonává dopravní funkce a pak se vrací zpětným potrubím na začátek dopravního zařízení
- polouzavřené systémy – převážná část dopravního plynu obíhá v uzavřeném systému, zatímco menší část se nasává z atmosféry a opět vyfukuje [2]
Podle maximální velikosti použitého tlaku vzduchu:
- vysokotlaké
- středotlaké
- nízkotlaké [1]
3 Pneumatický podtlakový systém
Pneumatická potrubní doprava odpadů vyžaduje vybudování větvené potrubní sítě s centrální sběrnou stanicí, umístěnou na konci trasy. Pro dopravu tuhých domovních odpadů se využívá téměř výhradně podtlakového, otevřeného pneumatického potrubního systému.
Výhodou podtlakového sytému v této aplikaci je nutnost vybudování pouze jediné centrální stanice umístěné v koncové části systému. Na rozdíl od podtlakového systému by přetlakový systém vyžadoval instalovat zdroje hnacího plynu do začátku každé potrubní větve.
Použití otevřeného systému, oproti systému uzavřenému, nevyžaduje vybudování přídavného potrubí, kterým se vrací dopravní plyn na začátek dopravního zařízení.
Z toho důvodu se další část textu zabývá právě tímto systémem.
3.1 Popis systému
Odpady po vhození padají shozovou šachtou (1) na uzavřený shozový ventil (2) a zde se hromadí. V čase odstraňování odpadu dojde k otevření přisávacího ventilu (5) a vybuzení tlaku vzduchu v potrubí ze zdroje (3). Následně dojde k otevření jednoho shozového ventilu a nashromážděné odpady padají do transportního potrubí (6), odkud jsou proudem vzduchu unášeny do odlučovače pevných částí (7). Zachycené odpady padají do připraveného zásobníku (4) a použitý vzduch proudí do filtru. Po vyčištění je vzduch vyveden přes tlumič hluku zpět do atmosféry. Následně se uzavře shozový ventil a proces se opakuje s dalším shozovým ventilem. V jedné fázi je otevřen vždy jen jeden shozový ventil. Celý systém je řízen automaticky a trasa potrubí je monitorována. V případě, že dojde k „ucpání“ potrubí dopravovaným materiálem, shozový ventil se uzavře a v potrubí dojde k vybuzení vyššího tlaku vzduchu, který „ucpávku“ uvolní. Odpady zachycené v zásobníku je možno dále upravovat například drcením nebo lisování a usnadnit tak další manipulaci s odpadem.
Obr. 5 Otevřený pneumatický podtlakový potrubní systém
1 – shozová šachta, 2 – shozový ventil, 3 – zdroj hnacího plynu, 4 – zásobník, 5 – ventil, 7 – odlučovač pevných částí, 8 – filtr, 9 – tlumič hluku [2]
3.2 Parametry systému
Základní parametry systému byly převzaty z nerealizovaných návrhů pneumatických systémů ze 70. let minulého století:
- transportní potrubí – kruhový profil průměru 0,4 m,
- shozové šachty – kruhový, popřípadě šestihranný profil průměru 0,3 m
- délka transportní sítě – do 2 km
- zdroj hnacího plynu – sestava turbovývěv
- rychlost tělesa v potrubí – 25 m/s
První sídliště s pneumatickou potrubní doprava odpadů v ČR mělo stát ve Zlíně. Ve stejné době se také projektovalo nové sídliště Sadová v Brně, které rovněž mělo být doplněnou pneumatickou dopravou odpadů. Ani jedno sídliště se však nerealizovalo. Výstavbu nejprve zkomplikovaly váznoucí dodávky materiálu a následně došlo ke stažení celé stavby z programu. Podobně tomu bylo v případě projektu „Zrkadlovy Haj“ v Bratislavě. Před realizací projektu se zjistilo, že hladina podzemní vody se nachází v hloubce 1,0 m, což znemožnilo realizaci pneumatického systému. [4]
3.3 Možnosti třídění odpadů
S růstem úrovně spotřeby obyvatel ČR vzrůstá i produkce domovních odpadů. Nezbytnost vhodného odstraňování odpadů se dostává do popředí zájmu. V souladu s odpadovým hospodářstvím ČR by odpady měly být přednostně materiálově využívány. což vede k nutnosti zajistit třídění odpadů již během jejich sběru. Surovina získaná odděleným sběrem je z hlediska materiálového využití mnohem hodnotnější než surovina získaná z třídění směsného odpadu, neboť nedochází ke vzájemné kontaminaci jednotlivých složek odpadu. Teprve nevyužitelný zbytek odpadu lze odstranit spalování nebo ukládáním na skládky odpadů.
V případě pneumatického potrubního systému se pro třídění naskýtají dvě možnosti. První z nich obnáší zřízení většího počtu shozových šachet. Počet shozových šachet odpovídá počtu tříděných složek odpadu. Každá šachta pak slouží pouze pro určitý typ odpadu. Všechny šachty jsou napojeny na jediné transportní potrubí, v jednom okamžiku se vyprazdňuje pouze jedna šachta a nedochází tak ke smísení vytříděných složek. Tato varianta třídění je výhodná, pokud se třídí omezené množství složek odpadu – především těch složek odpadu, které jsou ve směsném odpadu nejvíce zastoupeny např. papír, plast, …
Druhá alternativa využívá barevných pytlů. Odpady jsou podle druhu tříděny do barevných pytlů uživateli shozové šachty. Pytle dopravené transportním potrubím do zásobníku, se zde rozdělí podle barvy na jednotlivé složky.
3.4 Výhody
Za hlavní výhodu pneumatického podtlakového systému se považuje především odstranění potřeby svozové techniky a sběrných nádob. Skladování odpadů ve sběrných nádobách do doby odvozu bývá hygienicky nevyhovující a to především v letních měsících, kdy dochází k rychlému rozkladu organických složek odpadu. Manipulace se sběrnými nádobami navíc vyžaduje značnou fyzickou zdatnost a pracovníci jsou vystaveni hygienickým rizikům. Samotná sběrná vozidla pak často narušují plynulost dopravy a na druhé straně parkující vozidla ztěžují činnost sběrných vozů. Dále provoz sběrných vozidel obtěžuje okolí hlukem a výfukovými plyny. Všechny zmíněné problémy právě vhodně řeší pneumatické potrubní systémy. Vyprázdnění shozové šachty je možné ihned po jejím zaplnění, čímž se omezuje riziko vzniku litteringu (volně pohozený odpad v blízkosti sběrných nádob).
3.5 Nevýhody
Rozšíření pneumatických systémů pro sběr tuhých domovních odpadů brání především vyšší pořizovací náklady. Nevýhodou je i potřeba stálého monitoringu sítě a obtížné provádění oprav v případě havárie.
4 Závěr
V době vzrůstajících nároků na kvalitu bydlení a čistotu měst se problematika sběru domovního odpadu dostává do popředí zájmu. Současný zastaralý a nevyhovující systém si žádá vhodnou náhradu. Pneumatické potrubní systémy poskytují komfort jejich uživatelům, snižují zatížení místních komunikací svozovou technikou a umožňují vyprázdnění sběrných šachet podle aktuální potřeby. Náklady na vybudování sítě pneumatického systému předurčují jeho použití především v lokalitách, ve kterých je soustředěn velký počet uživatelů na omezeném území např. sídlištní celky. Vhodnost systému musí být však posouzena pro konkrétní lokalitu s přihlédnutím k počtu uživatelů, rozsahu sítě a požadavku na třídění.
Literatura
- [1] SOUKUP, J. Nové způsoby odstraňování odpadů (pneumatická doprava). Praha: Výzkumný ústav výstavby a architektury. 1990. 134 s. ISBN 59-184-90.
- [2] JANALÍK, Jaroslav, Potrubní hydraulická a pneumatická doprava. Ostrava: Vysoká škola báňská v Ostravě. 1984. 209 s.
- [3] FIALA, Jaroslav, KUCBEL, Jozef, ONDOUŠEK, Karel. Technické zariadenia budov II, Bratislava: Vydavatelství Alfa. 1988. 374 s.
- [4] NESVADBA, Jindřich. Progresívne metódy odstraňovania tuhého odpadu, Praha: Vydavatelství Alfa. 1994. 23 s.
The paper is dealing with new ways of handling with household waste – pneumatic pipeline systems. There are introduced different kinds of pneumatic pipeline systems and their main advantages and disadvantages are mentioned. Next part is focused on a vacuum piping system, because this system is the most popular for handling with household waste. This system is described in details. The last chapter is interested in design of vacuum piping systems. There are presented main problems of design, assumptions and possibility of solution.
