Odrive tehnologijeSustainable technologies

Editor

Zoltan Zavargo

University of Novi Sad

Faculty of Technology

Novi Sad, Serbia

II

to god zadesi Zemlju, zadesit e i njene sinove. ovjek nije istkao mreu ivota, on je tek jedna njena nit. to god on ini mrei, ini to sam sebi. Dio svjedoanstva poglavice Seattlea 1854. godine Ove knjige su nastale kao dio projektnih aktivnosti u okviru Tempus projekta Tempus158989-Tempus-1-2009-1-BE-Tempus-JPHES Creation of university-enterprise cooperation networks for education on sustainable technologies, a namijenjena je za edukaciju inenjera iz prakse u podruju odrivih tehnologija. Autori poglavlja su kreatori svojih ideja i oni u potpunosti odgovaraju za sadraj.

III

The concept of sustainable means "meeting the needs of presekunt generations without compromising the ability of future generations to meet their own needs." Sustainable development consists of three components: social, environment and economy. In order to achieve the objectives of sustainable development all three components must be fullfilled simultaneously. The sustainable technologies are part of the whole sustainable concept.

The linear model of development seems not to be sustainable. The results is exhaustion of the natural resources and waste generation. The Zero emission model, like in the nature, predict the circulation of material flows and consequently reduce the emission of material and energy to a minimum, idellay zero.

It seems that Zero emission concept is the appropriate answer to sustainbilty. For this reason the Concept is descrebed at the begining, in the 1st Chapter: Zero emission concept.

In the next, 2nd Chapter, Environmental sustainability and industry, the issues are described in detail as well as the charecteristics of sustanable technolgies. We must keep in mind that sustainable technologies use less energy, fewer limited resources, do not deplete natural resources, do not directly or indirectly pollute the environment, and can be reused or recycled at the end of their useful life. In order to develop and keep sustainability it is essential to have an appropriate management system. This matter as well as Environmental risk assessment are also covered in this Chapter.

In the process of developing sustainabilty the legislation is very important. Idf appropriate It can help and accelerate the process. The main features of legislation cof the 3 West Balcans countries (Serbia, Bosnia and Herzegovina and The Former Yugoslav Republic Macedonia) are covered in the next chapter: Legislation.

In the next Chapter the technology aspect of sustainabilty is discussed. The Chapter covers issues like: Green chemistry, BAT, Air protection, Waste water treatment, Recycling, Solid waste management, Waste minimizationin and Energy consumption.

The renewable energy resources play an important role developing sustainable technologies and sustainability in general. What are the main renewable energy resources and is it possible to replace fossil fuels with them? The answers are given in the Chapter 5 Renewable energy resources. Main renewable energy resources: Energy of the environment, Geothermal, Wind, Solar energy and Bio renewable energy resources are covered.

The sustainable society whole must be energy efficient, sustainable industry and sustainable technologies. What is energy efficiency, how to build energy efficiency system, how to reduce energy consumption, how to make process more efficient and what are the limits? The answers on these questions are given in the following 6th Chapter: Energy efficiency of the technology processses.

The previous chapters will give answer on a question: what sustainable technologies are and how to approach it.

The concept on sustainable technologies related to Food industry, Pharmaceutical and cosmetics, Chemical engineering and Material engineering are covered in the following chapters.

IV

Koncept odrivog razvoja se zasniva na definiciji zadovoljenja potreba sadanjih generacija bez ugroavanja mogunosti da i budue generacije zadovolje svoje potrebe. Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente: drutvo, ivotna sredina, ekonomija. Ssmatra se da se odrivi razvoj moe postii kada sve tri komponente istovremeno budu zadovoljene.

Dosadanji linearni model razvoja pokazao se neorivim. Rezultat ovakvog pristipa je iscrpljivanje resursa i nagomilavanje otpada. Model Nulte emisije, kao u prirodi, predvia kruni tok materije i shodno tome smanjuje emisiju materije i energiju u okolinu na minimum, idealno nula.

Koncept Nulte emisije izgleda kao pravi odgovor na odrivost. Iz tog razloga ovaj Koncept opisan je na samom poetku, u 1. Poglavlju.

U sledeem, 2. Poglavlju, Ekoloka odrivost i industrija. Opisane su glavne karakteristike odrive tehnologije. Moramo imati u vidu da odrive tehnologije koriste manje energije, manje resursa, ne iscrpljuju okolinu, ni posredno ni neposredno ne zagauju okolinu, i nakon korisnog ivotnog veka produkti se mogu ponovo upotrebiti ili reciklovati. U cilju izgradnje i obezbeivanja odrivost neophodnan je odgovarajuie karakteristike zakonodavstva Republike Makedonije, Bosne i Hercegovine i Srbije vezane za odrivi razvoj dati su u sldeem poglavlju.

U slledeem poglavlju, opisani su tehniko-tehnoloki aspekti odrivosti. Poglavlje pokriva sledee teme: Zelena hemija, BAT, Zatita vazduha, Prerada otpadne vode, Upravljanje vrstim otpadom, Minimizacija otpada i potronja energije.

Vanu ulogu u realizaciji koncepta odrivosti imaju obnovljivi izvori energije. Koji su glavni obnovljivi izvori energije i da li je mogue zamena fosilnih goriva obnovljivim? Odgovor na ova pitanja dati su u Poglavlju 5: Obnovljivi energetski resursi. Glavni obnovljivi izvori opisani su u ovom poglavlju: Energije okoline, Geotermalna, solarna energija, energija vetra i bioobnovljivi izvori energije.

Odrivo drutvo mora: biti energetsko efikasno, imati odrivu industriju i odrive tehnologije. ta je energetska efikasnost, kako izgraditi energetsko efikasan system i smanjiti potronju energije, kako uiniti process energetsko efikasnijim? Odgovor na ova pitanja data su u Poglavlju 6: Energetska efikasnost tehnolokih procesa.

Prethodna poglavlja ukazala sun a sve aspekte odrivih tehnologija. U narednim poglavljima koncept odrivih tehnologija primenjen je na Prehrambenu industriju, Farmaceutsku i kozmetiku industriju, Hemijsko inenjerstvo i Inenjerstvo materijala.

V

Predgovor Poboljanje uslova i kvaliteta ivota stanovnitva je jedan od glavnih zadataka svakog drutva. Materijalna dobra su izuzetno znaajna za odravanje egzistencije ali i kvaliteta ivota ljudi to je i osnovni uzrok potronje tih materijalnih dobara. Tako nastaju i poveane potrebe za sanaciju posljedica koje se pojavljuju zbog poveane potrnje. S druge strane, globalno, prisutan je trend neprekidnog porasta broja stanovnika, migracija, kimatskih promjena, koritenja poljoprivrednih sirovina u energetske svrhe, porast cijene energije te drugih slinih pojava koje vre pritisak na prirodne resurse, a naroito sve vie oskudno zemljite.

U 20 i 21. stoljeu se intezivirao ukupan drutveni i tehnoloki progres u svim sferama ljudskog ivota. Kao posljedica pojavljuje se eksponencijalna potronja materijalnih dobara, a sa ijom proizvodnjom se crpe izvori iz prirode, koji su dio prirodnog, kulturnog i civilizacijskog nasljea. Uz crpljenje materijalnih dobara i poveanje potronje, pojavljuje se sve vee zagaenje zraka, vode i zemljita, pa se zbog toga stvaraju rizici koji mogu dovesti do pogoranja ukupnih uslova ivota. Izazovi klimatskih promjena, ouvanja energije i zatite okolia postaje sve kritiniji. Tako se pojavljuje potreba za smanjenjem uzronika koji dovode do ovih pojava. Rjeenja su definirana u odrivim tehnologijama, odrivim ekonomijama i odrivom razvoju, to bi u krajnjem osiguralo odrivost drutva i njegovu budunost. Globalno promatrano potrebno je eliminirati progresivno fiziko propadanje i unitavanja prirode i prirodnih procesa. Brojna istraivanja pokazuju da bi se stanje moglo poboljati ako se potrebe stave u realne okvire i ako se drutvo okrene odrivim tehnologijama, novim materijalima te efikasnijem iskoritenju energije. Te nove tehnologije baziraju se na zatiti okolia, uz smanjenje zagaenja zraka, vode i tla na minimalnu mjeru. Osnovni smisao odrivih tehnologija je zasnovan na podizanju svijesti savremenog drutva o znaaju da prirodu i okoli ostavimo u jo boljem stanju nego samo nasljedili.

U tehnikom i operativnom smislu odrive tehnologije su povezane ili ukljuuju tehnologije zatite ivotne sredine, obnovljive izvore energije, energetsku efikasnost, ali i odrivi ivotni stil. Obnovljivi izvori energije dolaze iz prirodnih izvora: energije sunca, vjetra, vode (kia, plima), geotermalnih izvora, biomasa i drugih izvora koji su obnovljivi. S druge strane sve vie je fokus na energetsku efikasnost i smanjenje ukupne potronje energije razlitim kreativo-inovativnim tehnolokim rjeenjima.

Primjena savremenih ekolokih tehnologija u industriji dovodi do znaajnog smanjenja emisija. Meutim, valja uzeti u obzir i injenicu da su ekoloke tehnologije skupe i zahtijevaju dobro poznavanje tokova materijala i energije te u veini zemalja u razvoju, za te svrhe, su potrebni dodatni posticaji. S druge strane, regulatorni pristup je esto labaviji u nerazvijenim zemljama i zemljama u razvoju te ove zemlje, esto, imaju manje strogu zakonsku regulativu.

Industrijska proizvodnja ima za cilj proizvodnju materijalni dobara za zadovoljenje potreba ljudi i kao takva je najvei zagaiva ivotnog prostora. Proizvodnja hrane, energije i lijekova, zatim odjee i obue, transportnih sredstava, sredstava za higijenu su najvaniji segmenti industrijske proizvodnje ije proizvode troi savremeno stanovnitvo, pa su stoga i najvei zagaivai okolia i ivotne sredine.

U prvom planu potrebno je osigurati odrivost u poljoprirednoj proizvodnji i proizvodnji hrane. Brojni parametri ukazuju da se vremenom prirodni resurse iscrpljuju i na taj nain se smanjuju njihov potencijal, ne samo sadanjim nego i buduim generacijama. Do sredine 20. stoljea na raspolaganju je bilo 0,45 ha zemljita (obradivog) po stanovniku, 1997. godine 0,25 ha, a 2050. godine predvia se 0,15 ha. Krajem 20 i poetkom 21. stoljea problem je uoen i poduzimaju se aktivnosti na regionalnim i nacionalnim razinama kako bi se smanjio efekat izrabljivanja prirode u cilju poveanja materijalnog dobra. Kako bi se uspostavili brojni bilaterarni sporazumi, deklaracije, agende koje imaju za cilj ouvanje ivotnog okolia, zemlje, zraka i vode, a posebno biolokog biodiverziteta.

VI

Neke alternativne tehnologije u proizvodnji hrane mogu biti znajane kao to su organska i integralna proizvodnja koje manje zagauju okoli od veine postojeih konvencionalnih tehnologija. Organska proizvodnja podrazumijeva eliminisanje hemijskih sredstava u proizvodnji (pesticidi, veterinarski ljekovi), zamjenu usjeva, koritenje prirodnog gnojiva i komposta, bioloko suzbijanje tetnika itd. Osim toga organska proizvodnja bazirana je na filizofiji jedinstva ovjeka i prirode.

Projekcija budunosti treba biti bazirana na aktivnostima i projekatima koji grade okoli na principima odrivog ekonomskog razvoja ali i ekoloke odrivosti. Bazira se na planiranju industrijske proizvodnje, arhitekturi naselja i industrije, odrivim povrinama i odrivoj poljoprivredi, a to ukljuuje sketor energije i vode. Odrivi razvoj je proces promjena u organiziranju i reguliranju ljudskih nastojanja da mogu zadovoljiti svoje potrebe i tenje sadanjih generacija, bez zatvaranja mogunosti za budue generacije, kako bi i one zadovoljile vlastite potrebe i nastojanja. Budui da je odrivost dinamian koncept, a ne statiko stanje, ona zahtijeva fleksibilnost u donoenju odluka i spremnost na modificiranje pristupa u skladu s promjenama u okolini, ljudskim potrebama i eljama ili tehnolokog napretka. Odrive tehnologije koriste manje energije, ograniavaju koritenje prirodnih resursa i direktno ili indirektno ne zagauju ivotnu sredinu. U tokovima materijala postavlja se zahtjev da se oni mogu ponovo upotrijebiti i iskoristiti. Ovi zahtjevi su bitni i za razvijene zemlje i zemlje u razvoju.

Odrive tehnologije mogu imati visku cijenu, ali i cijenu njihovog odravanja. Zbog toga je odrivost tehnologije posebno znaajna kao kriterij u procjenama koritenja pojedinih sirovinskih resursa u planiranju razvoja drutva.

Akutni problem prisutan u svijetu je uticaj zagaenja ivotne sredine na zdravlje ljudi. Brojne bolesti nastaju kako posljedica izloenosti ljudske populacije djelovanju tokinih materija u ivotnoj okolini. Produkti zagaenja se mogu nai u zemlji, zraku i vodi, a u ljudski organizam dospijevaju putem hrane i zraka. Zbog toga odrive tehnologije imaju jedan od znaajnih uticaja prevencije nastajanja neeljenih oboljenja.

VII

Sadraj Content 1. Koncept nulte emisije

Zero emission concept 1 1.1 Odrivi razvoj Sustainable development

Socijalna odrivost Social Sustainability 2

Odrivost okoline Environmental Sustainability 3

Ekonomska odrivost Economic Sustainability 3

Odrivi materijali Sustainable materials 4

1.2 Koncept nulte emisije i drugi koncepti odrivosti Zero emission and other sustainable concepts 5

1.2.1 Koncept Na kraju cijevi The End of Pipe concept 5

1.2.2 Koncept istije proizvodnje Cleaner production 6

1.2.3 Koncept nulta emisija Zero emission concept 10

Proizvodi na biosonovi Biobased products 13

Industrija sa nultom emisijom Zero emissions industries 13

Eko-industrijski park Eco-industrial Park 13

Metodologija koncepta nulte emisije Zero Emissions Methodology 13

Izgradnja industrijskog klastera Development of industrial clusters 13

Razvoj konverzionih tehnologija Develop conversion technologies 14

Projektovani otpad Designer Wastes 14

Ogranienja Constraints 14

1.3 Cirkularna ekonomija Circular economy 14

1.4 Pitanja Quastions 17

VIII

1.5 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 19

1.7 Lteratura References 20

2. Ekoloka odrivost i industrija Environmental sustainability and industry 21

2.1 Cikliki odrivi razvoj Cyclic sustainable development 22

2.1.1 Uloga tehnologije Role of technology 23

2.1.2 Karakteristike odrivih tehnologija Sustainable Technology Characteristics 24

Minimiziranje potronje Minimizing Consumption 24

Odravanje potrebe stanovnitva Maintaining human needs 24

Minimiziranje negativnih uticaja na okolinu Minimizing the negative impact on the environment 24

2.1.3 Okviri za odrivu industriju A framework for a sustainable industry 26

2.1.4 Procena ivotnog ciklusa Life cycle assessment 27

2.1.5 Ekoloki otisak Ecological footprint 31

Ugljenini otisak Carbon footprint 32

2.1.6 Odabir materijala za eko-dizajn Selecting materials for eco-design 33

2.1.7 Odriva proizvodnja hrane Sustainable food production 33

2.1.8 Zakljuci Conclusions 34

2.2 Upravljanje okolinom Environmental management 34

2.2.1 Serija standarda ISO 14000-nastanak i razvoj ISO 14000 series 35

Karakteristike ISO 14000 ISO 14000 caracteristics 36

Standardi serije ISO 14000 ISO 14000 standards 36

Dokumentacija ISO 14001 i njegova integracija sa ISO 9001 Documents of ISO 14001 and ISO 9001 integration 38

IX

2.2.2 Studija sluaja-ISO 14000 kao osnova za nastanak novog meunarodnog standarda Feasibility study/ development of new international standard 46

Zahtjevi ISO/DC 50001 ISO/DC 50001 requirements 47

2.2.3 Zakljuak Conclusion 48

2.3 Upravljanje ljudskim resursima Human resuorces management 49

2.3.1 Planiranje ljudskih resursa Human resuorces planning 50

2.3.2 Kompetencije Competences 50

2.3.3 Motivacija i kreativnost Motivation and creativitiy 51

2.3.4 Obuka Training 52

Identifikacija potreba za obukom Identification of training needs 52

Odabir polaznika Selection of participants 53

Metode obuavanja Methods of training 53

Priprema obuke Preaparation of training 53

Individual Change Management 62

Provedba obuke Implementation of training 54

Kontrola obuenosti polaznika Control of succes of training participants 54

Audit ljudskih resursa Human resuorces audit 54

Kompenziranje i nagraivanje Compensation and awarding 58

2.3.5 Zakljuak Conclusion 58

2.4 ta je to menadment promijena? What is change management? 59

2.4.1 Pristupi Approaches 60

Organizacijski menadment promjena Organisational Change Management 60

Individualni menadment promjena

X

Zato je potreban organizacijski menadment promjena? Why is organizational change management necessary? 62

2.5 Procjena okolinih rizika Environmental risk assessment 63

2.5.1 Koncept procjene okolinih rizika Concept of environmental risk assessment 64

Opasnosti i rizici Hazards and risks 66

2.5.2 Sastavnice analize rizika The components of risk analysis 67

Procjena rizika Risk Assessment 67

Upravljanje rizikom Risk Management 68

Komunikacija u vezi rizika Risk comunication 71

2.5.3 Faze u realizaciji procjene okolinskih rizika Stages in the implementation of environmental risk assessment 71

Formuliranje problema The problem Formulation 74

Identifikacija opasnosti: izvor - put receptor Hazard identification: source - path receptor 74

Procjena isputanja zagaenja Assessment of pollution discharges 75

Karakterizacija opasnosti Hazards characterization 76

Procjena izloenosti Exposure assessment 77

Procjena moguih posljedica Assessment of the possible consequences 78

2.5.4 Ocjena rizika Risk assessment 82

2.5.5 Koristi od procjene okolinih rizika Utilisation of environmental risks assessments 85

2.6 Zakljuci Conclusion 86

2.7 Pitanja Questions 87

2.8 Pitanja/Odgovori Odgovori/Answers 88

2.9 Literatura References 89

XI

3. Legislativa Uporedna studija legislative iz oblasti zatite ivotne sredine I odrivog razvoja u Makedoniji, Bosni I Hercegovini I Srbiji Legislation A comparative study of legislation in the field of environmental protection and sustainable development in The Former Yugoslav Republic Macedonia, Bosnia and Herzegovina and Serbia 94

3.1 Mree propisa o problematici zatite okoline i odrivog razvoja u svakoj od zemalja Regulation on the issue of environmental protection and sustainable development in each country 95

3.1.1 Propisi u zakonodavstvu Makedonije The regulations in the legislation of the FormerYugoslav Republic of Macedonia 95

3.1.2 Propisi u zakonodavstvu Bosne i Hercegovine The regulations in the legislation of Bosnia and Herzegovina 97

Propisi u zakonodavstvu Federacije Bosne i Hercegovine The regulations in the legislation of The Federation of Bosnia and Herzegovina 97

Propisi u zakonodavstvu Republike Srpske The regulations in the legislation of The Republika Srpska 97

3.1.3 Propisi u zakonodavstvu Srbije Regulations in the legislation of Serbia 98

3.2 Uporedna studija Analiza slinosti i razlika u glavnim reenjima legislative o zatiti ivotne sredine i odrivom razvoju u Makedoniji, Bosni i Hercegovini, i Srbiji A comparative study of legislation in the field of environmental protection and sustainable development in The Former Yugoslav Republic Macedonia, Bosnia and Herzegovina and Serbia 99

3.2.1 Identifikovanje propisa koji ine okvir i bazu zakonodavstva o zatiti ivotne sredine i odrivom razvoju Identification The regulations that form the framework and the base of the legislation on environmental protection and sustainable development 99

3.3 Razmatranje strukture propisa i glavnih reenja problematike u osnovnom propisu/osnovnim propisima The structure of regulations and major

3.3.3 Osnovni propisi Republike Srpske o zatiti ivotne sredine Serbian Republic basic regulations in the field of environmental protection 104

solution 100

3.3.1 Osnovni propisi Makedonije o zatiti ivotne sredine The Former Yugoslav Republic Macedonia basic regulations in the field of environmental protection 100

3.3.2 Osnovni propisi Federacije BiH o zatiti ivotne sredine The Federation of Bosnia and Herzegovina basic regulations in the field of environmental protection 102

XII

Osnovni propisi Srbije o zatiti ivotne sredine Serbia basic regulations on environmental protection 105

3.3.4 Analiza slinosti i razlika u glavnim reenjima problematike Analysis of the similarities and differences in the major problem solutions 107

3.3.5 Naela zatite ivotne sredine Principles of Environmental Protection 108

3.3.6 Poglavlja zakona o zatiti ivotne sredine Chapters of the Laws on Environmental Protection 110

3.3.7 lanovi iz poglavlja o proceni uticaja na ivotnu sredinu Articles on environmental impact assessment 114

3.3.8 lanovi iz poglavlja o integrisanoj dozvoli Articles on integral permit 118

3.4 Zakljuak Conclusion 123

3.5 Literatura References 123

4 Odrive tehnologije Sustainable technologies 125

4.1 Zelena hemija i iste tehnologije Green chemistry and clean technologies 125

4.1.1 Osnovni koncept zelene hemije The idea of green chemistry 125

4.1.2 Ciljevi zelene hemije: Cena otpada Objectives for Green Chemistry: The Costs of Waste 126

4.1.3 Smanjenje: Srce Green hemiju Reducing: The Heart of Green Chemistry 127

4.1.4 Zelena hemija u ivotnom ciklusu proizvoda Green Chemistry in the Lifecycle of a Product 127

4.1.5 12 Principa zelene hemije The 12 principles of green chemistry 127

4.1.6 Zeleno procesno inenjerstvo Green process engineering 128

4.1.7 Zeleni rastvarai - koristi se u procesnom inenjerstvu Green solvents application in process engineering 128

4.1.8 Odabrani primeri za primenu zelenog hemijskoj laboratoriji i industrijskim uslovima The selected examples for implementing of green chemistry in laboratory and industry 129

4.1.9 iste tehnologije

4.2

Clean technologies 130

Najbolje dostupne tehnike Best available techniques 132

XIII

4.2.1 Osnovne informacije za tretman otpada Basic information for waste treatment 132

4.2.2 Najbolje dostupne tehnike (BAT) Best availabvle techniques (BAT) 133

4.2.3 Uopte o BAT Generic BAT 134

Upravljanja zatitom ivotne sredine Environmental Management 134 Ulaz otpada Waste in 135 Izlaz otpada Waste out 136

Upravljanje komunalnim sirovinama Management of municipal raw 137

Skladitenje i prerada Storage and processing 138

4.3 Preiavanje otpadnih voda Waste water treatment 141

4.3.1 Karakteristike kvaliteta vode Characteristics of water quality 141

4.3.2 Karakteristike otpadnih voda Characteristics of waste water 141

4.3.3 Industrijske otpadne vode Industrial waste water 142

4.3.4 Preiavanje otpadnih voda Waste water treatment 142

4.3.4 Dodatna obrada otpadnih voda Additional waste water treatment 142

4.3.4 Tretman mulja Sladge treatment 143

4.4 Zatita vazduha Air protection 144

4.4.1 Izvori zagaivanje vazduha Sources of air pollution 144

estice u atmosferi Particles in the atmosphere 145

4.4.2 Hemijske reakcije u atmosferi Chemical reaction in the atmosphere 147

Ugljen monoksid (CO) Carbon monoxide (CO) 147

Azotni oksidi (NOx) Nitrogen Oxides (NOx) 147

XIV

Isparljiva organska jedinjenja (VOC) Volatile Organic Compounds (VOCs) 148

Sumpor dioksid (SO2) Sulfur Dioxide (SO2) 148

Industrijski i fotohemijski smog Industrial and photochemical smog 149

4.4.3 Zagaenje vazduha u zatvorenom prostor Indoor air pollution 149

4.4.4 Dimni gasovi sagorevanja biomase Flue gas from combustion of biomass 150

4.5 Recikliranje Recycling 150

4.5.1 Materijali za reciklau Materials for Recycling 151

Industrijski otpad Industrial waste 152

Opasan otpad Hazardous materials 152

Koraci u reciklai Steps for recycling 152

4.6 Upravljanje vrstim otpadom Solid waste management 154

4.6.1 Opta klasifikacija vrstog otpada General classification of solid waste 154

4.6.2 Uticaj vrstog otpada na ivotnu sredinu Solid waste impact on the environment 155

4.6.3 Savremeni pristup upravljanju vrstim otpadom Advanced approach to solid waste management 156

4.6.4 Minimiziranje otpada Solid waste minimization 157

4.6.6 Ponovna upotreba proizvoda Re- use - use an item more than once 157

4.6.6 Reciklaa i kompostiran Recycling and Composting 157

4.6.7 Energija dobiijena iz vrstog otpada Energy recovery 158

4.6.7 Odlaganje na deponije Landfilling 158

4.7 Pitanja Questions 159

4.8 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 160

XV

4.9 Literatura References 162

5 Obnovljivi energetski resursi R

Korienje geotermalne energije The use of geothermal energy 173

enewable energy resources 165

5.1 Energija Energy 165

5.2 Izvori energije Energy sources 166

5.2.1 Energija okoline Energy of the Surroundings 169

5.2.2 Geotermalna energija Geothermal energy 169

Prednosti i nedostaci geotermalne energije Benefits and disadvantages of geotermal Energy 172

Geotermalna energija u zemljama WB Geothermal Energy in WB Countries 178

5.2.3 Energija vetra Wind energy 179

Proraun dobijene snage Calculation of obtained power 180

Korienje energije vetra Using of Wind Energy 181

Korienje energije vetra u Zemljama WB Using of Wind Energy in WB Countries 181

Prednosti i nedostaci energije vetra energije Advantages and disadvantages of Wind Energy 182

Proizvodnja elektrine energije snagom vetra Production of electricity from Wind Energy 183

5.2.4 Energija sunca Solar Energy 185

XVI

Suneva energija i njena transformacija u toplotnu i elektrinu energiju Transformation of Solar Energy to Electricity and Heat 186

Pretvaranje Solarne energije u elektrinu Fotonaponske elije Electricity from solar energy Photovoltaic 192

Prednosti i nedostaci Solarne energije Advantages and disadvantages of Solar Energy 197

Korienje energije Sunca u Zemljama WB Using of Solar Energy in WB Countries 198

5.2.5 Bioobnovljivi izvori energije Biorenewable energy resourses 199

Biodizel Biodiesel 199

Sinteza biodizela Biodiesel synthesis 200

XVII

Naini izvoenja metanolize ulja Methods of performing oil methanolysis 201

Proces dobijanja biodizela The process of biodiesel production 207

Prednosti i nedostaci primene biodizela The advantages and disadvantages of biodiesel usage 207

Uslovi za proizvodnju biodizela u zemljama WB The biodiesel production in the

Bioetanol Bioethanol 210

WB countries 208

Dobijanje bioetanola Bioethanol production 210

Dobijanje anhidrovanog etanola Production of anhydrous ethanol 216

Prednosti i nedostaci primene bioetanola 216Advantages and disadvantages of bioethanol usage 218

Uslovi za proizvodnju bioetanola u zemljama WB Bioethanol production in the

Biogas Biogas 221

WB countries 219

Dobijanje biogasa Biogas production 221

Preiavanje biogasa Biogas purification 228

Industrijski procesi proizvodnje biogasa Industrial processes

Prednosti i nedostaci upotrebe biogasa Advantages and disadvantages of biogas usage 232

for biogas production 229

Uslovi za proizvodnju biogasa u zemljama WB Biogas production in the

5.3 Pitanja Questions 234

5.4 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 236

5.5 Literatura References 239

WB countries 233

6 Energetska efikasnost tehnolokih procesa Energy efficiency of the technology processes 243

6.1 Energetski i materijalni bilans Energy and material balance 244

6.1.1 Materiajalni bilans Material balance 245

XVIII

Tipovi procesa Types of process 245

Totalni i komponenti materijalni bilans Total and component material balance 246

Broj nezavisnih bilansa i stepen slobode Number of independent balances and degree of freedom 247

Osnov i jedinice Basis and units 248

Dijagrami Diagrams 249

Procedura Procedure 249

Inertne komponente Inert components 249

Procesi sa reciklom Processes with recycle 251

Tipovi problema Types of problems 256

6.1.2 Energetski bilans Energy balance 256

6.2 Termika izolacija Thermal insulation 260

6.2.1 Tipovi izolacionih materijala Types of insulation materials 261

6.2.2 Karakteristike izolacionih materijala Charcteristics of insulation materials 262

6.2.3 Ekonomina debljina izolacije Economical thickness of insulation 267

6.3 Merenje energetske efikasnosti Measuring Energy efficiency 268

Energetska efikasnost Energy efficiency 268

Koeficijent korisnog dejstva ciklusa Thermal efficiency 268

Koeficijent korisnosti COP coefficient of performance 269

6.4 Kotlovi Boilers 272

6.4.1 Tipovi kotla Boiler types 272

Bubanjski kotlovi Shell boilers 273

XIX

Strmocevni kotlovi Watertube boilers 274

6.4.2 Goriva Fuels 275

6.4.3 Osnovne komponente kotla Boliers basic components 276

6.4.4 Ureaji neophodni za kontrolu i voenja procesa u kotlu Boiler Fittings and Mountings 276

6.4.5 Tretman kotlovske vode Boilers water treatmen 277

6.4.6 Efikasnost kotlova Boliers efficiency 278

6.4.7 Merenje efikasnosti kotla Measuring boilers efficiency 279

6.4.8 Mogunosti za utedu energije Energy reduction opportunities 281

6.5 Parni sistemi Steam systems 285

6.5.1 Osobine pare Steam properties 286

6.5.2 Komponente parnog sistema Steam system components 288

6.5.3 Mogunosti za utedu Energy reduction possibilities 288

6.6 Ureaji za hlaenje Cooling systems 289

6.6.1 Sistemi sa kompresijom pare Vapour compresion systems 289

6.6.2 Apsorpciono sistemi za hlaenje Absorption cooling system 292

6.7 Klimatizacija Air conditioning 295

6.7.1 Sistemi sa jednom zonom Singlezone system 295

6.7.2 Sistemi sa vie zona Multizone systems 296

6.7.3 Mogunosti za utedu Energy reduction possibilities 298

6.7.4 Ureaji za kondicioniranje jedne prostorije Units for single space conditioning 299

6.8 Toplotne pumpe Heat pumps 299

XX

6.8.1 Toplotni izvori Heat sources 300

6.8.2 Energetska analiza ciklusa toplotne pumpe sa kompresijom pare Energy analysis of vapour compresion heat pump cycle 302

6.9 Komprimovani vazduh Compressed air 304

6.9.1 Izvori gubitaka Sources of losses 305

6.9.2 Mogunosti utede Energy reduction possibilities 305

6.10 Sistemi za osvetljenje Light systems 306

6.10.1 Efikasnost Efficiency 306

6.10.2 Svetlosni izvori Light sources 307

6.10.3 Mogunodti za utedu Energy reduction opportunities 307

6.11 Toplotni razmenjivai Heat exchangers 308

6.11.1 Toplotni bilans u toplotnom razmenjivau Heat balance of heat exchangers 309

6.11.2 Efekisnost toplotnih izmenjivaa Heat exchanger efficiency 309

6.11.3 Mogunosti za utedu Energy reduction opportunities 310

6.12 Suenje Drying 311

6.12.1 Osnovne definicije Basic definitions 311

6.12.2 Vlaga u vlanom materijalu Moisture in wet material 312

6.12.3 Periodi suenja Drying periods 312

6.12.4 Bilans mase Mass balance 314

6.12.5 Bilans energije Energy balance 314

6.12.6 Mere efikasnosti procesa suenja Efficiency of the drying process 315

6.12.7 Mogunosti za utedu energije Energy reduction opprtunities 315

XXI

6.13 Uparavanje Evaporation 316

6.13.1 Jedostepeni upariva Single stage evaporator 316

6.13.2 Viestepeni uparivai Multiple effect evaporation 317

6.14 Energetske rezerve procesa Energy reserves of the process 310

6.14.1 Kompozitna kriva Composite curve 322

6.15 Poboljanje energetske efikasnosti Improving energy efficiency 324

1. Koncept nulte emisije Zero emission concept

Findacevska Emilija Univerzitet Sv. iril i Metodije, Tehnoloko-metalurki fakultet Skopje

Gilev Jadranka Univerzitet Sv. iril i Metodije, Tehnoloko-metalurki fakultet Skopje

Gruji Radoslav Univerzitet u Istonom Sarajevu, Tehnoloki fakultet Zvornik

Midhat Jai Univerzitet u Tuzli, Tehnoloki fakultet Tuzla

Zavargo Zoltan Univerzitet u Novom Sadu, Tehnoloki fakultet Novi Sad

The linear model of development seems not to be sustainable. The results is exhaustion of the natural resources and waste generation. The Zero emission model, like in the nature, predict the circulation of material flows and consequently reduce the emission of material and energy to a minimum, idellay zero. The amount of generated waste is minimum, because almost all flows are used. Besides environmental there are also economic benefit. The import of reources are minimum, local/regional resources are used efficently and new jobs are created.

The problem of waste control and reduction, can be handled by three concept. The first is End-of-Pipe pollution control technologies, the second is Cleaner Production concept and finally the Zero emission concept. Treatment "end of pipe" or control of already generated waste while the Cleaner production involves the treatment of production is needed more efficient use of resources by reducing pollution. The Zero emission concept, however, seems to be the final solution to waste control and reduction. However, the limits of the previous two concept is to be known. In the final Zero emission solution the previous two concepts, especially Cleaner production, cant be omitted.

The Industry with zero emission, industrial clusters, ecio-industrial parks and circular economy are given in the following part of the chapter as the practical impacts/benefits of the Concept.

Dosadanji linerani model razvoja, koji je neminovno vodio iscrpljivanju resursa i nagomilavanja otpada, pokazao se neodrivim. Model Nulte emisije predvia, slino kao u prirodi, kruenje materijalnih tokova i shodno tome minimalnu emisiju materije i energije u okolinu - idealno nula. Koliina generisanog otpada je minimala, jer se takorei sve iskoritava. Koncept, pored ekolokog benefita, ima i ekonomski jer se uvoz resursa smanjuje

2

na minimu uz istovremeni zamah lokalnoj/regionalnoj privredi i otvaranju novih radnih mesta.

Za reavanje problema kontrole i smanjenja otpada, generalno postoje tri koncepta. Prvo je nastao koncept kontrole otpada na kraju cevi (End-of-Pipe pollution control technologies), zatim konvept istije proizvodnje (Cleaner Production concept) I konano koncept nulte emisije (Zero Emissions concept). Koncept kontrole otpada na kraju cevi tretira ve nastali otpad dok koncept istije proizvidnje daje efikasniju upotrebu resursa uz smanjenje zagaenje. Koncept nulte emisije, koji iskoritava i otpadne tokove koje nijeni konceptom istije tehnologije reiti, daje krajnji odgovor na ovo pitanje. Neophodno je, znati domete sva tri koncepta. U konanom reavanju problema Konceptom nulte emisije, prva dva koncepta (pogotovu Koncept istije proizvodnje) imaju mesta.

Koncept Industrije sa nultom emosijom, industrijskog klastera, eko-industrijskog parka kao i cirkularne ekonomije dato je u nastavku kao direktna realizacija/benefit Koncepta nulte emisije u praksi.

1.1. Odrivi razvoj

Sustainable development

Koncept odrivog razvoja se zasniva na definiciji zadovoljenja potreba sadanjih generacija bez ugroavanja mogunosti da i budue generacije zadovolje svoje potrebe. U sutini, ovaj koncept se zasniva na politici koja podstie ekonomski rast, ali isto tako, podstie zadovoljenje potreba ljudi u cilju poboljanja kvaliteta ivota bez osiromaenja ivotne sredine. Ta vizija odrivog razvoja zahtijeva drugaiji stav u pogledu ekonomskog rasta i razvoja, gdje se iznos rasta zamjenjuje kvalitetom rasta. U tom smislu provodi se niz aktivnosti na nacionalnom i meunarodnom nivou, u kojima se pozivaju vlade, lokalne vlasti, preduzea i potroai da definiu i usvoje strategiju za odrivi razvoj.

Odrivi razvoj se moe smatrati progresivnim i uravnoteenim u postizanju odrivosti u ekonomskom razvoju, jaanju socijalne jednakosti i kvaliteta ivotne sredine. Ovaj koncept ima prostornu i vremensku dimenziju da ispuni ranije istaknute poznate ciljeve podjednako u cijelom svijetu, kako za sadanje tako i za budue generacije. Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente (drutvo, ivotna sredina, ekonomija) i smatra se da se odrivi razvoj moe postii kada sve tri komponente istovremeno budu zadovoljene (Slika 1.1). Da se to postigne potrebno je rijeiti veliki broj globalnih i regionalnih problema.

Slika.1.1 Tri komponente odrivog razvoja

Figure 1.1 The three components of sustainable development (Azapagi, 2003)

3

Socijalna odrivost Social Sustainability

U ovom podruju postavlja se pitanje meugeneracijske jednakosti, u kojoj moramo naim potomcima osigurati alate i resurse potrebne za preivljavanje i uivanje u ivotu. Jedna izreka kae: "Mi ne posjedujemo Zemlju, mi samo uvamo nasljedstvo naih unuka". Dakle, moramo nastojati podii ivotni standard kod ljudi, tj. osnovne ivotne potrebe, kao to su ista voda i odgovarajua hrana (Pirages 1994. p. 200). Ostala pitanja u ovom podruju su: okolinska pravda, rast stanovnitva, zdravlje ljudi, kulturne potrebe i osobne preferencije. Ovi elementi imaju veliki uticaj na kvalitet naeg ivota, a ne treba zanemariti ni lake mjerljive ekonomske elemente. Odrivost okoline Environmental Sustainability

Briga o okolini je takoer vrlo vana za odrivost. Prirodni okoli je fiziki kontekst u kojem ivimo. Odrivost zahtjeva da prepoznamo granice nae okoline. Postoje ograniene koliine prirodnih resursa na ovom planetu. Neki od tih resursa, kao to su drvee i divlje ivotinje, su obnovljivi tako dugo dok ih ostavimo dovoljno dugu da se obnove. Ostali resursi, kao to su minerali, obnavljaju se sporo a svaka upotreba iscrpljuje njihove ukupne zalihe. Moramo smanjiti nau potronju svih resursa, obnovljivih i iscrpljivih (neobnovljivih). Drugi kljuni okolinski problem je smanjenje naeg uticaja na globalni ekosistem. Zemlja je kao organizam i moramo ga zadrati u zdravom stanju. Prirodni ekosistemi mogu preivjeti neke uticaje, ali taj uticaj mora biti dovoljno mali, tako da se Zemlja moe oporaviti. U nekim sluajevima postoje odreeni resursi ili elementi ekosistema koji su neophodni za njegovo zdravlje. Zatita zdravlja ekosistema moe ukljuivati zatitu ugroenih vrsta, ouvanje movara, ili zatitu bioloke raznolikosti u cjelini. "Neodrivo stanje" se dogaa kada se prirodna bogatstva (zbir svih prirodnih resursa) koristi bre nego to se mogu obnoviti. Odrivost zahtijeva da se u toku ljudskih aktivnosti prirodni resursi koriste onom brzinom kojom bi se mogli prirodnim putem na novo obnoviti. Koncept odrivog razvoja nerazdvojivo je povezan s konceptom kapaciteta nosivosti. Teoretski, dugorona posljedica degradacije okoline umanjuje sposobnost odravanja ljudskog ivota. Takva degradacija na globalnom nivou mogla bi implicirati izumiranja ovjeanstva. U Tabeli 1.1 prikazana je odrivost u zavisnosti od potronje prirodnih resursa.

Tabela 1.1 Odrivost u zavisnosti od potronje prirodnih resursa Table 1.1 Sustainability in dependence of consumption of natural resources

Potronja obnovljivih izvora Stanje okoline Odrivost

Vie nego to se moe obnoviti prirodnim putem

Degradacija okoline Nije odrivo

Jednako kao to se moe obnoviti prirodnim putem

Okolinska ravnotea Stabilno stanje privrede

Manje nego to se moe obnoviti prirodnim putem

Obnova okoline Okolinska odrivost

Ekonomska odrivost Economic Sustainability

Ekonomija je vana u odrivosti zbog ireg znaenja jer kao drutvena nauka objanjava proizvodnju, distribuciju i potronju dobara i usluga. Razmjena dobara i usluga ima znaajan uticaj na okolinu, budui da okolina slui kao osnovni izvor ulaza sirovina i kao spremite za odbaene robe.

4

Dio odrivosti mijenja nain vrednovanja stvari pri emu treba uzeti u obzir ekonomske gubitke usljed potronje ili degradacije prirodnih resursa, kao i brigu za dugorone uticaje.

Odrivi materijali Sustainable materials

Jedan veliki globalni problem je neujednaena razvijenost. Rasprostranjenost siromatva se moe vidjeti iz injenice da samo 20% svjetske populacije koristi skoro 83% od ukupnih svjetskih prihoda. Postoji jaka veza izmeu siromatva i kvaliteta ivotne sredine, tako to nebriga o okruenju u zemljama u razvoju nastaje kao rezultat siromatva ljudi koji se bore za osnovnu egzistenciju. Sa druge strane, zbog siromatva ak jedna etvrtina svih bolesti koje postoje dolaze iz zemalja u razvoju. Meutim jedan od glavnih razloga ugroavanja ivotne sredine je neodrivi razvoj od strane bogatih, koji ine manje od 12% svjetske populacije, ali troe izmeu 55% i 65% svjetskih resursa. Zahvaljujui ovim i drugim svjetskim problemima u ekologiji, kao to su klimatske promjene i naruavanje biodiverziteta, postoje jasni podaci da je ivotna sredina ozbiljno ugroena. Ovo se dodatno pogorava na lokalnom i regionalnom nivou, to se posebno odnosi na zagaenje vazduha i stvaranje vrstog otpada. Na primjer, svake godine se u Evropi generie oko 2,6 milijardi tona industrijskog, poljoprivrednog otpada i otpada iz domainstva. Da bi se olakalo kretanje ka odrivosti na praktinom nivou, prvo je neophodno da se razjasne uzroci neodrivosti, a onda da se razmotre odrive opcije za otpad i na kraju da se odredi koje od ovih opcija e se realizovati. Pritom se trebaju analizirati problemi koji e doprinijeti usvajanju rjeenja uzimajui u obzir okolinu, razumijevanje uticaja jedne faze ivotnog ciklusa (naprimjer, proizvodnog procesa) na cjelokupan ivotni ciklus, istovremeno ispitujui uticaj ljudskih aktivnosti na ivotnu sredinu od poetka (nabavka sredstava) do kraja aktivnosti (nastanak otpada) (Azapagi, 2003).

Tei se ka odrivoj obradi materijala, tj. trae se naini obrade ili kombinacije razliitih vrsta tretmana, uz mogunost obnavljanja sirovina, u cilju ouvanja prirodnih resursa, odnosno tei se ka potpunom iskoritenju ili recikliranju svih otpadnih materijala koji su koriteni tokom proizvodnje (El-Haggar, 2007).

U svakoj grani industrije neophodno je primijeniti obradu otpadnih materijala, to je u skladu sa propisima za zatitu ivotne sredine. Neke industrije to rade u manjem obimu, kako bi se smanjili trokovi, dok nove grane industrije planiraju obradu otpada kao integralni dio ukupnih trokova proizvodnje. Dodatni trokovi koji nastaju na ovaj nain, moraju ili da se prenesu na potroae ili da se oduzimu od profita firme, to zavisi od trine konkurencije.

Kroz tradicionalnu hijerarhiju upravljanja otpadom, u skladu sa meunarodnim propisima, opasni otpad treba da se obradi prije odlaganja. Obrada podrazumeva pretvaranje tetnog otpada u manje tetni otpad. Drugim rijeima, obrada znai pretvaranje jednog oblika otpada u drugi oblik otpada. Direktni trokovi obrade otpada se poveavaju za cijenu kapitala i opreme (koja obuhvata odravanje, rad i ulaganje u radnu snagu). Ovi direktni trokovi predstavljaju samo dio ukupnih trokova. Ostali indirektni trokovi se ne mogu lako identifikovati i kvantifikovati. Indirektni trokovi su povezani sa negativnim uticajem otpada na ivotnu sredinu, zagaenje vazduha, vode i zemljita.

Otpad i emisije iz proizvodnje su prvobitno predstavljali sirovine i treba ih posmatrati kao sporedne proizvode, a ne kao otpad koji treba pripremiti za ponovnu upotrebu putem reciklae ili ponovne prerade.

U cilju ouvanja prirodnih resursa, potrebno je promijeniti sistem upravljanja otpadom, i kroz primjenu procedura za oporavak materijala omoguiti odrivu obradu. Drugaije reeno, neophodno je postii optimalne rezultate u oporavku materijala i to bez unitavanja ivotne sredine i iscrpljivanja prirodnih resursa. Dakle, tradicionalni tretman

5

moe biti djelimino ili potpuno zamijenjen novim postupkom obrade za odrivo upravljanje otpadom.

Optimalni pristup koji industrija treba da koristi za eliminisanje negativnih uticaja na ivotnu sredinu podrazumijeva puno uvaavanje prednosti i nedostataka svake od tehnika koje se primjenjuju u obradi otpada. Ekonomske indikatore treba odrediti na osnovu analize odnosa trokovi/beneficije, ali svakako u obzir treba uzeti nematerijalne koristi kao to su uticaj na zdravlje, bezbjednost i ivotnu sredinu, ukljuujui i korist po ivotnu sredinu zbog zatite od zagaenja. Sama industrija treba da odredi koje tehnike e tom prilikom primjenjivati. Iako su tehniki parametri (kao to su koliina i kvalitet otpada) kljuni faktori, od izuzetne vanosti su ekonomski, politiki, drutveni i psiholoki faktori.

Da bi se rijeili problemi industrijskog zagaenja, trae se inovativne tehnologije za odrivu obradu, pri emu se primjenjuje nekoliko tehnika za proizvodnju koje manje zagauju kroz:

primjenu sirovina boljeg kvaliteta, smanjenje zagaenja koje potiu od sirovina ili modifikovanje proizvoda,

preusmjeravanje povrataka otpada u proizvodnju ili njihova indirektna primjena kao polu-proizvoda u drugim vrstama industrije,

obrada resursa (ponovna upotreba ili recikliranje) ili spajanje sa drugim industrijskim otpadom za dobijanje korisnih proizvoda,

saglasno propisima o zatiti ivotne sredine, oporavak materijala prema principima odrivog tretmana.

Treba imati u vidu sljedeu injenicu: manji tretman otpada znai nastanak vee tete po ivotnu sredinu. Ako industrija ne obezbijedi obradu otpada, trokovi za nadoknadu ekoloke tete mogu dostii visoke iznose. Zato je za industriju najbolje rjeenje koje omoguava odrivi razvoj, to znai manji ili nikakav uticaj na ivotnu sredinu ili spreavanje iscrpljivanja prirodnih resursa. To se moe realizovati kroz primjenu odrivog tretmana unutar koncepta od sirovine do gotovog proizvoda.

1.2. Koncept nulte emisije i drugi koncepti odrivosti

Zero emission and other sustainable concepts

Rastom industrijske proizvodnje rastao je i problem nastalog otpada. Otpad moemo definisati kao oteen ili neeljan sporedan produkat, suvian material nastao u procesu proizvodnje. Veoma esto, u datom stanju, nema vrednost. Isputanjem u atmosferu moe biti tetan ili toksian. Pod zagaivaem okoline podrazumevamo bilo koje isputanje otpada u okolinu.

Za problem kontrole i smanjivanje otpada nastalih u industriji, generalno postoje tri koncepta. Istorijski, prvo je nastao koncept kontrole otpada na kraju cevi (End-of-Pipe pollution control technologies), zatim konvept istije proizvodnje (Cleaner Production concept) I konano koncept nulte emisije (Zero Emissions concept)-

1.2.1. Koncept Na kraju cijevi

The End of Pipe concept

to se tie zatite ivotne sredine, u tradicionalnom sistemu upravljanja otpadom u svakoj vrsti industrije, posebno je vaan tretman na kraju cijevi ili kontrola ve nastalog otpada. Postoji nekoliko vrsta tehnologija za upravljanje otpadom, a koji tip e se izabrati zavisi od nekoliko faktora, kao to su fiziko stanje (vrsto, gasovito ili teno), koliina, karakteristike, stepen sloenosti otpada, nivo obrade koji je potreban i tako dalje. Tehnologije za obradu otpada obuhvataju: fizike, hemijske i bioloke tretmane. esto se kombinuje nekoliko tehnologija kako bi se postigla vea efikasnost, u smislu ouvanja ivotne sredine i najprihvatljivijeg rjeenje za obradu otpada.

6

Fiziki tretman otpada (The physical treatment of waste). Fiziki procesi za obradu otpada su: sedimentacija i klasifikacija, centrifugiranje, flotacija, filtracija, sorpcija, isparavanje i destilacija, procesi membranske filtracije i tako dalje. Procesi, koji se posebno primjenjuju na opasni teni otpad, obuhvataju razdvajanja suspendovanih vrstih estica ili koloidnih estica dobijenih poslije procesa filtracije. Vrsta tehnologije koji e se primijeniti zavisi od vrste i koncentracije vrstih estica suspendovanih u tenoj fazi. Fiziki procesi se primjenjuju za izdvajanje vrstog iz tenog otpada, za njegovo smanjenje, prikupljanje i pripremu za dalju obradu. Prvo je potrebno provesti fiziko odvajanje vrstog otpada od otpadnih voda radi smanja trokova tokom dalje obrade. Tom prilikom treba teiti ka smanjenju zapremine i poveanju koncentracije otpada. U cilju optimizacije tretmana otpada i njegovog odlaganja, fiziki tretman se uglavnom koristi u kombinaciji sa drugim tehnologijama obrade.

Hemijski tretman otpada (Chemical treatment of waste). Primjena hemijskih reakcija, koje obuhvataju transformaciju tetnog otpada u manje tetnan ili potpuno bezbjedan otpad po ivotnu sredinu, predstavlja hemijski tretman otpada. Neutralizacija, taloenje, koagulacija, flokulacija, oksidacija, redukcija i slino se ubrajaju u hemijske procese koji se primjenjuju za upravljanje otpadom. Hemijski postupci obrade imaju prednost zbog smanjenja zapremine otpada i pruanja mogunosti da se resursi obnove na bazi otpadnih materija iz industrije. Ovaj tretman omoguava obnovu resursa, proizvodnju korisnih sporednih proizvoda i ekoloki prihvatljivih rezidua. Posebno se koristi za tretman opasnog otpada koji se ne obrauje prije odlaganja. To se odnosi i na teni otpad, osim ako nije obraen prije deponovanja, u cilju njegovog konzervisanja u neopasni otpad, pretvarajui ga u vrsto ili poluvrsto stanje, i prevodei ga u komponente otpada koje su hemijski stabilnije i manje pokretne nakon deponovanja.

Bioloki tretman otpada (Biological treatment of waste). Bioloki tretman se primjenjuje za obradu tenog ili vrstog otpada, kao to je komunalni otpad, kontaminirano zemljite i sl. S obzirom na prisustvo kiseonika, bioloki tretmani se dijele na aerobne i anaerobne procese. U aerobnim procesima, u prisustvu kiseonika, organska materija se razgrauje pomou bakterija koje rastu i razmnoavaju se. U anaerobnim procesima se koriste anaerobne bakterije koje razgrauju organsku materiju bez kiseonika. Aerobni procesi se koriste za obradu industrijskog i komunalnog otpada. Anaerobni procesi se koriste za obradu koncentrisanog organskog otpada ili za obradu organskog mulja. Primjena anerobnih bakterija je tehnologije koja se vie primjenjuju na obradu sloenog toksinog organskog otpada, koji se koristi kao rastvara kontaminiranih podzemnih voda. Aerobne bakterije se uglavnom koriste za tretman kontaminiranog zemljita i mulja od nafte. 1.2.2. Koncept istije proizvodnje

Cleaner production

Pojam ista/istija proizvodnja je nastao u trenutku kada se proizvodnja poela posmatrati iz ugla odrivosti materijala. U osnovi ovaj pojam oznaava primjenu istih tretmana (obrade) u proizvodnji i zatiti ivotne sredine, pri emu je potrebno efikasnije korienje resursa i smanjenje zagaenja ivotne sredine. Na ovaj nain se moe uticati na poboljanje zdravlja ljudi i ukupnog nivoa zatite. Svrha ovog vida proizvodnje se odnosi na poveanje ekonomskog profita i stvaranej boljeg okruenja. Glavni pravci iste proizvodnje su prikazani na Slici 1.2. ista proizvodnja podrazumeva domainsko voenje proizvodnje, izmjenu procesa u proizvodnji, eko-dizajn proizvoda, ie tehnologije i tako dalje. Godine 1997 Ujedinjene nacije su istu proizvodnju definisale kao, stalnu primjenu integrisane preventivne ekoloke strategije za procese, proizvode i odravanje sa ciljem poboljanja energetske efikasnosti i smanjenja rizika za ovjeanstvo i ivotnu sredinu.

ista proizvodnja je preventivna procedura za upravljanje zatitom ivotne sredine, koja je naslonjena na brzinu ekonomskog rasta zasnovanog na principu odrivosti. Ovom prilikom se moe rei da ona predstavlja win-win strategiju, jer titi ivotnu sredinu, tedi

7

prirodne resurse, poboljava efikasnost industrijske proizvodnje i profitabilnost, te utie na poveanje imida kompanija i konkurentnost na tritu. ista proizvodnja je posebno usmjerena na ouvanje prirodnih resursa kao to su voda, energije i sirovina, to prevazilazi tretman na kraju cijevi. Ovaj tretman ukljuuje i pregled proizvoda, procesa i odravanje u smislu odrivog razvoja. Ovi novi proizvodni procesi, osim ouvanja sirovina i energije podrazumijeva i iskljuenjeiz upotrebe toksinih sirovina, smanjenje koliine i toksinosti svih emisija i otpada prije nego su odvojeni od proizvodnog procesa. ista proizvodnja se postie kroz primjenu poboljanih tehnologija i kroz promjenu parametara postojeih tehnologija. Konceptualne i proceduralne prednosti proizvodnje se odnose na smanjenje rizika po ljude i ivotnu sredinu. istu proizvodnju karakterie smanjenje trokova proizvodnje, to utie na poboljanje efikasnosti procesa. to se tie potrebnih investicija, kljuna razlika u odnosu na tretman na kraju cijevi je u potrebi dodatnih investicija. I dalje treba da se pravi razlika izmeu tehnologije i procesa. Proces moe da bude ist bez promjene procesne opreme (bez dodavanja novih komponenti), odnosno sa promjenom naina rukovoenja procesom, kroz realizaciju

Slika 1.2. Opti ciljevi iste proizvodnje Figure 1.2 The overall objectives of clean production (www.global-enviro.com.au/images/cleanprod.gif)

poboljanja sistema organizacije. ista proizvodnje moe, ali i ne mora, da sadri iste tehnologije. Ulaganje u istu proizvodnju kroz primjenu istih tehnologija je lake za definisanje ulaganja u odnosu na ostatak proizvodnje. Fokus tehnologija iste proizvodnje (otpad, potronja, proizvodi i usluge, distribucija, nabavka sirovina i proizvodnja) je prikazan na Slici 1.3. ista proizvodnja dovodi do smanjenja neistoe i otpada, kao i smanjenja koliine neobnovljivih ili tetnih ulaznih komponenti.

8

Slika 1.3. Fokus tehnologija iste proizvodnje Figure 1.3. The focus of clean production technology,

( www.gec.jp/CP_DATA/english/processCPe2.gif)

Izmeu iste proizvodnju i koncepta Na kraju cjevi postoji znaajna razlika. Koncept Na kraju cjevi odnosi se na kontrolu nastalog otpada. Koncentrisan je na odreeni vremenski period, odreene trokove i odreenu odrivost. Kontrola zagaenja slijedi pravilo reaguj i tretiraj, dok se ista proizvodnja zasnova na pravilu prevencija je bolja od djelovanja. ista proizvodnja je fokusirana na sljedee:

dobro planiranje proizvodnje, uvoenje promjena u proces: dobra procesna kontrola, promjena opreme,

promjena u tehnologiji, promjena sirovina, uvoenje promjena kod gotovih proizvoda i uvoenje recikliranja: interno, eksterno (korienje nus-proizvoda). Dobro planiranje proizvodnje. Razumijevanje dobre prakse rada, to podrazumijeva

smanjenje emisije i otpada, kao i ouvanje prirodnih resursa kroz optimizaciju procesa i otklanjanja greaka, spreavanje da se predoziraju komponente koje dovode do neeljenih trokova. To se moe realizovati kroz uputstva za proizvodnju, uvanje, skladitenje i rukovanje materijalima. Nekoliko osnovnih uputstava, koji treba da budu uzeti u obzir:

proizvodnja minimalne koliine otpada i emisije tetnih gasova kroz otklanjanje greka na svim proizvodnim linijama. Paljivo zatvaranje svih rezervoara za skladitenje materijala kada se ne koriste.

smanjenje gubitaka ulaznih materijala kroz njihovu potpunu preradu i pravilno skladitenje.

obuka zaposlenih i stimulisanje za stalno smanjenje koliine nastalog otpada. razdvajanje opasnog i neopasnog otpada u cilju smanjenja zapremine opasnog

otpada. Dobra procesna kontrola. Dobre prakse omoguavaju efikasno i efektivno

planiranje i regulisanje procesa. One pruaju optimalne uslove za preradu, uz paljivo troenje sredstava, proizvodnju i stvaranje otpada. Uslovi proizvodnje (, pritisak, sadraj vode, vrijeme) se mogu stalno mjeriti, pratiti i regulisati u optimalnim granicama. Dobra kontrola parametara implicira utedu energije, vode i sirovina, to vodi prema poveanju efikasnosti industrijskog procesa uz malu emisiju i minimalno stvaranje otpada.

Promjena opreme. Ova tehnika ukljuuje izmjenu postojee opreme, koja utie na poboljanje procesa, korienja sirovina, vode ili energije i smanjenje emisije u ivotnu sredinu. Na primjer, zamjena mazuta u proizvodnji industrijske energije sa prirodnim gasom prua ekonomsku i ekoloku korist. U sastavu industrijskog tenog goriva (mazuta) nalazi se

9

visok procenat sumpora, tekih metala i neistoa. Iz sumpora nastaju sumporni oksidi, dok teki metali stvaraju metalne okside, koji mogu biti opasni po zdravlje ovjeka. Iz mazuta kod visokih temperatura nastaju azotni oksidi, koji su tetni za ivotnu sredinu. Pored toga, ovo gorivo ima nizak stepen iskoritenja i visok procenat ugljovodonika koji se izdvajaju. Prirodni gas ne sadri (ili sadri malu koliinu) simpora, tekih metala i neistoa koje emituju nizak nivo azotnih oksida ili ugljenikovih oksida. Upotreba prirodnog gasa smanjuje zagaenje i poveava efikasnost iskoritenja.

Promjena tehnologije. Promjena tehnologije je orjentisana ka izmjeni procesa u pravcu smanjenja sirovina, vode, energije, a time i emisije i otpada. Promjene u tehnologiji podrazumijevaju zamjenu postojeih procesa sa novim procesima koji zahtijevaju manje energije, a omoguavaju poveanje efikasnosti. Na primjer, cement se proizvodi mijeanjem gline i pijeska sa drugim aditivima u suvom ili vlanom procesu, pri emu se kod primjene suve tehnologija koristi manje energije. Da bi se dobio gotovi proizvod, tokom mokrog procesa treba ispariti vodu nakon postupka mijeanja, to zahtijeva potronju velike koliine energije. Suvi proces zahtijeva utroak manje koliine energije i omoguava manju emisiju zagaujuih materija. Meutim, izmjena tehnologija je posljednja opcija koja se nudi u istoj proizvodnji.

Pozitivni efekti iste proizvodnje (The positive effects of clean production). ista proizvodnja moe dovesti do smanjenja operativnih trokova, poveanja profitabilnosti i bezbjednosti na radu i do smanjenja negativnog uticaja proizvodnje na ivotnu sredinu. Tom prilikom reijski trokovi se stalno smanjuju na minimalnu vrijednost ili proizvodnja tee bez kapitalnih trokova sa kratkim periodom za povrat uloenih sredstava.

ista proizvodnja je korisna za biznis i industriju zbog: smanjenja trokova nabavke sirovina, smanjenja trokova za odlaganje otpada, smanjenja trokova za obezbjeenje zdrave ivotne sredine, unapreenja odnosa sa javnou/poveanje imida preduzea, unapreenja performansi preduzea, poboljanja konkurentnosti na regionalnom i meunarodnom tritu i olakanja primjena propisa o zatiti ivotne sredine. ista proizvodnja, isto tako, pomae kod rijeavanja ozbiljnih rastuih problema kao

to su: zagaenje vode i vazduha, oteenje ozonskog omotaa, globalno zagrijavanje, vrsti i teni otpad, smanjenje resursa, zakiseljavanje ivotne sredine i smanjenje biodiverziteta.

Realizacija koncepta iste proizvodnje (Clean production solutions). Za uspjeno provoenje koncepta iste proizvodnje (realizacija programa za ponovnu upotrebu ili recikliranje neiskorienih roba i korienje otpada) u industriji je potrebno provesti sveobuhvatnu edukaciju zaposlenih. Pri tom je potrebno napraviti detaljnu kvantitativnu analizu koliine i vrste otpada nastalog i odloenog u toku godine dana.

U novim industrijama, koje koriste otpad iz prethodnih grana industrije, koriste se odreeni aditivi koji se dodaju radi postizanja odgovarjueg kvaliteta proizvoda. Bez obzira na to, kvalitet i kvantitet nastalog otpada varira u zavisnosti od naina voenja industrijskih procesa. Da bi se ovi nedostaci prevazili, potrebno je uspostaviti stroije uslove za izdavanje dozvola, licenci i podrke industrijskim pogonima. U principu, novootvoreni industrijski objekati imaju dugorona rjeenja za industrijski otpad u pogledu zatite ivotne sredine. Tretman otpada, radi bezbjednog odlaganja, esto moe da kota vie od izgradnje potpuno novih industrijskih kapaciteta koji e otpad iz prethodne industrije koristiti kao vlastitu sirovinu. Ovakav nain planiranja i rada vodi ka ekonomskoj stabilnosti zajednice.

10

1.2.3. Koncept nulta emisija Zero emission concept

Koncept istije proizvodn ije, oigledno predstavlja napredak u odnosu na koncept na kraju cevi, jer ima za cilj smanjivanje nastajanje otpada. Meutim, i nakon primene koncepta istije proizvodnje, postoke itav niz procesa sa izlaznim materijalnim tokovima koji ne predstavljaju proizvod. Ako se ovi tokovi ne nau primenu neminovno predstavljaju otpad. Kombinacija koncepta istije proizvodnje i koncepta kontrole otpada na kraju cevi takoe ne reava problem. Primena koncepta nulte emisije vrimo konverziju i upotreba izlaznih materijala kao ulaza za druge procese. Ovo moe biti u okviru inste industrije ili povezano sa drugom industrijom pa ak i regionom. Cilj je kruni tok materija, koja je za neki proces otpad izlazni neupotrebljiv materijalni tok a za drugi proces korisna sirovina.

Cilj koncepta je maksimalna produktivnost resursa i poveanje eko-efikasnosti uz istovremeno eliminacije otpada ili zagaenja. Pod eko-efikasnou podrazumevamo ekonomsku efikasnost koja ima pozitivne benefite sa stanovita zatite ivotne sredine (Tapas, 2005).Oba koncepta, koncept istije proizvodnje koncept nulte emisije imaju za cilj efikasnost, kako sa stanovita zatite ivotne sredine tako sa ekonomskog. Kod koncepta istije proizvodnji prvestvenmi cilj je efikasnost sa stanovita ivotne sredine a zatim ekonomski benefit, dok je kod koncepta nulte emisije cilj ekonomski benefit uz pozitivne efekte na ivotnu sredinu. ini se da je koncept nulte emisije krajnji odgovor na problem otpada.

Uspenu realizaciju koncepta nulte emisije zahteva industrija visoke efikasnosti i maksimalno iskorienje resursa uz smanjivanje ili potpunu eliminaciju otpada i zagaivaa. Pored industrije visokih performansi, koja minimizuje nastajanje otpada neophodno je i prelazak industrije proizvodnje sa konvencionalnog linearnog na cirkularni model. Kod konvencionalne linearne industrijske proizvodnje, sirovine zavravaju na kraju procesa kao otpad. Kod cirkularnog modela, izlazni otpadni tokovi koriste se za druge procese ili industriju. Idealno, svi materijalni tokovi krue i ne proizvodi se otpad. Industrija I drutvo u celini treba da funkcionie kao prirodni ekoloki sistem, koji kad je u ravnotei ne proizvodi otpad.

Sa ekoloke take ovo se ini, koncept nulte emisije predstavlja krajnje reenje za ukanjanje otpada kako na globalnom tako i na lokalnom nivou. Potpuno iskorienje sirovina uz korienje obnovljivih izvora daju nadu u prelazak na odrivo korienje resursa nae planete.

Sa stanovita ekonomije, ovo takoe ima pozitivan efekat. Ovo znai veu konkurentnost i efikasnost a ujedno i zamah lokalnoj privredni. Vie korienje lokalnih resursa znai i nova radna mesta. Treba rei, da pored korienja otpada kao resursa za druge proizvode moe da se koristi i kao energetska Pri realizaciji koncepta nulte emisije, kao zaokruene celine tok materije, razlikujemo vie nivoa sistema (Tapas, 2005).

1. Mali sistemi Ovo moe da predstavlja jednu fabriku ili malu farmu. Zatvoreni su I

marterijalni i energetski tokova.Ovo se pre svega moe ostvariti u poljoprivredi I prehrambenoj industriji, gde se otpadni tokovi mogu koristi i kao energenti. 2. Veliki sistemi

Vrlo esto da bi se materijalni i energetski tokovi zaokruili neophodno je da vie industrija formijau klastere. U krunom toku, otpadni I sporedni tokovi jedne industrije korisate kao sirovina za druge. Mogue je u ovakvim sistemima zaokruiti I energetske tokove. 3. Regionalni sistemi

Ceo koncept realizuje se na regionalnom nivou. U cilju realizacije koncepta neophodno je odrivo regionalno planiranje kao i ukljuivanje drutva u celini.

11

Proizvodi na biosonovi Biobased products

Jedan od vanih elemenata pri realizacji koncepta nulte emisije su proizvodi na bio osnovi. Proizvodi na bio osnvi doprinose jaanju odrivosti prirodnih resursa i imaju pozitivan ekonomski efekat. Sa stanovita zatite ivotne sredine dobijanje proizvoda na bio osnovi mogu biti mnogo prihvatljivije od analognih procesa petrohemijske industrije. Ovo znai i velike mogunosti za razvoj ruralnih podruja. Dobijanje proizvoda na bio osnovi ostvarili bi se u biorafinerijama to bi predstavljalo pribliavanje procesa u prirodi. Prema definiciji NREL (US National Renewable Energy Laboratory) Biorafinerija predstavlja ureaj koji integrie process konverzije biomase I ureaje u cilju proizvodnje goriva, energije i hemikalija (Gravitis, 2007).

Zamenom rafinerija na bazi nafte sa biorafinerijom namee dopunu dosadanjeg 3R pristupa (Reduce - smanji, Reuse - ponovno upotrebi, Recycle - recikliraj) sa 4R pristupom (Replace - zameni, Reduce - smanji, Reuse - ponovno upotrebi, Recycle - recikliraj).

Biotehnoloke nauke, u kombinaciji sa sadanjim procesnim tehnikama I onima koje su u razvoju, mogu postati osnova za stvaranje irokog spektra industrijskih proizvoda iz obnovljivih biljnih resursa. Ovi industrijski proizvodi sa biolokom osnovom ukljuuju tena goriva, hemikalije, maziva, plastine mase, graevinski materijal itd. Proizvodi zasnovani na bio osnovi su ekoloki prihvatljiviji, nego to je to sluaj sa proizvodima dobijenim na bazi nafte, zato to bio osnova u sebi sadri mnogo manje tetnih supstanci po ivotnu sredinu. Kao obnovljivi izvor energije, biomasa ne doprinosi emisiji ugljen-dioksida u atmosferu, kao to je to sluaj sa fosilnim gorivima. Industrijske proizvode na bazi nafte postepeno zamenjuju proizvodi sa bio osnovom.

Postojei proizvodni sistemi i upravljanje njima bazirano je na korienju fosilnih resursa, koji se na tritu svrstavaju u neobnovljive izvore energije. Ogranienja u dostupnosti fosilnih resursa i prirodne katastrofe izazvane njihovom upotrebom naglaavaju potrebu za zamenom ovih resursa obnovljivim izvorima energije. Koncept nulte emisije, sa tehnologijom koja u osnovi ima biomasu i integrisana je u industrijskei klastere, omoguava novo upravljanje proizvodnjom u cilju odrivog razvoja.

Osnovni korak u radu biorafinerije je da odvaja biljni proizvod, lignocelulozu u gradivne blokove: fenole i eere. Proizvodi biorafinerija predstavljju dodatnu vrednost postojeim proizvodima, a kreu se od osnovnih sastojaka hrane do sloenih lekova, kao i od jednostavnih graevinskih materijala do sloenih industrijskih materijala. Strategija zamene naftnih derivata hemikalijama iz biomase neophodne su u integraciji industrije u klastere nulte emisije. Ekonomska korist od biorafinerija je znaajna. Potvren je napredak novih i konvencionalnih tehnologija u razvoju koncepta biorafinerija, kao to su eksplozija pare, piroliza, itd. Primena koncepta nulte emisije u prehrambenoj industriji moe da eliminie trokove tretiranja i odlaganja otpada, pa ak i da utie na cene sirovina ili usluga. Neki od ovih razloga su velike prednosti nulte emisije, ukljuujui sistem efikasnijeg korienja ljudskih i fizikih resursa. Industrija sa nultom emisijom Zero emissions industries

Pod industrijom sa nultom emisijom podrazumevamo industriju bez otpada odnosno bez isputanja u okolinu bilo koje emisije. U ovakvom proizvodnom sistemu (Slika 1.4) generee se i isputa u okolinu minimum otpada idealno nula. Kod ovakve industrije jedini ulaz su sirovine pomou kojih se dobijaju vredni proizvodi i energije. Jedini izlazi su produkti I sporedni proizvodi koji predsttavljaju sirovinu za drugi proces/ureaj ili industriju. Otpad ili sporedni proizvod, generisan tokom procesa se rekuperira pomou raznih tehnologija.

12

Slika 1.4 Pojednostavljeni ematski prikaz Koncepta nulte emisije

Figure 1.4 Simplified schematic presentation of Zero emission concept (http://www.ebara.co.jp/en/zeroemission/)

Cilj je dobijanja industrijskog procesa koji ne generie otpad. U sluajevima kada se

problem otpada ne moe reiti u okviru jedne industrije, razvija se tehnologija koja omoguava korienje otpada jedne industrije kao ulazne sirovine u drugoj industriji.

Industrija ekologija ima za cilj projektovanje i rad industrije kao ivog sistema povezanog sa prirodnim sistemom. U vezi s tim vano je istai pojam industrijski metabolizam. Ovo predstavlja analogiju sa metabolzmom biosfere, koja predstavlja takorei idealni reciklirajui sistem. Dok komponente biosfere imaju sposobnost bioloke regeneracije, ovo nije uvek sluaj industrijskih sistema, prvenstveno zbog korienja fosilnih goriva, koji nemaju sposobnst regeneracije u okviru sistema. Iz tog razloga bitan elemenat industrijske ekologije je projektovanje tokom ivotnog veka proizvoda i procesa.

13

Eko-industrijski park Eco-industrial Park

Eko-industrijski park predstavlja zajednicu proizvodnje i usluge koja tei poboljanim ekolokim i ekonomskim performansama to se postie saradnjom u upravljanju okolinom i resursim ukljuujui energiju, vodu i materijala (Lowe and Warren, 1996). Ono to je bitno, da ovakva zajednica ima vee benefite nego suma benefita kompanija kada bi svaka radila za sebe. Saradnja na pomenutim osnovama daje zbirno vei benefit. Metodologija koncepta nulte emisije Zero Emissions Methodology

U cilju uspene realizacije koncepta nulte emisije u procesu proizvodnje, korisno je pridravati se sledeeg sistematskog posrupka:

Analiza toka materije Treba utvrditi da li su svi materijalni inputi nalaze u konanom proizvodu.

Odsustvo otpada znai da se svi materijalni inputi nalaze u konanom proizvodu. Mora se rei da je mali broj industrija gde je ovo sluaj. Jedna od retkih je industrija cementa.

Ako se prolaz materija nije totalan tada treba ispitati da li dobijeni proizvod moe lako da se reintegrie u ekosistem bez dodatnih trokova za procesiranje, energetskih ili transportnih trokova. Ovo je retko sluaj. Kod veine industrije koncept nulte emisije se ne moe postii unilateralno.

Inventar ulaza I izlaza U sluaju nastajanja otpada treba izvriti procenu svih ulaza i izlaza kao i inventar

otpada. Ovako dobijeni podaci daju pregled resursa i potreba kompanije, to e sluiti kao osnov za modifikaciju procesa u cilju postizanja nulte emisije.

Analiza Industrijskog metabolzima proizvoda (ulaza, upotrebe materijala, oekivanog ivotnog veka) treba da pomogne odreivanje puta koji ima najmanji uticaj na okolinu.

Konana postupak se kompletira odreivanjem najefikasnijeg naina za ponovnu upotrebu izlaznog toka kao i odreivanje industrije koja bi mogla da koristi otpade kao sirovinu.

Materijalni i energetski bilansi se takoe rade u ovom koraku. Kao to je cilj minimizacija otpada tako je cilj i minimalna emisija energije u okolinu. Izgradnja industrijskog klastera Developing industrial cluster Tamo gde se nulte emisije ne moe ostvariti u okviru date industrije, namee se potreba uspostavljanja industrijskih klastera. Rezultati analize ulaza-izlaza daju odgovor na pitanje koje industrije treba ukljuiti u klaster, odnosno povezivanje industrije koje stvaraju otpad i industrije koje mogu koristiti ove otpade kao ulazne inpute.

Treba izgraditi efikasne klastere, to namee inovativna reenja, gde su mogue veze izmeu naizgled nesrodnih industrija. Pri traenju industrijskog klaster partnera najvaniji podaci su svakako vrste i koliine otpada. Geografska lokacija budueg potencijalnog partnera takoe je vana i moe biti kljuni faktor pri optimizaciji razmene otpada.

Primer 1.1 Industrijski klaster Kalundborg, Danska (Grann, 1994). Ovaj integrisani sistem razvijao se od 1970. godine. Centralno postrojenje u ovom industrijskom klasteru predstavlja lokalna elektrana koja proizvodi viak pare. Viak pare koristi loakalna rafinerija Statoil (uteda od 19.000 tona nafte godinje). U Statoil rafineriji uklanja se viak fosfora uklanja se iz gasa, koji se koristi u elektrani kao zamena uglja (uteda od 30.000 tona uglja godinje). Uklonjeni fosfor koristi se kao sirovina u fabrici za proizvodnju sumporne kiseline. Elektrana vri desulfurizaciju dimnih gasova u procesu u kojem se dobija

14

kalcijum sulfat, koji koristi Gyproc kompanija za proizvodnju zidnih ploa. Ova kompanija za svoje energetske potrebe koristi viak gasa iz Statoil rafinerije. Otpadna voda iz Statoil rafinerije se odvodi u Elektranu, gde se preiava I koristi kao napojna voda I kao voda za ienje ureaja. Otpadna toplota iz elektrane koristi lokalni ribnjak koji proizvodi 250 tona ribe godinje. Mulj iz ribnjaka I biotehnolokog postrojenja se koristi ubrivo. Konano pepeo I klinker iz Elektrane se prodaje I koristi se u cementarama i za izgradnju puteva.

Razvoj konverzionih tehnologija Develop conversion technologies

Najlaki nain povezivanja industrijskih klastera je posredstvom jednostavne, direktne izmene otpada.

Sledei najlaki put je razvoj intermedijarnog procesa koji e prihvatiti postojeu otpadnu struju, konvertovati je u korisnu formu, i proslediti je industriji kojoj je potrebna. Projektovani otpad Designer Wastes

Korienje konverzionih tehnologija se moe izbei projektovanjem procesa da das eljeni projektovani otpad, koji je pogodan za datu industriju. Tako se na primer u pivarama za pranje boca moe koristiti srestvo na bazi eera. Prednost ovog sredstva to se nakon korienja moe direktno pustiti u vodene tokove (Tapas, 2005). Ogranienja Constraints

Koncept nulte emisije ima svakako i svoja ogranienja. Prvo, nemogue je u potpunosti eliminisati otpad, nego ga ovim pritupom svesti na minimum. Ostvarivanje industrijskih klastera omoguava maksimano iskorienja resursa, Umreavanjem tokova, meutim, ima i cenu: ovakav siste je krut i nefleksibilan. 1.3. Cirkularna ekonomija

Circular economy

Cirkularna ekonomija se bazira na konceptu nulte emisije. Kao i kocept nulte emisije i cirkularna ekonomija predstavlja pomak od ekonomije bazirane na linearnom modelu industrije, koja uvozi sirovine i generie otpad, ka cirkularnoj ekonomiji. Cirkularna ekonomija bazira se na korienju regionalnih materijalnih i energetskih resursa. Inovativnim tehnologijama koriste se domae sirovina i otpadni tokovi. Na ovaj nain jedna jedina kompanija postaje izvor za itav niz usluga: skupljanje, transport i prerada otpada i materijala u energente ili sirovine za druge industrije. Pare poreznih obveznika kod ovake ekonomije, maksimalno ostaju u datoj zemlji, jer se potreba za uvozom minimizuje. Otpad se prepoznaje kao korisna sirovina i lokalnu krui u duhu cirkularne ekonomije. Materijalni i energetski tokovi se optimizuju to vodi ka optimalnom iskorienju materijala i minimalnoj energetskoj potronji. Cirkularna ekonomija ima i pozitivan efekat sa stanovita zatite ivotne sredine, vodi ka ublaavanju klimatskih promena, minimizira problem skladitenje otpada, smanjuje pritisak na neobnovljive izvore energije i konano smanjuje energetsku i sirovinsku zavisnost. Za realizaciju koncepta Cirkularne ekonomije nisu dovoljne samo tehniko-tehnoloki preduslovi. Neophodni su odgovarajui socijalni, kulturni, finansijski, pravni. Instucionalni i politiki okviri. Imajui nabrojane parametre, potpuno istovetna reenja nisu primenljiva u svim zemljama.

15

Neophodna je analiza potreba i resursa odgovarajue regije i izvriti optimalno upravljanje materijalnim tokovima i cilju maksimalnog iskorienja lokalnih resursa i otpadnih tokova. Sistemski prilaz zadatom cilju, uz minimalna ulaganja, strateki je cilj. Treninzi i obuke su sastavni deo programu pri realizacije koncepta Cirkularne ekonomije.

Nekoliko modela Cirkularne ekonomije sa malim razlikama primjenjuje se u mnogim zemljama. Jedan od modela je definisan 1996 godine u dokumentu Njemake savezne vlade kao reciklana ekonomija (RE). Poslije kratkog vremena, Japanska vlada je osnovala program za postizanje koncepta RE kroz implementaciju dobrog dizajna proizvoda i sveobuhvatni oporavak resursa. Cirkularna ekonomija (CE) je inicijativa koju je dala kineska vlada.

Slikoviti prikaz razlike izmeu Linerane i cirkularne ekonomije dat je na Slici 1.5, dok je na Slici 1.6 dat je prikaz tokova materije.

Slika 1.5. Prelaz iz linearne u cirkularnu ekonomiju (privredu) Figure 1.5. The transition from linear to circular economy (the economy)

(http://www.ubuonline.co.uk/ecoversity/content/695163/cradle_to_cradle/) Njemaka vlada je 1996 godine usvojila novi zakon o reciklai i nekoliko ekonomskih

zakona, koji omoguavaju da se recuklaa provode kroz zatvoreni ciklus. Ovi zakoni obuhvataju ivotni ciklus proizvoda, potronju, oporavak ili raspolaganje u cilju minimiziranja koliine generisanog otpada u proizvodnim procesima i podsticanje dizajniranja proizvoda, koji se lako moe ponovo upotrebiti ili reciklirati u skladu sa principom posljedina odgovornost proizvoaa i potroaa.

U tom smislu, strategija za spreavanje generisanja otpada i reciklau je ekonomska kima nemakog zakona o reciklai. Nemaka je pokrenula brojne projekte podrke sprovoenju ekonomskih zakona o reciklai. Nemaki instituti i konsultantske firme podravaju implementaciju propisa i daju uputstva o primjeni istije proizvodnje, analize ivotnog ciklusa proizvoda i dizajn alata za zatitu ivotne sredine u industrijskim sektorima.

16

Slika 1.6. Cirkularni dijagram toka Figure 1.6 Circular flow diagram

(www.wiki.ubc.ca/images/6/65/Circular_Flow_Simple.jpg) Prema podacima Japanske agencije za ivotnu sredinu, Japan godinje troi 1950

miliona tona prirodnih resursa i uvozi 700 miliona tona sirovina. Istovremeno godinje se generie 450 miliona otpada (industrijski i komunalni). Preko 60% otpada se spaljuje ili odlae. Trenutne procjene predviaju da e preostali kapaciteti deponija biti iscrpljen do 2007. Kao rezultat toga, Japanska vlada je usvojila sveobuhvatan program za podsticanje ekonomije recikliranja kroz seriju zakona; kao osnovni zakon za podsticanje stvaranja drutva orijentisanog ka reciklai i promovisanje efikasnog korienja recikliranih resursa. Osnovni zakoni za reciklau i podzakonski akti su usvojeni sa ciljem da podre zakon o reciklai kao zakon za promociju selektivnog prikupljanja i reciklau ambalanog materijala (2000), koja predstavlja vie od 25% od ukupnog otpada.

Vlada Kine je predstavila cirkularnu ekonomiju kao rezultat pritisaka od strane meunarodne zajednice da sprovede odrivi razvoj, kao i detaljan pristup odrivom razvoju, koji su trajali vie od jedne decenije. Prema Odboru za zatitu ivotne sredine i resursa, Kina je izabrala cirkularnu ekonomiju kao glavno sredstvo u borbi protiv degradacije ivotne sredine i primjene odrivog razvoja, ali razvoj privrede i dalje ima snanu pravnu pomo, zbog ega je neophodno da se provede privremeni zakon i da se pomogne izgradnja drutva sa razvijenom svijesti za recikliranje materijala (E1-Haggar, 2007).

Na Slici 1.7. je predstavljen cirkularni dijagram koji postoji na regionalnom nivou (izmeu vlade, preduzea i domainstva) i na globalnom nivou.

17

Slika 1.7. Cirkularni dijagram plaanja

Figure 1.7 Circular diagram of payments (www.wps.prenhall.com/.../chapter17/fg05_00100.gif)

1.4. Pitanja

Quastions

1. ta se podrazumeva pod odrivim razvojem? 2. Koje komponente sainjavaju odrivi razvoj? 3. ta misli zato je vana socijalna odrivost? 4. ta su odrivi materijali? 5. Objasnite razliku izmeu tradicionalnih postupaka obrade i odrivih postupaka

obrade otpada! 6. Direktni i indirektni trokovi obrade otpada? 7. Objasnite tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih inovativnih

tehnologija za odrivi tretman! 8. Objasnite pojam na kraju cijevi i tehnologije koje ovaj tretman otpada obuhvata! 9. Definiite povoljne aspekte za poslovanje i industriju iste proizvodnje! 10. Na emu se zasniva ista proizvodnja? 11. Razlika izmeu koncepta "na kraju cevi" i koncepta "istija proizvodnja"! 12. Objasnite koncept nulte emisije! 13. Razlika izmeu koncepta nulte emisije i ostala dva kocepta!

18

14. Da li primena koncepta nulte emisije iskljuuje prethodna dva koncepta? 15. ta je Eko-industrijski park? 16. Kako se u praksi moe realizovati kocept nulte emisije? 17. Naglasite potencijalne aspekte koncepta cirkularne ekonomije!

19

1.5. Pitanja/Odgovori Questions/Answers

2. Koje komponente sainjavaju odrivi razvoj? Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente (drutvo, ivotna sredina i ekonomija), a ciljevi odrivog razvoja se mogu postii ako su zadovoljene sve tri komponente istovremeno.

7. Objasnite tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih inovativnih tehnologija za odrivi tretman! Postoje sljedee tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih inovativnih tehnologija odrivog razvoja: upotreba sirovina boljeg kvaliteta, smanjenje zagaenja koje dolazi iz sirovina i

modifikacija proizvoda, ponovno ukljuenje otpada iz proizvodnje ili njegova direktna primjena kao

poluproizvoda u drugim granama industrije, obrada resursa (ponovna upotreba ili reciklaa) ili spajanje sa drugim

industrijskim otpadom za dobijanje korisnih proizvoda, saglasno sa propisima o zatiti ivotne sredine, oporavak materijala prema

principu odrivog tretmana. 8. Objasnite pojam na kraju cijevi i tehnologije koje ovaj tretman otpada obuhvata!

Tretman na kraju cijevi ili kontrola ve formiranog otpada iz aspekta zatite ivotne sredine je veoma vana tehnologija u tradicionalnoj hijerarhiji upravljanja otpadom iz bilo koje industrije. Postoji nekoliko vrsta tehnologija za upravljanje otpadom, a koja vrsta e se odabrati zavisi od vie faktora, kao to je agregatno stanje (vrsto, teno ili gasovito), koliina, svojstva, da li se radi o jednostavnom ili sloenom materijalu, koliki stepen obrade se zahtijeva i sl. Tehnologije za tretman otpada obuhvataju sljedee vidove tretmana: fiziki, hemijski i bioloki tretman.

20

1.6. Literatura

References

Azapagic A, Emsley A, Hamerton I (2003) Polymers: The Environment and Sustainable Development, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.

El-Haggar S (2007) Sustainable Industrial Design and Waste Management, Elsevier Science & Technology Books, June 2007.

Grann H (1994),The industrial symbiosis at Kalundborg, Denmark. Paper presented at the National Academy of Engineerings Conference on Industrial Ecology, Irvine, CA (May 9-13).

Gravitis J (2007) Zero techniques and systems e ZETS - strength and weakness, Journal of Cleaner Production 15, pp. 1190 -1197

http://www.ebara.co.jp/en/zeroemission/

http://www.ubuonline.co.uk/ecoversity/content/695163/cradle_to_cradle/

Lowe E and Warren J (1996) The Source of Value: An Executive Briefing and Sourcebook on Industrial Ecology. Richland, Washington: Pacific Northwest National Laboratory.

Pirages, D (1994) Sustainability as an Evolving Process. Futures, 26(2), 197-205.

Tapas K. Das (ed) (2005) Toward zero discharge: Innovative methodology & technologies for process pollution prevention, Wiley-Interscience, New Jersey

www.gec.jp/CP_DATA/english/processCPe2.gif

www.global-enviro.com.au/images/cleanprod.gif

www.wiki.ubc.ca/images/6/65/Circular_Flow_Simple.jpg

www.wps.prenhall.com/.../chapter17/fg05_00100.gif

Preporuena literatura Recommended literature

Gravitis J, Abolins J, Kokorevics A (2008) Integration of biorefinery clusters towards zero emissions, Environmental Engineering and Management Journal September/October, Vol.7, No.5, 569-577

Nguyen U and Schnitzer H (2008) Zero emissions systems in the food processing industry 3rd IASME/WSEAS Int. Conf. on Energy & Environment, University of Cambridge, UK, February 23-25

Ruediger K (2007) Towards a sustainable society: United Nations Universitys Zero Emissions Approach Journal of Cleaner Production 15, 1198 - 1204

21

2. Ekoloka odrivost i industrija

Environmental sustainability and industry

Vineta Srebrenkoska Univerzitet Goce DElev, Tehnoloki fakultet, tip

Midhat Jai Univerzitet u Tuzli, Tehnoloki fakultet Tuzla Slobodan Sokolovi Univerzitet u Novom sadui, Tehnoloki fakultet Novi Sad Ramzija Cvrk Univerzitet u Tuzli, Tehnoloki fakultet Tuzla

The technology has a very important role in sustainable development. The technologies are used to extract resources and to get useful products. The linear model of development results in exhaustion of the natural resources and waste generation. The linear model of development is to be replaced by sustainable one like cyclic sustainble development model. The main component of both model are given in this chapter. It is essental to have a clear picture of the main differences between these two models.

The possible impact on the environment during product or process life are given in the part Life czcle assesssment (LCA): The effect of our activities are given in the following part Carbon footprint.

In the followig text the reader will know which material is appropriate for eco design Sustainable agriculture and food production combines the goals of sustainable

development. Sustainable technologies use less energy, fewer limited resources, do not deplete natural resources, do not directly or indirectly pollute the environment, and can be reused or recycled at the end of their useful life.

The Environmental Management System is important part of sustainability, epically related to industry. According to ISO 14000 the term Environmental Management means management with respect to all environment components. Environmental Management System is part of an overall management system of the organization. The System include organizational aspects, planning activities, responsibilities, procedures, procedures for developing, implementing, achieving, reviewing and maintaining environmental management policy.

The Environmental risk assessment also have important role in sustainable development. The final part of the chapter covers the concept of environmental risk assessment, environmental hazards and environmental risks, as well as risk analysis basic components. The main stages in the implementation of environmental risk assessment as well as benefits are also given in this chapter.

22

Tehnologija igra vrlo vanu ulogu u odrivom razvoju. Tehnologije koristimo za izdvajanje prirodnih resursa, modificiramo ih za ljudske potrebe i prilagoavamo naem ivotnom prostoru. Linearni model razvoja rezultuje u iscrpljivanju prirodnih resursa i dobijanja korisnih proizvoda. Ovaj model treba zamenuti odrivim kao to je ciklini model razvoja. Glavne komponente oba modela date su u ovom poglavlju. Veoma je vano imatu jasnu sliku o razlikama izmeu ova dva modela.

Karakteristike ciklinog odrivog razvoja, uloga tehnologije i karakteristike odrive tehnologije date su nastavku poglavlja. Identifikacija, analiza i kvantifikacija moguih uticaja proizvoda na ivotnu sredinu u toku svog ivotnog veka daje LCA (procena ivotnog ciklusa) metoda. Efekat naeg delovanja na na poveanje koncentracije gasova sa efektom staklene bate (GHG) opisan je u Poglavlju 2.1.5 Ekoloki otisak dok je odabir materijala za eko-dizajn dato u sledeem poglavlju.

Odriva poljoprivreda i proizvodnja hrane zajedno doprinose ciljevima odrivog razvoja. Odrive tehnologije troe manje energije, manje ograniavaju resurse, ne iscrpljuju prirodne resurse, ne oneiuju okoli izravno ili neizravno, a mogue je recikliranje na kraju korisnog vijeka trajanja proizvoda.

Upravljanje okolinom je vaan segment u odrivom razvoju. Termin okolinsko upravljanje po ISO 14000 znai upravljanje uz uvaavanje okolinske komponente. Sistem okolinskog upravljanja predstavlja dio ukupnog sistema upravljanja organizacije, koji ukljuuje organizacione aspekte, aktivnosti planiranja, odgovornosti, postupke, postupke za razvoj, realizaciju, postizanje, preispitivanje i odravanje politike upravljanja okolinom. Analiza kao i procjena rizika takoe ima vanu ulogu odrivom razvoju. Poslednji deo poglavlja govori o konceptu procene okolinog rizikau, okoline opasnosti i okolini rizici kao i glavne sastavnice analize rizika. Glavni koraci u primeni proceni okolinog rizika kao benefiti dati su takoe datii u ovom poglavlju. 2.1. Cikliki odrivi razvoj

Cyclic sustainable development

Nagli porast ljudske djelatnosti od vremena industrijske revolucije