Návrh systému sběru recyklovatelných složek komunálního odpadu a nových možností jejich využití

Ing. Shuran Zhao

Doctoral thesis

Design of a Collection System for Recyclable Components of Municipal Waste and New Opportunities for Their Utilization

Abstract:

Efektivní nakládání s odpady na komunální úrovni je klíčovým předpokladem pro udržitelný rozvoj měst a obcí. Cílem této práce bylo prozkoumat současný stav odpadového hospodářství (OH) v České republice a navrhnout úpravu systémů pro zefektivnění sběru tříděných složek komunálního odpadu (KO) v českých obcích. Výzkum zahrnoval analýzu látkového složení směsného komunálního odpadu (SKO) v obcích a monitorování produkce tříděného a směsného KO v domácnostech ČR. Pro rozbor a kvantifikaci látkového složení odpadu v obcích bylo provedeno vzorkování SKO od občanů a jeho detailní roztřídění do jednotlivých složek, přičemž byl odhalen vysoký potenciál pro jeho dotřídění v obcích, neboť 67 % SKO představoval odpad, který mohl být znovu využit. Největší hmotnostní podíl SKO tvořil biologicky rozložitelný komunální odpad (BRKO) s 27,4 %, následovaný plastovým odpadem (11,4 %) a papírovým odpadem (7,6 %). Podíl nerecyklovatelného směsného odpadu představoval pouze 33 % vzorku. Statistická analýza odhalila souvislost mezi počtem obyvatel a zastoupením jednotlivých složek v SKO, konkrétně papírovou frakcí, jejíž podíl vzrostl se zvyšujícím se počtem obyvatel. Souvztažnost mezi jednotlivými frakcemi byla ověřena a potvrzena pro několik dvojic frakcí. BRKO vykazoval klesající trend při zvýšeném podílu SKO ve zkoumaných vzorcích, zatímco kladný korelační vztah byl potvrzen mezi papírovou a plastovou frakcí, dále mezi kovovým odpadem a nápojovým kartonem. Druhá analýza spočívala v monitorování produkce tříděného a směsného komunálního odpadu v domácnostech ČR, při kterém evidovali účastníci experimentu jejich denní produkci odpadu podle druhu ve sledovaném období. Produkční analýza odpadu potvrdila statisticky významný rozdíl v produkci KO v závislosti na domácnostech o různém počtu členů, i přes nižší korelační koeficient dokazoval, že s rostoucím počtem členů v domácnosti klesala produkce KO na osobu a rok. Na základě zjištění těchto analýz byla navržena úprava systémů sběru komunálního odpadu, která zahrnuje meziobecní spolupráci, digitalizaci evidenčního systému, adresný sběr tříděného odpadu v kombinaci s odvozem odpadu od domu (tzv. „door-to-door“ systém). Implementace těchto opatření přispěje k efektivnějšímu nakládání s odpady a využití zdrojů a ke snížení množství odpadu ukládaného na skládky, zároveň je vyžadován systémový přístup a spolupráce všech zainteresovaných stran, včetně občanů, bez jejichž aktivního zapojení nemůže systém fungovat.

Abstract:

Efficient waste management at the municipal level plays a pivotal role in the sustainable development of cities and municipalities. The aim of this study was to examine the current state of waste management (WM) in the Czech Republic and propose adjustments to the collection systems of recyclable municipal waste. The research included an analysis of the material composition of municipal solid waste (MSW) in Czech municipalities and monitoring the production of sorted and mixed waste in households across Czechia. To analyse and quantify the material composition of waste in municipalities, waste samples were collected from citizens and thoroughly sorted into individual components. This analysis revealed a high potential for further improving of waste sorting at source, as 67 % of MSW consisted of recyclable waste which could have been reused. The largest share was represented by biodegradable municipal waste (BMW) with 27.4 %, followed by plastic (11.4 %) and paper waste (7.6 %). The proportion of residual mixed waste accounted for only 33 % of the sample. The results of the statistical analysis also demonstrated the influence of number of inhabitants on the composition in MSW, specifically on the paper fraction, which increased with the growing population. Correlations between individual waste fractions were verified and confirmed for several fraction pairs. BMW exhibited a decreasing trend with an increased proportion of MSW in the investigated samples, while a positive correlation was confirmed between the paper and plastic fractions, as well as between metal waste and beverage cartons. Second research focused on monitoring the production of sorted and mixed municipal waste in Czech households, in which participants recorded their daily waste production by waste type over the observation period. The waste production analysis confirmed a statistically significant difference in waste production depending on households with varying number of members. Despite of the lower correlation, it has proved, that with an increasing number of household members, the waste production per person decreased. Based on these findings of these analyses, adjustments to the municipal waste collection systems were proposed, including inter-municipal cooperation, digitalization of the waste tracking system, and addressed collection system paired with each household combined with door-to-door waste system. The implementation of these measures will contribute to more efficient waste management and resource utilization, as well as reducing the amount of waste disposed of in landfills. However, a systematic approach and cooperation among all stakeholders is required, especially citizens, without whose active participation the system cannot function effectively.

Keywords

složení směsného komunálního odpadu, analýza látkového složení, produkce odpadu v domácnosti, sběr odpadu, cirkulární ekonomika

Keywords

composition of municipal solid waste, material composition analysis, household waste generation, waste collection, circular economy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 11. 2024

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Vlastimil Altmann, Ph.D.
• Reader: Jan Malaťák, prof. Ing., Ph.D., Ján Jobbágy, PhDr., externi, Jiří Souček, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Engineering

Doctoral programme / field:
Agricultural Engineering / Technology of Production Processes