Obniżanie oddziaływania na środowisko procesów TPOK

wydany w Przegląd Komunalny – 2008-3
  DRUKUJ
Energetyczne wykorzystanie odpadów komunalnych praktykowane jest na dwa sposoby: albo przez spalanie odpadów bez ich wstępnego preparowania, w dużych, regionalnych instalacjach, albo przez spalanie wysortowanych i spreparowanych palnych frakcji odpadów w rozproszonych instalacjach energetycznych, takich jak przemysłowe i zakładowe elektrownie lub elektrociepłownie.

Właściwie podczas wszystkich etapów postępowania z odpadami mamy do czynienia ze zróżnicowanym oddziaływaniem na środowisko. Dzieje się tak podczas odbierania (przy pomocy śmieciarek) odpadów od wytwórców, ich przeładowywania i transportu do instalacji spalania, w trakcie magazynowania odpadów i ich ewentualnego preparowania przed spaleniem, podczas samego spalania i odzyskiwania ciepła oraz energetycznego wykorzystania ciepła odzyskanego ze spalanych odpadów, w związku z oczyszczaniem spalin, a także w fazie unieszkodliwiania produktów spalania odpadów i produktów oczyszczania spalin.
Rozpatrując projekt konkretnej instalacji, należy nie tylko analizować i ograniczać oddziaływanie na środowisko podczas poszczególnych etapów przetwarzania odpadów, ale także oceniać i optymalizować wzajemne oddziaływanie tych etapów.

 
Odbieranie, przeładowywanie i transport odpadów
Do odbierania odpadów komunalnych od wytwórców zarówno w miastach, jak i na wsiach, wykorzystuje się specjalistyczne samochody, których ładowność waha się w granicach 6-12 ton. Przy niewielkich odległościach pomiędzy terenem odbierania odpadów a miejscem zlokalizowania regionalnej instalacji spalania odpadów, jak to jest na ogół na terenach zurbanizowanych, odpady transportowane są samochodami bezpośrednio do instalacji, bez przeładowywania. Przy większych odległościach odpady są przeładowywane na samochody o większej ładowności lub też do kontenerów przystosowanych do transportu szynowego, przy czym należy liczyć się z emisją odorów. W celu ograniczenia tej emisji buduje się w takich miejscach zespoły filtrów biologicznych.
W praktyce funkcjonują też kontenerowe systemy transportu odpadów, w których wypełnione kontenery przeładowywane są bezpośrednio z samochodów na wagony, a rozładunek odpadów odbywa się dopiero w instalacji spalania. W takich systemach kontenery wykonane są jako zamknięte „pojemniki”, a emisja odorów zarówno podczas przeładunku kontenerów, jak i w czasie transportu jest niemal zerowa. Ponadto system transportu kolejowego odpadów jest znacznie korzystniejszy – pod względem emisji zanieczyszczeń do środowiska – niż transport samochodowy, jako że emisja zanieczyszczeń wywołana przez sam środek transportowy jest znacznie niższa.

Zestawienie porównawcze stężeń dopuszczalnych wg regulacji europejskich i austriackich
Składniki zanieczyszczeń
Wartości dopuszczalne
Rzeczywiste wartości średniodobowe
Unia Europejska
Austria
Projekt
44
NOx [mg/m³]
400
100
70
0,6
Pyły [mg/m³]
30
10
8
8,8
CO [mg/m³]
100
100
50
1
SO2 [mg/m³]
200
100
50
0,1
Corg [mg/m³]
20
10
8
0
HCI [mg/m³]
60
10
7
0,007
Hg [mg/m³]
0,05
0,05
0,05
< 0,1
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V [mg/m³]
0,5
0,5
0,5
< 0,1
HF [mg/m³]
4
0,7
0,3
< 0,01
Cd+TI [mg/m³]
0,05
0,05
0,02
< 0,05
PCDD/PCDF [ng TE/m³]
0,1
0,1
0,1
 
 

 
Magazynowanie, wstępne przetwarzanie i spalanie
W niektórych przypadkach mogą funkcjonować takie rozwiązania organizacyjno-techniczne, w których jedna duża instalacja wstępnego przetwarzania odpadów „zasila” kilka instalacji spalania odpadami przetworzonymi do postaci tzw. paliwa z odpadów. Wstępna obróbka odpadów może wtedy polegać na ich mechanicznym lub biologicznym przetworzeniu. W każdym z tych przypadków należy liczyć się z dodatkowymi emisjami zanieczyszczeń lotnych, a niekiedy i ciekłych (odcieki), które są w takich instalacjach nieuniknione.
Do termicznego przekształcania (spalania) niesegregowanych i wstępnie nieprzetwarzanych odpadów najodpowiedniejszymi rozwiązaniami są rusztowe systemy spalania, które sprawdziły się praktycznie na całym świecie. Nowoczesne rusztowe systemy spalania są tak zaprojektowane i wyposażone w tak rozbudowane systemy automatycznej regulacji i sterowania procesu spalania, iż emisje, które zależą od paleniska (emisja CO, NOx, związków organicznych i pyłów), są tak dalece redukowane (już w palenisku), że w „zwykłych” instalacjach energetycznych (na paliwa kopalne) jest to rzadko spotykane.
To samo dotyczy różnych rozwiązań palenisk ze złożem fluidalnym, stosowanych w instalacjach spalania odpadów (komunalnych i z przemysłu) wstępnie przygotowanych do spalania paliw z odpadów.

 
Wykorzystanie energii ze spalanych odpadów i oczyszczanie spalin
W instalacjach termicznego przekształcania odpadów energia odzyskana ze spalanych odpadów może być przekształcona i przekazywana na zewnątrz instalacji w postaci energii elektrycznej lub ciepła do zasilania systemów zdalaczynnego centralnego ogrzewania. Ze względu na silnie korozyjne składniki spalin (ze spalania odpadów) sprawność przetwarzania energii wytworzonej pary w energię elektryczną jest w takich przypadkach niższa niż w instalacjach, które wykorzystują konwencjonalne paliwa. Całkowita efektywność energetycznego wykorzystania ciepła odzyskanego ze spalanych odpadów zależy – w przypadkach instalacji spalania odpadów – w mniejszym stopniu od zastosowanych rozwiązań procesowych i technicznych, a bardziej od miejsca zlokalizowania instalacji – tzn. czy może ona pracować „tylko” jako elektrownia, czy też możliwe jest funkcjonowanie takiej instalacji w układzie kogeneracyjnym.
Zespoły oczyszczania spalin w nowoczesnych instalacjach spalania odpadów budowane są jako układy kilkustopniowe, a dla zapewnienia ochrony środowiska projektowane są z uwzględnieniem dużego zapasu bezpieczeństwa. Oznacza to, że poszczególne zespoły procesowe projektowane są na warunki pracy odpowiadające statystycznie najwyższym stężeniom zanieczyszczeń w spalinach. Wartości graniczne (dopuszczalne) emisji zanieczyszczeń w spalinach, określone zarówno w europejskich, jak i w krajowych przepisach prawnych dla instalacji spalania odpadów, są znacznie ostrzejsze niż dla instalacji spalania paliw konwencjonalnych. Z drugiej strony, w warunkach rzeczywistych średnie obciążenia składnikami zanieczyszczeń w spalinach surowych (nieoczyszczonych) instalacji spalania odpadów są na ogół niższe niż zakładane wartości projektowe. W rezultacie osiągane w praktyce stężenia zanieczyszczeń w spalinach oczyszczonych są niższe niż normowe stężenia dopuszczalne. Jako przykład można tu przytoczyć porównawcze zestawienie stężeń dopuszczalnych (normowych wg regulacji europejskich i austriackich) oraz stężeń dopuszczalnych, jakie zostały określone z uwzględnieniem uwarunkowań lokalnych wartości dopuszczalnych w konkretnym projekcie jednej z austriackich instalacji z wartościami średniodobowymi stężeń, które mierzone były przez system monitoringu emisji tej instalacji. Kiedy następnie dla tych wyników emisji wyznaczono wartości rozproszenia zanieczyszczeń w powietrzu i porównano je z lokalnymi wartościami dopuszczalnymi immisji, to okazało się, że są one pomijalnie małe. Tak więc oceniana instalacja nie wywołuje żadnego pogorszenia sytuacji w zakresie lokalnego zanieczyszczenia powietrza. Taką ocenę potwierdzono również wynikami wielokrotnych pomiarów immisyjnego stężenia zanieczyszczeń w powietrzu wokół pracującej instalacji.

 
Unieszkodliwianie produktów spalania odpadów i produktów oczyszczania spalin
Stałe produkty spalania odpadów – żużle i popioły – to niepalne składniki spalanych odpadów, nie da się ich zatem uniknąć. W nowoczesnych instalacjach spalania odpadów udział masowy części niespalonych w żużlach i popiołach wynosi poniżej 3%. Jest to więc właściwie ilość pomijalna. Żużel można poddać mechanicznej obróbce i oddzielić przy tym zawarte w nim części metalowe oraz skierować je do wtórnego wykorzystania. W krajach, w których odczuwa się braki tłucznia, oczyszczone i frakcjonowane żużle można wykorzystywać do budowy dróg. Popioły z instalacji spalania odpadów są zazwyczaj scalane i deponowane. Pozostałe produkty oczyszczania spalin to gips (produkt odsiarczania spalin), ciasto filtracyjne (produkt oczyszczania ścieków płuczkowych) oraz rozpuszczalne chlorki zawarte w ściekach płuczkowych (produkt oczyszczania spalin z HCl). Przy stosowaniu mokrej metody możliwe jest wydzielenie produktu odsiarczania spalin – gipsu – jako odrębnej frakcji do wtórnego wykorzystania. Przy stosowaniu suchej lub półsuchej metody oczyszczania spalin wszystkie produkty oczyszczania muszą być kierowane do deponowania. Ilościowo produkty oczyszczania spalin, poza produktami odpylania spalin, to nieco mniej niż 2% masy spalanych odpadów.

 
Podsumowanie
Palne frakcje odpadów komunalnych mogą być energetycznie wykorzystane, przy czym możliwe jest osiągnięcie bardzo wysokiego poziomu efektywności energetycznej tego wykorzystania. Wszelkie pozostałości po procesie termicznego przekształcania odpadów to objętościowo mniej niż 10% objętości pierwotnej spalanych odpadów, przy czym część z tych pozostałości może być jeszcze wtórnie wykorzystana. Emisja zanieczyszczeń do powietrza z instalacji termicznego przekształcania odpadów porównywalna jest z emisją z najlepszych instalacji energetycznych, wykorzystujących niektóre konwencjonalne paliwa. Lokalizując instalację termicznego przekształcania odpadów tak, by mogła ona zastąpić lokalną elektrownię lub elektrociepłownię na paliwo konwencjonalne, nie tylko rozwiązuje się problem unieszkodliwiania odpadów komunalnych, ale także tworzy się nowe źródło zasilania w energię elektryczną i ciepło, nie powodując przy tym negatywnego oddziaływania na środowisko.


dipl. ing. Josef Stubenvoll
Technisches Büro f. Umwelttechnik
 
Technisches Büro f. Umwelttechnik (firma Biuro Techniczne Ochrona Środowiska) funkcjonuje od 1991 r. jako samodzielne biuro doradcze. Profil działania Biura obejmuje prace planistyczne oraz nadzór nad wykonaniem i uruchomieniem instalacji termicznego przekształcania odpadów – w obszarze spalania i oczyszczania spalin.

Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich

Z prenumeratą cyfrową lub papierową uzyskasz
bezpłatny dostęp do wszystkich treści.

Sprawdź ofertę prenumeraty

Zaloguj się  |  Prenumerujesz? – otrzymaj dostęp

comments powered by Disqus