SHARE
X

Spalarnie odpadów – za i przeciw

Autor: Jacek Mszyca, Rzeczoznawca w Branży Ochrony Środowiska i Energetyki TÜV Rheinland Polska Sp. z o.o.
Źródło: Jakość, Magazyn TÜV Rheinland Polska 2/2012

Spalarnie odpadów budzą wiele obaw i kontrowersji. Pojawiają się pytania o ich wpływ na środowisko naturalne oraz o możliwe korzyści wynikające z ich stosowania. Biorąc pod uwagę, że do 2014r. mamy zmniejszyć ilość składowanych opadów komunalnych do 85% warto uważniej przyjrzeć się tej sprawie i zastanowić się czy istnieje skuteczne alternatywne rozwiązanie.

W Polsce wytwarzamy rocznie między 12 a 13 mln ton odpadów komunalnych, do tego dochodzi ponad 110 mln ton innych odpadów, w postaci stałej, płynnej i gazowej. W przypadku odpadów komunalnych, jednym z oczywistych i podstawowych sposobów ograniczenia ilości składowanych odpadów jest zbiórka selektywna, czy segregacja i wykorzystanie pozyskanych w ten sposób surowców wtórnych.

Analiza jednego z małopolskich przedsiębiorstw, zajmujących się zagospodarowaniem odpadów wskazuje, że udział surowców wtórnych, takich jak papier i tektura (9,5%) , szkło (11,5%), tworzywa sztuczne (10%), metale (8%)i tekstylia (3,5%) to łącznie ok. 61% masy. Prowadzona segregacja, pozwala na odzyskanie ok. 80% masy surowców wtórnych. Pozostałą masę stanowią pozostałości organiczne i inne, nie nadające się do powtórnego wykorzystania. Stąd wniosek, że nawet połowa odpadów i tak trafia na składowiska. Według danych GUS w 2008r. zdeponowano ponad 8 mln ton (86,6%) odpadów komunalnych. Unieszkodliwiono biologicznie lub termicznie 325 tyś ton (3,2%).

Sposób działania spalarni

Według definicji polskiego prawa spalarnią jest instalacja termicznego przekształcenia odpadóww celu ich unieszkodliwienia. Jej układ technologiczny składa się z urządzeń przygotowania odpadów do spalania, tj. separatora metali, szkła i innych niepalnych zanieczyszczeń, a także urządzenia do rozdrabniania i mieszania oraz urządzenia dozującego. Podstawą jest piec lub komora spalania, czasem również komora dopalania, oraz układ doprowadzania powietrza i odprowadzania wilgoci. Ponad to w instalacji znajdują się też układ odprowadzania stałych produktów spalania oraz układ oczyszczania i odprowadzania spalin, w tym filtrów, skruberów itp.

Oczywiście, szczegółowe rozwiązania powinny być dostosowane do charakteru spalanych odpadów. Podobnie, jak w przypadku spalania paliw konwencjonalnych, konstrukcja kotłów czy komór spalania jest projektowana do konkretnego typu paliwa. Najczęściej wykorzystywane są piece obrotowe, kotły fluidalne oraz komory spalania. Pierwsze dwie konstrukcje, najczęściej służą do spalania odpadów stałych. Komory spalania znajdują zastosowanie najczęściej przy utylizacji odpadów ciekłych igazowych. W ostatnich latach zaczęły powstawać także rozwiązania oparte o technologie mikrofalowe oraz plazmowe.

Wymagania techniczne i środowiskowe dla spalarni

Podstawowym wymaganiem technicznym dla spalarni jest odpowiedni czas przebywania spalanych cząstek gazu oraz temperatura procesu. Przy spalaniu odpadów lub substancji powstających w szczególności podczas pirolizy, zgazowania i procesu plazmowego temperatura gazów powstających w wyniku spalania powinna przez co najmniej 2 sekundy utrzymać się na poziomie nie niższym niż: być nie niższa niż: 1100 °C dla odpadów zawierających powyżej 1 % związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor, oraz 850 °C dla odpadów zawierających do 1 % związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor. Temperatura ta powinna być mierzona w odpowiednim miejscu tj. blisko ściany wewnętrznej lub w innym reprezentatywnym miejscu komory spalania, oraz w określonym czasie - po ostatnim doprowadzeniu powietrza. Spełnienie tych wymagań powinno zapewnić całkowite spalenie substancji organicznych.

Temperatura 1100 °C może być osiągnięta w piecach obrotowych. Przykładem są tu piece wykorzystywane w cementowniach, gdzie współspala się odpady jako tzw. paliwo alternatywne. Osiągane temperatury, w tych konstrukcjach kształtują się na poziomie 1450 °C, a czas przebywania spalanych substancji sięga 7 s. Takie rozwiązania stosuje się m.in. przy spalaniu odpadów medycznych. Problemem jest tu jednak ograniczenie możliwości stosowania substancji o niskiej wartości opałowej, poniżej której nie ma możliwości prowadzenia autotermicznego spalania. Wartość opałowa substancji organicznych w odpadach kształtuje się na poziomie 5 ÷ 8 MJ/kg w stanie roboczym, co powoduje problemy z zastosowaniem ich, jako samodzielnego paliwa w piecach obrotowych. W przypadku tych pieców możliwe jest współspalanie odpadów z paliwem o wyższej wartości opałowej lub zwiększanie frakcji odpadów z tworzyw sztucznych lub papieru, czy tektury o wartości opałowej od kilkunastu do ok. 30 MJ/kg .

Inną możliwość daje zastosowanie kotłów fluidalnych. Konstrukcje te pozwalają na spalanie paliw o niższej wartości opałowej. Proces spalania w kotłach fluidalnych np. ze złożem pęcherzykowatym, czy cyrkulacyjnym odbywa się w temperaturze ok. 850 ÷ 870 °C. Czas pobytu cząstek gazu powinna się kształtować na poziomie 6 ÷ 7 s. Nieco wyższe temperatury (900 °C), są osiągane w ciśnieniowych kotłach fluidalnych. Spełniają one zatem warunek poziomu temperatury dla spalania odpadów zawierających do 1 % związków chlorowcoorganicznych.

W idealnym przypadku, produktami spalania są dwutlenek węgla, tlenek węgla i wody. Proces spalania odpadów, tj. bardzo wielu związków organicznych, nie przebiega jednak w sposób idealny. Powstaje w tym procesie zazwyczaj znaczna ilość produktów pośrednich rozkładu i utleniania, które nie ulegają następnie dalszemu rozkładowi. Argumentem szczególnie podkreślanym w dyskusjach na ten temat jest fakt powstawania zanieczyszczenia dioksynami, powstającymi głównie przy występowaniu substancji zwierających związki chloru.

Wpływ spalania odpadów na środowisko

Poziom stężenia dioksyn, zgodnie z obowiązującymi regulacjami dla spalarni odpadów, nie może przekraczać 0,1 ng TEQ/m3. Najnowsze technologie spalarni, wyposażone w systemy oczyszczania, osiągają poziom znacznie niższy od wymaganego, nawet 0,001 ng TEQ/m3. Dla porównania w dymie papierosowym ich zawartość wynosi około 1 ng I-TEQ/m3. Źródłem emisji dioksyn są również domowe paleniska, czy inne procesy, w tym metalurgiczne oraz spalanie paliw. Przede wszystkim należy jednak pamiętać, że źródłem zanieczyszczeń są także same składowiska odpadów.

Skutki oddziaływania spalarni są najczęściej analizowane bardzo lokalnie, co sprawia, że trudniej dostrzec globalne korzyści. Tymczasem wykorzystanie części odpadów w spalarniach, pozwala na odzyskanie energii w postaci ciepła, czy energii elektrycznej. To z kolei pozwala na zmniejszenie wykorzystania paliw konwencjonalnych, które wymagają nakładów na ich wydobycie, transport etc. Na każdym z tych etapów wymagana jest energia, co wiąże się z emisją zanieczyszczeń. W rachunku uwzględniającym pełne koszty pozyskania energii z paliw konwencjonalnych, energia z odpadów,w skali kraju, czy regionu, może okazać się znacznie tańszą od tej tradycyjnej.

Podstawowym efektem działania spalarni, jest zmniejszenie objętości odpadów. Oczywiście, substancje powstające w wyniku termicznego przekształcania, to również odpady, w tym: żużle, popioły, zanieczyszczenia gazowe i płynne. Część z nich to odpady niebezpieczne, ale one również występują w odpadach na składowiskach. W zależności od składu, odpady te mogą być składowane, wykorzystywane w budownictwie lub w celu wypełniania wyrobisk kopalnianych.

Podsumowując - spalarni nie należy traktować jako jedynego rozwiązania. Podstawowym celem powinno być ograniczanie powstawania tak wielkiej liczby odpadów, poprzez segregację i recycling. Spalarnie powinny być jedną z możliwości w systemie zagospodarowania odpadów.

TÜV Rheinland Polska jest w czołówce firm certyfikacyjnych i badawczych w Polsce. Spółka jest częścią międzynarodowego koncernu TÜV Rheinland Group, działającego w Niemczech od ponad 140 lat. Polski oddział w trakcie kilkunastu lat działalności zdobył pozycję eksperta w dziedzinie certyfikacji wyrobów, technologii, systemów zarządzania i personelu na krajowym rynku. Wśród klientów TÜV Rheinland Polska znajdują się obecnie największe przedsiębiorstwa m. in. z branży spożywczej, budowlanej, energetycznej i medycznej. Więcej informacji: www.tuv.pl

Kontakt dla mediów:
Agata Tynka
Specjalista ds. Public Relations
TÜV Rheinland Polska Sp. z o.o.
tel.: +48 32 271 64 89 w. 105
email: agata.tynka@pl.tuv.com
www.tuv.pl