Spalanie - Incineration

Spalarnia Spittelau w Wiedniu , Austria , zaprojektowana przez Friedensreicha Hundertwassera
Spalarnia SYSAV w Malmö , Szwecja , jest w stanie przerobić 25 ton (28 ton amerykańskich ) na godzinę odpadów z gospodarstw domowych. Na lewo od głównego komina budowana jest nowa identyczna linia pieców (marzec 2007).

Spalanie to proces przetwarzania odpadów, który polega na spalaniu substancji zawartych w materiałach odpadowych. Zakłady przemysłowe do spalania odpadów są powszechnie określane jako zakłady przetwarzania odpadów na energię . Spalanie i inne wysokotemperaturowe systemy przetwarzania odpadów określa się jako „ obróbkę termiczną ”. Spalanie materiałów odpadowych przekształca odpady w popiół , spaliny i ciepło. Popiół składa się głównie z nieorganicznych składników odpadów i może przybierać postać stałych brył lub cząstek przenoszonych przez gazy spalinowe. Gazy spalinowe muszą być oczyszczone z zanieczyszczeń gazowych i pyłowych przed ich rozproszeniem do atmosfery . W niektórych przypadkach ciepło generowane przez spalanie może być wykorzystane do wytwarzania energii elektrycznej .

Spalanie z odzyskiem energii jest jedną z kilku technologii przetwarzania odpadów na energię , takich jak zgazowanie , piroliza i fermentacja beztlenowa . Podczas gdy technologie spalania i zgazowania są w zasadzie podobne, energia wytwarzana ze spalania jest ciepłem o wysokiej temperaturze, podczas gdy gaz palny jest często głównym produktem energetycznym ze zgazowania. Spalanie i zgazowanie może być również realizowane bez odzysku energii i materiałów.

W kilku krajach nadal istnieją obawy ekspertów i społeczności lokalnych dotyczące wpływu spalarni na środowisko (patrz argumenty przeciwko spalaniu ).

W niektórych krajach spalarnie zbudowane zaledwie kilkadziesiąt lat temu często nie zawierały separacji materiałów w celu usunięcia materiałów niebezpiecznych, wielkogabarytowych lub nadających się do recyklingu przed spaleniem. Obiekty te miały tendencję do narażania zdrowia pracowników zakładu i lokalnego środowiska z powodu nieodpowiedniego poziomu oczyszczania gazu i kontroli procesu spalania. Większość z tych obiektów nie wytwarzała energii elektrycznej.

Spalarnie zmniejszają masę stałą pierwotnych odpadów o 80%-85%, a objętość (już nieco skompresowaną w śmieciarkach ) o 95%-96%, w zależności od składu i stopnia odzysku materiałów takich jak metale z popiołów do recyklingu . Oznacza to, że chociaż spalanie nie zastępuje całkowicie składowania odpadów , to znacznie zmniejsza ilość niezbędną do usunięcia. Śmieciarki często zmniejszają objętość odpadów we wbudowanej sprężarce przed dostarczeniem do spalarni. Alternatywnie, na składowiskach, objętość nieskompresowanych śmieci można zmniejszyć o około 70%, stosując stacjonarną stalową sprężarkę, aczkolwiek przy znacznych kosztach energii. W wielu krajach prostsze zagęszczanie odpadów jest powszechną praktyką zagęszczania na składowiskach.

Spalanie ma szczególnie duże zalety w przypadku przetwarzania niektórych rodzajów odpadów w obszarach niszowych , takich jak odpady kliniczne i niektóre odpady niebezpieczne, w których patogeny i toksyny mogą zostać zniszczone przez wysokie temperatury. Przykłady obejmują chemiczne zakłady wieloproduktowe z różnymi toksycznymi lub bardzo toksycznymi strumieniami ścieków, których nie można skierować do konwencjonalnej oczyszczalni ścieków.

Spalanie odpadów jest szczególnie popularne w krajach takich jak Japonia, Singapur i Holandia, gdzie ziemia jest zasobem deficytowym. Dania i Szwecja od ponad wieku są liderami, wykorzystując energię wytworzoną ze spalania w zlokalizowanych elektrociepłowniach wspierających systemy ciepłownicze . W 2005 r. spalanie odpadów generowało 4,8% zużycia energii elektrycznej i 13,7% całkowitego zużycia ciepła domowego w Danii. Wiele innych krajów europejskich, w szczególności Luksemburg , Holandia, Niemcy i Francja , w dużym stopniu polega na spalaniu odpadów komunalnych .

Historia

Pierwsze brytyjskie spalarnie do usuwania odpadów zostały zbudowane w Nottingham przez Manlove, Alliott & Co. Ltd. w 1874 roku według projektu opatentowanego przez Alfreda Fryera. Pierwotnie były one znane jako destruktory .

Pierwsza spalarnia w USA została zbudowana w 1885 roku na Governors Island w Nowym Jorku. Pierwszy obiekt w Republice Czeskiej wybudowano w 1905 roku w Brnie .

Technologia

Spalarnia to piec do spalania odpadów . Nowoczesne spalarnie zawierają sprzęt do ograniczania zanieczyszczeń, taki jak oczyszczanie gazów spalinowych . Istnieją różne typy konstrukcji spalarni: ruszt ruchomy, ruszt stały, piec obrotowy i złoże fluidalne.

Palić stos

Typowy mały stos oparzeń w ogrodzie.

Palenisko lub palenisko to jedna z najprostszych i najwcześniejszych form usuwania odpadów, składająca się zasadniczo z kopca materiałów palnych ułożonych w stos na otwartym terenie i podpalonych, co prowadzi do zanieczyszczenia.

Wypalone stosy mogą rozprzestrzeniać niekontrolowane pożary, na przykład, jeśli wiatr zdmuchuje płonący materiał z stosu na otaczające palne trawy lub na budynki. Gdy wewnętrzne struktury stosu są zużywane, stos może się przesuwać i zapadać, rozszerzając obszar spalania. Nawet w sytuacji bezwietrznej, małe, lekkie żarzące się węgle mogą unieść się na stos poprzez konwekcję i rozprzestrzenić się w powietrzu na trawy lub na budynki, zapalając je. Pale spalające często nie powodują pełnego spalania odpadów, a zatem powodują powstawanie zanieczyszczeń pyłowych.

Spal beczkę

Beczka do spalania jest nieco bardziej kontrolowaną formą prywatnego spalania odpadów, zawierającą płonący materiał w metalowej beczce, z metalową kratką nad wylotem. Beczka zapobiega rozprzestrzenianiu się palącego się materiału w wietrznych warunkach, a ponieważ materiały palne są zmniejszone, mogą one jedynie osiadać w beczce. Kratka wylotowa zapobiega rozprzestrzenianiu się płonącego żaru. Zazwyczaj stalowe beczki o pojemności 55 galonów (210 l) są używane jako beczki do spalania, z otworami odpowietrzającymi wyciętymi lub wywierconymi wokół podstawy w celu wlotu powietrza. Z biegiem czasu bardzo wysokie ciepło spalania powoduje utlenianie metalu i rdzewienie, a ostatecznie sama beczka jest zużywana przez ciepło i musi zostać wymieniona.

Prywatne spalanie suchych produktów celulozowych/papierowych jest generalnie spalaniem czystym, nie wytwarzającym widocznego dymu, ale tworzywa sztuczne znajdujące się w odpadach domowych mogą powodować prywatne spalanie, które jest uciążliwe dla społeczeństwa, generując gryzące zapachy i opary, które powodują oparzenia oczu i łzawienie. Większość społeczności miejskich zakazuje spalania beczek, a niektóre społeczności wiejskie mogą mieć zakaz otwartego spalania, zwłaszcza tych, w których mieszka wielu mieszkańców, którzy nie są zaznajomieni z tą powszechną praktyką wiejską.

Od 2006 r. w Stanach Zjednoczonych spalanie niewielkich ilości odpadów z prywatnych gospodarstw domowych lub gospodarstw rolnych było zazwyczaj dozwolone, o ile nie jest to uciążliwe dla innych, nie stwarza ryzyka pożaru, np. w warunkach suchych, a pożar nie wytwarzają gęsty, trujący dym. W kilku stanach, takich jak Nowy Jork, Minnesota i Wisconsin, obowiązują przepisy zakazujące lub ściśle regulujące otwarte palenie ze względu na skutki zdrowotne i uciążliwe. Osoby zamierzające spalić odpady mogą być zobowiązane do wcześniejszego skontaktowania się z agencją państwową w celu sprawdzenia aktualnego zagrożenia pożarowego i warunków oraz powiadomienia urzędników o kontrolowanym pożarze, który nastąpi.

Ruchomy ruszt

Dyspozytornia typowej spalarni z ruchomym rusztem nadzorująca dwie linie kotłowe

Typową spalarnią odpadów komunalnych jest spalarnia z ruchomym rusztem. Ruchomy ruszt umożliwia zoptymalizowanie ruchu odpadów przez komorę spalania, aby umożliwić bardziej wydajne i pełne spalanie. Pojedynczy kocioł z ruchomym rusztem może obsłużyć do 35 ton metrycznych (39 krótkich ton) odpadów na godzinę i może pracować 8000 godzin rocznie z tylko jednym zaplanowanym postojem na inspekcję i konserwację trwającą około jednego miesiąca. Spalarnie z ruchomym rusztem są czasami nazywane spalarniami odpadów komunalnych (MSWI).

Odpady są wprowadzane za pomocą dźwigu do odpadów przez „gardło” na jednym końcu rusztu, skąd przesuwają się w dół przez ruszt zstępujący do popielnika na drugim końcu. Tutaj popiół jest usuwany przez śluzę wodną.

Odpady komunalne stałe w piecu spalarni z ruchomym rusztem zdolnym do przerobu 15 ton metrycznych (17 ton amerykańskich) odpadów na godzinę. Widoczne są otwory w ruszcie doprowadzające pierwotne powietrze do spalania.

Część powietrza do spalania (pierwotne powietrze spalania) doprowadzana jest przez ruszt od dołu. Ten przepływ powietrza ma również na celu chłodzenie samego rusztu. Chłodzenie jest ważne dla wytrzymałości mechanicznej rusztu, a wiele ruchomych rusztów jest również wewnętrznie chłodzonych wodą.

Powietrze do spalania wtórnego doprowadzane jest z dużą prędkością do kotła przez dysze nad rusztem. Ułatwia całkowite spalanie spalin poprzez wprowadzenie turbulencji dla lepszego mieszania i zapewnienie nadmiaru tlenu. W spalarniach z paleniskiem wielostopniowym/stopniowym wtórne powietrze spalania jest wprowadzane do oddzielnej komory za pierwotną komorą spalania.

Zgodnie z europejską dyrektywą w sprawie spalania odpadów, spalarnie muszą być zaprojektowane tak, aby zapewnić, że gazy spalinowe osiągną temperaturę co najmniej 850 °C (1560 °F) przez 2 sekundy, aby zapewnić prawidłowy rozkład toksycznych substancji organicznych. Aby to zawsze spełnić, konieczne jest zainstalowanie pomocniczych palników pomocniczych (często opalanych olejem), które są opalane w kotle w przypadku, gdy wartość opałowa odpadów staje się zbyt niska, aby osiągnąć samą tę temperaturę.

Te gazy spalinowe są schładzane w przegrzewacze , w którym ciepło jest przekazywane na parę, parę do ogrzewania typowo 400 ° C (752 ° F), przy ciśnieniu 40 barów (580  psi ) do wytwarzania energii elektrycznej w turbinie . W tym momencie spaliny mają temperaturę około 200 °C (392 °F) i są kierowane do systemu oczyszczania spalin .

W Skandynawii planowana konserwacja jest zawsze przeprowadzana latem, kiedy zapotrzebowanie na ciepło z sieci miejskiej jest niskie. Często spalarnie składają się z kilku oddzielnych „linii kotłowych” (kotłów i oczyszczalni gazów spalinowych), dzięki czemu odpady mogą być nadal odbierane w jednej linii kotłowej, podczas gdy inne są poddawane konserwacji, naprawie lub modernizacji.

Stały ruszt

Starszym i prostszym rodzajem spalarni była komora wyłożona cegłami z przymocowanym metalowym rusztem nad dolnym popielnikiem, z jednym otworem u góry lub z boku do załadunku i drugim otworem z boku do usuwania niepalnych substancji stałych, zwanych klinkierem . Wiele małych spalarni, które dawniej znajdowały się w budynkach mieszkalnych, zostało obecnie zastąpionych przez kompaktory odpadów .

Piec obrotowy

Obrotowym piecu do spopielania stosowany jest przez lokalny i dużych zakładów przemysłowych. Ta konstrukcja spalarni ma dwie komory: komorę pierwotną i komorę wtórną. Komora pierwotna w piecu obrotowym do spopielania składa się z nachylonej cylindrycznej rury wyłożonej materiałem ogniotrwałym. Wewnętrzna wykładzina ogniotrwała służy jako warstwa protektorowa chroniąca konstrukcję pieca. Ta warstwa ogniotrwała musi być od czasu do czasu wymieniana. Ruch cylindra wokół własnej osi ułatwia przemieszczanie odpadów. W komorze pierwotnej następuje przemiana frakcji stałej w gazy poprzez ulatnianie, destrukcyjną destylację i reakcje częściowego spalania. Druga komora jest niezbędna do zakończenia reakcji spalania w fazie gazowej.

Na końcu cylindra wysypują się klinkiery. Wysoki komin spalinowy, wentylator lub dysza parowa zapewniają wymagany ciąg . Popiół spada przez ruszt, ale wraz z gorącymi gazami unosi się wiele cząstek. Cząstki i wszelkie palne gazy mogą być spalane w „dopalaczu”.

Łóżko wodne

Silny przepływ powietrza jest wymuszany przez podsypkę piaskową. Powietrze przesącza się przez piasek, aż do momentu, w którym cząstki piasku oddzielają się, aby przepuścić powietrze i następuje mieszanie i ubijanie, w ten sposób powstaje złoże fluidalne i można teraz wprowadzić paliwo i odpady. Piasek ze wstępnie obrobionymi odpadami i/lub paliwem jest zawieszony na prądach pompowanego powietrza i nabiera charakteru płynnego. W ten sposób złoże jest gwałtownie mieszane i wstrząsane, utrzymując małe obojętne cząstki i powietrze w stanie płynnym. Pozwala to na pełny obieg całej masy odpadów, paliwa i piasku przez piec.

Specjalistyczna spalarnia

Dużo uwagi wymagają spalarnie trocin w fabrykach mebli, ponieważ muszą one pracować z proszkiem żywicy i wieloma łatwopalnymi substancjami. Kontrolowane spalanie, systemy zapobiegające cofaniu się ognia są niezbędne, ponieważ pył zawieszony przypomina zjawisko zapalania się dowolnego ciekłego gazu ropopochodnego.

Wykorzystanie ciepła

Ciepło wytwarzane przez spalarnię można wykorzystać do wytworzenia pary, która następnie może być wykorzystana do napędzania turbiny w celu wytworzenia energii elektrycznej. Typowa ilość energii netto, jaką można wyprodukować na tonę odpadów komunalnych, wynosi około 2/3 MWh energii elektrycznej i 2 MWh ciepłownictwa. Zatem spalanie około 600 ton metrycznych (660 ton amerykańskich) odpadów dziennie będzie wytwarzać około 400 MWh energii elektrycznej dziennie (17  MW energii elektrycznej nieprzerwanie przez 24 godziny) i 1200 MWh energii ciepłowniczej każdego dnia.

Skażenie

Spalanie ma szereg wyjść, takich jak popiół oraz emisja do atmosfery spalin . Przed układem oczyszczania spalin , jeśli jest zainstalowany, spaliny mogą zawierać cząstki stałe , metale ciężkie , dioksyny , furany , dwutlenek siarki i kwas solny . Jeśli zakłady mają niewystarczające oczyszczanie gazów spalinowych, produkty te mogą dodać znaczący składnik zanieczyszczeń do emisji kominowych.

W badaniu z 1997 r. Urząd ds. Odpadów Stałych w stanie Delaware stwierdził, że przy tej samej ilości wytwarzanej energii spalarnie emitują mniej cząstek stałych, węglowodorów i mniej SO 2 , HCl, CO i NO x niż elektrownie węglowe, ale więcej niż gaz ziemny – elektrownie opalane. Według niemieckiego Ministerstwa Środowiska , spalarnie odpadów zmniejszają ilość niektórych zanieczyszczeń atmosferycznych, zastępując energię wytwarzaną w elektrowniach węglowych energią z elektrowni spalających odpady.

Emisje gazowe

Dioksyny i furany

Najbardziej nagłośnione obawy dotyczące spalania stałych odpadów komunalnych (MSW) wiążą się z obawą, że wytwarza ono znaczne ilości dioksyn i furanów . Dioksyny i furany są uważane przez wielu za poważne zagrożenie dla zdrowia. EPA ogłosiła w 2012 r., że bezpieczny limit spożycia doustnego przez ludzi wynosi 0,7 pikograma równoważnika toksyczności (TEQ) na kilogram masy ciała dziennie, co daje 17 miliardowych części grama na osobę o wadze 150 funtów rocznie.

W 2005 r. niemieckie Ministerstwo Środowiska, w którym było wówczas 66 spalarni, oszacowało, że „...podczas gdy w 1990 r. jedna trzecia wszystkich emisji dioksyn w Niemczech pochodziła ze spalarni, w 2000 r. liczba ta była mniejsza niż 1%. Same kominy i piece kaflowe w prywatnych gospodarstwach domowych uwalniają około 20 razy więcej dioksyn do środowiska niż spalarnie”.

Według Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych , procenty spalania w całkowitych zapasach dioksyn i furanów ze wszystkich znanych i szacowanych źródeł w USA (nie tylko spalania) dla każdego typu spalania są następujące: 35,1% beczek podwórkowych; 26,6% odpadów medycznych; 6,3% komunalnych osadów z oczyszczania ścieków ; 5,9% spalanie odpadów komunalnych; Spalanie drewna przemysłowego 2,9%. Tak więc kontrolowane spalanie odpadów stanowiło 41,7% całkowitego zapasu dioksyn.

W 1987 r., zanim rządowe przepisy wymagały stosowania kontroli emisji, równoważnik toksyczności (TEQ) dioksyn z amerykańskich spalarni odpadów komunalnych wyniósł łącznie 8905,1 gramów (314,12 uncji). Obecnie całkowita emisja z zakładów wynosi 83,8 gramów (2,96 uncji) TEQ rocznie, co oznacza redukcję o 99%.

Przydomowe spalanie odpadów domowych i ogrodowych w beczkach , nadal dozwolone na niektórych obszarach wiejskich, generuje 580 gramów (20 uncji) dioksyn rocznie. Badania przeprowadzone przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska wykazały, że jedna rodzina korzystająca z beczki do spalania wytwarzała więcej emisji niż spalarnia, która do 1997 r. wyrzucała 200 ton metrycznych (220 ton amerykańskich) odpadów dziennie i pięciokrotnie więcej do 2007 r. z powodu zwiększonej ilości chemikaliów w gospodarstwie domowym śmieci i zmniejszone emisje z miejskich spalarni wykorzystujących lepsze technologie.

Ci sami badacze stwierdzili, że ich pierwotne szacunki dotyczące beczki do spalania były wysokie, a spalarnia użyta do porównania reprezentowała raczej teoretycznie „czystą” instalację niż jakikolwiek istniejący obiekt. Ich późniejsze badania wykazały, że beczki do spalania wytwarzały średnio 24,95 nanogramów TEQ na funt spalonych śmieci, tak że rodzina spalająca 5 funtów śmieci dziennie lub 1825 funtów rocznie wytwarza łącznie 0,0455 mg TEQ rocznie, a Równoważna liczba beczek do spalania dla 83,8 gramów (2,96 uncji) 251 urządzeń do spalania odpadów komunalnych spisanych przez EPA w USA w 2000 r. wynosi 1841 700, czyli średnio 7337 beczek spalania rodzinnego na spalarnię odpadów komunalnych.

Większość poprawy emisji dioksyn w USA dotyczyła dużych spalarni odpadów komunalnych. W 2000 r., choć małe spalarnie (o wydajności dobowej poniżej 250 ton) przetwarzały tylko 9% ogółu spalanych odpadów, wytwarzały one 83% dioksyn i furanów emitowanych podczas spalania odpadów komunalnych.

Metody i ograniczenia krakingu dioksynowego

Rozpad dioksyn wymaga wystawienia pierścienia molekularnego na wystarczająco wysoką temperaturę, aby wywołać termiczny rozkład silnych wiązań molekularnych utrzymujących go razem. Małe kawałki popiołu lotnego mogą być nieco gęste, a zbyt krótka ekspozycja na wysoką temperaturę może jedynie degradować dioksyny na powierzchni popiołu. W przypadku komory powietrznej o dużej objętości, zbyt krótka ekspozycja może również spowodować, że tylko niektóre spaliny osiągną pełną temperaturę przebicia. Z tego powodu istnieje również element czasowy ekspozycji na temperaturę, aby zapewnić całkowite ogrzanie przez grubość popiołu lotnego i objętość gazów odlotowych.

Istnieją kompromisy między zwiększeniem temperatury lub czasu ekspozycji. Ogólnie rzecz biorąc, gdy temperatura rozkładu molekularnego jest wyższa, czas ekspozycji na ogrzewanie może być krótszy, ale zbyt wysokie temperatury mogą również powodować zużycie i uszkodzenie innych części sprzętu do spopielania. Podobnie temperaturę przebicia można do pewnego stopnia obniżyć, ale wtedy gazy spalinowe wymagałyby dłuższego czasu zatrzymywania się, być może kilku minut, co wymagałoby dużych/długich komór obróbki, które zajmują dużo miejsca w oczyszczalni.

Ubocznym złamania silnych wiązań cząsteczkowych dioksyn jest możliwość rozrywania wiązań gazowego azotu ( N 2 ) i gazowego tlenu ( O 2 ) w powietrzu zasilającym. Jako Cools przepływu spalin Te wysoce reaktywne atomy spontanicznie wolnostojące wiązań przekształci reaktywne tlenki, takie jak NR x w gazach spalinowych, która może prowadzić do powstawania smogu i kwaśnych deszczów, jeśli były odprowadzane bezpośrednio do lokalnego środowiska. Te reaktywne tlenki muszą być dalej neutralizowane za pomocą selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) lub selektywnej redukcji niekatalitycznej (patrz poniżej).

Kraking dioksynowy w praktyce

Temperatury potrzebne do rozkładu dioksyn zwykle nie są osiągane podczas spalania tworzyw sztucznych na zewnątrz w beczce do spalania lub w śmietniku, co powoduje wysoką emisję dioksyn, jak wspomniano powyżej. Podczas gdy plastik zwykle pali się w ogniu na wolnym powietrzu, dioksyny pozostają po spaleniu i albo unoszą się do atmosfery, albo mogą pozostać w popiele, gdzie mogą zostać wypłukane do wód gruntowych, gdy deszcz spadnie na stos popiołu. Na szczęście związki dioksyn i furanów bardzo silnie wiążą się z powierzchniami stałymi i nie są rozpuszczane przez wodę, więc procesy ługowania ograniczają się do pierwszych kilku milimetrów poniżej hałdy popiołu. Dioksyny w fazie gazowej można zasadniczo zniszczyć za pomocą katalizatorów, z których niektóre mogą być obecne jako część struktury worka filtracyjnego z tkaniny.

Nowoczesne projekty spalarni miejskich obejmują strefę wysokiej temperatury, w której gazy spalinowe są utrzymywane w temperaturze powyżej 850 °C (1560 °F) przez co najmniej 2 sekundy przed ich schłodzeniem. Są one wyposażone w dodatkowe grzałki, które zapewniają to przez cały czas. Są one często zasilane ropą naftową lub gazem ziemnym i zwykle są aktywne tylko przez bardzo krótki ułamek czasu. Ponadto większość nowoczesnych spalarni wykorzystuje filtry tkaninowe (często z membranami teflonowymi w celu zwiększenia zbierania cząstek submikronowych), które mogą wychwytywać dioksyny obecne w lub na cząstkach stałych.

W przypadku bardzo małych spalarni komunalnych wymaganą temperaturę rozkładu termicznego dioksyn można osiągnąć za pomocą wysokotemperaturowego elektrycznego elementu grzejnego oraz etapu selektywnej redukcji katalitycznej .

Chociaż dioksyny i furany mogą zostać zniszczone przez spalanie, ich ponowne przetworzenie w procesie znanym jako „synteza de novo”, gdy gazy emisyjne ochładzają się, są prawdopodobnym źródłem dioksyn mierzonych w testach komina emisyjnego z instalacji, które mają wysokie temperatury spalania utrzymywane przez długi czas czasy.

CO 2

Podobnie jak w przypadku innych procesów całkowitego spalania, prawie cała zawartość węgla w odpadach jest emitowana jako CO 2 do atmosfery. MSW zawiera w przybliżeniu taki sam udział masowy węgla jak sam CO 2 (27%), więc spalenie 1 tony MSW daje około 1 tony CO 2 .

Gdyby odpady były składowane , 1 tona MSW wytworzyłaby około 62 metrów sześciennych (2200 stóp sześciennych) metanu poprzez beztlenowy rozkład biodegradowalnej części odpadów. Ponieważ współczynnik ocieplenia globalnego metanu wynosi 34, a waga 62 metrów sześciennych metanu w temperaturze 25 stopni Celsjusza wynosi 40,7 kg, jest to równoważne 1,38 tony CO 2 , czyli więcej niż 1 tona CO 2 , która byłaby produkowane przez spalanie. W niektórych krajach zbierane są duże ilości gazu wysypiskowego . Potencjał globalnego ocieplenia emitowanego przez gaz wysypiskowy do atmosfery jest jednak znaczny. W USA oszacowano, że współczynnik ocieplenia globalnego wyemitowanego gazu wysypiskowego w 1999 r. był o około 32% wyższy niż ilość CO 2 , która zostałaby wyemitowana przez spalanie. Od czasu tego badania szacunkowy potencjał globalnego ocieplenia dla metanu został zwiększony z 21 do 35, co samo w sobie zwiększyłoby ten szacunek do prawie trzykrotnego efektu GWP w porównaniu ze spalaniem tych samych odpadów.

Ponadto prawie wszystkie odpady ulegające biodegradacji mają pochodzenie biologiczne. Materiał ten został utworzony przez rośliny wykorzystujące atmosferyczny CO 2 zwykle w ostatnim sezonie wegetacyjnym. Jeśli te rośliny odrodzą się, CO 2 emitowany podczas ich spalania zostanie ponownie usunięty z atmosfery.

Takie względy są głównym powodem, dla którego kilka krajów stosuje spalanie odpadów ulegających biodegradacji jako energię odnawialną . Reszta – głównie tworzywa sztuczne i inne produkty ropopochodne i gazowe – jest generalnie traktowana jako nieodnawialne .

Inne wyniki dla CO 2 ślad spalania może być osiągnięty w różnych założeń. Warunki lokalne (takie jak ograniczone lokalne zapotrzebowanie na ciepło sieciowe, brak energii elektrycznej wytworzonej z paliw kopalnych do zastąpienia lub wysoki poziom aluminium w strumieniu odpadów) mogą zmniejszyć korzyści wynikające ze spalania CO 2 . Metodologia i inne założenia również mogą mieć istotny wpływ na wyniki. Na przykład, emisja metanu ze składowisk występujących w późniejszym czasie mogą być pominięte lub mniejsze znaczenie, lub odpadów biodegradacji mogą być uważane CO 2 obojętne. Badanie przeprowadzone przez Eunomia Research and Consulting w 2008 roku na temat potencjalnych technologii przetwarzania odpadów w Londynie wykazało, że poprzez zastosowanie kilku z tych (według autorów) niezwykłych założeń, przeciętne istniejące spalarnie osiągały słabe wyniki pod względem bilansu CO 2 w porównaniu z teoretycznym potencjałem innych powstających technologie przetwarzania odpadów.

Inne emisje

Inne emisje gazowe w gazach spalinowych z pieców do spopielania obejmują tlenki azotu , dwutlenek siarki , kwas solny , metale ciężkie i drobne cząstki . Spośród metali ciężkich, rtęć jest głównym problemem ze względu na jej toksyczność i wysoką lotność, ponieważ zasadniczo cała rtęć ze strumienia odpadów komunalnych może uchodzić w postaci emisji, jeśli nie zostanie usunięta przez kontrolę emisji.

Zawartość pary w kominie może wytwarzać widoczne opary z komina, które mogą być postrzegane jako wizualne zanieczyszczenie . Można tego uniknąć, zmniejszając zawartość pary wodnej przez kondensację i ponowne ogrzewanie gazów spalinowych lub zwiększając temperaturę wylotową gazów spalinowych znacznie powyżej ich punktu rosy. Kondensacja gazów spalinowych pozwala na odzyskanie utajonego ciepła parowania wody, co z kolei zwiększa sprawność cieplną instalacji.

Oczyszczanie spalin

Elektrody wewnątrz elektrofiltra

Ilość zanieczyszczeń w gazach spalinowych ze spalarni może, ale nie musi być zmniejszona w kilku procesach, w zależności od instalacji.

Cząstki stałe są zbierane przez filtrację cząstek , najczęściej elektrofiltry (ESP) i/lub filtry workowe . Te ostatnie są na ogół bardzo wydajne w zbieraniu drobnych cząstek . W dochodzeniu przeprowadzonym przez duńskie Ministerstwo Środowiska w 2006 r. średnia emisja cząstek stałych na zawartość energetyczną spalonych odpadów z 16 duńskich spalarni wynosiła poniżej 2,02 g/GJ (gramy na zawartość energetyczną spalonych odpadów). Szczegółowe pomiary drobnych cząstek o rozmiarach poniżej 2,5  mikrometra ( PM 2,5 ) przeprowadzono na trzech spalarniach: jedna spalarnia wyposażona w ESP do filtracji cząstek emitowała cząstki drobne o masie 5,3 g/GJ, podczas gdy dwie spalarnie wyposażone w filtry workowe emitowały 0,002 i 0,013 g/GJ PM 2,5 . W przypadku ultradrobnych cząstek (PM 1,0 ) liczby wyniosły 4,889 g/GJ PM 1,0 z zakładu ESP, podczas gdy zmierzono emisje 0,000 i 0,008 g/GJ PM 1,0 z zakładów wyposażonych w filtry workowe.

Kwaśnych gazów płuczki stosuje się w celu usunięcia kwasu chlorowodorowego , kwasu azotowego , kwasu fluorowodorowego , rtęć , ołów i inne metale ciężkie . Skuteczność usuwania będzie zależeć od konkretnego sprzętu, składu chemicznego odpadów, projektu instalacji, chemii odczynników i zdolności inżynierów do optymalizacji tych warunków, które mogą kolidować z różnymi zanieczyszczeniami. Na przykład usuwanie rtęci przez mokre płuczki jest uważane za przypadkowe i może wynosić mniej niż 50%. Zasadowe płuczki usuwają dwutlenek siarki , tworząc gips w reakcji z wapnem .

Ścieki z płuczek muszą następnie przechodzić przez oczyszczalnię ścieków.

Dwutlenek siarki można również usunąć przez odsiarczanie na sucho przez wtryskiwanie zawiesiny wapienia do gazów spalinowych przed filtracją cząstek.

NR x jest albo zmniejszona przez redukcję katalityczną z amoniakiem w katalizatorze ( selektywnej redukcji katalitycznej SCR) lub na drodze reakcji o wysokiej temperaturze z amoniakiem w piecu ( selektywnej redukcji niekatalitycznej , SNCR). Mocznik może zastąpić amoniak jako odczynnik redukujący, ale musi być dostarczany wcześniej w procesie, aby mógł hydrolizować do amoniaku. Zastąpienie mocznika może obniżyć koszty i potencjalne zagrożenia związane z przechowywaniem bezwodnego amoniaku.

Metale ciężkie są często adsorbowane na wstrzykiwanym proszku węgla aktywnego , który jest zbierany przez filtrację cząstek.

Wyjścia stałe

Eksploatacja spalarni na pokładzie lotniskowca

Spalanie wytwarza popiół lotny i paleniskowy, podobnie jak w przypadku spalania węgla. Łączna ilość popiołu wytworzonego w wyniku spalania odpadów komunalnych waha się od 4 do 10% objętości i 15-20% masy pierwotnej ilości odpadów, a popiół lotny stanowi około 10-20% całości popiołu. Popiół lotny stanowi zdecydowanie większe zagrożenie dla zdrowia niż popiół denny, ponieważ często zawiera duże stężenia metali ciężkich, takich jak ołów, kadm , miedź i cynk, a także niewielkie ilości dioksyn i furanów. Popiół denny rzadko zawiera znaczne ilości metali ciężkich. Obecnie, chociaż niektóre historyczne próbki testowane przez grupę operatorów spalarni spełniają kryteria ekotoksyczności, obecnie EA mówi, że „zgodziliśmy się” traktować popiół paleniskowy jako „nie niebezpieczny” do czasu zakończenia programu testów.

Inne problemy związane z zanieczyszczeniem

Zanieczyszczenie zapachami może stanowić problem w spalarniach starego typu, ale zapachy i pyły są bardzo dobrze kontrolowane w nowszych spalarniach. Odbierają i przechowują odpady w zamkniętym pomieszczeniu z podciśnieniem, a strumień powietrza jest kierowany przez kocioł, co zapobiega przedostawaniu się nieprzyjemnych zapachów do atmosfery. Badanie wykazało, że najsilniejszy zapach w spalarni we wschodnich Chinach pojawił się w porcie zrzutu odpadów.

Problemem, który wpływa na relacje społeczne, jest wzmożony ruch pojazdów zbierających odpady do transportu odpadów komunalnych do spalarni. Z tego powodu większość spalarni znajduje się na terenach przemysłowych. Problemu tego można do pewnego stopnia uniknąć poprzez transport odpadów koleją ze stacji przeładunkowych.

Efekty zdrowotne

Naukowcy badali wpływ zanieczyszczeń wytwarzanych podczas spalania odpadów na zdrowie ludzi. W wielu badaniach zbadano wpływ na zdrowie narażenia na zanieczyszczenia, wykorzystując wytyczne modelowania US EPA . W tych modelach uwzględniono narażenie przez wdychanie, spożycie, kontakt z glebą i skórą. W badaniach naukowych oceniono również narażenie na zanieczyszczenia poprzez próbki krwi lub moczu mieszkańców i pracowników mieszkających w pobliżu spalarni odpadów. Wyniki systematycznego przeglądu poprzednich badań zidentyfikowały szereg objawów i chorób związanych z narażeniem na zanieczyszczenie spalarni. Należą do nich nowotwory, problemy z oddychaniem, wady wrodzone oraz zgony niemowląt lub poronienia. Populacje w pobliżu starych, nieodpowiednio utrzymanych spalarni doświadczają większego stopnia problemów zdrowotnych. Niektóre badania zidentyfikowały również możliwe ryzyko raka. Jednak trudności w oddzieleniu narażenia na zanieczyszczenie spalarni od połączonego zanieczyszczenia przemysłu, pojazdów silnikowych i rolnictwa ograniczają te wnioski dotyczące zagrożeń dla zdrowia.

Wiele społeczności opowiada się za ulepszeniem lub usunięciem technologii spalarni odpadów. Specyficzne narażenia na zanieczyszczenia, takie jak wysoki poziom dwutlenku azotu, były cytowane w skargach społecznościowych dotyczących zwiększonej liczby wizyt na izbach przyjęć w związku z problemami z oddychaniem. Nagłośniono potencjalne skutki zdrowotne technologii spalania odpadów, zwłaszcza w społecznościach już borykających się z nieproporcjonalnymi obciążeniami zdrowotnymi. Na przykład, spalarnia Wheelabrator w Baltimore w stanie Maryland została zbadana z powodu zwiększonej częstości występowania astmy w sąsiedniej społeczności, która jest zamieszkana głównie przez osoby kolorowe o niskich dochodach. Wysiłki prowadzone przez społeczność sugerują potrzebę przyszłych badań w celu rozwiązania problemu braku danych dotyczących zanieczyszczenia w czasie rzeczywistym. Źródła te wskazywały również na potrzebę partnerstwa akademickiego, rządowego i non-profit w celu lepszego określenia wpływu spalania na zdrowie.

Debata

Wykorzystanie spalarni do gospodarowania odpadami budzi kontrowersje. Debata na temat spalarni zwykle dotyczy interesów biznesowych (reprezentujących zarówno wytwórców odpadów, jak i firmy zajmujące się spalarniami odpadów), regulatorów rządowych, działaczy ekologicznych i lokalnych obywateli, którzy muszą rozważyć atrakcyjność ekonomiczną lokalnej działalności przemysłowej ze swoimi obawami dotyczącymi zdrowia i ryzyka środowiskowego.

Osoby i organizacje profesjonalnie zaangażowane w tę kwestię obejmują amerykańską Agencję Ochrony Środowiska oraz wiele lokalnych i krajowych agencji regulujących jakość powietrza na całym świecie.

Argumenty za spalaniem

Kehrichtverbrennungsanlage Zürcher Oberland (KEZO) w Hinwil, Szwajcaria
  • Obawy związane ze skutkami zdrowotnymi emisji dioksyn i furanów zostały znacznie zmniejszone dzięki postępom w projektach kontroli emisji i bardzo rygorystycznym nowym przepisom rządowym, które doprowadziły do ​​znacznej redukcji ilości dioksyn i furanów.
  • Brytyjska Agencja Ochrony Zdrowia stwierdziła w 2009 r., że „Nowoczesne, dobrze zarządzane spalarnie w niewielkim stopniu przyczyniają się do lokalnych stężeń zanieczyszczeń powietrza. Możliwe, że takie niewielkie dodatki mogą mieć wpływ na zdrowie, ale takie skutki, jeśli istnieją, są prawdopodobne być bardzo małe i niewykrywalne”.
  • Spalarnie mogą wytwarzać energię elektryczną i ciepło, które mogą zastępować elektrownie zasilane innymi paliwami w regionalnej sieci elektrycznej i ciepłowniczej oraz dostarczać parę dla odbiorców przemysłowych. Spalarnie i inne zakłady przetwarzania odpadów na energię wytwarzają przynajmniej częściowo energię odnawialną opartą na biomasie, która równoważy zanieczyszczenie gazami cieplarnianymi z elektrowni węglowych, olejowych i gazowych. UE uważa energię wytworzoną z odpadów biogenicznych (odpadów pochodzenia biologicznego) przez spalarnie za niekopalną energię odnawialną w ramach swoich limitów emisji. Te redukcje gazów cieplarnianych są dodatkiem do tych generowanych przez unikanie metanu na składowiskach.
  • Wykazano, że pozostałości popiołów paleniskowych pozostające po spaleniu są nieszkodliwymi odpadami stałymi, które można bezpiecznie umieścić na wysypiskach lub poddać recyklingowi jako kruszywo budowlane. Próbki są badane pod kątem metali ekotoksycznych.
  • Na obszarach gęsto zaludnionych znalezienie miejsca na dodatkowe składowiska odpadów staje się coraz trudniejsze.
  • Centrum przetwarzania odpadów Maishima w Osace, zaprojektowane przez Friedensreicha Hundertwassera, wykorzystuje ciepło do wytwarzania energii.
    Drobne cząstki mogą być skutecznie usuwane z gazów spalinowych za pomocą filtrów workowych . Chociaż około 40% spalanych odpadów w Danii zostało spalonych w zakładach bez filtrów workowych, szacunki oparte na pomiarach przeprowadzonych przez Duński Instytut Badań nad Środowiskiem wykazały, że spalarnie były odpowiedzialne tylko za około 0,3% całkowitej krajowej emisji cząstek stałych mniejszych niż 2,5  mikrometrów ( PM 2,5 ) do atmosfery w 2006 roku.
  • Spalanie stałych odpadów komunalnych pozwala uniknąć uwolnienia metanu . Każda tona spalonego MSW zapobiega uwolnieniu do atmosfery około jednej tony ekwiwalentu dwutlenku węgla.
  • Większość gmin prowadzących spalarnie ma wyższe wskaźniki recyklingu niż sąsiednie miasta i kraje, które nie wysyłają swoich odpadów do spalarni. spalanie, mimo że cały odzysk materiałów z odpadów przesyłanych do spalenia (np. metali i kruszywa budowlanego) z definicji nie jest liczony jako recykling w celach europejskich. Odzyskiwanie szkła, kamienia i materiałów ceramicznych ponownie wykorzystywanych w budownictwie, a także metali żelaznych, aw niektórych przypadkach metali nieżelaznych odzyskanych z pozostałości spalania, zwiększa w ten sposób rzeczywiste ilości poddane recyklingowi. Metale odzyskane z popiołu byłyby zazwyczaj trudne lub niemożliwe do recyklingu za pomocą konwencjonalnych środków, ponieważ usuwanie przyłączonego materiału palnego poprzez spalanie stanowi alternatywę dla pracochłonnych lub energochłonnych metod mechanicznego oddzielania.
  • Objętość spalanych odpadów zmniejsza się o około 90%, wydłużając żywotność składowisk. Popiół z nowoczesnych spalarni jest zeszklony w temperaturach od 1000 °C (1830 °F) do 1100 °C (2010 °F), zmniejszając wymywanie i toksyczność pozostałości. W rezultacie specjalne składowiska nie są już na ogół potrzebne dla popiołu ze spalarni ze strumieni odpadów komunalnych, a istniejące składowiska mogą znacznie wydłużyć ich żywotność dzięki spalaniu odpadów, zmniejszając potrzebę lokalizacji i budowy nowych składowisk przez gminy.

Argumenty przeciwko spalaniu

Zlikwidowana spalarnia Kwai Chung od 1978 r. Została zburzona do lutego 2009 r.
  • Kompleksowe badania nad wpływem na zdrowie przeprowadzone przez Szkocką Agencję Ochrony (SEPA) zakończyły się w październiku 2009 r. „nierozstrzygniętymi” skutkami zdrowotnymi. Autorzy podkreślają, że chociaż w istniejącej literaturze nie znaleziono rozstrzygających dowodów na niezawodowe skutki zdrowotne powodowane przez spalarnie, „małe, ale ważne skutki mogą być praktycznie niemożliwe do wykrycia”. Raport podkreśla braki epidemiologiczne w poprzednich badaniach zdrowia w Wielkiej Brytanii i sugeruje obszary przyszłych badań. Brytyjska Agencja Ochrony Zdrowia opublikowała pomniejsze podsumowanie we wrześniu 2009 r. Wielu toksykologów krytykuje i kwestionuje ten raport jako niepełny epidemiologicznie, niedostatecznie oceniany przez ekspertów i wpływ wpływu drobnych cząstek na zdrowie.
  • Wysoce toksyczny popiół lotny należy bezpiecznie usunąć. Wiąże się to zwykle z dodatkowymi kilometrami odpadów i potrzebą specjalistycznego składowania odpadów toksycznych w innym miejscu. Jeśli nie zostanie to zrobione prawidłowo, może budzić obawy lokalnych mieszkańców.
  • Skutki zdrowotne emisji dioksyn i furanów ze starych spalarni; szczególnie podczas uruchamiania i wyłączania lub gdy wymagany jest obejście filtra, nadal stanowi problem.
  • Spalarnie emitują różne poziomy metali ciężkich, takich jak wanad , mangan , chrom , nikiel, arsen , rtęć , ołów i kadm , które mogą być toksyczne przy bardzo niewielkich poziomach.
  • Popioły denne ze spalarni (IBA) mają podwyższony poziom metali ciężkich, co może powodować obawy o ekotoksyczność, jeśli nie zostaną prawidłowo wykorzystane. Niektórzy uważają, że ponowne użycie IBA jest wciąż w powijakach i nadal nie jest uważane za produkt dojrzały lub pożądany, pomimo dodatkowych zabiegów inżynieryjnych. Obawy dotyczące stosowania IBA w pianobetonie zostały wyrażone przez brytyjski urząd ds. BHP w 2010 r. po kilku eksplozjach budowlanych i rozbiórkowych. W swoich wytycznych IBA jest obecnie zabroniony przez brytyjski Urząd Drogowy w betonowych pracach do czasu zbadania tych incydentów.
  • Dostępne lub opracowywane są alternatywne technologie, takie jak mechaniczno-biologiczna obróbka , fermentacja beztlenowa (MBT/AD), autoklawowanie lub mechaniczna obróbka cieplna (MHT) przy użyciu zgazowania łukiem parowym lub plazmowym (PGP), czyli spopielanie przy użyciu wytwarzanych elektrycznie ekstremalnie wysokich temperatur, lub kombinacje tych zabiegów.
  • Budowa spalarni konkuruje z rozwojem i wprowadzaniem innych powstających technologii. Raport rządu Wielkiej Brytanii WRAP z sierpnia 2008 r. wykazał, że w Wielkiej Brytanii mediana kosztów spalarni na tonę była generalnie wyższa niż koszty leczenia MBT o 18 funtów za tonę ; oraz 27 funtów za tonę metryczną dla większości nowoczesnych (po 2000 r.) spalarni.
  • Budowa i eksploatacja zakładów przetwarzania odpadów, takich jak spalarnie, wymaga długich okresów kontraktowych, aby odzyskać początkowe koszty inwestycji, co powoduje długoterminową blokadę. Żywotność spalarni zwykle wynosi od 25 do 30 lat. Zostało to podkreślone przez Petera Jonesa, OBE , przedstawiciela burmistrza Londynu ds. odpadów w kwietniu 2009 roku.
  • Spalarnie wytwarzają drobne cząstki w piecu. Nawet przy nowoczesnym filtrowaniu cząstek spalin, niewielka ich część jest emitowana do atmosfery. PM 2,5 nie jest odrębnie uregulowany w europejskiej dyrektywie w sprawie spalania odpadów , mimo że są one wielokrotnie skorelowane przestrzennie ze śmiertelnością niemowląt w Wielkiej Brytanii (mapy oparte na danych ONS M. Ryana wokół spalarni odpadów EfW/CHP w Edmonton, Coventry, Chineham, Kirklees i Sheffielda). W ramach WID nie ma wymogu monitorowania poziomu PM 2,5 w spalarni na górze lub na zawietrznej spalarni . Kilka europejskich stowarzyszeń lekarzy (w tym ekspertów z różnych dziedzin, takich jak lekarze, chemicy środowiskowi i toksykolodzy) w czerwcu 2008 r. reprezentujące ponad 33 000 lekarzy napisało oświadczenie przewodnie bezpośrednio do Parlamentu Europejskiego, powołując się na powszechne obawy dotyczące emisji cząstek ze spalarni oraz braku określonych drobnych i ultradrobnych cząstek monitorowanie wielkości lub dogłębne przemysłowe/rządowe badania epidemiologiczne tych niewielkich i niewidocznych emisji wielkości cząstek ze spalarni.
  • Lokalne społeczności często sprzeciwiają się lokowaniu w pobliżu zakładów przetwarzania odpadów, np. spalarni ( zjawisko Not in My Back Yard ). Badania przeprowadzone w Andover w stanie Massachusetts skorelowały 10% dewaluacji nieruchomości z bliskim sąsiedztwem spalarni.
  • Zgodnie z hierarchią postępowania z odpadami, należy przedkładać zapobieganie, minimalizację odpadów , ponowne wykorzystanie i recykling odpadów od spalania . Zwolennicy zero waste uważają spalarnie i inne technologie przetwarzania odpadów za bariery dla recyklingu i separacji poza określonymi poziomami oraz że zasoby odpadów są poświęcane na produkcję energii.
  • Raport Eunomia 2008 okazało się, że w pewnych okolicznościach i założeniach, spalanie powoduje mniej CO 2 stopniu niż innych wschodzących odzysku energii i kogeneracji kombinacji technologii leczenia resztkowe odpady mieszane. Autorzy stwierdzili, że technologia spalarni CHP bez recyklingu odpadów zajmuje 19 z 24 kombinacji (gdzie wszystkie alternatywy dla spalania były połączone z zaawansowanymi zakładami recyklingu odpadów); jest o 228% mniej wydajny niż zaawansowana technologia dojrzewania czołgów podstawowych z pierwszego miejsca; lub o 211% mniej wydajna niż kombinacja zgazowania plazmowego/autoklawowania w rankingu 2.
  • Niektóre spalarnie są wizualnie niepożądane. W wielu krajach wymagają one wizualnie uciążliwego komina.
  • Jeśli frakcje odpadów wielokrotnego użytku są przetwarzane w zakładach przetwarzania odpadów, takich jak spalarnie w krajach rozwijających się, ograniczyłoby to opłacalną pracę dla lokalnych gospodarek. Szacuje się, że milion ludzi utrzymuje się ze zbierania odpadów.
  • Obniżone poziomy emisji ze spalarni odpadów komunalnych i odpadów do zakładów energetycznych z historycznych szczytów są w dużej mierze wynikiem sprawnego stosowania technologii kontroli emisji. Kontrole emisji zwiększają koszty początkowe i operacyjne. Nie należy zakładać, że wszystkie nowe zakłady będą wykorzystywały najlepszą dostępną technologię sterowania, jeśli nie jest to wymagane przez prawo.
  • Odpady, które zostały zdeponowane na składowisku, mogą być wydobywane nawet dekady i wieki później i poddawane recyklingowi przy użyciu przyszłych technologii – co nie ma miejsca w przypadku spalania.

Trendy w użytkowaniu spalarni

Historia spalania stałych odpadów komunalnych (MSW) jest ściśle powiązana z historią składowisk i innych technologii przetwarzania odpadów . Zalety spalania są nieuchronnie oceniane w odniesieniu do dostępnych alternatyw. Od lat 70. recykling i inne środki zapobiegawcze zmieniły kontekst takich ocen. Od lat 90. alternatywne technologie przetwarzania odpadów dojrzewają i stają się opłacalne.

Spalanie jest kluczowym procesem w przetwarzaniu odpadów niebezpiecznych i odpadów klinicznych. Często konieczne jest poddanie odpadów medycznych działaniu wysokich temperatur spalania w celu zniszczenia patogenów i zawartych w nich toksycznych zanieczyszczeń.

Spalanie w Ameryce Północnej

Pierwsza spalarnia w USA została zbudowana w 1885 roku na Governors Island w Nowym Jorku. W 1949 r. Robert C. Ross założył jedną z pierwszych firm zajmujących się gospodarką odpadami niebezpiecznymi w Stanach Zjednoczonych. Założył firmę Robert Ross Industrial Disposal, ponieważ dostrzegł możliwość zaspokojenia potrzeb firm w północnym Ohio w zakresie gospodarowania odpadami niebezpiecznymi. W 1958 roku firma zbudowała jedną z pierwszych spalarni odpadów niebezpiecznych w USA

Pierwszym zakładem spalania na pełną skalę, zarządzanym przez władze miejskie w Stanach Zjednoczonych, był Zakład Odzysku Zasobów Arnold O. Chantland zbudowany w 1975 roku w Ames w stanie Iowa . Zakład nadal działa i produkuje paliwo z odpadów, które jest wysyłane do lokalnych elektrowni na paliwo. Pierwsza komercyjnie udana spalarnia w USA została zbudowana w Saugus w stanie Massachusetts w październiku 1975 roku przez Wheelabrator Technologies i działa do dziś.

Istnieje kilka korporacji zajmujących się ochroną środowiska lub zarządzaniem odpadami, które ostatecznie przewożą transport do spalarni lub centrum przetwarzania pieca cementowego. Obecnie (2009) istnieją trzy główne przedsiębiorstwa, które spalają odpady: Clean Harbours, WTI-Heritage i Ross Incineration Services. Clean Harbors nabyło wiele mniejszych, niezależnie prowadzonych obiektów, gromadząc 5-7 spalarni w całych Stanach Zjednoczonych. WTI-Heritage ma jedną spalarnię, położoną w południowo-wschodnim rogu Ohio, po drugiej stronie rzeki Ohio od Zachodniej Wirginii.

Kilka spalarni starej generacji zostało zamkniętych; ze 186 spalarni odpadów komunalnych w 1990 r. do 2007 r. pozostało tylko 89, a z 6200 spalarni odpadów medycznych w 1988 r. tylko 115 pozostało w 2003 r. W latach 1996-2007 nie wybudowano żadnych nowych spalarni. Głównymi przyczynami braku działalności były:

  • Ekonomia. Wraz ze wzrostem liczby dużych, niedrogich regionalnych składowisk odpadów i do niedawna stosunkowo niską ceną energii elektrycznej, spalarnie nie były w stanie konkurować o „paliwo”, czyli odpady w USA
  • Polityka podatkowa. Ulgi podatkowe dla zakładów produkujących energię elektryczną z odpadów zostały cofnięte w USA w latach 1990-2004.

W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie ponownie pojawiło się zainteresowanie spalaniem i innymi technologiami przetwarzania odpadów na energię. W Stanach Zjednoczonych w 2004 r. spalarnia została zakwalifikowana do ulg podatkowych na produkcję energii odnawialnej. Trwają projekty mające na celu zwiększenie mocy istniejących instalacji, a gminy po raz kolejny rozważają możliwość budowy spalarni zamiast dalszego składowania odpadów komunalnych. Jednak wiele z tych projektów spotkało się z ciągłym sprzeciwem politycznym pomimo nowych argumentów przemawiających za korzyściami dla gazów cieplarnianych ze spalania i lepszej kontroli zanieczyszczenia powietrza i recyklingu popiołu.

Spalanie w Europie

Spalarnia Tarastejärvi w Taraste, Tampere , Finlandia

W Europie, w związku z zakazem składowania nieprzetworzonych odpadów, w ciągu ostatniej dekady zbudowano dziesiątki spalarni, a kolejne są w budowie. W ostatnim czasie szereg samorządów miejskich rozpoczęło proces kontraktowania na budowę i eksploatację spalarni. W Europie uważa się, że część energii elektrycznej wytwarzanej z odpadów pochodzi z „odnawialnych źródeł energii” (OZE), a zatem kwalifikuje się do ulg podatkowych, jeśli działa prywatnie. Ponadto niektóre spalarnie w Europie są wyposażone w system odzysku odpadów, co pozwala na ponowne wykorzystanie materiałów żelaznych i nieżelaznych znajdujących się na składowiskach. Wybitnym przykładem jest elektrownia opalana odpadami AEB.

W Szwecji około 50% wytwarzanych odpadów jest spalanych w zakładach przetwarzania odpadów na energię, wytwarzających energię elektryczną i zasilających systemy ciepłownicze lokalnych miast. Znaczenie odpadów w szwedzkim systemie wytwarzania energii elektrycznej znajduje odzwierciedlenie w ich 2 700 000 ton odpadów importowanych rocznie (w 2014 r.) w celu zaopatrywania zakładów przetwarzania odpadów w energię.

Spalanie w Wielkiej Brytanii

Technologia zastosowana w brytyjskim przemyśle gospodarowania odpadami pozostaje w tyle za europejską ze względu na szeroką dostępność składowisk. Dyrektywa w sprawie składowania odpadów odstawił przez Unię Europejską doprowadziły do rządu Zjednoczonego Królestwa nakładającej prawodawstwa dotyczącego odpadów w tym podatku wysypiskowego i Systemu Handlu Uprawnieniami do odpadów . Ustawodawstwo to ma na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych wytwarzanych przez składowiska poprzez zastosowanie alternatywnych metod przetwarzania odpadów. Rząd Wielkiej Brytanii stoi na stanowisku, że spalanie będzie odgrywać coraz większą rolę w przetwarzaniu odpadów komunalnych i dostarczaniu energii w Wielkiej Brytanii.

W 2008 roku plany potencjalnych lokalizacji spalarni istnieją dla około 100 miejsc. Zostały one interaktywnie odwzorowane przez brytyjskie organizacje pozarządowe.

Zgodnie z nowym planem w czerwcu 2012 r. ustanowiono program dotacji wspierany przez DEFRA (program poprawy rolnictwa i leśnictwa), aby zachęcić do korzystania z spalarni o niskiej wydajności na terenach rolniczych w celu poprawy ich bezpieczeństwa biologicznego.

Niedawno wydano pozwolenie na budowę największej spalarni odpadów w Wielkiej Brytanii w centrum korytarza Cambridge – Milton Keynes – Oxford w Bedfordshire . Po wybudowaniu dużej spalarni w Greatmoor w Buckinghamshire i planach budowy kolejnej w pobliżu Bedford , korytarz Cambridge – Milton Keynes – Oxford stanie się głównym węzłem spalania w Wielkiej Brytanii.

Jednostki spalania do użytku awaryjnego

Mobilna jednostka spalania do użytku awaryjnego

Istnieją awaryjne systemy spopielania służące do pilnego i biologicznie bezpiecznego usuwania zwierząt i ich produktów ubocznych po masowej śmiertelności lub wybuchu choroby. Wzrost regulacji i egzekucji ze strony rządów i instytucji na całym świecie został wymuszony przez presję społeczną i znaczną ekspozycję ekonomiczną.

Zaraźliwa choroba zwierząt kosztowała rządy i przemysł 200 miliardów dolarów w ciągu 20 lat do 2012 roku i jest odpowiedzialna za ponad 65% epidemii chorób zakaźnych na całym świecie w ciągu ostatnich sześćdziesięciu lat. Jedna trzecia światowego eksportu mięsa (około 6 milionów ton) jest w każdej chwili dotknięta ograniczeniami handlowymi, dlatego rządy, organy publiczne i podmioty komercyjne skupiają się na czystszych, bezpieczniejszych i solidniejszych metodach usuwania tusz zwierzęcych w celu powstrzymania i kontrola choroby.

Systemy spalania na dużą skalę są dostępne u dostawców niszowych i często są kupowane przez rządy jako siatka bezpieczeństwa w przypadku epidemii zakaźnej. Wiele z nich jest mobilnych i można je szybko rozmieścić w miejscach wymagających biobezpiecznej utylizacji.

Małe spalarnie

Przykład mobilnej spalarni o małej pojemności

Spalarnie na małą skalę istnieją do specjalnych celów. Na przykład małe spalarnie mają na celu higienicznie bezpieczne niszczenie odpadów medycznych w krajach rozwijających się . Małe spalarnie można szybko rozmieścić w odległych obszarach, w których doszło do wybuchu epidemii, aby szybko i bez ryzyka zanieczyszczenia krzyżowego pozbyć się zarażonych zwierząt.

W popularnych mediach

  • W Cube Zero istnieją fikcyjne tak zwane „spalacze błyskowe”, które zasadniczo odparowują wszystko, co organiczne.
  • Spalarnie pojawiają się w SimCity 3000 w dwóch odmianach: duże, tradycyjne urządzenie do spalania, które wyrzuca znaczną ilość zanieczyszczeń powietrza, oraz bardziej nowoczesne urządzenie, które zamienia odpady w energię, aby zasilić miasto o większej zdolności do załadunku śmieci , choć nadal powoduje duże zanieczyszczenia.
  • Pojawiają się również w SimCity 4 , ale bez wariantu bez energii z odpadów.
  • W Wielkiej Brytanii odbywa się coroczny festiwal metalu o nazwie Incineration Fest .
  • W kulminacyjnym momencie gry Portal (gra wideo) , główna bohaterka, Chell, będąc na taśmie transportowej, ucieka z spalarni, po tym jak główny antagonista gry, GLaDOS , zmusił ją do tego.
  • Punktem kulminacyjnym Toy Story 3 jest scena, w której od środka pokazano działanie spalarni z ruchomym rusztem (i rozdrabniacza śmieci ), gdy bohaterowie stają w obliczu zniszczenia.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Grupy przeciwdziałające spalaniu
Informacje UE
Poradniki