Эколого-экономические проблемы термических методов обезвреживания и утилизации ТБО




Напомним, что сжигание твердых бытовых отходов - это очень сложный химический процесс. Существуют тысячи различных молекул. В печи есть холодные и горячие зоны. Неко­торые материалы могут играть роль ката­лизаторов. Работают печи при избытке ки­слорода, 10 % которого остается в отходящих дымовых газах. Суммируя, скажем лишь, что в печи происходят бесконечные химические реакции, о которых мы ничего не знаем. Различные технологические решения, используемые для создания печей, направлены главным образом на то, чтобы избежать отвердевания отходов (скопления отходов в холодных зонах) и обеспечить контроль за полнотой сжигания ТБО [4,7,8].

В результате мусоросжигания ТБО образуются вторичные отходы. Шлаки составляют 20 – 25 % от массы поступающих отходов. В том случае, если они содержат менее 2% углерода, их можно использовать в дорожном строительстве. В противном же случае, такие отходы должны вывозиться на полигон для бытовых отходов. До тех пор, пока среди ТБО будут находиться батарейки, гальванические элементы и электроприборы, в шлаках будут присутствовать тяжелые металлы в больших концентрациях. Летучая зола после очистки отходящих газов составляет от 2 до 5 % массы поступающих отходов и является более опасной, чем шлаки. Её необходимо стабилизировать (смешать с цементом и известью для получения бетона). Вывозить ее нужно на полигоны для опасных отходов.

К наиболее вредным продуктам слоевого сжигания твердых бытовых отходов относят отходящие газы и летучую золу. Зола, образующаяся при сжигании ТБО, состоит в основном из минералов и несгоревших частиц органических соединений.

Содержание недожога в процентах определяется особенностями топочного устройства, а также технологическими условиями процесса горения. Обычно оно не превышает 2 %, а при неблагоприятных условиях может достигать 10 - 15 %. Концентрация золы-уноса в дымовых газах установок слоевого сжигания различных типов составляет примерно 2 - 6 г/м3 сухого газа.

Газовые выбросы мусоросжигательных предприятий и их состав определяются условиями ведения процесса горения и составом загрузки. Не регламентное ведение процесса приводит к резкому росту содержания продуктов неполного сгорания в газовых выбросах. Список продуктов неполного сгорания насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них углеводороды и ароматические углеводороды, их хлорированные производные, токсичные фенолы и хлорфенолы, бром - и азотзамещенные вещества и, наконец, полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД), -фураны (ПХДФ)и -бифенилы (ПХБ) [8].

Выбросы мусоросжигательных предприятий могут содержать также тяжелые металлы в форме солей или оксидов, то есть в устойчивом виде. В последние пятнадцать лет нас начали беспокоить проблемы, связанные с действием летучих тяжелых металлов, которые также способствуют или являются причиной возникновения различных видов онкологических заболеваний.

Полиароматические углеводороды (ПАУ) являются опасными канцерогенами. Выбросы этих соединений на МСЗ сравнительно невелики, тогда как в шлаке после сжигания со­держатся значительные количества данных веществ, причем ко­личество образующихся ПАУ, по-видимому, значительно за­висит от особенностей технологии сжигания ТБО, отличающихся в различных странах мира.

Особого внимания заслуживают самые опасные из продуктов неполного сгорания «диоксины», представляющие собой смесь полихлордибензо-пара-ди-оксинов (ПХДД) и полихлордибензофуранов (ПХДФ).

Инкорпорирование диоксинов организмом человека ведет к подавлению реакций «иммунного ответа», необратимым изме­нениям в обменных процессах, и самое главное — нарушениям работы генетического аппарата человека. Необходимо также подчеркнуть, что ни доступных методик, ни доступных приборов, которые обеспечили бы достаточную чувствительность по диоксинам в странах СНГ попросту не существует.

Необходимым условием образования диоксинов является присутствие в ТБО хлор- и бромсодержащих компонентов, в качестве последних выступают бумага и различные виды пластика на основе хлорпроизводных органических соединений. Количество образующихся в процессе сжигания ТБО диоксинов зависит от температуры ведения процесса, наличия в газах горения ТБО достаточно большого процента недожога, а также присутствия в мусоре соединений меди, выступающих в качестве катализаторов процесса синтеза диоксинов. Диоксины обладают высокой термостойкостью. Эффективное разложение этих веществ происходит только при температурах выше 1250 °С и выдержке более 2 с. Однако при температуре от 450 до 275 оС они образуются снова. Для рекуперации тепла необходимо, чтобы процесс охлаждения длился как можно дольше. Поэтому, чем больше энергии мы получаем, тем больше образуется диоксина. Сторонники мусоросжигания в целях обеспечения положительного отношения населения к мусоросжиганию часто прибегают к использованию такого аргумента, как получение энергии (что также требует больших инвестиций, оплачиваемых пользователями).

В целом снижение возможности образования диоксинов достигается осуществлением достаточно широкой группы технологических меро­приятий на мусоросжигательных предприятиях, основными из которых являются [7,8]:

- предварительная сепарация хлор- и бромсодержащих материалов, изъятие из ТБО включений цветных металлов;

- поддержание процессов горения, обеспечивающих минимальное образование продуктов неполного сгорания и золоуноса;

- обеспечение высокой герметичности топок МСЗ и сопутствующих агрегатов.

Масса шлаков, образующихся при сжигании ТБО на мусоросжигательных предприятиях, составляет около тонны на 3 - 4 тонны мусора. На мусоросжигательных предприятиях, где в печь добавляют известняк в качестве флюса, шлаков больше на 20 - 30 %.

Основной проблемой является дальнейшая утилизация данных отходов. Как правило, шлак сжигания ТБО используют в качестве добавки при изготовлении строительных изделий и блоков. Основным условием использования шлака является безопасность эксплуатации полученных изделий для здоровья человека [7,8].

Очевидно, что решение такого широкого спектра природоохранных задач, связанных с вопросами нейтрализации продуктов переработки ТБО, не могло не сказаться на стоимости самого процесса. Так, сжигание одной тонны бытового мусора в среднем по ЕС обходится в 80-150?.

Кроме того, необходимо отметить ряд экономических аспектов.

Поскольку печь для сжигания ТБО требует немалых инвестиций, имеющих определенный срок амортизации, она должна использоваться постоянно и на полную мощность, что противоречит любой политике, направленной на снижение уровня образования отходов.

В сумму затрат входят затраты на амортизацию и обслуживание (50 на 50 %), а также затраты на очистку отходящих газов (расходные материалы, очистка сточных вод, захороне­ние летучей золы). В настоящее время 50 % инвестиций, вкладываемых в мусоросжигательный завод, тратится на оборудование установки очистки отходящих газов.

Эффективность рекуперации энергии может измеряться в кВт/ч электроэнергии на тонну обработанных отходов. Так, например, во Франции речь идет о величине порядка 150 кВт/ч, в исключительных случаях - до 190 кВт/ч. Напомним о том, что эффективность утилизации биогаза от полигона ТБО составляет 250 кВт/ч, при этом в атмосферу не выбрасываются ни диоксины, ни тяжелые металлы, не образуется летучая зола.

В заключение отметим, что строи­тельство мусоросжигательного завода требует, чтобы инвестиции осуществлялись сразу и в полном объеме. Кроме того, поток поступающих отходов должен быть постоянным. В отличие от этого, инвестирование строительства экологически безопасного полигона является постепенным, средства вкладываются по мере строительства новых карт. Экономи­ческая эффективность полигона лишь в незначительной степени зависит от изменения потока поступающих ТБО [3].

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: