Увеличение количества свалок в мире приближает экологическую катастрофу. Уйти от проблемы можно термической переработкой отходов на мусоросжигательных заводах. Такой способ снижает объём мусора в 2 раза и позволяет отказаться от строительства новых полигонов ТКО.
Как работает мусоросжигательный завод?
В России только развивается сфера обращения с отходами, в то время как европейские страны практически избавились от проблемы мусора благодаря программе «Энергия из отходов».
Мусоросжигательный завод перерабатывает следующие категории:
- все виды бытовых отходов граждан;
- мусор организаций, промышленных предприятий неопасного класса.
Распространённое понятие сжигание отходов не точное. По Директиве ЕС «Об отходах» это устаревший способ утилизации с невосполнимым уничтожением мусора. Правильная формулировка для современных заводов — термическая обработка отходов с производством энергоресурсов.
По правилам на термическую утилизацию направляют те материалы, которые невозможно вторично переработать.
Назначение завода
Мусоросжигательный завод предназначен для уничтожения твердых бытовых отходов. На предприятии пользуются высокотемпературными технологиями, которые снижают первоначальный объем отходных материалов.
После сжигания остается шлак, который очищают от металлов. Его направляют на полигоны как отсыпку или на изготовление стройматериалов.
Мусоросжигательный завод — полноценный источник энергоресурсов. Полученная в процессе работы энергия идет на восполнение энергетических нужд завода. До 2/3 излишек способны заменить электрическую сеть ближайших пунктов.
Принцип работы
Работа современного мусоросжигательного завода проходит поэтапно:
- Доставка мусора спецтранспортом.
- Проверка радиационного фона отходных материалов.
- Взвешивание после исключения радиологического излучения.
- Тщательная сортировка ТБО от опасных компонентов (батареек, аккумуляторов и других).
- Измельчение мусора.
- Уничтожение измельченных элементов на решетке термообезвреживания.
- Фильтрация образовавшихся газов.
Используемые технологии
В мире термическая переработка мусора стала распространенным способом из-за простоты применения. Независимо от применяемого технического процесса в достоинства термосжигания отходов включены:
- надежное уничтожение;
- снижение массы и объема;
- исключение загрязнения воды и почвы свалочными стоками;
- получение возобновляемой энергии.
Технологии сжигания различаются по типу печей, используемых в процессе. Учитывая их разнообразие стоимость переработки ТБО отличается. К примеру, низкотехнологичные комплексы массового сжигания требуют меньше затрат, чем новые установки. Среди перспективных — мусоросжигательная установка по проведению пиролиза.
Слоевое сжигание
Это первый изобретенный способ. Технология проходит путем принудительного движения раскаленного воздуха через слой отходного сырья, которое расположено на колосниковой решетке. Слой материалов бывает подвижным и неподвижным.
Для установок подходит несортированное сырье. Высокозольные отходы забивают дутьевые щели спекшейся золой, поэтому технология не подходит для некоторых фракций.
Снизить выброс токсичных веществ из работающих комплексов можно методом кипящего слоя, который подходит только для гомогенных фракций. Однородный мусор перемешивается с абсорбентом (доломитовая крошка, песок) и сжигается в камерах.
Пиролиз и газификация
Это схожие методики, протекающие в анаэробных условиях. В такой среде образуются топливные продукты в виде жидкостей и газов с удельной теплотой сгорания высокой степени.
Работа пиролизных комплексов зависит от температурного режима:
- до 500°С — низкотемпературный;
- до 800°С — среднетемпературный;
- выше 800°С — высокотемпературный.
При высоких температурах образуются газы с малым содержанием смол и масел.
Дожигатели диоксинов
Сжигание пластика проходит с образованием диоксинов. Предотвратить попадание опасных веществ в воздух можно путем фильтрации летучих газов через камеру с температурой выше 1250°С. За 2 секунды диоксиновая решетка распадается и концентрация снижается до приемлемого уровня.
Очистка
Существует много способов очистки газов от опасных примесей. Применение их по отдельности допустимо, но оптимальный эффект очистки получают при прохождении газов через несколько систем фильтрации.
В список распространённых входят следующие способы:
- Абсорбция или скрубберный процесс.
Выбросы поглощаются жидким абсорбентом. - Адсорбция.
Адсорбент (активированный уголь) впитывает газообразные примеси. - Озонный.
Задерживает оксиды азота и серы. Фильтрующая методика распространена на японских мусоросжигательных заводах. - Термокаталитический.
Проходит с катализаторами (минералы, металлы). - Термическое дожигание.
Обеспечивает уровень очистки до 99%.
Польза и вред
Сжигание не избавляет от проблемы накопления отходов. Материалы только подвергаются видоизменению, побочный эффект которого — выброс токсичных веществ. Компонентный состав ТБО включает опасные элементы для окружающей среды и человека. После массового сжигания на МСЗ, они переходят в атмосферу в виде летучих соединений. В список самых известных входят: тяжелые металлы, диоксины, серные и азотные окиси, хлорбензолы, ароматические углеводороды.
Оставшаяся доля тяжелых металлов, не попавших в воздух, накапливается в золе и шлаках, которые требуют правильного захоронения. Сжигание мусора не позволяет достичь безопасного результата из-за его трансформации в высокотоксичные соединения.
Опасные летучие вещества не распадаются десятки, некоторые сотни лет. Они способны хорошо перемешиваться в атмосфере и накапливаться в растениях и живых организмах. Диоксиды серы и азота, распадаясь в воздухе, выпадают на землю в виде кислотных осадков. Они также относятся к группе газов, ведущих к образованию парникового эффекта на планете.
Распространено мнение об уменьшении массы сожженного мусора, но оно ошибочно. При расчете общего веса золы и других выбросов производства итоговый объем видоизмененных отходов превышает первоначальный.
Технологии современных перерабатывающих комплексов позволяют уменьшить объем отсортированного мусора более чем в 5 раз. Если сравнить эти показатели с количеством ТБО до сжигания и после, разница составляет не выше 45%.
Система, по которой работает каждый мусоросжигательный завод, подвергается сомнению. Волнение вызывает воздействие выбросов на экосистему, здоровье людей и экономическая составляющая работы предприятия.
Усовершенствованные фильтры для очистки требуют на обслуживание до 2/3 расходов производства. Организация такого подхода сводит к минимуму попадание токсичных веществ в воздух и снижению объема мусора на полигонах.
Но экономия предпринимателей на эксплуатации фильтрующих установок приводит к увеличению нагрузки на фильтры мусоросжигательного завода и уменьшению их способности удерживать вредные соединения. Под сомнение попадает и выгода вырабатываемой энергии. Так по расчетам экспертов традиционный способ выработки в разы дешевле, чем энергия от сжигания ТБО.
Влияние МСЗ на окружающую среду
Проводимые эксперименты чаще направлены на изучение концентрации тяжелых металлов и диоксинов, не уделяя внимание другим вредным веществам. Токсичные выбросы осаждаются на поверхности, находящиеся вблизи мусороперерабатывающих предприятий. Но по подсчетам только 2% диоксина концентрируется в почве около завода. Остальные соединения разносятся на значительные площади.
Сельскохозяйственные насаждения в зоне распространения выбросов накапливают опасные элементы. Власти Бельгии, Франции, и Нидерландов запретили пить молоко коров, выпас которых проводился на прилегающих к предприятию участках. Для другой животноводческой продукции были введены ограничения на употребление.
Как выбросы мусоросжигательных заводов влияют на здоровье человека?
Мусоросжигательные заводы считаются опасными производствами. Доказано их влияние на здоровье человека. Исследования в сфере онкологии подтвердили взаимосвязь между уровнем поражения злокачественными опухолями людей, проживающих и работающих в зоне повышенной концентрации токсичных элементов.
Клинически подтверждена токсичность полихлорбензолов, которые негативно влияют на иммунитет, нервную и репродуктивную системы, эмбриогенез. До 30% аэрозольных частиц не улавливается фильтрами. Они накапливаются в альвеолярных участках легких человека, провоцируя развитие бронхиальной астмы. Молекулярная ртуть считается чистым нейротоксином, который поражает нервные клетки мозга.
Исследования в итальянском городе Триест подтвердили прямую связь рака легких у мужчин, проживающих вблизи токсичных районов, с выбросами. Показатели смертности от онкологического заболевания в зоне близкого расстояния к мусоросжигательным заводам, превысили 6,7 раз, около промышленных предприятий в 2,2 раза.
МСЗ в мире
В мире проектирование мусоросжигательных заводов началось в середине XX века. Сегодня на планете расположены тысячи предприятий. Только на территории Франции более 120 таких фабрик.
В шведском городе Мальме мусороперерабатывающее предприятие уничтожает 25 тонн ТБО в час.
В Европе и Азии запрещено сжигать неотсортированный мусор. С каждым годом увеличивается тщательное и детальное разделение бытовых отходов по составу.
Швеция преуспела в вопросе избавления от мусора, ее коэффициенты по переработке достигают 99%. Страна заняла лидирующую позицию по уровню и качеству сортировки и утилизации отходов в энергию для отопления.
МСЗ в австрийской Вене стал местной достопримечательностью благодаря творческому оформлению фасада здания. Вырабатываемая энергия отапливает столичные регионы.
В южнокорейском городе Сонгдо бытовые остатки из квартир по пневмоканализации поступают на переработку, результат которой — получение биогаза.
В Японии из прессованных отходных материалов построили 2 острова для международных аэропортов.
