Metoda oceny trudności oczyszczania i toksyczności spalin powstających podczas spalania odpadów

Transkrypt

1 From the SelectedWorks of Robert Oleniacz November 1, 2004 Metoda oceny trudności oczyszczania i toksyczności spalin powstających podczas spalania odpadów Robert Oleniacz Available at:

2 Metoda oceny trudności oczyszczania i toksyczności spalin powstających podczas spalania odpadów ROBERT OLENIACZ Zakład Kształtowania i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej Al. Mickiewicza 30, Kraków Method for evaluating the cleaning difficulty and toxicity for combustion gases from waste incineration The paper presents a methodology for evaluating the cleaning difficulty and toxicity of combustion gases from waste incineration based on the knowledge of gases composition. This type of evaluation may be applicable to selection or modernization of flue gas cleaning systems for waste incineration plants and to comparative analysis of a pollution degree of raw (unclean) combustion gases. In the evaluation of the cleaning difficulty of gases six categories of difficulty have been identified for removal of selected substances or groups of substances. The evaluation is made individually for substances or groups of substances on condition their concentrations in flue gases from waste incineration are known or predictable. The knowledge of pollutants concentrations in raw gases may be useful to of the Average Toxicity Factor for the gases. Beside the method for the factor calculation, a recommended interpretation of the factor using a five-degree scale of toxicity was presented in the paper. Streszczenie W pracy zaproponowano metodykę oceny trudności oczyszczania i toksyczności spalin ze spalania odpadów, bazującą na znajomości składu tych spalin. Tego typu oceny powinny być przydatne podczas doboru lub modernizacji systemów oczyszczania gazów odlotowych dla instalacji spalania odpadów oraz analiz porównawczych stopnia zanieczyszczenia spalin surowych (nieoczyszczonych). W ocenie trudności oczyszczania spalin wykorzystuje się sześć klas trudności usuwania ze spalin poszczególnych substancji lub grup substancji do poziomu standardu emisyjnego określonego dla tych substancji (grup substancji). Ocena ta przeprowadzana jest dla poszczególnych substancji (grupy substancji) z osobna, o ile są znane lub przewidywane ich stężenia w spalinach unoszonych ze spalania odpadów. Znajomość tych stężeń w spalinach nieczyszczonych może być także wykorzystywana do obliczania średniego współczynnika toksyczności spalin. Oprócz sposobu obliczania tego współczynnika przedstawiono także zalecaną jego interpretację w pięciostopniowej skali toksyczności. Wprowadzenie Przez pojęcie spalanie odpadów będzie się tutaj rozumieć procesy termicznego przekształcania odpadów realizowane w celu ich unieszkodliwienia w tzw. spalarniach odpadów (w myśl ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach [1]), w wyniku których palne substancje zawarte w odpadach i powstałe w pierwszej fazie ich termicznego przekształcania ostatecznie ulegają utlenieniu. A zatem zaliczyć do nich należy zarówno procesy bezpośredniego spalania (z dużym nadmiarem tlenu), jak i procesy dwustopniowe, oparte na dwóch komorach (wstępnej i dopalania), w których najpierw zachodzi odgazowanie i zgazowanie odpadów (z pewnym niedomiarem tlenu) lub ich wstępne spalanie (z małym nadmiarem tlenu), a następnie dopalanie palnych składników gazów unoszonych z komory wstępnej [2, 3]. Proces spalania powinien być realizowany w odpowiednio wysokich temperaturach (minimalna temperatura w komorze spalania/dopalania nie może być niższa niż 1100 o C w przypadku odpadów zawierających ponad 1 % związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor, a w przypadku pozostałych odpadów niższa niż 850 o C), w sposób zapewniający utrzymywanie gazów spalinowych w komorze spalania przez co najmniej 2 sekundy przy zawartości co najmniej 6% tlenu [4, 5].

3 2 W wyniku procesu spalania odpadów powstają spaliny, które przed wprowadzeniem do powietrza atmosferycznego muszą być oczyszczone z substancji zanieczyszczających w stopniu zapewniającym spełnienie odpowiednich standardów emisyjnych [6, 7]. Zawartość w unoszonych spalinach poszczególnych zanieczyszczeń może być bardzo zróżnicowana i podlegać znacznym wahaniom w czasie. O zmienności tej decyduje bowiem wiele czynników, z których najważniejsze to [8]: rodzaj unieszkodliwianych odpadów (w tym ich skład), ilość unieszkodliwianych odpadów i sposób ich załadunku, sposób realizacji samego procesu termicznego przekształcania odpadów. Dobór systemu oczyszczania spalin unoszonych z instalacji do spalania odpadów powinien być oparty na znajomości możliwych do zastosowania w danym przypadku metod i urządzeń, ich całkowitej skuteczności w zakresie oczyszczania gazów odlotowych z poszczególnych substancji oraz rzeczywistej lub przewidywanej zawartości tych substancji w unoszonych gazach [9-14]. Na tych samych podstawach może odbywać się rozbudowa istniejącego systemu oczyszczania spalin o kolejne węzły, w wypadku gdy system ten nie gwarantuje dotrzymywania obowiązujących standardów emisyjnych. Odniesienie maksymalnych stężeń danej substancji w gazach unoszonych z instalacji do odpowiedniego poziomu dopuszczalnego pozwala na określenie wymaganego stopnia ich redukcji, a następnie ocenę trudności spełnienia danego standardu emisyjnego. W naszym kraju obowiązują już ujednolicone standardy emisyjne dla instalacji spalania odpadów (tabele 1 i 2) [6], wzorowane na Dyrektywie nr 2000/76/EC z dnia 4 grudnia 2000 r. w sprawie spalania odpadów [7]. W związku z powyższym opisany w pracy [15] sposób oceny trudności oczyszczania i toksyczności gazów odlotowych z instalacji do termicznego przekształcania odpadów niebezpiecznych można zaproponować dla procesów spalania wszystkich rodzajów odpadów. O ile zaproponowany sposób oceny trudności oczyszczania spalin unoszonych z procesów spalania odpadów może być przydatny przy doborze właściwego systemu ich oczyszczania, to wprowadzenie ujednoliconego kryterium oceny toksyczności powstających spalin, umożliwi m.in. bezpośrednie porównanie pod tym względem różnych rodzajów odpadów spalanych w danej instalacji lub tych samych odpadów spalanych w różnych instalacjach. Nowe przepisy prawne dotyczące sposobu prowadzenia procesu spalania odpadów, pomimo ustanowienia pewnych okresów przejściowych w zakresie spełniania standardów emisyjnych przez istniejące instalacje do spalania odpadów, powinny (przynajmniej z założenia) znacznie ograniczyć uciążliwość dla środowiska istniejących i nowo budowanych spalarni odpadów. Spełnianie zaostrzonych standardów emisyjnych w wielu przypadkach wymagać będzie jednak zwiększonych nakładów inwestycyjnych, zwłaszcza jeśli chodzi o wyposażenie instalacji do oczyszczania spalin. Przeprowadzenie właściwej oceny występujących w tym zakresie potrzeb, stanowić będzie kluczowe zagadnienie przy minimalizacji tych nakładów. Ocena trudności oczyszczania spalin Zadaniem każdego systemu oczyszczania gazów odlotowych jest usunięcie z tych gazów substancji zanieczyszczających przed ich wprowadzeniem do powietrza w takim stopniu, aby nie były przekraczane odpowiednie standardy emisyjne i/lub wartości dopuszczalne wynikające z pozwolenia na wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza, które są określone na poziomie standardów emisyjnych, a w wypadku ich braku na poziomie nie powodującym przekroczeń odpowiednich poziomów dopuszczalnych lub wartości odniesienia w powietrzu. Na podstawie znajomości zakresu występowania stężeń poszczególnych substancji w spalinach unoszonych z procesu spalania poszczególnych rodzajów odpadów w danej instalacji, można wstępnie sklasyfikować te substancje pod kątem stopnia trudności ich usunięcia z

4 3 gazów odlotowych do poziomu dopuszczalnego do wprowadzania do powietrza (odpowiedniego standardu emisyjnego). Przy czym przez usunięcie danych substancji ze spalin rozumie się tutaj nie tylko ich zatrzymanie w danym systemie zastosowanym do oczyszczania tych gazów, ale także przekształcenie w inne, mniej szkodliwe związki. Całkowitą skuteczność i usuwania danej substancji (grupy substancji) w obrębie zastosowanego systemu oczyszczalnia spalin można zatem wyrazić następującym wzorem: gdzie: m oi i = 1 (1) m wi m oi strumień masy i-tej substancji (grupy substancji) w gazach opuszczających dany system oczyszczania [kg/h, g/s itp.], m wi strumień masy i-tej substancji (grupy substancji) w gazach wprowadzanych do danego systemu oczyszczania [kg/h, g/s itp.]. Proponuje się przyjęcie sześć przedziałów (klas) trudności usuwania ze spalin poszczególnych substancji (grup substancji), dla których określone są standardy emisyjne: klasa 0 usuwanie nie jest konieczne (nie przekroczony standard emisyjny), klasa I bardzo łatwe usuwanie (najczęściej przy pomocy jednej prostej metody), klasa II łatwe usuwanie (przy pomocy jednej średnio skutecznej metody lub kombinacji dwóch metod mniej skutecznych), klasa III średnio trudne usuwanie (przy pomocy jednej wysokoskutecznej metody lub kombinacji kilku metod mniej skutecznych), klasa IV trudne usuwanie (przy pomocy kombinacji jednej wysokoskutecznej i co najmniej jednej mniej skutecznej metody), klasa V bardzo trudne usuwanie (przy pomocy kombinacji co najmniej dwóch wysokoskutecznych metod i/lub przy zastosowaniu metod specjalnych). Wymagane skuteczności usuwania rozpatrywanych substancji ze spalin dla poszczególnych klas trudności przedstawiono w tabeli 3. Zostały one dobrane na podstawie analizy technicznych możliwości ograniczania emisji zanieczyszczeń z procesów spalania odpadów z uwzględnieniem możliwej do uzyskania całkowitej skuteczności usuwania poszczególnych substancji przy zastosowaniu różnych metod i systemów oczyszczania gazów odlotowych spotykanych w praktyce [9-14]. Za punkt odniesienia przyjęto tutaj możliwość spełnienia najostrzejszego z obowiązujących dla danej substancji standardu emisyjnego (S di ), a więc określonego docelowo dla nowych instalacji dla najdłuższych okresów uśredniania. Jak wynika z tabeli 1, najostrzejsze (minimalne) wartości tych standardów wynoszą (w gazie suchym przy 11 % O 2, w warunkach umownych: temperatura 273 K, ciśnienie 101,3 kpa): pył ogółem 10 mg/m 3 u, substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażonej jako całkowity węgiel organiczny (C org. ) 10 mg/m 3 u, chlorowodór (HCl) 10 mg/m 3 u, fluorowodór (HF) 1 mg/m 3 u, dwutlenek siarki (SO 2 ) 50 mg/m 3 u, tlenek węgla (CO) 50 mg/m 3 u, tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO 2 ) łącznie w przeliczeniu na NO mg/m 3 u, kadm (Cd) i tal (Tl) łącznie 0,05 mg/m 3 u, rtęć (Hg) 0,05 mg/m 3 u,

5 4 antymon (Sb), arsen (As), ołów (Pb), chrom (Cr), kobalt (Co), miedź (Cu), mangan (Mn), nikiel (Ni), wanad (V) i cyna (Sn) łącznie 0,5 mg/m 3 u, dioksyny i furany (PCDD/Fs) 0,1 ngteq/m 3 u. W tabeli 4 zamieszczono z kolei zakresy stężeń poszczególnych substancji (grup substancji) w unoszonych spalinach (przed oczyszczeniem) odpowiadające przyjętym klasom trudności oczyszczania spalin, gwarantujące spełnienie ww. standardów emisyjnych przy założeniu osiągnięcia wymaganej skuteczności usuwania ze spalin występującej w zakresie wynikającym z tabeli 3 (w skrajnym przypadku na poziomie maksymalnym, dochodzącym do wartości wymaganej dla wyższej klasy trudności oczyszczania spalin). W przypadku produktów niezupełnego spalania, do których należy zaliczyć CO oraz większość związków organicznych występujących w fazie lotnej, dla osiągnięcia bardzo wysokiej skuteczności usuwania ze spalin wystarczyłoby zastosować dodatkowe dopalanie gazów odlotowych w dopalaczu termicznym lub termokatalitycznym. Zastosowanie tego rozwiązania na końcu systemu oczyszczania spalin nie jest jednak wskazane z uwagi na możliwość tworzenia się w tym procesie nowych ładunków zanieczyszczeń (m.in. NO x w wyniku mechanizmu termicznego w wypadku dopalania wysokotemperaturowego oraz PCDD/Fs w wyniku syntezy de novo, zachodzącej w strefie temperatur rzędu o C, a więc po ponownym schłodzeniu spalin za dopalaczem), które byłyby emitowane do powietrza bez żadnych ograniczeń. Dlatego też przy określaniu klas trudności oczyszczania gazów odlotowych z CO oraz gazowych i lotnych związków organicznych założono, że do systemu oczyszczania gazów odlotowych kierowane będą spaliny poddane już ewentualnej dodatkowej obróbce termicznej w komorze dopalania spalin, zaliczonej tutaj do integralnej części procesu termicznego przekształcania odpadów. Stąd też w przypadku wyższych klas trudności usuwania ze spalin (III, IV i V) wymagane skuteczności oczyszczania przyjęto na stosunkowo małym poziomie, możliwym jednak do osiągnięcia przy pomocy innych metod niż metody termiczne (z wykorzystaniem np. procesu absorpcji lub adsorpcji). Porównanie zmierzonych lub oszacowanych ładunków zanieczyszczeń powstających w procesie spalania odpadów z danymi przedstawionymi w tabeli 4 powinno być przydatne do oceny stopnia trudności usunięcia rozpatrywanych substancji z gazów odlotowych do poziomu dopuszczalnego (standardu emisyjnego). Ocena toksyczności powstających spalin Wprowadzone w poprzednim rozdziale pojęcie klas trudności oczyszczania gazów odlotowych z procesów spalania odpadów oraz odpowiadające im zakresy stężeń poszczególnych substancji w spalinach nieoczyszczonych w przybliżeniu odzwierciedlają także skalę toksyczności tych gazów, ale tylko w odniesieniu do każdej z tych substancji (grup substancji) rozpatrywanych z osobna. Nie można w ten sposób dokonać ogólnej oceny toksyczności powstających spalin. Dlatego też proponuje się wprowadzenie pojęcia średniego współczynnika toksyczności ATF u (Average Toxicity Factor) dla gazów unoszonych z procesu spalania odpadów, pozwalającego na określenie średniej toksyczności gazów nieoczyszczonych i umożliwiające zgeneralizowanie pojęcia stopnia ich zanieczyszczenia wybranymi substancjami toksycznymi zanim poddane zostaną procesowi oczyszczenia. Współczynnik ten oblicza się z zależności: ATF u = 1 i n n i 1 S ui S p di bi (2) gdzie:

6 5 ATF u - średni współczynnik toksyczności spalin unoszonych ze spalania odpadów, n liczba uwzględnianych substancji (grup substancji), S ui średnie stężenie i-tej substancji (lub grupy substancji) w suchych gazach nieoczyszczonych przy 11 % tlenu reprezentatywne dla czasów uśredniania minimum 30 minut, maksimum 24 godziny, wyrażone w mg/m 3 u (a w przypadku PCDD/Fs w ngteq/m 3 u) w warunkach odniesienia: temperatura 273 K, ciśnienie 101,3 kpa; S di standard emisyjny i-tej substancji (lub grupy substancji) w gazach odlotowych (emitowanych do powietrza) ze spalania odpadów określony na poziomie minimalnym dla czasów uśredniania minimum 30 minut, maksimum 24 godziny (zob. rozdział poprzedni); p bi bazowy współczynnik penetracji systemu oczyszczania spalin przez i-tą substancję (grupę substancji). Oznaczając bazową skuteczność usuwania i-tej substancji (grupy substancji) przez bi, bazowy współczynnik penetracji p bi można określić z zależności: p bi = 1 bi (3) Do określania średniego współczynnika toksyczności ATF u proponuje się przyjąć wartości bazowe współczynnika p bi wynikające z minimalnych skuteczności i przyjętych dla IV klasy trudności oczyszczania spalin (zob. tabela 3). Jak wynika bowiem z analizy stężeń zanieczyszczeń w gazach unoszonych z instalacji spalania różnych rodzajów odpadów, całkowita sprawność działania systemu oczyszczania spalin z poszczególnych substancji powinna się utrzymywać co najmniej na tym właśnie poziomie. Wyjątek może stanowić ewentualnie całkowita skuteczność usuwania C org., CO i NO x, gdyż substancje te rzadko występują w na tyle wysokich stężeniach, żeby wymagało to zastosowania specjalnych, wysokosprawnych metod ich usuwania ze spalin. Przyjęte bazowe wartości skuteczności bi oraz współczynników penetracji p bi zestawiono w tabeli 5. Z kolei w tabeli 6 przedstawiono wartości cząstkowe i średnie współczynnika ATF u obliczone dla spalin zawierających te substancje w ilościach granicznych zestawionych w tabeli 4, a więc odpowiadające dolnym zakresom stężeń przyjętym dla poszczególnych klas trudności oczyszczania spalin. Proponuje się przyjąć następującą interpretację opisową średniego współczynnika toksyczności spalin unoszonych ze spalania odpadów: ATF u < 0,1 toksyczność bardzo mała, 0,1 ATF u < 0,3 toksyczność mała, 0,3 ATF u < 1,0 toksyczność średnia, 1,0 ATF u < 2,0 toksyczność duża, ATF u 2,0 toksyczność bardzo duża. Prawdopodobieństwo wystąpienia w praktyce gazów odlotowych z procesów spalania odpadów zawierających wszystkie rozpatrywane substancje w ilościach określonych dla V klasy trudności oczyszczania jest bardzo małe. A zatem minimalną wartość współczynnika ATF u odpowiadającą bardzo dużej toksyczności spalin przyjęto już na poziomie 2. Podsumowanie Znajomość składu spalin unoszonych z procesów spalania odpadów może być wykorzystana m.in. do oceny stopnia trudności ich oczyszczania do poziomu nie powodującego przekroczeń wartości dopuszczalnych do wprowadzania do powietrza (standardów emisyj-

7 6 nych), jak również do oceny toksyczności tych gazów. Zaproponowane kryteria tych ocen mogą być wykorzystane zarówno w przypadku instalacji już funkcjonujących, a nie spełniających obowiązujących dla nich standardów emisyjnych, jak i dopiero projektowanych. Dotyczy to zwłaszcza spalarni pracujących w Polsce, z których większość będzie musiała zostać poddana modernizacji, przede wszystkim w zakresie systemu oczyszczania spalin. W przypadku instalacji dopiero projektowanych określenie potencjalnego zakresu stężeń podstawowych substancji zanieczyszczających, mogących występować w spalinach unoszonych z paleniska, jest niezbędne do prawidłowego doboru systemu oczyszczania tych gazów przed ich odprowadzeniem do atmosfery. Wstępna ocena tych spalin pod kątem trudności oczyszczania może być zatem wykorzystana do zorientowania się, czy do usunięcia danej substancji ze spalin będą musiały zostać zastosowane mniej lub bardziej skuteczne metody. Jest to bardzo istotne, gdyż wraz ze zwiększającą się klasą trudności oczyszczania spalin ze spalania odpadów rośnie także koszt instalacji zapewniających uzyskanie wymaganych skuteczności redukcji emisji zanieczyszczeń do powietrza. Im wyższa jest bowiem sprawność działania danych metod i urządzeń ochrony atmosfery oraz bardziej złożony system oczyszczania gazów odlotowych, tym większe są z reguły nakłady ponoszone na ich zastosowanie. Przedstawiona metodyka obliczeń średniego współczynnika toksyczności ATF u dla spalin unoszonych ze spalania odpadów może być wykorzystywana do porównań stopnia toksyczności spalin powstających w procesach spalania wybranych odpadów w tych samych lub różnych instalacjach, przy czym w obliczeniach tych mogą być brane pod uwagę wszystkie substancje (grupy substancji), dla których określone są standardy emisyjne lub tylko niektóre z nich w zależności od posiadanych wyników pomiarowych. Porównania te mogą być szczególnie przydatne, gdy bezpośrednia konfrontacja stężeń poszczególnych substancji w gazach odlotowych nie daje jednoznacznej odpowiedzi, który odpad lub która metoda ich spalania powoduje powstawanie bardziej toksycznych gazów odlotowych. Dotyczy to m.in. takich przypadków, gdy porównywane są bardzo zróżnicowane wyniki pomiarów stężeń, przy czym w każdej z grup wyników występują podwyższone stężenia innych substancji. Obliczone wartości współczynnika ATF u umożliwiają prostą hierarchizację stopnia toksyczności powstających spalin zgodnie z zasadą: im wyższy współczynnik ATF u, tym wyższa toksyczność spalin. Możliwa jest także bezpośrednia ocena stopnia toksyczności spalin dzięki stworzonej umownej skali opisowej i przypisanym jej odpowiednim przedziałom wartości współczynnika ATF u. Poruszane tutaj zagadnienia koncentrują się tylko na spalinach unoszonych z procesu spalania odpadów (przed ich oczyszczeniem). Do oceny toksyczności spalin emitowanych do powietrza (po oczyszczeniu) można zastosować m.in. metodykę opisaną w pracach [15] i [16]. W wyniku obróbki spalin przed ich odprowadzeniem do atmosfery (odzysk ciepła, oczyszczanie), powstają również inne produkty uboczne (użyteczna energia, odpady z instalacji oczyszczania spalin), mogące wpływać na ostateczną ocenę uciążliwości tego procesu dla środowiska. Istotne znaczenie mogą mieć tutaj także właściwości powstających stałych produktów spalania (popiołu lub żużla), zwłaszcza w aspekcie rozwoju wysokotemperaturowych metod przekształcania odpadów (w tym metod plazmowych), umożliwiających upłynnianie i zeszkliwianie żużla (witryfikację), a przez to ich bezpieczniejsze składowanie lub gospodarcze wykorzystanie. Istnieje zatem potrzeba opracowania metodyki kompleksowej oceny uciążliwości instalacji spalania odpadów dla środowiska, obejmującej wszystkie aspekty środowiskowe oraz uwzględniającej korzyści wynikające z odzysku energii z odpadów i z zastosowania termicznego przekształcania odpadów w miejsce innej nieobojętnej dla środowiska metody ich unieszkodliwiania (np. składowania). Praca została wykonana w ramach badan własnych AGH nr

8 7 Tabela 1. Standardy emisyjne z instalacji spalania odpadów [6, 7] Lp. Nazwa substancji Jednostka Standardy emisyjne w gazach odlotowych a) średnie dobowe średnie trzydziestominutowe A B 1 Pył ogółem mg/m 3 u 10 b) Substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażonej jako całkowity węgiel organiczny mg/m 3 u Chlorowodór mg/m 3 u Fluorowodór mg/m 3 u Dwutlenek siarki mg/m 3 u Tlenek węgla mg/m 3 u c) 7 8 Tlenek azotu i dwutlenek azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu z istniejących instalacji o zdolności przerobowej więcej niż 6 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny lub z nowych instalacji Tlenek azotu i dwutlenek azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu z istniejących instalacji o zdolności przerobowej do 6 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny Metale ciężkie i ich związki wyrażone jako metal mg/m 3 u 200 d) e) 400 d) f) d) g) 200 mg/m 3 u 400 d) h) - - średnie z próby o czasie trwania od 30 minut do 8 godzin Kadm + tal mg/m 3 u 0,05 Rtęć mg/m 3 u 0,05 Antymon + arsen + ołów + chrom + kobalt + miedź + mangan + nikiel + wanad + cyna i) mg/m 3 u 0,5 9 Dioksyny i furany ng/m 3 u średnia z próby o czasie trwania od 6 do 8 godzin 0,1 j) a) przy zawartości 11 % tlenu (gaz suchy, warunki odniesienia: temperatura 273 K, ciśnienie 101,3 kpa) b) do dnia r., standard emisyjny pyłu z istniejących instalacji spalania odpadów wynosi 20 mg/m 3 u, przy zawartości 11 % tlenu w gazach odlotowych; c) wartość średnia dziesięciominutowa; d) do dnia r. standardu emisyjnego nie stosuje się do instalacji, w których spalane są tylko odpady niebezpieczne; e) do dnia r. standard emisyjny NO x z istniejących instalacji spalania odpadów o zdolności przerobowej większej niż 6 Mg lecz nie większej niż 16 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny wynosi 400 mg/m 3 u (11 % O 2 ); do dnia r. standard emisyjny NO x z istniejących instalacji spalania odpadów o zdolności przerobowej większej niż 6 Mg lecz nie większej niż 25 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny wynosi 400 mg/m 3 u (11 % O 2 ); f) do dnia r. standard emisyjny NO x z istniejących instalacji spalania odpadów o zdolności przerobowej większej niż 6 Mg lecz nie większej niż 16 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny wynosi 600 mg/m 3 u (11 % O 2 ); g) do dnia r. standard emisyjny NO x z istniejących instalacji spalania odpadów o zdolności przerobowej większej niż 6 Mg lecz nie większej niż 16 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny wynosi 400 mg/m 3 u (11 % O 2 ); h) do dnia 31grudnia 2007 r. standard emisyjny NO x z istniejących instalacji spalania odpadów o zdolności przerobowej do 6 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny wynosi 500 mg/m 3 u (11 % O 2 ); i) cynę należy uwzględniać tylko do dnia 28 grudnia 2005 r. dla istniejących instalacji spalania odpadów niebezpiecznych; j) wyrażona jako TEQ, tj. suma iloczynów stężeń dioksyn i furanów w gazach odlotowych oraz ich współczynników równoważności toksycznej (TEF) zestawionych w tabeli 2.

9 8 Tabela 2. Współczynniki równoważności toksycznej (TEF) dla dioksyn (PCDDs) i furanów (PCDFs) [6, 7] Lp. Kongener PCDDs TEF Lp. Kongener PCDFs TEF 1 2,3,7,8-TCDD 1 1 2,3,7,8-TCDF 0,1 2 1,2,3,7,8-PeCDD 0,5 2 2,3,4,7,8-PeCDF 0,5 3 1,2,3,7,8-PeCDF 0,05 3 1,2,3,4,7,8-HxCDD 0,1 4 1,2,3,4,7,8-HxCDF 0,1 4 1,2,3,6,7,8-HxCDD 0,1 5 1,2,3,6,7,8-HxCDF 0,1 5 1,2,3,7,8,9-HxCDD 0,1 6 1,2,3,7,8,9-HxCDF 0,1 7 2,3,4,6,7,8-HxCDF 0,1 6 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 0,01 8 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 0,01 9 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 0,01 7 OCDD 0, OCDF 0,001

10 9 Tabela 3. Minimalne wymagane skuteczności usuwania ze spalin wybranych substancji dla przyjętych klas trudności oczyszczania spalin Rodzaj substancji Klasa trudności oczyszczania spalin I II III IV V Pył ogółem > 0 0,9 0,98 0,995 0,999 C org. > 0 0,5 0,8 0,95 0,99 HCl > 0 0,75 0,95 0,98 0,995 HF > 0 0,6 0,8 0,95 0,99 SO 2 > 0 0,6 0,8 0,95 0,99 CO > 0 0,3 0,6 0,8 0,95 NO i NO 2 (jako NO 2 ) > 0 0,2 0,3 0,6 0,9 Cd i Tl (łącznie) > 0 0,7 0,9 0,96 0,99 Hg > 0 0,5 0,75 0,9 0,98 Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V i Sn (łącznie) > 0 0,9 0,98 0,995 0,999 PCDD/Fs (jako TEQ) > 0 0,6 0,9 0,99 0,999 Tabela 4. Zakresy stężeń wybranych substancji w spalinach nieoczyszczonych odpowiadające przyjętym klasom trudności oczyszczania spalin [mg/m 3 u] * Rodzaj substancji Klasa trudności oczyszczania spalin 0 ( S di ) I II III IV V Pył ogółem 10 > C org. 10 > HCl 10 > HF 1 > 1 2, SO 2 50 > CO 50 > NO i NO 2 (jako NO 2 ) 200 > Cd i Tl (łącznie) 0,05 > 0,05 0,17 0,50 1,25 5 Hg 0,05 > 0,05 0,1 0,20 0,50 2,5 Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V i Sn (łącznie) 0,5 > 0, PCDD/Fs (w ngteq/m 3 u) 0,1 > 0,1 0,25 1, * stężenia średnie w spalinach suchych przy 11 % O 2, w warunkach odniesienia: temperatura 273 K, ciśnienie 101,3 kpa (w przypadku pyłu ogółem, C org., HCl, HF, SO 2, CO i NO x średnie dobowe; w przypadku metali ciężkich średnie z prób minimum 30-minutowych, maksimum 8-godzinnych; w przypadku PCDD/Fs średnie z prób minimum 6-godzinnych, maksimum 8-godzinnych)

11 10 Tabela 5. Skuteczność usuwania poszczególnych substancji ze spalin i współczynniki penetracji przyjęte jako bazowe do określania średniego współczynnika toksyczności ATF u Rodzaj substancji Skuteczność bazowa ( bi ) Bazowy współczynnik penetracji (p bi ) Pył ogółem 0,995 0,005 C org. 0,95 0,05 HCl 0,98 0,02 HF 0,95 0,05 SO 2 0,95 0,05 CO 0,8 0,2 NO i NO 2 (jako NO 2 ) 0,6 0,4 Cd i Tl (łącznie) 0,96 0,04 Hg 0,9 0,1 Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V i Sn (łącznie) 0,995 0,005 PCDD/Fs (jako TEQ) 0,99 0,01 Tabela 6. Wyniki obliczeń wartości cząstkowych i średnich współczynników toksyczności ATF u dla spalin zawierających poszczególne substancje na poziomie minimalnym, przyjętym dla poszczególnych klas trudności oczyszczania Rodzaj Klasa trudności oczyszczania spalin substancji I II III IV V Pył ogółem 0,005 0,05 0, C org. 0,05 0,1 0, HCl 0,02 0,08 0,4 1 4 HF 0,05 0,125 0, SO 2 0,05 0,125 0, CO 0,2 0,286 0,5 1 4 NO i NO 2 (jako NO 2 ) 0,4 0,5 0, Cd i Tl (łącznie) 0,04 0,13 0,4 1 4 Hg 0,1 0,2 0,4 1 5 Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V i Sn (łącznie) 0,005 0,05 0, PCDD/Fs (jako TEQ) 0,01 0,025 0, Wartość średnia (ATF u ) 0,08 0,15 0,33 1 5,1

12 11 Literatura [1] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach. Dz.U. Nr 62, poz. 628 z dnia 20 czerwca 2001 r. [2] Oleniacz R.: Zastosowanie procesów pirolizy i zgazowania do termicznej utylizacji odpadów. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, 33, nr 3, , 1999 [3] Oleniacz R.: Pirolityczne metody utylizacji odpadów niebezpiecznych - przykładowe rozwiązania i emisja zanieczyszczeń. Inżynieria Środowiska - Półrocznik AGH, 4, z. 2, , 1999 [4] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów. Dz.U. Nr 37, poz. 339 z dnia 12 kwietnia 2002 r. [5] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie dopuszczalnych sposobów i warunków unieszkodliwiania odpadów medycznych i weterynaryjnych. Dz.U. Nr 8, poz. 104 z dnia 24 stycznia 2003 r. [6] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 sierpnia 2003 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Dz.U. Nr 163, poz z 18 września 2003 r. [7] Directive 2000/76/EC of the European Parliament and of the Council of 4 December 2000 on the incineration of waste. OJ L 332, , [8] Oleniacz R.: Czynniki wpływające na skład spalin i wielkość emisji zanieczyszczeń z procesów termicznego przekształcania odpadów niebezpiecznych. W: Paliwa z odpadów, Tom III (red. J.W. Wandrasz i J. Nadziakiewicz). Wyd. HELION sp. z o.o., Gliwice 2001 [9] Brna T.G.: Cleaning of Flue Gases from Waste Combustors. Combust. Sci. and Tech., 74, Nos. 1-6, 83-98, 1990 [10] Kabsch P., Szpadt R.: Możliwości i metody ograniczenia emisji z zakładów termicznego przekształcania odpadów. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, 34, nr 3, , 2000 [11] Oleniacz R.: Oczyszczanie gazów odlotowych ze spalania odpadów niebezpiecznych. Inżynieria Środowiska - Półrocznik AGH, 5, z. 2, , 2000 [12] Oleniacz R.: Dobór systemu oczyszczania gazów odlotowych ze spalania odpadów niebezpiecznych. Inżynieria Środowiska - Półrocznik AGH, t. 6, z. 1, 85-94, 2001 [13] Thomé-Kozmiensky K.J.: Thermische Abfallbehandlung. EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik, Berlin [14] Wielgosiński G.: Oczyszczanie gazów odlotowych z procesu spalania odpadów. Ekologia i Technika, VI, nr 3, 67-75, 1998 [15] Oleniacz R.: Ocena składu gazów odlotowych z procesów spopielania odpadów niebezpiecznych pod kątem trudności oczyszczania i toksyczności. Inżynieria Środowiska - Półrocznik AGH, 6, z. 2, , 2001 [16] Oleniacz R.: Średni współczynnik toksyczności spalin emitowanych z procesów spopielania odpadów niebezpiecznych. Materiały z IV Konferencji nt. Problemy ochrony powietrza w aglomeracjach miejsko-przemysłowych. Ustroń, wrzesień Manuskrypt artykułu opublikowanego w: Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, 38(6), pp , 2004.