Kontrolowane spalanie odpadów komunalnych

Transkrypt

1 Kontrolowane spalanie odpadów komunalnych Jerzy Oszczudłowski Instytut Chemii UJK Kielce Alternatywne metody unieszkodliwiania odpadów komunalnych Chrzanów, r. 1 Wprowadzenie Średnia ilość odpadów przypadająca na osobę w ciągu 1 roku wynosi około 600 kg. Połowa, a więc 300 kg przypada na odpady komunalne, 200 kg na odpady przemysłowe. 100 kg odpadów podlega procesowi recyklingu. W większości przypadków odpady komunalne składowane są na wysypiskach. Odpady przemysłowe, zwykle traktowane jako odpady niebezpieczne, są ściśle kontrolowane i poddawane utylizacji lub procesowi recyklingu. W wielu krajach Europy odpady komunalne poddawane są spalaniu. Istnieją spalarnie odpadów zarówno segregowanych jak i niesegregowanych. Najlepiej sprawdza się segregacja odpadów na poziomie gospodarstwa domowego. Proces unieszkodliwiania odpadów komunalnych realizuje się na różne sposoby: m.in. pirolizy, spalania w fazie fluidalnej, spalania w plaźmie. Proces spalania powinien zachodzić w stosunkowo wysokiej temperaturze (powyżej 900 o C) i krótkim czasie spalania (1-3 s). Do usuwania szkodliwych substancji w gazach odlotowych stosuje się procesy adsorpcyjne i katalityczne. 2 1

2 Główne składniki odpadów komunalnych Lp Rodzaj odpadu Skład procentowy 1 Papier Odpadki kuchenne Tworzywa sztuczne i guma Metale Drewno 1 6 Szkło Inne Pozostałości po spalaniu odpadów Lp Pozostałości Skład procentowy 1 Popiół Woda Dwutlenek węgla Chlorowodór NO x, SO 2 ślady [mg/kg] 5 PAHs, PCBs, PCBz ultra ślady [ng/kg] 6 PCDDs, PCDFs ultra ślady [fg/kg] 7 Pary metali: Hg, Cd,.. ultra ślady [ng/kg] Średnia energia uzyskana po spaleniu 1 kg odpadów E= MJ 4 2

3 Polichlorowane bifenyle PCBs Heksachlorobenzen 5 Reakcja utleniania PCBs do PCDFs Cl x Cl y O 2 Cl x Cl y o 620 C O 6 3

4 Reakcje utleniania polichlorowanych benzenów do polichlorowanych dibenzodioksyn (PCDDs) i polichlorowanych dibenzofuranów (PCDFs) Cl x O Cl x O Cl x O 2 o 600 C Cl x Cl x O 7 Dopuszczalne wartości emisji całkowitych wg. DYREKTYWY 2000/76/WE W SPRAWIE SPALANIA ODPADÓW Zanieczyszczenia Stężenie w [mg/m 3 ] Pył całkowity 30 HCl 10 HF 1 NO X ( 1 ) Cd + Tl 0,05 Hg 0,05 Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V 0,5 Dioksyny i furany 0,1 w [ng/m 3 ] 8 4

5 Szacunkowa roczna emisja PCDDs i PCDFs z niektórych źródeł Lp. Źródło emisji Emisja [g/rok] 1 Spalarnia odpadów (gazy odlotowe) Transport samochodowy (spaliny) Huty żelaza, stalownie i huty metali nieżelaznych (gazy odlotowe) 4 Fabryki papieru Spalarnie odpadów medycznych ~10 9 Municipal Solid Waste Incinerator 10 5

6 The pilot fluidized bed reactor 11 Umea 12 6

7 Municipal Solid Waste Incinerator 13 MSW incinerator 14 7

8 Technical Data Incineration plant Incineration capacity 61 MWth Boiler capacity 55 MWth Turbine generator +15 MWel Turbine condenser +40 MWth Heat pump capacity MWth Heat pump + utilities 3.3 MWel Total capacity 65.4 MW Plant efficiency (65.4 / 61) 107 % Emissions of the incineration plant Dust 5 mg/nm3 NH3 5 mg/nm3 HCI 5 mg/nm3 Cd+TI 0,05 mg/nm3 HF 1 mg/nm3 Hg 0,05 mg/nm3 SO2 25 mg/nm3 Dioxin 0,1 mg/nm3 2 Heat pumps Unitop 28C, each Heating capacity 13,700 kw Power absorbed 3,360 kw COP 4.08 Heat source capacity 10,340 kw Heat source temp. in/out +38/+28 C Heat. water temp. in/out 60/70 75 C Capacity control Podsumowanie Lokalizacja składowisk odpadów komunalnych w rejonie oczyszczalni ścieków Produkcja opakowań, które podlegają procesowi recyklingu Segregacja odpadów na poziomie gospodarstw domowych Kontrolowane spalanie odpadów komunalnych Oczyszczanie gazów odlotowych ze spalarni odpadów Kontrola analityczna składu gazów odlotowych po ich oczyszczeniu 16 8

9 Akty prawne 1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 lipca 2001 r. w sprawie wprowadzania do powietrza substancji zanieczyszczających z procesów technologicznych i operacji technicznych (Dz. U Nr 87, poz. 957). 2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (Dz. U.2002 Nr 37, poz. 339) 3. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia w sprawie rodzajów odpadów innych niż niebezpieczne oraz rodzajów instalacji i urządzeń, w których dopuszcza się ich termiczne przekształcanie (Dz. U.2002 Nr 18, poz.176) 17 Metody chromatograficzne oznaczania wybranych połączeń organicznych 18 9

10 GC-MS 19 PCB (GC-MS) dichlorobifenyl trichlorobifenyl tetrachlorobifenyl heksachlorobifenyle heptachlorobifenyl 20 10

11 Analiza wybranych WWA metodą GC-MS 21 LC-MS 22 11

12 Dziękuję za uwagę 23 12