Spalarnia to piec do spalania odpadów. Nowoczesne spalarnie zawierają urządzenia ograniczające zanieczyszczenia, takie jak oczyszczanie gazów spalinowych. Istnieją różne typy konstrukcji spalarni: ruszt ruchomy, ruszt stały, piec obrotowy i złoże fluidalne.

SpalarniaEdit

Typowa mała spalarnia w ogrodzie.

Palenisko jest jedną z najprostszych i najwcześniejszych form usuwania odpadów, zasadniczo składającą się z kopca materiałów palnych ułożonych na otwartej przestrzeni i podpalonych, co prowadzi do zanieczyszczenia środowiska.

Paleniska mogą rozprzestrzeniać i rozprzestrzeniały niekontrolowane pożary, na przykład, jeśli wiatr zdmuchnie płonący materiał z paleniska na otaczające palne trawy lub na budynki. W miarę zużywania się wewnętrznych struktur stosu, stos może się przesuwać i zapadać, rozszerzając obszar pożaru. Nawet w przypadku braku wiatru, małe, lekkie, zapalone żary mogą unieść się ze stosu poprzez konwekcję i przenieść się w powietrzu na trawy lub budynki, zapalając je. Stosy spalania często nie prowadzą do pełnego spalania odpadów i dlatego produkują zanieczyszczenia pyłowe.

Beczka do spalaniaEdit

Beczka do spalania jest nieco bardziej kontrolowaną formą prywatnego spalania odpadów, zawierającą spalany materiał wewnątrz metalowej beczki, z metalową kratą nad wylotem spalin. Beczka zapobiega rozprzestrzenianiu się palącego się materiału w wietrznych warunkach, a w miarę zmniejszania się ilości materiałów palnych mogą one jedynie osiadać w beczce. Kratka wylotowa pomaga zapobiegać rozprzestrzenianiu się płonącego żaru. Jako beczki do spalania stosuje się zazwyczaj stalowe beczki o pojemności 55 galonów amerykańskich (210 l), z wyciętymi lub wywierconymi wokół podstawy otworami wentylacyjnymi do zasysania powietrza. Z biegiem czasu, bardzo wysokie ciepło spalania powoduje utlenianie i rdzewienie metalu, a w końcu sama beczka jest zużywana przez ciepło i musi zostać wymieniona.

Prywatne spalanie suchych produktów celulozowych/papierowych jest generalnie czyste, nie produkując widocznego dymu, ale tworzywa sztuczne w odpadach domowych mogą spowodować, że prywatne spalanie stworzy uciążliwość publiczną, generując ostre zapachy i opary, które powodują pieczenie i łzawienie oczu. Większość społeczności miejskich zakazuje palenia beczek, a niektóre społeczności wiejskie mogą mieć zakazy otwartego spalania, zwłaszcza te, w których mieszka wielu mieszkańców nie zaznajomionych z tą powszechną praktyką wiejską.

Od 2006 roku w Stanach Zjednoczonych prywatne spalanie małych ilości odpadów z gospodarstw domowych lub rolnych było zazwyczaj dozwolone, o ile nie jest uciążliwe dla innych, nie stanowi ryzyka pożaru, np. w suchych warunkach, a ogień nie wytwarza gęstego, szkodliwego dymu. W kilku stanach, takich jak Nowy Jork, Minnesota i Wisconsin, obowiązują prawa lub przepisy zakazujące lub ściśle regulujące otwarte spalanie ze względu na skutki zdrowotne i uciążliwości. Osoby zamierzające spalać odpady mogą być zobowiązane do wcześniejszego skontaktowania się z agencją stanową w celu sprawdzenia aktualnego zagrożenia pożarowego i warunków, oraz do powiadomienia urzędników o kontrolowanym pożarze, który będzie miał miejsce.

Ruchomy rusztEdit

Sterownia typowej spalarni z ruchomym rusztem nadzorująca dwie linie kotłowe

Typowa spalarnia stałych odpadów komunalnych jest spalarnią z ruchomym rusztem. Ruchomy ruszt umożliwia optymalizację przepływu odpadów przez komorę spalania, co pozwala na bardziej wydajne i kompletne spalanie. Pojedynczy kocioł z ruchomym rusztem może przetworzyć do 35 ton metrycznych (39 krótkich ton) odpadów na godzinę i może pracować 8000 godzin rocznie, z jednym tylko planowanym postojem na kontrolę i konserwację trwającym około miesiąca. Spalarnie z ruchomym rusztem są czasami określane jako spalarnie stałych odpadów komunalnych (MSWI).

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

Stałe odpady komunalne w piecu spalarni z ruchomym rusztem, zdolnej do obsługi 15 ton metrycznych (17 krótkich ton) odpadów na godzinę. Widoczne są otwory w ruszcie doprowadzającym pierwotne powietrze do spalania.

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

Drugie powietrze do spalania jest dostarczane do kotła z dużą prędkością przez dysze nad rusztem. Ułatwia ono całkowite spalanie gazów spalinowych poprzez wprowadzenie turbulencji w celu lepszego mieszania oraz poprzez zapewnienie nadmiaru tlenu. W spalarniach wielopaleniskowych powietrze do spalania wtórnego jest wprowadzane do oddzielnej komory za komorą spalania pierwotnego.

Zgodnie z europejską dyrektywą w sprawie spalania odpadów, spalarnie muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby gazy spalinowe osiągały temperaturę co najmniej 850 °C (1 560 °F) przez 2 sekundy w celu zapewnienia właściwego rozkładu toksycznych substancji organicznych. Aby spełnić ten warunek przez cały czas, konieczne jest zainstalowanie zapasowych palników pomocniczych (często zasilanych olejem), które są włączane do kotła w przypadku, gdy wartość opałowa odpadów jest zbyt niska, aby samodzielnie osiągnąć tę temperaturę.

Spaliny są następnie schładzane w przegrzewaczach, gdzie ciepło jest przekazywane do pary, podgrzewając parę do 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 przekazywane do systemu oczyszczania spalin.

W Skandynawii, planowa konserwacja jest zawsze wykonywana w okresie letnim, gdzie zapotrzebowanie na ogrzewanie komunalne jest niskie. Często spalarnie składają się z kilku oddzielnych „linii kotłowych” (kotłów i instalacji oczyszczania spalin), dzięki czemu odpady mogą być nadal przyjmowane przez jedną linię kotłową, podczas gdy pozostałe przechodzą konserwację, naprawę lub modernizację.

Stały rusztEdit

Starszym i prostszym rodzajem spalarni była wyłożona cegłą cela ze stałym metalowym rusztem nad dolnym popielnikiem, z jednym otworem u góry lub z boku do załadunku i innym otworem z boku do usuwania niepalnych ciał stałych zwanych klinkierami. Wiele małych spalarni dawniej spotykanych w domach mieszkalnych zostało obecnie zastąpionych przez kompaktory odpadów.

Spalarnia obrotowaEdit

Spalarnia obrotowa jest używana przez gminy i przez duże zakłady przemysłowe. Komora pierwotna w piecu obrotowym składa się z nachylonej cylindrycznej rury wyłożonej materiałem ogniotrwałym. Wewnętrzna wykładzina ogniotrwała służy jako warstwa ofiarna do ochrony konstrukcji pieca. Ta warstwa ogniotrwała musi być od czasu do czasu wymieniana. Ruch cylindra na jego osi ułatwia przemieszczanie odpadów. W komorze wstępnej zachodzi przemiana frakcji stałej w gazową, poprzez ulatnianie, destylację destrukcyjną i reakcje częściowego spalania. Komora wtórna jest niezbędna do zakończenia reakcji spalania w fazie gazowej.

Klinkier wysypuje się na końcu cylindra. Wysoki komin spalinowy, wentylator lub dysza parowa zapewniają potrzebny ciąg. Popiół spada przez ruszt, ale wiele cząstek jest przenoszonych wraz z gorącymi gazami. Cząstki i wszelkie gazy palne mogą być spalane w „dopalaczu”.

Złoże fluidalneEdit

Silny strumień powietrza jest wtłaczany przez złoże piaskowe. Powietrze przesącza się przez piasek, aż do osiągnięcia punktu, w którym cząsteczki piasku oddzielają się, aby przepuścić powietrze i następuje mieszanie i mieszanie, dzięki czemu powstaje złoże fluidalne, do którego można wprowadzić paliwo i odpady. Piasek ze wstępnie przetworzonymi odpadami i/lub paliwem jest utrzymywany w zawieszeniu na pompowanych prądach powietrza i nabiera płynnego charakteru. Złoże jest w ten sposób gwałtownie mieszane i wzburzane, utrzymując małe obojętne cząsteczki i powietrze w stanie zbliżonym do płynu. Pozwala to na pełny obieg całej masy odpadów, paliwa i piasku w piecu.

Specjalistyczna spalarniaEdit

Spalarnie trocin w fabrykach mebli wymagają wiele uwagi, ponieważ muszą one obsługiwać proszek żywiczny i wiele substancji łatwopalnych. Kontrolowane spalanie, systemy zapobiegające cofaniu się płomienia są niezbędne, ponieważ pył, gdy jest zawieszony, przypomina zjawisko zapalenia się każdego gazu płynnego.

Wykorzystanie ciepłaEdit

Ciepło wytwarzane przez spalarnię może być wykorzystane do wytworzenia pary, która może być następnie użyta do napędzania turbiny w celu wytworzenia energii elektrycznej. Typowa ilość energii netto, która może być wyprodukowana na tonę odpadów komunalnych to około 2/3 MWh energii elektrycznej i 2 MWh ciepła sieciowego. Tak więc, spalanie około 600 ton metrycznych (660 krótkich ton) odpadów dziennie wyprodukuje około 400 MWh energii elektrycznej dziennie (17 MW mocy elektrycznej w sposób ciągły przez 24 godziny) i 1200 MWh energii cieplnej każdego dnia.

PollutionEdit

Spalanie ma szereg wyjść, takich jak popiół i emisja gazów spalinowych do atmosfery. Przed systemem oczyszczania spalin, jeśli jest zainstalowany, gazy spalinowe mogą zawierać cząstki stałe, metale ciężkie, dioksyny, furany, dwutlenek siarki i kwas solny. Jeśli zakłady mają nieodpowiednie oczyszczanie gazów spalinowych, te wyjścia mogą dodać znaczący składnik zanieczyszczeń do emisji stosu.

W badaniu z 1997 roku, Delaware Solid Waste Authority stwierdził, że dla tej samej ilości produkowanej energii, spalarnie emitowały mniej cząstek stałych, węglowodorów i mniej SO2, HCl, CO i NOx niż elektrownie węglowe, ale więcej niż elektrownie opalane gazem ziemnym. Według niemieckiego Ministerstwa Środowiska, spalarnie odpadów zmniejszają ilość niektórych zanieczyszczeń atmosferycznych poprzez zastąpienie energii produkowanej przez elektrownie węglowe energią pochodzącą z elektrowni opalanych odpadami.

Emisje gazoweEdit

Dioksyny i furanyEdit

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

W 2005 r. Ministerstwo Środowiska Niemiec, gdzie w tym czasie było 66 spalarni, oszacowało, że „…podczas gdy w 1990 r. jedna trzecia wszystkich emisji dioksyn w Niemczech pochodziła ze spalarni, w 2000 r. liczba ta wynosiła mniej niż 1%. Same kominy i piece kaflowe w prywatnych gospodarstwach domowych odprowadzają do środowiska około 20 razy więcej dioksyn niż spalarnie.”

Według Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych, procenty spalania w całkowitej inwentaryzacji dioksyn i furanów ze wszystkich znanych i szacowanych źródeł w USA (nie tylko spalanie) dla każdego typu spalania są następujące: 35,1% beczki podwórkowe; 26,6% odpady medyczne; 6,3% osady z oczyszczania ścieków komunalnych; 5,9% spalanie odpadów komunalnych; 2,9% spalanie drewna przemysłowego. Tak więc kontrolowane spalanie odpadów stanowiło 41,7% całkowitej inwentaryzacji dioksyn.

W 1987 r., zanim przepisy rządowe wymagały stosowania kontroli emisji, było łącznie 8 905,1 gramów (314,12 oz) równoważnika toksycznego (TEQ) emisji dioksyn z amerykańskich spalarni odpadów komunalnych. Obecnie całkowite emisje z tych zakładów wynoszą 83,8 gramów (2,96 oz) TEQ rocznie, co stanowi redukcję o 99%.

Podwórkowe spalanie odpadów domowych i ogrodowych w beczkach, nadal dozwolone na niektórych obszarach wiejskich, generuje 580 gramów (20 oz) dioksyn rocznie.Badania przeprowadzone przez US-EPA wykazały, że jedna rodzina używająca beczki do spalania produkowała więcej emisji niż spalarnia usuwająca 200 ton metrycznych (220 krótkich ton) odpadów dziennie do 1997 roku i pięć razy więcej do 2007 roku z powodu zwiększonej ilości chemikaliów w śmieciach domowych i zmniejszonej emisji przez spalarnie miejskie używające lepszej technologii.

Te same badania wykazały, że ich pierwotne szacunki dla beczek do spalania były wysokie, i że spalarnia użyta do porównania reprezentowała teoretyczną „czystą” instalację, a nie jakikolwiek istniejący obiekt. Ich późniejsze badania wykazały, że beczki do spalania produkują medianę 24,95 nanogramów TEQ na funt spalanych śmieci, tak więc rodzina spalająca 5 funtów śmieci dziennie, lub 1825 funtów rocznie, produkuje łącznie 0,0455 mg TEQ rocznie, oraz że równoważna liczba beczek do spalania 83,8 gramów (2,96 uncji) z 251 odpadów komunalnych.96 oz) z 251 spalarni odpadów komunalnych zinwentaryzowanych przez EPA w USA w 2000 r. wynosi 1 841 700, lub średnio 7337 rodzinnych beczek na spalarnię odpadów komunalnych.

Większość poprawy emisji dioksyn w USA dotyczyła dużych spalarni odpadów komunalnych. W 2000 r., chociaż małe spalarnie (te o dziennej wydajności mniejszej niż 250 ton) przetwarzały tylko 9% wszystkich spalanych odpadów, produkowały 83% dioksyn i furanów emitowanych przez spalanie odpadów komunalnych.

Metody i ograniczenia krakingu dioksynEdit

Rozkład dioksyn wymaga ekspozycji pierścienia molekularnego na wystarczająco wysoką temperaturę, tak aby wywołać termiczny rozpad silnych wiązań molekularnych trzymających go razem. Małe kawałki popiołu lotnego mogą być nieco grube i zbyt krótkie wystawienie na działanie wysokiej temperatury może spowodować rozkład dioksyn tylko na powierzchni popiołu. W przypadku komory powietrznej o dużej objętości zbyt krótka ekspozycja może również spowodować, że tylko część gazów spalinowych osiągnie pełną temperaturę rozkładu. Z tego powodu istnieje również element czasu 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 uszkodzenia innych części sprzętu do spalania. Podobnie temperaturę rozkładu można obniżyć do pewnego stopnia, ale wtedy gazy spalinowe wymagałyby dłuższego okresu zalegania, być może kilku minut, co wymagałoby dużych/długich komór oczyszczania, które zajmowałyby dużo miejsca w oczyszczalni.

Skutkiem ubocznym rozerwania silnych wiązań cząsteczkowych dioksyn jest możliwość rozerwania wiązań gazowego azotu (N2) i gazowego tlenu (O2) w powietrzu zasilającym. W miarę ochładzania się strumienia spalin, te wysoce reaktywne odłączone atomy spontanicznie reformują wiązania w reaktywne tlenki, takie jak NOx w spalinach, które mogą powodować powstawanie smogu i kwaśnych deszczy, jeśli byłyby uwalniane bezpośrednio do lokalnego środowiska. Te reaktywne tlenki muszą być dalej neutralizowane za pomocą selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) lub selektywnej redukcji niekatalitycznej (patrz poniżej).

Kraking dioksyn w praktyceEdit

Temperatury potrzebne do rozkładu dioksyn nie są zazwyczaj osiągane podczas spalania tworzyw sztucznych na wolnym powietrzu w beczkach lub dołach na śmieci, co powoduje wysoką emisję dioksyn, jak wspomniano powyżej. Podczas gdy plastik zazwyczaj spala się w ogniu na wolnym powietrzu, dioksyny pozostają po spaleniu i albo unoszą się w atmosferze, albo mogą pozostać w popiele, gdzie mogą być wymywane do wód gruntowych, gdy na stos popiołu spadnie deszcz. Na szczęście związki dioksyn i furanów bardzo silnie wiążą się z powierzchniami stałymi i nie są rozpuszczane przez wodę, więc procesy wymywania ograniczają się do pierwszych kilku milimetrów poniżej stosu popiołu. Dioksyny w fazie gazowej mogą być w znacznym stopniu zniszczone przy użyciu katalizatorów, z których niektóre mogą być obecne jako część struktury worka filtracyjnego.

Nowoczesne projekty spalarni miejskich zawierają strefę wysokotemperaturową, gdzie spaliny są utrzymywane w temperaturze powyżej 850 °C (1,560 °F) przez co najmniej 2 sekundy, zanim zostaną schłodzone. Są one wyposażone w pomocnicze grzałki, aby zapewnić to przez cały czas. Są one często zasilane olejem lub gazem ziemnym i zazwyczaj są aktywne tylko przez bardzo niewielki ułamek czasu. Ponadto, większość nowoczesnych spalarni wykorzystuje filtry tkaninowe (często z membranami teflonowymi, aby zwiększyć zbieranie cząstek submikronowych), które mogą wychwytywać dioksyny obecne w lub na cząstkach stałych.

W przypadku bardzo małych spalarni komunalnych, wymagana temperatura do rozkładu termicznego dioksyn może być osiągnięta przy użyciu wysokotemperaturowego elektrycznego elementu grzewczego, plus etap selektywnej redukcji katalitycznej.

Ale dioksyny i furany mogą zostać zniszczone w procesie spalania, ich reformacja w procesie znanym jako „synteza de novo” w miarę stygnięcia gazów spalinowych jest prawdopodobnym źródłem dioksyn mierzonych w badaniach kominów emisyjnych z zakładów, które mają wysokie temperatury spalania przy długim czasie przebywania.

CO2Edit

Tak jak w przypadku innych procesów całkowitego spalania, prawie cała zawartość węgla w odpadach jest emitowana do atmosfery jako CO2. MSW zawiera w przybliżeniu taki sam ułamek masowy węgla jak sam CO2 (27%), więc spalanie 1 tony MSW produkuje około 1 tony CO2.

Jeśli odpady były składowane, 1 tona MSW produkowałaby około 62 metrów sześciennych (2200 stóp sześciennych) metanu poprzez beztlenowy rozkład biodegradowalnej części odpadów. Ponieważ potencjał metanu w zakresie globalnego ocieplenia wynosi 34, a waga 62 metrów sześciennych metanu w temperaturze 25 stopni Celsjusza wynosi 40,7 kg, jest to równoważne 1,38 tony CO2, czyli więcej niż 1 tona CO2, która zostałaby wyprodukowana w wyniku spalania. W niektórych krajach zbierane są duże ilości gazu wysypiskowego. Mimo to potencjał globalnego ocieplenia gazu wysypiskowego emitowanego do atmosfery jest znaczny. W USA oszacowano, że potencjał globalnego ocieplenia emitowanego gazu wysypiskowego w 1999 r. był o około 32% wyższy niż ilość CO2, która zostałaby wyemitowana w wyniku spalania. Od czasu tego badania, szacunek potencjału globalnego ocieplenia dla metanu został zwiększony z 21 do 35, co samo w sobie zwiększyłoby ten szacunek do prawie potrójnego efektu GWP w porównaniu ze spalaniem tych samych odpadów.

Dodatkowo, prawie wszystkie odpady ulegające biodegradacji mają pochodzenie biologiczne. Materiał ten został utworzony przez rośliny wykorzystujące atmosferyczny CO2 zazwyczaj w ciągu ostatniego sezonu wegetacyjnego. Jeśli rośliny te odrosną, CO2 wyemitowany w wyniku ich spalania zostanie ponownie pobrany z atmosfery.

Takie względy są głównym powodem, dla którego kilka krajów traktuje spalanie odpadów biodegradowalnych jako energię odnawialną. Reszta – głównie tworzywa sztuczne i inne produkty pochodne ropy naftowej i gazu – jest zazwyczaj traktowana jako energia nieodnawialna.

Różne wyniki dotyczące śladu węglowego CO2 ze spalania można osiągnąć przy różnych założeniach. Warunki lokalne (takie jak ograniczone lokalne zapotrzebowanie na ciepło, brak możliwości zastąpienia energii elektrycznej wytwarzanej z paliw kopalnych lub wysokie poziomy aluminium w strumieniu odpadów) mogą zmniejszyć korzyści w zakresie emisji CO2 wynikające ze spalania. Na przykład emisje metanu ze składowisk odpadów powstające w późniejszym okresie mogą być pomijane lub przypisywane im mniejsze znaczenie, a odpady ulegające biodegradacji mogą nie być uznawane za neutralne pod względem emisji CO2. Badanie przeprowadzone przez Eunomia Research and Consulting w 2008 r. dotyczące potencjalnych technologii przetwarzania odpadów w Londynie wykazało, że po zastosowaniu kilku z tych (zdaniem autorów) nietypowych założeń przeciętne istniejące spalarnie wypadły słabo pod względem bilansu CO2 w porównaniu z teoretycznym potencjałem innych powstających technologii przetwarzania odpadów.

Inne emisjeEdit

Inne emisje gazowe w gazach spalinowych z pieców spalarni 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 w strumieniu odpadów komunalnych może wyjść w emisji, jeśli nie zostanie usunięta przez kontrolę emisji.

Zawartość pary wodnej w spalinach może wytwarzać widoczny dym z komina, który może być postrzegany jako zanieczyszczenie wizualne. Można tego uniknąć poprzez zmniejszenie zawartości pary wodnej poprzez kondensację gazów spalinowych i dogrzewanie, lub poprzez podniesienie temperatury gazów spalinowych na wylocie znacznie powyżej ich punktu rosy. Kondensacja gazów spalinowych pozwala na odzyskanie utajonego ciepła parowania wody, zwiększając w ten sposób sprawność cieplną instalacji.

Oczyszczanie gazów spalinowychEdit

Elektrody wewnątrz elektrofiltru

Ilość zanieczyszczeń w gazach spalinowych ze spalarni może lub nie może być zmniejszona przez kilka procesów, w zależności od zakładu.

Cząstki stałe są zbierane przez filtrację cząstek stałych, najczęściej przez elektrofiltry (ESP) i/lub filtry baghouse. Te ostatnie są na ogół bardzo skuteczne w zbieraniu drobnych cząstek. W dochodzeniu przeprowadzonym przez Ministerstwo Środowiska Danii w 2006 r., średnia emisja cząstek stałych na zawartość energii w spalanych odpadach z 16 duńskich spalarni była poniżej 2,02 g/GJ (gramów na zawartość energii w spalanych odpadach). Szczegółowe pomiary drobnych cząstek o rozmiarach poniżej 2,5 mikrometra (PM2,5) przeprowadzono w trzech spalarniach: Jedna spalarnia wyposażona w ESP do filtracji cząstek stałych wyemitowała 5,3 g/GJ cząstek drobnych, natomiast dwie spalarnie wyposażone w filtry baghouse wyemitowały 0,002 i 0,013 g/GJ PM2,5. Dla ultra drobnych cząstek (PM1.0), liczby wynosiły 4,889 g/GJ PM1.0 z zakładu ESP, podczas gdy emisje 0,000 i 0,008 g/GJ PM1.0 zostały zmierzone z zakładów wyposażonych w filtry baghouse.

Płuczki gazów kwaśnych są używane do usuwania kwasu solnego, kwasu azotowego, kwasu fluorowodorowego, rtęci, ołowiu i innych metali ciężkich. Skuteczność usuwania zależy od konkretnego sprzętu, składu chemicznego odpadów, projektu zakładu, chemii odczynników oraz zdolności inżynierów do optymalizacji tych warunków, które mogą być sprzeczne dla różnych zanieczyszczeń. Na przykład, usuwanie rtęci przez płuczki mokre jest uważane za przypadkowe i może wynosić mniej niż 50%. Podstawowe skrubery usuwają dwutlenek siarki, tworząc gips w reakcji z wapnem.

Ścieki odpadowe ze skruberów muszą następnie przejść przez oczyszczalnię ścieków.

Dwutlenek siarki może być również usuwany przez suche odsiarczanie przez wstrzykiwanie zawiesiny wapiennej do gazów spalinowych przed filtracją cząstek.

NOx jest albo redukowany przez katalityczną redukcję amoniakiem w katalizatorze (selektywna redukcja katalityczna, SCR) lub przez wysokotemperaturową reakcję z amoniakiem w piecu (selektywna niekatalityczna redukcja, SNCR). Mocznik może zastąpić amoniak jako odczynnik redukujący, ale musi być dostarczony na wcześniejszym etapie procesu, aby mógł ulec hydrolizie do amoniaku. Zastąpienie mocznika może zmniejszyć 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 stałeEdit

Eksploatacja spalarni na pokładzie lotniskowca

Spalanie wytwarza popiół lotny i popiół denny, podobnie jak w przypadku spalania węgla. Całkowita ilość popiołu powstającego w wyniku spalania stałych odpadów komunalnych waha się od 4 do 10% objętości i 15-20% wagi pierwotnej ilości odpadów, a popiół lotny stanowi około 10-20% całkowitej ilości popiołu. Popiół lotny stanowi zdecydowanie większe potencjalne zagrożenie dla zdrowia niż popiół denny, ponieważ popiół lotny często zawiera wysokie stężenia metali ciężkich, takich jak ołów, kadm, miedź i cynk, a także niewielkie ilości dioksyn i furanów. Popiół denny rzadko zawiera znaczące poziomy metali ciężkich. Obecnie, chociaż niektóre historyczne próbki testowane przez grupę operatorów spalarni spełniałyby kryteria ekotoksyczności, EA twierdzi, że „zgodziliśmy się” uznać popiół denny ze spalarni za „nieszkodliwy” do czasu zakończenia programu testowania.

Inne kwestie związane z zanieczyszczeniemEdit

Zanieczyszczenie odorem może być problemem w spalarniach starego typu, ale zapachy i pył są bardzo dobrze kontrolowane w nowszych spalarniach. Odbierają one i przechowują odpady w zamkniętym obszarze o podciśnieniu z przepływem powietrza kierowanym przez kocioł, co zapobiega wydostawaniu się nieprzyjemnych zapachów do atmosfery. Badanie wykazało, że najsilniejszy zapach w spalarni we wschodnich Chinach występował w porcie składowania odpadów.

Kwestią, która wpływa na stosunki społeczne jest zwiększony ruch drogowy pojazdów zbierających odpady w celu transportu odpadów komunalnych do spalarni. Z tego powodu większość spalarni jest zlokalizowana na terenach przemysłowych. Tego problemu można do pewnego stopnia uniknąć dzięki transportowi odpadów koleją ze stacji transferowych.

Skutki zdrowotneEdit

Badacze naukowi zbadali skutki zdrowotne zanieczyszczeń wytwarzanych przez spalanie odpadów. Wiele badań zbadało wpływ na zdrowie narażenia na zanieczyszczenia wykorzystując wytyczne modelowania U.S. EPA. W modelach tych uwzględniono narażenie poprzez wdychanie, spożycie, kontakt z glebą i skórą. Badania naukowe oceniały również narażenie na zanieczyszczenia poprzez próbki krwi lub moczu mieszkańców i pracowników, którzy mieszkają w pobliżu spalarni odpadów. W wyniku systematycznego przeglądu wcześniejszych badań zidentyfikowano szereg objawów i chorób związanych z narażeniem na zanieczyszczenia pochodzące ze spalarni. Obejmują one nowotwory, problemy z układem oddechowym, wady wrodzone oraz zgony lub poronienia niemowląt. Populacje w pobliżu starych, nieodpowiednio utrzymanych spalarni doświadczają wyższego stopnia problemów zdrowotnych. W niektórych badaniach stwierdzono również możliwe ryzyko zachorowania na raka. Jednak trudności w oddzieleniu narażenia na zanieczyszczenia pochodzące ze spalarni od połączonych zanieczyszczeń pochodzących z przemysłu, pojazdów mechanicznych i rolnictwa ograniczają te wnioski dotyczące ryzyka zdrowotnego.

Wiele społeczności opowiedziało się za poprawą lub usunięciem technologii spalarni odpadów. Określone narażenia na zanieczyszczenia, takie jak wysoki poziom dwutlenku azotu, zostały wymienione w skargach kierowanych przez społeczność, odnoszących się do zwiększonej liczby wizyt na pogotowiu w związku z problemami układu oddechowego. Potencjalne skutki zdrowotne technologii spalania odpadów były nagłaśniane, szczególnie gdy były zlokalizowane w społecznościach już borykających się z nieproporcjonalnym obciążeniem zdrowotnym. Na przykład, spalarnia Wheelabrator w Baltimore, Maryland, została zbadana z powodu zwiększonych wskaźników astmy w sąsiedniej społeczności, zamieszkałej głównie przez osoby o niskich dochodach i kolorowe. Działania prowadzone przez społeczność zasugerowały potrzebę przyszłych badań w celu rozwiązania problemu braku danych dotyczących zanieczyszczeń w czasie rzeczywistym. Źródła te powołują się również na potrzebę partnerstwa akademickiego, rządowego i non-profit w celu lepszego określenia wpływu spalania na zdrowie.

.