Spalarnia śmieci - Polski Serwis Naukowy

Nowoczesna spalarnia odpadów w szwedzkim Malmö

Spalarnia odpadów – zakład przemysłowy zajmujący się termicznym przekształcaniem (w procesie spalania) odpadów (komunalnych, przemysłowych lub niebezpiecznych, a także osadów ściekowych). Często pełni funkcję elektrowni produkując energię elektryczną lub cieplną.

Piec fluidyzacyjny (często mylony z piecem zawiesinowym) stosowany jest do przerobu materiałów sypkich. Materiały te poddawane są fluidyzacji, co zapewnia maksymalne wykorzystanie powierzchni ciała stałego i zwiększa intensywność procesu. Z tego względu technologia podlega pewnym ograniczeniom. Zbyt drobny materiał uniemożliwia fluidyzację, a zbyt gruby wymaga zbyt wysokich ilości gazów fluidyzacyjnych.

Element paleniska w piecach i innych urządzeniach grzejnych. Główną częścią jest pokład rusztu z metalowych prętów zwanych rusztowinami, między którymi są prześwity dla przepływu powietrza. W piecach na paliwo stałe ruszt podtrzymuje spalany węgiel lub koks zapewniając pozostawienie wolnej przestrzeni pod paleniskiem. Stosowanie rusztu zwiększa dopływ powietrza do paliwa, oraz umożliwia pozbycie się z miejsca spalania popiołu, spadającego pod spód rusztu do specjalnego zagłębienia zwanego popielnikiem. Do udrażniania rusztu używa się pogrzebacza. W piecach opalanych drewnem rusztów nie stosowano - drewno praktycznie nie daje popiołu i w naturalnym ułożeniu zapewnia wystarczającą ilość powietrza. W paleniskach opalanych tzw. peletami (brykietami drzewnymi) ruszty są niezbędne. W piecach przemysłowych stosuje się ruszty składane z odrębnych rusztowin, wstawianych w obudowę paleniska. Rusztowiny mają specjalne wypusty zapewniające między nimi odstęp potrzebny do napowietrzania ognia. W razie pęknięcia wymienia się tylko niesprawne elementy zamiast całego rusztu.

Pierwsze spalarnie odpadów powstały w Europie oraz Stanach Zjednoczonych w końcu XIX w. Obecnie w samej Europie istnieje kilkaset tego typu obiektów – w 2009 roku 20% odpadów komunalnych wytworzonych w krajach Unii Europejskiej było przetwarzanych w takich zakładach (w Danii i Szwecji - blisko 50%). W Polsce istnieją liczne spalarnie odpadów medycznych, kilka spalarni osadów ściekowych, a jedynie jedna spalarnia odpadów komunalnych – ZUSOK w Warszawie (planowana jest jednak rozbudowa systemu spalania odpadów komunalnych).

Piroliza (inaczej destylacja rozkładowa) to proces rozkładu termicznego substancji prowadzony poprzez poddawanie ich działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z tlenem i innymi czynnikami utleniającymi. Jest procesem wysokotemperaturowym, bezkatalitycznym (katalizator obniża jedynie temperaturę o kilkadziesiąt stopni, więc jest to nieopłacalne).

Plazma – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, złożona zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

Stosowane są różnorodne technologie spalania odpadów, z których najpopularniejsza jest technologia rusztowa. Stosuje się także jednak inne rozwiązania, np. kotły fluidalne. Niekiedy spalaniu poddawane są śmieci poddane wcześniej obróbce w celu uzyskania frakcji o wysokiej kaloryczności (tzw. RDF). Alternatywę stanowią inne procesy wysokotemperaturowe, np. piroliza lub technologia plazmowa.

Kompostowanie (organiczny recykling) – naturalna metoda unieszkodliwiania i zagospodarowania odpadów, polegająca na rozkładzie substancji organicznej przez mikroorganizmy – bakterie tlenowe, nicienie, etc. Jest to proces przetwarzania substancji w kontrolowanych warunkach w obecności tlenu (powietrza), w odpowiedniej temperaturze i wilgotności.

Odpady komunalne – ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. z 2007 r. Nr 39, poz. 251, z późn. zm.) definiuje odpady komunalne jako "odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych." [1]

Poniższe schematy przedstawiają spalanie odpadów w zakładzie wykorzystującym kocioł rusztowy z zastosowaniem odzysku energii:

Ogólny schemat spalania odpadów w kotle rusztowym z odzyskiem energii

Schemat przykładowego systemu oczyszczania spalin

Kontrowersje

Technologia spalania odpadów, choć szeroko stosowana, wzbudza kontrowersje. Krytyka tego rozwiązania koncentruje się na wskazywaniu negatywnego wpływu stosowania spalania odpadów na stosowanie innych, bardziej efektywnych i tańszych metod utylizacji odpadów – spalanie jest prostsze i szybsze od recyklingu czy kompostowania. Podnoszony jest też negatywny wpływ spalarni na środowisko z uwagi na emitowane zanieczyszczenia powietrza.

Odpady – to wszystkie przedmioty oraz substancje stałe, również te nie będące ściekami substancje ciekłe, powstałe w wyniku działalności przemysłowej, gospodarczej lub bytowania człowieka i nieprzydatne w miejscu lub czasie, w którym powstały.

Paliwo alternatywne - paliwo uzyskane w procesie odzysku odpadow posiadających wartość opałową. Stosowane w przemyśle cementowym, jako zamiennik węgla kamiennego i mazutu.

Przypisy

Pierwsza spalarnia odpadów komunalnych powstała w 1874 roku w Nottingham: J. Petts: Incineration as a Waste Management Option. W: Waste Incineration and the Environment. Ronald E. Hester, Roy M. Harrison (ed.). Cambridge: Royal Society of Chemistry, 1994, s. 1, seria: Issues in Environmental Science and Technology. 2. ISBN 0-85404-205-9. [dostęp 2012-02-10]. . W Stanach Zjednoczonych pierwsze obiekty powstały w 1885 r.: H. Lanier Hickman Jr.: American Alchemy: The History of Solid Waste Management in United States. Forester Press, s. 269. ISBN 0-9707687-2-9. [dostęp 2012-02-10].
Por. Municipal Waste Treatment in 2009 EU 27. Confederation of European Waste-to-Energy Plants. [dostęp 2012-02-10].; Waste-to-Energy in Europe in 2009. Confederation of European Waste-to-Energy Plants. [dostęp 2012-02-10].; Municipal waste generation and treatment, by type of treatment method. Eurostat. [dostęp 2012-02-11].; Karin Blumenthal: Generation and treatment of municipal waste. W: eurostat: Statistics in Focus, 31/2011 [on-line]. Eurostat, 2011. [dostęp 2012-02-11].
Problem odpadów medycznych w Polsce. Protfel.pl. [dostęp 2012-02-11].
Według stanu na 30 czerwca 2010 r. w Polsce działają trzy takie spalarnie. Zbigniew Grabowski: Termiczne przekształcanie osadów ściekowych na przykładzie STUO w Krakowie. [dostęp 2011-02-11].
The Future of Solid Waste Management in Poland: Attempt at a Prognosis. International Solid Waste Association. [dostęp 2012-02-11].
Grzegorz Wielgosiński: Przegląd technologii termicznego przekształcania odpadów. Centrum Informacji o Rynku Energii. [dostęp 2012-02-10].; Janusz Różalski: Energetyczne wykorzystanie odpadów jako remedium na luki paliwowe i rozwiązanie problemu utylizacji odpadów. Centrum Informacji o Rynku Energii. [dostęp 2012-02-10].
Paweł Głuszyński: 10 argumentów przeciwko budowie spalarni odpadów w Polsce. Wydawnictwo "Zielone Brygady". [dostęp 2012-02-10].; Grzegorz Wielgosiński: Oddziaływanie na środowisko spalarni odpadów. Nowa Energia, 2008-10-24. [dostęp 2012-02-10].

Linki zewnętrzne

Animacja przedstawiająca działanie spalarni odpadów: Müllheizkraftwerk Würzburg – Linie 3. Confederation of European Waste+to-Energy Plants. [dostęp 2012-02-10].

Energia termiczna (zwana też potocznie energią cieplną) – część energii wewnętrznej układu, która jest związana z chaotycznym ruchem cząsteczek układu[1]. Miarą energii termicznej jest temperatura. Każda postać energii może się przemienić w energię termiczną, czemu towarzyszy wzrost entropii.

Recykling, recyklizacja (ang. recycling) – jedna z kompleksowych metod ochrony środowiska naturalnego. Jej celem jest ograniczenie zużycia surowców naturalnych oraz zmniejszenie ilości odpadów.