Изгаряне на опасни отпадъци

Изгарянето е един от методите за преработка и оползотворяване на отпадъците. Посредством изгарянето се постига редуциране на общия обем на отпадъците и се намалява тяхната токсичност. Макар този метод да не се препоръчва и предпочитано решение да е рециклирането, в определени случаи той се явява най-подходящото решение.

Такъв например е случаят с опасните отпадъци. Най-общо като опасни могат да се определят отпадъците, чийто състав създава риск за околната среда и за човешкото здраве. Източниците могат да бъдат както различни отрасли от промишлеността, така и битът. Самите отпадъци могат да бъдат в течна, твърда или газообразна форма, както и под формата на утайки.

Изгарянето на отпадъците протича при много високи температури, което позволява пълното им обезвреждане, а също така дава възможност да се намали негативното въздействие на продуктите от горенето върху околната среда. То се извършва при спазване на съответната технология и в специално предназначени за целта инсталации, които е необходимо да отговарят на съответните изисквания.

Изисквания към инсталациите
Условията и изискванията за изграждането и експлоатацията на инсталации за изгаряне и инсталации за съвместно изгаряне на отпадъци се регламентират от Наредба № 4 от 5 април 2013 г. С тази наредба се определят условията и изискванията за изграждане и експлоатация на инсталации за изгаряне и инсталации за съвместно изгаряне на твърди или течни отпадъци с оглед предотвратяване, намаляване и/или ограничаване в максимално възможна степен на замърсяването на околната среда, включително на изпусканите в резултат на изгарянето емисии на вредни вещества в атмосферния въздух, почвите, повърхностните и подземните води, и произтичащият от тях риск за човешкото здраве.

В наредбата се посочва, че инсталациите за изгаряне се проектират, изграждат и/или експлоатират по начин, осигуряващ достигането на такава степен на изгаряне, при която съдържанието на общ органичен въглерод в шлаката и дънната пепел е по-ниско от 3% или загубата при накаляване е по-малка от 5% от сухото тегло на шлаката и дънната пепел. За да се осигури достигането на необходимата степен на изгаряне, се допуска използването на подходящи методи за предварително третиране на отпадъците като натрошаване, разпрашаване, смесване или други.

Също така е необходимо всяка отделна пещ в рамките на инсталацията за изгаряне да се оборудва с не по-малко от една спомагателна горелка. Инсталациите за изгаряне и инсталациите за съвместно изгаряне се оборудват със системи за автоматично преустановяване на подаването на отпадъци в тях. Получените отпадни газове се изхвърлят през комини, чиято височина се определя в съответствие със съществуващите нормативни разпоредби. Препоръчително е осигуряване на възможност за оползотворяване на получената топлина.

Сред основните изисквания е и инсталациите за изгаряне, и инсталациите за съвместно изгаряне на отпадъци да се оборудват със средства за измерване, като се използват измервателни методи, осигуряващи мониторинг на установените с наредбата задължителни технически параметри, условия за експлоатация, норми за допустими емисии на вредни вещества в атмосферния въздух и норми за допустими емисии в отпадните води.

Инсталации за изгаряне
Съгласно наредбата инсталация за изгаряне е всяко неподвижно или подвижно техническо съоръжение или оборудване, което се използва за термично третиране на отпадъци, със или без оползотворяване на отделената в резултат на изгарянето топлина. Инсталацията за изгаряне включва площадката, на която е разположена, както и намиращите се на площадката пещи за изгаряне на отпадъци; съоръжения за приемане, съхраняване и инсталации за предварителна обработка на отпадъците; системите за захранване с отпадъци, гориво и въздух; котлите; инсталациите за пречистване на отпадъчните газове; инсталации за третиране и съхраняване на остатъците от изгарянето и на отпадъчните води; комини; устройствата и системите за контрол на процесите на изгаряне и за регистриране и наблюдение на условията на изгаряне.

Под инсталация за съвместно изгаряне се има предвид всяка неподвижна или подвижна инсталация, чието основно предназначение е производството на енергия или на материални продукти, в която се изгарят отпадъци с оглед на оползотворяването им като основно или допълнително гориво или с оглед на тяхното обезвреждане.

Като термичното третиране на отпадъците се определя тяхното изгаряне чрез окисляване, както и процеси като пиролиза, газификация или плазмени процеси, доколкото веществата, получени от тези процеси, се изгарят впоследствие. Като предимства на термичното третиране на отпадъците могат да се посочат пълното обеззаразяване на отпадъците, възможност за оползотворяване на отделената топлина, възможност за производства на течни и газообразни горива, например при пиролиза на отпадъците и други.

Сред най-често прилаганите в практиката методи е изгарянето на отпадъците чрез екзотермично окисление или инсенерация. То обикновено протича при температура от порядъка на 400-1600 °С и при непрекъснато подаване на отпадъци и горива. Чрез инсинерацията се постига намаляване на обема на отпадъците от порядъка на 96% от първоначалния им обем, като по този начин значително се намалява необходимостта от площи за депониране. Инсенерацията с оползотворяване на отделената топлина при изгарянето на отпадъците е една от възможните технологии за производство на енергия от отпадъци. Широко прилагана е и инсенерацията без оползотворяване на отпадната топлина.

Използвани конструкции пещи
Изгарянето на отпадъците обикновено протича в инсинератори. Съвременните инсинератори са високотехнологични съоръжения, в които се изгарят промишлени и битови отпадъци, медицински отпадъци, газови и течни отпадъци, отпадъци от химическата и нефтопреработвателна промишленост, отпадъци с ниска радиоактивност от ядрената енергетика и други.

Допуска се един инсинератор да се използва за изгарянето на различни отпадъци, които са близки по състав. Обикновено конструкцията на инсинераторите се съобразява с вида на изгаряния отпадък. Целта е работа на инсинератора, гарантираща постигането на висока ефективност и ниско съдържание на вредни вещества в отпадните димни газове в съответствие с нормативните изисквания.

В процеса на експлоатация на инсинераторите приложение намират различни конструкции като според специалисти в последните години при проектирането на инсинераторите водещо е постигането на максимално безвредни за околната среда отпадни продукти.
Според конструкцията си пещите, използвани за изгаряне на отпадъци, могат да се разделят основно на две групи - пещи със скара и такива без скара.

При пещите със скара тя може да бъде подвижна или неподвижна. Част от скарите са и самолюлеещи се, което спомага за раздвижването на отпадъците по време на горенето. Към пещите без скара се включват пещи за топене на шлака при висока температура като пламъкова камера, вагрянка, топилен циклон. Използват се и специални методи за изгаряне, към които се включват методите за окисление под налягане във влажна среда.

Инсинератори за медицински отпадъци
Медицинските отпадъци са от отпадъците, които подлежат на изгаряне, тъй като носят висок риск за околната среда и хората. Сред наложилите се решения за изгаряне на медицински отпадъци са инсинераторите с пиролитичен технологичен цикъл. Обикновено те включват две горивни камери – първична и вторична. Първичната горивна камера се явява основна. В нея отпадъците се изгарят при температура от порядъка на 800 - 900 оС.

Изгарянето е в условия на недостиг на кислород и под минимален вакуум. Получените димни газове се насочват към вторичната горивна камера, където горенето е при много висока температура, обикновено от порядъка на 1100 - 1200 оС, с допълнително подаване на кислород, турбулентно смесване и достатъчен престой на съставките в камерата. Пиролитичният технологичен цикъл осигурява изгаряне на органичните съставки и значително намалява вредните емисии.

За правилното протичане на процеса обаче е необходимо да се следят редица параметри, сред които: температурите на първичната и вторичната камера, скоростта на горивните газове, скоростта на подавания въздух, неговото количество и видът на потока и други. Необходимо е също така за димните газове да се осигури допълнително нискотемпературно изгаряне, за да се постигне пълното им окисляване и неутрализация.

Преработването на отпадъците посредством изгаряне има своите положителни и отрицателни страни. Като предимство може да се посочи пълното унищожаване на отпадъците. Като недостатъци могат са посочат сложността на процеса в определени случаи, както и необходимостта от скъпоструващо оборудване. Също така отпадните продукти от изгарянето на някои отпадъци все още представляват опасност за околната среда.