Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Оптимизация обращения с отходами производства и потребления"-2000
(Ярославль, 6 – 7 декабря 2000 г.):

Локальное уничтожение отходов в маломасштабных установках

И.В. Молчанова — заведующая лабораторией химических исследований и сорбентов ОАО "ЭНИН им. Г.М. Кржижановского", лауреат премии Мэрии г. Москвы, к.т.н. (Москва)

При выборе варианта ликвидации отходов, содержащих значительное количество органики, в зависимости от имеющихся у предприятия возможностей, перед его руководством стоит дилемма: либо вывозить отходы на полигон, что хлопотно и дорого, либо потихонечку сжечь, что тоже хлопотно, вредно для окружающей среды и, в принципе, уголовно наказуемо.

Основной, на настоящий момент, способ решения проблемы отходов — вывоз на полигоны (свалки), кардинально не решает проблемы, так как свалки являются источниками загрязнения атмосферы почвы, грунтовых вод и требуют отчуждения значительных территорий.

Термическое же уничтожение твердых отходов требует особой организации процессов горения и очистки дымовых газов, так как, в противном случае, (особенно при прямом неквалифицированном сжигании в "кучах") имеет место выброс в атмосферу целой гаммы вредных веществ.

Механизм образования загрязнений в дымовых газах может быть представлен следующим образом:
При слоевом сжигании любого материала имеет место градиент температуры по высоте слоя, от 1100–1200°С в огневой (нижней) огне до температуры окружающей среды в зоне загрузки и по мере продвижения материала сверху-вниз происходит его постепенный прогрев, сопровождающийся процессами сушки, пиролиза, горения и т.д.

Поскольку промышленные и бытовые отходы представляют из себя, как правило, многокомпонентную, многовариантную смесь, содержащую материалы с разными температурами разложения, испарения, возгонки и т.п. (от 70°С для нефтесодержащих продуктов, 170–300°С для полимеров, до 500–700°С для коксового остатка), то образующиеся в каждой конкретно точке слоя газообразные продукты покидают его с дымовыми газами, не соприкасаясь с огневой зоной.

Поэтому борьба за безопасность атмосферы начинается, как правило, только на стадии газоочистки с применением скрубберов, электрофильтров и пр., хотя при этом требуется очистить большие массы дымовых газов от сравнительно небольшого количества вредных примесей.

Альтернативой описанной организации процесса термического уничтожения твердых отходов является технология, разработанная в ОАО "ЭНИН им. Г.М. Кржижановского", предусматривающая предварительное термическое разложение органической составляющей отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего, образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига происходит перевод токсичных веществ в менее, или вообще, безопасные.

По технологии ЭНИНа могут уничтожаться различные органосодержащие отходы, в том числе и муниципальные.

Основным принципом технологии является непрямое, двухступенчатое сжигание, включающее предварительное термическое разложение (пиролиз) органической части исходного сырья, сжигание газообразных продуктов (с использованием выделяющегося тепла на поддержание процесса) и дожиг коксового остатка (КО).

Принципиальным условием организации процесса является обеспечение обязательного прохождения всех покидающих устройство продуктов через огневую зону, т.е. обеспечение огневого обезвреживания.

Так как реализуется принцип маломасштабности и территориальной рассредоточенности установок, нет опасности заметного влияния выбросов от каждой отдельной установки на атмосферный фон данной территории, даже без применения дополнительных средств очистки дымовых газов хотя, в особых случаях, при уничтожении отходов с высоким содержанием потенциально опасных компонентов не исключается применение дополнительно известных способов доочистки дымовых газов (катализаторы, активный уголь, скруббер, фильтры и пр.)

Установки целесообразно использовать в небольших поселениях (коттеджные застройки), в черте города, для предотвращения накапливания отходов на отдельных мелких предприятиях, в качестве передвижных для ликвидации локальных накоплений мусора и т.п.

В качестве примера работы установки приводим результаты уничтожения материала (бытовые отходы) следующего морфологического состава: бумага, картон — 25%, пищевые отходы — 25%, текстиль — 4%, древесные отходы — 5%, упаковочный материал — (полиэтиленовая пленка) — 20%, резиновые включения — 2%, прочее — 15%, отсев — 4%.

Количество выбрасываемых загрязнений: ТВЧ — 0,27 мг/сек, NOx — 0,8 мг/сек, СО — 1,0 мг/сек, SO2 — 0,3 мг/сек, бенз(а)пирен — 0,00004 мг/сек, диоксины + фураны — 0,0000006 мг/сек.

Максимальные приземные расчетные концентрации вредных компонентов при высоте дымовой трубы 10 м (по ОНД 86) на расстоянии 30 м от источника выброса составили:
ТВЧ - 0,17 мгк/м3, NOx - 0,83 мгк/м3, CO - 0,8 мгк/м3, SO2 - 0,16 мгк/м3, Бенз(а)пирен - 0,2х0,00001 мгк/м3, Д + Ф - 0,5х0,000001 мгк/м3.

Из приведенных данных следует, что выброс в атмосферу вредных компонентов не превышает норм НДК, принятых на территории РФ и, ввиду малых абсолютных величин суммарных выбросов, эксплуатация такой установки не представляет опасности для окружающей среды.

Усредненный состав КЗО: А — 34,7%, W — 0,8%, N — 0,7%, H — 0,9%, S — 2,1%, O — 3,5%.

Содержание тяжелых металлов: CU — 0,4 г/кг, Al — 4,2 г/кг, Pb — 0,47 г/кг, Ni + Fe — 4,2 г/кг.

Выход КЗО на исходное сырье составил 12%, при колебании этой величины от 5 до 15% в зависимости от времени дожигания. Класс опасности — IV.

На установке ЭЧУТО получен гигиенический сертификат МЗ РФ, Департамента государственного санитарно-эпидемиологического надзора и лицензия на осуществление производства, наладки и эксплуатации установок на территории РФ.

В настоящее время освоен выпуск нескольких модификаций установок (ЭЧУТО-150.02, ЭЧУТО-150.07), рассчитанных на локальную переработку относительно небольших количеств периодически накапливающихся отходов, в том числе ветошь, краски, резинотехнические изделия, пластмассы и проч.

Оценка технико-экономических показателей эксплуатации установок типа ЭЧУТО составит примерно 1,1 года.

Установки находятся в опытной эксплуатации на следующих предприятиях:

1. ООО "КЭМП-Подольск"
2. СИЗО №1 Матросская тишина
3. ОАО "Компания Славич" и других.

Наличие в Ярославской области завода-изготовителя указанных установок при соответствующей поддержке администрации Ярославской области позволит частично решить проблему утилизации твердых отходов, в том числе и уничтожения отходов ЛПУ и лекарственных препаратов с просроченным сроком годности, что является не менее серьезной проблемой городов и регионов РФ.

Предлагаемый подход к проблеме ликвидации отходов, не претендуя на ее решение в целом, может оказаться экономически перспективным для множества небольших производителей мусора, одновременно снижая нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения количества вывозимых и депонируемых отходов.