Emisje dioksyn w procesie spalania odpadów komunalnych

Emisje dioksyn w
procesie spalania
odpadów komunalnych
Profesor Stellan Marklund
Uniwersytet Umeå
Szwecja
Skąd bierze się
zainteresowanie
dioksynami
■ Jeden z najbardziej
toksycznych związków na
świecie
■ Rakotwórcze
2,3,7,8TCDD
2010-02-04
Szczecin
■ Substancja zanieczyszczająca
rozpuszczalna w tłuszczach
długo utrzymująca się w
środowisku
■ Powstają w systemach
spalania
2
Dioksyny w procesach spalania
• Spalanie segregowanych odpadów
komunalnych
• Spalanie biopaliw
• Współspalanie
• Przydomowe spalarnie śmieci
• Przypadkowe pożary
- Pożary gospodarstw domowych
- Pożary wysypisk
- Pożary lasów
2010-02-04
Szczecin
3
Dioksyny
• Wskaźnik działania zakładu
• Miara toksyczności emisji
• Mogą być wykorzystywane jako
znacznik innych organicznych
substancji zanieczyszczających
• Łatwe w pobieraniu próbek i
wykrywaniu przy niskich
stężeniach (ppt)
Co to są dioksyny
•
•
•
•
•
•
Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny(PCDDs)
Polichlorowane dibenzofurany
(PCDFs)
Polichlorowane bifenyle
(PCBs)
I-Teq = PCDDs + PCDFs
WHO-Teq = PCDDs + PCDFs + PCBs
W przyszłości mogą zostać uwzględnione
inne związki
2010-02-04
Szczecin
5
Równoważniki TCDD
Całkowita toksyczność dioksyny w próbce
* Stężenie określonego izomeru pomnożone przez jego
współczynnik równoważności toksycznej TE
* Dodanie wartości TE wszystkich 17 izomerów
I-TEq = Międzynarodowy równoważnik
toksyczności TCDD
WHO-TEq = I-TEq + Toksyczne PCBs
Równoważniki Eadona
Nordyckie równoważniki TCDD
} Różne współczynniki TE
Równoważniki WHO
2010-02-04
Szczecin
6
Gdzie występują dioksyny?
g/rok emisji do powietrza w Szwecji
Wtórna produkcja żelaza/stali
Wtórne wytapianie metali nieżelaznych
Odlewnie
Przemysł cementowy
Zakłady papiernicze (do powietrza)
Zakłady papiernicze (do wody)
Spalanie odpadów komunalnych
1g/rok
2010-02-04
Szczecin
7
Przepływ dioksyn
• Dioksyny
występują
w
odpadach
poddawanych procesowi spalania.
Rozkładają się w strefie spalania.
• Na
nowo
chłodzenia.
formują
się
w
strefie
Usuwane są w urządzeniu kontrolującym
zanieczyszczenie powietrza (APCD).
• Bilans masy w nowoczesnych zakładach.
Wskaźnik rozkładu > formowania
Znacznie mniejsza emisja do powietrza niż w
przypadku odpadów nieprzetworzonych.
2010-02-04
Szczecin
8
Formowanie dioksyn
• Dioksyny formują się w strefie chłodzenia.
• W procesie formowania potrzebny jest
chlor i katalizator.
• Katalizatorem może być miedź lub inny
metal lub brom.
• Stężenie katalizatora decyduje o
szybkości procesu.
• Pochodzenie i stężenie chloru jest
nieistotne.
2010-02-04
Szczecin
9
Spalanie odpadów komunalnych
• Dioksyny w gazach spalinowych.
- Niewielka ilość w porównaniu z innymi
źródłami.
• Dioksyny w popiołach dennych (żużel).
- Niski poziom dioksyn w popiołach dennych.
• Dioksyny w pozostałościach z APCD.
- Większość dioksyn znajduje się w
pozostałościach z APCD.
- Silne wiązanie z popiołem – nie wypłukują się.
- Niski wskaźnik rozkładu w popiołach.
2010-02-04
Szczecin
10
Emisja dioksyn do powierza
• W Szwecji emisja dioksyn do powietrza w
wyniku procesów spalania odpadów
komunalnych stanowi nieznaczne źródło
• Emisja dioksyn do powietrza w wyniku
pożarów wysypisk jest wyższa
• Poprzez spalanie biopaliw emitowanych jest
więcej dioksyn niż w przypadku spalania
odpadów komunalnych
2010-02-04
Szczecin
11
Spalane odpady miejskie w
Szwecji
2010-02-04
Szczecin
12
Spalarnie odpadów
komunalnych w Szwecji
2010-02-04
Szczecin
13
Dioksyny w pozostałościach z APCD
ng/g pozostałości z APCD (2006)
Stabilność popiołów
• Dioksyny cechują się niską
rozpuszczalnością w wodzie.
• Dioksyny są silnie adsorbowane do
aktywowanego węgla
wodne
z
popiołu
lotnego
• Wyciągi
zawierają mniejsze ilości dioksyn niż
woda deszczowa
• Stabilizacja popiołu lotnego może
zmieniać właściwości adsorpcyjne
2010-02-04
Szczecin
15
Wnioski
• Ilość dioksyn w emisjach do powietrza z
procesów spalania odpadów komunalnych
znacznie się zmniejszyła w ciągu ostatnich
dwóch dekad
• W tym samym okresie ilość dioksyn w
popiołach lotnych zmniejszyła się w
niewielkim stopniu
• Popioły lotne silnie adsorbują dioksyny do
swojego aktywowanego węgla i nie emitują
ich do środowiska
• Czas rozkładu dioksyn w popiołach lotnych
jest bardzo długi (kilka dekad)
16
Spalanie odpadów komunalnych
• Spalanie wzbogaca dioksyny w niewielką
frakcję pozostałości z APCD.
• Frakcje pozostałości z ACPD można
przechowywać
na
bezpiecznych
wysypiskach lub usunąć z nich substancje
trujące.
• W nowoczesnych zakładach ilość dioksyn w
produktach ubocznych jest równa lub
niższa niż w odpadach.
• Dzięki spalaniu z cyklu przetwarzania
można usunąć dioksyny i inne substancje
zanieczyszczające.
2010-02-04
Szczecin
17
Dziękuję za uwagę!
2010-02-04
Szczecin
18
Dioksyny w popiołach lotnych w
Szwecji
•
Spalanie
komunalnych
odpadów
− Dioksyny w emisji do
powietrza
− Dioksyny w
zgromadzonym pyle
filtrowym
− Dioksyny w popiołach
dennych
Gazy spalinowe
Popiół denny
2010-02-04
Szczecin
Pył filtrowy
19
Redukcja w spalaniu odpadów
komunalnych
10x kton
g/rok
200
150
100
50
0
1980
1990
Emisja do powietrza
2010-02-04
Szczecin
Pył lotny
2000
Odpady komunalne
20
Dioksyny w środowisku
Woda deszczowa
2010-02-04
Wyciągi wodne
Szczecin
21