Редакция «АТ» обратилась к доценту кафедры экологии Жубановского университета и руководителю офиса «Адалдык аланы» по экологии Акылжану Телеуову за комментариями по проекту создания в Актобе мусоросжигающего завода.
Ренат ТАИПОВ
Акылжан Телеуов предоставил развернутый ответ, в котором отметил, что «самыми опасными веществами, образующимися в процессе мусоросжигания, являются соединения группы диоксинов и фуранов».
Отзыв ученого по данной проблеме публикуем полностью:
«В мировой практике массовая утилизация твердых углеродосодержащих промышленных и бытовых отходов в основном осуществляется термическими методами.
При сжигании твердых бытовых отходов на мусоросжигательных заводах образуется большое количество дымовых газов, содержащих полиароматические углеводороды, хлорбензолы и тяжелые металлы (ртуть, висмут, свинец, кадмий, медь и др.). Кроме того, после сжигания остается значительное количество золы, представляющей собой всю таблицу Менделеева.
Проблема состоит в том, что в большинстве отходов содержатся фосфор, хлор и сера. Сера и фосфор в окисленной форме летучи и наносят вред окружающей среде. Хлор активно реагирует с органическими продуктами пиролиза с образованием стойких ядовитых соединений (например, диоксинов).
При сжигании бытовых и промышленных отходов основное внимание сосредоточено на диоксинах, выносимых отходящими газами и летучей золой. Не менее опасно их присутствие в шлаке и в золе, которые подлежат захоронению. Шлаки и зола оказываются, таким образом, высокотоксичными отходами - в том числе, из-за высокого содержания в них диоксинов. Из опыта мусоросжигания известно, что эмиссия диоксинов напрямую связана с наличием частиц пыли и углерода в дымовых газах.
Диоксины обладают высокой термостойкостью и образуются во всех высокотемпературных процессах, включающих углерод и любые соединения хлора.
Эффективное разложение этих веществ происходит только при температурах выше 1250 градусов С, с выдержкой более 2 секунд. При этом во время охлаждения, при температурах 450-200⁰С - диоксины синтезируются вновь.
Пути накопления диоксинов в выбросах мусоросжигающих печей (МСП) выяснены не до конца. Считают, что они образуются при переработке мусора или при сгорании компонентов мусора. Например, предшественники диоксинов - хлорфенолы - получаются при сгорании органических материалов в присутствии неорганических соединений хлора.
Хлор присутствует во всех компонентах мусора. Особенно большие количества его содержатся в бумаге (четверть) и пластмассах (половина).
По оценкам, МСП средней производительности (50-200 тыс. т) выбрасывает от 1 до 100 нг/м³ или от 1 до 100 г в год диоксинов в сопоставимых концентрациях. Их количество зависит от режима сжигания и характера отходов.
Однако в целом ни одна из существующих технологий сжигания мусора пока не исключает их образование. (В нашем случае это сжигание 144 000 тонн отходов в год).
Огневое обезвреживание хлорорганических отходов, где температура не ниже 1100-1200⁰С, время пребывания газов в топочном объеме до 2 секунд, организованное на современном техническом уровне, является экологически безопасным. Однако ни на одном из заводов не выдерживается температура отходящих газов <1400⁰С, необходимая для минимизирования выбросов диоксинов при уничтожении остатков хлорорганических производств.
Даже если по проекту температура отходящих газов в печи должна была составлять 1400⁰С, фактически этот режим никогда не выдерживался, поскольку выше 1100⁰С это было невозможно по условиям стойкости футеровки реактора и отсутствия прибора для регистрации столь высоких температур. Фактически температурный режим такой печи выдерживался на уровне 800-900⁰С, благоприятном для образования не только больших количеств высокотоксичных диоксинов, но и фосгена. И как следствие, это возможные выбросы диоксинов.
Таким образом, ни одна из действующих печей для огневого обезвреживания - ни давно построенные, ни более новые - при конструировании не предусматривала уничтожения именно диоксинов.
И это относится не только к устаревшим технологиям термической переработки отходов, но и к самым современным - основанным на работе электродуговой плазмы.
Другими словами, основным мероприятием для снижения концентрации диоксинов в дымовых газах, является уменьшение выбросов органического углерода. То есть обеспечение полного его выгорания, за счет принудительного воздушного (кислородного) продувания зон горения отходов до 1250 - 1350⁰С.
Известно, что при различных температурных фазах в дымовых газах происходят определенные химические превращения веществ. Например, при достижении интервала температур 620-520⁰С начинается активная трансформация NO в NO₂. До температуры 900 °C на диоксины не действует термическая обработка.
Использование теплоты сжигаемого на МСЗ мусора для покрытия тепловой и электрической нагрузки потребителя является перспективным направлением будущего. Однако низкие параметры пара, применяемые на мусоросжигательных заводов (Р=1,6 МПа, Т=240°С), что ограничено свойствами ТБО и существенно снижают удельные показатели по выработке электроэнергии по сравнению с паросиловыми электростанциями (Р=14 МПа, Т=540°С) .
Существенного повышения эффективности применения ТБО как топлива для выработки электроэнергии можно достигнуть за счет применения на МСЗ парогазовой технологии на основе паротурбинного оборудования с использованием современных газотурбинных установок. В России, к примеру, сейчас нет аналогов данных технологических решений.
Разработка и производство новых материалов, образующихся из «золошлаковых отходов (строительство дорог) по опыту Японии и в качестве удобрения для технических культур (лесные массивы)» (как это сказано в документах ТОО Waste2Energy. – Ред.) при утилизации твердых бытовых отходов на мусоросжигающих заводах актуальны. Сложность этой проблемы проявляется в том, что из безобидных и нейтральных материалов могут образоваться высокотоксичные соединения.
Диоксиновый мониторинг – это задача весьма непростая и очень дорогостоящая.
Она является не только трудоемкой, но и дорогостоящей. В частности, стоимость каждого изомер-избирательного определения, включая пробоподготовку, достигала в США 2-2,5 тыс. долларов. В Германии, в которой функционируют более 60 мусоросжигательных заводов разной мощности, ежегодно собирается и централизованно утилизируется до 7 кг диоксинов. Годовое содержание специализированных организаций обходится германскому бюджету в 10 миллионов евро. Такие затраты того стоят: ведь 100 г диоксина достаточно, чтобы парализовать жизнь города с миллионным населением и вызвать в нем экологическую катастрофу.
Не действуют и организационные меры контроля высокотоксичных выбросов контрольными органами в силу отсутствия приборов и низкой квалификации персонала.
В результате на территории России, к примеру, уже сложилась группа городов, в которых происходят большие выбросы токсичных веществ, не идентифицированные контрольными службами.
Таким образом, мусоросжигающие заводы не решают проблемы, поскольку они переносят загрязнение земли в атмосферу и вновь на почву в виде золы».