http://ago.helion.pl ISSN 1733-4381, Vol. 7 (2008), p-29-42
Ekologiczne aspekty termicznego przekształcania
odpadów medycznych
Pikoń K., Dowlaszewicz A.
Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów, Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice
tel. (+48 32 237 11 23), fax (+48 32) 237 12 13, e-mail krzysztof.pikon@polsl.pl
Streszczenie
Unieszkodliwianie odpadów medycznych, ze względu na specyfikę składu oraz niejedno-rodność materiału może stanowić poważne zagrożenie dla środowiska. Najpowszechniej stosowaną metodą utylizacji odpadów niebezpiecznych jest ich spalanie.
W artykule zaprezentowano studium przypadku – instalację do spalania odpadów medycz-nych pracująca w Zakładzie Utylizacji Odpadów Szpitalmedycz-nych i Komunalmedycz-nych w Katowi-cach.
Zidentyfikowane zostały wszystkie strumienie substancji, które mogą stanowić zagrożenie dla środowiska oraz przedstawiono wskaźniki uciążliwości ekologicznej i wyliczono wskaźniki uciążliwości ekologicznej dla analizowanej instalacji.
Abstract
Environmental aspects of thermal treatment of medical waste
Medical waste utilization could cause serious environmental impact – mainly because of its compositions and inhomogeneous structure. The most widespread method of special waste utilization is incineration.
In the article case study of waste incineration installation working in Medical Waste Utili-zation Plant in Katowice has been described. Eco-energetic balance has been made. Under consideration has been taken all available data about compounds causing environmental impact. Environmental impact indicators for installation under analyze has been quoted.
1. Wprowadzenie
W dzisiejszych czasach pod pojęciem „gospodarka odpadami” rozumiemy zarówno wszystkie działania zmierzające do zahamowania procesu powstania odpadów, unieszko-dliwienia ich jak to tylko możliwie nieuciążliwego, wielokrotnego czy ponownego użycia
lub prowadzące do końcowej utylizacji różnych typów odpadów, oczywiście biorąc pod uwagę ekonomiczne oraz ekologiczne kryteria. [1]
Unieszkodliwienie odpadów niebezpiecznych – w tym medycznych – stanowi problem, który najczęściej jest rozwiązywane poprzez ich unieszkodliwianie metodami termicznymi. [2].
Zakładu Utylizacji Odpadów Szpitalnych i Komunalnych położony jest w północno - wschodniej części Katowic przy ulicy Hutniczej.
Powierzchnia zakładu wynosi 5820m2, znajdują się na niej hala utylizacji z instalacja Pu-rotherm – Pyrolise typ PL–18- 600/93 K wraz z zapleczem energetyczno-usługowym, wiata oraz chłodzonym magazynem do przechowywania odpadów.
Zakład Utylizacji Odpadów Szpitalnych i Komunalnych w Katowicach zajmuje się ter-micznym unieszkodliwianiem odpadów medycznych. Służy do tego instalacja PU-ROTHERM – PYROLISE składająca się z :
• urządzenia załadowczego • komory pirolitycznej
• komory dopalania, w której następuje dopalanie wcześniej powstałych gazów • komina awaryjnego
• systemu odbioru ciepła , składającego się z dwóch kotłów odzysknicowych
• trójstopniowego systemu oczyszczania gazów odlotowych (układ mokrego oczysz-czania spalin) - następuje tam pochłanianie zanieczyszczeń
• komina gazów oczyszczonych
Instalacja pracuje całkowicie automatycznie poza załadunkiem oraz odpopieleniem, aż do samoczynnego wygaśnięcia. Cały proces kontrolowany jest komputerowo.
W trakcie pracy instalacji w sposób ciągły mierzone są następujące parametry technolo-giczne:
• temperatura
• pH
• tlen
• pomiar zanieczyszczeń wprowadzanych do powietrza
o ciągły – pyłu ogółem, substancji organicznych w postaci gazów oraz par wyrażanych jako całkowity węgiel organiczny , HCL, HF, SO2, CO, NO2 o okresowy – metali ciężkich, dioksyn, furanów
Zakład prowadzi modernizacje systemu oczyszczania spalin mającą na celu zwiększenie redukcji pyłu, metali ciężkich, dioksyn, furanow, tak aby było możliwe dotrzymanie norm
emisyjnych, gdyż aktualnie są trudności z ich dotrzymywaniem w stosunku do metali cięż-kich i rtęci.
2. Charakterystyka instalacji
Do termicznego unieszkodliwiania odpadów służy instalacja PUROTHERM – PYROLISE wykorzystuje ona metodę pirolizy.
1 – pojemnik z odpadami 9 – komin
2 – prasa załadowcza 10 – komin awaryjny 3 – komora pirolityczna 11 – odżużlacz
4 – komora dopalania 12 – pojemnik z żużlem 5 – wymiennik ciepła (kocioł wodny) 13 – postument
6 – płuczka Venturiego 14 – wentylator 7 – wentylator mokry 15 – palnik gazowy 8 – kolumna absorpcyjna
Rys. 2.1. Schemat linii termicznej utylizacji odpadów szpitalnych w Katowicach
Odpady medyczne i weterynaryjne, przeznaczone do termicznego unieszkodliwiania gro-madzone są w miejscu ich powstawania w szczelnych workach polietylenowych lub też w jednorazowych pojemnikach, które ulegają termicznemu unieszkodliwianiu.
Worki i pojemniki umieszcza się w oznakowanych i szczelnych ocynkowanych kontene-rach na kolkach o pojemności 1,1m3.
Zakład utylizuje odpady niebezpieczne, dlatego nie dopuszcza się do ich sortowania oraz otwierania uprzednio zamkniętych kontenerów po załadunku.
Odpady po przywiezieniu kierowane są do utylizacji lub tez zamknięte kontenery kierowa-ne są do magazynu w którym panuje temperatura <100C.
Odpady w kontenerze, po zważeniu rozładowywane są urządzeniem podnośnikowo – wy-wrotkowym bezpośrednio do komory pras załadowczej o pojemności 2m2. Tłok sprasowu-jąc odpady usuwa z nich powietrze, następnie dwustopniowy ruch powrotny tłoka zabez-piecza komorę pirolizy przed przedostawaniem się do niej powietrza oraz wydostawaniem się z niej gazów procesowych.
Po załadowaniu zamyka się hermetycznie szyber oddzielający komorę załadowczą od ko-mory pirolizy, zabezpieczając ją przed dopływem powietrza.
W komorze pirolizy (na rysunku 2.1., punkt 3) o pojemności 18m2 następuje odgazowanie, a następnie zgazowanie odpadów. Zapłonu odpadów dokonuje się palnikiem gazowym, a proces prowadzony jest przy niedomiarze powietrza λ<1 .W komorze pirolizy od momentu załadowania następuje wzrost temperatury od 300 do 8000C, a maksymalnie może osiągnąć 10000 C.
Po kilkunastu minutach od załadunku, proces odgazowania odpadów staje się szczątkowy i przechodzi w proces zgazowania części stałej. Na dole komory pirolitycznej panuje tempe-ratura około 5000 C. Przepalony żużel jest usuwany przenośnikiem zgrzebłowym poprzez syfon wodny do kontenera (na rysunku 2.1., punkt 3).
Powstające gazy pirolityczne przechodzą do komory dopalania (na rysunku 2.1., punkt 4) z zabudowanym palnikiem zapłonowo – podtrzymującym i dwoma systemami dopływu powietrza wtórnego. W komorze następuje spalanie gazu pirolitycznego i dopalenie jego produktów do możliwie najprostszych związków. Temperatura w komorze dopalania waha się w granicach 1120 – 15000 C. Dopalanie odbywa się przy min. 6% O2 .Czas przebywania gazów w komorze dopalania wynosi minimum 2 sekundy.
Podstawowe dane techniczne instalacji zostały przedstawione w tabeli 2.1. Tab. 2.1 Dane techniczne ZTP odpadów szpitalnych [3].
Typ PL 18-600/93
Moc cieplna 2400kW
Znamionowa zdolność przerobowa (dla odpadów podlegających procesowi pirolizy)
600 kg/h przy wartości opalowej 14,4 MJ/kg
Materiały do spalenia według listy ograniczeń ob-sługowych
Niesortowalne odpady szpitalne
Urządzenie podnośnikowo – wywrotkowe do konte-nerów
1100 l
Objętość komory pras załadowczej 2 m3
Moc grzejna 0-1720 kW Temperatura w komorze pirolizy 290-800 (1100)0C Temperatura w komorze dopalania 1120 – 15000
C Temperatura gazów spalinowych oczyszczonych 50-700C
Czas trwania dopalania Około 2 sekund
Ilość gazów spalinowych oczyszczonych Do 5200 Nm3 /h Ilość gazów spalinowych oczyszczonych w
tempe-raturze pracy
Do 7000 m3 /h (550C)
Zawartość O2 w gazach spalinowych 6 - 15%
2.1. Odzysk energii
Po dopaleniu gazy kierowane są na wymiennik ciepłą (na rysunku 2.1., punkt 5), a w przy-padku awarii do komina awaryjnego (na rysunku 2.1., punkt 10). Ciepło gazów spalino-wych odzyskiwane jest w dwu wymiennikach ciepła typu kotły wodne o maksymalnej mocy 2x880 kW = 1760 kW. Kotły pracują równolegle z możliwością ich odłączenia i czyszczenia. Dla zabezpieczenia właściwej pracy linii utylizacji niezbędny jest prawidłowy odbiór ciepła w wymiarze min. 1630 kW, gwarantujący temperaturę za kotłami w grani-cach 2600 C.
Wzrost temperatury za wymiennikiem jest wynikiem osadzania się pyłów na płomieniach kotłów odzysknicowych, pyły te są okresowo w ilości około 50 kg/tydzień usuwane me-chanicznie i ponownie wprowadzane do procesu.
2.2. Instalacja oczyszczania gazu
Po schłodzeniu gazy spalinowe o temperaturze około 2600 C przechodzą do trójstopniowe-go systemu oczyszczania spalin, składającetrójstopniowe-go się z :
• płuczki Venturi’ego (na rysunku 2.1., punkt 6) • wentylatora mokrego (na rysunku 2.1., punkt 7) • kolumny absorpcyjnej (na rysunku 2.1., punkt 8)
Gazy spalinowe kierowane są do płuczki Venturi’ego gdzie następuje wymieszanie z cieczą obiegowa neutralizowana 30% NaOH. Zanieczyszczony gaz zostaje całkowicie nasycony woda, równocześnie następuje spadek temperatury gazów o około 1000 C .
Następnie gazy z mgłą cieczy obiegowej przekazywane są wentylatorem mokrym do ko-lumny absorpcyjnej wypełnionej koszyczkami z tworzywa sztucznego. W kolumnie zacho-dzi właściwa absorpcja zanieczyszczeń oraz dalsze obniżenie temperatury gazów.
Obieg cieszy w układzie oczyszczania jest wymuszony, a obiegowe roztwory absorpcyjne w zbiorniku cyrkulacyjnym o pojemności 2,2 m3 zobojętniane są do pH≈7 roztworem 30% NaOH ze zbiornika zapasowego czynnika neutralizującego. Cześć roztworu stale jest
od-nawiana przez dopływ wody, nadwyżkowa cześć roztworu natomiast odprowadzana jest do kanalizacji miejskiej.
W czasie postoju zakładu usuwa się szlamy (kilka kilogramów rocznie) i łączy z pozosta-łym odpadem.
Oczyszczone gazy spalinowe o temperaturze 50-600 C poprzez odkraplacz kierowane s do komina stalowego o wysokości 15 m i średnicy wylotowej 0,3m (na rysunku 2.1., punkt 9). Na kanale odprowadzającym gazy, za systemem ich oczyszczania, w hali utylizacji tuż przed wyprowadzeniem ich na zewnątrz, usytuowane jest stanowisko pomiarowe.
Znajduje się tam punkt poboru gazów odlotowych dla potrzeb systemu pomiarów ciągłych, a także punkt poboru dla pomiarów okresowych i testujących.
Gazy odlotowe badane w ramach stacjonarnego systemu ciągłego pomiaru emisji wypro-wadzane są na zewnątrz hali technologicznej do kontenera, w którym umieszczona jest aparatura pomiarowa oraz system rejestracji.
2.3. Dane eksploatacyjne w tym bilans surowców, paliw i energii.
W tabeli 2.2. przedstawiono zestawienie danych eksploatacyjnych w latach 2004 i 2005. W układzie porównawczym podano ilość unieszkodliwionych odpadów, wydajność instalacji, produkcje odpadów, zużycie gazu ziemnego, energii elektrycznej, wody, NaOH oraz pro-dukcje ciepła.
Tab. 2.2. Dane eksploatacyjne, bilans surowców i paliw spalarni [3]
Wyszczególnienie 2004 2005
Ilość unieszkodliwianych odpadów medycz-nych
1260 Mg 1381 Mg
Wartość opalowa 1 kg odpadów medycznych 5,52 – 16,86 MJ/kg Średnia wartość opalowa 1 kg odpadów 10 – 12 MJ/kg
Czas pracy 7171h 7004h
Średnioroczna godzinowa wydajność 173,3 kg/h 197,2 kg/h Ilość wytworzonych mokrych popiołów i żużli
-wyrażona jako procent unieszkodliwionych odpadów
116 Mg
9,2%
142 Mg
10,3% Ilość wytworzonych suchych popiołów i żużli
(jeżeli założymy ze w mokrych jest 30%wody) -wyrażona jako procent unieszkodliwionych odpadów
81,2 Mg
6,4%
99,4 Mg
7,2%
W latach 2003 i 2004 nastąpił spadek ilości unieszkodliwianych odpadów, jednak w 2005 nastąpiła tendencja wzrostowa . Aktualnie zakład unieszkodliwia optymalną ilość odpadów Zużycie gazu ziemnego – suma
średniogodzinowe
276 tyś m3 38,0 m3/h
265 tyś m3 37,8 m3/h
Zużycie energii elektrycznej – suma średniogodzinowe 526 tyś kWh 72,3 kWh 517 tyś kWh 73,8 kWh Zużycie wody – suma
średniogodzinowe
7456 m3 1,03m3/h
11160 m3 1,6m3/h Zużycie NaOH - suma
średniogodzinowe
38Mg 5,2 kg/h
40Mg 5,7 kg/h Ilość uzyskanego ciepła
średniomiesięczne z 1 Mg odpadów sprzedaż ciepła 18642 GJ ok. 1550 GJ/m-c 14,8 GJ/Mg odpadów 7290 GJ 19370GJ ok. 1600 GJ/m-c 14,0 GJ/Mg odpadów 8643 GJ Pozostała ilość ciepła wykorzystywana jest na potrzeby własne - c.o i c.w.u oraz ulega rozproszeniu
do atmosfery.
3. Emisja
Wielkość stężeń substancji wprowadzanych do powietrza oraz ich emisje zostały ustalone w oparciu o wykonane, przez odpowiedni ośrodek badań środowiska pomiary.
Pomiary ciągle obejmują następujące substancje: • pył ogółem
• substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażone jako całkowity węgiel orga-niczny • chlorowodór • fluorowodór • dwutlenek siarki • tlenek siarki • tlenek węgla
• dwutlenek azotu jako sumę przeliczonego tlenku i dwutlenku azotu
Natomiast pomiary okresowe obejmują oprócz powyższych substancji także metale takie jak : • kadm • tal • rtęć • antymon • arsen
• ołów • chrom • kobalt • miedź • mangan • nikiel • wanad
• oraz dioksyny i furany. 3.1 Normy emisyjne
Standardy emisyjne z instalacji spalania odpadów obowiązują przedmiotowa instalacje od 1.01.2003 roku .
W kolejnych uregulowaniach prawnych doprecyzowano szereg zagadnień w tym warunki uznawania obowiązujących norm za dotrzymanie, sposób monitorowania emisji -w tym pomiary ciągłe i okresowe oraz zróżnicowano standardy uzależniające je od czasu trwania emisji na dobowe, 30 – minutowe i 10 – minutowe.
Standardy emisyjne z instalacje spalania odpadów powiązane z warunkami uznawania ich za dotrzymane zamieszczono w tabeli 3.1.
Tabela 3.1 Standardy emisyjne [4]
Standardy emisyjne w mg/m3
u przy zawartości 11% O2 w
su-chych gazach odlotowych powiązane z warunkami określają-cymi ich dotrzymanie
Średnie dobowe wartości stężeń w
ciągu roku kalen-darzowego
Średnie 30 minutowe wartości stężeń w ciągu
roku kalendarzowego
Średnie 10 minu-towe wartości stężeń w ciągu 24
godzin Substancje dla których
wyma-gany jest pomiar ciągły
100% 97% 100%(A) 97%(B) 95%(B)
Pył ogółem 10, 201) - 30 10 ---
Substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażone jako TOC
10 ---- 20 10 --- Chlorowodór 10 ---- 60 10 --- Fluorowodór 1 ---- 4 2 --- SO2 50 --- 200 50 --- CO -- 50 100 -- 150 NO2 (NO+NO2) 400 , 5002) -- -- -- ---
gany jest pomiar okresowy Średnie z próby o czasie trwania 30 minut – 8 godzin
Metale ciężkie i ich związki wyrażone jako metal
Kadm/Cd+Tal/Tl 0,05 Rtęć/Hg 0,05 Antymon/Sb+Arsen/As+ Ołów/Pb+Chrom/CR+ Kobalt/Co+Miedź/Cu+ Mangan/Mn+Nikiel/Ni+ Wanad/V 0,5 Standard emisyjny w ng/m3u
Średnia z próby o czasie trwania 6 – 8 godzin Dioksyny i furany (suma
iloczy-nów stężeń i współczynników równoważności toksycznej)
0,1
Instalacje obowiązują przesunięcia czasowe
1) do 31.12.2007 standard emisyjny pyłu wynosi 20 mg/m3u
2) do 31. 12.2006 standardu emisyjnego NOx nie stosuje się a przez cały 2007r. wynosi 500 mg/m3u
3.2 Dotrzymanie norm emisyjnych
Jako obowiązujące normy przyjęto standardy określone w ostatniej decyzji Wojewody Śląskiego z dnia 31.12.2004 r., które odpowiadają wartościom „A” w tabeli 3.1
Wykazane w pomiarach okresowych stężenia substancji przeliczono na 11% O2 w suchych gazach odlotowych w temperaturze 273 K i ciśnieniu 101,3 Pa i przedstawiono w tabeli 3.2 poniżej. Przedstawiona w tabeli norma emisyjna oznacza stężenie 30 minutowe dla pyłu, TOC w gazach i parach, HCL, HF, SO2, CO, odpowiada ona wartością dopuszczalnym ustalonym przez Wojewodę Śląskiego, a także jednej z norm obowiązujących po aktualnym zaostrzeniu przepisów – normie 30 minutowej.
Tabela 3.2 Pomiar emisji poszczególnych substancji wprowadzanych przez spalarnie [3] Pomiar 13.01. 2004 2.04. 2004 2.09. 2004 29.04. 2005 30.11. 2005 Średnia Norma emisyjna Substancja
mg/m3u suchych gazów przy 11% O2
Pył ogółem
Substancje organiczne w postaci
ga-zów i par wyrażone jako TOC 3,47 3,51 -- 4,29 -- 3,76 20
HCL 20,4 27,5 -- 22,0 -- 23,3 60 HF 0,063 nw -- nw -- 0,021 4 SO2 nw 5,5 -- 11,2 -- 5,6 200 CO 2,1 0,43 -- 5,18 -- 2.57 100 NO2 211,3 199,1 -- 181,2 -- 197,2 -- Cd+Tl 0,034 -- 0,0305 -- 0,0297 0,0314 0,05 Hg 0,1557 -- 0,04216 -- 0,0159 0,0724 0,05 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V+Sn 0,5543 -- -- 0,4031 0,4597 0,5 ng/m3
u suchych gazów przy 11% O2
Dioksyny I furany 0,0927 -- 0,487 -- 0,0867 0,222 0,1
Przedstawione w tabeli 3.2 stężenia wskazują na problem jakim jest nie dotrzymywanie normy emisji pyłu ogółem, rtęci, oraz dioksyn, a także wysokie stężenie metali.
Należy podkreślić ze cecha charakterystyczna instalacji unieszkodliwiania odpadów me-dycznych są duże wahania substancji w gazach odlotowych. Jest to wynikiem specyfiki wymogów spalania odpadów, czyli wykluczenie ingerowania w ich skład.
3.3 Wielkości emisji substancji
W celu sprawdzenia dotrzymania standardów środowiskowych wyznaczono emisje rze-czywista substancji, które maja ustalone standardy emisyjne. Po analizie wyników pomia-rów wyznaczono stężenia odpowiadające uśrednionym górnym poziomom odnotowanych wyników. Następnie przeliczono emisje godzinowa przyjmując uśredniona ilość suchych gazów odlotowych przeliczonych na 11%O2 w warunkach umownych wynoszących 2500 m3u /h. Pył ogółem przyjęto jako pył zawieszony PM10.
Tab. 3.3 Wielkość emisji poszczególnych związków [3]
Emisja Substancja Stężenie w suchym gazie
przy 11% O2 mg/m 3
u
g/h g/s
Pył zawieszony PM10 30 75,0 2,08*10-2
Substancje organiczne w postaci
gazów i par wyrażone jak TOC 20 50 1,39*10-2
HCL 30 75,0 2,08*10-2
HF 4,0 10,0 2,78*10-3
SO 60 150,0 4,17*10-2
NO 300 750 0,208 Cd+Tl 0,05 0,125 3,47*10-5 Hg 0,05 0,125 3,47*10-5 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 0,5 1,25 3,47*10-4 Dioksyny i furany 1,0*10-7 2,5*10-7 6,94*10-11
Emisja dla trzech ostatnich pozycji została przeliczona na czysty metal.
Tab. 3.4 Udział procentowy poszczególnych pierwiastków oraz ich emisja [3]
Emisja Metale ciężkie i ich związki
wyra-żone jako metal
Stężenie w suchym gazie przy 11% O2 mg/m3 u Średni udział poszczególnych pierwiastków % g/h g/s Cd+Tl 0,05 Cd 100 Tl 50 0,125 6,25*10-2 3,47*10-5 1,74*10-5 Hg 0,05 Hg 100 0,125 3,47*10-5 SB+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn +Ni+V 0,5 Sb 12 As 0,15 Pb 75 Cr 2,1 Co 1 Cu 55 Mn 2,8 Ni 7,5 0,15 1,875*10-3 0,9375 2,625*10-2 1,25*10-2 0,6875 3,5*10-2 9,375*10-2 4,17*10-5 5,21*10-7 2,6*10-4 7,29*10-6 3,47*10-6 1,91*10-4 9,72*10-6 2,6*10-5
Sytuacja odbiegająca od normalnej eksploatacji ma miejsce w przypadku uruchomienia komina awaryjnego. W 2005 roku taka sytuacja zaistniała aż 5 razy na łączny czas 36 mi-nut.
W przypadku zakłóceń następuje natychmiastowa blokada systemu. 3.4 Emisja roczna – stan istniejący
Do obliczeń aktualnej emisji rocznej zamieszczonej w tab. 3.5 przyjęto:
• 8400 godzin pracy, co oznacza trzyzmianowa ciągłą prace instalacji z założeniem minimalnej przerwy remontowej
• stężenia emitowanych substancji na poziomie stężeń przyjętych do obliczeń emisji rzeczywistej zamieszczone w tab.3.3
• 2500 m3u/h suchych gazów odlotowych w warunkach umownych przeliczonych na 11 % O2
Tabela 3.5 Emisja roczna poszczególnych substancji [kg/rok]
Substancja Emisja roczna [kg/rok]
Pył ogółem 630,0
Substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażo-ne jako TOC 420,0 HCL 630,0 HF 84,0 SO2 1260,0 CO 2100,0 NO2 6300,0 Cd+Tl 1,05 Hg 1,05 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 10,5 Dioksyny i furany 2,1*10-6
3.5 Zmiany wielkości emisji substancji na przestrzeni ostatnich lat
Ostatnie pozwolenie na wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza zostało wydanie przez Wojewodę Śląskiego 31.13.2004 roku.
W procesie technologicznym jedyna wprowadzona kilka lat temu zmiana to podwyższenie temperatury w komorze dopalania do minimum 11000 C. W praktyce jest to temperatura w granicach 11200 C a 15000 C. Wzrost temperatury osiągnięto przez częstsze włączanie palnika gazowego, a tym samym większe zużycie gazu ziemnego. W emitowanych gazach wzrósł tym samym udział zanieczyszczeń powstających ze spalania gazu.
Wymóg temperaturowy służy zabezpieczeniu właściwego dopalania gazów powstających w komorze pirolizy. Z uwagi na nieznany skład utylizowanych odpadów przyjęto, ze mogą one zawierać więcej niż 1 % związków chlorowcoorganicznych. Dlatego dla bezpieczeń-stwa, wiec przyjęto utrzymanie w komorze dopalania temperatury nie mniejszej niż 11000 C.
4. Wskaźniki emisyjne
Na podstawie danych z wcześniej wymieniony tabel oraz założeń wymienionych w punkcie 3.4. wyznaczono wskaźniki emisyjne, które zostały zebrane w tabeli 4.1.
Tabela .4.1. Względne wskaźniki emisyjne w latach 2005 i 2004 [kg/Mg odpadu].
Substancja Emisja względna
w roku 2005 [kg/Mg odpadów]
Emisja względna w roku 2004 [kg/Mg odpadów]
Pył ogółem 0,456 0,520 Substancje organiczne w postaci gazów i par
wyrażone jako TOC
0,304 0,25 HCL 0,456 0,173 HF 0,061 0,017 SO2 0,912 0,37 CO 1,521 0,867 NO2 4,562 4,333 Cd+Tl 0,001 0,001 Hg 0,001 0,001 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 0,008 0,009 Dioksyny i furany 1,52*10-9 2,25*10-9
Do wyznaczenia wskaźników emisyjnych przyjęto następujące założenia: • W roku 2005 przerobiono 1381 Mg odpadów.
• W roku 2004 przerobiono 1260 Mg.
• Emisja poszczególnych substancji jest zgodna z tabelą 3.5. • Średnia wartość opałowa odpadów wynosi 12 MJ/kg
Uwzględniając fakt pracy palników gazowych w instalacji można przyjąć, że całkowita energia uzyskana z odbierana z instalacji w postaci efektu użytecznego wynosi 14 MJ/kg. W tabeli 4.2. przedstawiono wskaźniki emisyjne w przeliczeniu na jednostkę całkowitej energii uzyskanej z układu jako efekt użyteczny.
Tabela 4.2. Względne wskaźniki emisyjne w latach 2005 i 2004 [kg/MJ]
Substancja Emisja względna
w roku 2005 [kg/MJ] Emisja względna w roku 2004 [kg/MJ] Pył ogółem 0,000033 0,00003514
Substancje organiczne w postaci gazów i par
wyrażone jako TOC 0,000022 0,00001689
HCL 0,000033 0,00001169
HF 0,000004 0,00000115
SO2 0,000065 0,00002500
CO 0,000109 0,00005858
Cd+Tl 0,000000071 0,00000007
Hg 0,000000071 0,00000007
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 0,000000571 0,00000061
Dioksyny i furany 0,893*10-13 0,15*10-12
5. Podsumowanie i wnioski
Odpady medyczne z mocy prawa – jako szczególnie niebezpieczne dla środowiska – pod-legają unieszkodliwieniu termicznemu, do tego celu służy linia utylizacji w Spalarni Odpa-dów w Katowicach.
Spalanie odpadów medycznych przebiega dwuetapowo. W pierwszym etapie po załadunku odpadów do komory pirolizy następuje ich przemiana w palny gaz o temperaturze 8000 C, który następnie przechodząc do drugiego etapu zostaje dokładnie spalony w komorze dopa-lania. Proces ten przebiega w temperaturze około 12000 C i w czasie minimum 2 sekund. Powstałe w tych warunkach gazy spalinowe po schłodzeniu do temperatury 2500 C prze-chodzą do 3 stopniowego układu oczyszczania na mokro. Układ ten składa się z płuczki Venturi’ego, wentylatora mokrego i kolumny absorpcyjnej o rozbudowanym powierzch-niowo wypełnieniu. Cały układ zasilany jest automatycznie, specjalnie przygotowanym wodnym roztworem sody kaustycznej o stałym regulowanym pH, wyłapującym i wiążącym zanieczyszczenia. Przed wylotem do atmosfery gazy przechodzą dodatkowo przez odkra-placz, usuwający z nich większe cząstki wody. Wytworzone w trakcie procesu spalania ciepło, jest wykorzystywane do ogrzewania obiektów Zakładu, a nadwyżka, sprzedawana. Podczas procesu spalania odpadów medycznych następuje ponad 90% redukcja ich masy. Pozostałość, w postaci żużli scalana jest w kostki betonowe, które wyłożone są na skarpach składowiska (zakład posiada własne składowisko odpadów niebezpiecznych) odpadów zabezpieczając geomembranę przed jej uszkodzeniem.
Wyliczone wskaźniki uciążliwości mogą Stanowic podstawę do wspomagania procesu decyzyjnego na etapie strategicznego planowania systemu gospodarki odpadami – dając obraz poziomu wpływu na środowisko instalacji termicznego przekształcania odpadów medycznych.
LITERATURA
[1] B. Bilitewski, G. Härdtle, K. Marek, Podręcznik gospodarki odpadami. Teoria i prakty-ka, Siedel-Przywarecki Sp. z .o.o. Warszawa 2003
[2] J.W. Wandrasz, J. Biegańska, Odpady niebezpieczne. Podstawy teoretyczne, Wydaw-nictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 2003
[3] Wniosek o wydanie pozwolenia na wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza dla Zakładu utylizacji odpadów szpitalnych i komunalnych w Katowicach
