Заводи за преработка на отпадъци

Всички знаем за необходимостта от заводи за преработка на отпадъци. Въпреки усилията за минимизиране на образуването на отпадъци, днес все още много градове се задушават в плен на собствените си отпадни продукти. Използваните методи на депониране се оказаха недостатъчни за справяне с проблема и не показват необходимата устойчивост от гледна точка на оползотворяване на ресурсите. Съвременните заводи за преработка на твърди битови отпадъци са комплекси от технологии и инсталации за сепариране, обезвреждане, рециклиране и конвертиране на отпадъците в целеви продукти. За да се увеличи тяхната ефективност и да се намали въздействието им върху здравето на хората и околната среда, е необходимо да се постигне най-пълната преработка на суровините и да се използват доказали ефективността си системи за пречистване на отпадните потоци.

Рециклиране и оползотворяване на битови отпадъци, утайки от отпадъчни води, отпадъчни гуми, дървесина, селскостопански и медицински отпадъци е горещ въпрос на нашето време. Решенията могат да се намерят в естеството на отпадъците. Много отпадъци като метали, стъкла, пластмаси и хартия могат да се отделят и рециклират за повторна употреба, в същото време всички органични отпадъци дават решение със съдържанието си на въглерод – основен източник на енергия за съвременната цивилизация.

През последните години, паралелно с увеличаване на цената на изкопаемите горива, бързо развитие показаха технологиите за изгаряне с енергийно оползотворяване и преработка на отпадъчни продукти в алтернативни горива, заместващи природния газ, петрола и въглищата. Освен това доказаха рентабилността си и много инсталации за получаване на ценни суровини като компост, водород, въглероден диоксид и други. Започнаха да се прилагат цикли на третиране, в които отпадъчните продукти са възможно най-малко, а вещественият и енергийният ресурс на отпадъците е максимално оползотворен.

Ситуацията в Европейския съюз и в България
По данни за миналата година на всеки европейски гражданин се падат средно 500кг битови отпадъци на година, но това количество варира между малко над 300кг в някои страни от ЕС до над 700кг в други страни. Средно половината от тези отпадъци се рециклират, но между държавите членки съществуват огромни различия. В някои страни отпадъците вече не се депонират и равнището на рециклиране достига 70%, докато в други се рециклира много малко и над 90% от битовите отпадъци се депонират. В Рамковата директива за отпадъците се дава предимство на предотвратяването, повторното използване и рециклирането на отпадъци пред тяхното изгаряне, като депонирането и изгарянето без енергийно оползотворяване се разглеждат като крайна мярка. Проучване на Европейската комисия показва, че пълното прилагане на тази йерархия в управлението на отпадъците ще доведе до икономии от 72 милиарда евро годишно, до увеличаване на годишния оборот на сектора за управление и рециклиране на отпадъците с 42 милиарда евро и до създаване на над 400 000 работни места до 2020 г.

Така всички страни-членки мобилизират силите си в изграждане на комплексни заводи за преработка на отпадъците си, така че да бъдат обхванати всички целесъобразни възможности за тяхното оползотворяване. В тази сфера в България се предвиди изграждане на 28 инсталации за компостиране и механо-биологично третиране (МБТ) на биоразградимите отпадъци на територията на общините, на чиито регионални депа се депонират годишно над 20 000 тона отпадъци. По Оперативна програма "Околна среда“ се планираха 30 съоръжения за компостиране, от които 2 на регионалните депа, 13 на претоварните станции и 15 други, 18 инсталации за сепариране, 15 претоварни станции, на 13 от които се предвиждат компостиращи съоръжения и 2 инсталации за МБТ.

Заводите за преработка на отпадъци като интегрирани системи за комплексни решения
Комплексните заводи за преработка на отпадъци обикновено включват инсталации за сепариране на отпадъците - отделяне на опасни отпадъци, метали и други специфични отпадъчни потоци, които могат да се рециклират или трябва да се обезвредят по подходящ начин; оборудване за механично третиране с цел производство на модифицирани твърди горива, получени от отпадъци (RDF); биологично третиране на отпадъците с цел стабилизирането им и получаване на компост и депо за отпадъците, получени след МБТ. В зависимост от всеки конкретен случай се прави преценка за включване на инсталации за изгаряне с оползотворяване на енергията, както и алтернативни термични инсталации за пиролиза, газификация и плазмена газификация за получаване на синтез-газ, други въглеводородни горива, ко-генерация и възстановяване на част от компонентите в отпадъка. Изборът на комплекс от съоръжения зависи количествата и състава на отпадъците, опциите давани от различните технологии и инсталации на отделните производители, от поставените цели и разбира се – от възможностите за инвестиция.

Механо-биологично третиране
Инсталациите за механо-биологично третиране на битови отпадъци имат задачата да стабилизират биоразградимата фракция в отпадъците, тъй като при анаеробното разграждане в тялото на депото от нея се образуват парникови газове и инфилтрат, които мигат да замърсят атмосферата и повърхностните и подпочвени води, ако не се улавят. Този тип третиране намалява обемa на депонираните отпадъци от 50 до 80%. В зависимост от вида на отпадъците и технологичното решение, може да се стигне и до по-висока степен на редуциране на обема. Остатъчната фракция, предназначена за депониране, се уплътнява в по-голяма степен и по-лесно от отпадъци, които не са третирани. Тук могат да се комбинират предимствата на термичното третиране на отпадъци за оползотворяване на енергията и биологичното разграждане на ниско калоричната фракция с голямо съдържание на вода. При комбинирания подход различните фази на третиране на отпадъците могат да бъдат изпълнени на различни места. Обикновено инсталациите за МБТ се изграждат в близост до депата.

В приемно помещение докараните отпадъци се складират в бункер. Следва сепариране и шредиране, като в помещението се осигурява добра вентилация. Отработеният въздух се пречиства през биофилрти или се ползва за аерация в биологичното третиране. Ситата на сепараторите разделят отпадъка на лека и тежка фракция. Леката се използва за получаване на модифицирано гориво от отпадъци – RDF, а тежката преминава през магнитни сепаратори за отделяне на металите. Отделената богата на вода фракция се изпраща за биологично третиране. Получената най-ситна фракция преминава за компостиране. След преминаване на времето за компостиране, отпадъкът може да се използва за висококалорично RDF.

По тази схема отпадъците за условията на България се преобразуват в следните потоци: RDF – 31%, компост – 15%, метали – 1%, опасни отпадъци – 0,2%, отпадъци за депониране – около 40%, отпадъчни води – 10% и отпадъчни газове – 3%. Депото за останалите отпадъци се изгражда по изискванията – с изолационен екран на дъното; събиране и третиране на инфилтрата, управление на биогаза, уплътняване, покриване и окончателно запечатване след изчерпване на капацитета на депото.

Модифицираните горива, получени от отпадъци (RDF), в някои страни се изгарят в инсинератори с флуиден слой с цел генериране на енергия. Друг вариант е да се изгарят с други горива в топлоцентрали и други производства. Също така съществуват и инсталации за използване на RDF в негоривни процеси, като газификация и пиролиза.

Изгаряне с оползотворяване на енергията
Много често инсинерирането е част от комплексното решение в заводите за различен вид отпадъци. Целите на инсинераторите са да минимизират количеството на твърдия остатък и да оползотворят енергийния ресурс на отпадъците. Инсинерирането е окисление на горимите компоненти на отпадъка, при което съдържащите се в отпадъците въглеводороди се окисляват до въглероден диоксид и водни пари. Реакциите основно протичат в газова фаза. Температурата и кислородното съдържание се определят от размера на частиците. Ако отпадъкът е достатъчно калоричен и количеството на кислород е оптимизирано, може да се постигне автотермично експлоатиране, без необходимост от допълнително гориво.

Използват се горивни системи с подвижна решетка, ротационни пещи и пещи с флуиден слой. В инсинераторите могат да се изгарят смесени несортирани битови отпадъци, производствени и търговски отпадъци, предварително третирани битови или други отпадъци, опасни отпадъци, утайки от пречиствателни станции за отпадъчни води, клинични отпадъци (в централизирани съоръжения или като отделни обекти в болниците). В най-добрите налични техники в тази област в Европа се препоръчва при изграждане на нови инсталации с прилагане на комбиниран цикъл с производство на електроенергия и пара, да се реализира получаване на енергия в количество от 1.9MWh за един тон отпадъци.

Негоривно термично третиране
Енергийно и суровинно оползотворяване на третираните отпадъци осигуряват инсталации за пиролиза, газификация и плазмени процеси. Ето и някои примери:

Green Power Inc има технология, която може да превърне твърди битови отпадъци в синтетично течно гориво и електричество. Редица правителства са изразили интерес към тези решения. Процесът представлява каталитичен крекинг (деполимеризиране) при ниско налягане, при което твърдите битови отпадъци и голямо разнообразие от други органични отпадъци се третират на молекулярно ниво. Полимери с дълги вериги (пластмаси, органични масла, дървесина, текстил) се превръщат в късоверижни въглеводороди, без горене. Горенето изисква кислород, докато тук процесът протича в анаеробна среда само с инертни газове като азот.

Смленият отпадък се смесва с катализатор и масло и се внася в реактора, където се третира при висока температура. Когато молекулите достигнат необходимата дължина, следва дестилация и кондензация за разделяне на отделните фракции на бензин, керосин, реактивно гориво и дизел. Маслото от реактора преминава през филтър, така че да се премахнат замърсителите и да се използва отново, катализаторите също се регенерират. Обявено е, че технологията е с нулеви емисии и нулеви отпадъци. Компанията твърди, че може да произвежда оборудване, което е в състояние да конвертира на 100 тона боклук в 12000 литра дизелово гориво на едва 78 цента на галон, което означава, че енергийните доставки могат да бъдат диверсифицирани и много страни могат да намалят зависимостта си от външни източници за енергия.

Westinghouse Plasma Corp WPC предлага водещата технологична платформа за превръщане на отпадъците в чиста енергия по екологичен начин. Това помага депата да се заменят от енергийно ефективни и екологично устойчиви решения за отпадъците. В плазмените газификатори WPC e предвидено конвертиране на широка гама от отпадъчни потоци в чист синтез газ, който може да бъде допълнително превърнат в други форми на енергия. Решението е подходящо за редица потоци отпадъци, включително твърди битови отпадъци, търговски, промишлени отпадъци, такива от нефтохимическата промишленост, медицински отпадъци и инсинераторна пепел. Чистият синтетичен газ, произведен от WPC плазмени газификатори може да се трансформира в голямо разнообразие на енергийни продукти, включително за електрификация, чрез газови турбини, бутални двигатели и за в бъдеще, горивни клетки, също като топлина, пара и течни горива, в това число етанол, реактивно гориво, дизел и нафта.

Пиротекс е ново предложение за затворена пиролизна инсталация за рециклиране на гуми, пластмаси, нефтени утайки и отработени масла. Рециклирането на тези отпадъци при пиролиза в затворен завод произвежда по-голям обем течни горива, в сравнение с използването на пиролиза в открит завод. Производителите дават информация, че тези минизаводи за рециклиране са екологични и не водят до почти никакви емисии. Съоръжението за пиролиза може да се използва като самостоятелно оборудване или като част от цялостна линия за преработка на отпадъци. Получените продукти са: пиролизно течно гориво, което служи като гориво за котли или за производство на бензин, гуми и масла; твърди остатъци, които могат да се използват като гориво или като пълнители в гумени и циментови изделия или оцветители в бои; пиролизен газ, който се използва за работата на агрегата и метални остатъци за производство на метал.