Giới thiệu

Đốt chất thải là một quá trình xử lý chất thải có liên quan đến các quá trình đốt cháy của cơ chất có trong chất thải. Thiêu hủy và hệ thống xử lý chất thải nhiệt độ cao khác được mô tả như là quá trình " xử lý nhiệt ". Đốt chất thải chuyển đổi chất thải thành tro, khí thải và nhiệt. Tro chủ yếu được hình thành bởi thành phần vô cơ của chất thải. Khí thải phải được làm sạch các chất ô nhiễm khí và hạt trước khi chúng được phân tán vào không khí . Trong một số trường hợp, lượng nhiệt sinh ra bằng cách đốt có thể được sử dụng để tạo ra điện .

Thiêu hủy có thu hồi năng lượng là một trong những công nghệ biến chất thải thành năng lượng (WTE) như khí hóa , nhiệt phân và phân hủy yếm khí . Công nghệ đốt và khí hóa tương tự về nguyên tắc, các sản phẩm năng lượng từ đốt là nhiệt nhiệt độ cao trong khi khí dễ cháy thường là sản phẩm năng lượng chính từ khí hóa. Đốt và khí hóa cũng có thể được thực hiện mà không cần năng lượng và tái chế phế liệu.

Ở một số nước, vẫn còn những lo ngại từ các chuyên gia và cộng đồng địa phương về tác động môi trường của các lò đốt.

Ở một số nước, lò đốt chỉ được áp dụng trong một vài thập kỷ trước đây và thường không bao gồm công đoạn tách vật liệu để loại bỏ độc hại, cồng kềnh hoặc tái chế vật liệu trước khi đốt. Các cơ sở này có xu hướng gấy râ nhiều nguy cơ sức khỏe của công nhân nhà máy và môi trường địa phương do mức độ trung bình làm sạch khí và kiểm soát quá trình đốt cháy. Hầu hết các cơ sở này đã không tạo ra điện.

Lò đốt giảm khối lượng chất thải rắn chỉ tiêu hủy được khoảng 80-85% và khối lượng so với chất thải nguyên bản (đã được nén hơi trong xe chở rác ), tùy thuộc vào thành phần và mức độ phục hồi của các vật liệu như kim loại từ tro để tái chế. Điều này có nghĩa rằng trong khi đốt không thay thế hoàn toàn chôn lấp , nó làm giảm đáng kể khối lượng cần thiết để xử lý. Xe chở rác thường làm giảm khối lượng chất thải trong một máy nén tích hợp trước khi chuyển giao chất thải cho lò đốt. Ngoài ra, tại các bãi chôn lấp, khối lượng rác thải được nén có giảm khoảng 70% bằng cách sử dụng một máy nén thép, dù với một chi phí năng lượng đáng kể. Ở nhiều nước, phương pháp đơn giản là nén chất thải, được coi như một thực tế phổ biến để đầm tại các bãi chôn lấp.

Đốt trong một số trường hợp là phương pháp thích hợp, có lợi ích đặc biệt mạnh mẽ để xử lý một số loại chất thải trong các lĩnh vực như chất thải lâm sàng và một số chất thải nguy hại mà tác nhân gây bệnh và độc tố có thể bị phá hủy bởi nhiệt độ cao. Ví dụ như các nhà máy sản xuất đa sản phẩm hóa học với đa dạng các chất độc hoặc rất độc được thải ra, mà không thể được chuyển đến một nhà máy xử lý nước thải thông thường.

Đốt chất thải là đặc biệt phổ biến ở các nước như Nhật Bản, nơi đất đai là một nguồn tài nguyên khan hiếm. Đan Mạch và Thụy Điển cũng đã sử dụng năng lượng tạo ra từ việc tiêu huỷ chất thải trong hơn một thế kỷ, trong quá trình địa hóa, nhiệt và năng lượng hỗ trợ cho sưởi ấm. Năm 2005, tiêu huỷ chất thải sản xuất tạo ra 4,8% lượng tiêu thụ điện và 13,7% tổng tiêu thụ nội địa nhiệt ở Đan Mạch. Một số nước châu Âu khác chủ yếu dựa vào đốt để xử lý rác thải đô thị, đặc biệt là Luxembourg , Hà Lan, Đức và Pháp.

Các lò đốt rác đầu tiên cho xử lý chất thải đã được xây dựng trong Nottingham bởi Manlove, Alliott & Co Ltd vào năm 1874 với một thiết kế bằng sáng chế của Albert Fryer . Các lò đốt rác đầu tiên của Mỹ được xây dựng vào năm 1885 trên đảo Thống đốc New York, NY. Cơ sở đầu tiên ở Cộng hòa Séc được xây dựng vào năm 1905 tại Brno.

Phân loại

Lò đốt là một lò để đốt chất thải. Lò đốt hiện đại bao gồm thiết bị giảm thiểu ô nhiễm như khói làm sạch khí. Có nhiều loại khác nhau của thiết kế nhà máy đốt rác: Lò đốt di động, lò cố định, lò quay, và lò tầng sôi.

Hình thức đơn giản nhất và sớm nhất của xử lý chất thải, về cơ bản bao gồm một đống vật liệu dễ cháy chất đống trên đất trống và đốt cháy. Rác thải sinh hoạt không được khuyến khích và có thể là bất hợp pháp trong khu vực đô thị, nhưng được phép trong các tình huống nhất định ở nông thôn như thanh toán bù trừ đất rừng cho nông nghiệp, nơi gốc cây được bật gốc và bị đốt cháy. Rác sân vườn được phép trong nhiều cộng đồng nông thôn, cùng với số lượng nhỏ các chất thải nông nghiệp trong nước hoặc tạo ra trên các khu vực nông nghiệp, mặc dù còn có khối lượng không lớn nhựa đường, nhựa, hoặc sản phẩm dầu mỏ khác có thể sinh sản ra khói đen dày. Tuy nhiên, đám cháy có thể và đã lan ra không kiểm soát được, ví dụ nếu gió thổi cháy nguyên liệu ra khỏi đống vào xung quanh cỏ cháy hoặc lên các tòa nhà, hoặc các đống chất thải khi cháy có thể sụp đổ, lan rộng khu vực cháy. Ngay cả trong tình trạng không có gió, than hồng nhỏ đốt cháy nhẹ có thể nhấc ra khỏi đống thông qua đối lưu , và thoảng qua không khí vào cỏ hoặc vào các tòa nhà, đốt cháy chúng.

Thùng đốt là một dạng đốt rác phần nào kiểm soát nhiều hơn của tiêu huỷ chất thải tư nhân, có chứa các vật liệu cháy bên trong một thùng kim loại, với một kim loại lưới trên ống xả. Thùng ngăn chặn sự lây lan của vật liệu cháy trong điều kiện gió, và là chất dễ cháy được giảm, chúng chỉ có thể giải quyết xuống thùng. Lưới sắt xả giúp ngăn ngừa sự lây lan của than hồng đang cháy. Thường thép 55-US-gallon (210 L) trống được sử dụng, với lỗ thông hơi không khí cắt hoặc khoan xung quanh tạo cơ sở cho lượng không khí lưu thông. Theo thời gian, nhiệt độ rất cao của đốt làm cho kim loại bị ôxi hóa và rỉ sét, và cuối cùng là thùng tự được tiêu thụ bởi hơi nóng và phải được thay thế. Các sản phẩm cellulose / giấy khô nói chung là sạch sẽ, quá trình không nhìn thấy khói, nhưng nhựa trong rác thải sinh hoạt tạo ra mùi cay và khói. Hầu hết các cộng đồng đô thị cấm thùng đốt, và các cộng đồng nông thôn nhất định có thể có quy định cấm. Tại Hoa Kỳ, đốt nông thôn tư nhân với số lượng nhỏ của hộ gia đình, chất thải nông nghiệp thường được phép, miễn là nó không phải là một mối phiền toái cho người khác, không gây ra nguy cơ cháy như trong điều kiện khô, và ngọn lửa không sản xuất dày đặc , khói độc hại. Tuy nhiên, một số ít các bang, chẳng hạn như New York, Minnesota và Wisconsin, có luật hoặc quy định hoặc cấm hoặc quy định nghiêm ngặt mở đốt do lo ngại về tác động sức khỏe.

Nhà máy đốt điển hình cho chất thải rắn đô thị là một lò đốt di động. Lò đốt di động cho phép sự chuyển động của chất thải qua buồng đốt được tối ưu hóa để cho phép một quá trình đốt cháy hiệu quả hơn và đầy đủ. Một lò di động có thể xử lý lên đến 35 tấn (39 tấn ngắn) chất thải một giờ, và có thể hoạt động 8.000 giờ mỗi năm. Kế hoạch để kiểm tra và bảo trì trong khoảng thời gian khoảng một tháng. Chất thải được đưa vào bởi một cần cẩu chất thải thông qua "cổ họng" ở một đầu lò đốt, từ đó chuyển xuống trên những thanh thép giảm dần vào pittro ở đầu kia. Ở đây, tro được loại bỏ thông qua một khóa nước. Một phần của khí đốt (khí đốt chính) được cung cấp thông qua lò từ bên dưới. Luồng không khí này cũng có mục đích làm mát chính nó. Khí đốt thứ cấp được cấp vào lò ở tốc độ cao thông qua vòi phun trên những thanh thép. Nó tạo điều kiện đốt cháy hoàn toàn khí thải bằng cách trộn tốt hơn và lượng dư oxy. Trong nhiều / bước lò đốt, khí đốt thứ cấp được đưa vào trong một buồng riêng biệt ở cuối buồng đốt sơ cấp. Theo Chỉ thị về thiêu hủy chất thải của châu Âu, các nhà máy đốt rác phải được thiết kế để đảm bảo rằng các khí thải đạt tới nhiệt độ ít nhất là 850 ° C (1.560 ° F) trong 2 giây để đảm bảo tiêu hủy hết các chất hữu cơ độc hại. Để tuân thủ với điều này ở tất cả các lần, một hệ phụ trợ được tạo ra (thường được thúc đẩy bởi dầu), được bắn vào lò trong trường hợp nhiệt trị của chất thải trở nên quá thấp để đạt đến nhiệt độ này. Các khí thải này sau đó được làm lạnh trong các bộ quá nhiệt , trong đó nhiệt được chuyển giao cho hơi nước, làm nóng hơi nước lên khoảng 400 °C (752 ° F) ở áp suất 40 bar (580 psi ) cho tuabin máy phát điện. Tại thời điểm này, khí thải có nhiệt độ khoảng 200 °C (392 ° F), và tiếp tục được đưa đến hệ thống ống khói làm sạch khí.

Các loại cũ và đơn giản của lò đốt là một ô cố định trên một hố tro thấp hơn, với một phần mở ở phía trên hoặc bên cạnh để tải và một mở ở một bên để loại bỏ các chất rắn, sự đốt cháy này có thể được gọi là clanhke . Nhiều lò đốt nhỏ trước đây được tìm thấy trong nhà chung cư hiện nay đã được thay thế bằng máy ép chất thải.

Các lò quay được sử dụng ở các thành phố và các nhà máy công nghiệp lớn. Thiết kế lò này có 2 buồng: một buồng đốt chính và buồng đốt thứ cấp. Buồng nhỏ trong một lò đốt rác quay bao gồm một vật liệu chịu lửa lót ống hình trụ nghiêng. Các lớp lót chịu lửa bên trong phục vụ như là lớp hy sinh để bảo vệ cấu trúc lò. Lớp vật liệu chịu lửa này cần phải được thay thế theo thời gian. Xi lanh trên trục của nó tạo điều kiện cho chuyển động của chất thải. Trong buồng chính, có sự chuyển đổi một phần của chất thải rắn để khí, thông qua sự bay hơi, chưng cất, phá hủy và phản ứng đốt cháy một phần. Buồng thứ cấp để hoàn thành các phản ứng đốt cháy giai đoạn khí. Các clanhke tràn ra vào cuối của hình trụ. Tro chuyển xuống dưới thông qua sàng lò.

Sử dụng nhiệt

Nhiệt được sản xuất bởi một lò đốt có thể được sử dụng để tạo ra hơi nước mà sau đó có thể được sử dụng cho một tuabin để sản xuất điện. Số lượng điển hình của năng lượng ròng có thể được sản xuất mỗi tấn rác thải đô thị là khoảng 2/3 MWh điện và 2 MWh sưởi ấm. Như vậy, đốt khoảng 600 tấn (660 tấn ngắn) mỗi ngày chất thải sẽ sản xuất khoảng 400 MWh điện năng mỗi ngày (17 MW năng lượng điện liên tục trong 24 giờ) và 1200 MWh năng lượng sưởi ấm mỗi ngày.

Ô nhiễm

Thiêu hủy có thể phát sinh một số hệ quả đầu ra như tro và khí thải đối với bầu không khí. Trước khi thải hệ thống làm sạch khí, nếu được cài đặt, các khí thải có thể chứa một lượng đáng kể các hạt vật chất , kim loại nặng , dioxin , furan , sulfur dioxide , methane, và axit clohydric . Nếu nhà máy có điều khiển không đầy đủ, các kết quả đầu ra có thể thêm một thành phần ô nhiễm đáng kể. Trong một nghiên cứu từ năm 1997, Cơ quan quản lý về chất thải rắn Delaware phát hiện ra rằng, đối với cùng một lượng năng lượng sản xuất, các nhà máy đốt rác phát ra các hạt ít hơn, hydrocarbon và ít SO 2, HCl, CO và NOx hơn các nhà máy điện đốt than, nhưng nhiều hơn khí tự nhiên -nhà máy điện đốt. Theo Bộ Môi trường của Đức , lò đốt chất thải làm giảm lượng chất gây ô nhiễm không khí của một số bằng cách thay thế năng lượng được sản xuất bởi các nhà máy điện đốt than có công suất từ các nhà máy thải đốt.

Công bố công khai những mối quan tâm nhất từ các nhà môi trường về quá trình đốt chất thải rắn đô thị (MSW) liên quan đến việc nó tạo ra một lượng đáng kể của dioxin và Furan trong khí thải. Dioxin và Furan được nhiều người xem là có hại cho sức khỏe nghiêm trọng. EPA công bố vào năm 2012 rằng các giới hạn an toàn cho miệng của con người là 0,7 picogram độc tương đương (TEQ) cho mỗi kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày.

Năm 2005, Bộ Môi trường của Đức, nơi có 66 lò đốt tại thời điểm đó, ước tính rằng "... trong khi vào năm 1990 một phần ba của tất cả các khí thải dioxin ở Đức đến từ các nhà máy đốt rác, năm 2000 con số này là ít hơn hơn 1%. Ống khói và bếp lát gạch trong các hộ tư nhân xả hơn khoảng 20 lần dioxin ra môi trường hơn so với các nhà máy đốt ".

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ , tỷ lệ phần trăm đốt tổng dioxin và furan từ tất cả các nguồn được biết đến và ước tính ở Mỹ (không chỉ đốt) đối với từng loại như sau: 35,1% thùng đốt chất thải; 26,6% chất thải y tế; 6,3%, hệ thống bùn xử lý nước thải; 5,9% đốt rác thải đô thị; 2,9% đốt gỗ công nghiệp. Như vậy, quá trình đốt cháy có kiểm soát chất thải chiếm 41,7% tổng số dioxin.

Vào năm 1987, trước khi các quy định của chính phủ yêu cầu sử dụng kiểm soát khí thải, đã có tổng cộng 8,905.1 gram (314,12 oz) Độc tương đương (TEQ) phát thải dioxin từ lò đốt rác thải đô thị Mỹ. Ngày nay, tổng lượng phát thải từ các nhà máy là 83,8 gram (2,96 oz) TEQ hàng năm, giảm 99%.

Đốt cháy chất thải bằng thùng ở hộ gia đình, vẫn được phép ở một số vùng nông thôn, tạo ra 580 gram (20 oz) của dioxin hàng năm. Nghiên cứu được tiến hành bởi EPA đã chứng minh rằng lượng khí thải từ một gia đình sử dụng thùng đốt sản xuất khí thải nhiều hơn một nhà máy đốt xử lý 200 tấn chất thải mỗi ngày vào năm 1997 và 5 lần vào năm 2007 do tăng hóa chất trong thùng rác hộ gia đình đồng thời giảm lượng khí thải lò đốt, do các thành phố sử dụng công nghệ tốt hơn.

Nói chung, sự phân hủy của dioxin đòi hỏi tiếp xúc của vòng phân tử ở nhiệt độ đủ cao để kích hoạt sự cố nhiệt của các liên kết phân tử mạnh mẽ giữ nó lại với nhau. Tro bay dày, và tiếp xúc quá ngắn với nhiệt độ cao chỉ có thể làm suy giảm Dioxin trên bề mặt của tro. Đối với một buồng khí khối lượng lớn, một tiếp xúc ngắn cũng có thể dẫn đến hiện tượng chỉ có một số khí thải đạt nhiệt độ phân hủy hoàn toàn. Có sự đánh đổi giữa việc làm tăng hoặc nhiệt độ hoặc thời gian tiếp xúc. Nói chung là nơi có nhiệt độ phân hủy phân tử cao hơn, thời gian phơi sáng để sưởi ấm có thể ngắn hơn, nhưng nhiệt độ quá cao cũng có thể gây ra thiệt hại cho các bộ phận khác của thiết bị đốt. Tương tự như vậy nhiệt độ sự cố có thể được hạ xuống một mức độ nào nhưng sau đó khí thải sẽ đòi hỏi một khoảng thời gian kéo dài hơn để quá trình cháy lâu hơn, chiếm rất nhiều không gian nhà máy xử lý.

Một tác dụng phụ của phá vỡ liên kết phân tử mạnh mẽ của dioxin là khả năng phá vỡ liên kết của khí nitơ ( N 2 ) và khí oxy ( O 2 ) trong không khí cung cấp. Khi dòng khí xả nguội đi, các nguyên tử tách ra phản ứng mạnh một cách tự nhiên cải cách trái phiếu thành oxit phản ứng như NOx trong khí thải, có thể dẫn đến hình thành sương mù và mưa axit nếu chúng đã được phát hành trực tiếp vào môi trường địa phương. Các oxit phản ứng phải được vô hiệu hóa hơn nữa với chọn lọc xúc tác giảm (SCR) hoặc giảm không xúc tác chọn lọc (xem bên dưới).

Nhiệt độ cần thiết để phá vỡ dioxin thường không đạt được khi đốt nhựa ngoài trời trong một đốt thùng rác hoặc hố, gây ra lượng khí thải dioxin cao như đã đề cập ở trên. Trong khi nhựa không thường đốt trong ngọn lửa không khí, các chất dioxin còn lại sau khi đốt và hoặc trôi nổi vào bầu khí quyển, hoặc có thể ở lại trong tro, nơi nó có thể được rửa trôi xuống nước ngầm khi mưa rơi trên đống tro. May mắn thay, dioxin và các hợp chất furan bị hấp thụ rất mạnh mẽ trên bề mặt rắn và không hòa tan bởi nước, quy trình để thẩm thấu được giới hạn trong vài milimeters đầu tiên dưới đống tro. Dioxin có thể bị phá hủy đáng kể bằng cách sử dụng chất xúc tác, một số trong đó có thể có mặt như là một phần của cấu trúc túi lọc vải.

Thiết kế lò đốt rác thải đô thị hiện đại bao gồm một khu vực nhiệt độ cao, nơi khí thải được duy trì ở nhiệt độ trên 850 ° C (1.560 ° F) trong ít nhất 2 giây trước khi nó được làm lạnh xuống. Chúng được trang bị lò phụ trợ để đảm bảo nhiệt độ ổn định tại mọi thời điểm, thường sử dụng dầu, và thường chỉ hoạt động trong một thời gian rất nhỏ. Hơn nữa, hầu hết các lò đốt hiện đại sử dụng các bộ lọc vải (thường với màng Teflon để nâng cao khả năng hấp thụ của các hạt hạ micron) có thể chụp dioxin có trong hoặc trên các hạt rắn.

Khí CO2

Như đối với các quá trình đốt cháy hoàn toàn khác, gần như tất cả các thành phần carbon trong chất thải được thải ra dưới dạng CO 2 vào khí quyển. MSW (chất thải) chứa khoảng phân số cùng khối lượng carbon như CO 2 (27%), do đó đốt 1 tấn MSW sản xuất khoảng 1 tấn CO 2.

Nếu chất thải được chôn lấp , 1 tấn MSW sẽ sản xuất khoảng 62 mét khối (2.200 cu ft) mêtan thông qua kỵ khí phân hủy các phân huỷ sinh học là một phần của chất thải. Kể từ khi tiềm năng nóng lên toàn cầu của mêtan là 21 và trọng lượng 62 mét khối khí mêtan ở 25 độ C là 40,7 kg, điều này tương đương với 0.854 tấn CO2, đó là ít hơn 1 tấn CO 2 mà đã có sản xuất bằng cách đốt. Ở một số nước, một lượng lớn khí bãi rác được thu thập, nhưng vẫn còn tiềm năng nóng lên toàn cầu của khí bãi rác thải ra bầu không khí ở Mỹ vào năm 1999 cao hơn so với lượng CO 2 mà có thể đã được phát ra bằng cách đốt khoảng 32%.

Ngoài ra, gần như tất cả chất thải phân hủy sinh học có nguồn gốc sinh học. Vật liệu này đã được hình thành bởi các cơ quan sinh vật sử dụng CO2 trong khí quyển thường trong vòng cuối cùng mùa phát triển. Nếu các cơ quan sinh vật này được tái sinh CO2 thải ra từ quá trình đốt cháy của họ sẽ được lấy ra từ không khí một lần nữa. Đây là lý do chính tại sao một số quốc gia quản trị đốt phần phân hủy sinh học như chất thải năng lượng tái tạo . Phần còn lại - chủ yếu là nhựa và dầu khí sản phẩm khác có nguồn gốc - thường được coi là năng lượng không tái tạo .

Kết quả khác nhau phát thải CO 2 do đốt có thể đạt được với những giả định khác nhau. Điều kiện địa phương (ví dụ như địa phương nhu cầu sưởi ấm giới hạn, không có nhiên liệu hóa thạch tạo ra điện để thay thế hoặc mức độ cao của nhôm trong dòng chất thải) có thể làm giảm CO 2 thông qua lợi ích của việc đốt. Phương pháp luận và giả định khác cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả đáng kể. Ví dụ như phát thải methane từ các bãi chôn lấp xảy ra vào một ngày sau đó có thể được bỏ qua hoặc được trọng lượng ít hơn, hoặc chất thải phân hủy sinh học có thể không được coi là CO 2 trung lập. Một nghiên cứu của nghiên cứu Eunomia và tư vấn trong năm 2008 trên công nghệ xử lý chất thải tiềm năng ở London đã chứng minh rằng bằng cách áp dụng một vài trong số này (theo tác giả) giả định bất thường các nhà máy đốt rác hiện tại trung bình thực hiện kém cho CO 2 cân bằng so với tiềm năng lý thuyết của trường phái công nghệ xử lý chất thải mới nổi khác.

Phát thải khác

Lượng phát thải khí khác trong khí thải từ lò đốt rác bao gồm các oxit nitơ , lưu huỳnh dioxit , axit clohydric , kim loại nặng , và các hạt mịn . Của kim loại nặng, thủy ngân là một mối quan tâm lớn do độc tính của nó và biến động cao, như về cơ bản tất cả thủy ngân trong dòng chất thải đô thị có thể thoát khí thải nếu không được loại bỏ bằng cách kiểm soát khí thải.

Các thành phần hơi trong ống khói tạo ra khói có thể nhìn thấy từ đống đốt, có thể được coi là một ô nhiễm thị giác . Nó có thể tránh được bằng cách giảm lượng khí nóng bởi sự ngưng tụ thải khí và hâm nóng, hoặc bằng cách tăng thải nhiệt độ thoát khí cao hơn điểm sương của nó. Thải khí ngưng tụ cho phép nhiệt ẩn hóa hơi của nước phải được phục hồi, sau đó tăng hiệu suất nhiệt của nhà máy.

Làm sạch ống khói khí

Số lượng các chất ô nhiễm trong khí thải từ các nhà máy đốt rác có thể hoặc không có thể được giảm một số quy trình, tùy thuộc vào nhà máy.

Hạt được thu thập bởi bộ lọc hạt , thường là bộ lọc tĩnh điện (ESP) và / hoặc bộ lọc baghouse, đều rất hiệu quả để thu thập các hạt mịn . Trong một cuộc điều tra của Bộ Môi trường của Đan Mạch vào năm 2006, lượng khí thải hạt trung bình mỗi hàm lượng năng lượng của chất thải đốt từ 16 lò đốt rác của Đan Mạch là dưới 2,02 g / GJ (gram mỗi hàm lượng năng lượng của chất thải đốt). Đo chi tiết của các hạt mịn có kích thước dưới 2,5 micromet ( PM 2,5 ) được thực hiện trên ba lò đốt: Một lò đốt rác được trang bị với một ESP để lọc hạt phát ra 5,3 g / hạt mịn GJ, trong khi hai lò đốt rác được trang bị với các bộ lọc baghouse phát ra 0.002 và 0.013 g / GJ PM 2.5. Đối với hạt mịn cực (PM 1.0), những con số là 4,889 g / GJ PM 1.0 từ nhà máy ESP, trong khi lượng khí thải của 0.000 và 0.008 g / GJ PM 1.0 được đo từ các nhà máy được trang bị bộ lọc baghouse.

Bộ lọc hơi axits để loại bỏ axit clohydric , axit nitric , axit flohydric , thủy ngân , chì và các kim loại nặng . Hiệu quả loại bỏ sẽ phụ thuộc vào các thiết bị cụ thể, thành phần hóa học của chất thải, thiết kế của nhà máy, chất hóa học của thuốc thử, và khả năng của các kỹ sư để tối ưu hóa các điều kiện mà có thể xung đột với các chất ô nhiễm khác nhau. Ví dụ, loại bỏ thủy ngân bằng máy lọc ướt được coi là hoàn toàn ngẫu nhiên và có giảm hơn 50%. Bộ lọc cơ bản loại bỏ lưu huỳnh dioxit , hình thành thạch cao bởi phản ứng với vôi .

Nước thải

Nước thải từ máy lọc sau đó phải đi qua một nhà máy xử lý nước thải.

Sulfur dioxide cũng có thể được loại bỏ bằng cách khử khô lưu huỳnh bằng cách phun kiềm vào khí thải trước khi lọc hạt.

NO x , hoặc là giảm giảm xúc tác với amoniac trong một chuyển đổi xúc tác ( chọn lọc xúc tác giảm , SCR) hoặc bởi một phản ứng nhiệt độ cao với amoniac trong lò ( chọn lọc giảm không xúc tác , SNCR). Urê có thể thay thế cho amoniac như thuốc thử giảm nhưng phải được cung cấp trước đó trong quá trình này để nó có thể thủy phân thành amoniac. Thay thế urê có thể giảm chi phí và nguy cơ tiềm tàng liên quan đến lưu trữ ammonia khan.Kim loại nặng thường được hấp thụ vào than hoạt tính dạng bột, được thu thập bởi các hạt lọc.

Vấn đề ô nhiễm khác

Mùi ô nhiễm có thể là một vấn đề với lò đốt kiểu cũ, nhưng mùi hôi và bụi được kiểm soát rất tốt trong các nhà máy đốt rác mới hơn. Chúng được lưu trữ trong một khu vực kèm theo một áp lực với các luồng không khí được chuyển qua lò hơi, giúp ngăn chặn mùi khó chịu từ thoát vào khí quyển. Một vấn đề có ảnh hưởng đến mối quan hệ cộng đồng là tăng giao thông đường bộ của xe thu gom rác thải để vận chuyển rác thải đô thị đến các lò đốt. Vì lý do này, hầu hết các lò đốt được đặt tại khu công nghiệp. Vấn đề này có thể tránh được đến một mức độ thông qua việc vận chuyển chất thải bằng đường sắt từ trạm trung chuyển.

Cuộc tranh luận

Sử dụng lò đốt cho quản lý chất thải đang gây tranh cãi. Cuộc tranh luận về lò đốt thường liên quan đến lợi ích kinh doanh (đại diện cho cả hai chủ nguồn thải và các công ty lò đốt), cơ quan quản lý của chính phủ, các nhà hoạt động môi trường và người dân địa phương đã phải cân nhắc sự hấp dẫn kinh tế của hoạt động công nghiệp địa phương với mối quan tâm của họ đối với sức khỏe và nguy cơ môi trường.

Người dân và các tổ chức chuyên nghiệp tham gia vào vấn đề này bao gồm các cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ và nhiều cơ quan quản lý chất lượng không khí địa phương và quốc gia lớn trên toàn thế giới.

Lập luận ủng hộ phương án đốt rác thải

Kehrichtverbrennungsanlage Zürcher Oberland (KEZO) trong Hinwil, Thụy Sĩ

Những quan ngại về ảnh hưởng sức khỏe của dioxin và furan khí thải đã được giảm đi đáng kể nhờ những tiến bộ trong thiết kế kiểm soát khí thải và các quy định của chính phủ mới rất nghiêm ngặt đã dẫn đến cắt giảm lớn trong số lượng dioxin và furan khí thải.

Cơ quan bảo vệ sức khỏe Vương quốc Anh kết luận vào năm 2009 rằng lò đốt "hiện đại được quản lý tốt chỉ làm phát thải lượng nhỏ các chất ô nhiễm không khí tại địa phương. Như vậy có thể có ảnh hưởng đến sức khỏe nhưng ảnh hưởng như vậy, nếu chúng tồn tại, có khả năng là rất nhỏ và không thể phát hiện được. ".

Các nhà máy đốt rác có thể tạo ra điện và nhiệt có thể thay thế các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu khác tại khu vực điện, sưởi ấm lưới và cung cấp hơi cho các khách hàng công nghiệp. Lò đốt và các nhà máy khác chuyển đổi chất thải thành năng lượng tạo ra năng lượng tái tạo ít nhất một phần sinh khối dựa trên hiệu số ô nhiễm khí nhà kính từ than và dầu nhà máy điện khí đốt. EU cho năng lượng tạo ra từ chất thải hữu cơ (chất thải với nguồn gốc sinh học) bằng các lò đốt như năng lượng tái tạo phi hóa thạch dưới mũ khí thải của nó. Thêm vào đó, sự cắt giảm khí nhà kính (mêtan) được tạo ra từ các bãi rác. Lượng tro dưới còn lại sau khi đốt đã được chứng minh là một chất thải rắn không nguy hại có thể được đặt một cách an toàn vào các bãi chôn lấp hoặc tái chế như tổng hợp xây dựng. Mẫu được kiểm tra đối với kim loại ecotoxic.

Hơn nữa, tại các khu vực đông dân cư, không gian cho các bãi chôn lấp ngày càng trở nên khó khăn.

Các trung tâm xử lý chất thải Maishima ở Osaka, được thiết kế bởi Friedensreich Hundertwasser, sử dụng nhiệt để sản xuất điện.

Hạt mịn có thể được loại bỏ một cách hiệu quả từ khí thải với các bộ lọc baghouse . Mặc dù khoảng 40% chất thải được đốt Đan Mạch đã được đốt tại các nhà máy không có bộ lọc baghouse, ước tính dựa trên số đo của Viện Nghiên cứu Môi trường Đan Mạch cho thấy lò đốt chỉ chịu trách nhiệm cho khoảng 0,3% tổng lượng khí thải trong nước của hạt nhỏ hơn 2,5 micromet ( PM 2,5 ) vào khí quyển trong năm 2006.

Đốt rác thải rắn đô thị tránh việc phát hành của mêtan . Mỗi tấn MSW đốt, ngăn ngừa khoảng một tấn tương đương lượng khí carbon dioxide từ được thải vào khí quyển.

Đốt chất thải y tế và bùn thải sản xuất một tro sản phẩm cuối cùng là vô trùng và không nguy hại.

Hầu hết hoạt động của các cơ sở đốt ở các thành phố có tỷ lệ tái chế cao hơn so với các thành phố lân cận và các quận mà không gửi chất thải của họ tới lò đốt. Đây là một phần do tăng cường thu hồi các vật liệu gốm tái sử dụng trong xây dựng, cũng như kim loại màu và trong một số trường hợp kim loại màu kim loại có thể được phục hồi từ dư lượng đốt. Kim loại phục hồi từ tro thường sẽ rất khó hoặc không thể tái chế thông qua phương tiện thông thường, như việc loại bỏ các vật liệu dễ cháy kèm theo thông qua đốt cung cấp một sự thay thế cho lao động hoặc năng lượng cao phương pháp tách cơ khí.

Khối lượng chất thải đốt được giảm khoảng 90%, tăng tuổi thọ của các bãi chôn lấp. Tro từ lò đốt rác hiện đại được đông lạnh ở nhiệt độ 1.000 ° C (1.830 ° F) đến 1.100 ° C (2.010 ° F). Kết quả là, các bãi chôn lấp đặc biệt thường không còn cần thiết đối với tro từ lò đốt rác thải đô thị từ, giảm sự cần thiết cho các đô thị vào những vùng và xây dựng các bãi chôn lấp mới.

Lập luận không ủng hộ phương án lò đốt

Cơ quan Bảo vệ người Scotland (SEPA) nghiên cứu ảnh hưởng sức khỏe toàn diện kết luận "Không xác định" trên ảnh hưởng sức khỏe trong tháng 10 năm 2009. Các tác giả căng thẳng, mặc dù không có bằng chứng kết luận của ảnh hưởng sức khỏe nghề nghiệp từ lò đốt đã được tìm thấy trong các tài liệu hiện có, "nhỏ nhưng tác động quan trọng có thể là hầu như không thể phát hiện ". Báo cáo nhấn mạnh sự thiếu hụt dịch tễ học trong nghiên cứu y tế Anh trước đó và cho thấy khu vực cho các nghiên cứu trong tương lai. Cơ quan bảo vệ sức khỏe Vương quốc Anh đưa ra một bản tóm tắt ít hơn trong tháng 9 năm 2009. Nhiều toxiocologists chỉ trích và tranh chấp báo cáo này là không được toàn diện dịch tễ học, mỏng trên đánh giá ngang hàng và ảnh hưởng của hiệu ứng tốt đối với sức khỏe.

Các độc tính cao trong tro bay phải được xử lý an toàn. Điều này thường liên quan đến chất thải dặm thêm và nhu cầu cho bãi chôn lấp chất thải độc hại ở nơi khác. Nếu không thực hiện đúng cách, nó có thể gây ra mối quan tâm cho người dân địa phương.

Một số người vẫn còn lo ngại về các tác hại của dioxin và furan phát thải vào khí quyển từ các lò đốt cũ; đặc biệt là trong quá trình khởi động và tắt, hoặc trong trường hợp bộ lọc bỏ qua được yêu cầu.

Lò đốt phát ra mức độ khác nhau của kim loại nặng như vanadi , mangan , crôm , niken, asen , thủy ngân , chì, và cadmium , có thể gây độc ở mức độ rất nhỏ.

Lò đốt dưới Ash (IBA) đã tăng nồng độ các kim loại nặng với mối quan tâm đến chất độc môi sinh nếu không tái sử dụng đúng cách. Một số người có ý kiến rằng IBA tái sử dụng vẫn còn trong giai đoạn trứng nước và vẫn không được coi là một sản phẩm trưởng thành hoặc mong muốn, mặc dù có các phương pháp xử lý kỹ thuật bổ sung. Mối quan tâm của IBA sử dụng trong bê tông bọt đã được thể hiện bởi các tổ chức Y tế Vương quốc Anh trong năm 2010 sau nhiều vụ nổ xây dựng và phá dỡ. Trong tài liệu hướng dẫn của nó, IBA hiện đang cấm sử dụng ở các đường cao trong công việc cụ thể cho đến khi các sự cố đã được nghiên cứu.

Công nghệ thay thế có sẵn hoặc phát triển như cơ khí sinh học điều trị, kỵ khí tiêu hóa (MBT / AD), nồi hấp hoặc Xử lý Cơ nhiệt (MHT) sử dụng hơi nước hoặc plasma hồ quang khí hóa (PGP), đó là đốt sử dụng nhiệt độ cực cao sản xuất điện, hoặc sự kết hợp của nhiều phương pháp xử lý.

Lắp đặt lò đốt cạnh tranh đang phải cạnh tranh với sự phát triển của các công nghệ mới nổi khác. Một báo cáo WRAP chính phủ Anh, Tháng 8 năm 2008 phát hiện ra rằng ở Anh chi phí lò đốt trung bình cao hơn so với phương pháp điều trị MBT £ 18 / mỗi tấn; và £ 27 cho mỗi tấn đối với hầu hết lò đốt hiện đại.

Xây dựng lò đốt đòi hỏi thời gian hợp đồng dài để thu hồi chi phí đầu tư ban đầu, gây ra một thời gian dài lock-in. Tuổi thọ một lò đốt thông thường nằm trong khoảng 25-30 năm.

Ngay cả với bộ lọc hạt hiện đại của khí lò, một phần nhỏ trong số này là thải ra bầu khí quyển. PM 2.5 không được quy định riêng trong Chỉ thị về thiêu hủy chất thải của châu Âu, mặc dù chúng được lặp đi lặp lại trong tương quan với tỷ lệ tử vong trẻ sơ sinh ở Anh (ONS dữ liệu M. Ryan bản đồ xung quanh EFW / lò đốt chất thải CHP trụ sở tại Edmonton, Coventry, Chineham, Kirklees và Sheffield). Theo WID không có yêu cầu để giám sát ngăn xếp trên hoặc lò đốt theo hướng gió PM 2,5 cấp. Một số hiệp hội bác sĩ ở châu Âu (bao gồm cả các chuyên gia kỷ luật chéo như các bác sĩ, các nhà hóa học môi trường và chất độc) vào năm 2008 đại diện cho hơn 33.000 bác sĩ đã viết một bài phát biểu tuyên bố trực tiếp đến Nghị viện châu Âu với lý do quan ngại phổ biến về khí thải lò đốt rác thải hạt và giám sát kích thước hạt siêu mịn.

Cộng đồng địa phương thường phản đối ý tưởng xây các nhà máy xử lý chất thải như các lò đốt rác trong vùng lân cận của họ

Phòng ngừa, giảm thiểu chất thải, tái sử dụng và tái chế chất thải tất cả nên được ưa thích để đốt theo hệ thống phân cấp chất thải . Ủng hộ của chất thải bằng lò đốt và xem xét các công nghệ xử lý chất thải khác như rào cản đối với tái chế và tách vượt quá mức đặc biệt, và lãng phí tài nguyên được hy sinh cho sản xuất năng lượng.

Một báo cáo năm 2008 Eunomia thấy rằng trong một số trường hợp và giả định, đốt gây ra ít CO 2 giảm hơn các công nghệ mới nổi khác như EFW và CHP kết hợp công nghệ xử lý chất thải hỗn hợp. Các tác giả phát hiện ra rằng công nghệ lò đốt CHP mà không tái chế chất thải xếp hạng 19 trong số 24 kết hợp (trong đó tất cả các lựa chọn thay thế để đốt được kết hợp với các nhà máy tái chế chất thải tiên tiến) kém hiệu quả hơn 228% so với công nghệ nâng cao MBT; hoặc 211% kém hiệu quả hơn so với plasma kết hợp khí hóa / hấp.

Nếu phần chất thải tái sử dụng được xử lý trong các nhà máy xử lý chất thải như các lò đốt ở các quốc gia đang phát triển, nó sẽ tạo ra nhu cầu nhân lực cho nền kinh tế địa phương. Người ta ước tính rằng có 1 triệu người làm kế sinh nhai đi thu thập chất thải.

Xu hướng sử dụng lò đốt

Lịch sử của thành phố sử dụng lò đốt chất thải rắn (MSW) được liên kết mật thiết với lịch sử của các bãi chôn lấp và các công nghệ xử lý chất thải . Những giá trị của đốt được đánh giá chắc chắn liên quan đến lựa chọn thay thế có sẵn. Từ những năm 1970, tái chế và phòng chống các biện pháp khác đã thay đổi bối cảnh cho bản án đó. Từ những năm 1990 các công nghệ xử lý chất thải thay thế đã được trưởng thành và trở nên khả thi.

Đốt là một quá trình quan trọng trong việc xử lý chất thải nguy hại và chất thải lâm sàng. Nó thường bắt buộc là chất thải y tế phải chịu nhiệt độ cao của đốt để tiêu diệt mầm bệnh và độc hại ô nhiễm nó chứa.

Bắc Mỹ

Các lò đốt rác đầu tiên ở Mỹ được xây dựng vào năm 1885 trên đảo Thống đốc New York. Năm 1949, Robert C. Ross thành lập một trong những công ty quản lý chất thải nguy hại đầu tiên ở Mỹ, Ông đã nhìn thấy một cơ hội để đáp ứng nhu cầu quản lý chất thải nguy hại của công ty ở miền bắc Ohio. Năm 1958, công ty xây dựng một trong những hệ thống đầu tiên lò đốt chất thải nguy hại tại Mỹ. Hệ thống với đầy đủ quy mô, cơ sở đốt municipally hoạt động đầu tiên ở Mỹ là Arnold O. Chantland, nhà máy phục hồi tài nguyên, được xây dựng vào năm 1975 và nằm ở Ames, Iowa. Nhà máy đốt thương mại thành công đầu tiên ở Mỹ được xây dựng trong Saugus, Massachusetts vào tháng Mười năm 1975 bởi Wheelabrator Technologies, hiện nay vẫn hoạt động.

Một số công ty quản lý môi trường hoặc vận chuyển chất thải cuối cùng đến một trung tâm xử lý lò đốt rác hoặc xi măng. Hiện nay (2009), có ba doanh nghiệp chính là đốt chất thải: Làm sạch cảng, WTI - Di sản, và Ross - Dịch vụ Thiêu hủy. Harbours đã có rất nhiều các cơ sở nhỏ hơn, hoạt động độc lập, tích lũy 5-7 lò đốt trong quá trình này trên khắp nước Mỹ WTI-Di sản có một lò đốt, nằm ​​ở góc đông nam của bang Ohio (bắc qua sông Ohio từ West Virginia).

Một số lò đốt thế hệ cũ đã bị đóng cửa; 186 lò đốt MSW vào năm 1990, chỉ có 89 vẫn hoạt động vào năm 2007, và 6200 của lò đốt chất thải y tế vào năm 1988, chỉ có 115 còn lại vào năm 2003. Không có lò đốt mới đã được xây dựng từ năm 1996 đến năm 2007.

Với sự gia tăng số lượng các bãi chôn lấp trong khu vực không tốn kém lớn và, cho đến gần đây, giá tương đối thấp của điện, lò đốt không thể cạnh tranh trong việc cung cấp 'nhiên liệu', tức là, chất thải ở Mỹ

Chính sách thuế. Khoản tín dụng thuế cho các nhà máy sản xuất điện từ chất thải đã được bãi bỏ ở Mỹ từ năm 1990 đến năm 2004.

Đã có quan tâm mới trong đốt và chất thải thành năng lượng công nghệ khác ở Mỹ và Canada. Tại Mỹ, đốt đã được cấp chứng chỉ cho các khoản tín dụng thuế sản xuất năng lượng tái tạo vào năm 2004. Dự án để thêm công suất cho các nhà máy hiện tại đang được tiến hành, và thành phố một lần nữa đánh giá lựa chọn xây dựng nhà máy đốt rác chứ không phải tiếp tục chôn lấp chất thải thành phố. Tuy nhiên, nhiều người trong số các dự án này đã phải đối mặt với sự phản đối chính trị tiếp tục mặc dù lập luận mới cho những lợi ích khí nhà kính của việc đốt và cải thiện kiểm soát ô nhiễm không khí và tái chế tro.

Châu Âu

Ở châu Âu, với các lệnh cấm chôn lấp chất thải không qua xử lý, các lò đốt rác đã được xây dựng nhiều hơn trong thập kỷ qua. Gần đây, một số chính quyền thành phố đã bắt đầu quá trình ký kết hợp đồng cho việc xây dựng và hoạt động của lò đốt. Tại châu Âu, điện tạo ra từ chất thải được coi là từ một "nguồn năng lượng tái tạo (RES) và do đó đủ điều kiện cho các khoản tín dụng thuế nếu tư nhân điều hành. Ngoài ra, một số lò đốt ở châu Âu được trang bị thu hồi chất thải, cho phép tái sử dụng các vật liệu kim loại màu và kim loại màu được tìm thấy trong các bãi chôn lấp. Một ví dụ nổi bật là AEB Xử lý chất thải nhà máy điện đốt.

Vương quốc Anh

Công nghệ sử dụng trong ngành công nghiệp quản lý chất thải Vương quốc Anh đã bị tụt hậu rất nhiều so với châu Âu do sự sẵn có các bãi chôn lấp. Các bãi rác đặt ra bởi các Liên minh châu Âu đã dẫn đến việc Chính phủ Vương quốc Anh áp đặt luật chất thải bao gồm thuế bãi rác và bãi rác Dự án Thương mại . Luật này được thiết kế để giảm phát thải khí nhà kính được sản xuất bởi các bãi chôn lấp thông qua việc sử dụng các phương pháp điều trị thay thế chất thải.Trong năm 2008, kế hoạch cho các địa điểm lò đốt tiềm năng tồn tại trong khoảng 100 khu vực.

Theo một kế hoạch mới vào tháng Sáu năm 2012, một chương trình hỗ trợ DEFRA (Đề án Cải thiện nuôi và lâm nghiệp) được thành lập để khuyến khích việc sử dụng các lò đốt công suất thấp trên các khu vực canh tác nông nghiệp để cải thiện an ninh sinh học.

Hệ thống đốt khẩn cấp tồn tại trong việc xử lý khẩn cấp và an toàn sinh học của động vật và các sản phẩm của chúng sau một dịch bệnh hoặc khi động vật chết hàng loạt vì một nguyên nhân lào đó. Bệnh lây nhiễm ở động vật có chi phí và ngành công nghiệp kèm theo lên đến 200.000.000.000 $ trong hơn 20 năm đến năm 2012 và chịu trách nhiệm cho hơn 65% các ổ dịch bệnh truyền nhiễm trên toàn thế giới trong sáu mươi năm qua. Một phần ba xuất khẩu thịt toàn cầu (khoảng 6 triệu tấn) bị ảnh hưởng bởi hạn chế thương mại bất cứ lúc nào và như vậy trọng tâm của Chính phủ, các cơ quan công cộng và vận hành thương mại là phương pháp sạch hơn, an toàn hơn và mạnh mẽ hơn của xử lý xác động vật để chứa và kiểm soát dịch bệnh.

Hệ thống đốt quy mô lớn có sẵn từ các nhà cung cấp thích hợp và thường được mua bởi chính phủ như một mạng lưới an toàn trong trường hợp dịch lây lan. Nhiều người có thể được nhanh chóng triển khai đến các địa điểm yêu cầu xử lý an toàn sinh học.

Lò đốt quy mô nhỏ hơn tồn tại cho các mục đích đặc biệt. Ví dụ, quy mô nhỏ nhằm mục đích cho vệ sinh an toàn tiêu hủy chất thải y tế trong nước đang phát triển . Lò đốt nhỏ có thể nhanh chóng triển khai đến vùng sâu vùng xa, nơi một ổ dịch đã xảy ra để xử lý động vật bị nhiễm bệnh một cách nhanh chóng và không có nguy cơ lây nhiễm chéo.