Aby bylo možné dosáhnout v provozovaných, případně v nově vznikajících zařízeních nejlepších dostupných technik, byla v červenci roku 2005 Evropskou kanceláří IPPC v Seville publikována finální verze Referenčního dokumentu o nejlepších dostupných technologiích spalování odpadů.
Referenční dokument o nejlepších dostupných technikách při spalování odpadů popisuje zásadní technická řešení zahrnutá do uvedených BAT, včetně odpovídající úrovně emisí a spotřeby.
Působnost dokumentu není omezena velikostí zařízení, ani definicemi nakládání s odpady, tj. jejich využitím nebo odstraněním. Vychází z oddílů 5.1 a 5.2 přílohy č. 1 směrnice Rady 96/61/ES. Účelem informací obsažených v dokumentu je pragmatický pohled na odvětví spalování odpadů jako celek.
Referenční dokument pojednává jen o účelovém spalování odpadu, a nikoliv o jiných činnostech, při kterých je odpad tepelně upravován, např. o procesech spoluspalování v cementárnách nebo velkých spalovacích zařízeních. Ačkoliv hlavním zaměřením dokumentu je spalování odpadu, obsahuje také informace o pyrolýze odpadu a systémech zplyňování. Naopak se nezabývá otázkou výběru spalování jako možnosti úpravy, využití, resp. odstranění odpadu a neporovnává spalování odpadů s jinými způsoby nakládání.
Hlavní oblasti působnosti referenčního dokumentu jsou:
- Spalování směsného komunálního odpadu - spalování typických směsných a z velké části neupravených domovních odpadů a odpadů z domácností, které mohou zahrnovat určité množství průmyslových a živnostenských odpadů (odpady průmyslové a živnostenské jsou také odděleně spalovány v určených spalovnách průmyslových nebo živnostenských odpadů, neklasifikovaných jako nebezpečné).
- Spalování předupravených komunálních nebo jiných odpadů - zařízení, ve kterých se spalují odděleně vyseparované odpady, předběžně upravené nebo připravené takovým způsobem, že charakteristiky odpadu se liší od směsného odpadu.
- Spalování nebezpečných odpadů - zahrnuje spalování odpadů s nebezpečnými vlastnostmi, které vznikající v rámci průmyslových a jim podobných činností.
- Spalování kalů z čistíren odpadních vod - v některých zemích jsou kaly z čistíren odpadních vod spalovány odděleně od ostatních odpadů v zařízeních k tomu určených, v jiných zemích jsou takové odpady k účelu spalování připravovány ve směsi s ostatními odpady (např. s komunálním odpadem).
- Spalování nemocničních odpadů - zařízení určená ke spalování nebezpečných odpadů, které obvykle pocházejí z nemocnic a jiných zdravotnických zařízení, jsou v jednotlivých nemocnicích aj. provozována jako centrální zařízení nebo přímo v místě vzniku odpadu. V některých případech jsou určité klinické odpady upravovány v obdobných zařízeních, např. se směsným komunálním nebo nebezpečným odpadem.
JEDNA Z ČÁSTÍ KOMPLEXNÍHO SYSTÉMU
Spalování je používáno jako metoda úpravy odpadů pro velmi široký okruh druhů odpadů a samo o sobě je obecně pouze jednou částí komplexního systému úpravy odpadů. Cílem spalování odpadů je upravovat odpady tak, aby se snížil jejich objem a nebezpečné vlastnosti, a současně byly zachyceny (a tím koncentrovány) nebo zničeny potenciálně škodlivé látky, které se uvolňují nebo mohou uvolnit v průběhu spalování. Prostřednictvím spalovacích procesů lze také umožnit využití energie, nerostných a/nebo chemických látek obsažených v odpadu.
V zásadě je spalování odpadů oxidací hořlavých materiálů, které odpad osahuje (odpad je obecně vysoce heterogenní materiál složený vedle organických látek z minerálů, kovů a vody). Organické látky v odpadu budou hořet, pokud dosáhnou nezbytné teploty pro vznícení a dostanou se do kontaktu s kyslíkem. Skutečný proces hoření proběhne v plynné fázi ve zlomku sekundy a současně se uvolňuje energie. Je-li dostačující výhřevnost odpadu i množství přiváděného kyslíku, může to vést k tepelné řetězové reakci a samospalování, tzn. nenastane potřeba přídavku jiných paliv.
Proces spalování probíhá ve třech základních stupních: Sušení+odplynění, pyrolýza+ zplyňování a oxidace. Jednotlivé stupně procesu spalování se obecně překrývají a navzájem ovlivňují, což znamená, že prostorové a časové oddělení těchto stupňů během spalování odpadů bude možné pouze v omezeném rozsahu. Nicméně je možné pomocí technických opatření uvnitř pecí tyto procesy ovlivnit tak, aby se snížily znečišťující emise.
Při plně oxidačním spalování jsou hlavními složkami spalin vodní pára, oxid uhličitý a kyslík. Podle složení spalovaného materiálu a v závislosti na provozních podmínkách vzniká nebo zbývá malé množství CO, HCl, HF, HBr, HI, NOx, SO2, TOL, PCDD/F, PCB a sloučenin těžkých kovů (kromě jiných). Vzniká minerální zbytkový popílek (prach) a těžší tuhý popel (pecní popel). Ve spalovnách komunálního odpadu je obsah pecního popela přibližně 10 obj. % a kolem 20-30 % hmotnostních ze vstupujícího tuhého odpadu. Poměr tuhého zbytku se velmi liší podle typu odpadu a konkrétního procesu.
SPALOVNY ODPADŮ
Spalovny obvykle zahrnují komplexní sestavu interakčních technických procesů, které jsou posuzovány společně, a které ovlivňují celkovou úpravu odpadů. Lineární struktura spalovny odpadů zahrnuje operace, které jsou popsány v kapitole 2 referenčního dokumentu (od příjmu odpadu až po odstranění tuhých zbytků).
Emise a spotřeba spalovacích pecí jsou ovlivněny složením a obsahem odpadu, konstrukcí a funkcí spalovacího prostoru a zařízením na čištění spalin.
Emise HCl, HF, SO2, NOx a těžkých kovů závisejí zejména na skladbě odpadu a na kvalitě zařízení na čištění spalin. Emise CO a těkavých organických látek jsou určeny technickými parametry pece a stupněm heterogenity odpadu v okamžiku, kdy vstupuje do procesu spalování. Konstrukce a účinnost pece také do značné míry ovlivňují NOx. Emise prachu velmi závisí na výkonu zařízení k čištění spalin. Emise PCDD/F do ovzduší závisí na složení odpadu, teplotě a době zdržení spalin v dohořívací komoře, na provozních podmínkách zařízení (za určitých podmínek jsou možné reformace a syntéza de-novo) a na výkonu zařízení k čištění spalin.
Spalovny komunálního odpadu obecně vytvářejí 4500 až 6000 m3 spalin množství spalin (při 11 % kyslíku) na tunu spalovaného odpadu. Pro spalovny nebezpečného odpadu je tato hodnota obecně mezi 6500 až 10 000 m3, a to především v závislosti na průměrné výhřevnosti odpadu. Zařízení používající pyrolýzu, zplyňování nebo kyslíkem obohacený vzduch podávají výsledky s menšími objemy spalin na tunu spalovaného odpadu.
Podle typu čištění spalin se vyskytují zpravidla také emise do povrchových vod. Mokré čištění spalin je hlavním zdrojem průmyslových odpadních vod, i když v některých případech je množství těchto vod snižováno výparem.
VLIV NA ENENRGETICKÝ VÝKON
Energetický výkon zařízení je dán konstrukcí zařízení (především pro elektrický výkon, kde značný vliv na hodnoty výroby elektřiny mají parametry vybrané pro výrobu elektřiny), ale i dostupností uživatele energie (hlavně pro přívod tepla a páry).
Použitá konstrukce systému na výrobu elektřiny je často ovlivněna tržbami z prodeje dodané elektřiny. Relativní a absolutní ceny tepla, páry a elektřiny mají vliv na konečnou konstrukci, energetický výkon a efektivitu dosažené úrovně odstraňování odpadů.
Obecně platí, že čím nižší jsou požadované emise do ovzduší, tím vyšší je energetická spotřeba na čištění spalin.
Spotřeba chemických činidel je spojená hlavně s konstrukcí a provozem zařízení na čištění spalin - které je do značné míry závislé na typu odpadu a na požadované hladině emisí - nižší emise do ovzduší obecně vyžadují vyšší dávkovací poměr činidel.
Kapitola 4 referenčního dokumentu popisuje metody, které jsou obecně považovány za důležité pro dosažení vysokého stupně ochrany životního prostředí. Kdykoliv je to možné, poskytuje tato kapitola informace o současných aktivitách, které jsou nebo mohou být použity, včetně aktuálních přidružených nákladů. Tam, kde je to možné, obsahuje poskytnutá informace také kontext, ve kterém je využití metody optimální.
Popis technik, opatření nebo činností, považovaných za BAT je uveden v kapitole 5 dokumentu. Techniky vycházejí ze zásadních požadavků ochrany životního prostředí, kterými je snižování emisí do ovzduší a půdy, ze skladování a manipulace s kapalinami a úlety prachu ze skladování a manipulace s pevnými látkami, a to při běžném provozu. Rovněž jsou uvedeny BAT na snížení emisí vznikajících při vyjmenovaných typech nehod a havárií.
BAT jsou rozděleny na všeobecné a specifické. Všeobecné BAT jsou takové technologie, které jsou aplikovatelné obecně pro všechny druhy spaloven odpadů. Specifické BAT podle druhů odpadů jsou takové technologie, které se dají považovat za všeobecné pouze pro zařízení, ve kterých jsou úplně nebo z převážné části spalovány určité druhy odpadů.
Technologie spalování odpadů se neustále vyvíjejí, a proto je nezbytné zajistit informace o připravovaných technologiích. Ty jsou uvedeny v kapitole 6 a v době sestavení referenčního dokumentu nebyly na komerčním základě zavedeny. Jsou zde obsaženy takové technologie, které mohou být v blízké budoucnosti vhodné jako zařízení pro spalování odpadů.
Všechny připomínky a návrhy nových a v dokumentu nezohledněných řešení budou prostřednictvím Technické pracovní skupiny "Spalování odpadů" podány Evropské kanceláři IPPC. Kontakt na TPS je tps.wi@cenia.cz. Českou verzi překladu připravila CENIA, česká informační agentura životního prostředí. Překlad bude dostupný na webové stránce CENIA (http://www.cenia.cz).
Bc. Jiří Valta
CENIA, česká informační agentura životního prostředí,
BAT centrum
Hlavní oblasti, kterých se bude týkat očekávaná revize dokumentu:
- Informace o použitých technologiích a nákladů na ně, modernizace stávajících zařízení.
- Podrobnější informace o nákladech požadovaných k provedení přesnějšího posouzení variant cenově dostupných technologií podle velikostí zařízení a druhu odpadu.
- Informace týkající se menších zařízení.
- Zařízení k úpravě průmyslových odpadů neklasifikovaných jako nebezpečné a ta, která upravují směsi odpadů.
- Podrobnější hodnocení vlivu navrhovaných technologií spalování (např. návrhy roštů) na prevenci znečištění.
- Další informace o nově se objevujících technologiích.
- Spotřeba a emise amoniaku (především do ovzduší a vody) v různých systémech čištění spalin (především mokrých, polosuchých a suchých) a relativní účinnost snižování NOx.
- Vliv rozpětí teplot při odstraňování TZL na uvolňování PCDD/F do ovzduší a zbytků.
- Další zkušenosti s nepřetržitým monitoringem emisí rtuti (do ovzduší a vody).
