Лидерство Японии по сжиганию твердых бытовых отходов

Диоксин образуется при неполном сгорании отходов. Были приняты различные меры для предотвращения выброса диоксина путем достижения полного их сжигания. Эти методы включают охлаждение дымовых газов, установку рукавных фильтров для удаления диоксина, рассеянного в дыме, распределение катализаторов, разлагающих диоксин, и применение активированного угля, который адсорбирует и удаляет диоксин из дыма

Сжигание твердых бытовых отходов - это технология переработки мусора, которая включает в себя сжигание находящихся в нем органических веществ. В процессе сжигания израсходованный материал превращается в твердый остаток, газы, мелкодисперсные частицы и тепло. Эти продукты, если мусоросжигательная установка функционирует в комбинации с теплоэлектростанцией, используются для производства электроэнергии, создавая возможности для реализации устойчивого цикла в круговой экономике. [1]

Несмотря на имеющиеся противоречия и негативные последствия для окружающей среды, технология сжигания мусора высокими темпами развивается во всем мире, и Япония может быть одним из наиболее примечательных мест для изучения этого процесса.

Япония с 1965 года утилизирует коммунальный мусор методом сжигания. Эта страна эксплуатирует самые современные в мире установки для сжигания отходов. Наиболее примечательным мусоросжигательным комплексом является токийский завод Кацусика (Katsushika). [2]

Фактически, Япония доминирует с долей 60% по промышленному сжиганию отходов в Азиатско-Тихоокеанском регионе. На предприятиях по всей стране используются различные установки для сжигания мусора, такие как топочные печи, печи с псевдоожиженным слоем и газификационные печи для переработки золы.

Топочные печи, еще называемые печи Стокера, составляют 70% от всех мусоросжигательных печей в Японии, и их доля продолжает расти. Успешное развитие показывает и механическая переработка мусора. [2]

Процесс сжигания твердых бытовых отходов

Конкретные процедуры сжигания не всегда могут быть одинаковыми на различных мусоросжигательных заводах, однако всестороннее изучение процесса имеет важное значение для полного понимания преимуществ и недостатков сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) в Японии.

Накопленные коммунальные отходы сбрасываются в большой бункер для хранения мусора. Чтобы устранить неприятный запах, давление воздуха внутри установки поддерживается на относительно низком уровне, так чтобы свежий воздух из соседних районов, попадая внутрь мусоросжигательного завода, препятствовал распространению неприятного запаха по округе.

Проходя через систему удаления оксида азота, отходы сжигаются до состояния золы, образуя пар. Зола сбрасывается на свалку, а пар подается на турбину, которая производит примерно 10-20 мегаватт-час электроэнергии.

После прохождения через систему удаления ртути и диоксинов, остаток сгоревшего мусора поступает в систему удаления кислых газов. После того, как мелкие частицы удаляются системой фильтрации, происходит окончательный контроль за уровнем загрязнения. Водяной пар и очищенные разогретые дымовые газы рассматриваются в качестве возобновляемой энергии. [3]

Недостатки и решения

Сжигание ТБО на протяжении многих десятилетий вызывает многочисленные споры по экологическим и социальным причинам. Одной из наиболее значимых проблем, возникающих на мусоросжигательных предприятиях, является выброс фуранов и диоксинов. [1]

Эти химические вещества могут представлять угрозу для здоровья человека, если он непосредственно будет с ними контактировать. Исследования показали, что фураны и диоксины могут вызывать рак и изменять уровень гормонов в организме.

Высокий уровень диоксина может также привести к кожным заболеваниям. [4] Кроме этого, почти все отходы, содержащие углерод, в процессе сжигания выделяют углекислый газ. Другие выделяемые газы содержат диоксид серы, соляную кислоту, мелкие частицы и тяжелые металлы, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. [1]

Когда технология сжигания была впервые использована, такие вредные побочные продукты не идентифицировались, и государственная политика Японии не была направлена на жесткое регулирование мусоросжигательных предприятий. В настоящее время многие страны усилили экологическую политику, и сейчас не только правительство Японии, но и частный сектор совершенствуют систему утилизации отходов, чтобы минимизировать экологический и социальный ущерб.

Исследования показывают, что диоксин образуется при неполном сгорании отходов. Были приняты различные меры для предотвращения выброса диоксина путем достижения полного их сжигания. Эти эффективные методы включают охлаждение дымовых газов для предотвращения повторного синтеза диоксина, установку рукавных фильтров для удаления диоксина, рассеянного в дыме, распределение катализаторов, разлагающих диоксин, и применение активированного угля, который адсорбирует и удаляет диоксин из дыма. [2]

Заключение

Борьба с последствиями сжигания отходов была и остается критической проблемой во всем мире. Преобразование отходов в энергию методом сжигания является технологически и экологически продвинутым способом их утилизации, но необходимо учитывать образование побочных продуктов в процессе горения мусора, а также другие социальные вопросы.

Источник:

Hannah Park. «Сжигание твердых бытовых отходов в Японии». Stanford University

Ссылки:

[1] «Сжигание твердых бытовых отходов», Департамент по вопросам окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Великобритании, февраль 2013 г.

[2] «Технология утилизации и переработки твердых отходов в Японии: на пути к устойчивому обществу», Министерство окружающей среды, правительство Японии, февраль 2012 года.

[3] L. Makarichi, W. Jutidamrongphan и K. Techato, «Эволюция сжигания отходов в энергию: обзор», Обновленное издание. Sust. Energ. Rev. 91, 812 (2018).

[4] S. Kanan и F. Samara, «Диоксины и фураны: обзор с точки зрения химии и окружающей среды», «Тенденции в окружающей среде». Аналитическая химия 17, 1 (2018).