Вопросы, которые в соответствии с Конвенцией необходимо решить Конференции Сторон на ее первом совещании (стр. 6 )

Сжигание осадка сточных вод несколько отличается от сжигания твердых бытовых отходов и опасных отходов. С учетом изменяющегося содержания влаги, энергетической ценности, и, возможно, смешивания с другими отходами (например, промышленными отходами, если используются общие системы слива) необходимы особые меры при обращении и предварительной обработке.

Твердые остатки от сжигания осадков сточных вод состоят главным образом из летучей золы и донной золы (при сжигании в псевдоожиженном слое), а также остатков очистки дымовых газов (см. Описание сжигания твердых бытовых отходов в разделе 2.2.4.1 выше). Соответствующие меры очистки дымового газа должны быть скомбинированы таким образом, чтобы обеспечить применение наилучших имеющихся методов (см. раздел 5.5 ниже).

2.2.4.4        Проектирование и эксплуатация установок для сжигания осадка сточных вод

Обычная установка для сжигания осадка сточных вод может обрабатывать до 80 000 тонн осадка сточных вод (содержащих 35 процентов твердых сухих веществ) в год. Предпочтительной технологией сжигания сточных вод является сжигание в многоподовых печах (рисунок 5) и системах с псевдоожиженным слоем, хотя и при меньших масштабах обработки также используются ротационные печи.

Рисунок 5.        Пример многоподовой установки для сжигания осадка сточных вод (European Commission, 2006)

Sludge bunker	Бункер для шлама
Sludge transport	Передача шлама
Doubledeck furnace	Двухподовая печь
Process cooler	Технологический охладитель
Rotation washer	Ротационная мойка
Flow absorber	Проточный абсорбер
Chimney	Труба
Liquid residuals	Жидкие остатки
Ash discharge	Сброс золы
After-burner chamber	Камера дожигания
Dust discharge	Сброс пыли
Quench	Закаливание
Jet washer	Струйная мойка
Suction draft	Тяга отрицательного давления

В зависимости от процентного содержания сухих веществ (сухости) в установку подается вспомогательное топливо, как правило, мазут или природный газ. Предпочтительный диапазон рабочих температур составляет 850°С-950°С с выдержкой в течение двух секунд, хотя некоторые установки с псевдоожиженным слоем могут эксплуатироваться даже при температуре 820°С без ухудшения параметров переработки. Увеличение температуры до 980°С или выше может привести к плавлению золы (European Commission, 2006).

Совместное сжигание осадка сточных вод с твердыми бытовыми отходами производится как в установках с кипящим слоем, так и в установках для массового сжигания отходов (решетчатых установках). В последнем случае обычно используется соотношение осадков к отходам 1:3; высушенные осадки подаются в камеру сжигания в виде пыли или обезвоженного шлама, который наносится на решетку через форсунки. В некоторых случаях перед загрузкой в печь высушенный или обезвоженный осадок может быть смешан с твердыми бытовыми отходами в бункере. На обеспечение надлежащей формы подачи приходится значительная часть дополнительных капиталовложений, необходимых для совместного сжигания.

2.2.4.4.1        Предварительная обработка осадка сточных вод

Предварительная обработка, особенно обезвоживание и сушка, имеет особое значение при подготовке осадка сточных вод к сжиганию. Сушка уменьшает объем осадка и увеличивает тепловую энергию материала. Как правило, для обеспечения тепловой энергии, необходимой для автотермического сжигания, требуется удаление влаги до достижения уровня сухих веществ не менее 35 процентов. Кроме того, сушка может потребоваться, если планируется совместное сжигание с твердыми бытовыми отходами.

Некоторые виды предварительной обработки осадка могут производиться до его доставки на место сжигания. К ним относятся предварительный отбор, анаэробная и аэробная обработка и добавление химических реагентов.

Физическое обезвоживание уменьшает объем осадка и увеличивает его теплотворную способность. Процессы механического обезвоживания включают выдержку в декантерах, обработку в центрифугах, на ленточных фильтрах и в камерных фильтр-прессах. В целях активизации дренажа перед обезвоживанием часто добавляют кондиционирующие добавки (например, флокулянты). Механическое обезвоживание обычно позволяет добиться содержания сухих веществ на уровне 20-35 процентов (European Commission, 2006).

Сушка предусматривает подвод тепла для дальнейшего обезвоживания и кондиционирования осадка. Тепло для сушки в установке по сжиганию часто обеспечивается за счет самого процесса сжигания. Процессы сушки могут быть прямыми (когда осадок непосредственно контактирует с теплоносителем) или косвенными (например, с поступлением тепла от парогенератора). В случае прямой сушки необходима последующая очистка парогазовой смеси.

Для автотермического (самоподдерживающегося) сжигания осадка требуется содержание сухих веществ на уровне 35 процентов. Хотя механическое обезвоживание позволяет достичь этого порогового уровня, может применяться дополнительная сушка осадка до достижения уровня 80-95 процентов сухих веществ, позволяющая увеличить теплотворную способность. При совместном сжигании с твердыми бытовыми отходами обычно также требуется дополнительная сушка.

2.2.4.5        Сжигание отходов древесины

Древесные отходы, содержащие ртуть или загрязненные ею, могут сжигаться в решетчатых установках или системах с псевдоожиженным слоем при тех же температурах, что и бытовые отходы.

Альтернативой сжиганию является пиролиз. В ходе этого процесса обычно образуются три продукта: газ, пиролизное масло и древесный уголь; их относительные объемы сильно зависят от метода пиролиза, характеристик биомассы и параметров реакции. Мгновенный или флеш-пиролиз используется для получения максимального объема газообразных или жидких продуктов (в зависимости от температуры процесса).

2.2.4.6        Поведение ртути в процессе сжигания

В настоящем разделе рассматривается поведение ртути во время процесса сжигания. Как описано в разделе 3, способность различных фильтрующих элементов к улавливанию выбросов связана со специацией ртути в дымовых газах.

Вследствие термохимической неустойчивости соединений ртути при температуре выше 700°С-800°C существует только элементарная ртуть. Это означает, что внутри камеры сгорания установки для сжигания отходов ртуть присутствует только в элементарной форме. Ртуть обладает высокой летучестью, поэтому в дымовом газе почти всегда содержится исключительно в паровой фазе. На пути через блок утилизации тепла дымовой газ остывает и элементарная ртуть может в зависимости от присутствия других компонентов дымовых газов, температуры и состава золы переходить в оксидную форму. Окисленные соединения ртути, как правило, нестабильны в дымовом газе и в атмосферных условиях (Galbareth, Zygarlicke 1996).

При определенных условиях элементарная ртуть может окисляться. Степень преобразования зависит от температуры, времени выдержки, присутствия золы, несгоревшего углерода и присутствия газообразных соединений, таких как хлор или SO2. Соотношение элементарной формы ртути и ее окисленной формы (хлорида ртути (II)) сильно зависит от количества HCl в дымовом газе. Доля окисленной ртути и суммарное содержание ртути, как правило, возрастают при увеличении концентрации хлористого водорода (Nishitani et al., 1999). Ввиду низкого содержания HCl в установках для сжигания осадка сточных вод доля элементарной ртути в них значительно выше.

3        Методы контроля выбросов

Тип и порядок применения процессов обработки дымовых газов, выходящих из камеры сжигания, имеет большое значение как для оптимальной работы устройства, так и для общей экономической эффективности установки. Параметры сжигания отходов, которые влияют на выбор метода, включают: тип отходов, их состав и изменчивость; тип процесса сжигания; параметры потока и температура дымового газа; а также необходимость (и наличие) водоочистных сооружений. Описанные ниже методы обработки могут прямо или косвенно влиять на предупреждение или сокращение выбросов ртути. НИМ предусматривают применение наиболее подходящего сочетания систем очистки дымовых газов. Общие описания ряда методов приведены во введении к настоящему руководству (раздел 1). В следующих разделах представлена информация, которая считается относящейся конкретно к сжиганию отходов.

3.1        Методы удаления пыли (твердых частиц)

Удаление пыли из дымовых газов имеет большое значение для всех операций на установках по сжиганию отходов. Электростатические пылеуловители (ЭСП) и тканевые фильтры (ТФ) продемонстрировали большую эффективность в качестве средств улавливания частиц из дымовых газов таких установок. Описание общих принципов этих методов приведено во вводной главе настоящего документа.

Для более эффективного удаления ртути из дымового газа и ТФ, и ИСП используются в комбинации с другими методами (см. разделы 3.4–3.5 ниже).

Необходимо отслеживать перепад давления в тканевых фильтрах и температуру дымовых газов (если до них имеется скрубберная система), чтобы гарантировать, что фильтрационный осадок находится в нужном месте  и что фильтры не протекают и не промокают.

Возможно повреждение тканевых фильтров водой и коррозией, поэтому чтобы не допустить таких повреждений, необходимо поддерживать температуру потока газа точки конденсации (130°С–140°C). Некоторые фильтрующие материалы более устойчивы к повреждениям.

Межсредовое воздействие в связи с выщелачиванием ртути из летучей золы (EC, 2006, Waste Incineration)

Летучая зола, поступающая из систем очистки дымовых газов, требует осторожной обработки, поскольку из нее ртуть может выщелачивачиваться в почву и грунтовые воды.