Одним из первых и одновременно самых простых способов утилизации ТБО было и остается их сжигание. В результате этого процесса происходит и избавление от отходов, возможно получение энергии, и частично исчезает потребность в захоронении, а потому и в проблематичном поиске земельного участка.

Именно поэтому мусоросжигательные заводы (МСЗ) сначала и получили распространение в мире как альтернатива полигонам. Однако, постепенно стало очевидным, что эксплуатация МСЗ – тоже не лучший способ обращения с отходами, поскольку сжигание разнородных отходов вызывает другую экологическую проблему – загрязнение воздуха.

Стоит отметить, что за рубежом перед сжиганием твердых бытовых отходов они подлежат обязательной сортировке и, как правило, механико-биологической обработке, что минимизирует попадание нежелательных веществ в печь для сжигания и повышает экологическую безопасность иностранных мусоросжигательных комплексов. У нас сортировка ТБО практически не происходит, поэтому все отходы сжигаются вместе без любой отделки (что является экологически неприемлемым). На сегодня для сжигания неразделенных отходов отсутствуют технологии и технические решения, которые полностью исключают поступление многих опасных веществ в окружающую среду.

Для интенсификации процесса сжигания влажность ТБО должна быть не более 40-45%. Если влажность превышает этот показатель, перед сжиганием рекомендуется подсушивать отходы. Учитывая, что в морфологическом составе бытовых отходов на долю пищевых отходов, которые в основном и обеспечивают высокую влажность, приходится наибольшая часть, то возникает необходимость в дополнительном оборудовании для сушки отходов.

Трудно осуществлять контроль за попаданием на МСЗ запрещенных токсичных отходов или таких материалов, как поливинилхлорид, которые могут при сжигании давать большое количество опасных веществ. Атомы тяжелых металлов в зависимости от их свойств концентрируются в золе или вместе с недожженной органикой и частицами пыли попадают в воздух. В воздух также поступают оксиды серы, углерода и азота, летучие органические соединения, в том числе диоксины, полиароматические и другие хлорсодержащие углеводороды.

Кроме того, заводы не уничтожают отходов окончательно. Высокотоксичные шлаки и зола, образующиеся в результате сжигания, а это составляет до 30% исходной массы отходов, все равно должны быть захоронены на полигонах. В процессе обезвреживания ТБО на МСЗ также образуются газовые выбросы, вода от промывки газов (при мокрой очистке), фильтрат (насыщенный многими опасными веществами, которые содержатся в ТБО).

Для очистки воздуха используется система многоступенчатых фильтров. От некоторых газообразных примесей воздух можно очистить достаточно легко. Например, кислотные газы можно собрать, используя тканевые фильтры. А другие загрязнители требуют более сложных очистных устройств, таких как фильтры активированного угля и электрофильтры высокой эффективности. Для уменьшения содержания диоксинов можно сжигать отходы при высоких температурах (более 1200 °С), однако при этом увеличивается содержание других вредных веществ, например оксидов азота.

Негативное влияние на почву оказывают шлак, зола, несгораемые материалы, которые необходимо соответствующим образом захоронить. Шлак и зола формируют около 15-20% от первоначального объема отходов, а летучие соединения и пыль – 3-5%. Шлак состоит из гравия, камней, стеклянных и металлических включений. Очень часто зола, которая остается после сжигания отходов, считается опасной, а потому ее захоранивают на полигонах опасных отходов.

Вместе с тем, большая часть материалов, пригодных для вторичного использования и переработки, будет потеряна, как и энергия из этих материалов.
В свое время Германия столкнулась с переполнением свалок и приняла план строительства 120 МСЗ. Под влиянием протестов правительство до конца 1990-х годов сумело построить только 20 заводов, причем много федеральных земель отказались от таких отходов и перешли к интенсивному раздельному сбору и переработке. Принятие более строгих стандартов ЕС на сжигание отходов привело к повсеместному закрытию МСЗ и к дорогому совершенствованию существующих комплексов.

В странах, где достаточное внимание уделяется экологическим проблемам, до половины капитальных расходов при строительстве мусоросжигательных заводов уходит на установку воздухоочистительных систем. До 1/3 эксплуатационных расходов мусоросжигательных заводов уходит на плату за захоронение золы, образующейся при сжигании отходов.

Следовательно, для обеспечения экологической безопасности во время работы мусоросжигательного завода необходимы очень большие финансовые затраты и система предварительной подготовки отходов, что для наших городов является мало реальным на современном этапе. Поэтому логичным является использование других способов обращения с ТБО.

Значительно более перспективными с экологической точки зрения являются пиролизные установки, действие которых заключается в термической деструкции органической части твердых бытовых отходов без доступа кислорода и расплавлении неорганических компонентов. Они исследуются и внедряются как альтернатива метода сжигания в развитых странах. В технологии пиролиза есть два основных преимущества по сравнению со сжиганием мусора:

- значительное уменьшение загрязнения воздушной и водной сред;
- практически полная утилизация потенциальных материальных и энергетических ресурсов, содержащихся в бытовых отходах.

Однако стоимость пиролизных установок очень высокая, что препятствует их широкому внедрению.