rijkswaterstaat
ministerie van verkeer en waterstaat
riza rijksinstituut voor integraal zoetwaterbeheer en afvalwaterbehandeling tel. 03200-70411, fax. 03200-4921! doorkiesnummer 03200-70426
Mogelijkheden voor zilverterugwinning bij ziekenhuizen Beleid en implementatie
Werkdocument 95.087X
i\an: Repro Van: Bibliotheek
S.v.p. -A. keer kopieeren ENKELZIJDIG T ^ B U B B E L Z I J © I G Voorkant/achterkant op (piK,^ WIT / papier daarna N f E T J ^ / INBINDEN
Bij voorbaat dank
Auteur ing. J. Meijerink Datum 15 juni 1995
riza
Inhoud werkdocument 1. Inleiding
3
2. Relatie ontzilvering bij ziekenhuizen versus ontzilvering bij de grafische industrie
3
3. Technische uitvoering van on-line elektrolyse van fixeer en ionenwisseling van het spoelwater
5
4. De concentratie-eis van zilver in het spoelwater van fotografische processen
7
5. Aanbevelingen
8
Bijlage: Kosten en baten van ontzilvering als functie van het
fixeergebruik
10
riza
1. Inleiding Bij het fotografisch ontwikkelen van rontgenfilms in ziekenhuizen treedt er een emissie op van zilver. Dit zilver wordt in de regel geloosd met het spoelwater. Door middel van het toepassen van zilverterugwinapparatuur is het mogelijk de zilveremissie uit ziekenhuizen te reduceren. Deze ontzilvering kan worden uitgevoerd door het toepassen van on-line elektrolyse van de fixeer en door ionenwisseling van het spoelwater. In de grafische industrie is recentelijk de maatregel van kracht geworden dat bedrijven die jaarlijks meer dan 700 liter gebruiksklare fixeer gebruiken de zilveremissie dienen te beperken door de toepassing van on-line zilverterugwinapparatuur (elektrolyse). In dit rapport wordt ingegaan op de mogelijkheden voor implementatie van een zelfde maatregel bij ziekenhuizen. Een ander aspect waarop in dit rapport zal worden ingegaan is de gebruikelijke concentratie-eis van zilver van 1 milligram per liter te lozen spoelwater. Door de totstandkoming van ontwikkelmachines met een zeer laag spoelwatergebruik is het niet altijd mogelijk de concentratie zilver in het spoelwater van fotografische ontwikkelprocessen beneden de 1 milligram per liter te houden. Zelfs met toepassing van on-line elektrolyse van fixeer blijkt een maximale zilverconcentratie van 1 milligram per liter spoelwater niet altijd haalbaar. Hoe in dit geval in de vergunningverlening kan worden omgegaan met de concentratie-eis voor zilver in het spoelwater, zal in dit rapport worden besproken. 2. Relatie ontzilvering bij ziekenhuizen versus ontzilvering bij de grafische industrie Het doelgroepoverleg grafische industrie dat is gestart in 1989, heeft op 8 april 1993 geresulteerd in een milieubeleidsovereenkomst welke bestaat uit 3 delen. Een van deze delen, het Uitvoeringsprogramma milieubeleidsovereenkomst grafische industrie en verpakkingsdrukkerijen, is uitgewerkt in een handboek. Dit Handboek Milieumaatregelen Grafische Industrie en Verpakkingsdrukkerijen is reeds toegezonden aan de waterkwaliteitsbeheerders met een aanbiedingsbrief van de Unie van Waterschappen (kenmerk U 8467 WW/ES, d.d. 14 november 1993). Een van belang zijnd aspect in het handboek is de beperking van de zilveremissie bij (film)ontwikkelapparatuur. In het handboek staat vermeld dat grafische bedrijven die jaarlijks meer dan 700 liter gebruiksklare fixeer gebruiken, de zilveremissie dienen te beperken door on-line zilverterugwinning toe te passen (zie factsheet module 0, Voorbereiding). De maatregel dient direkt te worden uitgevoerd. Met gebruiksklaar wordt hier bedoeld: klaar voor gebruik, na mengen en verdunnen volgens de gebruiksaanwijzing van de leverancier.
I IX. .1
Het handboek dient, voor wat betreft de vergunningverlening in het kader van de Wet verontreiniging oppervlaktewateren bij de grafische industrie, te worden gezien als een aanvulling, wijziging of aanscherping van de volgende, reeds bestaande CUWVO-rapporten: 1) Afvalwaterproblematiek grafische industrie (1982); 2) Afvalwaterproblematiek fotografische industrie (1987); 3) Afvalwaterproblematiek zeefdrukkerijen (1989); In het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek van ziekenhuizen" uit 1986 wordt aangegeven dat een vermindering van de zilveremissie via het spoelwater kan worden gerealiseerd door toepassing van zilverterugwinapparatuur. Voor de technische mogelijkheden en kosten verwijst het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek van ziekenhuizen" naar het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek fotografische industrie". Fotografische processen in ziekenhuizen verschillen in essentie niet van die in de grafische industrie. Verder is on-line zilverterugwinning een maatregel die algemeen en breed toepasbaar is bij fotografische processen. Tot de verschijning van het handboek werd er altijd van uitgegaan dat on-line elektrolyse van fixeer alleen diende te worden toegepast om de zilverconcentratie in het spoelwater omlaag te brengen naar 1 milligram per liter. Dat is ook het uitgangspunt dat is aangehouden in het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek fotografische industrie". Het Handboek Milieumaatregelen Grafische Industrie en Verpakkingsdrukkerijen stelt echter dat, ongeacht de zilverconcentratie in het spoelwater, on-line elektrolyse van fixeer dient te worden toegepast bij een gebruik van meer dan 700 liter gebruiksklare fixeer per jaar. Dit is een precisering van het in het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek fotografische industrie" vermeldde uitgangspunt, waarbij een nadere invulling is gegeven aan het begrip "best uitvoerbare technieken" (but) met betrekking tot de zilveremissie als gevolg van het lozen van fotografisch spoelwater. In de grafische industrie is circa 60% van de zilveremissie afkomstig van enkele honderden grootverbruikers van fixeer. Met het invoeren van on-line elektrolyse boven een fixeergebruik van 700 liter per jaar, wordt in de grafische industrie de zilveremissie aanzienlijk gereduceerd. Nederland telt enkele honderden algemene en academische ziekenhuizen. Deze behoren in verhouding tot de grafische industrie bijna allemaal tot de zogenaamde grootverbruikers van fixeer. Met de implementatie van ontzilvering van fixeer bij ziekenhuizen kan in verhouding tot de grafische industrie een grote reductie van de zilveremissie worden verkregen. Ter indicatie: uitgaande van 180 algemene en academische ziekenhuizen met een gemiddeld fixeergebruik van circa 3000 liter per jaar (schatting), waar door on-line elektrolyse 1,5 gram zilver minder wordt geloosd per liter fixeer, betekent het uitvoeren van deze maatregel een landelijke reductie van circa 800 kilogram zilver.
4
riza
3. Technische uitvoering van on-line elektrolyse van fixeer en ionenwisseling van het spoelwater Zoals het woord on-line bij elektrolyse al aangeeft is dit een on-line techniek. De fixeer stroomt vanuit de ontwikkelmachine in de elektrolysecel waar de fixeer wordt ontzilverd. Na ontzilvering wordt de fixeer weer naar de ontwikkelmachine teruggepompt. Naast de ontzilvering van fixeer bestaat de mogelijkheid de zilveremissie te reduceren door ionenwisseling van het spoelwater. Ionenwisseling van het spoelwater is een nageschakelde techniek. Het spoelwater stroomt alvorens te worden geloosd op het riool door een (aantal) anionharskolom(men) alwaar de ontzilvering plaatsvindt. De vermindering van de zilveremissie door on-line elektrolyse van fixeer is gebaseerd oversleep replenishing van fixeer op een verlaging van het zilvergehalte in de fixeer waardoor er een verminderde badoversleep van zilver naar het spoelwafixeer ter plaatsvindt. De zilveremissie wordt op deze wijze gereduceerd, maar er blijft een flowmeter restlozing over. Bij ionenwisseling wordt zilver bijna kwantitatief verwijderd uit het elektrolysecel spoelwater. De twee technieken kunnen filter zowel afzonderlijk als in combinatie worpomp den toegepast. Bij combinatie van de twee technieken kan na de ontzilvering van de A f b e e l d i n g 1 Stroomschema on-line elektrolyse van fixeer fixeer door on-line elektrolyse, een verdere reductie van de zilveremissie worden verkregen door ionenewisseling van het spoelwater. Indien ionenwisseling op deze wijze wordt gebruikt kan ze een uitkomst bieden indien met het toepassen van alleen on-line elektrolyse van fixeer de concentratie-eis van 1 milligram per liter spoelwater niet kan worden gehaald. On-line elektrolyse voorafgaand aan ionenwisseling zal de standtijd van de ionenwisselaar aanzienlijk verlengen. On-line elektrolyse is een techniek die bij zelfstandige toepassing in het geval van voldoende fixeergebruik kostenneutraal of zelfs kostenbesparend kan worden uitgevoerd en het wordt in de grafische industrie en bij ziekenhuizen dan ook wel uit kosten efficientie toegepast. De redenen hiervoor zijn: 1) Door het gebruik van on-line elektrolyse gaat de fixeer langer mee waardoor er kan worden bespaard op de aanschafkosten van fixeer. 2) De totale verwerkingskosten voor afgewerkte fixeer gaan omlaag omdat er minder fixeer behoeft te worden afgevoerd. 3) Er zijn opbrengsten uit teruggewonnen zilver.
riza wmmmmmmmmm Het zelfstandig toepassen van ionenwisseling van het spoelwater is economisch gezien niet lonend, ondanks dat er water wordt bespaard (tot 75% besparing door hergebruik) en er een hoeveelheid zilver wordt teruggewonnen.
oversleep fixeer watertoevoer
overloop riool
spoelwater *2222]
f-—^
filter
flowmeter
harskolom
In de bijlage bij dit rapport is een berekening gemaakt van de kosten en baten van het toepassen van on-line elektrolyse van fixeer en ionenwisseling van het spoelwater. Hierin is de berekening eerst uitgevoerd voor het zelfstandig toepassen van on-line elektrolyse en vervolgens voor de combinatie van beide technieken. Bij de berekening van de opbrengsten uit teruggewonnen zilver is een mime marge aangehouden in verband met onder andere een sterk wisselende zilverprijs.
drukvat
Uit de berekeningen in de bijlage blijkt dat het toepassing van alleen on-line elektrolyse kostenneutraal kan worden uitgevoerd bij een gebruik van circa 1180 liter gebruiksklare fixeer per jaar en dat de combinatie van zowel on-line elektrolyse van fixeer als ionenwisseling van het spoelwater kostenneutraal kan worden uitgevoerd bij een gebruik van circa 2800 liter gebruiksklare fixeer per jaar. Hierbij is geen rekening gehouden met kosten die die worden gemaakt voor de terughouding van zilver. Wordt, evenals bij het opstellen van het handboek, rekening gehouden met een financiele inspanning van maximaal (bij een matige zilveropbrengst) f 400,- per kilogram teruggehouden zilver, dan kan het een en ander worden uitgevoerd bij een fixeergebruik van respectievelijk 780 liter en 1840 liter gebruiksklare fixeer per jaar. Gezien de schadelijkheid van zilver geldt dat ten aanzien van de sanering van deze stof het uitgangspunt but kan worden aangehouden. Een dergelijke financiele inspanning als hiervoor genoemd kan worden beschouwd als vallend onder dit uitgangspunt. Om het beleid wat betreft de ontzilvering van fixeer Iandelijk gezien eenduidig te houden verdient het de voorkeur ook bij ziekenhuizen een grens van 700 liter gebruiksklare fixeer per jaar aan te houden voor het toepassen van alleen on-line elektrolyse. Voor uitbreiding met ionenwisseling verdient het de voorkeur een grens van 1800 liter gebruiksklare fixeer aan te houden. A f b e e l d i n g 2 stroomschema seling van spoelwater
ionenwis-
Bij de plaatsing van de zilverterugwinapparatuur dient in beginsel daar waar mogelijk apparatuur te worden gekoppeld. In ziekenhuizen vindt het gebruik van fixeer vaak verspreid plaats over meerdere ontwikkelmachines. Hierbij dient te worden opgemerkt dat in extreme situaties, waar bijvoorbeeld een ontwikkelmachine met een lage doorzet in m2 papier of film (dat wil zeggen met lage emissies) ver verwijderd staat van andere machines.
riza
een koppeling met andere zilverterugwinapparatuur moeilijk te realiseren en een extra zilverterugwinner onnodig duur kan zijn. In dergelijke situaties kan naar een oplossing worden gezocht die nog wel haalbaar is. 4. De concentratie-eis van zilver in het spoelwater van fotografische processen Op de markt voor ontwikkelapparatuur voor rontgenfilms zijn er qua spoelwaterdebiet verschillende ontwikkelmachines te koop. Jaren geleden is reeds door de fabrikanten van deze apparatuur de tendens ingezet naar machines met een veel lager spoelwatergebruik. Het spoelwaterdebiet is hierbij soms zo laag dat niet aan de norm van 1 milligram zilver per liter spoelwater kan worden voldaan, immers dezelfde hoeveelheid fixeeroversleep moet worden afgespoeld. Ook met on-line elektrolyse van fixeer wordt niet altijd aan de norm van 1 milligram zilver per liter spoelwater voldaan. In het laatste geval zou ontzilvering van het spoelwater een oplossing kunnen bieden. Deze oplossing kan per kilogram teruggehouden zilver hoge kosten met zich mee brengen. De toepassing van on-line elektrolyse van de fixeer en ionenwisseling van het spoelwater kost bij een fixeergebruik van 1800 liter gebruiksklare fixeer circa f 400,- per kilogram teruggehouden zilver. Bij een aflopend fixeergebruik tot 700 liter per jaar loopt de prijs voor terughouding op tot circa f 3.500,- per kilogram zilver. De huidige richtlijn voor de zilverconcentratie in spoelwater van ontwikkelapparatuur is 1 milligram per liter. Deze concentratie is vastgelegd in het CUWVO-rapport "Afvalwaterproblematiek fotografische industrie" uit 1987. In de CUWVO-modelvergunningsvoorschriften ten behoeve van ziekenhuizen wordt eveneens voorgesteld een limiet van 1 milligram zilver per liter spoelwater te hanteren. In het geval dat ondanks toepassing van on-line elektrolyse van fixeer niet aan de norm van 1 milligram zilver per liter spoelwater kan worden voldaan. kan de zilveremissie worden gerelateerd aan het gebruikte aantal nr papier/film. Dit houdt in dat in dat geval de vracht zilver maatgevend is en niet de zilverconcentratie. Om te kunnen berekenen wat de zilveremissie naar het spoelwater is per nr film/papier, zijn de volgende gegevens van belang: - het zilvergehalte in het fixeerbad met gebruikmaking van zilverterugwinapparatuur bedraagt minder dan 1 gram per liter; - de opname van fixeer door film/papier wordt gesteld op 30 tot 40 milliliter per nr film/papier (door het goed afgestellen van de machine kan de opname worden beperkt tot 22 milliliter per nr film). Uit deze twee gegevens kan worden berekend dat de zilveremissie naar het spoelwater 30 tot 40 milligram zilver per nr film/papier bedraagt. Spoelwaterdebieten varieren in de regel van 10 tot 150 liter per nr film/papier. (Kleingebruikers van fotografische materialen gebruiken vaak meer dan 150 liter spoelwater per nr film/papier. Ziekenhuizen vallen hier echter over het algemeen niet onder.)
riza
De zilverconcentratie in het spoelwater varieert dus, afhankelijk van het spoelwaterdebiet, van 4 tot 0,2 milligram per liter. Let wel: de geemitteerde vracht zilver verandert hierbij niet. Het is uit handhaafbaar-technisch oogpunt niet wenselijk om een zilveremissie uitgedrukt in milligram zilver per nr film/papier in een vergunning op te nemen. Daar waar ziekenhuizen aangeven, ondanks toepassing van on-line elektrolyse van fixeer, niet aan de norm van 1 milligram per liter spoelwater te kunnen voldoen, kan een concentratie-eis voor zilver op worden genomen van maximaal 4 milligram per liter spoelwater. Het verdient hierbij de voorkeur de zilverconcentratie te bepalen aan de hand van analyseresultaten. Indien dit niet mogelijk is kan de juiste concentratie-eis kan worden berekend door de zilveremissie van 30 tot 40 milligram zilver per nr film/papier (een gegeven) te delen door het aantal liter spoelwater per m2 film/papier. Deze gegevens zijn te halen uit de aanvraag waar de produktie-capaciteit van de in gebruik zijnde fotografische apparatuur en de hoeveelheid te gebruiken water dienen te worden vermeld. 5. Aanbevelingen Naar aanleiding van bovenstaande informatie worden de volgende aanbevelingen gedaan. Ziekenhuizen die: - minder dan 700 liter gebruiksklare fixeer per jaar gebruiken kunnen de zilveremissie minimaliseren door toepassing van "good house keeping"; - tussen de 700 en 1800 liter gebruiksklare fixeer per jaar gebruiken kunnen de zilveremissie minimaliseren door het toepassen van on-line elektrolyse van fixeer; - meer dan 1800 liter gebruiksklare fixeer per jaar gebruiken kunnen de zilveremissie minimaliseren door toepassing van on-line elektrolyse van de fixeer in combinatie met ionenwisseling van het spoelwater of door toepassing van alleen ionenwisseling van het spoelwater (men dient zich te realiseren dat met deze laatste mogelijkheid de baten op financieel gebied laag zijn). Indien ziekenhuizen in een van eerste twee gevallen de concentratie-eis voor zilver van 1 milligram per liter spoelwater overschrijden omdat ze een ontwikkelmachine hebben die water besparend is uitgevoerd, dan kan in de vergunning een concentratie-eis voor zilver worden gehanteerd tot maximaal 4 milligram per liter spoelwater. Het verdient daarbij de voorkeur om het zilvergehalte in het spoelwater te bepalen aan de hand van analyseresultaten uit steekmonsters en de vergunning op deze waarde aan te passen. Indien dit niet mogelijk mocht zijn of als er geen concentratiegegevens van zilver in het spoelwater voor handen zijn. dan kan de concentratie-eis worden berekend door de zilveremissie van 30 tot 40 milligram zilver per nr film of papier (een gegeven) te delen door het aantal liter spoelwater per nr film/papier. Deze gegevens zijn te halen uit de aanvraag waar de produktie-
S
riza
capaciteit van de in gebruik zijnde fotografische apparatuur en de hoeveelheid te gebruiken water dienen te worden vermeld.
9
riza
Bijlage:
Kosten en baten van ontzilvering als functie van het fixeergebruik
Bij de berekening van het terugverdienen van de investering voor on-line elektrolyse van fixeer en de ionenwisseling van het spoelwater, is uitgegaan van de volgende gegevens: - een investering van f 8000,- voor de on-line elektrolyse van fixeer en een investering van f 11.000,- voor de ionenwisseling van het spoelwater; - een afschrijving van 25,7% van de investering per jaar (afschrijving (lineair) van de apparatuur in 5 jaar bij een rente van 9%); - een vermindering van het fixeergebruik van 60%: - afvoerkosten van gebruikte fixeer van f 1,- per liter; - kostprijs gebruiksklare fixeer van f 1,40 per liter; - een zilverprijs van f 200,- per teruggehouden kilogram; - de installatie van een apparaat (een on-line elektrolyse apparaat voor de fixeer en een ionenwisselaar voor het spoelwater) per ontwikkelmachine. - een gebruik van 150 liter spoelwater per nr film of papier; - een zilverconcentratie in het spoelwater van 6 milligram per liter zonder gebruikmaking van on-line elektrolyse; - een zilverconcentratie in het spoelwater van 1 milligram per liter met gebruikmaking van on-line elektrolyse; - een gebruik van 0,5 liter gebruiksklare fixeer per nr film of papier zonder zilverterugwinning; Uit de laatste vier gegevens kan worden berekend dat er per liter gebruiksklare fixeer 1,5 gram zilver minder wordt geloosd door toepassing van zilverterugwinning. In afbeelding 3 wordt grafisch weergegeven wat de kosten en baten zijn van het toepassen van on-line elektrolyse van fixeer als functie van het fixeergebruik. In afbeelding 4 wordt grafisch weergegeven wat de kosten en baten zijn van het toepassen van de combinatie van on-line elektrolyse van fixeer en ionenwisseling van het spoelwater als functie van het fixeergebruik. Hierbij is bij de berekening van de kosten/baten geen rekening gehouden met extra zilverterughouding door de ionenwisselaar. Tevens is geen rekening gehouden met een verminderd spoelwatergebruik als gevolg van de toepassing van ionenwisseling.
10
riza
2500
Kosten en baten in-line elektrolyse van fixeer
2000 ~
1500
•a—
X
-T 1000
1
kosten neutraal kosten f 400,-/kg
f. 500 0
500
1000
1500
2000
fixeergebruik (I)
Afbeelding 3:
Grafiek van de kosten/baten indien alleen ontzilvering van fixeer wordt toegepast
Uit afbeelding 3 blijkt dat de aanschaf van on-line elektrolyse van fixeer zichzelf terugverdient bij een fixeergebruik van ongeveer 1180 liter per jaar. Omdat het kosten neutraal uitvoeren van een maatregel geen basis is voor een redelijke ondergrens is, evenals bij het opstelling van het handboek is gedaan, rekening gehouden met een financiele inspanning van circa f 400.- per kilogram teruggehouden zilver. Bij een fixeergebruik van 1180 liter wordt circa 1,8 kilogram zilver teruggehouden. Dat wil zeggen dat er bij een gebruik van 1180 liter fixeer een financiele inspanning wordt gevraagd van circa f 708,-. In de afbeelding komt dit overeen met een fixeergebruik van circa 780 liter per jaar. In het handboek is gekozen voor een ondergrens van 700 liter.
11
riza
Kosten en baten in-line elektrolyse en ionen-wisseling
1
2000 fixeergebruik (I) A f b e e l d i n g 4:
3000
4000
Grafiek van de kosten/baten bij toepassing van de combinatie van ontzilvering van de fixeer en ionen-wisseling van het spoelwater
Uit afbeelding 4 blijkt dat de aanschaf van zowel on-line elektrolyse van fixeer als ionenwisseling van het spoelwater zichzelf terugverdient bij een fixeergebruik van ongeveer 2800 liter per jaar. Ook hier ligt een financiele inspanning van f 400,- per kilogram teruggehouden zilver in de rede. Bij een fixeergebruik van 2800 liter wordt circa 4,2 kilogram zilver teruggehouden. Dat wil zeggen dat er bij een gebruik van 2800 liter fixeer een financiele inspanning wordt gevraagd van circa f 1680,-. Deze inspanning komt overeen met een fixeergebruik van circa 1800 liter.
12
