Integrovaná prevence a omezování znečištění Referenční dokument o nejlepších dostupných technikách Běţné čištění odpadních vod a odpadních plynů Systémy managementu v chemickém průmyslu Únor 2002
Exekutivní souhrn
EXEKUTIVNÍ SOUHRN Úvod Tento referenční dokument, týkající se čištění odpadních vod a plynů a nakládání s nimi v odvětví chemie reflektuje výměnu informací, provedenou v souladu s článkem 16(2) Směrnice Rady 96/61/EC. Exekutivní souhrn, který musí být čten ve společně s předmluvou, vysvětlující cíle dokumentu, jeho pouţití a právní termíny, popisuje základní zjištění, závěry hlavních BAT a s nimi spojené emisní hodnoty. Je moţné jej číst a chápat jako samostatný dokument, ale jako souhrn nepředstavuje komplexnost celého textu BREF. Nelze jej tedy povaţovat za náhradu celého textu BREF, jako nástroje pro výběr BAT. Nakládání s odpadními vodami a plyny je označeno jako průřezovou záleţitost chemického odvětví jak uvádí Příloha I, 4 Směrnice. Termín „Nejlepší dostupné techniky (BAT)“ je v tomto dokumentu určen pro celé chemické odvětví bez ohledu na jednotlivé výrobní procesy a druh či velikost daného chemického podniku. To také znamená, ţe by termín BAT měl zahrnovat kromě technologií čištění také manaţerskou strategii, která má umoţnit dosaţení optimální prevence či omezování vzniku odpadů. Dokument proto zahrnuje: pouţití systémů a nástrojů environmentálního managementu pouţití technologie čištění odpadních vod a plynů běţně pouţitelné nebo pouţívané v chemickém odvětví, včetně technologie úpravy kalů z odpadních vod, pokud je v chemickém průmyslu pouţívána určení nebo rozhodnutí o nejlepších dostupných technikách zaloţená na obou předchozích bodech, která vyústí při vhodných podmínkách.jak ve strategii optimálního sníţení znečištění tak v hodnoty emisí, dosaţitelné s BAT na výstupu do ţivotního prostředí Tento dokument uvádí pouze běţně pouţívané nebo pouţitelné techniky v chemickém průmyslu a referenčním dokumentům, zabývajícím se vertikálními procesy, ponechává techniky, specifické pro určitý proces či do procesu integrované. Má se za to, ţe, ţe tento dokument, přestoţe se věnuje pouze chemickému průmyslu, můţe obsahovat také cenné informace pro jiná odvětví (např. odvětví rafinérské).
OBECNÉ OTÁZKY (KAPITOLA 1) Hlavní vliv na ţivotní prostředí mají znečišťující látky, vypouštěné do ovzduší a vod z chemických zařízení (podniků). Hlavními zdroji odpadních vod v chemickém průmyslu jsou: chemické syntézy systémy čištění odpadních plynů úprava provozní (technické) vody vypouštění napájecích vodních systémů kotlů proplachování chladicích okruhů praní filtrů a iontoměničů výluhy (průsaky) ze skládek sráţková voda ze znečištěných oblastí, atd.
i
Exekutivní souhrn Jejich hlavní vliv je charakterizován: hydraulickým zatíţením obsahem znečišťujících látek (vyjádřeným jako zatíţení nebo koncentrace) účinkem nebo potenciálním nebezpečím pro vodní recipienty, vyjádřenými jako surogát (náhrada) nebo souhrnné parametry vlivem na organismy ve vodních recipientech, vyjádřeným jako údaje o toxicitě. Emise odpadních plynů jsou: emise v potrubích, které jako jediné lze čistit rozptýlené (difúzní) emise nestálé (fugitivní - občas se vyskytující) emise Ovzduší znečišťují především: těkavé organické sloučeniny ( VOC) sloučeniny síry (SO2, SO3, H2S, CS2, COS) sloučeniny dusíku (NOx, N2O, NH3, HCN) halogenové sloučeniny (Cl2, Br2, HF, HCl, HBr) sloučeniny z nedokonalého (neúplného) spalování (CO, CxHy) prachové částice (tuhé znečišťující látky) SYSTÉMY A NÁSTROJE MANAGEMENTU (KAPITOLA 2) Environmentální management představuje strategii pro nakládání s vypouštěnými odpady (nebo k jejich prevenci) z činností (chemického) průmyslu, která bere v potaz místní podmínky, čímţ zlepšuje integrovanou výkonnost chemické výrobní lokality. To provozovateli umoţňuje: lépe porozumět mechanismům vzniku znečištění při výrobních procesech uváţeně (vyváţeně) rozhodovat o environmentálních opatřeních vyhnout se dočasným řešením a nevratným investicím adekvátně a aktivně pracovat na novém environmentálním rozvoji. Systém environmentálního managementu (oddíl 2.1) běţně sleduje proces cyklu trvalého zlepšování, různé kroky podporované mnoha řídícími a technickými nástroji (oddíl 2.2), které lze zhruba charakterizovat následovně:
inventurní (bilanční) nástroje, které, jako východisko, poskytují pro nutná rozhodnutí detailní a přesné informace o zamezení odpadu, jeho minimalizaci a kontrole. Tyto nástroje zahrnují: popis místa podávající přesnou informaci o lokalitě, výrobních procesech a příslušných výrobních jednotkách, stávajícím systému kanalizace, atd. inventarizaci (bilanci) toků (odpadní vody a odpadního plynu), která poskytuje detailní informaci o tocích odpadu (mnoţství, obsahu znečišťujících látek, jejich proměnlivosti, atd.), jejich zdrojích, kvantifikaci, zhodnocení a ověření příčin emisí, ústící do seznamu různých toků aby se zjistily moţnosti a seznam priorit pro budoucí zlepšení. Součástí inventarizace toků jsou Úplné posouzení odpadních vod a stanovení sníţení spotřeby vody a mnoţství vypouštěných odpadních vod. analýza materiálových a energetických toků, která má za cíl zlepšení provozní účinnosti procesů (pokud jde o spotřebu energií, surovin, vznik odpadů).
ii
Exekutivní souhrn provozní nástroje pro zavedení rozhodnutí environmentálního managementu do praxe. Tyto nástroje obsahují: monitorování a běţnou údrţbu zadání (stanovení) a pravidelné přezkoumání interních záměrů nebo programů neustálého environmentálního zdokonalování zvolení moţností čištění a systémů jímání zaloţené na výsledcích například bilančních nástrojů a jejich implementaci (uplatnění) metody řízení kvality, pouţívané jako nástroje řešení obtíţí při selhání stávajících procesů čištění nebo pokud tyto procesy nesplňují stanovené poţadavky. Takovými metodami jsou např. diagram příčin a následků, Paretova analýza, diagram toků nebo statistická kontrola procesu strategické nástroje, které zahrnují integrovanou organizaci a provoz nakládání s odpady v celé lokalitě chemického provozu, hodnocení environmentálních a ekonomických moţností (alternativ). Tyto nástroje obsahují: zhodnocení rizik, které je běţnou metodologií pro zhodnocení lidských a ekologických rizik, která jsou výsledkem činností ve výrobních procesech. benchmarking jako proces porovnání výsledků jednoho podniku nebo lokality s jinými zhodnocení ţivotního cyklu, které umoţňuje porovnávání potenciálních environmentálních účinků různých způsobů provozu bezpečnostní a krizové (havarijní) nástroje, které jsou potřebné pro případ nenadálých událostí jako např. nehody, poţáry nebo úniky látek z procesů. TECHNIKY ČIŠTĚNÍ (KAPITOLA 3) Techniky, které určila Technická pracovní skupina a které popisuje tento dokument, jsou společné pro celé chemické odvětví. Jsou uvedeny v logickém pořadí, které je určeno cestou určité znečišťující látky. Popsané techniky čištění ODPADNÍCH VOD jsou: techniky separace nebo čiření, které se převáţně pouţívají v kombinaci s ostatními operacemi, buď jako první krok (k ochraně ostatních čistících zařízení proti poškození, ucpávání nebo zanášení pevnými částicemi) nebo jako konečný krok čiření (k odstranění pevných látek nebo olejů, vytvořených během předchozích čistících operací): separace hrubého materiálu sedimentace vzduchová flotace filtrace mikrofiltrace / ultrafiltrace separace vody a olejů fyzikálně-chemické techniky čištění odpadních vod, v nichţ nejsou nečistoty biologicky rozloţitelné, pouţívané především pro anorganické nebo těţko biologicky rozloţitelné (nebo inhibiční) organické znečišťující látky, často jako předčištění před nátokem do biologických (centrálních) čistíren odpadních vod: sráţení / sedimentace / filtrace krystalizace chemická oxidace oxidace vzduchem za mokra nadkritická oxidace ve vodě chemická redukce hydrolýza nanofiltrace / reverzní osmóza adsorpce
iii
Exekutivní souhrn -
výměna iontů extrakce destilace / rektifikace odpařování vyvařování (stripování, přehánění vodní parou) spalování
techniky biologického čištění biologicky rozloţitelného znečištění odpadních vod: procesy anaerobního čištění, jako je anaerobní katalytický kontaktní proces, UASB proces, proces s přisedlou vrstvou kalu, proces s expandovaným kalovým loţem, biologické odstranění sloučenin síry a těţkých kovů procesy aerobního čištění, jako je proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem, proces s membránovým bioreaktorem, proces s biologickými filtry, proces s expandovaným kalovým loţem, proces s přisedlou vrstvou kalu, biofiltr nitrifikace / denitrifikace centrální biologické čištění odpadních vod. Popsané techniky úpravy KALU Z ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD lze povaţovat za jednotlivé moţnosti nebo kombinace jednotlivých moţností. Následující seznam nemá být v ţádném případě povaţován za seznam podle priorit. Dosaţitelnost (či nedosaţitelnost) postupu likvidace však můţe být, alespoň na místní úrovni, silným určujícím faktorem při výběru vhodné techniky řešení odpadních vod. Popsané techniky úpravy kalu odpadních vod jsou:
přípravné operace operace zahušťování kalu stabilizace kalu úprava kalu techniky odvodňování kalu sušící operace termální oxidace kalu skládkování kalu na místě
Popsané techniky čištění ODPADNÍCH PLYNŮ nelze jednoduše klasifikovat jako techniky rekuperace plynů nebo sniţování emisí. Rekuperace znečišťujících látek závisí na pouţití dodatečných stupňů separace. Některé techniky lze pouţít jako jednotlivé konečné operace, jiné pouze pro předčištění nebo jako konečné dočišťování (polishing). Většina technik omezování emisí odpadních plynů vyţaduje další následné čištění buď odpadní vody nebo odpadního plynu, které vznikají během procesu čištění. Tyto techniky jsou následující: pro těkavé organické sloučeniny a anorganické sloučeniny: membránová separace kondenzace adsorpce mokré praní biologická filtrace biologické praní biologické skrápění termální oxidace katalytická oxidace spalování v polních hořácích
iv
Exekutivní souhrn pro prachové částice: odlučovač (separátor) cyklón elektrostatický odlučovač vypírání prachu tkaninový filtr katalytická filtrace . dvoustupňový prachový filtr čistý (absolutní) filtr (HEPA filtr) vzduchový filtr s vysokou účinností (HEAF) mlhový filtr pro plynné znečišťující látky v kouřových plynech ze spalování: vstřikování suchého sorbentu vstřikování polosuchého sorbentu vstřikování mokrého sorbentu selektivní nekatalytická redukce NOx (SNCR) selektivní katalytická redukce NOx (SCR).
ZÁVĚRY O NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNIKÁCH (KAPITOLA 4) Chemický průmysl představuje velký počet podniků: od malých podniků (jeden proces, málo produktů) s jedním nebo několika zdroji vypouštěného odpadu aţ po velké podniky (široké spektrum produktů) s mnoha komplexními toky odpadů. Popsat BAT pro čištění odpadních vod a plynů pro chemické odvětví jako celek je moţné i přesto, ţe pravděpodobně neexistují dva chemické podniky se zcela srovnatelným rozsahem výroby, environmentální situací a mnoţstvím a kvalitou emisí odpadních látek. BAT jsou v nových podnicích obvykle pouţívány bez potíţí. V mnoha případech je ekonomicky smysluplné plánovat výrobní procesy a odpady z nich tak, aby se minimalizovaly emise a spotřeba materiálu. Pouţití BAT ve stávajících podnicích však není tak jednoduchý úkol díky stávající dané infrastruktuře a místním podmínkám. Tento dokument nicméně nerozlišuje BAT pro nová a stávající zařízení. Takové rozlišování by environmentální situaci průmyslových lokalit k přijetí BAT zlepšit nepomohlo a neodráţelo by závazek chemického průmyslu ke stálému zlepšování, jak je stanoveno v programu Odpovědné péče (Responsible Care) Konfederace evropského chemického průmyslu (CEFIC). Management Nezbytnou podmínkou dobré environmentální výkonnosti, jak ukazuje detailní popis environmentálního managementu v kapitole 2, je Systém environmentálního managementu (EMS). Konečně, analýzy prokazují ţe náleţité a důsledné uplatnění uznaného EMS povede k optimální environmentální výkonnosti podniku chemického průmyslu a tak bude dosaţeno BAT. Za tohoto předpokladu je BAT implementace a dodrţování EMS coţ můţe zahrnovat:
zavedení transparentní hierarchie odpovědnosti personálu (osobní odpovědnosti), zodpovědní pracovníci podávají zprávu přímo na vrcholovému managementu přípravu a publikování výroční zprávy o environmentální výkonnosti stanovení vnitřních (místně či podnikově specifických) environmentálních cílů, jejich pravidelné přezkoumání a publikování ve výroční zprávě pravidelné provádění auditu pro zajištění souladu s principy EMS pravidelné monitorování výkonnosti a pokroku v dosahování cílů politiky EMS
v
Exekutivní souhrn
průběţné hodnocení rizik aby byla identifikována moţná nebezpečí pravidelné provádění benchmarkingu a kritický rozbor procesů (výrobních a čištění odpadových toků) vzhledem k jejich spotřebě energie, vzniku odpadů a vlivům do více prostředí zavedení vhodného školícího programu pro personál a směrnic pro partnery (dodavatelské firmy) zabývajících se v podniku otázkami zdravotními, bezpečnosti práce a ţivotního prostředí (HSE) zavedení dobré praxe údrţby.
Dále je to BAT, která má zavést systém nakládání s odpadními vodami/plyny (nebo hodnocení odpadních vod/plynů) jako subsystém EMS s pouţitím vhodné kombinace:
inventarizace podniku (lokality) a inventarizace toků látek kontroly a určení nejdůleţitějších zdrojů emisí pro kaţdé médium a vytvoření jejich seznamu dle zatíţení znečišťujícími látkami kontroly recipientů (vzduchu a vody) a jejich tolerance vůči emisím a pouţití výsledků k určení rozsahu, v jakém je potřebné zvýšit čistotu nebo jsou-li emise vůbec přijatelné provádění stanovení toxicity, perzistence (stálosti) a potenciální bioakumulace zbytkového znečištění z odpadních vod, které mají být vypuštěny do vodního toku (recipientu) a poskytnutí výsledků kompetentním úřadům kontroly a určení důleţitých procesů, které spotřebovávají vodu, a vytvoření jejich seznamu podle spotřeby sledování moţností zlepšování se zaměřením na toky s vyššími koncentracemi a zatíţeními, jejich potenciální nebezpečnost a vliv na přijímající vodní tok1 (recipient) stanovení nejefektivnějších moţností porovnáním celkových účinností čištění, celkového vyváţení vlivů do více prostředí, technické, organizační a ekonomické realizovatelnosti atd.
Další BAT jsou:
určit (zhodnotit) dopad na ţivotní prostředí a vlivy na čistící zařízení při plánování nových činností nebo změn činností stávajících omezit emise u zdroje spojit údaje o výrobě a údaje o emisních zatíţeních pro porovnání skutečných a projektovaných (zamýšlených) vypouštění upravovat kontaminované odpadní toky u zdroje přednostně před jejich rozptýlením a následným centrálním čištěním, pokud tomu nebrání dobré důvody pouţívat metody řízení kvality pro vyhodnocení čištění a/nebo výrobních procesů a/nebo zabránění jejich selhání (poruchy) uplatnit dobrou výrobní praxi (GMP) pro čištění zařízení aby byly omezeny emise do vody a do ovzduší zavést zařízení / postupy, které umoţní včasné zjištění odchylky, jeţ by mohla mít vliv na následná čistící zařízení ve směru toku výroby a tak zamezit jejich poruchám instalovat účinný centrální varovný systém, který by upozorňoval všechny zainteresované na havárie a poruchy zavést program monitorování všech čistících zařízení aby byla zajištěna kontrola jejich správného provozu zavést strategie nakládání s poţární vodou a úniky provozních látek zavést plán postupu při náhodných únicích znečištění vyčlenit náklady na čištění odpadních vod a plynů spojených s výrobou.
Důleţitými opatřeními vedoucími k optimalizaci environmentální výkonnosti výrobních procesů jsou i opatření integrovaná do procesu, kterými se tento dokument nezabývá. BAT tak je:
1
Jeden z členských států poţaduje přesnější definici „toků s vyšší koncentrací“, která by obsahovala hodnoty zatíţení a/nebo koncentrace. Je uveden odlišný názor.
vi
Exekutivní souhrn
pouţívat do procesu integrovaná opatření přednostně před koncovými technikami tam, kde je to moţné stanovit moţnosti dodatečné instalace opatření integrovaných do procesu u stávajících výrobních zařízení a pouţít jich tam, kde je to proveditelné nebo nejpozději při zásadních úpravách zařízení.
Odpadní voda Vhodný SYSTÉM JÍMÁNÍ ODPADNÍCH VOD hraje zásadní úlohu při jejich efektivním sniţování výskytu a/nebo čištění. Odvádí toky odpadních vod do odpovídajících čistících zařízení a zabraňuje míchání kontaminované a nekontaminované odpadní vody. BAT tedy je:
segregovat vodu z procesu od nekontaminované sráţkové vody a jiných nekontaminovaných vypouštěných vod. Pokud ve stávajícím zařízení není dosud segregování vod provozováno, je moţné jej zavést – alespoň částečně – pokud jsou prováděny zásadní úpravy podniku segregovat vody z procesu podle jejich zátěţe znečištěním zastřešit oblasti moţného znečištění tam, kde je to moţné instalovat oddělenou drenáţ (odvodňovací systém) v oblastech, kde je riziko znečištění, včetně jímky pro zachycení průsaků nebo ztrát přetečením pouţít nadzemní kanalizační potrubí pro odpadní provozní vody uvnitř průmyslové lokality mezi místem vzniku odpadní vody a zařízením(i) konečného čištění. Pokud klimatické podmínky neumoţňují nadzemní kanalizační potrubí (teploty hluboko pod 0°C) je vhodné pouţít podzemní potrubí v přístupných kanálech. Mnoho podniků chemického průmyslu stále pouţívá podzemní kanály (stoky) a okamţité vybudování nových systémů kanálů běţně není moţné, ale je moţné jej provést během plánovaných zásadních úprav výrobních závodů nebo kanalizačních systémů instalovat (zajistit) retenční kapacitu pro případ havárií a poţární vodu podle identifikovaných rizik.
ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD v chemickém odvětví se řídí alespoň čtyřmi různými strategiemi:
centrální konečné čištění ve vlastní biologické ČOV centrální konečné čištění v komunální ČOV centrální konečné čištění anorganické odpadní vody v chemicko-mechanické ČOV decentralizované(á) čištění.
Není preferována ţádná z uvedených čtyř strategií za předpokladu garantování ekvivalentních emisních hodnot, pokud chrání ţivotní prostředí jako celek a nevede k jeho většímu znečištění [Článek 2(6) Směrnice]. V této fázi se předpokládá, ţe jsou přijata patřičná rozhodnutí managementu kapalných odpadů, je zhodnocen dopad na vodní recipienty, jsou vyčerpány všechny reálné moţnosti prevence a sníţení objemu odpadních vod a jsou brána v potaz všechna bezpečnostní opatření, tzn. od této chvíle jsou zvaţována pouze koncová řešení čištění vod.
vii
Exekutivní souhrn V případě sráţkové vody je BAT:
odvádět nekontaminovanou sráţkovou vodu přímo do vodního recipientu obtokem kanalizačního systému odpadních vod čistit dešťovou vodu ze znečištěných ploch před jejím vypuštěním do vodního recipientu.
V jistých případech můţe být environmentálně výhodné pouţít v procesu dešťovou vodu a tím sníţit spotřebu čerstvé vody. Vhodná čistící zařízení jsou:
lapák písku (štěrku) retenční nádrţ sedimentační nádrţ pískový filtr.
BAT je odstranit oleje a/nebo uhlovodíky tam, kde se objeví jako velké skvrny nebo kde jsou nekompatibilní s ostatními systémy, aby se zajistila maximální regenerace s pouţitím vhodné kombinace:
separace oleje/vody cyklónem, mikrofiltrací nebo API (American Petroleum Institute) separátorem při očekávaném výskytu velkých skvrn volného oleje nebo uhlovodíků, moţnými alternativami pak jsou i plochý a vlnitý deskový lapák mikrofiltrace, filtrace přes zrnitá media nebo plynová flotace biologické čištění.
Emisní hodnoty spojené s BAT Parametr Koncentrace a) [mg/l] celkový obsah uhlovodíků b) 0,05 – 1,5 BSK5 2 – 20 CHSK 30 – 125 a) měsíční průměr b) Existuje neshoda o metodách analýzy uhlovodíků, kterou technická pracovní skupina (TWG) nemůţe vyřešit. BAT je rozrazit a/nebo odstranit emulze u zdroje. BAT je odstranit z toků odpadních vod nerozpuštěné látky (NL) (NL obsahující sloučeniny těţkých kovů nebo aktivovaný kal vyţadují opatření jiná) pokud mohou způsobit poškození nebo poruchu následných zařízení nebo předtím, neţ jsou vypuštěny do vodního recipientu. Běţné techniky jsou:
sedimentace /vzduchová flotace k zachycení hlavního zatíţení NL mechanická filtrace pro další sníţení obsahu nerozpuštěných látek mikrofiltrace nebo ultrafiltrace, je-li poţadována odpadní voda bez nerozpuštěných látek.
Jsou upřednostňovány techniky umoţňující látkovou regeneraci.
viii
Exekutivní souhrn
BAT je dále
zvládat zápach a hluk zakrytím nebo uzavřením zařízení a v případě nutnosti odváděním znečištěného vzduchu (odtahem) do dalšího čištění odpadních plynů, zneškodnit kal, buď předáním oprávněnému smluvnímu partnerovi nebo úpravou v místě (viz. oddíl o úpravě kalu).
Těţké kovy jsou chemické prvky, které nemohou být zlikvidovány a jedinou moţností jak zamezit jejich úniku do ţivotního prostředí, je jejich regenerace nebo opětovné pouţití. Jakákoli jiná moţnost způsobuje jejich přenos mezi různými prostředími: odpadní vodou, odpadním vzduchem a skládkováním. Pro těţké kovy je BAT provést vše následující:
odloučit (segregovat) odpadní vodu obsahující sloučeniny těţkých kovů do maximální moţné míry a čistit oddělené toky odpadní vody u zdroje před jejich smícháním s ostatními toky a pouţívat techniky umoţňujících regeneraci v maximálním rozsahu a je-li to nutné, umoţnit další eliminaci těţkých kovů v koncové ČOV jako dočišťovací krok s následnou úpravou kalu.
Vhodnými technikami jsou:
sráţení /sedimentace (nebo flotace vzduchem) / filtrace (nebo mikrofiltrace či ultrafiltrace) krystalizace výměna iontů nanofiltrace (nebo reverzní osmóza).
Technická pracovní skupina zjistila, ţe není schopna určit (identifikovat) emisní hodnoty spojené s BAT, které by byly platné pro chemické odvětví jako celek, protoţe emisní hodnoty dosaţitelné uvedenými technikami velmi závisí na zdroji/procesu, z něhoţ těţké kovy pochází. Doporučila, aby se tímto tématem zabývaly příslušné procesní BREF. Obsah anorganických solí (a/nebo kyselin) v odpadních vodách můţe mít vliv jak na biosféru ve vodních recipientech, např. silné zatíţení malých řek solemi, tak na provoz kanalizačních (stokových) systémů, např. koroze potrubí, ventilů a čerpadel nebo selhávání následného biologického čištění. V případě výskytu jedné či obou uvedených moţností je BAT regulovat obsah anorganických solí především u zdroje a především technikami umoţňujícími regeneraci. Vhodné techniky čištění (kromě technik odstraňujících těţké kovy nebo amoniové soli) jsou:
odpařování výměna iontů reverzní osmóza biologické odstranění síranu (pouţíváno pouze pro síran, ale jsou-li přítomné i těţké kovy, jsou odstraněné téţ).
Znečišťující látky nevhodné pro biologické čištění jsou např. těţko odbouratelné (rekalcitrant) TOC a/nebo toxické látky, které inhibují biologické procesy. Je proto potřeba zabránit tomu, aby se dostávaly do biologické čistírny. Není moţné předem říci, které znečišťující látky jsou inhibitory biologických procesů v ČOV, protoţe to závisí na přizpůsobení se mikroorganismů, působících v jednotlivých čistírnách speciálním znečišťujícím látkám. BAT tedy je proto zabránit pronikání
ix
Exekutivní souhrn sloţek odpadních vod do systémů biologického čištění aby nezpůsobily poruchy těchto systémů a toky odpadních vod s biologicky nerozloţitelnými sloţkami čistit vhodnými technikami.2 výběr 1: techniky umoţňující látkovou regeneraci: nanofiltrace nebo reverzní osmóza adsorpce extrakce destilace / rektifikace odpařování vyvařování výběr 2: techniky umoţňující sníţení znečištění bez potřeby přídavného paliva, není-li regenerace moţná: chemická oxidace, ale je třeba dát pozor na činidla obsahující chlór chemická redukce chemická hydrolýza výběr 3: techniky umoţňující sníţení znečištění se značnou spotřebou energie, není-li jiná moţnost sníţení toxicity nebo inhibičních účinků nebo pokud můţe být proces provozován na samonosné bázi: oxidace vzduchem za mokra (nízkotlaká či vysokotlaká varianta) spalování odpadní vody v případech, kdy jsou dodávky a spotřeba vody environmentálně problematické, je třeba zhodnotit techniky vyţadující značné mnoţství chladící vody nebo systémy s mokrou pračkou plynů pro čištění odpadního vzduchu, jako jsou: extrakce destilace / rektifikace odpařování vyvařování (přehánění vodní parou) Biologicky odbouratelné znečištění odpadní vody: voda můţe být čištěna biologickými systémy, buď jako dílčí toky ve speciálně konstruovaných (před)čistících systémech, např. anaerobních nebo aerobních systémech s vysokým zatíţením, nebo jako smíšená odpadní voda v centrální biologické čistírně odpadních vod, nebo dočišťovacím krokem po centrální ČOV. BAT je technika, která odstraňuje biologicky odbouratelné látky s pouţitím vhodného systému biologického čištění (nebo jejich vhodné kombinace), jako jsou: biologické předčištění pro odlehčení koncové centrální biologické čistírny odpadních vod od vysokého biologicky odbouratelného zatíţení (nebo jako konečný dočišťovací krok). Vhodné techniky jsou: anaerobní kontaktní proces anaerobní proces se stoupajícím kalovým mrakem anaerobní nebo aerobní proces s fixním kalovým loţem anaerobní proces s expandovaným kalovým loţem proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem membránový bioreaktor biofiltr proces s fixním kalovým loţem s biofiltrem nitrifikace / denitrifikace pokud odpadní voda obsahuje významné mnoţství dusíku centrální biologické čištění se zabráněním vstupu biologicky neodbouratelných znečišťujících látek v odpadních vodách, pokud mohou způsobit poruchy systému čištění a pokud čistírna není určena pro jejich odstraňování. Emisní hodnota, spojená s BAT je pro BSK po centrálním biologickém čištění obecně niţší neţ 20 mg/l. V případě pouţití aktivovaného kalu je typicky pouţit biologický stupeň s nízkým zatíţením ( < 0.25 kg CHSK/kg kalu za den).
2
Jeden z členských států trvá na přesnější definici kritéria „odpovídající biologicky nerozloţitelnou část“. Je uveden odlišný názor. Podrobnosti najdete v Kapitole 4.
x
Exekutivní souhrn Emisní hodnoty spojené s BAT při konečném vypouštění do vodního recipientu 3: Parametr a) hodnoty Emisní hodnoty [mg/l] b) výkonnosti [%] NL 10 – 20 c) CHSK 76 – 96 d) 30 – 250 e) celkový anorganický N 5 – 25 celkový P 0,5 – 1,5 f) AOX g) a) pro BSK viz. předchozí oddíl o centrálním biologickém čištění b) denní průměr, kromě NL c) měsíční průměr d) nízké hodnoty výkonnosti pro nízké koncentrace znečišťujících látek e) suma NH4-N, NO2-N a NO3-N f) niţší hodnota z dávkování ţivin v biologické ČOV, vyšší hodnota z výrobních procesů Kaly z odpadních vod Při zpracovávání kalů z odpadních vod přímo v chemickém průmyslu je BAT pouţití jedné či více z následujících moţností (pořadí je náhodné):
přípravné operace operace zahušťování kalu stabilizace kalu úprava kalu techniky odvodnění kalu sušící operace termální oxidace kalu skládkování kalu v místě.
Úpravou kalu mimo vlastní chemický podnik se zde nezabýváme, protoţe není náplní tohoto dokumentu. To však neznamená, ţe by závěry BAT byly proti úpravě kalu třetí stranou mimo chemický sektor. Odpadní plyn SYSTÉMY JÍMAJÍCÍ ODPADNÍ PLYNY se instalují pro odvádění plynných emisí do čistících systémů. Sestávají se z uzávěru (zakrytování) zdroje emisí, průduchů a potrubí. BAT jsou: minimalizovat průtok plynů do čistící jednotky co největší moţnou uzavřeností (krytováním) zdrojů emisí zabránit nebezpečí výbuchu: instalací detektoru hořlavosti uvnitř jímacího systému při značném riziku vzniku hořlavé směsi v daném zařízení udrţováním směsi plynů pod spodní hranicí výbušnosti nebo nad její horní hranicí instalovat vhodné zařízení zabraňující vznícení hořlavých směsí kyslíku s plyny nebo minimalizující jeho účinky (následky).
3
Jeden z členských států trvá na zahrnutí emisních hodnot spojených s BAT také pro AOX a těţké kovy v místě vypouštění do recipientu. Podrobnosti o situaci v rozhovorech jsou uvedeny v Kapitole 4.
xi
Exekutivní souhrn
Zdroje odpadních plynů jsou v tomto dokumentu rozděleny následovně:
nízkoteplotní zdroje – výrobní procesy, manipulace s chemikáliemi, zpracování produktů (výrobků) vysokoteplotní zdroje – spalovací procesy, které zahrnují zařízení jako jsou kotle, elektrárny, provozní spalovny a termální a katalytické oxidační zařízení.
Nízkoteplotní zdroje Znečišťující látky, které je třeba v odpadních plynech vypouštěných z nízkoteplotních zdrojů (vznik provozních odplynů) kontrolovat, jsou prach (prachové částice), VOC a anorganické sloučeniny (HCl, SO2, NOx, atd.). BAT je odstranit z toků odpadních plynů prach/prachové částice, a to buď jako konečné čištění nebo jako předčištění pro ochranu následných zařízení, s pouţitím materiálové regenerace tam, kde je to moţné. Je třeba brát v potaz spotřebu energie a vody jednotlivých čistících technik. Vhodnými technikami jsou: přípravné techniky s moţností regenerace: odlučovač cyklón mlhový filtr (také jako dočišťovací filtr pro aerosoly a kapičky) techniky konečného čištění: mokrá pračka plynů (skrubr) elektrostatický odlučovač tkaninový filtr různé filtry s vysokou účinností, v závislosti na prachových částicích. BAT je odstraňovat z toků odpadních plynů VOC. Výběr pouţité techniky velmi závisí na procesu, při němţ VOC vznikají a stupni rizika, které představují. výběr 1: techniky regenerace surovin a/nebo rozpouštědel, často pouţívané jako předčištění pro regeneraci převáţného mnoţství VOC před následnými zařízením,i sniţujícími jejich obsah v odpadních plynech nebo aby se zajistil bezpečný provoz následných zařízení. Vhodné techniky jsou: mokré praní kondenzace membránová separace adsorpce nebo jejich kombinace: kondenzace / adsorpce membránová separace / kondenzace
výběr 2: techniky sniţování obsahu znečišťujících látek pro případ nemoţnosti regenerace, s upřednostněním energeticky nenáročných technik výběr 3: spalovací techniky (termální a katalytická oxidace), pokud nejsou dostupné ostatní stejně účinné techniky.
Při pouţití spalovacích technik má BAT zajistit čištění kouřového plynu ze spalování, očekávají-li se značná mnoţství znečišťujících látek v tomto plynu.BAT je dále pouţití polních hořáků pouze pro bezpečné odstranění přebytku spalitelných plynů např. při údrţbářských činnostech, systémech v nestabilním stavu nebo u vzdálených odtahových míst, nenapojených na systémy omezování znečištění.
xii
Exekutivní souhrn Jiné sloučeniny neţ VOC: BAT je odstraňovat tyto znečišťující látky s pouţitím vhodné techniky:
mokrého praní (voda, kyselý či alkalický roztok) pro halogenvodíky, Cl2, SO2, H2S, NH3 vypírání do nevodného rozpouštědla v případě CS2, COS adsorpce v případě CS2, COS, Hg biologického čištění plynů v případě NH3, H2S, CS2, spalování v případě H2S, CS2, COS, HCN, CO SNCR nebo SCR pro NOx.
Tam, kde je to moţné, jsou regenerační techniky upřednostněny před technikami potlačování obsahu znečišťujících látek, např.:
rekuperace chlorovodíku s pouţitím vody jako pracího média v prvním stupni praní za vzniku roztoku kyseliny chlorovodíkové rekuperace NH3.
Technická pracovní skupina nebyla schopná dojít k závěru o emisních hodnotách spojených s BAT pro odpadní plyny z výrobních procesů, které by se týkaly chemického průmyslu jako celku. Emisní hodnoty spojené s BAT pro provozní plyny jsou značně závislé na skutečném (vlastním) výrobním procesu a bylo doporučeno, aby se jimi zabývaly příslušné BREF výrobních procesů. Vysokoteplotní zdroje Znečišťující látky, které je třeba v odpadních plynech vypouštěných z vysokoteplotních zdrojů (vypouštěné plyny ze spalování) omezovat, jsou prach (prachové částice), halogenové sloučeniny, oxid uhelnatý, oxidy síry, NOx a moţná dioxiny. BAT je odstranit prach/prachové částice pouţitím následujících čistících technik: elektrostatický odlučovač pytlový filtr (za tepelným výměníkem při 120 – 150 °C) katalytický filtr (podobné podmínky jako u pytlového filtru) mokré praní plynů. BAT je rekuperace HCl, HF a SO2 s pouţitím dvoustupňové mokré pračky plynů nebo jejich odstranění vstřikováním suchého, polosuchého nebo mokrého sorbentu, přestoţe mokré praní je obvykle nejúčinnější technikou jak pro sniţování obsahu, tak pro rekuperaci. Pro NOx je BAT zavést SCR namísto SNCR (alespoň u větších zařízení), protoţe má vyšší čistící účinnost a environmentální výkonnost. Stávající zařízení provozující SNCR mohou pro výměnu zvaţovat termín současně s velkými modernizacemi spalovny. I kdyţ SCR je v obecném smyslu BAT, existují jednotlivé případy (typicky menší zařízení), kde je SNCR technicky i ekonomicky nejlepším řešením. Další opatření je třeba posuzovat podle jejich schopnosti dosáhnout většího celkového zlepšení neţ dodatečná instalace SNCR.
xiii
Exekutivní souhrn Hodnoty emisí, dosaţitelné s BAT pro čištění odpadních plynů ze spalování Parametr Hodnoty emisí [mg/Nm3] 1) prach <5 – 15 HCL < 10 HF <1 SO2 <40 – 150 2) NOx (plynové kotle/ohřívače) 20 – 150 3) NOx (kotle na kapalná paliva/ohřívače) 55 – 300 3) 4) NH3 <5 5) dioxiny 0,1 ng/Nm3 TEQ 1) půlhodinový průměr, referenční obsah kyslíku 3% 2) niţší hodnota pro plynné palivo, vyšší hodnota kapalné palivo 3) vyšší hodnota pro menší zařízení pouţívající SNCR 4) NH3 slip s SCR 5) hodnota pro nové katalyzátory, ale emise NH3 se zvyšují se stářím katalyzátoru.
ZÁVĚREČNÉ poznámky a doporučení (kapitola 6) Po druhém setkání technické pracovní skupiny jeden z členských států vyjádřil následující čtyři rozdílné názory. 1. Vyjádřili názor, ţe prohlášení o BAT pro management odpadních vod a plynů jsou částečně dosti obecná a měla by citovat hodnoty pro „toky s vyššími koncentracemi a zatíţeními“ tak, aby význam byl jasnější. 2. Vyjádřili názor, ţe kritérium „odpovídající biologicky neodbouratelná část“ je třeba definovat přesněji poskytnutím souboru hodnot pro těţko odbouratelné (rekalcitrant) TOC v dotčených tocích odpadních vod. 3. Trvali na vyjmenování emisních hodnot dosaţitelných s BAT pro těţké kovy zaloţených na příkladech, uvedených v Příloze 7.6.4. Podle jejich názoru, při uplatňování strategie prevence, předčištění a centrální čištění shora uvedené (viz. oddíl o těţkých kovech), je moţné vyjmenovat emisní hodnoty dosaţitelné s BAT pro těţké kovy, které jsou platné pro mnoho chemických závodů. Dále tvrdí, ţe hodnoty jsou ovlivněné částí výrob, týkajících se těţkých kovů a tak závisí na výrobním programu, coţ můţe ve zvláštních případech způsobit vyšší hodnoty, zvláště při výrobě čistých chemikálií. S ohledem na vypouštění do systémů veřejné kanalizace by měl být efekt ČOV brán v potaz pokud bude zajištěno, ţe těţké kovy se nedostanou do jiného média. Technická pracovní skupina tento poţadavek nepřijala s prohlášením, ţe by nebylo uţitečné vyjmenovat s BAT spojené emisní hodnoty, ovlivněné jednotlivými kombinacemi toků odpadních vod v jednotlivých výrobních lokalitách, coţ by vyústilo v hodnoty, které by mohly či nemusely být v reálných situacích platné. Rozdílný názor byl tedy zaznamenán.
xiv
Exekutivní souhrn 4. Trvají na vyjmenování hodnot emisí, dosaţitelných s BAT pro AOX zaloţených na příkladech uvedených v Příloze 7.6.2. Tvrdí, ţe lze uvést s BAT spojené emisní hodnoty přesto, ţe emisní hodnoty pro AOX jsou silně ovlivněny mnoţstvím a druhem organických chlórových syntéz v lokalitě závodu, je-li čištění odpadních vod prováděno podle závěrů BAT uvedených shora (viz. oddíl o znečišťujících látkách nevhodných pro biologické čištění). Technická pracovní skupina tento názor nepřijala. Uvedené příklady (viz. Příloha 7.6.2) byly interpretovány tak, ţe obsahovaly různé soubory statistických dat coţ neumoţňovalo uvedení hodnot emisí, dosaţitelných s BAT Bylo dokonce zmíněno, ţe jedna z nejniţších emisních hodnot AOX uváděná jako příklad, představovala špatnou výkonnost, zatímco nejvyšší emisní hodnota v souboru dat pocházela z podniku s velmi dobrou výkonností. Za těchto podmínek technická skupina usoudila, ţe není vhodné udat emisní hodnoty spojené s BAT pro AOX. Odlišný názor je proto zaznamenán. Výměna informací byla dosti nekompletní. Je těţké pochopit, proč by tomu tak mělo být, berou-li s v úvahu dosavadní snahy chemického průmyslu a úspěchy v managementu odpadních vod a odpadních plynů. Stejně obtíţná byla výměna informací s mnoha členskými státy. Pokud se týká revize BREF, doporučuje se především doplnit současně chybějící údaje. Revize by měla počkat do doby, kdy se dokončí všechny vertikální BREF v chemickém sektoru. Aby však měla taková revize smysl, bude nutné se více zaměřit na informace uţitečné pro povolovací úřad. Další podrobnosti lze nalézt v Kapitole 6.
xv
Exekutivní souhrn
xvi
Předmluva
PŘEDMLUVA 1.
Postavení dokumentu
Tento dokument je součástí řady referenčních dokumentů, presentujících výsledky výměny informací mezi členskými státy EU a příslušnými průmyslovými odvětvími o nejlepších dostupných technikách (BAT), navazujícím monitorování a jejich vývoji. *(Je publikován Evropskou komisí podle Článku 16(2) Směrnice a musí být brán v úvahu v souladu s Přílohou IV Směrnice při stanovení „nejlepších dostupných technik“.) * Pozn.: Závorka bude odstraněna, jakmile bude Komisí ukončena procedura vydání tohoto dokumentu
2.
Důleţité právní závazky ze Směrnice IPPC a definice BAT
Aby čtenář lépe porozuměl právnímu kontextu v němţ byl tento dokument vypracován, jsou v této předmluvě popsány některá nejdůleţitější ustanovení Směrnice IPPC včetně definice pojmu „nejlepší dostupné techniky“. Tento popis je nevyhnutelně neúplný a slouţí pouze jako informace. Nemá ţádnou právní závaznost a nijak neupravuje ani nezneplatňuje současná platná ustanovení Směrnice. Záměrem Směrnice IPPC je dosáhnout integrované prevence a omezování znečištění pocházejícího z činností, uvedených v její Příloze I a tak vést k vysoké úrovni ochrany ţivotního prostředí jako celku. Právní základ Směrnice se vztahuje k ochraně ţivotního prostředí. Její implementace musí brát ohled i na další cíle Společenství, jako je konkurenceschopnost průmyslu a tak přispívat k udrţitelnému rozvoji. Specifičtěji, dokument pomáhá systému povolování daných kategorií průmyslových zařízení a vyţaduje jak na provozovatelích, tak regulátorech integrovaně a celistvě pohlíţet na potenciál znečišťování a potenciál spotřeb příslušných zařízení. Konečným cílem takového integrovaného přístupu musí být zdokonalení managementu a řízení průmyslových procesů tak, aby byla zajištěna vysoká míra ochrany ţivotního prostředí jako celku. Hlavním ustanovením k tomuto přístupu je Článek 3, který obecně uvádí povinnost všech provozovatelů zařízení učinit všechna vhodná preventivní opatření proti znečišťování, zejména na základě vyuţití nejlepších dostupných technik a tak zlepšit environmentální výkonnost jejich zařízení. Pojem „nejlepší dostupné techniky“ je definován v Článku 2(11) Směrnice jako „nejefektivnější a nejpokročilejší stadium vývoje činností a jejich provozních metod, dokládající vhodnost určitých technik jako základu pro stanovení limitních hodnot emisí, které mají vyloučit nebo, pokud to není moţné, celkově sníţit emise a účinky na ţivotní prostředí jako celek.“ Článek 2(11) pokračuje objasňováním této definice následovně: pod pojmem "technika" se rozumí jak pouţívaná technologie (zařízení a procesy), tak způsob, jakým je zařízení navrţeno, vybudováno, udrţováno, provozováno a vyřazeno z činnosti, "dostupnou" se rozumí technika, která byla vyvinuta v měřítku, umoţňujícím realizaci v příslušném průmyslovém oboru za ekonomicky a technicky přijatelných podmínek s ohledem na náklady a přednosti, ať jiţ tato technika je nebo není v dotyčném členském státě pouţívána či vyráběna, pokud je provozovateli přístupná za rozumných podmínek, pod pojmem "nejlepší" se rozumí nejefektivnější technika z hlediska dosaţení vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku.
xvii
Předmluva
Příloha IV Směrnice dále obsahuje seznam „hledisek či okolností, které je třeba brát v úvahu obecně nebo ve specifických případech při určování nejlepších dostupných technik … se zřetelem k očekávaným nákladům a přínosům určitého opatření a k principům předběţné opatrnosti a prevence“. Tato hlediska zahrnují informaci, publikovanou Komisí vzhledem k Článku 16(2). Příslušné orgány, zodpovědné za vydávání povolení, mají při určování podmínek povolení jednat dle obecných pravidel uvedených v Článku 3. Tyto podmínky musí zahrnovat emisní limity, doplněné nebo nahrazené tam, kde je to vhodné, ekvivalentními parametry nebo technickými ukazateli. Dle Článku 9(4) Směrnice tyto emisní limity, ekvivalentní parametry a technické ukazatele musí, bez dotčení splnění norem kvality ţivotního prostředí, být zaloţeny na nejlepších dostupných technikách, aniţ by bylo předepsáno, jaká specifická technika má být pouţita, ale s ohledem na technické charakteristiky dotyčného zařízení, jeho geografické umístění a místní podmínky ţivotního prostředí. Podmínky povolení musí za všech okolností obsahovat opatření k minimalizaci dálkového znečištění či znečištění překračujícího hranice států a k zajištění vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku. Členské státy zajistí, dle Článku 11 Směrnice, aby příslušné úřady sledovaly vývoj nejlepších dostupných technik nebo aby o něm byly informovány.
3.
Cíl dokumentu
Článek 16(2) Směrnice ukládá Komisi organizovat „výměny informací mezi členskými státy a mezi zainteresovanými průmyslovými odvětvími o nejlepších dostupných technikách, o souvisejícím monitorování a jejich vývoji“ a výsledky této výměny informací zveřejnit. Záměr této výměny informací je dán preambulí 25 Směrnice, kde se praví, „ţe rozvoj a výměna informací o nejlepších dostupných technikách na úrovni Společenství přispěje k vyrovnávání technologických rozdílů v rámci Společenství, podpoří celosvětové rozšiřování znalostí limitních hodnot a postupů pouţívaných ve Společenství a pomůţe členským státům účinně uplatňovat tuto Směrnici.“ Komise (Environment DG) zaloţila Fórum pro výměnu informací (IEF) pro usnadnění činností uvedených v Článku 16(2) a pod IEF byly zaloţeny technické pracovní skupiny (TWG). Jak v IEF tak i v technických pracovních skupinách jsou představitelé členských států a průmyslu jak poţaduje Článek 16(2). Záměrem této řady dokumentů je přesně reflektovat uskutečněnou výměnu informací poţadovanou Článkem 16(2) a zajistit referenční informace pro povolovací orgán, které je třeba brát v úvahu při určování podmínek povolení. Poskytováním důleţitých informací o nejlepších dostupných technikách budou tyto dokumenty hodnotnými nástroji pro rozvoj environmentální výkonnosti.
4. Zdroje informací Tento dokument představuje souhrn informací, shromáţděných z mnoha zdrojů, zejména zahrnuje i odborné znalosti skupin, ustavených na pomoc Komisi při její práci a ověřených orgány Komise. Všechny příspěvky jsou kvitovány s vděčností.
5. Jak chápat a pouţívat tento dokument Informace předkládané tímto dokumentem by měly být uţity jako vstupní informace při určování BAT v jednotlivých případech. Při určování BAT a ukládání podmínek povolení, zaloţených na BAT by vţdy měl být brán v úvahu celkový záměr, kterým je dosaţení vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku.
xviii
Předmluva
Zbytek této kapitoly popisuje typ informací obsaţených kaţdé ze sekcí dokumentu. Kapitola 1 podává základní popis odpadních vod a odpadních plynů, včetně obecné informace o systémech managementu a systémech čištění. Kapitola 2 popisuje environmentální management a management kapalných a plynných odpadních látek a vhodné prostředky pro jejich implementaci. Kapitola 3 popisuje techniky čištění odpadních vod a odpadních plynů, které jsou v chemickém odvětví běţné. Tyto techniky zahrnují procesy regenerace látek a sniţování obsahu znečišťujících látek. Kapitoly 2 a 3 jsou jádrem tohoto referenčního dokumentu a mají poskytovat potřebné informace pro závěry o BAT v Kapitole 4. Kapitola 4 uvádí techniky a s nimi dosaţitelné hodnoty emisí, povaţované za kompatibilní s BAT v obecném smyslu. Při nalezení nejvhodnějších čistících technik pro specifické situace termín „techniky“ v kontextu tohoto horizontálního dokumentu znamená více neţ jen technologii; obsahuje také strategie managementu. Záměrem je dát k dispozici obecné údaje, týkající se spotřebních a emisních hodnot, které je moţné povaţovat za vhodný referenční bod pro určení podmínek povolení, zaloţených na BAT nebo pro stanovení obecně závazných pravidel podle Článku 9(8). Je však třeba zdůraznit, ţe tento dokument nenavrhuje limitní hodnoty emisí. Určení přiměřených povolovacích podmínek bude zahrnovat místní specifické faktory, jakými jsou technické charakteristiky daného zařízení, jeho geografická poloha a místní stav ţivotního prostředí. V případě stávajících zařízení je třeba brát v potaz i ekonomickou a technickou schůdnost jejich modernizace. Dokonce i jediný cíl zajištění vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku bude často zahrnovat přijímání kompromisů mezi dopady na různé sloţky ţivotního prostředí a tato rozhodnutí budou často ovlivněna místními podmínkami. Ačkoli byl učiněn pokus popsat některé z těchto otázek, není moţno aby tak bylo učiněno plně v tomto dokumentu. Techniky a hodnoty uvedené v Kapitole 4 nebudou tedy nutně vhodné pro všechna zařízení. Na druhé straně poţadavek na zajištění vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí včetně minimalizace dálkového přenosu znečištění či znečištění, překračujícího hranice států, nemůţe být stanoven čistě na základě místních podmínek. Je tedy velmi důleţité aby informace obsaţené v tomto dokumentu byly plně brány v úvahu povolovacími úřady. Protoţe se nejlepší dostupné techniky během času mění, bude tento dokument přehodnocován a podle potřeby aktualizován. Veškeré připomínky a návrhy by měly být zaslány kanceláři European IPPC Bureau v Institute for Prospective Technological Studies na následující adresu:
Edificio EXPO - World Trade Center, Isla de la Cartuja s/n, E-41092 Seville – Spain Telefon: +34 95 4488 284 Fax: +34 95 4488 426 E-mail:
[email protected] Internet: http://eippcb.jrc.es
xix
Předmluva
xx
Referenční dokument nejlepších dostupných technik v běţném čištění odpadních vod a odpadních plynů/ Systémy managementu v chemickém průmyslu EXEKUTIVNÍ SOUHRN ........................................................................................................................ I PŘEDMLUVA .................................................................................................................................. XVII ROZSAH ........................................................................................................................................ XXVII 1 OBECNÝ POPIS ................................................................................................................................. 1 1.1 Odpadní vody a odpadní plyny v chemickém průmyslu ......................................................... 1 1.1.1 Odpadní voda ......................................................................................................................... 1 1.1.2 Odpadní plyn .......................................................................................................................... 3 1.2 Environmentální management s ohledem na odpadní vody a odpadní plyny ............................. 4 1.3 Technologie čištění ....................................................................................................................... 6 1.3.1 Opatření integrovaná do procesu ............................................................................................ 7 1.3.2 Koncové techniky ................................................................................................................... 8 1.3.2.1 Čištění odpadních vod ..................................................................................................... 8 1.3.2.2 Čištění odpadních plynů .................................................................................................10 1.4 Vliv čištění odpadních vod a odpadních plynů na ţivotní prostředí a jejich vzájemné závislosti ............................................................................................................................................................12 2 MANAGEMENT ODPADNÍCH VOD A PLYNŮ ............................................................................15 2.1 Systém environmentálního managementu (EMS) ........................................................................15 2.2 Nástroje managementu .................................................................................................................19 2.2.1 Inventární nástroje managementu .........................................................................................19 2.2.1.1 Inventarizace lokality .....................................................................................................19 2.2.1.2 Inventarizace nebo registr látkových toků ......................................................................20 2.2.1.2.1 Celkové zhodnocení kapalných odpadů (WEA) .....................................................21 2.2.1.2.2 Sniţování spotřeby vody a mnoţství vypouštěných odpadních vod .......................25 2.2.1.2.3 Kvantifikace emisí odpadních plynů .......................................................................26 2.2.1.3 Analýza toků energií a materiálů (EMFA) .....................................................................28 2.2.2 Nástroje provozního managementu .......................................................................................29 2.2.2.1 Monitorování ..................................................................................................................29 2.2.2.2 Stanovení a pravidelná revize vnitřních cílů nebo programů .........................................29 2.2.2.3 Výběr moţností čištění ...................................................................................................31 2.2.2.3.1 Výběr systému omezování znečištění odpadních vod .............................................32 2.2.2.3.2 Výběr systému regulace odpadních plynů ...............................................................36 2.2.2.4 Volba jímacího systému .................................................................................................38 2.2.2.4.1 Výběr systému jímání a segregace odpadních vod..................................................38 2.2.2.4.2 Volba systémů jímání odpadních plynů ..................................................................39 2.2.2.5 Implementace zvolených moţností omezování emisí ....................................................39 2.2.2.6 Metody řízení kvality .....................................................................................................40 2.2.3 Nástroje strategického managementu ....................................................................................43 2.2.3.1 Hodnocení rizik ..............................................................................................................43 2.2.3.2 Benchmarking ................................................................................................................44 2.2.3.3 Hodnocení ţivotního cyklu (LCA) .................................................................................44 2.2.4 Bezpečnostní a havarijní nástroje ..........................................................................................45 2.2.4.1 Management poţární vody a nejvýznamnějších úniků ..................................................45 2.2.4.2 Plánování řešení havarijního znečištění (havarijní plány)..............................................47 3 POUŢITÁ TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ..............................................................................................48 3.1 Informace uvedené v této kapitole .........................................................................................48 3.2 Informace o nákladech v tomto horizontálním dokumentu ..........................................................49 3.2.1 Celkové náklady na instalaci ve srovnání s cenami dodávaného zařízení ............................49 3.2.2 Náklady na nové zařízení ve srovnání s náklady na modernizaci .........................................50 3.2.3 Investice versus provozní náklady ........................................................................................51 3.2.4 Počáteční náklady na omezování emisí ve srovnání s přírůstkovými náklady na omezování znečištění ........................................................................................................................................52 3.3 Techniky čištění odpadních vod ...................................................................................................52
xxi
3.3.1 Opatření integrovaná do procesu ...........................................................................................52 3.3.1.1 Protiproudá extrakce jako příklad procesů sniţujících spotřebu vody ...........................52 3.3.1.2 Vícenásobné vyuţití a recirkulační operace ...................................................................53 3.3.1.3 Nepřímé chlazení s parními fázemi ................................................................................53 3.3.1.4 Procesy výroby vakua bez vzniku odpadních vod .........................................................54 3.3.1.5 Čištění odpadního vzduchu procesem bez odpadních vod .............................................54 3.3.1.6 Rekuperace nebo retence látek z matečných výluhů nebo optimalizovanými procesy ..54 3.3.1.7 Pouţití málo kontaminovaných surovin a pomocných látek ..........................................55 3.3.2 Vyvaţování (balancování) toků ............................................................................................55 3.3.3 Zásobní nebo retenční kapacita pro případy poruch..............................................................56 3.3.4 Koncové techniky ..................................................................................................................58 3.3.4.1 Nerozpustné znečišťující látky / mechanická separace ..................................................61 3.3.4.1.1 Separace štěrku/písku ..............................................................................................61 3.3.4.1.2 Sedimentace pevných látek .....................................................................................63 3.3.4.1.3 Flotace vzduchem ....................................................................................................67 3.3.4.1.4 Filtrace .....................................................................................................................72 3.3.4.1.5 Mikrofiltrace a ultrafitrace ......................................................................................76 3.3.4.1.6 Separace vody a olejů ..............................................................................................79 3.3.4.2 Rozpustné biologicky neodbouratelné nebo inhibiční znečišťující látky / fyzikálněchemické čištění .........................................................................................................................83 3.3.4.2.1 Sráţení .....................................................................................................................83 3.3.4.2.2 Krystalizace .............................................................................................................86 3.3.4.2.3 Chemická oxidace ...................................................................................................90 3.3.4.2.4 Oxidace vzduchem za mokra ..................................................................................93 3.3.4.2.5 Nadkritická oxidace vody (SCWO) ........................................................................97 3.3.4.2.6 Chemická redukce .................................................................................................100 3.3.4.2.7 Chemická hydrolýza ..............................................................................................102 3.3.4.2.8 Nanofiltrace (NF) a reverzní osmóza (RO) ...........................................................104 3.3.4.2.9 Adsorpce................................................................................................................109 3.3.4.2.10 Iontová výměna ...................................................................................................115 3.3.4.2.11 Extrakce ...............................................................................................................117 3.3.4.2.12 Destilace / rektifikace ..........................................................................................119 3.3.4.2.13 Odpařování ..........................................................................................................121 3.3.4.2.14 Stripování ............................................................................................................123 3.3.4.2.15 Spalování odpadních vod ....................................................................................127 3.3.4.3 Rozpustné biologicky odbouratelné znečišťující látky / biologické čištění .................129 3.3.4.3.1 Anaerobní čištění...................................................................................................130 3.3.4.3.2 Biologické odstraňování sloučenin síry / těţkých kovů ........................................135 3.3.4.3.3 Aerobní čištění ......................................................................................................138 3.3.4.3.4 Biologické odstraňování dusíku ............................................................................147 3.3.4.3.5 Centrální biologické čištění odpadních vod ..........................................................151 3.3.4.4 Sráţkové a poţární vody ..............................................................................................154 3.3.4.4.1 Retenční rybníky ...................................................................................................155 3.3.4.4.2 Pískové filtry .........................................................................................................156 3.4 Techniky úpravy kalů .................................................................................................................157 3.4.1 Zahušťování a odvodňování kalů ........................................................................................159 3.4.2 Stabilizace a kondicionace ..................................................................................................164 3.4.3 Termální redukce kalů .........................................................................................................166 3.5 Koncové techniky čištění odpadních plynů................................................................................171 3.5.1 Techniky rekuperace VOC a anorganických sloučenin ......................................................173 3.5.1.1 Membránová separace ..................................................................................................173 3.5.1.2 Kondenzace ..................................................................................................................177 3.5.1.3 Adsorpce.......................................................................................................................184 3.5.1.4 Mokré pračky pro odstranění plynů .............................................................................190 3.5.2 Operace a procesy sniţování obsahu VOC a anorganických sloučenin ..............................201
xxii
3.5.2.1 Biologická filtrace ........................................................................................................201 3.2.2.2 Biologické praní ...........................................................................................................205 3.5.2.3 Biologické skrápění ......................................................................................................209 3.5.2.4 Termální oxidace ..........................................................................................................213 3.5.2.5 Katalytická oxidace ......................................................................................................219 3.5.2.6 Spalování v polních hořácích .......................................................................................224 3.5.3 Techniky rekuperace a sniţování obsahu tuhých znečišťujících látek ................................232 3.5.3.1 Separátor.......................................................................................................................232 3.5.3.2 Cyklón ..........................................................................................................................233 3.5.3.3 Elektrostatický odlučovač (ESP) ..................................................................................237 3.5.3.4 Mokrá pračka prachu ....................................................................................................242 3.5.3.5 Látkový (tkaninový) filtr ..............................................................................................248 3.5.3.6 Katalytická filtrace .......................................................................................................253 3.5.3.7 Dvoustupňový prachový filtr........................................................................................255 3.5.3.8 Absolutní filtr (HEPA – filtr) ......................................................................................258 3.5.3.9 Vzduchový filtr s vysokou účinností (HEAF) ..............................................................260 3.5.3.10 Mlhový filtr ................................................................................................................261 3.5.4 .Techniky rekuperace a sniţování obsahu plynných znečišťujících látek ve kouřových plynech .........................................................................................................................................263 3.5.4.1 Vstřikování sorbentu jako techniky FGD (odsiřování kouřových plynů) ...................264 3.5.4.2 Selektivní redukce NOx (SNCR a SCR) .......................................................................271 4 NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNIKY PRO ČIŠTĚNÍ / MANAGEMENT ODPADNÍCH VOD / ODPADNÍCH PLYNŮ V CHEMICKÉM ODVĚTVÍ ........................................................................274 4.1 Úvod ...........................................................................................................................................274 4.2 Obecné BAT...............................................................................................................................276 4.3 Specifické BAT ..........................................................................................................................279 4.3.1 Sekce odpadních vod ...........................................................................................................279 4.3.2 Sekce odpadních plynů........................................................................................................298 5 NOVĚ VYVÍJENÉ TECHNIKY ......................................................................................................309 6 ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY ...........................................................................................................311 7 PŘÍLOHY .........................................................................................................................................319 7.1 Příloha I. Společný provoz průmyslové a komunální ČOV .......................................................319 7.2 Příloha II Příklad EMFA: technologie „Pinch“ (optimalizace toků) .....................................320 7.3 Příloha III Monitorování centrální biologické ČOV ...........................................................325 7.4 Příloha IV Standardy (Normy) monitorování .....................................................................326 7.5 Příloha V Havarijní plán pro případ náhodného znečištění ...............................................330 7.6 Příloha VI Příklady čištění odpadních vod a odpadních plynů ...........................................331 7.6.1 Technická informace o čistírnách odpadních vod (příklady) ..............................................331 7.6.2 Informace o vypouštěných odpadních vodách (příklady) ...................................................336 7.6.3 Informace o sdruţených systémech čištění odpadních vod (příklady) ................................339 7.6.4 Příklady vypouštění těţkých kovů ......................................................................................343 7.6.5 Příklady zařízení na čištění odpadních plynů ......................................................................346 7.7 Příloha VII Legislativa týkající se odpadních vod a odpadních plynů v chemickém odvětví 348 7.7.1 Organické látky ...................................................................................................................432 GLOSÁŘ POJMŮ A ZKRATEK ........................................................................................................435 REFERENCE .......................................................................................................................................441
xxiii
Seznam vyobrazení Obr. I: Hranice mezi výrobou a omezováním znečištění, nebo mezi vertikálním a horizontálním BREF .................................................................................................................................................. xxviii Obrázek 3.1: Nezávislá záchytná nádrţ se střídavým plněním ..............................................................57 Obrázek 3.2: Spojené záchytné nádrţe, zaplavované přerušovaně ........................................................57 Obrázek 3.3: Spojené záchytné nádrţe, zaplavované kontinuálně .........................................................58 Obrázek 3.4: Záchytný systém úniků .....................................................................................................58 Obrázek 3.5: Rozsah technik čištění odpadních vod podle druhu znečišťujících látek .........................59 Obrázek 3.6: Kanálový lapák písku (písková komora) s horizontálním průtokem ................................61 Obrázek 3.7: Kruhový lapák písku .........................................................................................................61 Obrázek 3.8: Provzdušňovaný lapák písku ............................................................................................62 Obrázek 3.9: Sedimentační nebo usazovací nádrţ .................................................................................64 Obrázek 3.10: Nádrţ s trychtýřovým dnem ...........................................................................................64 Obrázek 3.11: Lamelová nebo trubková usazovací nádrţ ......................................................................65 Obrázek 3.12: Systém DAF: ..................................................................................................................68 Obrázek 3.13: Srovnání separační účinnosti DAF a sedimentace .........................................................69 Obrázek 3.14: Konvenční spádový pískový filtr s více médii................................................................73 Obrázek 3.15: Tlakový filtr ....................................................................................................................73 Obrázek 3.16: Rotační podtlakový filtr ..................................................................................................74 Obrázek 3.17: Separátor Amerického petrolejářského institutu (API) ..................................................80 Obrázek 3.18: Odlučovač s paralelními deskami (PPI) .........................................................................81 Obrázek 3.19: Odlučovač s vlnitými deskami (CPI) ..............................................................................81 Obrázek 3.20: Princip krystalizačního procesu ......................................................................................86 Obrázek 3.21: Víceúčelové pouţití krystalizace v chemické výrobě .....................................................88 Obrázek 3.22: Diagram toků zařízení Loprox ........................................................................................94 Obrázek 3.23: Zjednodušené schéma toků procesu SCWO ...................................................................98 Obrázek 3.24: Uspořádání RO .............................................................................................................106 Obrázek 3.25: Provoz 2 adsorpčních kolon spojených v sérii..............................................................110 Obrázek 3.26: Stripování amoniaku, vzduchové a parní stripování.....................................................124 Obrázek 3.27: Uhlíková bilance při aerobním (A) a anaerobním (B) mikrobiologickém rozkladu organických sloučenin ..................................................................................................................130 Obrázek 3.28: Anaerobní kontaktní proces ..........................................................................................131 Obrázek 3.29: Schéma procesu UASB ................................................................................................132 Obrázek 3.30: Schéma dvoustupňového procesu anaerobního čištění ................................................133 Obrázek 3.31: Procesní diagram zařízení biologicky sniţujícího obsah kovů a síranů .......................136 Obrázek 3.32: Příklad věţové biologie ................................................................................................140 Obrázek 3.33: Varianty membránového bioreaktoru v porovnání s konvenčním procesem s aktivovaným kalem ....................................................................................................................141 Obrázek 3.34: Schéma skrápěného filtru .............................................................................................142 Obrázek 3.35: Proces s biofiltrem v porovnání s konvenčním procesem s aktivovaným kalem .........142 Obrázek 3.36: Nitrifikace/denitrifikace v sérii .....................................................................................149 Obrázek 3.37: Nitrifikace/denitrifikace s denitrifikací jako prvním stupněm ......................................149 Obrázek 3.38: Příklad centrální ČOV (mechanicko-biologicko-chemické) ........................................152 Obrázek 3.39: Odstředivý zahušťovač kalů .........................................................................................159 Obrázek 3.40: DAF zahušťovač pro přebytečný aktivovaný kal .........................................................160 Obrázek 3.41: Pásový filtrační lis ........................................................................................................160 Obrázek 3.42: Filtrační lis (kalolis) s rámovými deskami s fixním objemem .....................................161 Obrázek 3.43: Fluidní spalovací pec [cww/tm/4] ................................................................................167 Obrázek 3.44: Oxidační reaktor v hluboké šachtě [cww/tm/4] ............................................................168 Obrázek 3.45: Rozsah koncových technik čištění odpadních plynů podle vztahu k druhu znečišťujících látek ..............................................................................................................................................171 Obrázek 3.46: Běţný membránový kapilární modul ............................................................................173 Obrázek 3.47: Schéma obvyklého zařízení membránové separace ......................................................174 Obrázek 3.48: Pouţití membránové separace jako rekuperační jednotky výparů (VRU) ....................175 xxiv
Obrázek 3.49: Dvoustupňový kondenzační systém .............................................................................178 Obrázek 3.50: Rekuperační systém kryogenní kondenzace spojený s obvyklým provozem ochranné dusíkové atmosféry ......................................................................................................................178 Obrázek 3.51: Systém kryogenní rekuperace v inertní atmosféře ........................................................179 Obrázek 3.52: Běţný kondenzační systém s inertním plynem v uzavřeném cyklu .............................180 Obrázek 3.53: Typický proces adsorpce s dvojitým loţem..................................................................185 Obrázek 3.54: Adsorpce s fluidním loţem ...........................................................................................186 Obrázek 3.55: Adsorpce a desorpce s kontinuálně pohyblivým loţem................................................187 Obrázek 3.56: Pračka s pohyblivým loţem ..........................................................................................192 Obrázek 3.57: Pračka s náplní ..............................................................................................................193 Obrázek 3.58: Pračka s děrovanými patry ...........................................................................................194 Obrázek 3.59: Sprchová věţ, (a) protiproudá, (b) souproudá ..............................................................195 Obrázek 3.60: Typický systém absorpce / desorpce ............................................................................196 Obrázek 3.61: Konstrukce biofiltru ......................................................................................................201 Obrázek 3.62: Typický proces biologické filtrace ...............................................................................203 Obrázek 3.63: Typická biopračka ........................................................................................................205 Obrázek 3.64: Typický proces biologického praní ..............................................................................206 Obrázek 3.65: Průtokové schéma procesu biologického prosakování .................................................209 Obrázek 3.66: Typické zařízení biologického prosakování .................................................................210 Obrázek 3.67: Schémata různých systémů rekuperačního spalování ...................................................214 Obrázek 3.68: Princip katalytické oxidace ...........................................................................................219 Obrázek 3.69: Regenerační katalytický oxidátor .................................................................................221 Obrázek 3.70: Typický systém zvýšeného polního hořáku [cww/tm/143] ..........................................224 Obrázek 3.71: Základní součásti uzavřeného spalovacího zařízení .....................................................225 Obrázek 3.72: Hořák s tyčovým injektorem ........................................................................................227 Obrázek 3.73: Stíněný hořák ................................................................................................................227 Obrázek 3.74: Komorový (muflový) hořák ..........................................................................................228 Obrázek 3.75: Cyklón se zpětným tokem ............................................................................................234 Obrázek 3.76: Cyklón s přímým průtokem ..........................................................................................234 Obrázek 3.77: Wire-plate ESP .............................................................................................................238 Obrázek 3.78: ESP typu „drát v trubce“ ..............................................................................................238 Obrázek 3.79: Schématický nákres jednostupňového a dvoustupňového ESP ....................................239 Obrázek 3.80: Pračka s nárazovým čisticím efektem a separací unášené kapaliny .............................243 Obrázek 3.81: Difúzní (Venturiho) pračka...........................................................................................244 Obrázek 3.82: Čistící stanice s katalytickými filtry, včetně vzorkovací řady (sampling train) ...........253 Obrázek 3.83: Dvoustupňový prachový filtr ........................................................................................255 Obrázek 3.84: Filtr s kovovou síťovinou s obnovou koláče ................................................................256 Obrázek 3.85: Vstřikování suchého sorbentu pro odstranění oxidu siřičitého (pozice vstřikování) ....265 Obrázek 3.86: Rozprašovací nebo polosuchý systém odsiřování kouřových plynů ............................266 Obrázek 3.87: Mokrý systém odsiřování kouřových plynů: pračka s vápenným mlékem ...................267 Obrázek 4.1: Rozhodovací proces volby čištění odpadních vod v chemické průmyslové lokalitě: základ pro zvolení BAT ...............................................................................................................281 Obrázek 7.1: Kooperace mezi průmyslovou a komunální ČOV: situace před .....................................321 Obrázek 7.2: Kooperace mezi průmyslovou a komunální ČOV: současná situace .............................322 Obrázek 7.3: Pinch technologie – Analýza, křivky zdrojů a spotřeby .................................................323 Obrázek 7.4: Příklad strategie šetření vodou před a po pinch analýze ................................................324 Obrázek 7.5: Situace v produkci komplexní chemické lokality (příklad XXI) ....................................340 Obrázek 7.6: Centrální čištění odpadních vod z chemické lokality vyrábějící léčiva a pesticidy .......342 Emisní limitní hodnoty pro vypouštěné odpadní vody do povrchových vodních recipientů a komunálních kanalizačních systémů. ...........................................................................................428
xxv
Seznam tabulek Tabulka 1.1: Hlavní znečišťující látky v odpadních vodách a jejich odpovídající čistící techniky ........ 8 Tabulka 1.2: Výběr technik redukce emisí v odpadních plynech podle odstraňovaných znečišťujících látek ................................................................................................................................................11 Tabulka 1.3: Výběr technik redukujících emise odpadních plynů podle průtoku odpadních plynů ......12 Tabulka 1.4: Potenciální dopad zařízení čistících odpadní vody ...........................................................13 Tabulka 1.5: Potenciální dopad zařízení čistících odpadní plyny ..........................................................13 Tabulka 3.1: Příklad nákladů na aktuální projekt...................................................................................50 Tabulka 3.2: Odstranění znečišťujících látek z odpadních vod vlivem koagulace ................................63 Tabulka 3.3: charakteristiky mikrofiltrace (MF) a ultrafiltrace (UF) .....................................................76 Tabulka 3.4: sníţení CHSK různých látek jako funkce pouţití H2O2 [cww/tm/132] ............................92 Tabulka 3.5: Charakteristiky nanofiltrace (NF) a reverzní osmózy (RO) ............................................104 Tabulka 3.6: Běţně pouţívané adsorbenty a jejich vlastnosti ..............................................................109 Tabulka 3.7: Typická výkonnost adsorpce GAC s koncentrací nátoku kolem 1000 mg/l ...................112 Tabulka 3.8: Parametry jednotlivých procesů, běţně spojované s anaerobním, anoxickým a aerobním biologickým procesům čištěním odpadních vod. .........................................................................130 Tabulka 3.9: Prahové koncentrace reprezentativních látek, toxických pro aktivovaný kal .................139 Tabulka 3.10: Porovnání volumetrických zátěţí čištěných různými aerobními procesy .....................144 Tabulka 3.11: Důleţité inhibitory nitrifikace .......................................................................................148 Tabulka 3.12: Obvyklé dávkování vápna pro stabilizaci kapalných kalů ............................................165 Tabulka 3.13: Obvyklé úrovně přidávaného polymeru pro různé typy kalu a pro různé metody odvodňování .................................................................................................................................166 Tabulka 3.14: Typická pouţití biopraček .............................................................................................207 Tabulka 3.15: Typy hořáků ..................................................................................................................215 Tabulka 3.18: Běţně pouţívané tkaniny ..............................................................................................248 Tabulka 3.19: Třídy výkonnosti suché sorpce pro vápno při různých teplotách a systémech sníţení obsahu TZL (prachu) ....................................................................................................................269 Tabulka 3.20: Míry sníţení obsahu SOx suchou sorpcí vápnem při různých teplotách a molárních poměrech Ca/S .............................................................................................................................269 Tabulka 3.21: Míry sníţení obsahu SOx polosuchou sorpcí na vápno při různých molárních poměrech Ca/S ..............................................................................................................................................269 Tabulka 3.22: Míry sníţení obsahu suché a polosuché sorpce na uhličitan sodný ..............................269 Tabulka 4.1: techniky čištění sráţkových vod popsané v Kapitole 3...................................................283 Tabulka 4.2: Úrovně emisí spojené s BAT pro volné oleje / uhlovodíky vypouštěné do vodních recipientů ......................................................................................................................................284 Tabulka 4.3: Techniky čištění spojené s BAT pro nerozpuštěné látky ................................................286 Tabulka 4.4: Techniky čištění spojené s BAT pro těţké kovy .............................................................288 Tabulka 4.4: Techniky čištění spojené s BAT pro těţké kovy .............................................................289 Tabulka 4.6: Techniky čištění spojené s BAT pro znečišťující láky nečistitelné biologicky ..............292 Tabulka 4.7: Techniky čištění spojené s BAT pro techniky biologického čištění ...............................295 Tabulka 4.8: Úrovně emisí spojené s BAT pro konečné vypouštění odpadních vod do vodních recipientů ......................................................................................................................................296 Tabulka 4.9: Techniky čištění spojené s BAT pro odstraňování tuhých znečišťujících látek z běţných toků odpadních plynů ...................................................................................................................302 Tabulka 4.10: Techniky čištění spojené s BAT pro čištění VOC a anorganických sloučenin z běţných toků odpadních plynů ...................................................................................................................304 Tabulka 4.11: Úrovně emisí spojené s BAT a účinnost čištění kouřových plynů ze spalování v odvětví chemie ..........................................................................................................................................306 Tabulka 7.1: Monitorování ČOV .........................................................................................................325 Tabulka 7.2: Toky odpadních vod a podrobnosti o jejich čištění v komplexní chemické lokalitě (příklad XXI) ................................................................................................................................340 Tabulka 7.3: Úrovně emisí těţkých kovů v místě konečného vypouštění [cww/tm/160] ....................345
xxvi
Rozsah
ROZSAH Tento horizontální Referenční dokument nejlepších dostupných technik (BREF), nazvaný „Běţné čištění odpadních vod a odpadních plynů / systémy managementu v chemickém odvětví“ (CWW), zahrnuje celé chemické odvětví a jeho záměrem je pomáhat a vést povolovatele při rozhodování o povolení vztahujícím se na vodní a plynné odpadní látky z chemických zařízení. Je jedním z řady BREFů, týkajících se chemického průmyslu, které jsou navrţeny aby mohly být čteny v souvislostech. Jsou to:
Výroba chlóru a alkálií Velkoobjemové organické chemikálie (LVOC) Velkoobjemové anorganické chemikálie (LVIC) Polymery Čisté organické chemikálie (OFC) Speciální anorganické chemikálie (SIC)
a horizontální BREFy
Průmyslové chladící systémy Emise ze skladování materiálů ve velkých objemech a nebezpečných materiálů Monitorovací systémy Otázky ekonomické a vlivů do více prostředí.
Rafinérský průmysl povaţuje tento referenční dokument za platný i pro rafinérské odvětví. Tento dokument se omezuje pouze na ty techniky, které jsou v odvětví „běţně“ pouţívané nebo pouţitelné, protoţe v chemickém průmyslu existuje mnoho moţností čištění odpadních vod a/nebo odpadních plynů. I přes toto omezení se můţe tento BREF zabývat pouze některými z pouţívaných technik. To znamená, ţe metody čištění pouţívané pouze v jedné lokalitě a/nebo navrţené pouze pro jeden speciální výrobní proces v tomto dokumentu uvedeny nejsou. Ty spadají do rámce patřičných vertikálních dokumentů. Na druhé straně techniky, které ještě v chemickém průmyslu nebyly pouţity, ale jsou úspěšně pouţívány v jiných odvětvích, jsou pro očekávané úspěšné pouţití uvedeny. Techniky integrované do výrobních procesů jsou v tomto dokumentu zmíněny pokud je moţné je pouţít v několika procesech nebo je-li jejich pouţití obecně uznáno. Místně specifické nebo procesně specifické otázky čištění odpadních vod či plynů zde typicky uvedeny nejsou, ale je na ně brán ohled v obecném přístupu, vysvětlujícím, jak se vyrovnat se specifickými podmínkami. Dalším hlavním tématem v tomto Referenčním dokumentu je management odpadních vod a plynů, který je součástí provozního managementu. Management znamená přizpůsobení místních podmínek (jako jsou zvláštnosti výroby, legislativa, místní environmentální situace, dostupnost a kvalita surovin a/nebo pomocných látek a klimatické podmínky) ekonomicky a ekologicky efektivnímu provozování průmyslové lokality jako celku. Úkolem tohoto dokumentu je popsat přístup nebo přístupy k provádění rozhodnutí managementu minimalizující environmentální dopad emisí v odpadních vodách a odpadních plynech. Termín „dopad do ţivotního prostředí“ pouţívaný v tomto BREF zahrnuje např.:
spotřebu zdrojů jako vody z přírodních vodních zdrojů, energie, surovin, chemických látek, atd.; to má velký význam, pokud jde o omezené zdroje, např. vodu v nepříznivých klimatických podmínkách nebo energie z neobnovitelných zdrojů emise do vody a/nebo do ovzduší, včetně hluku a zápachu vznik odpadu emise pocházející z událostí, jako jsou spouštění a odstavování.
xxvii
Rozsah Organizace odstraňování kalu nebo zbytků nerozpuštěných pevných látek z čištění odpadních vod a plynů je součástí rozhodování provozovatele chemické lokality. Tento dokument se zabývá nakládáním s kaly z odpadních vod, protoţe existují lokality, které jsou vybaveny vhodnými zařízeními pro nakládání s těmito kaly. Úpravou jiného odpadu, neţ je kal z odpadních vod, se zabývají jiné vertikální referenční dokumenty ostatních sektorů Přílohy I Směrnice. Tento BREF však nebude předjímat BREFy týkající se spalování odpadů, který ještě má být sepsán. Je třeba vymezit hranice, aby se zamezilo dvojí práci a překrývání témat s příslušnými vertikálními a horizontálními BREFy. Hranice mezi vertikálními chemickými BREFy a tímto horizontálním dokumentem slouţí jako vysvětlující příklad pro část odpadních vod dle obrázku I. Pro část odpadních plynů je situace podobná.
Obr. I: Hranice mezi výrobou a omezováním znečištění, nebo mezi vertikálním a horizontálním BREF
xxviii
Rozsah Rozsah tohoto horizontálního BREF tedy zahrnuje: představení environmentálního managementu týkajícího se odpadních vod a odpadních plynů a jak jej aplikovat v lokalitě co nejvýhodněji pro ţivotní prostředí popis obecně pouţitelných opatření integrovaných do procesu (tj. pouţitelných se shodným záměrem v odlišných výrobních procesech) popis technik čištění pouţitých pro odpadní vody a odpadní plyny s ohledem na jejich dopad na ţivotní prostředí, jejich účinnost/výkonnost čištění, jejich omezení a výhody a s nimi spojené náklady popis technik úpravy kalů z odpadních vod pokud jsou provozovány v chemických lokalitách na základě shora uvedených informací popis schémat s moţnostmi zajistit, ţe techniky čištění odpadních vod a odpadních plynů a/nebo jejich kombinace přispívají (jsou vhodné?) k pouţití BAT v provozu chemické lokality jako celku. Ilustrativní příklady udávající hodnoty dosaţitelné výkonnosti, mající podpořit závěry BAT, nemají naznačovat, ţe uvedených hodnot lze dosáhnout u kaţdého jednotlivého pouţití za všech provozních podmínek, ale ţe daná doporučení či návrhy jsou platná obecně. Tento dokument platí zvláště pro chemické odvětví. Technická pracovní skupina však zjistila, ţe popsané části – systémy a nástroje managementu, techniky čištění odpadních vod a odpadních plynů – obsahují cenné informace i pro další odvětví. Pouţívání těchto informací v dalších odvětvích však potřebuje pečlivé posouzení jednotlivých případů.
xxix
Kapitola 1
1 OBECNÝ POPIS Obecné vědecké zákony, jakými jsou např. chemická a/nebo fyzikální rovnováha, vysvětlují nevyhnutelnost vzniku odpadu během chemických procesů (syntéz), takţe se musíme zbavovat nechtěných vedlejších produktů. Charakter a rozsah těchto vedlejších produktů – emisí se velmi liší a závisí na sloţení surovin, výrobků, polotovarů, pomocných látek, na provozních podmínkách, atd. Odpadní látky, které vznikají v průběhu těchto procesů lze rozdělit na: odpadní voda odpadní plyn kapalné zbytky a zbytky tuhých látek Kapalnými (ne-vodnými) zbytky a zbytky tuhých látek, pocházejícími z chemické výroby a z manipulace s produkty se mají obvykle zabývat vertikální BREFy a tento dokument se jimi nezabývá. Kapitola 1 podává přehled obecných aspektů: odpadních vod a odpadních plynů environmentálního managementu technologie čištění environmentálního dopadu čištění odpadních vod a odpadních plynů bez zacházení do podrobností.
1.1
Odpadní vody a odpadní plyny v chemickém průmyslu
1.1.1 Odpadní voda Z hlediska kvality většina odpadních vod v chemickém průmyslu obvykle nepochází přímo ze stupňů chemických reakcí. Ačkoli odpadní voda můţe přímo při chemických reakcích vznikat, např. jako kondenzát nebo reakční voda, mnoţství odpadní vody z následných fyzikálně-chemických zpracování syntezních směsí je obecně větší. Výrobky a/nebo polotovary z kaţdé syntézy nebo kaţdého stupně syntézy jsou oddělované a čištěné operacemi jako jsou filtrace a odstřeďování z reakčních vodných roztoků nebo zpracováním reakčních směsí například extrakcí či destilací. Takové toky odpadních vod pocházející z přímého spojení s chemickými syntézami – „provozní vody“ – jsou například: matečné louhy prací voda z čištění výrobků kondenzáty par voda pro rychlé (havarijní) ochlazení (quench) odpadní voda ze znečištěných výduchů vzduchu / čištění kouřových plynů odpadní voda z čištění provozního zařízení odpadní voda z výroby podtlaku (vývěv). Toky odpadních vod přitékající z jiných zdrojů v areálu podniku, například z:
1
Kapitola 1 praní kouřových plynů ze a spalování odpadních látek i paliv (incineration a combustion) úpravy uţitkové vody vypouštění (odkalování) vodních napájecích systémů kotlů (pravděpodobně obsahující inhibitory koroze, biocidy, kotelní kámen - inkrusty) proplachování chladících cyklů proplachování filtrů laboratoří a poloprovozů dílen kanalizace splaškových vod jímání sráţkových vod z kontaminovaných oblastí výluhů prosakujících ze skládek, se také podílejí na celkovém znečištění vody. Odpadní vody tedy obecně obsahují jako znečišťující látky téměř všechny sloučeniny, přítomné nebo vznikající při reakci, jako: nezreagovaný výchozí materiál zbytky z výroby pomocné látky v rozsahu, v němţ jiţ nejsou rekuperovány z vodných odpadů meziprodukty nechtěné vedlejší produkty. Pokud probíhají syntézy s pouţitím organických rozpouštědel a dalších pomocných látek, pak tyto látky představují většinu zátěţe organickým znečištěním, která se dostává do zařízení čistíren odpadních vod. Na druhé straně vedlejší produkty a výchozí sloučeniny mohou často představovat podstatnou část celkového špatně biologicky odbouratelného zatíţení odpadních vod. Většina odpadní vody z procesu (70-90 %) se skládá z dílčích toků s nízkým znečištěním [cww/tm/82], například: čistící voda odpadní voda z výroby vakua prací voda z čištění vzduchu, odcházejícího výduchy odpadní voda pocházející provozních zařízení, např. ucpávková voda z čerpadel. Dílčí toky jako jsou matečné louhy, počáteční vodné odpady, proplachy z čistících cyklů a kondenzáty par tvoří zbývajících 10-30 % [cww/tm/82]. Při zvaţování obsahu znečištění je podíl obrácený. Koncentrovanější dílčí toky odpadních vod (10-30 % celkového objemu odpadních vod) obecně obsahují aţ 90 % příslušného zatíţení znečišťujícími látkami [cww/tm/82]. Následky způsobené znečišťujícími látkami ve sloţitých tocích odpadních vod však nejsou mnoţstvím či koncentracemi vyjádřeny dostatečně. Dopad nebezpečných a toxických látek s koncentracemi blíţícími se detekční hranici můţe být značný ve srovnání s vysokými koncentracemi látek, které toxické nejsou. Odpadní vody z lokalit chemického průmyslu mohou tedy vykazovat toxické účinky. Alternativně lze sledovat synergické účinky jednotlivých toků, které samy o sobě nejsou toxické, pokud se v kanalizaci či vodním recipientu smíchají.
2
Kapitola 1 Odpadní vody a jejich vliv na ţivotní prostředí lze obvykle charakterizovat: obsahem a emisemi znečišťujících látek, vyjádřenými obsahem a/nebo koncentrací jednotlivých sloučenin, jako jsou ionty NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, jednotlivé těţké kovy, anorganické kyseliny a soli, oleje účinkem a/nebo potenciálním nebezpečím pro vodní recipienty, vyjádřeným náhradním komplexním parametrem nebo součtem parametrů, jako jsou TNL, BSK, CHSK, AOX/EOX, VOX, pH, vodivost a teplota účinkem na vodní organizmy v recipientu vyjádřeným hodnotami toxicity, jako je akutní toxicita, chronická toxicita nebo mutagenita vlastnostmi, jako je hydraulické zatíţení.
1.1.2 Odpadní plyn Toky odpadních plynů lze zhruba rozdělit na odváděné a neodváděné (rozptýlené, nestálé) emise. Čistit lze pouze odváděné emise. Pokud se jedná o rozptýlené a nestálé emise, je cílem managementu odpadních plynů jejich prevence a/nebo minimalizace (např. jejich jímání do systému potrubí odváděných odpadních plynů). Emise odpadních plynů a znečištěného vzduchu v chemickém průmyslu jsou: odváděné emise, jako jsou: provozní emise vypouštěné odvětrávacím potrubím z provozního zařízení a vlastní provozu kouřové plyny z energetických jednotek – provozních pecí, parních kotlů, kombinovaných tepelných a energetických jednotek, plynových turbín, plynových motorů odpadní plyny ze zařízení pro omezování emisí, jako filtrů, spalovacích pecí či adsorbérů, které mohou obsahovat původní plynné nečistoty nebo dokonce látky vzniklé v systému odplyny z reaktorů a kondenzátorů odpadní plyny z regenerace katalyzátorů odpadní plyny z rekuperace rozpouštědel odpadní plyny z odvětrání skladování a manipulace (doprava, nakládání a vykládání) s produkty, surovinami a polotovary odpadní plyny z odvzdušňovacích výduchů nebo předehřívacího zařízení, pouţívaných pouze při operacích spouštění a zastavování provozu odpady z bezpečnostních zařízení (např. pojistných výduchů, pojistných ventilů) výduchy z obecného větracího systému toky plynů z výduchů jímání rozptýlených a/nebo nestálých emisí, např. jímání rozptýlených emisí instalovaného v krytech zařízení nebo v budově. rozptýlené emise (viz. Glosář), pocházející z bodových, lineárních, plošných nebo objemových zdrojů při běţných provozních podmínkách [cww/tm/158]: provozní emise z provozního zařízení a vlastní provozu podniku, unikající z velkých ploch nebo otvory, atd. neodváděné emise (např. provozní ztráty a ztráty odvětráváním, pokud nejsou zachyceny a odváděny) ze skladování a manipulace (např. plnění sudů, nákladních automobilů nebo kontejnerů) nerutinní emise, pocházející z operací jiných, neţ běţného provozu zařízení, včetně emisí ze spouštění a zastavování a během údrţby emise ze spalování sekundární emise, pocházející z manipulace nebo likvidace odpadu (např. těkavé látky z kanalizace, zařízení na čištění vod nebo z chladící vody). občasné emise (viz. Glosář), jako jsou:
3
Kapitola 1 technologické úniky z čerpadlových a kompresorových ucpávek, ventilů, přírub, spojek a dalších součástí potrubí a zařízení, jako vypouštěcích nebo výduchových uzávěrů či těsnění. Hlavní látky znečišťující ovzduší z chemických procesů a dodávek energie jsou: oxid uhličitý oxidy síry (SO2, SO3) a další sloučeniny síry (H2S, CS2, COS) oxidy dusíku (NOx, N2O) a další sloučeniny dusíku (NH3, HCN) halogeny a jejich sloučeniny (Cl2, Br2, HF, HCl, HBr) sloučeniny z nedokonalého spalování jako CO a CxHy těkavé organické sloučeniny (VOC) a organokřemičité sloučeniny, které by mohly obsahovat sloučeniny potenciálně karcinogenní prachové částice (prach, saze, alkálie, těţké kovy) s moţnými karcinogenními vlastnostmi.
1.2 Environmentální management s ohledem na odpadní vody a odpadní plyny Environmentální management jako součást systému obecného managementu se stává stále důleţitější. Zahrnuje organizační strukturu, odpovědnosti, praktiky, postupy, procesy a zdroje, které mají rozvíjet, implementovat, dosáhnout, revidovat a monitorovat environmentální politiku průmyslového podniku. S ohledem na odpadní vody a odpadní plyny stanovuje pravidla pro zapojení do konceptu hledání, plánování, hodnocení, projektování, konstruování, provozu a údrţby chemické lokality, tj. strategie, jak splnit všechny cíle, vztahující se k odpadním vodám a/nebo odpadním plynům. Pomáhá např. při: zvaţování moţných environmentálních dopadů při plánování nových výrobních linek nebo rozšiřování linek stávajících rozhodování o plánovaných výrobních procesech rozhodování o implementaci opatření integrovaných do procesu rozhodování o výrobním postupu rozhodování o výběru toků znečišťujících látek rozhodnutí o pouţití centrálního nebo decentralizovaného čištění či omezování škodlivin rozhodování o metodě minimalizace kontaminace rozhodování o vytváření vhodné infrastruktury nebo úpravách infrastruktury stávající, z důvodů zlepšování kvality odpadních vod a/nebo odpadních plynů hodnocení, jaký vliv mají různé strategie čištění do více prostředí rozhodování o prevenci těkavých emisí náhradou nebo úpravou staršího zařízení, které má sklon k větším únikům rozhodování o implementaci Programu vyhledávání a oprav úniků (LDAR). Jak je patrné z několika shora uvedených příkladů, má racionalita environmentálního managementu mnoho společného s rozhodováním v dané situaci mezi několika moţnostmi. A samozřejmě má co do činění s ekonomikou a konkurenceschopností. Hlavní otázkou, kterou environmentální management pomáhá zodpovědět, je: Jak můţe někdo provozovat sloţitou lokalitu a zvládnout poţadavky na dodávky zdrojů a vypouštění znečišťujících látek s minimálním dopadem na ţivotní prostředí jako celek, s maximální efektivitou a bez sníţení kvality produktu? Odpověď na tuto otázku je jedním z témat Kapitoly 4 o závěrech BAT. Provozovatelé by měli vyvinout obecnou a integrovanou environmentální strategii, aby byl zajištěn minimální dopad odpadních vod a/nebo plynů na ţivotní prostředí. Tato strategie by měla odráţet následující body: Voda se stává stále cennějším zdrojem a recyklace čištěné odpadní vody, je-li moţná a nutná ve výjimečných situacích, je stále důleţitější. Účelem zpracování kapalného odpadu je tedy dosáhnout recyklace nebo rekuperace vody, stejně jako zlepšení kvality odpadů. Výsledek takové celkové strategie odpadní vody by měl být, v konečné analýze, místně specifický, pouţitelný
4
Kapitola 1 pouze pro danou situaci. Přístup k takovému výsledku však běţně sleduje cestu popsanou v kapitolách 2 a 4. Ačkoli vzduch není ubývajícím přírodním zdrojem, jeho čistota je základní podmínkou ţivota (s klíčovými otázkami jako je změna podnebí a ubývání ozónové vrstvy) takţe musí být vyvinuta větší snaha v zabraňování vypouštění znečišťujících látek do ovzduší a namísto toho jejich recyklaci zpět do výrobního procesu nebo pouţití jinde v dané výrobní lokalitě. V protikladu k odpadní vodě existují podstatné sloţky odpadních plynů – jmenovitě neodváděné odpadní plyny – které nelze čistit. Je třeba se s nimi vyrovnat pomocí preventivních technik. Management náhodných emisí se vztahuje k detekci, metodám kvantifikace, výběru zařízení, pořádku ve výrobě a preventivním údrţbovým opatřením. Při plánování a projekci výrobního procesu by měla být prvotním cílem prevence výskytu odpadních látek, vypouštěných do ţivotního prostředí. Tento cíl podporuje volba čistších technologií a čistších surovin. Při plánování a projektování systému čištění odpadního plynu je důleţitou otázkou volba technik spotřebovávajících vodu nebo technik bez vody (např. mokré praní, biologická filtrace, chlazení vodou) a to především v regionech s nedostatkem vody. Pokud není moţné úplně zabránit vzniku odpadu, coţ je obvyklé, je dalším krokem minimalizace a to nejenom objemu, ale také dopadu způsobeného nebezpečnými látkami, které by měly být ve výrobním procesu nahrazovány. Pokud jsou přijata všechna opatření pro minimalizaci, dalším krokem je sniţování nevyhnutelného odpadu zavádění co nejúčinnějšího systému čištění, tak aby se minimalizoval celkový environmentální dopad. Výběr tohoto systému závisí na zhodnocení: jeho účinnosti sniţování znečištění jeho energetických potřeb jeho prostorových poţadavcích moţné produkci odpadních plynů nebo odpadních vod, odpadu a hluku jeho spotřebě zdrojů jeho investičních nákladech jeho interference s ostatními provozními jednotkami a otázkách bezpečnosti jeho poţadavcích na údrţbu Kvalita recipientu, do nějţ průmyslová lokalita bude vypouštět svůj odpad můţe být taková, ţe bude třeba uloţit speciální a přísnější poţadavky na kvalitu odpadní vody a/nebo odpadního plynu. Plánování činnosti je pouze jednou částí environmentálního managementu. Dalším a důleţitějším krokem je proces trvalého zlepšování dané situace, tj. musí být prováděny všechny stupně a kroky a průběţně opakovány. To je obvykle podporováno environmentální politikou společnosti ve všech lokalitách a legislativou členských států EU. Základem environmentálního managementu – nebo managementu odpadních vod a plynů – pouţitým pro omezování znečišťování odpadními látkami je zamezení nebo alespoň minimalizace zavádění znečišťujících látek do systémů konečného čištění nevhodných odstranění těchto látek. Příleţitosti pro zavedení nebo pouţití environmentálního managementu nejsou u nových závodů stejné jako u stávajících. U nových podniků mohou být preventivní opatření omezování znečištění, vnitřní oddělené čištění toků odpadních látek a/nebo opatření, integrovaných efektivně do procesu, zváţeno jiţ ve fázi výstavby závodu. U existujících podniků můţe modernizace stávajících zařízení a infrastruktury znamenat technická a organizační omezení a bude obecně nákladnější. Přístup a princip
5
Kapitola 1 – pravděpodobně ne výsledek – environmentálního managementu jak je navrţeno v tomto dokumentu však je v podstatě stejný jak pro nová tak pro stávající zařízení. Detailní popis systémů environmentálního managementu a nástrojů k jejich zavádění je uveden v Kapitole 2.
1.3 Technologie čištění Různé zdroje emisí (vodních a/nebo plynných) a různorodost znečišťujících látek a jejich mnoţství způsobují, ţe pouţití více či méně – podle sloţitosti výroby – komplexního systému zpracovacích technik (prevence a/nebo omezování), zaloţeného na rozhodnutích managementu, je nevyhnutelné pro provozování lokality chemického průmyslu. Takový systém zpracování odpadních toků se skládá z: opatření integrovaných do procesu – opětovné vyuţití vody, úspory vody a prevence znečištění koncových technik čištění (individuální a/nebo centrální zařízení). Jak druhy technik zpracování zapadají do rámce tohoto dokumentu ukazuje Obr. 1.1 pro odpadní vodu a Obr. 1.2 pro odpadní plyn. Vertikální čáry označují hranice tohoto horizontálního BREF.
Obr. 1.1: Techniky zpracování odpadní vody Šipky v Obr. 1.1 symbolizují tok odpadní vody. Tato ilustrace však nemá naznačovat, ţe by při čištění v centrálním zařízení musela vţdy existovat i předčišťovací zařízení.
6
Kapitola 1
Obr. 1.2: Techniky zpracování odpadního plynu Z Obr. 1.2 je vidět, ţe rozptýlené a nestálé emise jsou mimo rámec tohoto dokumentu. Je-li je moţné zachycovat, pak se dostávají do oblasti technik čištění odváděných emisí.
1.3.1 Opatření integrovaná do procesu Ačkoli, přesněji řečeno, do procesu integrovaná opatření pro prevenci a redukci emisí vypouštěných znečišťujících látek v odpadních vodách a odpadních plynech zapadají do rámce vertikálních BREFů, jsou zmíněna i v tomto horizontálním dokumentu do té míry, v jaké jsou obecně pouţitelná v chemických výrobních procesech. V kaţdém případě jsou součástí dobré praxe managementu a je moţné je zvaţovat při implementaci systému managementu odpadních vod a odpadních plynů v lokalitě. Moderní ochrana ţivotního prostředí stále více přechází od koncových metod směrem k metodám opatření, integrovaných do procesu nebo do výroby. Do procesu integrovaná opatření jsou zdrojem velkého environmentálního zlepšení jak v nových, tak ve stávajících podnicích. Jejich úkolem je redukovat – nebo dokonce zamezit – produkci zbytků přímo u zdroje, předtím, neţ se stanou odpadem. Často tato „zlepšení procesu“ pomáhají sníţit náklady na přídavná čistící opatření a stejně tak i zvýšit ekonomickou efektivitu zvýšením výrobní výtěţnosti a/nebo sníţením přísunu (vstupu?) surovin. Náklady na likvidaci a omezení koncového čištění mohou ovlivnit zmíněný přechod k opatřením integrovaným do procesu. Ačkoli začíná nabývat na významu prevence vzniku znečištění a také zavádění opatření integrovaných do procesu, techniky čištění odpadu stále zůstanou základními „pomocníky“ při sniţování emisí do ţivotního prostředí, především v případech, kdy opatření integrovaná do procesu nejsou ve stávající výrobě proveditelná. Správná do procesu integrovaná ochrana ţivotního prostředí vyuţívá všechny moţné fyzikální, chemické, biologické a technické techniky pro prevenci, omezení a recyklaci zbytků. Příklady jsou: nové metody syntézy pouţití čistších či dokonce jiných surovin a provozních látek pouţití čistších či jiných paliv optimalizace výrobních stupňů zdokonalená technologie výroby, řízení procesů a řazení reakčních kroků technické přizpůsobení procesu zdokonalené pouţívání katalyzátorů a/nebo rozpouštědel recyklace pomocných látek (např. prací vody, inertních plynů, rozpouštědel, katalyzátorů) recyklace zbytků přímo během procesu vyuţití zbytků jako surovin pro jiné výroby (produktová integrace uvnitř a/nebo mimo lokalitu) vyuţití zbytků při výrobě energie. Rozvíjení úplně nových cest syntéz ve stávajících podnicích zřejmě – především z ekonomických důvodů – zůstane výjimkou a bude omezeno na velkoobjemovou hromadnou výrobu nebo výrobky s větší trţní hodnotou. Do výroby integrovaná ochrana ţivotního prostředí bude v praxi trvale narůstat jako součet mnoha jednotlivých – a moţná drobných – zlepšení.
7
Kapitola 1
1.3.2 Koncové techniky Koncové techniky jsou ty, které čistí odpadní toky vznikající během procesu nebo skladování nebo v oblasti – nebo její části – aby se v nich sníţil obsah znečišťujících látek (viz. Obr. 1.1 a 1.2). 1.3.2.1 Čištění odpadních vod
Chemický průmysl a většina dalších průmyslových odvětví se obrací ke koncovým technikám čištění, které omezují odpadní vody a znečišťující látky v nich obsaţené ve stávajících podnicích, protoţe opatření integrovaná do procesu jsou pouţívána přednostně v nově budovaných podnicích nebo výrobních procesech. Stávající podniky se tak vyrovnávají s ekonomickým omezením, způsobeným vysokými náklady nebo omezením modernizace (např. nedostatek místa). Obsahují předčištění nebo konečné čištění oddělených toků odpadních vod a stejně tak i centrální čištění shromáţděných odpadních vod před jejich vypuštěním do recipientu. Různé koncové techniky čištění odpadních vod a jejich pouţitelnost pro sníţení hlavních nečistot v chemickém průmyslu uvádí Tabulka 1.1. Technika
a b c d e f g h j k l
TNL
BSK CHSK TOC (X)a Xb (X)a (X)a X
refrakč ní CHSK
AOX EOX
Sedimentace X Aerační flotace X Filtrace X MF/UF (X)c Separace oleje Sráţení Krystalizace Chemická oxidace X X X Mokrá oxidace X X X vzduchem SCWO X X X Chemická redukce Chemická hydrolýza NF / RO X X X Adsorpce X X X Výměna iontů (X)d Extrakce X X X Destilace / rektifikace X X X Odpařování (X)e Stripování (přehánění (X)f X v.p.) Spalování X X (X)g Anaerobní biologické X (X)h Aerobní biologické X (X)h Nitri/denitrifikace pouze nerozpuštěné látky nerozpuštěný organický obsah jemně dispergované a nízká koncentrace iontové organické druhy netěkavý organický obsah těkavý organický obsah vyţaduje speciální spalovací zařízení pouze biologicky rozloţitelná část nerozpuštěné sloučeniny těţkých kovů přeneseno na popel nebo odpadní vodu pocházející ze spalovací pece v kombinaci se síranem sráţeným jako sulfidy
celk. N
NH4-N (NH3)
PO4-P
těţké kovy
fenoly
(X)j (X)j (X)j
olej
X
X X X
X X X X
X X X
X X X
(X)k Xl
(X)h X X
X
X
X
X
Tabulka 1.1: Hlavní znečišťující látky v odpadních vodách a jejich odpovídající čistící techniky Lokality s komplexní chemickou výrobou mají běţně široký systém jímání a čištění provozní vody. Existuje několik přístupů k čištění odpadních vod, z nichţ kaţdý má své výhody i nevýhody, v závislosti na situaci:
8
Kapitola 1 zařízení decentralizovaného čištění odpadních vod, čistící vodné kapalné odpady u zdroje a vypouštějící je do vodních recipientu (tj. bez zařízení centrálního čištění odpadních vod v lokalitě) centralizované čištění odpadních vod, běţně pouţívající centrální čistírnu odpadních vod (ČOV) centrální ČOV s předčištěním přítoků u zdroje vypouštění odpadních vod do veřejné ČOV vypouštění odpadních vod do veřejné ČOV s lokálním předčištěním u zdroje, z nichţ poslední dva body jsou zvláštními situacemi dvou předchozích bodů podle pořadí. Výhody decentralizovaného čištění odpadních vod nebo čištění u zdroje (i nevýhody centralizovaného čištění odpadních vod) jsou: provozovatelé několika výrobních zařízení projevují odpovědnější přístup ke kapalným odpadům, jsou-li přímo odpovědni za kvality své vlastní vypouštěné odpadní vody větší přizpůsobivost vůči rozšiřování podniků nebo měnícím se podmínkám zařízení pro úpravu u zdroje jsou šita na míru a běţně vykazují lepší výkonnost ve srovnání s centrálním biologickým čištěním neexistuje ţádný (či méně) přebytečný aktivovaný kal, který je třeba likvidovat výkonnost nebiologických technik nezávisí na biologické odbouratelnosti toků odpadních vod zabránění ředění mícháním různých toků odpadních vod obvykle znamená vyšší účinnost čištění, atd. poměr nákladů můţe být mnohem lepší u čištění dílčího proudu neţ u čištění centrálního. Decentralizovanému čištění odpadních vod se dává přednost při dílčích tocích, u kterých se očekávají úplně odlišné vlastnosti. Hlavní výhody pouţívání centrální ČOV (a nevýhody decentralizovaných čistících zařízení) jsou: vyuţití synergických účinků smíšených biologicky rozloţitelných vod, tj. účinků, které umoţňují mikrobiologický rozklad speciálních nečistot ve směsi s ostatními (či dokonce při zředění ostatními toky odpadních vod) zatímco samotný dílčí proud je špatně biologicky rozloţitelný vyuţití účinků míchání, jako úpravy teploty nebo pH efektivnější vyuţití chemikálií (např. ţivin) a zařízení, čím se sníţí relativní provozní náklady. Odpadní vody z lokalit chemického průmyslu jsou také čištěny společně se stokovou odpadní vodou, buď v běţných komunálních ČOV nebo ve speciálně budovaných čistírnách pro kombinované čištění veřejných a průmyslových odpadních vod. Společné čištění je často uspořádáno tak, aby průmyslová odpadní voda, kvůli svému počátečnímu vysokému organickému zatíţení a tendenci ke sniţování rozloţitelnosti u zředěných odpadních vod, z počátku prošla stupněm s vysokým zatíţením a následně byla spojena se stokovou vodou pro druhý biologický stupeň (malá zátěţ). Zkušenost ukázala, ţe společné čištění komunálních a chemicko-průmyslových odpadních vod obecně nevykazuje – alespoň při prvním sloučení – ani synergické, ani protichůdné účinky na vodní recipient [cww/tm/82] (opačný příklad koordinovaného provozu chemické a veřejné ČOV je popsán v Příloze 7.1). Zatíţení vypouštěných odpadních vod se obvykle sčítá.
9
Kapitola 1 Výhody [cww/tm/82] společného čištění odpadních vod mohou být: provozní stabilita společného biologického čištění můţe být pozitivně ovlivněna: zlepšením podmínek pouţití ţivin optimalizací teploty odpadních vod a tím i kinetiky odbourávání vyváţení dávkování zátěţe, pokud jsou denní nátokové křivky obou proudů odpadních vod podobně strukturované nebo mohou být navzájem sladěny potlačení toxických a inhibičních účinků sloţek odpadních vod sníţením jejich koncentrace pod kritickou hranici, společné čištění odpadních vod a přebytek aktivovaného kalu můţe, v jednotlivých případech, sníţit (šetřit) investiční a provozní náklady. Moţné nevýhody jsou: systémy se smíšeným odvodněním a bez vhodných vyrovnávacích nádrţí pro nadbytek sráţkové vody mohou trpět přetíţením vodou v případech prudkých dešťů, coţ by mohlo vést ke zvýšení vypouštění odpadních znečišťujících látek doprovázenému úbytkem bakterií z oddělení aktivovaného kalu centrální ČOV [cww/tm/82] sníţení výkonnosti čištění kvůli poruchám spojeným s výrobou, které vedou ke zvýšení vypouštění znečištění následkem nedostatečného čištění obou, průmyslových i komunálních, toků odpadních vod [cww/tm/82] docela velké mnoţství chemikálií můţe, dokonce i při niţších koncentracích, bránit nitrifikaci. Pokud selţe stupeň nitrifikace, můţe trvat několik týdnů, neţ bude opět obnoveno a zajištěno dostatečné odstraňování dusíku. Pro minimalizaci rizik společného čištění odpadních vod je zásadně důleţité pečlivě studovat a sledovat toky odpadních vod přicházející z průmyslové části, zda neobsahují jakékoli inhibiční či rušivé činitele [cww/tm/82] kombinované čištění toků odpadních vod různého původu přináší riziko nesníţení obsahu persistentních znečišťujících látek, které občas nejsou ani zjištěny, kvůli rozředění. Tyto nečistoty odcházejí bez odbourání do vodního recipientu, adsorbují se do aktivovaného kalu nebo se uvolňují do ovzduší během provzdušňování. To odporuje závazku zajistit prevenci či omezení těchto látek u zdroje. Tato nevýhoda má vliv na všechny kroky čištění kombinovaných toků odpadních vod kombinované čištění můţe způsobit vysokou kontaminaci kalu pro další pouţití nebo další čištění např. anaerobním vyhníváním. Dalším důleţitým aspektem systému odpadních vod je nakládání se sráţkovou a vyplachovací vodou. V mnohých starších evropských chemických komplexech je kanalizační systém pouze jeden a dešťová, vyplachovací, chladící a provozní voda je jímána tímto systémem a odvedena do zařízení čistících odpadní vody. Zvláště v obdobích velkých dešťů to můţe vést k poruchám ČOV a zvýšení vypouštění odpadních látek. Moderní chemické lokality mají obvykle zvláštní kanalizační systém pro nekontaminovanou sráţkovou a chladící vodu. Podrobnosti jsou uvedeny v Kapitole 3.3.4.4. 1.3.2.2 Čištění odpadních plynů
Techniky úpravy odpadních plynů se obecně týkají sníţení: prachových částic par těkavých kapalných látek plynných látek znečišťujících ovzduší.
Čištění odpadních plynů se běţně provádí přímo u zdroje. Pouze zřídka bývají toky odpadních plynů s různými charakteristikami upravovány společně v jedné centrální čistící jednotce. Jedním z hlavních 10
Kapitola 1 důvodů je obvykle specifičnost konstrukce čistících jednotek pro konkrétní sloţení odpadního plynu. Dalším důleţitým důvodem je věnování zvláštní pozornosti vypouštění toxických a nebezpečných látek a jejich vliv na okolí i na bezpečnost podniku. V chemickém průmyslu je bezpečnost zásadním tématem daným toxicitou a/nebo nebezpečnými charakteristikami mnoha látek a obecně jejich velkými objemy, které jsou zpracovávány. Výběr technik podle znečišťujících látek je dán v Tabulce 1.2, a podle průtoku odpadních plynů v Tabulce 1.3 [obě cww/tm/70]. Zápach Organické plynné sloţky nebo páry Anorganické plynné nebo parnaté sloţky Organické tuhé částice Anorganické tuhé částice Vlhký materiál Suchý materiál Technika Rekuperace a sniţování obsahu prachu (tuhých látek) Odlučovač (PČ) X X X X Cyklón (PČ) X x x x Mokrá pračka prachu (KČ) x x x x Elektrostatický odlučovač (KČ) x x x x Tkaninový filtr (včetně keramického filtru) (KČ) x x x Katalytická filtrace (KČ) x x x x Dvoustupňový prachový filtr (FČ) x x x Absolutní (HEAP) filtr (FČ) x x x HEAF (FČ) x Mlhový filtr (PČ, FČ) x Rekuperace plynu Membránový odlučovač (PČ) Kondenzátor (PČ) Kryokondenzace (PČ, KČ) Adsorpce (KČ) Mokrá pračka plynů (voda) (KČ) (x) (x) (x) (x) Mokrá pračka plynů (alkálie) (KČ) (x) (x) (x) (x) Mokrá pračka plynů (alkálie – oxidace) (KČ) (x) (x) (x) (x) Mokrá pračka plynů (kyseliny) (KČ) (x) (x) (x) (x) Sniţování emisí plynů Biologická filtrace (KČ) Biologické praní plynů (KČ) Biologické skrápění (KČ) Termální oxidace (KČ) x Katalytická oxidace (KČ) Spalování (KČ) Čištění kouřových plynů Vstřikování suchých alkálií (KČ) Vstřikování polosuchých alkálií (KČ) Vstřikování mokrého vápna (KČ) SNCR (KČ) SCR (KČ) x = primární aplikace (x) = sekundární aplikace (PČ): převáţně jako zařízení pro předčištění (KČ): čistící technika pouţívaná jako konečná čistící technika (FČ): převáţně jako dočišťovací technika po technice standardní
(x)
(x) x
(x)
(x) (x) x x x
x x x x x x
x
x
(x) x x x x x
x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x
(x)
Tabulka 1.2: Výběr technik redukce emisí v odpadních plynech podle odstraňovaných znečišťujících látek
Technika
100 1000 10 000 100 000 3 3 3 3 [Nm /h] [Nm /h] [Nm /h] [Nm /h] Rekuperace a sniţování obsahu prachu
11
Kapitola 1 Odlučovač Cyklón Mokrá pračka prachu Elektrostatický odlučovač (1 stupeň) Tkaninový filtr Keramický filtr Katalytická filtrace Dvoustupňový prachový filtr Absolutní (HEAP) filtr HEAF Mlhový filtr
X X
X xx x
x
x xx x x x xx x
x x xx
xx xx xx x xx x x x
xx x xx x xx x
x xx
xx
x x xx x x x x
xx
x
xx xx xx xx xx
x xx xx x xx
xx x x x x
xx x x xx xx
xx x x
x x x
xx x x x xx
x xx x x xx
Rekuperace plynu Membránová filtrace Kondenzátor x Kryokondenzace x Adsorpce x Mokrá pračka plynů (voda) x Mokrá pračka plynů (alkálie) x Mokrá pračka plynů (alkálie – oxidace) x Mokrá pračka plynů (kyseliny) x Sniţování obsahu plynů Biologická filtrace x Biologické praní plynů x Biologické skrápění x Termální oxidace Katalytická oxidace Čištění kouřových plynů Vstřikování suchých alkálií Vstřikování polosuchých alkálií Vstřikování mokrého vápna SNCR x SCR x = pouţívá se xx = pouţívá se nejčastěji
Tabulka 1.3: Výběr technik redukujících emise odpadních plynů podle průtoku odpadních plynů
1.4 Vliv čištění odpadních vod a odpadních plynů na ţivotní prostředí a jejich vzájemné závislosti Ačkoli systémy čištění odpadních vod obecně sniţují mnoţství emisí do vody, provoz těchto systémů má svůj vlastní účinek na ţivotní prostředí. Zvláště významné, s ohledem na emise do ovzduší z čištění odpadních vod, jsou ty vodní proudy, které jsou znečištěné těkavými organickými sloučeninami (VOC) a těkavými anorganickými sloučeninami (např. amoniakem, sirovodíkem nebo chlorovodíkem). K (zapáchajícím) emisím těchto sloţek můţe dojít pokaţdé, kdyţ jsou tyto toky vod v přímém kontaktu s ovzduším. Zvláštní pozornost by měla být věnována provzdušňování bazénů biologického čištění odpadních vod, míchacím operacím, otevřeným vyrovnávacím nádrţím, usazovacím nádrţím a zařízením stripujícím odpadní vodu. Ve všech těchto případech mohou emise znečišťujících látek z vody unikat do ovzduší. Můţe proto být nutné zajistit přídavné čištění plynů. Emise do ovzduší se mohou uvolňovat také z míchání vodních toků o různých teplotách nebo dávkování kyselin či alkálií pro úpravu pH. Moţný dopad čistíren odpadních vod na sloţky ţivotního prostředí je stručně uveden v Tabulce 1.4 [cww/tm/84].
Sloţka ţivotního prostředí Ovzduší
Potenciální účinek / emise odpařování/vznik zápachu (např. H2S, NH3, merkaptany atd.) tvorba aerosolů
12
Kapitola 1
Voda
Odpad Ostatní
úniky potenciálně nebezpečných mikroorganizmů z čistíren emise VOC (odpařované nebo stripované z vody) pokud je vzniká bioplyn a není pouţíván jako palivo pro výrobu energie, je běţně spalován v polním hořáku a to znamená emise do ovzduší principiálně značné sníţení emisí do vody při společném čištění sráţkové a provozní vody můţe být v případě silných dešťů přetíţen čistící systém, coţ můţe způsobit další emise znečišťujících látek, protoţe systém čištění nepracuje správně kal z čištění odpadních vod a roztoky z praní plynů centrální ČOV spotřebovává energii; v některých případech vzniká bioplyn, který je moţné pouţít jako zdroj energie
Tabulka 1.4: Potenciální dopad zařízení čistících odpadní vody Dalšími body zájmu jsou spotřeba energie a tvorba kalů technikami čištění odpadních vod. Tvorba kalů a nakládání s nimi (např. odvodňování, spalování) jsou zodpovědné za značnou energetickou náročnost a dopady ČOV na ţivotní prostředí. Na druhé straně existují systémy čištění s kladnou energetickou bilancí. Například v jednotkách anaerobního biologického čištění odpadních vod můţe být plyn vznikající procesem čištění (bioplyn) pouţíván jako palivo. Pokud se nevyuţije, má být spalován v polním hořáku a to za vzniku nečištěných úniků do ovzduší. To, co bylo v předchozích odstavcích řečeno o systémech čištění odpadních vod, platí také pro technologie čištění odpadních plynů. Mezi významné dopady těchto technologií patří emise do vody a do ovzduší. Například postupy mokrého praní znamenají potřebu čištění odpadní vody v následném čistícím kroku. Při oxidaci odpadního plynu se uvolňuje kouřový plyn obsahující plynné nečistoty, které nejsou přítomny v počátečním vstupu, coţ můţe vyţadovat další čištění odpadních plynů. Stejně jako tomu je u čištění odpadních vod, i provoz zařízení pro čištění odpadních plynů je spojen se spotřebou energie a vody a zvláště spotřeba vody můţe být ve speciálních klimatických podmínkách zásadním problémem. Dopady čištění plynů stručně uvádí Tabulka 1.5. Sloţka ţivotního prostředí Ovzduší
Voda Odpad
Ostatní
Potenciální účinek / emise v zásadě (a především) značné sníţení emisí znečišťujících látek náhrada VOC nečistotami kouřových plynů – oxidy uhlíku, halogenvodíky, oxidem siřičitým, oxidy dusíku, dioxiny, v případě termální/katalytické oxidace emise z spalování polních hořácích prací/adsorpční procesy přenáší nečistoty ze vzduchu do vody některé čistící procesy mají vysokou spotřebu vody (např. praní, vodní kondenzace) přebytečný kal ze sekundárního čištění odpadních vod pocházejících z čištění odpadních plynů zbytky ze zařízení čistících odpadní plyn (např. oddělené tuhé nečistoty, nerecyklovaná kondenzovaná kapalina, spotřebovaný adsorbent, upotřebený katalyzátor) zařízení pro čištění odpadních plynů běţně spotřebovávají energii
Tabulka 1.5: Potenciální dopad zařízení čistících odpadní plyny
13
Kapitola 1
V chemickém odvětví lze nalézt kromě polních hořáků a termálních/katalytických oxidačních zařízení velké mnoţství dalších environmentálních a bezpečnostních zařízení. Hlavní účel těchto zařízení je omezení environmentálního dopadu nebo zvýšení bezpečnosti provozu podniku. Zařízení se liší dle sloţitosti od jednoduchých opatření po komplexní čistící jednotky. Celkové účinky environmentálních a bezpečnostních zařízení by obecně měly být pozitivní. To je hlavní důvod pro jejich instalaci. Kvůli základním zákonům ochrany ţivotního prostředí však většina technologií čištění můţe mít, kromě čistících schopností, také negativní dopady na ţivotní prostředí. Příklady vlivů do více prostředí jsou odpad vytvářený filtrací, odpadní voda vznikající v pračkách plynů a zvýšená spotřeba energie způsobená provozem čistících systémů. Je těţké určit bod rovnováhy, v němţ pozitivní účinky čistících technik vyvaţují účinky negativní, protoţe je to silně ovlivněno místními podmínkami. Jako zásadu lze uvést, ţe místní kvalita ţivotního prostředí a bezpečnost by měla být prioritní. Je dále obecně povaţováno za výhodnější aby byly znečišťující látky v co nejkoncentrovanějším a nejkontrolovatelnějším stavu. To nabízí nejlepší moţnosti recyklace, další úpravy nebo kontrolovaného odstranění. Shrnuto, čištění odpadních vod a odpadních plynů, kromě jejich jednotlivých dopadů na ţivotní prostředí, se navzájem ovlivňují různými způsoby: několik technik čištění odpadních vod vede k plynným emisím, které je třeba odvádět do následných zařízení pro čištění a likvidaci odpadních plynů, coţ často vyţaduje komplexní konstrukční kroky technologie čištění odpadních plynů vedou k vypouštění plynů a/nebo vody, které je třeba dále čistit jako plyny a/nebo jako vodu. Kaţdá poloţka (vypouštění plynů do zařízení pro čištění plynů nebo vod do zařízení pro čištění vody) můţe obvykle ovlivnit stávající následná zařízení, ačkoli ve většině případů vede pouze k malému nárůstu obsahu nečistot. Opačnými příklady jsou mokré praní znečištěných plynů nebo úniky těkavých látek z ČOV.
14
Kapitola 2
2 MANAGEMENT ODPADNÍCH VOD A PLYNŮ Kapitola 2 upřesňuje obecný popis v Kapitole 1 a popisuje aspekty managementu odpadních vod a plynů v kontextu IPPC. Zdůrazňuje důleţitost managementu pro dosahování vysoké úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku při provozování chemického podniku nebo lokality. Tam, kde je to moţné, je zachováván společný přístup k vodným a plynným emisím; údaje specifické pro jednotlivá media jsou uvedeny pouze kdyţ je nutné pouţít strategii nebo nástroj, specifický pro dané medium. Tato kapitola popisuje environmentální management jako prostředníka mezi systémy managementu a nástroji managementu a není přísně omezen za problematiku odpadních vod a odpadních plynů, ale více na řešené poţadavky IPPC. Jinak by nesplnil cíl integrovaného přístupu. Implementace systému environmentálního managementu v dané lokalitě závisí na environmentálním dopadu činností, které zde probíhají a musí brát v potaz specifickou environmentální situaci v místě a v okolí lokality. Tato kapitola představuje obecný plán a odpovídající nástroje pro zavedení systému environmentálního managementu, platné pro chemické lokality.
2.1 Systém environmentálního managementu (EMS) Kapitola 1 stručně naznačuje, ţe důleţitost environmentálního managementu, o němţ se často mluví jako o „managementu zdraví, bezpečnosti a ţivotního prostředí“ (HSE), nemůţe být přeceněn. Má mnoho výhod, jakými jsou: lepší pochopení environmentálních aspektů firmy lepší základ pro rozhodování lepší motivace personálu další příleţitosti omezení provozních nákladů a zlepšení kvality výrobků lepší environmentální výkonnost lepší image společnosti sníţení odpovědnostních rizik, nákladů na pojištění, neshod se stanovenými kritérii větší atraktivnost pro zaměstnance, zákazníky a investory lepší vztahy s úřady a skupinami ochránců ţivotního prostředí. Obecně EMS sestává ze smyčky strategických prvků jak ukazuje Obrázek 2.1 [cww/tm/132]. Těmito prvky jsou [cww/tm/132]: environmentální politika, coţ znamená veřejné prohlášení – schválené a potvrzené vrcholovým managementem – záměrů, principů činnosti a cílů, které určují management společnosti s ohledem na ţivotní prostředí organizace a struktura implementace environmentální politiky společnosti komplexní registr pouţitelné legislativy a norem společnosti pravidelný program vzorkování a monitorování údajů shromaţďovaných do registrů zavedení individuálního environmentálního programu lokality na základě globálních, dlouhodobých cílů, stanovených na nejvyšší dosaţitelné úrovni, společně s údaji z registru vlivů na ţivotní prostředí provádění environmentálních auditů pravidelná revize a hodnocení vhodnosti a efektivnosti EMS, coţ ovlivní environmentální politiku a tak uzavře a znovu otevře smyčku.
15
Kapitola 2
Obr. 2.1: Smyčka systému environmentálního managementu (EMS) Tato „smyčka“ zvýrazňuje, ţe EMS není jednorázovým procesem, ale opakovanou optimalizací environmentální situace nebo postoje společnosti či lokality průmyslových činností. Pro EMS existují přijaté normy, jakými jsou: ISO 9001 / 14001 (Mezinárodní organizace pro normalizaci) EMAS (Evropská komise, Nařízení rady 761/2001 – Systém eko-managementu a auditů), který zahrnul poţadavky ISO 14001 Responsible Care (chemický průmysl) ICC Podnikatelská charta pro trvale udrţitelný rozvoj (Mezinárodní obchodní komora) Směrnice ochrany ţivotního prostředí CEFIC (Rada evropského chemického průmyslu). Není moţné, aby tento dokument uvedl podrobný přehled celého EMS chemické lokality a proto bude dále termín „EMS“ pouţíván pouze ve spojitosti s managementem odpadních vod a odpadních plynů v kontextu problematiky IPPC. EMS je výborným prvkem, vedoucím ke zlepšení integrované environmentální výkonnosti průmyslové lokality. Managementu společnosti umoţňuje: porozumět mechanismům vzniku znečištění při výrobních procesech vyváţeně rozhodovat o environmentálních opatřeních vyhnout se dočasným řešením a nevratným investicím správně a proaktivně působit na environmentální rozvoj. EMS normálně dodrţuje strategii cyklického procesu: analýzy nebo charakteristiky/hodnocení výrobních procesů z hlediska znečištění pro porozumění vzniku znečištění, při pouţití nástrojů podrobně popsaných v Kapitole 2.2.1. identifikace (určení?) moţných opatření sniţujících znečištění, jako jsou:
16
Kapitola 2 zváţení environmentálních dopadů při plánování nových výrobních linek nebo při plánování rozšíření stávajících výrobních linek přehodnocení a přepracování výrobní technologie, např. přechod na čistší technologii, čistší suroviny a/nebo dokonalejší výrobní zařízení preventivní opatření, integrovaná do procesu moţnosti recyklace nebo regenerace vznikajícího odpadu moţnosti zdokonalení jímání a sniţování emisí, např. optimalizace vypouštěných odpadů po předčištění koncová opatření posuzování centralizovaných a decentralizovaných koncových metod čištění; posuzování nejúčinnějších moţností s tím, ţe jsou uvaţovány: environmentální přínosy a vlivy, jako je celková účinnost čištění, celkové vyváţení vlivů do více prostředí technická, organizační a ekonomická proveditelnost opatření lokálně specifická omezení a moţnosti (jako jsou prostorové nároky oproti sávajícím omezením prostoru, kvalita recipientů) záleţitosti bezpečnosti poţadované zdroje a zajištění sluţeb (energie…); realizace cílů a monitorování úspěšnosti postupu podle akčního plánu, coţ obsahuje: plán činností odpovědnost za opatření údaje, které mají být vyhodnocené metodu a četnost monitorování směrnice, na nichţ jsou procesy monitorování a hodnocení zaloţené a jimiţ se řídí hodnocení výsledků. Cyklus je znázorněn na Obr. 2.2. Hodnocení spouští znovu celý cyklus, jelikoţ – jak je shora uvedeno – EMS je neustále se opakující proces.
Obr. 2.2: Strategie lokálně zaměřeného EMS Součástí EMS v počátečních fázích plánování rozvoje procesu a/nebo nových činností je hodnocení vlivů na ţivotní prostředí (EIA). Je třeba stanovit (s pouţitím cyklu z Obr. 2.2):
17
Kapitola 2 jaký mají nebo mohou mít dopad? co se stává odpadem? je moţné s odpady nakládat (čistit je, zbavovat se jich) ve stávajících zařízeních? jsou odpady toxické (akutně toxické) s ohledem na recipienty nebo stávající čistící zařízení? je moţné – nutné – se jim vyhnout? Uplatnění EMS je sloţitým postupem, protoţe cyklus v Obr.u 2.2 je třeba dodrţovat pro všechny jednotlivé provozní jednotky se všemi významnými environmentálními aspekty s ohledem na výsledek celé lokality. Obr. 2.3 podává hrubou představu o sloţitosti s tím, ţe jsou zahrnuty pouze některé hlavní environmentální aspekty – strategie orientovaná na podnikové čištění odpadů – a dvě jednotlivé jednotky. Kroky 1 aţ 4 odpovídají krokům v Obr.u 2.2.
Obr. 2.3: Komplexnost lokálně zaměřeného EMS EMS je dovršen odborným posudkem, podpořeným nástroji managementu. Různé druhy nástrojů uvádí a vysvětluje Sekce 2.2.
18
Kapitola 2
2.2 Nástroje managementu Pro „provoz“ EMS po smyčce strategických prvků (viz. Obr. 2.1) se pouţívá několik druhů (manaţerských a technických) nástrojů. Ty lze stručně charakterizovat jako: inventární nástroje, podávající přesnou informaci o umístění, výrobě, environmentálních okolnostech emisích, atd. chemické lokality a tím pomáhají určit emise, kterým lze zabránit, nebo které lze sníţit provozní nástroje, usnadňující rozhodování o plánování, projektování, budování, provozování a zlepšování prevence znečištění a/nebo čistících zařízení strategické nástroje, mezi něţ patří integrovaná organizace a provoz při nakládání s vypouštěnými odpadními látkami v celé lokalitě chemického podniku bezpečnostní a havarijní nástroje, nutné pro odstraňování poruch v případě nepředvídaných událostí.
2.2.1 Inventární nástroje managementu Aby byla průmyslová lokalita provozována v souladu s dobrým EMS je zásadně nutné mít přesnou a jasnou informaci o: lokalitě a jejích environmetálním stavu a souvislostech výrobních procesech charakteristikách znečišťujících látek z jednotlivých výrobních procesů charakteristikách vznikajících toků odpadních látek místní situaci. Bez těchto znalostí není moţné vytvořit koherentní, účinnou a úspornou strategii prevence nebo sniţování emisí. Ačkoli je kvantifikace emisí kaţdé ze znečišťujících látek, přítomné v kaţdém vzniklém toku, často prakticky nemoţná, lze obvykle najít způsob sníţení nutných parametrů (např. počet měření) bez významnější ztráty kvality informací. 2.2.1.1 Inventarizace lokality
Inventarizace lokality obsahuje informace o: umístění (mapa, situační plán) podnebí, zeměpisné poloze, kvalitě půdy a podzemních vod, okolí, vodních recipientech velikosti lokality (celková výměra, zastavěná plocha, odkanalizovaná plocha, krytá plocha) počtu zaměstnanců výrobních jednotkách seznamu výrobních závodů, obsahujícím údaje o kaţdém z nich o: klasifikaci výrobních závodů podle Směrnice, Přílohy I, 4. Chemický průmysl, 4.1 – 4.6 typické údaje o výrobním závodu, informace o výrobních procesech udávající u kaţdého: stručný popis zjednodušené schéma procesu se zdroji toků odpadních látek podrobnosti o chemických reakcích (hlavní a vedlejší reakce) a podpůrných provozech informace o provozních surovinách, polotovarech a konečných produktech systému provozu (kontinuálním či diskontinuálním procesu nebo kampaňovém provozu) potenciálních nebezpečných situacích (vylití, úniky) systému kanalizace (kanalizace, ČOV, kanalizace sráţkových vod).
19
Kapitola 2 2.2.1.2 Inventarizace nebo registr látkových toků
Kompilace důleţitých základních údajů o sloţení a objemech toků odpadních vod a odpadních plynů – kaţdého jednotlivě – se provádí v přehledu nebo registru toků (registr odpadních vod, registr odpadních plynů). Vznikající toky jsou seřazeny podle zdrojů, tj. výrobních procesů z nichţ pocházejí. To je klíčovým prvkem pro hodnocení stupně jejich znečištění a vlastností znečišťujících látek i moţností jejich sniţování u zdroje. Zdroje odpadních vod jsou uvedeny v Sekci 1.1.1, zdroje odpadních plynů v Sekci 1.1.2. Registr toků obsahuje: informace o chemickém výrobním procesu: reakční chemické vzorce a rovnice včetně výchozích sloučenin, produktů a vedlejších produktů zjednodušené tokové postupové schéma technologického postupu příslušné provozní jednotky, ukazující reaktor, procesy isolace a uprav produktu a přesný původ jednotlivých emisí, informace o vypouštěných tocích, jako: sloţky a jejich variabilita odpovídající údaje o koncentraci a mnoţství důleţitých sloţek a jejich variabilitě (včetně metody a četnosti monitorování) objemy toků a jejich kolísání (např. impulsní, kontinuální nebo šarţové toky) teplota pH (odpadních vod) vodivost (odpadních vod) hořlavost (odpadních plynů) meze výbušnosti (dolní mez výbušnosti (LEL) a horní mez výbušnosti (HEL)) reaktivita (pro odpadní plyn) příslušné znečišťující látky a/nebo parametry: CHSK/TOC, NH4-, NO3- a NO2-N, fosfor, těţké kovy, halogenderiváty uhlovodíků, perzistentní organické znečišťující látky (POP) pokud se předpokládají, a toxicita v odpadních vodách chlor, brom, fluor, chlorovodík, oxidy síry (SOx), sirovodík, merkaptany, oxid uhelnatý, oxidy dusíku (NOx), prachové částice, těţké kovy a jejich sloučeniny, těkavé organické sloučeniny (VOC) v odpadních plynech údaje o biologické odbouratelnosti znečištění (odpadních vod): hodnoty BSK výsledky modifikovaného Zahn-Wellensova testu nespalitelné mnoţství CHSK/TOC potenciál inhibice denitrifikace přítomnost dalších sloţek (odpadních plynů), které mohou mít vliv na systém čištění nebo mohou být důleţité z hlediska bezpečnosti – kyslík, dusík, vodní páry, prach. Inventarizace toků má pomoci určit nejdůleţitější zdroje emisí (pro kaţdé medium, odpadní vody, odpadní plyny) a umoţnit upřednostnění přijatých kroků sniţujících obsah emisí. Obecně řečeno, jde o postup se čtyřmi kroky: vytvoření seznamu zdrojů hodnocení příčin vzniku emisí z jednotlivých zdrojů kvantifikace mnoţství emisí z jednotlivých zdrojů ověření výsledků pomocí materiálové bilance. Vhodná klasifikace jednotlivých dílčích toků (tj. zvlášť odpadních vod a zvlášť odpadních plynů), odpovídající charakteristikám a mnoţství nečistot, je rozhodující součástí přehledu a dobrým základem pro určování budoucího moţného sniţování vypouštěného mnoţství odpadů (viz. Sekce 2.2.1.3), kdy příslušné toky na začátku kaţdého seznamu budou předními kandidáty na nejúčinnější sníţení emisí. Opatření v chemických lokalitách, sniţující emise jsou nejlépe prováděna u chemických provozů s dosaţitelným optimálním poměrem environmentálního uţitku a nákladů. U stávajících zařízení je 20
Kapitola 2 moţné tolerovat neoptimální poměry čištění tam, kde se jedná o podruţné toky, neznamenající významné znečištění v případě úsilí, zaměřeného na značně zatíţené toky a tudíţ výrazné sníţení celkových emisí znečišťujících látek a celkového environmentálního dopadu. 2.2.1.2.1 Celkové zhodnocení kapalných odpadů (WEA) Mnoţství kapalných odpadů je z velké části hodnoceno a regulováno na základě fyzikálních a chemických vlastností, jako jsou CHSK, BSK, TNL, pH a koncentrace specifických nebezpečných látek. Tyto vlastnosti poskytují spolehlivý základ pro omezování kapalných odpadů obsahujících relativně málo dobře charakterizovaných nečistot s dobře definovanými a známými toxikologickými vlastnostmi. Občas je však velmi obtíţné zhodnotit na základě sloţení a fyzikálně-chemických vlastností komplexních a variabilních kapalných odpadů jejich environmentální význam. Celkové hodnocení kapalného odpadu je metodika hodnocení komplexních toků odpadních vod a doplňuje pouţívání zástupných a celkových parametrů, jako jsou CHSK, AOX nebo EOX. Jejím cílem je zhodnocení moţných nebezpečných vlastností kapalných odpadů, které by bylo obtíţné sniţovat pokud by se spoléhalo pouze na chemické údaje, které poskytují součtové parametry nebo soubor limitů jednotlivých chemikálií. Celkové hodnocení kapalného odpadu poskytuje dodatečné, moţná dokonce přesnější, nástroje hodnocení potenciálního vlivu kapalných odpadů na vodní prostředí. Bude pravděpodobně hrát stále důleţitější úlohu ve sniţování mnoţství odpadů a současně bude doplňovat, či dokonce nahrazovat, tradiční měřítka kvality kapalných odpadů, která se dosud pouţívají při monitorování ţivotního prostředí a hodnocení rizik. Spolupráce a vzájemné pochopení mezi regulátorem a znečišťovatelem bude zásadně důleţitá pro zajištění vhodného a dostatečného sníţení obsahu nečistot v komplexních vypouštěných kapalných odpadech. Celkové hodnocení kapalného odpadu pouţívá biologické metody testování, biotesty, tj. na rybách, řasách, bakteriích a korýších. Jejich výhodou, oproti chemickým analýzám jednotlivých látek, ţe toxikologické vlastnosti jednotlivých vzorků se stanovují integrovaným způsobem a interaktivní účinky, které se mohou vyskytnout v přítomnosti některých znečišťujících látek jsou identifikovány přímo. Metodami biologických testů lze určit environmentální význam komplexních kapalných odpadů. Je to obvykle rychlejší a levnější neţ rozsáhlá chemická charakterizace a tím se značně zjednodušuje regulace. Jsou vhodné pro celou řadu látek a přináší výsledky, které lze interpretovat docela jednoduše. Navíc umoţňují určovat účinnosti čistíren odpadních vod dosahovaných při odstraňování toxických látek. Výběr metod biotestů a výběr provedení experimentu závisí na účelu jeho pouţití, tj. mají-li být výsledky pouţity pro hodnocení nebezpečí, monitorování nebo souladu. Podle způsobů pouţití jsou na metody biotestů kladeny různé poţadavky. Velké zkušenosti jsou s měřeními akutní toxicity a pro hodnocení údajů o toxicitě se běţně pouţívají dva postupy: postup ECx/LCx vyuţívá údajů statistické analýzy a pro výsledky vyţaduje alespoň pět párů údajů koncentrace / reakce (odpověď?) mezi 0 a 100% postup LID (nejniţší neúčinné ředění), jehoţ výsledkem je ředění původního toku odpadních vod do okamţiku, kdy nevykazuje ţádné účinky, je ekvivalentem k I/NOEC. Nepotřebuje vztah koncentrace / odpověď a proto je celý postup testování jednodušší. Neposkytuje však ţádné statistické hodnocení ani rozsah spolehlivosti. Celkové hodnocení kapalného odpadu (WEA) poskytuje informace o kapalných odpadech řadou chemických, fyzikálních a/nebo biologických metod, kterými zkoumá jejich potenciální biologické účinky. Metodologie WEA vyuţívá určování moţných nepříznivých vlivů kapalných odpadů a zaměřuje se na v podstatě stejné parametry účinků, které pouţívá na látky zaměřený přístup: akutní toxicita mutagenita nebo (raději) genotoxicita
21
Kapitola 2 chronická toxicita bioakumulace perzistence nebo biologická odbouratelnost. Vodného prostředí se týkají zvláště chemikálie perzistentní (P), toxické (T) a/nebo náchylné k bioakumulaci (B). Chemicky orientovaný přístup se zaměřuje na měření nebezpečných látek, které byly vybrány a upřednostněny pouţitím P-T-B kritérií. Dobře provedený program WEA můţe zajišťovat environmentální management s integrovanými opatřeními (měřeními?) s ohledem na komplexní kapalné odpady. Výhody pouţívání parametrů udávajících biologické účinky jsou: WEA se týká všech látek v odpadních vodách bez ohledu na jejich původ a zjistitelnost chemickou analýzou. Látky není nutné určit. Do hodnocení jsou zahrnuty i vedlejší produkty a metabolity. toxické účinky na vodní organizmy jsou přímo viditelné; zahrnují i kombinované účinky zdroje nebezpečných kapalných odpadů (výrobní kroky nebo zařízení slouţící k ohřevu) uvnitř průmyslových areálů lze v mnoha případech určit zpětným vyhledáváním úsilí vynaloţené na provedení testů WEA je srovnatelné s celkovou analýzou jednotlivých látek v komplexních kapalných odpadech. Zmíněné výhody jsou více méně výhodami vědeckými, ale WEA můţe podporovat i kaţdodenní výrobní činnosti: kombinaci přímých či nepřímých měření řady potenciálních účinků lze pouţít v environmentálním managementu, zvláště pokud kapalné odpady obsahují látky, které lze jen těţko posuzovat z hlediska jejich perzistence, bioakumulace a toxicity přesto, ţe výsledky toxicity lze snadno pouţít například pro výpočty ředění, nevypovídají bioakumulace ani perzistence znečišťujících sloţek kapalných odpadů samy o sobě nic o účincích, ale spíše se vztahují k hodnocení stálé expozice informuje o moţných rizicích pro ţivotní prostředí pro-aktivním informováním provozovatelů a regulátorů za pomoci určitých technik je pouţitelná pro určení nebezpečných látek v kapalných odpadech a pomoci tak provozovatelům ve sniţování obsahu takových látek v odpadních vodách. Pouţívání WEA čelí úkolům na které se zaměřuje vědecká komunita. Jsou jimi: stálé zaměření na toxickou sloţku P-T-B v kombinaci s neschválenými metodami standardních testů bioakumulace a perzistence sama WEA se obecně netýká ochrany sedimentu a způsobů působení na potravní řetězec, coţ však lze zkoumat v širším procesu hodnocení ekologických rizik je důleţité, aby výsledky WEA testování byly zveřejňovány v kontextu časových a prostorových vzorkování kapalných odpadů, pouţitých metod testování, učiněných závěrů a pouţitých statistických analýz údajů. Je potřeba, aby došlo k dalším dohodám a mezinárodní standardizaci. WEA lze obvykle pouţít jako vnitřní nástroj EMS, který podává podrobné informace o charakteristikách znečišťujících látek v kapalných odpadech. Jak je řečeno v Kapitole 2.2.1, je zdánlivě nemoţné kvantifikovat emise kaţdé jednotlivé látky v toku kapalného odpadu. Dobře provedený program WEA však můţe provozovatelům zajistit integrované měření kvality kapalných odpadů. WEA můţe být jedním z opatření, která se vyuţívají pro registr kapalných odpadů, jak uvádí Sekce 2.2.1.2.
22
Kapitola 2 Moţná pouţití WEA zahrnují: Předpisy nebo směrnice týkající se toxicity kapalných odpadů Některá rozhodnutí stanovují číselná kritéria toxicity v povoleních vypouštění odpadů, zatímco jiná jich vyuţívají jako nástrojů plánování a hodnocení. Stanovení kritérií toxicity zajišťuje konzistentní hodnocení kapalných odpadů: k pouţití nátlaku nebo managementu dochází obvykle pouze v případech, kdy kapalné odpady nevyhovují kritériím toxicity. Méně formální přístupy k vyuţívání údajů o toxicitě mohou eventuálně zmenšit nejistoty o rizicích, které představuje vypouštění kapalných odpadů, doplněním obvyklých údajů o chemických kapalných odpadech. Hodnocení perzistence a bioakumulace lze navíc pouţít stejně.4 Klasifikace environmentálních rizik vypouštění do vodního systému WEA lze pouţít po hodnocení relativních rizik představovaných smíšenými odpadními vodami se záměrem věnovat hlavní pozornost tomu, kde je to třeba. Hodnocení stanovení/sníţení toxicity (TIE/TRE) TIE/TRE se pouţívají proto, aby se určilo, proč je kapalný odpad toxický a co lze učinit, aby se toxicita sníţila na přijatelnou úroveň (viz. http://www.setac.org/wettre.html). TRE můţeme definovat jako lokálně specifickou studii prováděnou postupně5 sestavenou pro: zjišťování činitelů, způsobujících toxicitu kapalných odpadů izolování zdroje toxicity hodnocení účinnosti moţností sniţování toxicity a ověření sníţení toxicity kapalných odpadů. TIE je definována jako soubor postupů, kterými se určuje činitel zodpovědný za toxicitu kapalných odpadů (a který můţe být dílčím souborem nástrojů pouţívaných TRE). Sníţení toxicity na přijatelnou úroveň je moţné dosáhnout zjištěním a omezením jejího zdroje nebo určením a implementací strategie čištění, která sniţuje toxicitu na přijatelný stupeň. TIE/TRE mohou pouţívat velmi jednoduchých prostředků aţ po velmi sloţité a představují pro provozovatele logický proces zaměřující se na závaţný problém toxicity. TRE můţe směrovat snahy techniků, zabývajících se čištěním, na minimalizaci nákladů potřebných pro zlepšení kvality kapalných odpadů. Tento druh studie však můţe provádět zkušený personál s dobrým laboratorním zázemím (chemické a toxikologické schopnosti). TIE/TRE dle dohody hodnotí „toxicitu“, ale prvky perzistence i bioakumulace mohou proces doplňovat (např. PIE/PRE nebo BIE/BRE). Priorizace opatření pro čištění kapalných odpadů Určení/omezení hodnocení (jak je uvedeno shora) lze vyuţít k předpovídání účinnosti různých opatření pro čištění odpadů a klasifikaci jejich příspěvku ke sníţení nebezpečí, která kapalné odpady představují. Například údaje získané toxikologickým testem mohou poskytnout integrované měřítko navrţených zlepšení čištění odpadů (např. toxikologické testování kapalných odpadů z poloprovozních čistíren). Takové informace pomáhají těm, kdo rozhodují, jak dosáhnout největšího zhodnocení svých investic do čištění odpadů (odpadních vod). Posuzování účinnosti opatření ke zlepšení čištění Poté, co podnik zdokonalil svůj systém čištění odpadů (odpadních vod), lze vyuţít toxikologických a jiných testování kapalných odpadů během provozu k hodnocení vlivu daných zlepšení na čištění odpadů v průběhu času. Srovnávací studie toxicity různých kapalných odpadů ukázala, ţe zlepšení čištění konvenčními přístupy nezaručují, ţe odpady nebudou akutně toxické.6 Zpětné vyhledávání příčin účinků, pozorovaných v prostředí recipientů 4
Přístupy jsou popsány v: de Maagd, R.G.-J. 2000. Bioaccumulation tests applied in whole effluent toxicity testing. Env. Toxicol & Chem. 19(1): 25-35. 5 USEPA, 1991. Technical supporet document for water quality based toxics control. Washington DC: office of water. EPA/505/2-90-001. 6
Tonkes, M., P.J. F. de Graaf a J.Graansma, 1999. Assessment of complex industrial effluents in the Netherlands using a whole effluent toxicity (or wet). Water Science a Technology 39 (10-11): 55.
23
Kapitola 2 Pokud environmentální podmínky v recipientech vykazují negativní dopady, lze pouţít WEA (často v rozsahu koncentrací pro přizpůsobení ředění v recipientu) pro potvrzení příčiny a následku. Například hypotéza, ţe kvalita bentického společenství byla způsobena vypuštěnými kapalnými odpady, můţe být prověřena pouţitím pečlivě sestavené WEA. Metody hodnocení kapalných odpadů lze navíc pouţít pro zhodnocení kvality přijímajícího prostředí a umoţnit tak jejich přímé srovnání. Hodnocení lokálně specifických nebezpečí/rizik Environmentální rizika, která představují kapalné odpady, lze předpovědět nebo vyhodnotit s vyuţitím hodnocení rizik, kde jednou z nejpravděpodobnějších metod hodnocení biologických účinků bude WEA7. Bylo by důleţité zkusit terénně ověřit všechny biologické účinky spojením údajů WEA se zjištěnými biologickými účinky na vodní společenstva8. Jak prokazují shora uvedené příklady, WEA lze pouţít mnoha praktickými způsoby, pomáhajícími při výběru BAT. Kaţdá jurisdikce můţe rozhodnout, která kombinace pouţití bude odpovídat její politice a způsobům omezování kapalných odpadů. Ať uţ půjde o přístup přísně zaloţený na emisích nebo kombinovaný s přístupem zaloţeným na kvalitě vody, WEA podporuje většinu přístupů k managementu kapalných odpadů. WEA se široce pouţívá jak v EU, tak i mimo ni. Hlavní rozdíly v přístupech pouţívaných jednotlivými zeměmi jsou kombinace a druhy testů, které se pouţívají (toxicita/genotoxicita, perzistence a/nebo bioakumulace). Implementace WEA v regulačním kontextu je v EU převáţně ve fázi výzkumu a vývoje, ale následující příklady ukazují rozsah pouţití WEA a přístupů k němu: Německo běţně pouţívá akutní toxicitu a genotoxicitu jako ekologické toxikologické standardy pro kapalné odpady v několika různých průmyslových odvětvích [cww/tm/130] a má i program výzkumu a vývoje WEA (např. vývoj testování na rybích vajíčkách). Během posledních šesti let mělo Irsko závazné hodnoty emisních limitů nazvané Toxické jednotky (TUs) pro kapalné odpady vypouštěné do vod z průmyslu, regulovaného Integrovaného Omezování Znečištění (IPC). Limity TU se pohybovaly od 5 do 10 a byly specifikovány v publikovaných BATNEEC směrnicích [cww/tm/95] pro různé sektory. Navíc od průmyslu vypouštějícího kapalné odpady do komunálních ČOV můţe být také poţadováno provedení kombinace toxikologických a respirometrických testů. Švédsko pouţívá charakterizaci kapalných odpadů (včetně WEA) k hodnocení, zda je čištění kapalných odpadů jednotlivých operací účinné. To se obvykle provádí jako součást povolovací procedury pro kontrolu nových výrobních jednotek (procesních a koncových zařízení), které jsou jiţ po určitou dobu v provozu. Tento přístup však lze kdykoli pouţít pro posouzení potřebnosti dalších zařízení. Velká Británie po provedení rozsáhlého výzkumu a vývoje a předváděcího programu v současnosti slaďuje Přímé hodnocení toxicity (DTA) pro kapalné odpady9. Holandsko je v konečných fázích výzkumu WEA a fázi vývoje, který bude stejně měřit (geno)toxicitu, perzistenci i bioakumulaci. WEA bude implementována do regulačního kontextu do roku 2005. V širším evropském měřítku nastolila OSPAR (Úmluva z Oslo a Paříţe o ochraně mořského prostředí Severního Atlantiku) otázku eko toxikologického hodnocení odpadních vod jako prostředku hodnocení kvality kapalných odpadů ze skupiny bodových a rozptýlených zdrojů (PDS) v r. 1994. V listopadu r. 1999 Německá federální environmentální agentura navrhla podkladový dokument o vyuţití WEA pro hodnocení odpadních vod [cww/tm/130]. Mnohostranná expertní skupina (IEG) vnikla v r. 1999 speciálně pro vývoj WEA v kontextu Strategie nebezpečných látek OSPAR (OSPAR, 7
Chapman, P.M. 2000. Whole effluent toxicity testing – usefulness, level of protection, and risk assessment. Env. Toxicol. & Chem. 19(1):313 8
Grothe, D.R., K.L. Dickson a D.K. Reed-Judkins (eds.). 1996. Whole effluent toxicity testing: an evaluation of methods and prediction of receiving systém impacts. Society of Environmental Toxicology and Chemistry. Pensacola. FL. USA. 9
x
24
Kapitola 2 2000, http://www.ospar.org). OSPAR- IEG zkoumala vyuţití WEA v různých průmyslových odvětvích (k dnešnímu dni v papírenském a farmaceutickém průmyslu). IEG navíc provedla revizi metod testování perzistence a bioakumulace i genotoxicity a endokrinních poruch (obojí ve fázi příprav). Závěrem lze uvést, ţe WEA je uţitečným nástrojem integrované prevence a omezování znečištění, ale spíše bude doplňovat tradiční chemické metody neţ by je nahradila. Zkušenost ukazuje, ţe pokud jsou měření P-T-B implementována v rámci dobře navrţeného programu WEA, jejich výsledkem jsou omezení vypouštění nebezpečných látek do odpadních vod. Základem je navrhnout WEA tak, aby doplňovalo ostatní kontrolní měření v rámci systému efektivního environmentálního managementu. 2.2.1.2.2 Sniţování spotřeby vody a mnoţství vypouštěných odpadních vod Protoţe je úspora vody (tj. sniţování spotřeby vody a nárůstu výskytu odpadních vod) a/nebo její opětovné vyuţití coby nástroj hospodaření s vodou stále důleţitější v mnoha oblastech Evropské unie, je vhodné jí věnovat zvláštní kapitolu. Ochrana vod například často pomáhá zmírnit negativní dopad přenosu znečišťujících látek z plynů do vod. Tvrzení, ţe rozsah opětovného vyuţívání vod a jejich recyklace je spíše omezen kreativitou a vůlí lidí, kterých se to týká, neţ technickými omezeními, pravděpodobně není přehnané. Závisí však na místních podmínkách. Otázky, které je třeba zváţit, jsou například: vývoj strategií vedoucích ke sniţování spotřeby (čerstvé) vody a výskytu odpadních vod ve výrobě [cww/tm/67d], jako jsou: změna procesu výroby, která můţe vést ke sníţení spotřeby vody, např. nahrazení vodního chlazení chlazením vzduchem přímá recirkulace odpadních vod, tj. opětovné vyuţití málo znečištěných odpadních vod v jiných procesech, které dané znečištění neovlivní, coţ vede ke sníţení spotřeby čerstvé vody a objemu odpadních vod beze změny obsahu znečisťujících látek předčišťování odpadních vod a jejich následné opětovné vyuţívání ve stejném či jiném procesu, coţ vede ke sníţení spotřeby čerstvé vody, objemu odpadních vod a obsahu nečistot; zpochybnění technik čištění odpadních plynů mokrými procesy (např. mokré pračky, bio-pračky, chladiče s vodním chlazením, mokré cyklóny, mokré elektrostatické odlučovače) kvůli jejich spotřebě vody a je-li moţné, vyhnutí se těmto technikám, je-li dostupnost čerstvé vody omezujícím faktorem, nebo je-li vodní recipient citlivý na poruchy. Postup vedoucí ke sniţování spotřeby vody a odpadních vod obvykle sleduje cestu naznačenou na Obr. 2.4 [cww/tm/67d]. Prvním krokem je zbilancování vody a hlavních nečistot, které mohou bránit jejímu přímému opětovnému vyuţití. Pokud shromaţďování údajů pro registr odpadních vod neposkytlo konzistentní údaje, je třeba provést jejich další srovnání v kombinaci s doplňkovým upřesňujícím měřením. Na základě stálé materiálové bilance lze vyvinout a zhodnotit z hlediska provozuschopnosti různé moţnosti minimalizace spotřeby. Toky z různých výrobních procesů je moţné jímat a směšovat a konečnou směs recyklovat, aby se minimalizoval objem (odpadních) vod, čímţ roste moţnost sráţení a koroze. Nástroje, které vedou k těmto procesním zlepšením, jsou popsány v Sekci 2.2.1.3. Nemělo by se však přehlédnout, ţe obohacení znečišťujícími látkami, které nelze odstranit technikami vnitřního sniţování jejich obsahu nebo čištění, můţe omezit opětovné vyuţití vody ve vodních okruzích.
25
Kapitola 2
Obr. 2.4: Obecný postup sniţování spotřeby vody a zvýšeného objemu odpadních vod 2.2.1.2.3 Kvantifikace emisí odpadních plynů Emise odpadních plynů z některých zdrojů mohou mít různé příčiny a proto by se měly hodnotit emise z kaţdého zdroje samostatně, aby bylo moţné takto kvantifikovat celkové emise z daného zdroje. Omezení počtu zdrojů bude navíc znamenat zaměření se na příčinu emisí, spíše neţ na jejich zdroj. Kvantifikace emisí podle zdroje Emise lze kvantifikovat podle zdroje způsobem, uvedeným ve Směrnici Rady 1999/13/EC (VOC Directive) [cww/tm/88]. Pro přípravu inventáře odpadních plynů je třeba kvantifikovat emise ze všech potenciálních zdrojů. Toho lze dosáhnout odhadem, výpočtem nebo měřením, podle druhu emisí a jejich poměrné důleţitosti pro celkové emise odpadních plynů. Některé emise se dají nejlépe odhadnout podle výstupního zdroje, jiné podle příčiny jejich vzniku. Obtíţné je měření zejména nezachycených emisí. Ty vyţadují kvantifikaci podle příčiny, která k nim přispívá. Následující příklady podávají vysvětlení: Emise z produktu (obvykle VOC) lze odhadnout, pokud je znám obsah těkavých látek v daném produktu. Například mnoţství rozpouštědla v produktu je dobře definováno a jsou známa i prodaná nebo rekuperovaná mnoţství. Pokud odpad obsahuje plynné sloţky, je potřeba změřit jejich obsah nebo ho určit jinak, aby bylo moţné spočítat mnoţství, které můţe být uvolněno jako emise. To bude také záviset na metodě pouţité pro likvidaci odpadu.
26
Kapitola 2 Emise odváděné do ovzduší lze vhodně kvantifikovat měřením průtoku vzduchu a koncentrace odpadního plynu (nejlépe v různých částech výrobního procesu). Toto měření však můţe být poměrně drahé a můţe být zkomplikováno potíţemi v přístupu k měřicím místům, přítomností vodní páry nebo prachových částic, či jinými okolnostmi a můţe představovat pouze obrázek okamţité situace, která se s časem mění. Metoda výpočtu se tedy upřednostňuje tam, kde není moţné provést měření. Jeho moţnost závisí na příčině emisí. Pokud například odváděné emise vznikají odpařováním rozpouštědla během sušení (emise VOC), je obvykle jednodušší spočítat mnoţství odpařeného rozpouštědla změřením jeho obsahu v produktu před sušením, zatímco znečišťující látky v kouřových plynech ze spalování (NOx, SOx, atd.), nebo nebezpečné znečišťující látky, vyţadují měření v komíně. Zbytkové mnoţství znečišťujících látek po procesu jejich redukce je moţné spočítat v případě, ţe známe mnoţství přivedené do systému a účinnost systému redukce znečišťujících látek. Často je přirozeně obtíţné měření nezachycených emisí, které je třeba zhodnotit zváţením příčin emisí a příslušných metod hodnocení, podrobněji popsaných níţe. Předtím, neţ upustíte od moţnosti měření, by v kaţdém případě měla být zhodnocena jeho proveditelnost. Kvantifikace emisí podle příčiny Kvantifikace emisí zaloţená na jejich příčině se můţe často ukázat jako jediné praktické řešení, zvláště pro nezachycené emise, ale často i pro emise odváděné. Existuje několik metod provádění těchto výpočtů. Všechny metody výpočtů poskytují odhady, které v některých případech udávají pouze řádové hodnoty. Příklady jsou: Kvantifikace emisí z výroby by měla být zaloţena na podrobné znalosti výroby, o kterou jde. V mnoha případech to poskytuje docela přesné hodnocení emitovaného mnoţství, které je občas třeba potvrdit měřením. Při provádění výpočtů a měření by měla být variabilita emisí, která je pro výrobu typická. Můţe to být variabilita v čase – u diskontinuálních procesů se uvolňované mnoţství běţně mění s diskontinuální průběhem výroby – nebo proměnlivost druhová – různé druhy produktů uvolňují různá mnoţství. Výpočty by to měly reflektovat a pokud jsou provedena měření, je třeba pečlivě zaznamenat provozní podmínky během kaţdého měření a je také potřebné provést dostatečný počet měření, aby byl objasněn plný rozsah variability. Roční materiálová bilance by měla vzít v úvahu skutečnou roční produkci, aby správně odráţela vliv řazení jednotlivých produktů ve výrobním programu. Výpočty emisí ze zásobních nádrţí mohou být zaloţeny na metodologii vyvinuté Úřadem Spojených států pro ochranu ţivotního prostředí (USEPA) [cww/tm/89]. Tyto výpočty jsou těţkopádné a vyţadují znalost některých meteorologických údajů, které lze získat z místního meteorologického ústavu. Značné emise ze skladování mohou vznikat v nadzemních atmosférických (beztlakových) nádrţích. Ztráty odvětráváním podzemních nádrţí nebo nádrţí s tlakem vyšším neţ atmosférickým, jsou značně niţší. Provozní ztráty závisí na počtu cyklů za rok (tj. kolikrát za rok se objem nádrţe naplní a vyprázdní) a je-li jejich počet malý, jsou nízké. Vyrovnáváním výparů během plnění nádrţe se zabraňuje vzniku provozních ztrát. Proto jsou v mnohých zařízeních emise ze skladování v porovnání s ostatními emisemi nízké. Předtím, neţ se přistoupí k přesným výpočtům, doporučuje se odhadnout ztráty ze skladování na základě materiálové bilance. Pokud jsou vyţadovány přesné výpočty, velmi se doporučuje pouţít počítačový program TANKS [cww/tm/90], který vyvinula USEPA, a který je počítačovou verzí kalkulační metody USEPA.
27
Kapitola 2 Emise ke kterým dochází při manipulaci, lze počítat za předpokladu, ţe obsah výparů ve vzduchu, který vychází z plněného kontejneru (nádoby), odpovídá tlaku výparů z produktu, který je plněn při dané plnicí teplotě, násobenému faktorem nasycení. Faktor nasycení závisí na metodě plnění a představuje stupeň nasycení v průměru dosahovaný v prostoru výparů během plnění. Faktory nasycení pro cisternové vozy BLC jsou [cww/tm/72]: plnění pod hladinu do čisté přepravní nádrţe: 0,5 plnění pod hladinu do mokré přepravní nádrţe (účelová cisterna): 0,6 nakládání stříkáním: 1,45 (faktor větší neţ 1 představuje přesycení způsobené kapičkami kapaliny vytlačovanými z prostoru cisterny s výpary). Výpočty emisí způsobených netěsnostmi zařízení se zakládají na metodách vyvinutých USEPA a pohybují se od jednoduchých (zaloţených na počtech netěsných míst a průměrných emisích na jedno místo) po komplexní (zaloţené na korelacích mezi měřenou stopovou koncentrací (ppm) na rozhraní netěsnosti a rozsahu netěsnosti podle typu uvaţovaného zařízení). Další popis lze najít v USEPA-453 Protocol [cww/tm/152], který je také podrobně uveden v IMPEL projektu „Rozptýlené emise VOC“ [cww/tm/154]. Tyto metody výpočtů poskytují hrubé odhady aktuálních emisí a přesnější metoda výpočtu obvykle poskytne niţší výsledky. Výpočty, zaloţené na počtech zařízení jsou jediné výpočty, které nevyţadují měření analyzátorem organických výparů v kaţdém místě potenciální netěsnosti. Pokud tyto výpočty povedou k uspokojivému výsledku pro daný záměr, nevyţaduje se ţádná další analýza. Pokud začnou být netěsnosti zařízení váţné, je potřeba zavést Program monitorování a údrţby [také nazývaný Zjišťování a opravy netěsností (LDAR)], který vyţaduje měření kaţdého potenciálně netěsného místa a zjištění moţností opravy netěsností. Tato práce vyţaduje znalosti v provádění měření a jejich zaznamenávání do databáze a má tedy být raději prováděna specializovanými dodavatelskými firmami. Je třeba zahrnout i neběţné emise, způsobené spouštěním, zastavováním a údrţbou. Ty velmi závisí na provozní metodologii. Neexistuje ţádná obecně přijatá metoda pro jejich odhad. Mohou však být významné diskontinuálních provozech s častým otvíráním a zavíráním nádob. V takových případech je nejlepším praktickým přístupem zahájení měřící kampaně pro kvantifikaci emisí spojených s jednotlivými provozními kroky. K náhodným emisím by docházet nemělo. Pokud k nim však dojde, odpovídající ztráta rozpouštědla by se měla odrazit v materiálové bilanci. Doporučuje se tyto emise sledovat a zaznamenávat odhadované mnoţství uvolněné během kaţdé takové události. 2.2.1.3 Analýza toků energií a materiálů (EMFA)
EMFA zahrnuje celou řadu nástrojů pro optimalizaci spotřeby energie, surovin, vody a vypouštění kapalného odpadu systematickým sledováním vnitřních toků energie a materiálů ve výrobním procesu. Jako taková je buď součástí nebo rozšířením inventarizace toků, přičemţ k přijímání závěrů vyuţívá získaných údajů. Tomuto úkolu napomáhá dostupný různě sloţitý počítačový software. Obvyklý postup EMFA je tento: počáteční analýza vstupů a výstupů výrobních procesů iterativní opakování postupu vedoucího ke zjištění moţných zlepšení kvantitativním srovnáním údajů o vstupech a výstupech s cílovými hodnotami simulace různých scénářů (uspořádání procesu) s individuálním hodnocením jejich environmentálního dopadu určení „nejlepšího“ řešení podle stanovených cílů (efektivita nákladů, prevence vzniku odpadů, šetření zdrojů, atd.)
28
Kapitola 2
Cílem implementace EMFA je vyšší efektivita provozování výroby a sníţení jejího environmentálního dopadu (např. omezení vypouštění odpadu a/nebo omezení spotřeby), popřípadě úspora nákladů. Příklad přístupu EMFA je podrobněji uveden v Příloze 7.2.
2.2.2 Nástroje provozního managementu Zatímco nástroje inventarizačního managementu poskytují všechny potřebné informace, bez nichţ si není moţné představit ţádné rozhodnutí o efektivním předcházení vzniku odpadů, jejich minimalizaci a/nebo čištění, nástroje provozního managementu poskytují základnu pro zavedení těchto rozhodnutí do praxe. 2.2.2.1 Monitorování
Monitorování představuje propojení mezi inventarizačními a provozními nástroji, ale je spojeno i se strategickými a bezpečnostními nástroji. Velký objem informací, poskytovaných inventarizačními nástroji, např. registrem(y) toků, je shromáţděn pomocí systémů a programů monitorování. Pravděpodobně nejdůleţitější otázkou je kontrola správného provozu výroby a procesů čištění, aby byla zajištěna kontrola, zda je dosahováno souboru environmentálních cílů a aby bylo umoţněno zjišťování a sledování poruch. „Nemůţeš řídit, co nemůţeš změřit.“ Pro měření efektivity EMS jsou tedy vyţadovány údaje o přesných účincích činností průmyslové lokality jak na ţivotní prostředí, tak na obyvatele. Je tedy nutné provádět plánované pravidelné vzorkování a program monitorování. Parametry, které je potřebné monitorovat, by měly obsahovat [cww/tm/132]: bodové zdroje, rozptýlené a nestálé emise do ovzduší, vod nebo kanalizace odpady, především odpady nebezpečné zamoření půdy, vody a ovzduší spotřebu vody, paliv, energií, kyslíku, dusíku a dalších plynů (např. argonu) odpadní tepelnou energii, hluk, zápach a prach účinky na specifické části ţivotního prostředí a ekosystémů (viz. Sekce 2.2.1.2.1) provozní poruchy a skoro poruchy úrazy personálu dopravní nehody stíţnosti obyvatel v okolí. Monitorování však není omezeno jen na analytické měření. Zahrnuje také pravidelnou údrţbu, vizuální a bezpečnostní kontroly. Současně s tímto dokumentem vzniká BREF o Monitorování, který doporučujeme pro získání dalších informací. V kontextu s odpadními vodami a odpadními plyny se monitorováním zabývá Kapitola 3; normy analytických parametrů jsou uvedeny v Příloze 7.4. 2.2.2.2 Stanovení a pravidelná revize vnitřních cílů nebo programů
EMS vyţaduje, aby byl stanoven environmentální program, který uvádí celkové, dlouhodobé a vnitřní, místně specifické cíle. Celkové a dlouhodobé cíle jsou součástí podnikové politiky a proto je v tomto BREF neuvádíme, ale tvrdíme, ţe taková politika je nezbytnou součástí systému EMS. Parametry, pro které jsou stanovené vnitřní cíle, by měly být vybírány podle jejich závaţnosti. Aby se omezil počet parametrů je třeba mít stále na paměti účel stanovení cílů, tj. potřebnost zajištění 29
Kapitola 2 optimálního provozování výroby a operací sniţování objemu vypouštěného znečištění a tím minimalizace dopadu na ţivotní prostředí jako celek. Obvykle není nutné, aby byly stanoveny úrovně cílů pro kaţdý jednotlivý dotčený parametr, ale pro popis emisí by měly být pouţity náhradní representativní parametry. Měřitelné úrovně cílů by měly být stanoveny tak, aby zajišťovaly snadnou dosaţitelnost úrovně povolených celkových limitů znečištění i specifických místních podmínek. Existuje několik tříd cílů. Jedna z nich jsou dané obecné normy a další lokálně specifické normy. Příklady obecných norem jsou: poţadavky Cílů kvality ţivotního prostředí (EQO) nebo Normy kvality ţivotního prostředí (EQS) či technologické standardy a Správná výrobní praxe (GMP) obecné poţadavky na příslušnou Kvalitu povodí („Water Framework Directive„ nebo národní předpisy týkající se kvality vod) obecné poţadavky na emise do ovzduší, mezinárodní nebo národní programy poţadavky vnitropodnikových norem vydané pro všechny závody firmy, nezávislé na místních povolovacích poţadavcích. Příklady místně specifických standardů jsou: poţadavky podmínek povolení (např. zajištění trvalého dodrţování limitních hodnot emisí) specifická omezení na ekotoxický obsah kaţdého konečného odpadu v souladu s limity, stanovenými pro recipient (povrchové vody, ovzduší), např. v Německu jsou dosaţitelné hodnoty pro vypouštění do cílových recipientů tyto10: TF = 2 (ryby) TD = 4 (dafnie) TA = 8 (řasy) TL = 16 (světélkující bakterie) TM = 1,5 (mutagenita) Dlouhodobým cílem německého chemického průmyslu (podle VCI deklarace z května 2000 [cww/tm/166]) je dosaţení dalšího omezení toxických vlivů z odpadních vod, při zvaţování:
akutní toxicity pro ryby, dafnie a bakterie chronické toxicity pro řasy mutagenity. Pokud jsou stanoveny cíle, je třeba také sestavit plán akcí, které je potřeba provést, pokud je úroveň cíle pro jeden či více dílčích toků, nebo konečného odpadu, po určitou dobu překročena. Tyto akce by měly být jasně definovány a určeny odpovědnosti a kompetence pro provádění těchto akcí. Příklady vnitropodnikových cílů jsou: stálé sniţování vypouštěného znečištění dodrţování poţadavků daných povolením sniţování ekotoxických účinků (viz. Sekce 2.2.1.2.1). Úloha monitorování při stanovování cílů je uvedena v Sekci 2.2.2.1.
10
Jednotky toxicity (hodnoty T, občas G) jsou vyjádřeny jako „faktory ředění“, TX = 2 znamená, ţe tok odpadních vod je třeba ředit na polovinu původní koncentrace, aby testované organismy přeţily. Viz. také Kapitolu 2.2.1.2.1.
30
Kapitola 2 Dynamický proces stanovování cílů, za předpokladu ţe chemický průmysl a podmínky jeho provozu podléhají stálému vývoji a změně, znamená pravidelné přehodnocování, bez ohledu na to, zda byly zavedeny nové legislativní poţadavky. Proto je třeba vytýčit program, ktarý by dostál těmto změnám. Cílem pravidelné revize je stálé zlepšování environmentální výkonnosti příslušné lokality chemického podniku jako celku. Aby bylo tohoto trvalého cíle dosaţeno, je třeba zaloţit program sniţování environmentálního zatíţení, který bude obsahovat následující prvky: pravidelné hodnocení úspěšnosti environmentálního managementu spojené s provozem a zařízením, se zřetelem na: environmentální dopady měnící se legislativu veřejný zájem zavádění neustálých zlepšení; pobídky pro zavádění úsporných opatření v nákladech a veřejné uznání důleţitých příspěvků k cílům sniţování emisí, jako jsou: alokace nákladů na čištění odpadních vod a plynů zavedením cenového systému, např. zavedením vnitřního principu „znečišťovatel platí“ (PPP) pro vypouštění z jednotlivých výrobních jednotek, které jsou účtovány vnitřně s náklady čistících zařízení podle toho, do jaké míry se podílejí na vstupním obsahu znečišťujících látek; je to dobrým stimulem pro minimalizaci emisí a tím sniţování sdílených nákladů na čištění dané výrobní jednotky vnitřní odměny (prémiové sloţky mzdy) pro navrhovatele provozních zlepšení vnitřní soutěţ v omezování provozních poruch a nehod; zahrnutí cílů prevence vypouštění znečištění během projektování nových nebo modernizace zařízení a výrob, jako jsou: zavedení recyklace vstupních sloučenin nebo produktů, pokud jsou plánovány úpravy zařízení zavedení metod šetřících vodu za stejných podmínek jako předchozí; preventivní údrţba a vhodná technologie provozního řízení minimalizující emise a ztráty zavedení technických a provozních kontrol a procedur se stanovením provozních kritérií, pro zlepšení prevence, včasného zjištění a jímání úniků/vypouštění buď monitorovacím dohledem, nebo organizačními opatřeními s vyuţitím sil personálu, jako jsou pravidelné obchůzkové kontroly nebo instalace jímacích systémů s dostatečným záchytným objemem; šetření a hodnocení vzniklých úniků/vypouštění aby byla zajištěna nápravná opatření, zabraňující jejich opakovanému výskytu komunikace se zaměstnanci a zástupci veřejnosti ohledně informování o emisích, pokroku v dosahování jejich sníţení a budoucích plánech, coţ můţe zahrnovat strukturovaný dialog o zájmech nebo obavách, jak zaměstnanců, tak zástupců veřejnosti. Tato revize můţe vést k rozhodnutím program nebo politiku.
upravit nebo dokonce přepracovat environmentální cíle,
2.2.2.3 Výběr moţností čištění
S nezbytnou informací ohledně emisí vznikajících v chemické lokalitě a určením environmentálních cílů a poţadavků je dalším krokem výběr vhodných moţností omezování znečištění. Obvyklým cílem je nalézt nákladově úspornou metodu čištění, nabízející optimální environmentální výkonnost. Vhodná volba obvykle vyţaduje, aby toky byly čistitelné a/nebo vypracování poloprovozní studie. Dostupné moţnosti omezování znečištění jsou obecně hodnoceny a vybírány podle:
31
Kapitola 2 charakteristik emisního toku, např.: průtoku koncentrace a vlastností znečišťujících látek přítomnosti nečistot teploty tlaku objemu části vyţadující čištění záměrů a cílů, kterých má být dosaţeno, s přednostní rekuperací znečišťujících látek legislativních poţadavků moţností omezování znečištění, které pro daný případ existují. Toto hodnocení a proces výběru – s nezbytnými údaji získanými inventarizací toků (viz. Sekce 2.2.1.2) – vţdy dochází k doplňujícím místně specifickým závěrům, na které je třeba brát ohled, při proměnlivosti klíčových faktorů místo od místa, např.: umístění závodu velikost a disposiční řešení lokality současná environmentální a ekonomická výkonnost hodnocených zařízení, jejich stáří, konstrukce a očekávaná ţivotnost potenciál a stupeň integrace výroby uvnitř zařízení a mezi zařízeními druh a kvalita recipientu dopad na ţivotní prostředí jako výsledek současných nebo předpokládaných emisí zbývající ţivotnost a výkonnost stávajícího zařízení pro omezování znečištění dostupnost zdrojů bezpečnost vymezení a omezení pro zařízení, předepsaná jinou legislativou výsledky analýzy vlivů do různých prostředí (spotřeba vody, produkce odpadů, spotřeba energie) investiční a provozní náklady. Pokud jsou zahrnuta zařízení konečného nebo centrálního čištění, měly by být zváţeny moţnosti omezení znečištění ze zdrojů. Výsledkem výše uvedených úvah bude výběr vhodného systému čištění, na základě zváţení moţností: omezení zdrojů jímacího (kanalizačního) systému metod čištění. Speciálními otázkami, týkajícími se odpadních vod a odpadních plynů, se zabývá Sekce 2.2.2.3.1 a 2.2.2.3.2. 2.2.2.3.1 Výběr systému omezování znečištění odpadních vod Obr. 2.5 ilustruje cestu rozhodování (rozhodovací diagram) při hledání vhodného systému čištění jednotlivých toků odpadních vod [cww/tm/132]. Tečkované čáry představují alternativní moţnosti. Na následující otázky, které obsahují hlavní cíle Směrnice – prevence, minimalizace a omezování znečištění – by měla být zaměřena pozornost pro kaţdý druh odpadní vody. Můţe být objem a úroveň znečištění sníţen či eliminován prostředky integrovanými do procesu nebo jinými prostředky? Můţe být uţitečné čistit celkový tok odpadních vod, nebo pouţití segregovaného systému? Je tok odpadních vod vhodný pro biologické čištění nebo by měl být předčišťován decentralizovaně?
32
Kapitola 2
Obr. 2.5: Diagram rozhodování o vhodném systému omezování znečištění odpadních vod Jako příklad kritéria pro určení priority důkladnějšího zkoumání dílčích toků odpadních vod je v některých částech Německa pouţíván obsah odolného TOC řádově 20 – 50 kg/den.Dalšími relevantními parametry jsou v tomto kontextu těţké kovy, halogenované organické sloučeniny a toxicita. Postup výběru sleduje kroky, uvedené v Kapitole 2.2.2.3: Omezení zdrojů Moţnosti omezení odpadních vod u zdroje by měly být zvaţovány jako první. V mnoha případech to bude výsledkem provozních úvah, popsaných v odpovídajícím vertikálním BREFu. Vlivy, které působí časté případy znečištění jsou:
33
Kapitola 2 Spotřeba provozní vody závisí na výrobním procesu. Koncentrace znečišťujících látek závisí převáţně na rozpustnosti látek hlavního toku výroby ve vodě. Je třeba zváţit následující vlivy: oddělení provozních vod od vody sráţkové a jiných toků odpadních vod, aby je bylo moţné znovu vyuţít nebo recyklovat, stejně jako minimalizovat mnoţství vody, která vyţaduje čištění, zastřešení některých provozů, nakládacích a vykládacích ramp atd. je jednou z moţností pro zváţení vyuţití provozních vod v reţimu recirkulace kdykoli je to ekonomicky moţné s maximálním počtem oběhů před jejich vypuštěním vyloučit přímý kontakt chladících systémů všude tam, kde je to moţné kritické přehodnocení důleţitosti systémů vodních praček (jsou-li pouţívány) nebo prošetření moţnosti rekuperace a opětovného vyuţití vody (viz. Sekce 2.2.1.2.2) minimalizace vodních toků v systémech vodního proplachování a ucpávek, které jsou často potřebné z bezpečnostních důvodů, ale měly by být pod kontrolou a omezovány odstranění volného oleje do přepadového systému odlučování oleje před vypouštěním vod do kanalizace maximální účinná separace vody a uhlovodíků, proveditelná ve výrobním zařízení, před vypouštěním vod do kanalizace vyuţít, v případě moţnosti, provozní kapaliny místo páry ve Venturiho tryskových zařízeních nebo kapalinokruţném čerpadle, s přednostním vyuţitím provozní kapaliny jako ucpávkové kapaliny nebo suché vývěvy pro minimalizaci znečištění, způsobeného zdroji podtlaku v nejvyšší moţné míře zachycovat odtok z pojistných ventilů, tepelných přetlakových ventilů, úniky z dvojitého ochranného pláště nebo z dvojitých těsnících ventilů, protoţe není vhodné je volně vypouštět do oblastí, kde se shromaţďuje sráţková voda jímání laboratorních kapalných odpadů do přepadové nádrţe. Nechtěným provozním únikům (vypouštěním) do kanalizace lze obecně zabránit zvýšenou pozorností obsluhy. V efektivním provádění úkolů můţe často operátorům pomoci dodatečné (doplňkové) přístrojové vybavení nebo jímání do přepadové nádrţe. Tam, kde často dochází k uvolňování kapalin obsahujících uhlovodíky, se také doporučuje zařízení jímání do přepadové nádrţe. Pro omezení nechtěných provozních úniků by měly být zváţeny následující návrhy: zazátkovat nebo uzavřít všechny nepouţívané výduchy a odtoky umoţnit přednostně jímání proplachů v přepadovém systému před jejich vypouštěním do kanalizace, s prioritním vyuţitím uzavřených vzorkovacích systémů nebo vzorkovacích ventilů, které nevyţadují proplachování (např. náporové vzorkovací ventily), vzorkovnic (vzorkovacích lahví?) dimenzovaných tak, aby se zabránilo přeplnění, a frekvenci vzorkování a vzorky udrţovat na nezbytném minimu zabránit přeplnění nádob nebo nádrţí instalováním vhodného počtu přístrojového vybavení nebo vhodných postupů minimalizovat pouţívání hadic zváţit zařízení pro jímání odkapávání z hadic zváţit zastřešení nakládacích ramp udělat obrubníky pro zajištění jímání úniků zváţit vhodné přístrojové vybavení zajišťující ochranu proti přeplnění silničních cisteren vyhnout se ztrátám produktu během odčerpávání ze dna nádrţí zváţit instalaci spolehlivých zařízení zjišťujících (bezpečnost) propojení zváţit „pigging“ linek namísto proplachování a vypouštění tam, kde je to moţné odsávat úniky, kde je to moţné, spíše neţ je splachovat proudem vody nebo je parou splachovat do kanalizace pouţívat vodní hadice pouze pod dozorem, coţ je dobrá praxe managementu / výroby. Ochrana vod opatřeními integrovanými do procesu a jinými však vede k vysoce koncentrovaným vodním tokům, které by měly být hospodárně recyklovány nebo zuţitkovány pro vyšší výtěţnost
34
Kapitola 2 výroby nebo by měly být čištěny s vyšší účinností. Jakékoli prostředky, vedoucí ke sníţení spotřeby vody, by měly vést přímo ke sníţení mnoţství znečišťujících látek, odváděných kanalizací. Zásadní přestavby a jiné činnosti údrţby mají často za následek značné znečištění vody. Aby toto znečištění bylo minimální, je potřeba pečlivého předchozího plánování, jako: vyčlenit prostor vyhrazený pro čištění zařízení, vybavený vhodným zařízením pro rekuperaci uhlovodíků a tuhých odpadních látek, který bude závazně určen pro čištění zařízení v nejvyšší moţné míře (např. čištění svazků výměníku) pečlivě plánovat vyprázdnění zařízení před čištěním, aby se zamezilo únikům do kanalizace pečlivě zhodnotit potřeby a metody čištění zařízení určit trasu odvádění všech kapalných odpadů z čištění. Vypouštění následkem havárie zařízení jsou přirozeně nepředvídatelná. Preventivní údrţba zařízení a implementace programu monitorování vţdy zajišťují jejich minimalizaci, např.: zabráněním poškození ucpávek čerpadel zváţením instalace čerpadel bez ucpávek, monitorování vibrací nebo signalizace úniků na ucpávkách detekcí úniků do chladící vody následkem poruchy výměníku, pravidelnou kontrolou obsahu uhlovodíků, pH a elektrické vodivosti vratné chladící vody co nejrychlejší opravou zjištěných úniků systémy analýzy častých úniků, které určí nejvhodnější druh zařízení, ucpávek, těsnění, atd. Znečištění pozadí ze znečištěných systémů kanalizačních stok lze minimalizovat například: periodickou kontrolou inspekčních jímek kanalizace na přítomnost např. volných uhlovodíků, a jejich odčerpání v případě potřeby do přepadové nádrţe čištění špinavých kanálů, které mohou způsobit vysokou úroveň znečištění pozadí. Výběr systémů odvodnění (viz. Sekce 2.2.2.4.1) Instalace dostatečné kapacity vyrovnávacích nádrţí Pro případ provozní havárie je výhodná instalace vyrovnávacích nádrţí jak pro určité toky odpadních vod ve výrobních závodech, tak pro shromáţděné toky odpadních vod před jejich vstupem do ČOV. Další podrobnosti jsou v Kapitole 3.3.3. Metody čištění Moţnosti čištění, které mají být zváţeny, jsou: předčištění jednotlivých toků odpadních vod s následným centrálním biologickým čištěním, např. toků, které obsahují těţké kovy nebo odolné CHSK, aby se sníţilo mnoţství znečišťujících látek u zdroje, čímţ se předejde nechtěnému rozředění a rozptýlení znečišťujících látek, které by jinak unikly nezjištěny a neodčištěny do recipientu koncové čištění jednotlivých toků odpadních vod s přímým vypouštěním do recipientu čištění jednotlivých toků odpadních vod jako předčištění, nebo čištění koncové centrální čištění pro celou lokalitu, např. mechanická/biologická čistírna (centrální biologická ČOV), sráţecí/flokulační/sedimentační čistírna nebo čistírna znečištěné dešťové vody bez čištění málo znečištěných jednotlivých toků odpadních vod nebo neznečištěné sráţkové vody. Různé techniky čištění jsou popsány v Kapitole 3.
35
Kapitola 2 2.2.2.3.2 Výběr systému regulace odpadních plynů Postup výběru sleduje sekvenci zmíněnou v Sekci 2.2.2.3. Při plánování úprav nezbytných pro omezení zdrojů i koncové čištění by mělo být vţdy pamatováno na to, ţe všechny změny mohou mít značné bezpečnostní důsledky, především při zacházení s hořlavými látkami. Je proto absolutně nezbytné zhodnocení účinku jakékoli změny na bezpečnost celého zařízení. Omezení zdrojů Omezování emisí na nákladově efektivní úrovni vyţaduje především zkoumání moţností omezení zdrojů emisí. Je potřebné pečlivé plánování pro optimalizaci rekuperace znečišťujících látek a následně souvisejících investičních a provozních nákladů. Zkoumání můţe odhalit další příleţitosti omezení zdrojů emisí. Ve většině případů jsou odpovídající investice niţší neţ u koncového čištění. Proto se pečlivé zkoumání moţností omezení zdrojů velmi doporučuje. Mělo by se zakládat na původu a příčinách emisí. Dobrá znalost poměrné důleţitosti kaţdé příčiny bude tedy podstatná pro zařazení záměrů dle priorit. I kdyţ jsou jiţ vyčerpány všechny realizovatelné moţnosti omezení zdrojů, můţe být koncové čištění stále potřebné. Jímání emisí (viz. Sekce 2.2.2.4.2) Výběr technologie čištění Pokud opatření omezení zdrojů nevedou k ţádoucím výsledkům, je potřebné koncové čištění. Všechna čistící zařízení mohou upravovat pouze odváděné emise. Pokud tedy musí nezachycené emise být sniţovány prostředky jinými, neţ je omezení u zdroje, jsou vyţadovány jímací digestoře a větrací systémy (včetně nezbytných bezpečnostních zařízení) zařazené před systémem koncového sniţování obsahu znečišťujících látek. Investiční náklady na větrací systémy mohou být značné. Tyto systémy by proto měly být navrhovány s ohledem na nákladovou efektivnost. Investice potřebné pro koncové čištění samotné, budou obecně funkcí celkového průtoku plynů, který má být čištěn a upravován a proto se snaha o minimalizaci průtoku vyplatí. Výběr vhodné technologie čištění bude mít tedy konečně značný dopad na poţadované investiční a provozní náklady celého provozního systému. Klíčové konstrukční otázky systémů úpravy odpadních plynů jsou tedy průtok plynů, koncentrace znečišťujících látek a, navíc k maximálním hodnotám, stupeň jejich proměnlivosti. Podstata – neboli „chemie“ – znečišťujících látek je primárně důleţitá, protoţe všechny systémy čištění jsou v tomto ohledu omezeny, jako např.: pouze hořlavé páry je moţné spalovat znečišťující látky obsahující halogeny a/nebo síru mohou vyţadovat čištění kouřových plynů následující po termální a katalytické oxidaci účinnost kondenzace závisí na tenzi par znečišťujících látek při kondenzační teplotě, a proto jsou látky s vyšším tlaku výparů méně kondenzovatelné pouze sloučeniny s malou velikostí molekul lze účinně adsorbovat a desorbovat biologická filtrace biologicky neodbouratelných sloučenin nebude účinná membrány jsou účinnější na určité sloučeniny účinnost mokrého praní závisí na rozpustnosti a tenzi par znečišťujících látek. Hodnota vypouštěného odpadního produktu bude určovat snahu po jeho rekuperaci z odpadního plynu, takţe hodnotnější produkt bude znamenat uţití technik umoţňujících rekuperaci (např. adsorpci, kondenzaci, membrány), které budou upřednostňovány před odbourávacími technikami (např. termální a katalytickou oxidací, biologickou filtrací).
36
Kapitola 2 Přítomnost nečistot v odpadních plynech má vliv na konstrukci systému. Občas musí být tyto nečistoty odstraněny předčištěním, např.: vodní pára, která ovlivňuje účinnost adsorpce, kondenzačními systémy, částečně chlazenými nebo kryogenickými systémy nebo filtračními systémy prach, který způsobuje potíţe při adsorpci, absorpční nebo katalytické oxidaci, kde prachové částice ucpávají loţe nebo vrstvu adsorbentu katalytické jedy, které omezují účinnost katalytického spalování (spalovací pece) nebo katalytického filtru kyseliny, které negativně působí na činnost bio filtru / bio pračky. Je třeba zváţit povolenou koncentraci kouřových plynů ve výfuku ze systému. Většina technologií má účinnost odstraňování omezenou a zejména kondenzace, absorpce a biologická filtrace dosahují mají účinnost daleko hluboko pod 100%. Výhodou systémů termální a katalytické oxidace je, ţe dosahují velmi vysoké účinnosti kolem 99%, ale na druhé straně je třeba zváţit jejich dodatečnou spotřebu energie, paliva a odpadní kouřové plyny. Pokud je věnována péče zabránění nasycení adsorbentu, jsou adsorpční systémy také velmi účinné. Bezpečnostní otázky jsou obzvláště důleţité u systémů termální a katalytické oxidace. Většina směsí VOC/vzduch je hořlavá při koncentracích VOC nad 40 g/m3 při 20 °C a atmosférickém tlaku. Aby se zabránilo zpětnému zápalu, tj. šíření plamene v přívodním potrubí do pece, je třeba se ujistit, ţe přívodní koncentrace je vţdy dostatečně hluboko pod LEL. V opačné situaci – koncentrace VOC je vysoko nad HEL – je třeba zajistit, aby koncentrace VOC za ţádných okolností neklesla pod tuto horní hranici. Pro prevenci rizika zpětného zápalu při nečekaně vysokých koncentracích je moţné pouţít detonační pojistku nebo těsnící (oddělovací) válec. Kromě toho musí být spalovací pec instalována na místě, kde nejsou přítomny hořlavé výpary a pro zajištění bezpečného provozu zařízení je vyţadována podrobná analýza. I systémy, které vyuţívají jiných technologií, musí být podrobeny (musí projít?) důkladné bezpečnostní revizi. Mnohé systémy (např. adsorpční, membránové) budou mít za následek koncentrovanější toky s pravděpodobnou koncentrací v oblasti hořlavosti. U adsorpčních systémů musí být provedeno hodnocení rizik z přehřátí. Bezpečnost mohou ovlivnit také kompresory nebo dmychadla a ventilátory, které jsou součástí mnoha systémů. Obecně lze říci, ţe je nutná podrobná bezpečnostní revize kaţdého zařízení a můţe velmi ovlivnit výběr systému. Bezpečnostní otázky jsou velmi důleţité u elektrostatických odlučovačů (je třeba se vyhnout odstraňování prachu z hořlavých plynů) a tkaninových filtrů (moţné zapálení horkými plyny, samovzníceným prachem a jiskrami). Obvykle hrají důleţitou roli také investiční poţadavky na systém. Při hodnocení poţadovaných investic je třeba dát pozor na zahrnutí všech potřebných zařízení. Značný vliv na výšku investic mohou mít především zásobování sluţbami z veřejných podniků, potrubní vedení zachycených odvzdušnění vedoucí do jednotky sniţování obsahu znečišťujících látek a poţadavky na pomocné vybavení (např. seal drum pro spalovací pec, jednotku čištění vody pro kondenzátor). Přestoţe jsou vstupní investice velmi důleţité, provozní náklady mohou být důleţité mnohem víc. Tyto náklady zahrnují spotřebu utilit, výměnu katalyzátorů, adsorpčních médií nebo membrán, náklady na chemikálie, provoz a údrţbu, likvidaci vedlejších produktů, před- a koncové čištění, atd. Při jejich hodnocení by měla být péče věnována kvantifikaci provozních nákladů na kaţdý operační krok (běţné operace, rekuperace, prostoje). Například termální oxidační systémy jsou běţně osazené ohnivzdornou vyzdívkou. Tato vyzdívka je citlivá na vlhkost a proto musí být vţdy udrţována teplá. Mnoţství paliva, které je spotřebováno na její ohřev během prostojů je důleţitou součástí rozvahy pro systémy, které nejsou v provozu 24 hodin denně a 7 dní v týdnu. Udrţování teploty rekuperačních nebo bezplamenných systémů vyţaduje část paliva, potřebného pro termální oxidaci Důleţitou roli můţe hrát omezení disposičního uspořádání. Systémy spalování musí být umístěné mimo lokality s moţným výskytem hořlavých par. Instalace systému v nebezpečné oblasti bude vyţadovat odpovídající uspořádání elektrických a přístrojových systémů, coţ můţe značně ovlivnit náklady na jednotku. Je třeba také zváţit poţadavky na přístupnost jednotky. 37
Kapitola 2
Dalším klíčovým aspektem při výběru vhodné technologie sniţování obsahu znečišťujících látek je dostupnost zdrojů sluţeb (utilit). Pro systém spalování je vyţadována dostupnost vhodného paliva a jeho cena můţe mít velký vliv na provozní náklady. Systémy adsorpce na pevném loţi běţně spotřebovávají páru pro desorpci; pokud však není pára dostupná v dostatečném mnoţství, je třeba podle toho upravit konstrukci. Dostatečná dodávka energie je potřebná pro systémy kondenzace a pro systémy vodního praní plynů je to dostatečná dodávky vody. Čistící systémy jsou uvedeny v Kapitole 3. 2.2.2.4 Volba jímacího systému
Výběr vhodného jímacího systému je ovlivněn volbou systémů čištění a tak závisí na úkolu a cíli čištění odpadních vod a odpadních plynů. Metodologie výběru pro odvádění odpadních vod a odvádění odpadních plynů je popsána v následujících kapitolách. 2.2.2.4.1 Výběr systému jímání a segregace odpadních vod S ohledem na výsledky v registru odpadních vod (v bilancích) zajišťuje volba vhodného systému jímání odpadních vod optimální mnoţství vypouštěných odpadních vod, coţ znamená nejmenší moţný vliv na ţivotní prostředí. V závislosti na poţadavcích na následné čištění je třeba instalovat odváděcí (stokový) systém, který splňuje poţadavky na: odvádění sráţkových vod odvádění chladící vody podle stupně znečištění odvádění odpadních vod, které lze vypouštět bez čištění odvádění splaškových odpadních vod odvádění odpadních vod z provozu podle jejich původu odvádění vod decentralizovaných nebo centrálních (mimo lokalitu nebo v lokalitě pracujících) čistících zařízení oddělené odvádění organických odpadních vod a anorganických odpadních vod bez významné organické zátěţe, čímţ se zamezí jejich rozředění a související ztráty účinnosti čištění. Tyto podmínky společně s ekonomickými faktory vyţadují implementaci a údrţbu systémů separace/segregace odpadních vod. Odpadní vody, které nevyţadují čištění – např. neznečištěná chladící nebo sráţková voda – jsou oddělovány od odpadních vod, které musí být čištěny, čímţ se sniţuje hydraulická zátěţ stokového a čistícího systému. Toky odpadních vod, které nevyhovují kvalitativním poţadavkům na centrální čištění jsou předčišťovány speciálními operacemi. Pro kaţdý tok odpadních vod by tedy měl být dodrţen proces rozhodování z Obr.u 2.5 a podle toho by měl být navrţen a provozován vhodný kanalizační systém. Odpadní vody mohou být jímány podzemní nebo nadzemní kanalizací nebo odpadním potrubím. Stávající podniky obvykle mají podzemní systémy, protoţe mohou být provozovány jako samospádové kanalizace, čímţ šetří energii potřebnou pro čerpání a potrubí nezasahují do provozních zařízení. Výhodou systémů nadzemní kanalizace je, ţe úniky nebo poruchy mohou být jednoduše zjištěny a opraveny a nedojde ke znečištění podzemních vod. Je-li hladina podzemních vod v dané průmyslové lokalitě blízká nule, coţ je případ lokalit poblíţ hrází, nábřeţí, ústí řek nebo v pobřeţních oblastech, není obvykle jiná moţnost, neţ nadzemní vedení kanalizačního potrubí. Moderní technologie vyuţívají nadzemních kanalizačních potrubí, jelikoţ usnadňují údrţbu, úpravy a opravy a proto je jejich provoz ekonomičtější. Nevýhodou je potřeba tlakových potrubí a riziko vytváření emulzí, způsobených čerpáním. Problémem pro ně však mohou být také klimatické podmínky (např. oblasti s dlouhotrvajícími mrazy).
38
Kapitola 2
2.2.2.4.2 Volba systémů jímání odpadních plynů Systémy jímání odpadních plynů jsou často daleko méně rozsáhlé neţ systémy jímání odpadních vod. Převáţně se instalují: systém jímání plynů z odvětrávání, svádějící několik výduchů do společného systému čištění pro zachycení rozptýlených a/nebo nestálých emisí odvětrávacími digestořemi a odváděním do jednotky čištění systémy spalování v polních hořácích (flaring), které se instalují především proto, aby umoţnily bezpečnou likvidaci odpadních plynů (odplynů) v havarijních situacích. Pro minimalizaci objemu plynů vstupujících do čisticí jednotky se doporučuje co největší uzavření zdrojů emisí jejich oddělením příčkami a tím jejich oddělení od jejich okolí. To však působí problémy se zhoršením provozuschopnosti (přístup k zařízení), bezpečností ( nutno zamezit přiblíţení se koncentracím blízkým dolní mezi výbušnosti) a hygienické poţadavky (tam kde je vyţadován přístup lidí do uzavřeného prostoru). Uzavření by mělo být navrţeno tak, aby díky zajištění dostatečné rychlosti proudění vzduchu vstupujícího otvory (doporučuje se min. 0,5 m/s) neunikaly páry ven. Celkový průtok by měl být dostatečný na to, aby zajistil zředění par na hodnotu dostatečně nízkou pod dolní mezí výbušnosti (LEL). Tam, kde se očekává překročení této koncentrace, je vyţadována instalace detektoru LEL uvnitř uzavřeného prostoru, včetně vhodného regulačního zařízení. V mnoha případech bude systém čištění emisí instalován ve stávajících místech výskytu odváděných emisí nebo jímání emisí z výduchů odvětrávání. Oprávněná je kritická revize těchto stávajících systémů před určením celkového toku do čistícího systému. Tato revize se vyţaduje ze dvou důvodů: Skutečné průtoky, zajišťované ventilátory se mohou velmi lišit od konstrukčních parametrů ventilátorů z důvodu tlakových ztrát na vstupu a výstupu. Není nic neobvyklého, pokud jsou skutečné průtoky niţší, neţ je konstrukční kapacita ventilátorů. Tudíţ průtok systémem čištění zaloţený na součtu konstrukčních průtoků ventilátory, které vstupují do čisticí jednotky, můţe vést ke značně předimenzovanému koncovému čištění. Proto se doporučuje měření skutečných průtoků. Konečná konstrukce systému musí mít rezervu aby byla moţná změna velikosti průtoku (nárůst nebo pokles), která můţe být způsobena instalací čistící jednotky. Bezpečnostní hlediska musí být přezkoumána i pro případ poklesu průtoku. Stávající výduchy nebo systémy odtahu výparů nemusí být projektovány s ohledem na pravidlo minimalizace průtoku. Malé úpravy konstrukce mohou vést ke značným omezením průtoku a následným značným úsporám nákladů na koncové čištění. Nejdůleţitějšími otázkami ve vztahu k systémům jímajícím VOC jsou bezpečnost personálu a hygiena. Zařízení, která je moţné instalovat aby zabránila zapálení hořlavých směsí kyslíku s plyny, nebo minimalizovala jeho účinek zabráněním explozi, jsou např.: detonační pojistka seal drum vodní uzávěry. Koncentrace v systému jímání VOC musí být udrţována dostatečně hluboko pod nebo vysoko nad rozsahem výbušnosti, coţ znamená, ţe správná směs odpadní plynů je velmi důleţitá. 2.2.2.5 Implementace zvolených moţností omezování emisí
Jakmile jiţ byla zvolena opatření omezující emise, je třeba detailně vypracovat plán jejich implementace bez ohledu na to, zda mají povahu organizační nebo technickou. Jestliţe se objevily během projektování a/nebo revize nečekané problémy, můţe být třeba revidovat výběr alternativ omezování emisí. Je zcela pochopitelné, ţe úspěšná implementace čisticích technik vyţaduje dobrou
39
Kapitola 2 projektovou fázi. Jinak by byla výkonnost zvolené čisticí techniky na nízké environmentální úrovni a poměr nákladů a výnosů environmentálních investic by byl rovněţ nízký. Čas, který implementace opatření omezujících emise vyţaduje, silně závisí na druhu opatření a typu zařízení, kde je potřeba opatření zavést: organizační opatření, např. revize provozních postupů nebo plánovací praxe lze obvykle zavést poměrně rychle vyvinout a otestovat v provozním prostředí regulační opatření, např. postup optimalizace počítačového řízení, mohou trvat několik měsíců (dokonce i déle) technická opatření, např. implementace čisticích zařízení nebo úprav procesu s cílem sníţit výskyt emisí od zdrojů trvají s časovým rozpětím od několika měsíců do několika let v závislosti na rozsahu projektů a moţnostech jejich implementace během provozu podniku. Období zahrnuje projektování zařízení, povolovací proces, podrobné konstrukční práce, opatřování zařízení, instalaci a spouštění. V mnoha případech je pro provedení úprav vyţadováno úplné zastavení provozu v podniku pro přestavbu a ve velkých chemických či petrochemických provozech je toto moţné provést pouze jednou za několik let. 2.2.2.6 Metody řízení kvality
Metody řízení kvality jsou nástroji, kterých se pouţívá pro řešení obtíţí v případech, kdy stávající proces čištění probíhá nekontrolovaně nebo nesplňuje poţadavky dané v povolení. Mnoţství vypouštěných odpadních vod z čistírny je funkcí charakteristik natékajících vod a účinnosti procesu čištění. Aby se zjistilo zda proces čištění probíhá správně je kvalita vody na odtoku hodnocena srovnáním se souborem norem. Pokud tyto normy nejsou plněny je třeba okamţitě zjednat nápravu tak, aby se kvalita pohybovala v rozmezí norem [cww/tm/129] tak, ţe se provede: zjištění změny zjištění příčiny změny přijetí nápravného opatření, které uvede systém do správného stavu. Řešení problémů a zdokonalování systému vyţaduje věnovat pozornost provozu celého podniku nebo lokality a nápravné opatření vyţaduje spolupráci několika oddělení. Dále bude následovat několik metod týkajících se čištění odpadních vod s tím, ţe postupy při čištění odpadních plynů jsou podobné. Uplatnění kontroly [cww/tm/129] Některé proměnné můţe řídit provozovatel ČOV, jako např. proplachování čiřicích zařízení, rozpuštěný kyslík a dávkování chemikálií a lze je upravit, pokud to podmínky vyţadují. Další nemůţe regulovat, např. průtok odpadních vod a jejich vlastnosti. Tyto proměnné mohou silně ovlivnit provoz ČOV a s konečnou platností ovlivnit kvalitu vypouštěné odpadní vody. Regulovatelné aspekty se všechny upravují (přizpůsobují) následkem změn v systému. Jejich přizpůsobení provozním podmínkám je zpětnovazební činností, která se pokouší zajistit vyrovnaný výstup i při proměnlivých vstupech. Proměnné, které není moţné řídit se snaţíme předpovědět nebo dopředu zajistit. Nepřetrţité testování a monitorování provozních hodnot poskytne ČOV včasné varování o náhlých změnách ve vstupech. Řízení / zdokonalování [cww/tm/129] Běţný reţim provozování ČOV je řízení procesu. Provádějí se pouze ty operace, které jsou nutné pro vyhovění normám a zachování rozsahu řízené kvality vypouštěných odpadních vod a částřízení celého systému se můţe ztrácet. Kroky, které vedou k obnovení řízení po jeho částečné ztrátě, jsou dobře známá detekce, identifikace a nápravná opatření (viz. výše). Jednoduchá moţnost – nedělat nic – je ve většině případů nepřijatelná.
40
Kapitola 2 V kvalitativních pojmech „pod kontrolou“ znamená, ţe se systém vyrovnává s kolísáním hodnot jak nejlépe můţe, ale nemusí být schopen statisticky vyhovět daným normám odpadních vod, protoţe buď byly zavedeny nové normy, nebo došlo ke změně vstupu. Nový soubor norem vyţaduje zlepšení, které by je výsledkem nápravných opatření, vedoucích k dosaţení nového regulačního rozsahu, vyhovujícímu novým normám. Nástroje zvyšování kvality [cww/tm/129] Cílem zvyšování kvality je odmítnutí obvyklých norem a dosaţení takové úrovně výkonnosti, jaké nikdy předtím dosaţeno nebylo s větším rozšířením moţností řešení problémů nad obvyklý rozsah. Ačkoli je důleţité zajistit fungování systému, důleţitější můţe být přehodnocení celého systému a určení oblastí, které je moţné vylepšit. Postup, jakým to je moţné provést, má tři kroky: určení příčin potenciálních problémů shromáţdění údajů a provedení analýz statistické řízení procesu. Prvním krokem k řešení problémů a zvyšování kvality je zaměření se na omezený počet potenciálních problémů a pokus zjistit jejich základní příčiny. Diagram příčin a následků ve formě diagramu rybí kosti od ISHIKAWY, viz. Obr. 2.6, je účinným nástrojem, jak setřídit a zobrazit různé myšlenky o tom, o které základní příčiny neţádoucího stavu by mohlo jít. Jiným nástrojem je Paretova analýza, která je klasifikačním srovnáním faktorů, vztahujících se k problému. Je grafickým prostředkem určení a zaměření se na několik nejpodstatnějších faktorů či problémů. Postupový diagram uvádí kroky, které je třeba provést, abychom došli k ţádanému výsledku. Je moţné jej vyuţít k objasnění pouţitých procedur a přispívá i k běţnému pochopení hlavních procesů. Druhým krokem, vedoucím k řešení problémů a zvyšování kvality je zjištění přesných a spolehlivých údajů a jejich analýza shromáţděním potřebných informací a přípravou údajů pro jejich lepší vyuţití, např. jako histogramů a/nebo diagramů trendů. To umoţňuje vizualizaci stupně proměnlivosti procesu a určení zvláštních problémů. Třetím krokem, vedoucím ke zvyšování výkonnosti ČOV, je vyuţití statistického řízení procesu (SPC). SPC studuje, analyzuje a řídí proměnlivosti v procesu s pomocí statistických metod. Je prostředkem, kterým lze získat významné informace o procesu, coţ umoţní přijmout nápravné opatření tam, kde je to nutné. SPC se pouţívá ke kvantifikaci proměnlivosti údajů a matematickému určení stability procesu, jeho předvídatelnosti nebo jeho nestálosti. Diagram SPC je nástrojem, který můţe zodpovědět následující otázky: Pracuje ČOV se stejnými výsledky, jako vţdy pracovala? Je ve stavu statistický řízeném nebo jsou zřetelné zvláštní příčiny neshody? Pracuje dle očekávání, s danými fyzikálními omezeními? Kdy přesně je vyţadováno nápravné opatření a kdy je třeba do systému nezasahovat? Měla by být nápravným opatřením změna procesu nebo změna postupů?
41
Kapitola 2
Obr. 2.6: Diagram příčin a následků nekvalitních vypouštěných odpadních vod Při sestavování diagramu SPC jsou z provozních údajů vypočítávány horní a dolní statistické meze. Tyto meze jsou dané procesem a jsou zaloţené na předchozí výkonnosti. Nemají být zaměňovány s mezemi řízení provozu, tj. limity pouţívanými pro provozování ČOV nebo k vyhovění limitům stanoveným povolením. Meze řízení provozu mají být uvnitř rozsahu statistických mezí (horní a dolní). Okamţitá pozornost nebo opatření se vyţaduje v situaci kdy: hodnoty jsou mimo statistické meze a tak nutno hledat zvláštní příčinu odchylky, např. postup odběru vzorků, únik provozních kapalin nebo zařízení vyţadujícího kalibraci statistické meze jsou velmi široké a aktuální hodnoty by byly mimo regulační rozsah nebo povolené limity. Pokud jsou statistické meze určené procesem ve větším rozpětí, neţ provozní normy nebo poţadavky, provozovatel pravděpodobně reaguje správně na změny v procesu, které zaznamenal. Potýká se se systémem, který by měl být provozován v rozsahu, v němţ není statisticky schopen být provozován trvale. Údaje naznačují, ţe je velká proměnlivost v provozu ČOV, který by měl být ustálený, a ţe je pro opětovné dosaţení dobré ovladatelnosti systému nutno provést změny systému.
42
Kapitola 2
2.2.3 Nástroje strategického managementu Nástroje strategického managementu jsou popsány v případech, kdy se týkají organizace a provozu nakládání s látkami, uvolňovanými do prostředí Jejich aplikace na provozní management můţe spadat do rozsahu odpovídajících vertikálních BREFů nebo BREFu, který se zabývá otázkami ekonomiky a vlivů do více prostředí. Takové nástroje, které hodnotí environmentální a ekonomické moţnosti, jsou např.: hodnocení rizik benchmarking hodnocení ţivotního cyklu (LCA). 2.2.3.1 Hodnocení rizik
Hodnocení rizik je běţnou metodikou výpočtu lidských a ekologických rizik, která jsou výsledkem činností při výrobních procesech. Mělo by zohledňovat stálé a občas se vyskytující emise, ztráty, úniky, emise z havárií. Je postupným a opakovaným procesem, skládajícím se alespoň z prvních pěti kroků [cww/tm/132]: zjištění nebezpečí, tj. zjištění jaké negativní účinky můţe látka způsobit hodnocení vztahu koncentrace - účinek, tj. posouzení vztahu mezi úrovní exposice a jejího účinku hodnocení expozice, tj. odhad koncentrací nebo dávek, kterým lze vystavit sloţky ţivotního prostředí (včetně lidské populace) charakteristika rizik, tj. odhad výskytu a síly negativních účinků, které by se mohly vyskytnout odhad rizik, tj. kvantifikace odhadnuté pravděpodobnosti charakteristiky rizika. Pokud se prvním krokem nezjistí ţádné nebezpečí, které by mohl tok odpadních vod způsobit, je pouţití opakovaného procesu zbytečné. Uvedený opakovaný proces popisuje riziko, určuje, kdo nebo co je ohroţeno, i úrovně, zdroje a způsoby expozice. Dalším krokem je – jako výsledek procesu zhodnocení rizik – sníţení rizika a zmírnění následků, které negativní událost přinesla [cww/tm/132]. Zhodnocení rizik tak můţe poskytnout cenná doporučení poţadavků na čistící zařízení i pro vývoj preventivních a minimalizačních opatření. Zhodnocením rizik lze zjistit, ţe např.: vznikající toky jsou toxické do té míry, ţe nelze za ţádných okolností vystavit ţivotní prostředí jejich působení a následkem toho je nutné úplné vyloučení nebo recyklace (znečišťujících látek) instalaci procesu není moţné provést, protoţe recipient je jiţ znečištěn do takové míry, ţe další znečištění by znamenalo nebezpečné expozice různé typy čištění mohou být v porovnání s nejběţnějším typem výhodnější můţe být nutné provést úpravy výrobního procesu aby byly splněny poţadavky na kvalitu ţivotního prostředí. Proces výběru vhodných opatření nepatří do rozsahu zhodnocení rizik. Výběr mohou ovlivnit socioekonomické a politické důvody. Je proto důleţité oddělit zhodnocení rizik, zaloţené pouze na technických datech, od tohoto politického procesu [cww/tm/132], coţ obvykle zahrnuje úvahy rizik a přínosů jejich odstranění včetně přerozdělení nákladů a často je doprovázeno subjektivním hodnocením. Tyto myšlenky budou uvedeny v BREF o ekonomice a otázkách vlivů do více prostředí. Pro aplikaci procesů zhodnocení rizik existují počítačové programy [cww/tm/84].
43
Kapitola 2 2.2.3.2 Benchmarking
Benchmarking je procesem srovnávání úspěchů jednoho podniku nebo lokality s ostatními. Je nástrojem provozovatelů pro hodnocení jejich způsobu dosahování výkonnosti, např. způsobu managementu nebo čištění odpadních vod a odpadních plynů, porovnáváním s podobnými činnostmi jinde. Hlavními prvky jsou metoda výpočtu klasifikace a ověřování dosahovaných výkonností. Benchmarking můţe být nástrojem, který pomůţe zlepšit environmentální situaci v lokalitě. 2.2.3.3 Hodnocení ţivotního cyklu (LCA)
Součástí LCA je srovnávání potenciálních environmentálních účinků různých způsobů provozování zařízení. Zkoumání se týká především produktů a sluţeb, ale můţe být převedeno také na zařízení a způsoby likvidace a proto souvisí i s předmětem tohoto dokumentu. LCA se skládá z těchto fází [cww/tm/132]: definování cíle a rozsahu bilanční analýza, včetně materiálových a energetických toků jako vstupu a výstupu během celého ţivotního cyklu zhodnocení dopadů, včetně určení potenciálních environmentálních dopadů interpretace výsledků, které jsou pouţity k výběru nejvýhodnějších variant. LCA se stále vyvíjí, přičemţ je nejvíce rozvinuta bilanční analýza a její interpretace je rozvinutá nejméně. Přestoţe je metoda hodnocení částečně subjektivní, je LCA velmi dobrým nástrojem pro rozhodování, protoţe umoţňuje komplexní vztahy systematicky redukovat na poměrně málo souborů dat. LCA se provádí podle uznávaných norem, jakými jsou [cww/tm/132]: ISO 14040: Environmentální management – hodnocení ţivotního cyklu – principy a směrnice ISO 14041: Environmentální management – hodnocení ţivotního cyklu – bilanční analýza ţivotního cyklu ISO 14042: Environmentální management – hodnocení ţivotního cyklu – hodnocení dopadů ţivotního cyklu ISO 14043: Environmentální management – hodnocení ţivotního cyklu – hodnocení zlepšování ţivotního cyklu. LCA se zabývá pouze environmentálními aspekty, pouze jedním prvkem pro rozhodování, zatímco ekonomické a sociální aspekty jsou doplňující, spíše neţ integrální součástí, sestavenou na základě výsledků LCA. S pomocí LCA lze environmentální závaţnost předmětu zkoumání, např. výrobní linky a čištění, určit zcela jasně a reprodukovatelně, coţ je základem ekologické optimalizace, tj. výběru ekologicky „lepších“ alternativ. LCA lze pouţít pro určení následujících záleţitostí: ekologicky optimálních cest zneškodnění odpadů ekologických hranic rentability (bodů zvratu) recyklace a dalších činností vedoucích k ochraně ţivotního prostředí slabých míst v ţivotním cyklu předmětu zkoumání priorit nutných opatření. [cww/tm/132] Metodika LCA způsobuje omezení, jakými jsou např. [cww/tm/132]: environmentální zátěţe způsobené předmětem zkoumání nelze určit v absolutních hodnotách, ale pouze v relativních, protoţe opravdový dopad na ţivotní prostředí není zjistitelný o environmentální kompatibilitě materiálů, pomocných látek a médií nelze učinit ţádné obecně platné závěry, protoţe není známo ani jejich zamýšlené pouţití ani očekávaný uţitek obecné údaje o cestách zneškodňování odpadů lze odvodit pouze v případech, kdy jsou známy referenční hodnoty vzniklých odpadů (coţ není obvyklé).
44
Kapitola 2 LCA nemůţe předurčit rozhodování, můţe být však v rozhodování významným pomocníkem. Zaloţit environmentálně zaměřené rozhodnutí pouze na LCA je tedy nedostatečné, pokud není vzat v úvahu způsob, jakým jsou výsledky získány.
2.2.4 Bezpečnostní a havarijní nástroje Protoţe všechny lokality chemického průmyslu mohou způsobit značné environmentální škody a ohrozit vodní zdroje a zdraví lidí, je třeba přijmout opatření, která v maximálně moţné míře sníţí rizika nebo umoţní minimalizovat dopady havárií. Přestoţe je tedy úkolem techniků, aby navrhli zařízení a provozovali podnik tak, aby k ţádným haváriím nedocházelo, běţná zkušenost je taková, ţe to není ve všech případech úplně úspěšné. Samozřejmým ohroţením chemických lokalit jsou úniky chemikálií a olejů. Materiály které nejsou pro člověka nebezpečné však mohou také způsobit váţné environmentální problémy, jestliţe například dojde k únikům těchto látek v případě poţáru. Škody na ţivotním prostředí mohou být dlouhodobé a v případě spodních vod mohou přetrvávat desetiletí a dokonce i déle. Řeky, kanalizace, trativody, drenáţe, systémy rozvodů vody a všechny další sluţby představují trasy přenášení znečišťujících látek mimo lokalitu a účinky odpadů mohou být zřetelné ještě i v určité vzdálenosti od dané lokality. V mnoha případech je moţné hlavním případům znečištění předcházet vhodnými opatřeními jiţ zavedenými, nebo okamţitě dostupnými. Klíčem k úspěchu je plánování řešení nouzových situací a je třeba pečlivě zvaţovat nástroje managementu – preventivní opatření i strategie nápravných opatření [cww/tm/147]. Havarijnímu vypouštění plynů do ovzduší je třeba zabránit vhodným bezpečnostním vybavením a správným provozováním zařízení, protoţe ve většině případů nelze vypouštěné plyny zachytit. Výjimku tvoří plyny, které je moţné míchat s vodou, jako jsou kyseliny nebo amoniak, které mohou být pohlceny skrápěním vodní clonou a tak se stát součástí čištěných odpadních vod. Znečišťující látky mohou unikat z lokality do vodního prostředí mnoha cestami, např. [cww/tm/147]: povrchovým vodním drenáţním systémem (povrchových vod?) lokality, buď přímo nebo okolní kanalizací povrchových vod přímým únikem do blízkých vodních toků nebo do půdy s moţným ohroţením spodních vod zaneseným špatným kanalizačním systémem, kdy znečišťující látky buď procházejí v nezměněném stavu zařízeními kanalizačních čistíren nebo nepříznivě ovlivňují výkonnost těchto zařízení a dále poškozují ţivotní prostředí přenosem do ovzduší, např. v oblacích výparů. 2.2.4.1 Management poţární vody a nejvýznamnějších úniků
Hlavním zaměřením managementu poţární vody a úniků jsou strategie oddělování prostorů, uzávírání úseků objektů a zařízení, které by umoţnilo se s úniky vypořádat. Aby se však omezil dopad všech nenadálých událostí ke kterým by mohlo dojít, měly by být zváţeny a plánem řešení nouzových situací nebo havarijního znečištění podporovány i další nástroje managementu , např. provozní a strategické (viz. Sekce 2.2.4.2) [cww/tm/147]. Prvním krokem je však zváţení poţárních strategií a moţné metody omezení objemu přebytku spotřebované poţární vody, například vyuţíváním sprch namísto trysek apod., kontrolovaného hoření a moţné recirkulace poţární vody všude tam, kde je to moţné [cww/tm/147]. Systémy oddělování prostorů (vytváření uzavřených úseků) V chemických lokalitách bude jedna, moţná i více úrovní oddělování prostor. Při rozhodování o vhodné úrovni oddělování pomáhá hodnocení rizik (viz. Sekce 2.2.3.1). Provozovatel by měl vzít v úvahu nebezpečné materiály, které se v lokalitě nacházejí, rizika představovaná haváriemi, poţáry, 45
Kapitola 2 záplavami a vandalismem, pravděpodobný model selhání primárních uzavřených prostor (tj. nádrţí nebo jiných nádob v nichţ je skladován materiál), citlivost přijímajícího prostřední a důleţitost zabránit jakémukoliv vypouštění všech znečišťujících látek. V mnoha případech primární a lokální uzavřený prostor (budova) zapůsobí jako prevence před znečištěním, způsobeným havárií. Tam, kde však lokální oddělení prostorů není provedeno nebo zhodnocení rizik naznačuje potřebnost dalšího zvýšení bezpečnosti např. zajištění odtoku poţární vody, jejíţ objem můţe dosahovat tisíců metrů krychlových, můţe pak být pouţito vzdálenějších systémů uzavírání. Ty mohou být pouţívány odděleně nebo v kombinaci s lokálním uzavřením (pro vše z malé oblasti) a tak pokrývat část lokality aţ mnoho jednotlivých velkých podniků. Můţe být poţadováno, aby chránily kanalizační systémy jak povrchové, tak znečištěné odpadní vody [cww/tm/147]. Poţadovaná kapacita vzdálených uzavřených systémů musí brát ohled na: moţnou škodlivost znečištěné poţární vody (pro retenční kapacitu poţární vody lze pouţít metody hodnocení zaloţené na R-větách stejně, jako systémy podobné německému konceptuVCI tam, kde jsou definovány třídy nebezpečnosti) primární kapacitu (tj. kapacitu nádrţe, v níţ je materiál skladován nebo manipulován) potenciální objem sráţkové vody v průběhu krizové události poţární a chladící vodu pěnu (jako poţární médium) dynamické účinky, např. počáteční příval kapaliny nebo vlny, způsobené větrem. Vzdálený systém oddělování/uzavírání se můţe skládat z: uzavření lagun (nebo nádrţí se zeminovými hrázemi) při vhodné topografii lokality, zakládacích a půdních podmínkách, přičemţ laguny jsou podstatně nepropustnější nádrţí pro tento účel budovaných, jejich aktuální velikosti, konstrukčních norem a ochranných povrchových úprav ovlivněných klasifikací rizika dané lokality, retenčním časem, mnoţstvím a charakterem skladovaných materiálů uzavíracích ventilů a tlakového potrubí, ovládané manuálně nebo spouštěné senzory automatiky, aby mohla být izolována část lokality nebo lokalita celá olejových separátorů. Ačkoli by uzavření zařízení mělo být provedeno v mnohých lokalitách, za jistých okolností se takové zařízení s únikem nemusí vypořádat, např. pokud vznikne mimo ohrazenou oblast. V jiných případech, především v lokalitách menších, je nemoţné tato zařízení zajistit z důvodů investiční a prostorové náročnosti. V takových případech je třeba zvaţovat dočasné systémy oddělení nebo materiály, omezující znečištění [cww/tm/147]. Příklady havarijních uzavíracích opatření zahrnují [cww/tm/147]: obětované oblasti, konstruované tak, aby umoţnily vsakování (infiltraci) a zabraňovaly odtoku, vybavené systémem nepropustného opláštění, který zabraňuje rozšíření do dalších vrstev nebo do podzemních vod ohrazení parkoviště vozidel a ostatních stanovišť s tvrdým povrchem vyvloţkované jímky a příkopy, zvláště v oblastech se snadnou zranitelností podzemních vod pojízdné nádrţe, rezervní nádrţe a cisternová vozidla. Havarijní materiály a vybavení Pro nakládání s úniky nebo jejich jímání v havarijních oddělených prostorách je dostupných mnoho různých produktů. Kaţdý pouţívaný materiál nebo vybavení musí být dobře udrţován a strategicky umístěn na přístupných místech, které jsou jasně označené výraznými nápisy, které vysvětlují jejich
46
Kapitola 2 pouţití. Plán řešení havarijního znečištění (viz. Sekce 2.2.4.2) by měl určit vybavení a materiály zabraňující znečištění i jejich umístění. Takovými materiály a vybavením jsou [cww/tm/147]: písek a zemina pro vsakování úniků olejů a chemikálií a pouţívané v pískových pytlích odpovídající vhodné absorbenty těsnící prostředky a látky pro poškozené kontejnery uzávěry odtoků výloţníky. Opatření by měla být okamţitě pouţitelná pro likvidaci všech úniků, kontaminovaných materiálů i poţární vody. Tam, kde je moţné opětovné pouţití, by uniklý materiál měl být navrácen zpět do úloţiště v lokalitě. Pokud je vyţadováno uloţení mimo lokalitu, je moţné to provést /147]: běţnou přepravou znečišťujících látek vypuštěním do kanalizace znečištěných vod se souhlasem provozovatele kanalizace čištěním vod znečištěných uhlovodíky zařízením se separátory olejů. 2.2.4.2 Plánování řešení havarijního znečištění (havarijní plány)
Plán řešení havarijního znečištění zmíněný několikrát v Kapitole 2.2.4.1, je především strategií informující co nejefektivněji všechny, kterých se to můţe týkat. Běţným způsobem zavedení takového plánu je [cww/tm/148]: poskytnutí podrobných údajů o lokalitě a těch, kterých se plán týká vytvoření seznamu klíčových kontaktních čísel, např. tísňových sluţeb, důleţitých úřadů ţivotního prostředí, místního dodavatele vody a provozovatele kanalizace, vedoucího pracovníka péče o ţivotní prostředí, bezpečnost a zdraví atd., drţitele klíčů a pověřeného personálu, specializovaných poradců připravený místní plán odvádění vod, obsahující jasné schéma lokality, které ukazuje rozmístění a podrobnosti o přístupu, místa vypouštění povrchových (sráţkových) vod a odpadních vod z provozu mimo lokalitu, atd. zajištění zbilancování olejů, chemikálií a produktů všech látek skladovaných v lokalitě, s uvedením maximálního pravděpodobného skladovaného mnoţství s přiloţenými datovými doklady upřesnění havarijních postupů s určením rozsahu zahrnutých činností, odpovědností personálu a postupů nakládání se záchytnými jímkami úniků a průsaků stanovení pravidel pro výcvik personálu a pravidelně prováděná cvičení. Všechen personál a smluvní partneři, pracující v lokalitě, by s tímto plánem měli být seznámeni a měli by znát svou úlohu pro případ havárie. Příklad takového plánu řešení havarijního znečištění je uveden v Příloze 7.5.
47
Kapitola 3
3 POUŢITÁ TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ Tato kapitola uvádí více podrobností o úvahách uvedených v sekcích 1.3 a 2.2.2.3 a popisuje techniky čištění odpadních vod a odpadních plynů podle jejich environmentální výkonnosti, dopadu na ţivotní prostředí a ekonomické schůdnosti. Varianty dobře známých technologií, které jsou jen malou úpravou oproti obecným procesům však nejsou zvlášť uvedeny. Fyzikální a chemický základ technik čištění lze jednoduše nalézt v dostupné literatuře a proto jej BREF neopakuje. Operace a procesy, jimiţ se tato kapitola zabývá, jsou koncovými technikami, které jsou v chemickém průmyslu běţně pouţívány. Protoţe velké chemické lokality často vyrábí vlastní energii (proud, pára) a spalují odpady, jsou uvedeny i běţné techniky čištění vypouštěných odpadů z energetických zařízení a ze zpracování odpadů. Více podrobností je však třeba získávat z odpovídajících BREF, které se týkají velkých spalovacích zařízení a spalování odpadů. Opatření integrovaná do procesu jsou popsána v případě, ţe jsou obecně pouţívána a nevztahují se pouze na speciální výrobní procesy. Systematický přehled technik v této kapitole sleduje cestu znečišťujících látek a představuje techniky podle vztahu k jejich uţití v chemické lokalitě. Další podrobnosti lze najít v Sekci 3.3.4 a 3.5.
3.1 Informace uvedené v této kapitole Popis technik čištění sleduje pevné pořadí, aby poskytl potřebné informace a tak pomohl povolovacímu úřadu v implementaci BAT v podniku chemického odvětví. Informace mají také pomoci provozovateli splnit poţadavky BAT a zpracovat dobrou ţádost o povolení. Tato struktura je zvolena proto, aby zajistila, ţe pro všechny operace a procesy čištění je k dispozici stejný druh informací a je moţné srovnávat různé moţnosti čištění. Popis operací a procesů čištění je rozdělen do následujících odstavců: popis pouţití výhody / nevýhody dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost vlivy do více prostředí monitorování ekonomika. První kapitola nazvaná popis naznačuje hlavní rysy techniky čištění bez zacházení do větších podrobností. Teoretický fyzikální a chemický základ je po zralé úvaze vynechán. Tyto informace lze nalézt v různé vhodné literatuře. Pouţití chemických a matematických vzorců a rovnic je vynecháno všude tam, kde je to moţné bez ovlivnění kvality informací. Tento odstavec také podává přehled potřebného zařízení a způsobů provozování techniky. Všude, kde je dostupná obrazová informace, ať uţ náčrt nebo diagram toků, je pouţit, aby nahradil slovní vysvětlení s tím, ţe opět nedojde ke ztrátě informací. Druhý odstavec nazvaný pouţití udává kdy a jak mohou být dotyčné techniky běţně pouţity, s ohledem na pouţití i v příbuzných odvětvích, pokud mohou by být uţitečné téţ v chemickém sektoru. Jsou zmíněny téţ odpovídající znečišťující látky, které je třeba zpracovat. Část odstavce je věnována uvedení moţných omezení a překáţek pouţití. Třetí odstavec nazvaný výhody / nevýhody se pokouší uvést některé přínosy a problémy spojené s kaţdou technikou, s ohledem na to, ţe některé základní zákony zachování hmoty a energie nám znemoţňují omezovat nebo sniţovat cokoli bez zanechání stop v ţivotním prostředí.
48
Kapitola 3
Čtvrtá kapitola nazvaná dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost představuje výkonnost dané techniky. Uvádí dosaţitelné úrovně emisí a/nebo výkonnost odstraňování znečišťujících látek. Tyto hodnoty lze očekávat při obecně dobrých provozních podmínkách. Nejsou to však hodnoty, dosaţitelné za jakýchkoli podmínek a u všech aplikací. Sekce 4.1 vysvětluje termín „dosaţitelné úrovně emisí“. Klasifikace výkonnosti je uváděna ve vztahu k vstupnímu zatíţení s tím výsledkem, ţe nízká zatíţení znamenají nízkou výkonnost (procenticky), zatímco vysoká zatíţení znamenají výkonnost vysokou, přestoţe zbytková koncentrace můţe být stále ještě vysoká. Pátý odstavec nazvaný vlivy do více prostředí uvádí environmentální dopady, způsobené pouţitím dané techniky, např. tvorba kalů, emise odpadního tepla, plynných odpadů, hluku, zápachu, atd. stejně jako vstupy spotřebních materiálů, např. vody, energií a pomocných látek. Šestý odstavec nazvaný monitorování popisuje zkoumání vstupů, výstupů a běţné fungování technických zařízení v souladu s nejlepší praxí monitorování. Sedmý odstavec se zabývá ekonomikou. Pokouší se informovat o nákladech na danou techniku do té míry, do jaké jsou tyto informace dostupné. Aby bylo jasné, co je míněno v tomto horizontálním dokumentu náklady, vysvětlení lze nalézt v Kapitole 3.2, která si neklade za cíl uvést speciální ekonomické otázky, pro něţ doporučujeme BREF týkající se ekonomiky a vlivů do více prostředí.
3.2 Informace o nákladech v tomto horizontálním dokumentu Náklady na zavedení nové technologie omezující emise, modernizaci stávajících technologií nebo implementaci opatření integrovaných do procesu, jsou značně závislé na místně specifických a výrobně specifických otázkách. Absolutní náklady na aktuálně v současnosti budované nebo instalované čistící technologie tedy nemají z hlediska horizontálního přístupu ţádnou vypovídací hodnotu, protoţe nejsou s ničím srovnatelné. Neuvádí se ani náklady na implementaci vhodné a potřebné infrastruktury. Dalším důleţitým faktorem ve výběru vhodné techniky čištění je doba návratnosti nákladů na opatření, integrovaná do procesu. Protoţe náklady, kterých se to týká, budou vţdy podnikově a/nebo procesně specifické, nemůţe se s nimi tento dokument adekvátně zabývat. Uvádí však náklady na dodávané zařízení ve vztahu k výrobní kapacitě, tokům odpadních vod / odpadních plynů nebo mnoţství znečišťujících látek (tj. náklady na tunu produktu, m3 odpadních vod nebo 1000 Nm3 odpadních plynů nebo kg znečišťující látky). Údaje, které je třeba zváţit při odhadování nákladů, tento dokument obecně neobsahuje, protoţe jejich místně a procesně specifické vlastnosti jsou vysvětleny v následujících odstavcích [cww/tm/48].
3.2.1 Celkové náklady na instalaci ve srovnání s cenami dodávaného zařízení Při pokusu určit náklady na techniky, omezující emise, se často zdá, ţe nejjednodušší je vybrat techniku, která dobře odpovídá poţadavkům a poţadovat od dodavatele kalkulaci nákladů. Přestoţe je tento přístup rychlý a jednoduchý, můţe vést k velmi nepřesným propočtům skutečných nákladů na techniky omezující emise. To se děje absolutně, jako náklady na sníţení emisí o tunu a relativně při srovnávání technologických moţností. Různé techniky mohou často mít různé rozloţení jednotlivých poloţek nákladů mezi různé typy nákladů, které tvoří celkové náklady na instalaci. Na nákup hlavního zařízení obvykle připadá 20-30 % z celkových nákladů na výstavbu provozní jednotky, ale můţe to být i jen 10%. Při srovnávání absolutních a/nebo relativních nákladů na různé techniky je třeba kriticky zváţit také provozní náklady. Ty je moţné přehlédnout při věnování pozornosti jen technickému vybavení technologie, jak se to často stává při zvaţování implementace technik čištění. Je důleţité mít na zřeteli
49
Kapitola 3 skutečnost, ţe provozní náklady se mohou mezi technologiemi velmi lišit v závislosti na vyuţití dodávek z veřejných sítí, spotřebě pomocných chemikálií, potřebě pracovních sil, potenciálu vzniku odpadů a v závislosti na nákladech na jeho likvidaci, atd. Ceny dodávek budou běţně obsahovat pouze ceny příslušného dodaného zařízení. Ty jsou často relativně malým zlomkem celkových nákladů na projektovanou investici. Náklady na inţenýring, spojené s návrhem projektu a supervizí, jsou navíc často zanedbány, ale mohou snadno dosáhnout aţ výše nákladů na dodané zařízení. Výdaje, na které se při odhadování nákladů na projekt často nemyslí, zahrnují takové poloţky, jako potřebu: přemístit stávající zařízení zastavit výrobu během modernizace zvětšit a/nebo přesunout stávající kanalizační sítě provést průzkum půdy připravit nové výkresy skutečného stavu, diagramy procesů a přístrojového vybavení upravit stávající potrubí a taková zařízení, jako jsou ventilátory, čerpadla, atd. Příklad uvedený v Tabulce 3.1 [cww/tm/48] je pro jednotku čištění zbytkového plynu v rafinérii s celkovými instalovanými náklady s cenami z roku 1997 v EUR. Přímé náklady na zařízení – nebo dodavatelské náklady – jsou 7,9 mil. EUR, v porovnání s celkovými náklady 29,4 mil. EUR, tj. 27 % celkových nákladů na investici do této instalace. Popis Ceny zařízení (dodavatelské ceny)
milionů EUR
Materiály Katalyzátory a chemikálie
7,3 0,6 7,9
Podrobný inţenýring Dozor na stavbě Vlastník
8,0 1,6 2,4 12,0
Mezisoučet Nepřímé náklady
Mezisoučet Přímé náklady – mimo zařízení Poddodavatelské smlouvy Dočasné konstrukční a spotřební materiály Mezisoučet Celkové náklady Výdaje Licenční poplatek Mezisoučet Celkový součet
8,6 0,4 9,0 28,9 0,5 0,5 29,4
Tabulka 3.1: Příklad nákladů na aktuální projekt
3.2.2 Náklady na nové zařízení ve srovnání s náklady na modernizaci Nová zařízení a stávající operace a jednotky vyţadují v podstatě stejnou technologii pro zlepšení environmentální výkonnosti (tj. omezení určitých znečišťujících látek a vyhovění daným hodnotám emisních limitů). Rozdíly mezi těmito dvěma typy zařízení jsou zásadně určovány skutečností, ţe u nové lokality je moţné zajistit aby byly zváţeny všechny podstatné poţadavky výlučně při navrhování nového zařízení. V případě modernizace (nebo renovace) mohou mít původní projektová řešení za následek, ţe sice dostupné nebo dokonce upřednostňované techniky sniţování znečištění jsou omezeně pouţitelné nebo mohou být dokonce nerealizovatelné. Vyţaduje se specifické hodnocení vhodnosti techniky pro modernizaci, ale mnohé techniky, které jsou uvedeny v následujících sekcích této kapitoly, jiţ byly úspěšně vyuţity pro modernizace v chemických podnicích a vykazují environmentální výkonnost srovnatelnou s tou, která je očekávána od nových podniků. Projekty renovovací na stávajících zařízeních nebo lokalitách se setkávají s různými
50
Kapitola 3 technickými a manaţerskými problémy a ty nejčastější jsou uvedené níţe. Tyto problémy neomlouvají vyhýbání se přijetí technik zlepšujících ţivotní prostředí, ale jsou faktory, souvisejícími s renovací:
sloţitější a časově náročnější fáze vymezení rozsahu (definice) projektu testování nebo pilotní (poloprovozní) studie, hodnotící dopad změn na celý proces úvahy ve fázi projekce o moţných dopadech na všechna stávající zařízení průzkumy stávajících zařízení ve fázi podrobného projektování, aby se určilo přesné umístění všech propojení a vazeb. Nedostatek prostoru můţe přinést omezení (např. zařízení umístěné ve zvýšeném podlaţí, potrubní vedení, potřeba přemístění některých stávajících zařízení, konstrukce dočasných zařízení) speciální opatření, aby byly práce prováděny bezpečně a beze škod, dokonce i při pokračujícím nepřerušeném provozu závodu vyuţití plánovaného zastavení (přestavby) pro provedení všech konstrukčních prací, které nelze provést za běţného provozu. Tyto dlouhodobě uvaţované záleţitosti mohou určovat načasování renovace delší, nebo předčasné zastavení, neţ bylo plánováno (s komerčními a finančními aspekty) vyřazení z provozu a demontáţ starého, nepotřebného zařízení výcvik personálu pro provoz nového zařízení revidovaná dokumentace závodu (např. provozní instrukce, revize povolení, příručky údrţby, kontrola a bezpečnost).
Modernizace chemického zařízení můţe navíc přinést další významné výhody, neţ jen zlepšenou environmentální výkonnost, která byla cílem primárním. Některé techniky (např. techniky předčištění s rekuperačním potenciálem, opatření integrovaná do procesu) mají významnější ekonomickou návratnost ve formě např. zvýšené účinnosti a vyšší výtěţnosti nebo sníţení nákladů, spojených s úsporou energie a vody (nebo sníţením poplatků za odpady, kde takový reţim platí), coţ můţe kompenzovat investice a provozní náklady spojené s modernizací. Modernizace můţe také podpořit konkurenceschopnost tím, ţe se ukáţe stakeholderům (např. akcionářům, místním společenstvím, regulátorům a ekologickým skupinám), ţe podnik přijal moderní technologii. Rozvahy o tom, zda je technologie základem vhodné techniky, pouţitelné pro modernizaci, se zabývají především otázkou, zda můţe stávající zařízení vyhovět procesním, fyzikálním a strukturálním poţadavkům instalace na omezování znečištění. Tento rozdíl mezi dostupnými technologiemi, které jsou se dají aplikovat v nových i stávajících zařízeních, je zcela zásadní a je třeba jej zohlednit při kaţdém výběru technik. Tam, kde je informace k dispozici, uvádí tato kapitola u techniky její potenciální moţnost vyuţití pro modernizaci.
3.2.3 Investice versus provozní náklady Různé techniky omezování znečištění (technická opatření a provozní postupy) se mohou velmi lišit podle rozloţení výdajů mezi investiční a provozní náklady. Některé drahé vybavení má nízké náklady na provoz, zatímco jiné, velmi levné, znamená několikeré zvýšení provozních nákladů, např. práce, dodávky ze sítí nebo na spotřebních chemikálií. Obecně je snazší kvantifikovat náklady na materiální stránku technologie neţ na celkové očekávané výdaje, které technika přináší. Také součásti zařízení se zdraţují v průběhu času v důsledku inflace atd. Mzdové náklady jsou důleţitou sloţkou provozních nákladů a při rozhodování pro či proti technice jim můţe být připisována různá závaţnost, v závislosti na různých výších mezd v členských státech. Pokud jsou v tomto dokumentu uvedeny mzdové náklady, jsou uvedeny také (nebo místo nich) potřebné pracovní hodiny tam, kde je to moţné.
51
Kapitola 3
3.2.4 Počáteční náklady na omezování emisí ve srovnání s přírůstkovými náklady na omezování znečištění Důleţitá úvaha o nákladech na techniku se týká měnící se nákladové efektivnosti dané technologie v závislosti na kontrolním bodu, od něhoţ začneme nákladovou efektivnost kalkulovat. Náklady a efektivnost – uváděná jako procentní sníţení emisí nebo sníţení emisí v tunách – instalace nebo implementace techniky jsou obvykle uváděny ve srovnání se stavem, kde nejsou uplatněna opatření ke sniţování emisí v obdobné instalaci. V takovém případě lze vypočítat nákladovou efektivnost jednoduchým dělením nákladů dosaţeným sníţením emisí. Je mnoho situací, při nichţ jiţ určité úrovně omezování znečištění v určitých průmyslových lokalitách existují. V těchto případech jsou náklady na dosaţení daného cílového sníţení emisí značně vyšší oproti základním hodnotám nákladové efektivity zařízení s neuplatněnými opatřeními ke sniţování znečištění. To je třeba vzít v úvahu při určování nákladové efektivnosti technologie nebo techniky. Pro přírůstkové náklady na sniţování znečištění lze nákladovou efektivnost Kef [kg sníţení/měnová jednotka] spočítat takto: Kef = (B – A)/C B: sníţení emisí uvaţovanou technikou [kg] A: sníţení emisí technikou jiţ pouţívanou [kg] C: náklady na uvaţovanou techniku
3.3 Techniky čištění odpadních vod 3.3.1 Opatření integrovaná do procesu Dále budou popsána některá důleţitá – a obvykle snadno vyuţitelná pro modernizace – opatření integrovaná do procesu výroby, která se vztahují k odpadním vodám. Některé ilustrativní příklady jsou uvedeny v Kapitole 3.3.1.3. Jejich uvedení, např. jako opatření šetřících vodu, však je třeba hodnotit opatrně. Ačkoli je jejich vliv obvykle environmentálně výhodný, mohou mít za jistých specifických okolností negativní dopad na ostatní sloţky ţivotního prostředí, coţ můţe překrýt výhody ochrany vod nebo sníţení obsahu znečišťujících látek. 3.3.1.1 Protiproudá extrakce jako příklad procesů sniţujících spotřebu vody
Konvenční procesy praní produktů jsou mnohonásobnými extrakcemi, které probíhají při statických podmínkách čištěním dané fáze produktu vodou, aby se odstranily soli nebo jiné rozpustné vedlejší sloţky. Mnoţství pouţité vody je obvykle mnohonásobně vyšší neţ mnoţství produktu, který je čištěn. Při kaţdém jednotlivém extrakčním stupni dochází k nevyhnutelným ztrátám produktu, coţ je zapříčiněno jeho rozpustností, emulgací a tvorbou pevných vrstev na fázovém rozhraní, atd. Optimalizací extrakčního procesu, a/nebo zavedením moderních extrakčních procesů, jakým je protiproudá extrakce, lze dosáhnout významného omezení objemů odpadních vod (a odpadů). Současný nárůst koncentrace znečišťujících látek by mohl umoţnit snazší a/nebo efektivnější čištění nebo, za speciálních podmínek, recyklaci materiálu. Stupeň a metoda optimalizace závisí na výrobní kapacitě a na tom, jak často se šarţe daného produktu vyrábí. Protiproudá extrakce je ekonomická především pro velké podniky, kde můţe být přizpůsobena jednotlivým výrobním procesům. Pro podniky s nízkou produkcí, poloprovozem, nebo občasnou výrobou, jsou vhodnější jiné procesy.
52
Kapitola 3 3.3.1.2 Vícenásobné vyuţití a recirkulační operace
Je třeba rozlišovat mezi:
odpadními vodami, které pocházejí přímo z výroby (např. reakční voda, destiláty, prací voda, filtráty) odpadními vodami, které vznikají při čištění zařízení (např. během údrţby, proplachování ucpání nebo spečenin produktu, čištění víceúčelového zařízení kvůli změně druhu výroby nebo produktu).
Účinnost recirkulační operace mohou zvýšit specifické stupně čištění, které odstraňují rušivé sloţky. Například neutralizace, stripování nebo filtrace toků procesních vod tak můţe umoţnit opětovné pouţití těchto vod jako např. zdroj surové vody nebo vody z veřejné sítě. Opětovné vyuţití provozních vod (doplňovací vody, matečných výluhů) je moţné v případech, kdy jejich sloţky (vedlejší produkty, soli) nepříznivě neovlivní kvalitu následné výroby. Během fáze vícenásobného praní produktu mohou být ve skutečnosti často vyuţity toky prací vody jako přídavná voda nebo jako vstupní voda do předchozího pracího stupně. Opětovné vyuţití vody z praní, proplachování a čištění zařízení přináší při recirkulaci vody přímo do výrobního procesu kromě sníţení zátěţe odpadních vod výhodu moţnosti rekuperace produktu a zvýšení jeho výtěţnosti. To vyţaduje zařízení, které by jímalo, vyrovnávalo nebo skladovalo odpadní vody, coţ můţe být omezujícím faktorem. 3.3.1.3 Nepřímé chlazení s parními fázemi
Vstřikování vody do plynné fáze se pouţívá pro ochlazení nebo kondenzaci par. Přímý kontakt vody s plynnými fázemi však vytváří velké mnoţství odpadních vod, znečištěných znečišťujícími látkami z těchto par. Zavedením povrchových tepelných výměníků místo vstřikovacích kondenzátorů / chladičů se zabraňuje vytváření znečištěných toků chladících vod a znečišťující látky zůstávají v kondenzátu. Nepřímé chlazení / kondenzace tak vede k úsporám vody. Abychom měli hrubou představu o moţných úsporách, na ochlazení tuny páry na 35 °C je potřeba asi 27 m3 vody (teplota obecně přijatá jako horní limit pro vypouštění). V případě nepřímého chlazení obíhá toto mnoţství stále v chladícím cyklu [cww/tm/82] a nahrazuje se pouze ztráta odpařováním. Ke omezení úspor vody dochází tehdy, pokrývají-li nesené tuhé znečišťující látky, sublimovaný materiál, krystaly nebo spečený materiál povrchy tepelného výměníku, nebo pokud ucpávají prostor mezi povrchy výměníku tak, ţe zařízení vyţadují pravidelnou údrţbu. Existují však procesy, kde přechod na nepřímé chlazení vhodný není [cww/tm/82]:
Krystalizace můţe vyţadovat intenzivní míchání kapalné organické fáze s teplou nebo horkou vodou. Následuje rychlé sníţení teploty pod teplotu tuhnutí přidáním ledu nebo studené vody („teplotní šok“). Cílem této procedury je získání filtrovatelné suspenze bez hrudek nebo sraţenin.
Jiným příkladem je diazotizace aminů. Při tomto procesu se přidáváním ledu teplota udrţuje na konstantní nízké úrovni proto, aby se předešlo tepelnému rozkladu diazosloučeniny a jejímu ukládání na zařízení, coţ by přinášelo váţné riziko výbuchu.
Dalším příkladem je prudké ochlazování horkých proudů plynů, kdy se studená voda vstřikuje do proudu plynu, aby sníţila jeho teplotu tak účinně a rychle, ţe se zabrání reakci sloţek plynu (např. rekombinačním reakcím v kouřových plynech ze spalování, při nichţ vznikají PCDD a PCDF) a současně se sníţí obsah jedné ze znečišťujících látek (např. HCl).
53
Kapitola 3 3.3.1.4 Procesy výroby vakua bez vzniku odpadních vod
Vodní proudové a parní proudové vývěvy (ejektory) se pouţívají téměř univerzálně pro jejich téměř nepřerušovaný provoz, malou náročnost na údrţbu a nízké investiční náklady. Výroby vakua bez odpadních vod lze dosáhnout pouţitím systémů mechanických vývěv v uzavřeném cyklu, při vzniku pouze malého mnoţství odpadní proplachovací vody, nebo vývěv pracujících nasucho. Objem odpadní vody je menší neţ 5% objemu prošlého systémem [cww/tm/82]. V některých případech lze vakuum vyrábět bez odpadních vod s vyuţitím produktu v mechanických vývěvách jako bariérové ucpávkové kapaliny nebo vyuţitím proudu plynů z výrobního procesu. U kaţdého jednotlivého případu je třeba určit, je-li moţné vyrábět vakuum bez odpadních vod. Při výběru vhodného procesu je třeba brát v úvahu moţné problémy, především s ohledem na korozi, náchylnost ke spékání, riziko exploze, bezpečnost závodu a provozní spolehlivost. Je třeba zváţit určitá omezení, zvláště v případě mechanických vývěv s uzavřeným cyklem, např. kapalinokruţných vývěv, rotačních lamelových vývěv nebo vývěv membránových. Zde například mohou páry sníţit mazací schopnosti oleje. V případě, ţe je kondenzaci plynu ve vývěvě zabráněno, např. vysokou výstupní teplotou, jsou zajímavou moţností vývěvy pracující nasucho, a to i pokud mají být rekuperována rozpouštědla nebo je-li vyţadován vysoký podtlak. Tyto vývěvy není moţné pouţít v případě, ţe proud plynů obsahuje mnoho kondenzovatelného, prášivého nebo usazujícího se materiálu. 3.3.1.5 Čištění odpadního vzduchu procesem bez odpadních vod
Asi jedna třetina systémů v chemickém průmyslu, které čistí odpadní (odtahovaný) vzduch, pracuje na základě procesu vodního nebo zásaditého (louhového) praní plynů. Ten zachytává především anorganické sloučeniny, např. chlorovodík, oxid siřičitý a organické látky, rozpustné ve vodě. Technologie čištění odpadního vzduchu procesem bez odpadních vod se pouţívají převáţně tam, kde by nebezpečné látky nebo neodbouratelné organické látky jinak vstoupily do biologické čistírny odpadních vod, v níţ by mohly narušovat provoz nebo by se nevyčištěné dostaly do vodního recipientu. Příklady technologií čištění odpadního vzduchu bez odpadních vod jsou:
jímání a následná termální nebo katalytická oxidace výhřevných proudů odpadních plynů, převáţně se získáváním energie aplikace vhodného suchého zařízení odstraňujícího prach (např. odlučovače kapek, cyklóny, elektrostatické odlučovače, látkové filtry) pro separaci tuhých znečišťujících látek a aerosolů vyuţití čištění suchých / polosuchých plynů (např. adsorpce aktivním uhlím, vstřikování vápna/hydrouhličitanu sodného) pro toky odpadních plynů zatíţené organickými a anorganickými plynnými znečišťujícími látkami pouţití rekuperovatelných organických rozpouštědel (nebo olejů) namísto vody jako prací kapaliny pro specifické plynné znečišťující látky.
3.3.1.6 Rekuperace nebo retence látek z matečných výluhů nebo optimalizovanými procesy
Látková rekuperace sloţek odpadních vod za rozumných nákladů je běţně uskutečnitelná pouze u koncentrovaných toků odpadních vod. Proto se obvykle omezuje na matečné výluhy. Podle metody syntézy jsou matečné výluhy obecně vodnými roztoky po separaci produktu nebo prací voda. Rekuperace můţe obsahovat stupně např.:
54
Kapitola 3
odstranění jednotlivých vyuţitelných sloučenin, např. výchozích materiálů, produktů, rozpouštědel nebo katalyzátorů materiálovou přeměnu s následnou rekuperací, např. termální nebo katalytickou oxidaci s rekuperací chlóru (z organických chloridů) jako kyseliny chlorovodíkové.
Látková rekuperace je výhodná při vyšších koncentracích odpadních vod (např. 10 g/l a více). Pokud jsou obsaţeny snadno odstranitelné sloţky, např. těkavé, pevné, vysráţitelné nebo extrahovatelné sloučeniny, mohou být rekuperační procesy vhodné dokonce i při niţších koncentracích. Látková retence způsobem optimalizovaných procesů zahrnuje modifikaci stupňů procesu stejně jako dodatečná opatření, např. zlepšení zpracování matečného výluhu. Látkové retence – kromě prevence znečištění, např. modifikací přípravy nebo zlepšením výtěţnosti produkce – lze dosáhnout odstraněním znečišťujících látek, např. adsorpcí, extrakcí nebo chemickou konverzí, např. oxidací či spalováním. 3.3.1.7 Pouţití málo kontaminovaných surovin a pomocných látek
Kontaminované suroviny a/nebo pomocné látky mohou zanášet znečišťující látky jak do výrobního řetězce a tak i do systému odpadních vod. Příklady jsou:
kovy ze surových rostlinných olejů organické sloučeniny chlóru (AOX/EOX) a jiné nečistoty z technické kyseliny chlorovodíkové rtuť jako znečišťující látka v hydroxidu sodném z elektrolýzy chlor-alkali z amalgámového procesu znečišťující látky především polotovarů a externě získávaných výchozích surovin.
Schopnost provozovatele ovlivnit danou situaci je omezována:
nedostatečnou informovaností ze strany dodavatelů růstem zavlékání znečišťujících látek v důsledku růstu recyklace materiálů přenášení problémů s emisemi na jiné lokality úpravami surovin jiţ u dedavatele.
Čištění, rafinace surovin mohou provádět výrobci, kteří mají technická zařízení pro sniţování obsahu a likvidaci správně odstraněných znečišťujících látek, např. pro záměnu pryskyřice za kyselinu chlorovodíkovou nebo filtraci/adsorpci surového hydroxidu sodného.
3.3.2 Vyvaţování (balancování) toků Čistírny odpadních vod obvykle pracují nejúčinněji při dostatečně stálých podmínkách hydraulického zatíţení (nebo průtoku) a zatíţení znečišťujícími látkami. V praxi však, jak průtok, tak zatíţení znečišťujícími látkami, můţe značně kolísat kvůli takovým faktorům, jakými jsou: podmínky ve výrobních procesech vyuţívání vody pro praní čištění balastní vody období údrţby sráţky. Pro vyrovnávání produkce z hlediska krátkodobých (např. denních) a dlouhodobých (např. týdenních) výkyvů je třeba zváţit vyrovnávací zařízení buď decentralizované do různých výrobních míst nebo centrální v/poblíţ ČOV. Někdy je moţné je instalovat za ČOV. Vhodná kapacita vyrovnávacích nádrţí je funkcí očekávaného kolísání toků [cww/tm/132]. Záchytnou nádrţ lze instalovat buď do hlavního toku nebo jako vedlejší tok, do něhoţ můţe být hlavní tok odveden během špiček nebo v případě
55
Kapitola 3 výrobních poruch a odváděn při kontrolovaném průtoku, kdyţ se hlavní tok ustálí. Pro provozní vody, které lze vypustit do prostředí, se pro tento účel pouţívají nádrţe, zatímco pro odvádění povrchových vod jsou to otevřené laguny nebo retenční nádrţe (viz. Sekce 3.3.4.4.1) [cww/tm/48]. Výsledkem zachycování špiček a vyrovnávání toků je např.:
vyrovnání zatíţení znečišťujícími látkami, např. - organického zatíţení - koncentrovaných solí - zatíţení dusíkem, např. jako předpoklad, společně se zatíţením TOC, optimální denitrifikace úprava poţadovaného poměru C : N : P neutralizace kyselých nebo zásaditých toků odpadních vod vyrovnání průtoku odpadních vod splnění legislativních poţadavků srovnáním špiček vypouštěných odpadních vod.
Vyváţení toku nebo jeho vyrovnávání lze také vyuţít jako opatření ke sniţování znečištění pro případ neobvyklých přívalů do ČOV a proto by kapacita záchytné nádrţe neměla být určena pouze shora uvedenými výkyvy, ale také rozsahem moţných havarijních stavů. Podrobnosti uvádí Sekce 3.3.3.
3.3.3 Zásobní nebo retenční kapacita pro případy poruch Provozní poruchy, tekoucí zařízení, nenadálá znečištění chladící vody nebo jiné poruchy ve výrobě či skladovacích jednotkách mohou vést buď ke zvýšení mnoţství znečišťujících látek dostávajících se do vodních recipientů přes ČOV nebo k jejím poruchám. Riziko takových událostí můţe znamenat potřebu centrálních nebo decentralizovaných retenčních (nebo záchytných) zařízení. Pro provoz bariérového nebo záchytného systému je nezbytné včasné zjištění poruchy. Toto zjištění lze zajistit jak analytickými, tak organizačními prostředky [cww/tm/132]. K tomuto účelu se pouţívá několik druhů záchytných zařízení. Jejich kapacita musí být dostatečná aby pojala všechnu odpadní vodu včetně případné sráţkové vody, přivedené v průběhu výrobní poruchy. Tato zařízení lze kombinovat s vyrovnávacími nádrţemi průtoku. Jedno zařízení (viz. Obrázek 3.1), nezávislé záchytné zařízení, se skládá ze dvou záchytných nádrţí, do kterých střídavě toky odpadních vod natékají. Při naplnění jedné nádrţe je zkontrolována druhá a poté vypuštěna do výpusti odpadních vod, nebo do následné ČOV či zlikvidována jako odpad, podle výsledku kontroly. Kapacita retence kaţdé nádrţe musí být dostatečná na to, aby pojala všechny odpadní vody, které vzniknou během analýzy a vyprazdňování druhé nádrţe. Pro komplexní a velké chemické lokality s velkými objemy odpadních vod to často představuje moţnost zachytávání vybraných toků odpadních vod, protoţe jinak by byl poţadavek na objem nádrţe obrovský. Čím je nádrţ větší, tím déle trvá vyprazdňování a naopak, coţ můţe vyústit v kruh bez východu. Jiným zařízením jsou spojené záchytné nádrţe, plněné buď diskontinuálně (viz. Obrázek 3.2) nebo plynule (viz. Obrázek 3.3). Přerušovaně provozované záchytné nádrţe jsou v době, kdy nejsou pouţívány, tzn. nehlásí-li řídicí poplachový systém ţádnou poruchu, odpojeny. Během normálního provozu odpadní vody obtékají tento retenční systém a pouze v případě, ţe řídicí systém zjistí neobvyklou událost, je nádrţ naplněna. Poţadovaná kapacita nádrţe odpovídá objemu odpadních vod, které se vytvoří v průběhu poruchy. Toto zařízení se pouţívá u zařízení s jednodruhovou výrobou, pro jímání vybraných toků odpadních vod a celkového objemu odpadních vod. Poţadovaný obsah je obvykle mnohem niţší, neţ u nezávislé záchytné nádrţe.
56
Kapitola 3
Obrázek 3.1: Nezávislá záchytná nádrţ se střídavým plněním
Obrázek 3.2: Spojené záchytné nádrţe, zaplavované přerušovaně Kontinuálně zaplavované spojené záchytné nádrţe lze pouţít také jako vyrovnávací nádrţ nebo nádrţ, balancující průtok. Řídicí a poplachový systém musí zajistit, aby výpusť do ČOV byla v případě neobvyklého stavu okamţitě zavřena. Kapacita nádrţe musí být dostatečná aby pojmula všechny vody, aţ do doby, dokud není porucha odstraněna, a proto lze systém doporučit pouze pro vedlejší přítoky. Před tím, neţ můţe provoz pokračovat v běţném nátoku odpadních vod, je potřeba nádrţ vyprázdnit.
57
Kapitola 3
Obrázek 3.3: Spojené záchytné nádrţe, zaplavované kontinuálně Další systém (viz. Obrázek 3.4) je přizpůsoben pro příjem a zachycení ztrát úniky v případech, kdy jsou úniky (tečení) jímány oddělenou kanalizací. Tato kanalizace se pouţívá jako odvodňovací systém pro potenciálně znečištěné venkovní prostory např. s výrobními zařízeními nebo soustavami nádrţí. Kapacita nádrţe odpovídá nejvyšší moţné ztrátě úniky a očekávanému mnoţství sráţkové vody. Tento záchytný systém je aplikovatelný v podnicích se zvláštní kanalizací pro provozní vody a odvodněním rizikových oblastí. Události, které by mohly ovlivnit tok provozní vody, nelze takto zvládat. Jeho výhodou je, ţe jímá ztráty úniky (tečením) v koncentrovaném stavu, které je pak moţné recyklovat.
Obrázek 3.4: Záchytný systém úniků
3.3.4 Koncové techniky Logické pořadí popisu technik čištění určuje vztah mezi znečišťující látkou a příslušnou obvyklou technologií čištění, jak se uvádí v Kapitole 1.3.2.1 a je znázorněno na Obrázku 3.5. Prvním stupněm čištění odpadních vod a vod sráţkových – a často také konečným – je separace nerozpuštěných látek a nemísitelných kapalin (vzhledem k vodě) z hlavního vodního toku. Separační nebo čiřící techniky jsou:
58
Kapitola 3
Gravitační usazování [separace štěrku a písku (viz. Sekce 3.3.4.1.1), sedimentace (viz. Sekce 3.3.4.1.2), separace olejů z vody (viz. Sekce 3.3.4.1.6)] Flotace vzduchem (viz. Sekce 3.3.4.1.3) Filtrace [filtrace (viz. Sekce 3.3.4.1.4), membránová filtrace (viz. Sekce 3.3.4.1.5)].
Jsou převáţně pouţívány v kombinaci s jinými operacemi, buď jako první stupeň nebo jako konečný stupeň dosazování. Pokud se pouţívají jako stupeň první, pak chrání čistící zařízení před poškozením, ucpáváním a zanášením pevnými látkami. Jako konečný stupeň odstraňují pevné látky vytvořené v průběhu předcházejících čistících operací nebo procesů nebo odstraňují oleje před dalším biologickým čištěním. Často následují za technikami čištění rozpustných znečišťujících látek, pokud jsou tyto přeměňovány na látky nerozpustné. Příklady jsou uvedeny dále v této kapitole.
Obrázek 3.5: Rozsah technik čištění odpadních vod podle druhu znečišťujících látek 59
Kapitola 3 Odpadní vody bez pevných látek lze buď rozdělit na biologicky odbouratelné a biologicky neodbouratelné nebo je moţné znečišťující látky, které působí biologickou neodbouratelnost před dalším čištěním separovat. Techniky čištění biologicky neodbouratelné části odpadních vod jsou zaloţeny na fyzikálních a/nebo chemických operacích, kterými jsou: sráţení / sedimentace / filtrace (viz. Sekce 3.3.4.2.1) krystalizace (viz. Sekce 3.3.4.2.2) chemické reakce [chemická oxidace (viz. Sekce 3.3.4.2.3), oxidace vzduchem za mokra (viz. Sekce 3.3.4.2.4), nadkritická oxidace ve vodě (viz. Sekce 3.3.4.2.5), chemická redukce (viz. Sekce 3.3.4.2.6) a chemická hydrolýza (viz. Sekce 3.3.4.2.7)] membránová „filtrace„ (nanofiltrace a reverzní osmóza) (viz. Sekce 3.3.4.2.8) adsorpce (viz. Sekce 3.3.4.2.9) iontová výměna (viz. Sekce 3.3.4.2.10) extrakce (viz. Sekce 3.3.4.2.11) destilace / rektifikace (viz. Sekce 3.3.4.2.12) odpařování (viz. Sekce 3.3.4.2.13) stripování (viz. Sekce 3.3.4.2.14) spalování (viz. Sekce 3.3.4.2.15). Po vhodném čištění je moţné odpadní vody vypustit do vodního recipientu, do následné centrální biologické ČOV nebo do komunální ČOV. Biologicky odbouratelné (biodegradovatelné) odpadní vody – nebo zbytková část odpadních vod po odstranění příčiny biologické neodbouratelnosti – obvykle podstupují čistící techniky, buď centrální, nebo decentralizované, které jsou zaloţeny na biologických procesech, např.: anaerobních procesech [anaerobní katalytický kontaktní proces (ACP), proces UASB, proces s fixním loţem kalu, proces s expandovaným loţem (viz. Sekce 3.3.4.3.1) a biologické odstranění sloučenin síry a těţkých kovů (viz. Sekce 3.3.4.3.2)] aerobních procesech [proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem, proces s membránovým bioreaktorem, proces s biofiltrem, proces s fixním loţem kalu, proces s fixním loţem a biofiltrem (viz. Sekce 3.3.4.3.3)] nitrifikace / denitrifikace (viz. Sekce 3.3.4.3.4) centrální biologické čištění odpadních vod (viz. Sekce 3.3.4.3.5). Odbourané odpadní vody opouští biologickou čistírnu a jsou vedeny potrubím do stupně dosazování. Mnohé techniky čištění odpadních vod vyţadují – nebo případně pouţívají – pomocné látky, z nichţ většina jsou chemikálie nebo čistící média / zařízení vyţadují regeneraci, coţ obojí můţe být příčinou vypouštění chemikálií. Tyto pomocné látky nebo procesní stupně, mohou vytvářet, obvykle v závislosti na místních podmínkách, znečištění, které je třeba brát v úvahu při zvaţování vyuţití některé z technik čištění. Proto můţe být za jistých okolností nutné určit pomocné látky a chemikálie vypouštěné z regeneračních zařízení a jejich osud během celého procesu. Téměř všechny techniky čištění odpadních vod mají jedno společné: vytváření pevných látek v průběhu procesu, coţ umoţňuje separaci znečišťujících látek od vodního média ve formě přebytečného aktivovaného kalu nebo filtrovaného či usazeného rezidua z filtrace nebo sedimentace. Pokud není kal recyklován, je třeba jej likvidovat – tj. upravit externě a odstranit – nebo upravit v lokalitě. Techniky čištění kalu jsou např.:
zahušťování (viz. Sekce 3.4.1) odvodňování (viz. Sekce 3.4.1) stabilizace (viz. Sekce 3.4.2) kondicionování (viz. Sekce 3.4.2) termální redukce kalu (viz. Sekce 3.4.3).
60
Kapitola 3 3.3.4.1 Nerozpustné znečišťující látky / mechanická separace
Nerozpustný obsah v odpadních vodách z chemického průmyslu se skládá z inertních sloţek, jako je prach z kanalizace sráţkových vod nebo písek (jako balast v surovinách např. vápnu). Můţe však také obsahovat nebezpečné materiály, jako jsou těţké kovy a jejich sloučeniny, pocházející ze sráţecích procesů předchozích čistících operací nebo výrobních procesů, při nichţ se pouţívají katalyzátory. Do obsaţených pevných látek se mohou adsorbovat dokonce i dioxiny (např. katalyzátor výroby vinylchloridu přes oxychloraci). Nerozpustné znečišťující látky na druhé straně nemusí nutně být pevné částice. Do této kategorie patří i kapaliny nemísitelné s vodou, jako např. olej, látky s olejovou konzistencí, mazací tuky a koloidy. Odpadní vody, které obsahují nerozpustné znečišťující látky jich musí být zbaveny separačními procesy, jak je popsáno níţe. 3.3.4.1.1 Separace štěrku/písku Popis Štěrková separace odstraňuje písek z sráţkové vody. Pro tento účel se pouţívají lapáky písku, protoţe jinak by se písek mohl usazovat na nevhodných místech, narušovat proces čištění a způsobovat rychlé opotřebení čerpadel [cww/tm/132]. Lapáky písku jsou součástí ČOV a obvykle jsou umístěné hned za česlem, které zabraňuje pronikání hrubého a vláknitého materiálu. Jsou konstruované tak, aby zpracovaly poţadovaný horizontální průtok (asi 0,3 m/s). To znamená, ţe zachycen je pouze písek, zatímco lehčí plovoucí nečistoty jsou dále unášeny proudem odpadních vod. Existují tři různé typy lapáků písku [cww/tm/132]: Kanálový lapák s horizontálním průtokem, který zachovává poţadovanou průtokovou rychlost v kombinaci s Venturiho ţlabem, vhodný pro velmi kolísavé toky odpadních vod (Obrázek 3.6) [cww/tm/132]
Obrázek 3.6: Kanálový lapák písku (písková komora) s horizontálním průtokem kruhový lapák, do kterého voda vstupuje tangenciálně, způsobuje cirkulaci obsahu a písek smývá do středu, odkud je odstraňován proudem vzduchu; tento typ lapáku je pro velmi kolísavé rychlosti průtoku méně vhodný, (Obrázek 3.7) [cww/tm/132]
Obrázek 3.7: Kruhový lapák písku
61
Kapitola 3 provzdušňovaný lapák, kde je cirkulace obsahu způsobena vháněním vzduchu tak, aby bylo poţadované rychlosti průtoku dosahováno u dna lapáku; tento typ při velmi kolísavých průtokových rychlostech pracuje bez problémů (Obrázek 3.8) [cww/tm/132].
Obrázek 3.8: Provzdušňovaný lapák písku Separovaný písek je nutné jej skladovat předtím, neţ je s konečnou platností likvidován Pouţití Lapáky písku se pouţívají v ČOV, které musí počítat i se sráţkovou vodu, která běţně přináší značné mnoţství písku [cww/tm/132]. Limity a omezení pouţití: limity / omezení průtok
vyţaduje průtok asi 0,3 m/s aby se zajistila separace pouze písku
kolísání průtoku
omezení průtoku v závislosti na typu lapáku
Výhody a nevýhody Nevýznamné – jde o základní zařízení. Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Lapáky písku se nepouţívají z důvodů ochrany ţivotního prostředí, ale jako ochrana následného zařízení. Vliv do více prostředí Separovaný písek musí být likvidován, nebo můţe být vyuţit jinak podle toho, jak je kontaminován. Elektrickou energii spotřebovávají čerpadla odpadní vody a vzduchová tryska s dmychadlem. Lapák písku se jako součást ČOV podílí na emisích podniku hlukem a zápachem, v závislosti na druhu čištěných odpadních vod. Proto můţe být nutné zařízení zakrytovat. Monitorování Je nutné udrţovat poţadovaný průtok odpadních vod kolem 0,3 m/s.
62
Kapitola 3 3.3.4.1.2 Sedimentace pevných látek Popis Sedimentace – nebo dosazování – znamená separaci nerozpuštěných částic a plovoucího materiálu gravitačním usazováním. Usazené pevné látky jsou ze dna odstraňovány jako kal, zatímco plovoucí materiál je stírán z vodní hladiny. Pokud nemohou být částice separovány jednoduše gravitací, např. jsou-li velmi malé, jejich měrná hmotnost se blíţí měrné hmotnosti vody nebo tvoří koloidy, přidávají se speciální chemikálie, které způsobí, ţe se pevné látky usadí. Jde například o tyto chemikálie:
síran hlinitý (kamenec) síran ţelezitý chlorid ţelezitý vápno poly-chlorid hlinitý poly-síran hlinitý kationické organické polymery.
Tyto chemikálie destabilizují koloidní a malé nerozpuštěné částice (např. jíl, křemen, ţelezo, těţké kovy, barvy, organické látky, oleje v odpadních vodách) a emulze zachycující pevné látky (koagulace) a/nebo shluky těchto částic do vloček dostatečně velkých, aby se usadily (flokulace). V případě flokulace se téţ pouţívají anionické polymery. Vliv koagulace je uveden jako příklad v Tabulce 3.2 [cww/tm/27]. Úrovně odstranění v této tabulce by však neměly být zaměňovány s dosaţitelnými stupni výkonnosti techniky čištění. látka odstranění [%] anorganická rtuť 70 kadmium a sloučeniny 98 DDT (pp- 75-80 dichlordifenyltrichlorethan) HCB (hexachlorbenzen) 59 aldrin 100 dieldrin 50 endrin 43 PCB (polychlorované bifenyly) 30-40 sloučeniny tribultylcínu > 90 trichlorethen 36 perchlorethen 30 Tabulka 3.2: Odstranění znečišťujících látek z odpadních vod vlivem koagulace Běţně pouţívanými sedimentátory (nebo usazováky) jsou: sedimentační nebo mělké nádrţe, obdélníkové nebo kruhové, vybavené vhodným stěračem a velké tak, aby zajistily dobu zdrţení (retenční dobu) asi 1½ aţ 2½ hodiny (viz. Obrázek 3.9 jako příklad kruhové nádrţe [cww/tm/4])
63
Kapitola 3
Obrázek 3.9: Sedimentační nebo usazovací nádrţ nádrţ s trychtýřovým dnem, s vertikálním tokem, obvykle bez mechanického systému pro odstraňování kalu (viz. Obrázek 3.10 [cww/tm/132])
Obrázek 3.10: Nádrţ s trychtýřovým dnem lamelové nebo trubkové (tube) usazovací nádrţe, kde jsou pouţity desky pro zvětšení sedimentační plochy (viz. Obrázek 3.11 [cww/tm/91]). Zařízení pro koagulaci a/nebo flokulaci je součástí nádrţe. Potřebné rychlé míchání u koagulace se zajišťuje:
současným dávkováním koagulantů četnými vstřikovacími body preferováním systémů s postupným dávkováním tam kde je to moţné rychlomísičem nebo mícháním tam, kde je přidáván koagulant do rychlomísiče nebo před rychlomísičem, statickými směšovači nebo tryskami.
U flokulace se přidává směšovací komora. Pouţívá se promíchávání vertikálními tyčemi nebo pomalé směšovače, které hydraulicky mísí kapalinu při jejím průtoku nádrţí. Částečná recyklace vloček zpět do flokulační nádrţe můţe napomoci k lepší struktuře vloček a optimálnímu vyuţití flokulantu. Pro zajištění optimálního průběhu usazování se běţně instalují předstupně separace olejů nebo rozráţení emulzí, které tyto rušivé látky odstraňují.
64
Kapitola 3
Vybavení sedimentačních zařízení musí být takové, aby se voda nedostávala do půdy, alespoň ne v případech, kdy nádrţ můţe obsahovat látky nebezpečné pro spodní vody. Skladovací zařízení pro koagulační / flokulační chemikálie a usazený kal musí být vybaveno tak, aby odpovídalo vlastnostem kalu.
Obrázek 3.11: Lamelová nebo trubková usazovací nádrţ Pouţití Sedimentace se jako separační technika široce víceúčelově vyuţívá a obvykle se nepouţívá samostatně. Hlavními příklady jsou:
usazování pevných látek obsaţených v jímané sráţkové vodě, jako je písek nebo prach, v sedimentační nádrţi čiření provozních odpadních vod od inertního obsahu, jako je písek a podobné částice čiření provozních odpadních vod od reakčních materiálů, jako jsou emulgované sloučeniny kovů, polymery a jejich monomery, podporované přidáním vhodných chemikálií separace těţkých kovů, nebo jiných rozpuštěných sloţek po předchozím sráţení (viz Sekce 3.3.4.2.1), často s pomocí chemikálií, následované na konci filtračními procesy (viz. Sekce 3.3.4.3.5 a 3.3.4.1.5) odstranění aktivovaného kalu v primárním usazováku a sekundární dosazovací nádrţi biologické ČOV (viz. Sekce 3.3.4.3.5), často podporované chemicky.
65
Kapitola 3 Limity a omezení pouţívání: limity / omezení Velikost částic Přítomnost těkavých látek Koncentrace pevných látek pH (v případě sráţení / flokulace) Emulze
částice musí být pro usazování dostatečně velké, jinak je nutné aplikovat koagulační a/nebo flokulační chemikálie přítomnosti těkavých látek je nutno zabránit poněvadţ doba zdrţení v nádrţi je dlouhá (a pouţívá se mísení při koagulaci a/nebo flokulaci) a to vše vede k potenciálnímu uvolňování VOC bez omezení, za předpokladu, ţe vodní fáze zůstává separovatelná během operace je nutná regulace pH, jinak je výkonnost čiření slabá stabilní emulze nelze separovat ani rozráţet koagulací / flokulací; je nezbytně nutné předchozí rozráţení emulzí
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody jednoduchost zařízení a proto bez sklonu k poruchám účinnost odstranění můţe být zvýšena přidáním koagulačních a/nebo flokulačních chemikálií
nevhodné pro jemné materiály a stabilní emulze, ani se sráţedly a flokulanty vločky mohou zachytávat jiné znečišťující látky, coţ můţe znesnadňovat likvidaci kalu
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Pokud je sedimentace zařazena před další následné stupně čištění, je jejím úkolem chránit následná zařízení a proto musí být její účinnost dostatečně vysoká. Je-li vyuţívána jako konečné čištění, závisí její výkonnost na vlastnostech částic, které mají být odstraněny. Publikované dosahované úrovně emisí jsou: parametr
Výkonnost [%]
NL
60-90
Sedimentovatelné pevné látky těţké kovy 1 [cww/tm/67c]
90-95
úroveň emisí [mg/l]
poznámky
< 10 1
po konečném dosazování v centrální ČOV ve formě částic, viz Sekce 3.3.4.2.1
NL mohou obsahovat i organické částice, tj. sedimentace sniţuje obsah také i TOC / CHSK do té míry, v jaké jsou přítomné organické látky jako nerozpustné pevné látky. Účinnost odstranění však závisí na poměru TOC z nerozpuštěných látek v celkovém TOC. Vlivy do více prostředí Pokud sedimentovaný kal ani plovoucí kal nejsou vhodné pro recyklaci nebo jiné vyuţití, měly by být likvidovány jako odpad. V závislosti na původu odpadních vod by tento odpad mohl obsahovat nebezpečné sloučeniny, které by měly být vhodně zpracovány. Můţe jít o uhličitany, fluoridy, sulfidy nebo hydroxidy (či oxidy) těţkých kovů, olejnatý plovoucí kal atd. a za jistých okolností i o dioxiny. Zdroji hluku jsou čerpadla, která mohou být zakrytována a systém odstraňující usazený / plovoucí kal. Pokud odpadní voda obsahuje zapáchající látky, můţe být ţádoucí zakrýt sedimentační nádrţ nebo alespoň koagulační a flokulační jednotku a odpadní plyny v případě potřeby odvádět potrubím do čistícího systému plynů. Potřebné vybavení – potrubí a odvětrávací otvory – bude nutno vybavit bezpečnostním systémem, např. systémem tlakového dusíku, aby se zabránilo riziku exploze. 66
Kapitola 3 Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie chemikálie (koagulanty / flokulanty) a b
elektrická energie [kW] dusík pro inertní atmosféru
mnoţství 53-93 [kg/t oleje, pevných látek] 1 0,5-100 [g/m3 odpadních vod] 2 0,5-1,5
a
organický polymer pro průměr nádrţe 25-35 m 1 [cww/tm/96] 2 [cww/tm/128] b
Monitorování Kapalné odpady je třeba pravidelně monitorovat z hlediska obsahu pevných látek, tj. nerozpuštěných látek, sedimentovatelných nerozpuštěných látek nebo zákalu. Pokud se ke zlepšení procesu usazování pouţívají chemikálie (např. koagulanty, flokulanty), je třeba regulovat pH, které je hlavním provozním parametrem. Ekonomika
Sedimentační nádrţ Lamelová nebo trubková nádrţ a
Investiční náklady [miliony] 1,2 EUR a 4,8 BEF b 1 4 BEF c
Provozní náklady
20-100 BEF na m3
3
na 1000 m objemu nádrţe b 3 kapacita 100 m /h c 3 kapacita 25 m /h 1 [cww/tm/128]
3.3.4.1.3 Flotace vzduchem Popis Flotace je proces, který odděluje pevné nebo kapalné částice nebo částečky od vodní fáze tak, ţe jsou zachycovány vzduchovými bublinami. Plovoucí částice se hromadí na hladině, odkud jsou odstraňovány stíracím zařízením [cww/tm/4]. Pro podpoření flotace se běţně pouţívají flokulační přísady, jako jsou hlinité a ţelezité soli, aktivovaný oxid křemičitý (kyselinu křemičitou) a různé organické polymery. Jejich funkcí, kromě koagulace a flokulace, je vytvoření povrchu nebo struktury, která je schopná adsorbovat nebo zachytit vzduchové bubliny. Existují tři metody flotace, které se liší způsobem provzdušňování:
podtlaková (vakuová) flotace, při které je vzduch rozpuštěn při atmosférickém tlaku a poté dochází ke sníţení tlaku tak, ţe se vytvoří bubliny flotace nasávaným vzduchem (IAF), při které jsou jemné bublinky nasávány do odpadní vody nasávacím přístrojem, kterým je například difuzér nebo clonka flotace rozpuštěným vzduchem (DAF), při které se stlačený vzduch (0,4-0,8 MPa, nebo 1,0-1,2 MPa pro sloučeniny hliníku) rozpouští v odpadní vodě nebo části celkového objemu odpadních vod a následně se uvolňuje a vytváří malé bublinky. Typické zařízení DAF je na Obrázku 3.12 [cww/tm/4]. Podle obsahu odpadních vod můţe flotační bazén a systém odvádění znečištěného vzduchu do zařízení pro likvidaci plynu vyţadovat zakrytí. Flokulační a koagulační chemikálie i materiál, stíraný z hladiny je nutno skladovat ve vhodných zařízeních.
67
Kapitola 3
Obrázek 3.12: Systém DAF: a) s recyklací, b) bez recyklace Pouţití Flotace se pouţívá tam, kde nevyhovuje sedimentace, např. v případech, kdy:
mají částice špatné sedimentační vlastnosti (v případě nízkého kalového indexu (KI) však není nic výhodnější neţ sedimentace) je velmi malý rozdíl mezi měrnou hmotností nerozpuštěných látek a měrnou hmotností odpadních vod je daná lokalita prostorově omezena mají být odstraněny oleje a mazací tuky.
Příklady jsou:
68
Kapitola 3
v rafinériích a petrochemických lokalitách jako následné čištění po separaci oleje a před biologickou ČOV odstranění barev a pigmentů z určitých odpadních vod, které tyto látky obsahují rekuperace produktu nebo suroviny z toků odpadních vod, např. toluenu z vodní emulze toluenu [cww/tm/132], halogenidů stříbra z výroby fotografických chemikálií, butylthionu nebo polysilanu separace těţkých kovů z odpadních vod separace aktivovaného kalu z biologického čištění odpadních vod, buď po konečném dosazování [cww/tm/67b] nebo jako jeho náhrada zahušťování aktivovaného kalu z biologických ČOV.
Limity a omezení pouţívání: limity / omezení přítomnost látek oleje
je třeba vyloučit pěnivé detergenty přestoţe odstraňování volného oleje z odpadních vod je velmi účinné, veškeré volné oleje odstranit nelze
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody menší objem a proto niţší investiční náklady neţ u sedimentace účinnost odstranění se nemění se změnami průtoku a je proto lepší neţ sedimentace, viz. Obrázek 3.13 [cww/tm/132] umoţňuje materiálovou rekuperaci vysoká separační účinnost, vyšší obsah sušiny neţ u sedimentace
můţe docházet k ucpávání ventilů velká náchylnost k uvolňování zápachu, obvykle vyţaduje zakrytí nádrţe vyšší provozní náklady neţ u sedimentace
proto
Obrázek 3.13: Srovnání separační účinnosti DAF a sedimentace 11
11
obsah nerozpuštěných látek 90 – 450 mg/l, 20 % přídavek tlakové vody
69
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Parametr
Výkonnost [%]
TNL
90-98 85-96 1
Olej sirníky kovů 1 [cww/tm/67b] 2 [cww/tm/131] 3 [cww/tm/93]
95 2
úroveň emisí [mg/l] 10-20
Poznámky viz. Obrázek 3.13 aktivovaný kal po konečném dosazování, nátok 20-250 mg/l rafinérie, čištění IAF a DAF chemická výroba, po několika API rafinérie, čištění IAF a DAF
1
10-20 ppm 2 2-10 3
CHSK/TOC se odstraňují v takovém rozsahu, v jakém jsou přítomny ve formě pevných látek nebo nerozpuštěných kapiček. Vlivy do více prostředí Pokud separovaný materiál není recyklovatelný, je zlikvidován jako odpad. Jeho mnoţství závisí na odstraňovaném materiálu a mnoţství koagulačních a flokulačních chemikálií. Ty se mohou významně lišit podle pouţité technologie flotace vzduchem. Spotřebovávají se: Spotřebovávaný materiál/energie Stlačený vzduch a mg/l b kg/t c 3 Energie [kWh/1000m ] Dávky flokulantu
a
Separace aktivovaného pomocí kalu DAF1 0,53-0,55
Flotace vzduchem pro odpadní vody z rafinérií 2
0,6-1,2 2,4-4,7 20,6
3,7 53-93 3
3
vyjádřeno jako stlačený vzduch v poměru k tlakové vodě [m /m ] koncentrace flokulantu v odpadní vodě c mnoţství flokulantu v poměru k obsahu nerozpuštěných látek v odpadní vodě 1 [cww/tm/67b] 2 [cww/tm/96] b
Zdroji hluku jsou čerpadla, směšovače a kompresory, které musí být vhodně odhlučněné. Uvolňování zapáchajících a jiných těkavých látek, pokud se očekává, lze zabránit zakrytím nádrţe nebo provozem v uzavřené nádrţi a odváděním znečištěného vzduchu do zařízení pro čištění plynných nečistot. Monitorování Pro zajištění spolehlivého provozu je nutné u odpadních vod monitorovat zákal kvůli poruchám. Kaţdá vznikající pěna musí být zjištěna dostatečně včas. V odpadních vodách je povinné zjišťování CHSK/TOC a TNL. Ekonomika Náklady na flotační jednotku se velice různí v závislosti na účelu:
70
Kapitola 3
Průtok [m3/h] DAF / aktivovaný kal 1 1200 DAF / rafinérie 2 300-800 IAF / rafinérie 2 400-820 DAF / decentralizované konečné čištění 3 50 DAF 4 100 m3/h 100 m3/den
Investiční náklady [miliony] 5,0 DEM 1,6-1,8 EUR 0,5-2,1 EUR
Roční provozní náklady [tisíce] 800 DEM 20-130 EUR 55-130 EUR 4500 DEM
40 BEF 4 BEF
1 [cww/tm/67b] včetně investic, inţenýringu, stavební práce, příprava lokality, atd. 2 [cww/tm/48] 3 [cww/tm/132] celkové provozní náklady, včetně chemikálií pro neutralizaci, sráţení a flokulaci, odvodnění flotátu, spalování kalu 4 [cww/tm/128]
Investiční a provozní náklady uvedené pro DAF jsou úměrné průtoku. Přestoţe se tyto hodnoty ke skutečným moc neblíţí, umoţňují odhad stupně nárůstu nákladů při zvětšení podniku [cww/tm/92]: průtok [m3/h]
10 100 1000 10000
investiční náklady [miliony GBP]
0,1 0,1 0,5 1,0
roční provozní náklady [tisíce GBP]
10 20-30 50-80 500-80
Náklady na flotaci, která je nejrozšířenější metodou separace kapalin a pevných látek při decentralizovaném čištění odpadních vod, jsou niţší neţ je tomu u odpařování a spalování (zhruba na jedné desetině). Výhody odpařování a spalování jsou však větší, protoţe jejich výsledkem je úplná likvidace vysoce kontaminovaných kapalných odpadů, zatímco sráţení a flotační procesy dosahují pouze částečného čištění středně znečištěných oddělených toků. Protoţe je hodnota tohoto částečného čištění také předmětem diskuse, zůstává otevřenou otázkou, zda je moudré utratit 10 DEM za m3 odpadních vod (nebo 1,5 mil. DEM za rok na natékajících 50 m3 odpadních vod za hodinu) formou provozních nákladů na předčištění toku, který obsahuje pouze zlomek celkového objemu odpadních vod z velkých chemických podniků [cww/tm/132]. V porovnání se sedimentací nabízí flotace v mnoha případech značné výhody, nejen při čištění vod a rekuperaci cenných materiálů, ale také při separaci a zahušťování kalu. Vede zpravidla k většímu obsahu sušiny v konečném koncentrátu. Kvůli vysokým hodnotám hydraulické zátěţe a krátkým dobám zdrţení jsou provozně potřebné také malé objemy zařízení. To naopak znamená niţší investice, ale při vyšších provozních nákladech. Porovnáním můţeme dojít k závěru, ţe prostorové poţadavky na sedimentaci jsou 50krát vyšší neţ na flotaci. Na druhé straně náklady na energii pro flokulaci / flotaci mohou být 50krát vyšší, neţ na flokulaci / sedimentaci. Flotace má lepší moţnosti přizpůsobení kolísavým provozním podmínkám neţ je tomu u sedimentace, přestoţe vyuţívání těchto moţností vyţaduje kvalifikovanější personál [cww/tm/132].
71
Kapitola 3 3.3.4.1.4 Filtrace Popis Filtrace popisuje separaci pevných látek z vypouštěných odpadních vod, procházejících porézním médiem. Filtry obvykle vyţadují čištění, propírání filtrů protiproudem čerstvé vody, který vrátí nahromaděný materiál zpět do sedimentační nádrţe (Sekce 3.3.4.1.2). Běţně pouţívanými typy filtračních systémů jsou např.:
filtr se zrnitým mediem nebo pískový filtr, který se široce vyuţívá pro čištění odpadních vod (médiem pískových filtrů nemusí být v pravém slova smyslu písek) s nízkým obsahem nerozpuštěných látek gravitační bubnový filtr, pouţívaný pro čištění odkanalizovaných vod a odstraňování vloček aktivovaného kalu, jehoţ účinnost závisí na sítové tkanině rotační podtlakový filtr dobře vyhovuje pro náplavovou filtraci; pouţívá se pro odvodnění olejnatého kalu a odstraňování emulzí ze slopu membránový filtr (viz. Sekce 3.3.4.1.5) pásový filtrační lis, který se často vyuţívá pro odvodňování kalů, ale také pro separaci kapalin a pevných látek filtrační lisy, které se obvykle vyuţívají pro odvodňování kalů, ale také pro separaci kapalin a pevných látek a jsou vhodné při vysokém obsahu pevných látek.
Pískové filtry se skládají z pískového loţe filtru protékaného shora dolů nebo zdola nahoru. Loţe filtru můţe být jedno či více druhové. Provoz můţe být cyklický – filtrace a praní po sekvencích navazují na sebe – nebo kontinuální – filtrace a praní probíhají současně. Hlavním rozdílem mezi těmito dvěma reţimy provozu je:
cyklicky provozované pískové filtry pracují do okamţiku, kdy zákal pronikne médiem a obsah pevných látek ve vytékající vodě začne stoupat nebo se dosáhne určené tlakové ztráty kontinuálně provozovanými pískovými filtry neproniká zákal ani nemají terminal headloss.
Pískové filtry pracují na principu gravitace, nebo přetlaku. Příklady jsou na Obrázku 3.14 [cww/tm/4] pro konvenční spádový gravitační filtr s více médii a na Obrázku 3.15 [cww/tm/4] pro tlakový filtr. Bubnové filtry se skládají z válce, který je potaţen filtrační plochou. Tyto filtry pracují buď jako gravitační bubnové filtry, které mohou být plněny zevnitř nebo zvenčí, nebo jako rotační podtlakové filtry s vnitřním nebo vnějším uzavřením filtru a spojením s vývěvou. Filtrační koláč kalu se z filtru odstraňuje různými způsoby. Příklad je uveden na Obrázku 3.16 [cww/tm/132]. Pásový lis a filtrační lis, které se běţně pouţívají pro odvodnění kalů, popisuje Sekce 3.4.1. Vlastnosti filtračních médií lze uvádět např. jako [cww/tm/132]:
mezní rozměr (cut size), tj. maximální velikost částic, které projdou filtračním médiem prostupnost, vysoká prostupnost je charakterizována nízkou tlakovou ztrátou chemická stabilita s ohledem na filtrát sklon k zablokování (ucpání), především pro tkaniny při filtraci kalového koláče mechanická pevnost ve vztahu k zatíţením, způsobeným zpětným vyplavováním nebo pohybem filtračních tkanin hladkost povrchu podporující oddělování koláče.
72
Kapitola 3
Obrázek 3.14: Konvenční spádový pískový filtr s více médii
Obrázek 3.15: Tlakový filtr
73
Kapitola 3
Obrázek 3.16: Rotační podtlakový filtr a) odvodňovací zóna, b) rotační ventil (valve), c) usazovací zóna, d) sací zóna Suspenze, které tvoří poměrně jemné, měkké (plastické) nebo stlačitelné pevné látky, často zaplní nebo ucpou filtrační médium, pokud tomu není zabráněno filtračními pomocnými hmotami, např. inertním, snadno filtrovatelným zrnitým materiálem. Filtrační pomocné látky tvoří vrstvu pro filtrát propustnou a současně plní funkci sypkého (volného) filtračního koláče. Zachycené částice se usazují na filtrační pomocné látce. Příklady filtračních pomocných látek jsou [cww/tm/132]:
křemelina perlity valchářská hlinka drcené sklo preparáty z uhlí vlákna buničiny dřevitá vlákna papírovina bagasa mastek plasty.
Filtrační pomocné látky se pouţívají jako předem nanesené vrstvy. To znamená, ţe před začátkem filtrace se uloţí na filtrační médium vrstva pomocné filtrační látky. V průběhu filtrování se pak průběţně přidává i do filtrované kapaliny, aby zajišťovala poţadovaný stupeň vhodné a účinné filtrace. Pouţití Jsou-li poţadovány nízké emise nerozpuštěných látek ve vypouštěné odpadní vodě, pak se filtrace často pouţívá při čištění odpadních vod jako konečný stupeň separace po sedimentačních procesech (viz, Sekce 3.3.4.1.2) nebo flotaci (viz. Sekce 3.3.4.1.3), např.:
separace vloček, hydroxidů těţkých kovů, atd. po sedimentaci, aby byly splněny poţadavky na vlastnosti vypouštěných odpadních vod odstranění aktivovaného kalu po centrální ČOV jako doplněk sedimentace, pro zlepšení kvality biologicky čištěných odpadních vod odvodnění kalu, flotátu, atd. zachycení volného oleje pomocí rotačních bubnových filtrů a přídavku polymerů.
74
Kapitola 3
Limity a omezení pouţití: limity / omezení koloidy, emulze nelze je separovat bez dodatečného chemického čištění jemně dispergované nebo slizové mohou ucpávat filtrační médium nejsou-li uţívány pomocné pevné látky filtrační materiály Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody vysoká separační účinnost jiné znečišťující látky neţ nerozpuštěné látky lze za určitých podmínek odstranit, např. olej provoz při velkém rozsahu různých podmínek
pískové polo-kontinuální filtry se mohou ucpávat a zanášet průnik můţe způsobit dodatečné znečištění odpadních vod
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr
třída výkonnosti [%]
TNL
úroveň emisí [mg/l] < 10 mg/l
poznámky Vločky aktivovaného kalu pískový filtr, závisí na filtračních pomocných látkách
50-99,99 1 olej těţké kovy 1 [cww/tm/128]
< 5 mg/l po sráţení, viz. Sekce 3.3.4.2.1
Vlivy do více prostředí Pokud se pouţívá zrnitý filtr např. pískový, pak je vypíraný materiál obvykle recirkulován zpět do procesu, odkud pochází, např. do sedimentační nádrţe nebo nádrţe s aktivovaným kalem v biologické ČOV. Zbytky z ostatních druhů filtrů (bubnových, pásových, atd.) je moţno recyklovat nebo odeslat k dalšímu zpracování. Písková filtrace, jako příklad filtrace s hlubokým loţem je doprovázena méně častým promýváním neţ filtrace s koláčem (např. pásový či bubnový filtr) a tak má i niţší spotřebu prací vody. Z toho důvodu se filtrace s koláčem pouţívá pouze ve výjimečných případech čištění odpadních vod (příklady jsou uvedené výše v této kapitole) [cww/tm/132]. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie vypírací voda voda pro výrobu vakua filtrační pomůcky energie [kWh/1000m3] tlaková ztráta
pískový filtr
bubnový filtr -
-
Provozní zařízení můţe být významným zdrojem hluku, který můţe být omezen vhodným odhlučněním zakrytováním hlavních zdrojů. V případě uvolňování zapáchajících látek, můţe být nutné zakrytí zařízení. Tlakové filtry a filtrační lisy se umísťují do uzavřených prostor a znečištěný vzduch je odváděn do systému pro likvidaci plynů.
75
Kapitola 3 Monitorování Pro zajištění spolehlivého provozu je nutné u filtrátu monitorovat zákal kvůli poruchám nebo průnikům u cyklicky pracujících pískových filtrů. Tlakovou ztrátu je třeba zaznamenávat kvůli zjištění ucpávání a blokování. Ekonomika průtok [m3/h] 100
pískový filtr 1 1 [cww/tm/128]
investiční náklady [miliony] 4 BEF
provozní náklady 2 BEF/m3
3.3.4.1.5 Mikrofiltrace a ultrafitrace Popis Mikrofiltrace (MF) a ultrafiltrace (UF) jsou membránové procesy, které oddělují kapaliny, prostupující membránou do permeátu, který prochází membránou od koncentrátu, který je membránou zachycen. Hnací silou je tlakový rozdíl na membráně. Oba případy jsou speciálními propracovanými jiţ zmíněnými filtračními technikami. Membrány pouţívané pro MF a UF jsou porézní membrány, které fungují jako síta. Rozpouštědlo a částice o velikosti molekul prochází póry, zatímco nerozpuštěné částice, koloidní částice, bakterie, viry a dokonce i větší makromolekuly jsou zadrţovány v koncentrátu. Obvyklé charakteristiky jsou v Tabulce 3.3. parametr Průměr pórů [m] 1 Provozní tlak [MPa] 2 Mezní velikost [nm] Průtok permeátu [l m-2 h-1] Rychlost průtoku [m/s] 2 Typ membrány 3 Uspořádání membrán 3
mikrofiltrace 0.1-1 0,02-0,5 > 100, včetně bakterií 50-1000 2-6 symetrická polymerová nebo keramická, 10-150 m silná vinutá spirála duté vlákno desková
ultrafiltrace 0.001-0.1 0,2-1 10-100, včetně makromolekul, virů, koloidních částic 1000-100000 g/mol u roztoků < 100 1-6 polymerová nebo keramická asymetrická vinutá spirála duté vlákno desková
1
[cww/tm/27] 2 [cww/tm/132] 3 [cww/tm/93]
Tabulka 3.3: charakteristiky mikrofiltrace (MF) a ultrafiltrace (UF) Membrány pro MF a UF jsou vyráběny z několika různých materiálů a v různých uspořádáních. Optimální modifikace pro určité pouţití závisí na vlastnostech odpadní vody, protoţe různé jednotlivé materiály jsou různě odolné proti rozpuštěným látkám, které obsahuje. Materiály membrán pro MF jsou:
76
Kapitola 3
skelné vlákno polykarbonáty PVDF (polyvinylidenfluorid) acetát celulózy polyamid.
Vhodnými materiály pro UF jsou obvykle organické polymery, např.:
acetát celulózy polyamid polyimid polykarbonát polyvinylchlorid polysulfon polyethersulfon polyacetal kopolymery akrylonitrilu a vinylchloridu polyelektrolytové komplexy síťovaný polyvinylalkohol nebo polyakryláty.
Výhodou PVDF membrán je, ţe je moţné je čistit silnými kyselinami, hydroxidem sodným a bělícími prostředky. Proces s membránovým filtrem obvykle probíhá příčně, tj. permeát je směrován kolmo k nátoku. Nečistoty zůstávají na nátokové straně, která po sníţení objemu, opouští systém membrán jako koncentrovaný odpadní tok. Pro koncentrát by měly být zajištěny zásobní prostory. Pouţití Membránová filtrace (MF a UF) se pouţívá pokud zařízení vyţadují odpadní vody bez pevných látek, např. reverzní osmóza, nebo úplné odstranění nebezpečných znečišťujících látek, jako jsou těţké kovy. Volba mezi MF a UF závisí na velikosti částic. MF se běţně pouţívá pro [cww/tm/93; cww/tm/67a]:
procesy odstraňující mazací tuky rekuperaci kovových částic čištění odpadních vod z pokovování separaci kalu po procesu s aktivovaným kalem v centrální biologické ČOV, nahrazující sekundární čiření (aktivovaný membránový proces), ač lze pouţít i UF.
UF obvykle zajišťuje:
odstranění netoxických odbouratelných znečišťujících látek, např. bílkovin a jiných makromolekulárních sloučenin i toxických neodbouratelných sloţek, např. barviv a barev, s molekulární hmotností vyšší neţ 1000 segregaci vodních emulzí olejů separaci těţkých kovů po úpravě komplexotvornými činidly nebo sráţení separaci sloţek, které nejsou při čištění odpadních vod snadno odbouratelné a které jsou následně recyklovány do biologického stupně předčišťovací stupeň před reverzní osmózou nebo iontovou výměnou.
77
Kapitola 3 Limity a omezení pouţití: limity / omezení náchylný k poškození chemikáliemi, v závislosti na obsahu odpadních vod
materiál membrány Výhody a nevýhody
Výhody vysoká separační účinnost modulární systémy, tj. flexibilní pouţití
Nevýhody můţe docházet k ucpávání a zanášení zhutňování v přítomnosti změkčovadel vysoký provozní tlak, vyţaduje proto více energie pro čerpání mechanicky nestabilní
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr
výkonnost [%]
úroveň emisí [mg/l]
TNL CHSK těţké kovy
kolem 100 %
blízko 0
poznámky
viz. Sekce 3.3.4.2.1
Vlivy do více prostředí Při membránovém čištění vzniká reziduum (koncentrát) které tvoří asi 10% původního přiváděného objemu, v němţ jsou cílové sloţky přítomny v úrovních přibliţně 10krát vyšších, neţ byla jejich původní koncentrace. Je třeba provést zhodnocení moţností likvidace reziduí. U organických nerozpuštěných látek můţe zvýšení koncentrace zlepšit podmínky pro následné oxidační likvidační procesy. Stupeň koncentrace lze pouţít jako součást rekuperace organických nerozpuštěných látek. V obou případech lze vodu z membránového čištění znovu vyuţít nebo recyklovat v průmyslových procesech a tak sníţit spotřebu vody i mnoţství odpadních vod. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie MF materiál membrány chemikálie (proti usazeninám, proti zanášení, prací, atd.) energie [kWh/1000m3] 2-20 1 tlaková ztráta viz. Tabulka 3.3
UF 1-10 1 viz.Tabulka 3.3
1
Je docela překvapivé, ţe MF, proces s nejniţším poklesem tlaku, spotřebovává více energie, neţ procesy s vyšším poklesem tlaku. Důvodem toho je výskyt koncentrace polarizace a zanášení. U MF, a do menší míry u UF, je tento fenomén velmi nepříznivý a má za následek prudký pokles průtoku [cww/tm/161].
Spotřeba energie přímo závisí na rychlosti příčného průtoku a poţadovaném tlaku. Obvykle je spojena se zachováváním minimální rychlosti kolem 2 m/s přes povrch membrány. Zdrojem hluku je čerpací zařízení, které můţe být zakrytováno.
78
Kapitola 3 Monitorování Pro zajištění spolehlivého provozu je nutné průběţně monitorovat tlakovou ztrátu na membráně. Ekonomika průtok [m3/h] MF
UF
investiční náklady
provozní náklady
400-1500 GBP 1 na m2 membrány a 40000 BEF 2 na m2 membrány 400-1500 GBP 1 na m2 membrány a 60000-200000 BEF 2 na m2 membrány
náklady na výměnu 80-350 GBP 1 na m2 membrány a
2-200 BEF 2 na m3 odpadních vod 80-350 GBP 1 na m2 membrány a
a
pro duté vlákno, spirálové a keramické membrány b niţší hodnota pro organické membrány, vyšší pro anorganické 1 [cww/tm/93] 2 [cww/tm/128]
Investiční náklady, včetně zařízení automatizovaného čištění, lze rozdělit přibliţně takto [cww/tm/93]: čerpadla vyměnitelné součásti membrán membránové moduly (uloţení) potrubí, ventily, konstrukce řídicí systém jiné
30 % 20 % 10 % 20 % 15 % 5%
Provozní náklady [cww/tm/93] ovlivňuje: cena energie pro udrţování hydrostatického tlaku a průtoku systémy ţivotnost membrán poţadovaný reţim čištění lokálně specifické faktory, např. poţadavek pracovních sil. Tyto náklady lze rozdělit přibliţně takto [cww/tm/93]: vyměnitelné součásti membrán čištění energie práce
35-50 % 12-35 % 15-20 % 15-18 %
3.3.4.1.6 Separace vody a olejů Popis Separace vody a oleje a následné odstranění oleje lze rozdělit na:
gravitační separaci volného oleje s pouţitím separačního zařízení rozráţení emulzí s pouţitím rozráţecích chemikálií, jako jsou: - soli polyvalentních kovů – kamenec, chlorid hlinitý, chlorid ţeleznatý, síran ţeleznatý - minerální kyseliny – kyselina sírová, kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná - adsorbenty – práškový kaolín, vápno - organické polymery – polyaminy, polyakryláty,
79
Kapitola 3
a následná separace oleje koagulací / flokulací a flotací vzduchem (viz. Sekce 3.3.4.1.3). Běţně pouţívané separátory oleje a vody jsou: Separátor Amerického petrolejářského institutu (API) jako nejjednodušší typ, sestávající z otevřené obdélníkové nádrţe a lopatkového stíracího zařízení, který přesouvá kal do jímky a olej do stíracího zařízení, schopný zachytit velké olejové skvrny (viz. Obrázek 3.17 [cww/tm/91]) Odlučovač s paralelními deskami (PPI), vybavený deskami paralelními s proudem, které velmi zvětšují aktivní plochu, a stěračem oleje, který není vhodný pro zachycování větších skvrn (viz. Obrázek 3.18 [cww/tm/91]) Odlučovač s vlnitými deskami (CPI), vybavený sadou vlnitých desek, které jsou umístěny protiproudně, a stěračem oleje, který není vhodný k zachycování velkých olejových skvrn, ale má dobrou separační účinnost (viz. Obrázek 3.19 [cww/tm/91]).
Obrázek 3.17: Separátor Amerického petrolejářského institutu (API) Pro jímání olejové fáze a její odstraňování pro rekuperaci nebo další čištění se pouţívají různé druhy dalších stíracích nástrojů, např.: pevné trubkové stěrače rotační ţlabové stěrače rotační diskové nebo bubnové stěrače. Nelze-li stíraný olej okamţitě recyklovat, vyţaduje zásobní prostory.
80
Kapitola 3
Obrázek 3.18: Odlučovač s paralelními deskami (PPI)
Obrázek 3.19: Odlučovač s vlnitými deskami (CPI) Pouţití Separací oleje a vody se odstraňují oleje, mazací tuky a jiné nerozpustné kapaliny, které jsou lehčí neţ vodní fáze z odpadních vod především v rafinériích a petrochemických lokalitách. Běţně není samostatně pouţívaným procesem, ale následuje po ní flotace (IAF nebo DAF), podporovaná koagulací / flokulací (viz. Sekce 3.3.4.1.3). API se pouţívá také jako nástroj sniţující znečištění k ochraně následného zařízení před velkými olejovými skvrnami, pocházejícími např. z provozních havárií, zatímco PPI a CPI vykazují vyšší účinnost v odstraňování menších olejových kapiček. Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody olej můţe být rekuperován a recyklován do procesu růst účinnosti v pořadí API – PPI – CPI ve vztahu k odstranění malých olejových kapiček a poměru aktivní povrch / půdorysná plocha
pouze API odstraňuje velké skvrny volného oleje a pevných látek (v krizových případech) v případě PPI a CPI jsou desky náchylné k zanášení a proto vyţadují častější údrţbu neumoţňuje separovat rozpustné látky
81
Kapitola 3
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
výkonnost [%]
úroveň emisí [mg/l]
poznámky
90-95 Olej
6-90 mg/l 1 40-70 mg/l 2
nerozpustné látky 1
API, rafinerie API, chemický průmysl
90-95
důvěrná informace 2 [cww/tm/93]
Vlivy do více prostředí Odstraněný olej je obvykle recyklován do procesu, kde je po menších čistících operacích znovu pouţíván. Jinak je chemickým odpadem a musí být podle toho likvidován společně s dalšími separovanými nerozpuštěnými látkami. Separátory vody a oleje, nejsou-li zakryté, jsou hlavními původci zápachu a zdravotních rizik. Zakrytím hladiny se omezuje uvolňování VOC o 95% [cww/tm/48]. Na druhou stranu můţe zakrytí způsobit potíţe při stírání a provoz zařízení nemůţe být tak snadno kontrolován. To, zda bude zvolena varianta se zakrytím nebo bez bude záviset na místních podmínkách. Je-li separátor zakryt, je nutné odvádět odpadní plyny do likvidačního systému, coţ znamená potřebnost vhodného bezpečnostního systému, jakým je tlakový dusík, aby se zamezilo riziku exploze. Zdroji hluku jsou čerpadla, která jsou obvykle zakrytována a stírací zařízení. Tam, kde je to vhodné, je třeba zavést kontrolní opatření. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie dusík z tlakového systému (bezpečnostní zařízení) a energie [kWh/m3] a
3
API 0,05 m/h
PPI
CPI
2
proud plynného dusíku vztaţený k povrchu [m /(m h)]
Monitorování Výstup je třeba pro zajištění správného provozu pravidelně vizuálně monitorovat, např. senzory hromadění oleje. Stírací zařízení a olejovou hráz je třeba pravidelně udrţovat. Ekonomika
API PPI CPI
průtok [m3/h] 1200
investiční náklady [miliony] 2,0 EUR 1
provozní náklady
100
2-10 BEF 2
2-4 BEF/m3 2 a
poznámky
a cena práce 3h/den 1 [cww/tm/48] 2 [cww/tm/128]
82
Kapitola 3 3.3.4.2 Rozpustné biologicky neodbouratelné nebo inhibiční znečišťující látky / fyzikálněchemické čištění
Rozpustné biologicky neodbouratelné látky nebo inhibiční znečišťující látky v odpadních vodách můţeme rozdělit do tří podtříd sloučenin:
anorganické sloučeniny – soli, sloučeniny těţkých kovů organické sloučeniny jako zdroj rezistentního obsahu TOC inhibiční organické a anorganické sloučeniny, které narušují biologické procesy v biologických ČOV.
Anorganické sloučeniny nejsou biologickým čištěním ovlivňovány a mohou, jako rezistentní TOC, mít sklon k narušování biologického procesu v biologické ČOV. Obojí potřebují speciální předčištění, zařazené před centrální ČOV. Taková předčištění jsou:
chemické transformace za vzniku produktů separovaných v následném procesu, jak to popisuje Sekce 3.3.4.1 (viz. Sekce 3.3.4.2.1 a 3.3.4.2.2) proces chemického rozkladu za vzniku biologicky odbouratelných znečišťujících látek (viz. Sekce 3.3.4.2.3 aţ 3.3.4.2.7) procesy fyzikální eliminace (viz. Sekce 3.3.4.2.9 a 3.3.4.2.14) procesy spalování za vzniku plynných a pevných zbytkových látek, které mohou být z toků odpadních vod separovány (viz. Sekce 3.3.4.2.15).
V nových chemických lokalitách v Německu se tyto předčišťující operace běţně pouţívají (nebo místo nich opatření integrovaná do procesu) pro toky přinášející značné biologicky neodbouratelné zatíţení (např. účinnost vyloučení TOC je niţší neţ 80% a resistentní zatíţení TOC kolem 20kg/den, 300 kg/rok a 1 kg/t produktu, nezávisle na lokálních podmínkách). Současně se stávajícími opatřeními jsou přijata ta, která pomohou v dosaţení optimální výkonnosti se zváţením poměru přínosů a nákladů; detaily uvádí Sekce 2.2.1.2. 3.3.4.2.1 Sráţení Popis Sráţení je chemický způsob vytváření částic, které mohou být separovány dalšími postupy, např. sedimentací (viz. Sekce 3.3.4.1.2), flotací vzduchem (viz. Sekce 3.3.4.1.3), filtrací (viz. Sekce 3.3.4.1.4) a pokud je to nutné, následuje po nich MF či UF (viz. Sekce 3.3.4.1.5). Jemná separace membránovými technikami můţe být vyţadována kvůli ochraně následných zařízení nebo kvůli prevenci vypouštění nebezpečných částic. Můţe být také uţitečnou technikou, odstraňující koloidní sraţeniny (např. sirníky těţkých kovů). Zařízení, v kterém sráţení probíhá, se obvykle skládá z jedné či dvou stíraných směšovacích nádrţí, kam se přidává činidlo a případně jiné chemikálie, dále ze sedimentační nádrţe a nádrţí pro skladování chemických činidel. Je-li třeba – viz výše – je přidáno další čistící zařízení. Sedimentační nádrţ lze po proudu nahradit jinými systémy jímání kalů. Při sráţení se běţně pouţívají tyto chemikálie: vápno (s vápenným mlékem jsou přípravná zařízení součástí čistící jednotky) (pro těţké kovy) dolomit (pro těţké kovy) hydroxid sodný (pro těţké kovy) soda (uhličitan sodný) (pro těţké kovy) soli vápníku (jiné, neţ vápno) (pro sírany a fluoridy) sirník sodný (pro rtuť) polyogranosulfidy (pro rtuť).
83
Kapitola 3 Ty jsou často doprovázeny flokulanty, které napomáhají další separaci, jako např.:
ţelezité a ţeleznaté soli síran hlinitý polymery polyorganosírany.
Pouţití Sráţení můţe být aplikováno v různých stupních toků odpadních vod, např.:
přímo u zdroje, aby se co nejúčinněji odstranily těţké kovy a zabránilo se zředění nezatíţenými toky jako technika centrálního čištění pro odstranění fosfátů, síranů a fluoridů, za předpokladu, ţe není očekáváno nevhodné zředění pro odstranění fosfátů po biologickém stupni v centrální ČOV, kde je při konečném čiření jímán kal.
Výkonnost další separace kapalin a pevných látek obvykle závisí na takových faktorech, jakými jsou pH, kvalita promísení, teplota nebo doba zdrţení ve sráţecím stupni. Aktuální podmínky je moţné najít v případových studiích. Limity a omezení pouţití:
úprava pH komplexotvorné látky
limity / omezení optimální rozsah pH pro těţké kovy, fosfáty a fluoridy je 9-12, při pouţití sulfidů vniká v kyselých podmínkách sirovodík mohou bránit sráţení těţkých kovů, např. mědi, niklu
Výhody a nevýhody Výhody
činidlo: vápno zabraňuje zvyšování obsahu solí v odpadních vodách zvýšení záchytné kapacity centrální biologické ČOV zlepšení sedimentace kalu zahušťování kalu zlepšení mechanické odvodnitelnosti kalu zkrácení času odvodňovacího cyklu nízké náklady
činidlo: sirník sodný sníţení objemu kalu (asi 30% v porovnání s čištěním vápnem) sníţení spotřeby chemikálií (asi 40% v porovnání s čištěním vápnem) niţší mnoţství kovů v čištěné vodě nevyţaduje před- ani do-čištění vysoce účinný v odstraňování nerozpuštěných a rozpuštěných kovů z toků odpadních vod
Nevýhody činidlo: vápno provozní problémy spojené s přepravou, skladováním a dávkováním vápna [cww/tm/4] zvýšení objemu kalu následkem přebytečného hydroxidu vápenatého problémy s údrţbou [cww/tm/4]
činidlo: sirník sodný tvorba sirovodíku při okyselení směsi v důsledku poruchy problémy se zápachem spojené se sirovodíkem
84
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr
úroveň emisí [mg/l]
činidlo
poznámky
rtuť kadmium měď nikl olovo chrom (III) chrom (VI) zinek cín hliník ţelezo (III) ţelezo (II) sulfát fosfát fluorid
Dosaţitelné úrovně emisí těţkých kovů se velmi liší v závislosti na dané situaci, např.: odstranění jedné skupiny těţkých kovů z anorganické matrice odpadních vod odstranění směsi těţkých kovů z anorganické matrice odpadních vod odstranění těţkých kovů z organické matrice odpadních vod se sklonem k tvoření komplexů kovů, např. barviva. V době, kdy byl psán tento dokument, ještě nebyly dostupné hodnoty pro tabulku. Vlivy do více prostředí Sráţedla musí obvykle být vyloučena spolu s kalem. Tento kal je chemickým odpadem, alespoň pokud obsahuje těţké kovy. Můţe obsahovat uhličitany, fluoridy, hydroxidy (nebo oxidy), fosfáty, sírany, sirníky těţkých kovů. Zdroji hluku jsou čerpadla a zařízení odstraňující kal. Je třeba provést vhodná odhlučňovací opatření. Pokud můţeme očekávat uvolňování těkavých a zapáchajících látek, mělo by sráţení probíhat v uzavřené nádrţi nebo v krytých bazénech s potrubím odvádějícím plyny do zařízení pro jejich likvidaci. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie sráţecí činidlo (vápno, dolomit, ţeleznaté a ţelezité soli, síran ţeleznatý / sirník sodný, síran hlinitý, polymery, polyorganosirníky energie [kWh/m3]
mnoţství závisí na zatíţení znečišťujícími látkami
Monitorování Během sráţení je nutné pečlivě upravovat hodnotu pH a dávkování činidel, flokulantů a/nebo koagulantů. 85
Kapitola 3
Ekonomika druh nákladů
náklady
průtok [m3/h]
poznámky
investiční náklady provozní náklady 3.3.4.2.2 Krystalizace Popis Krystalizace se úzce vztahuje ke sráţení. V protikladu ke sráţení nevzniká sraţenina chemickou reakcí v odpadní vodě, ale vytváří se na nosném materiálu, např. písku nebo minerálech, během procesu s fluidním loţem – systém granulového reaktoru. Granule narůstají a klesají ke dnu reaktoru. Hnací silou procesu je dávkování reagentu a úprava pH. Nevzniká ţádný odpadní kal. Princip krystalizačního zařízení je vidět z Obrázku 3.20 [cww/tm/97].
Obrázek 3.20: Princip krystalizačního procesu Krystalizační zařízení sestává převáţně z:
válcového reaktoru se spodním nátokem a horním odtokem semenný materiál, např. zrna (pelety?) filtračního písku nebo minerály, udrţované v podmínkách fluidního loţe cirkulační systém s cirkulačním čerpadlem.
Rychlost nátoku odpadní vody (40-120 m/h) udrţuje pelety ve fluidním stavu [cww/tm/97]. Podmínky procesu u dna reaktoru jsou voleny tak, aby se dosáhlo relativně vysokého přesycení ţádoucích solí. Fluidní loţe zajišťuje velmi velkou krystalizační plochu (5000-10000 m2/m3), takţe při rychlé a
86
Kapitola 3 regulované reakci téměř všechny anionty a nebo obsaţené kovy krystalizují na peletách. Část pelet je pravidelně, obvykle jednou za den, vypuštěna a nahrazena novým násadovým materiálem. Principem cirkulačního systému je míchání přitékající odpadní vody s cirkulovaným tokem s niţší koncentrací aniontů nebo kovů. Díky cirkulačnímu systému můţe reaktor pracovat pruţněji, např.:
snadno je odstraněno kolísání rychlosti nátoku a jeho sloţení všechny druhy odpadních vod s koncentracemi v rozsahu 10-100000 ppm mohou být čištěné jednoduchým přizpůsobením cirkulačního poměru (koncentrovanější odpadní voda vyţaduje vyšší poměr cirkulace) zachovává fluidizaci pelet pokud nepřitéká odpadní voda.
Pokud mají být velmi přísné poţadavky dodrţeny, můţe být kapalný odpad dočištěn konvenční nebo kontinuální pískovou nebo membránovou filtrací. Tento stupeň filtrace je moţné zařadit buď do cirkulační smyčky, nebo do výpusti. Kapalný odpad se pouţívá pro propírání konvenčních pískových filtrů. Příměsi, odstraněné filtrem, jsou opět rozpuštěny smícháním s dávkou kyselin, nebo okyseleny, a vráceny do reaktoru. Příklad krystalizačního procesu v chemické výrobě uvádí Obrázek 3.21 [cww/tm/97].
87
Kapitola 3 Obrázek 3.21: Víceúčelové pouţití krystalizace v chemické výrobě Pouţití Ve většině případů se krystalizace pouţívá k odstranění těţkých kovů z toků odpadních vod a k jejich následné rekuperaci pro další vyuţití, ale je moţné čistit i fluoridy, fosfáty a sírany. Příklady pouţití v chemické průmyslu jsou [cww/tm/97]:
rekuperace zinku, niklu a/nebo teluru při výrobě gumárenských aditiv s dávkovacími koncentracemi mezi 50 a 250 ppm rekuperace niklu a hliníku při výrobě elastomerů, krystalizační zařízení pracuje před centrální biologickou ČOV, s dávkovacími koncentracemi mezi 50 a 400 ppm, jak pro nikl, tak pro hliník.
V principu je moţné krystalizací odstranit téměř všechny těţké kovy, nekovy a anionty ze všech druhů odpadních vod. Vytváření solných pelet je moţné v případě, ţe rozpustnost vznikajících solí je nízká a kovy nebo anionty rychle krystalizují do stabilní krystalové mříţky. Zatímco se kovy obvykle vylučují ve formě uhličitanů, hydroxyuhličitanů, hydroxidů, sirníků, fosfátů, síranů, fluoridů atd., anionty se obvykle odstraňují jako vápenaté soli [cww/tm/97]. Limity a omezení pouţívání:
průtok obsah znečišťujících látek kapacita odstranění
limity / omezení 0,1-10000 m3/h 10 mg/1-100g/l do 100 kg kovu/aniontu za hodinu na jednotku
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody pouţitelná pouze pro iontové sloţky, které
kompaktní a flexibilní jednotky, umoţňující modulární strukturu a výběr materiálů na zakázku nevznikají kaly bezvodé pelety s vysokou čistotou umoţňují recyklaci nebo další vyuţití obsaţených kovů v jiných odvětvích rekuperace surovin / recyklace téměř bezodpadový proces
tvoří nerozpustné nebo těţko rozpustné soli činidla omezena na bezpečné látky celkový obsah solí v odpadní vodě se
nesniţuje
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Hlavním cílem krystalizace je sníţení obsahu, nebo rekuperace, těţkých kovů. Dosaţitelné emise kapalných odpadů jsou: parametr zinek nikl telur hliník 1
úroveň emisí [mg/l] 11 11 11 20 1
činidlo soda, hydroxid sodný soda, hydroxid sodný síran manganu, hydroxid sodný síran, hydroxid sodný
poznámky nátok 50-250 mg/l, pH 10 nátok 50-250 mg/l nebo 1000 mg/l, pH 10 pH 9, po filtraci nátok 50-400 mg/l
[cww/tm/97]
88
Kapitola 3
Vlivy do více prostředí K dosaţení dobrých výsledků při odstraňování jsou činidla, nutná pro vytváření sraţenin, obvykle přidávána ve vyšších dávkách. To znamená, ţe odstranění jedné sloţky má za následek přidání jiné sloučeniny, která v původním toku odpadních vod nebyla. Běţně nevzniká ţádný odpad ani kal, protoţe sraţené soli drţí na peletách. Neobsahují téměř ţádné nečistoty a obsah vody po atmosférickém sušení u nich dosahuje jen aţ 5-10 % [cww/tm/97]. Pelety proto mohou být vyuţity k rekuperaci odstraněných znečišťujících látek. Zdrojem hluku jsou čerpadla, která by měla být odhlučněna zakrytováním. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie krystalizační chemikálie energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Důleţité parametry, které musí být kontrolovány, jsou: průtok vody pro zajištění funkce fluidního loţe koncentrace / zatíţení nátoku dotyčnými kovy nebo anionty dávkování činidel, pro zachování optimálních podmínek krystalizace pH, ze stejného důvodu koncentrace kovů a aniontů ve výpusti. Ekonomika Ekonomická situace je [cww/tm/97]: náklady a [USD/kg]
typ nákladů
poznámky
investiční náklady provozní náklady: odpisy 3-25 chemikálie 0,50-2,50 energie 0,25 mzdy (personál?) údrţba
podle kapacity podle koncentrace 1 hodina / den 3-5 % investic
zisky: opětovné poţití omezení chemického odpadu sníţení provozních nákladů na sráţení úspora investic do precipitačního zařízení sníţení poplatku za odpady 1 na kg rekuperovaného aniontu nebo kovu
0-14,50 2-8 0,50-3 3-12 30-40
podle aniontu nebo kovu podle koncentrace v kalech v případě předčištění v případě konečného čištění v případě konečného čištění
89
Kapitola 3 3.3.4.2.3 Chemická oxidace Popis Chemická oxidace je přeměna znečišťujících látek chemickými oxidačními činidly, jinými neţ kyslík/vzduch nebo bakterie, na podobné, ale méně škodlivé nebo nebezpečné, sloučeniny a/nebo na sloţky s krátkým řetězcem a snadno biologicky odbouratelné. Chemická oxidační činidla jsou např.: chlór chlornan sodný nebo vápenatý oxid chloričitý ozón (s nebo bez UV záření) peroxid vodíku / UV záření peroxid vodíku / soli ţeleza (Fentonovo činidlo). Časté operace spojené s chemickou oxidací jsou:
oxidace ozónem oxidace peroxidem vodíku oxidace ozónem / UV zářením oxidace peroxidem vodíku / UV zářením oxidace ozónem, peroxidem vodíku a UV zářením oxidace chlórem, chlornanem.
Konstrukce oxidačního reaktoru závisí na jeho speciálním účelu:
oxidační procesy obvykle probíhají při tlaku do 0,5 MPa [cww/tm/82]. Pokud má jako urychlovač působit UV záření, musí zařízení reaktoru obsahovat zdroj záření, např. nízkotlakou rtuťovou výbojku. V takovém případě reaktor obvykle obsahuje křemenné trubice umoţňující průchod UV záření, kterými prochází odpadní voda a vnější UV výbojky nebo UV výbojky uvnitř křemenných trubic, které jsou ponořené v odpadní vodě.
Pokud se v procesu vyuţívá ozón, pak je součástí zařízení ozonátor, protoţe ozón jako nestabilní sloučeninu nelze přepravovat a je třeba jej vyrábět přímo na místě. Po vyčištění je nutné přebytečný ozón odstranit. Bezpečnostní poţadavky na nakládání s ozónem jsou přísné.
Při pouţívání peroxidu vodíku jako oxidačního činidla je nezbytné pro odstranění přebytečného činidla pouţít adsorbér GAC (viz. Sekce 3.3.4.2.9).
Pouţívání chlóru vyţaduje speciální zařízení, jakým jsou nádoby vyrobené z titanu. Další zařízení by mělo zajišťovat odstranění přebytku chlóru nebo chlornanu např. siřičitanem.
Oxidační činidla vyţadují skladovací zařízení, které musí odpovídat jejich nebezpečnosti. Pouţití Chemická oxidace se obvykle vyuţívá v případech, kdy odpadní vody obsahují znečišťující látky, které nejsou dobře biologicky odbouratelné, nebo nejsou vůbec biologicky odbouratelné (např. anorganické sloţky) a mohly by narušovat biologické nebo fyzikálně chemické procesy v následné ČOV nebo by jejich vlastnosti mohly být natolik nebezpečné, ţe by nebylo moţné je vypouštět do běţné kanalizace. Příklady takových znečišťujících látek: oleje a mazací tuky fenoly polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) organické halogenidy 90
Kapitola 3 barviva (s Fentonovým činidlem) pesticidy kyanidy sirníky siřičitany komlexy těţkých kovů. Některé z těchto znečišťujících látek jsou do jisté míry biologicky odbouratelné a mohou být případně čištěny za pomoci speciálních mikroorganizmů. V případech, kdy je chemická oxidace upřednostňována před oxidací biologickou, závisí na místní situaci. Pokud jsou čištěna jen malá mnoţství odpadních vod nebo v lokalitě není dostupné ţádné biologické čištění, je moţné doporučit chemickou oxidaci jako moţnost čištění namísto výstavby centrální biologické ČOV. Oxidační reakce s aktivním kyslíkem (ozón, peroxid vodíku), často doplňované UV zářením, se vyuţívají například pro čištění výluhů ze skládek nebo odstraňování rezistentního CHSK, zapáchajících sloţek nebo barviv. Oxidace chlórem, nebo chloritanem sodným, můţe být poţita ve speciálních případech pro odstraňování organických znečišťujících látek, dokonce i organických halogenidů. Příkladem je proces SOLOX, který z odpadních vod, které pocházejí z výroby epichlorhydrinu, odstraňuje (při zvýšeném tlaku a teplotě) CHSK/TOC a AOX. Pouţití chlóru, chlornanu a chloritanu (nebo odpovídajících halogenových sloučenin) je však pro kaţdý jednotlivý případ nutné pečlivě zkoumat kvůli riziku vzniku organických halogenidů z organického obsahu v tocích odpadních vod. Limity a omezení pouţití: limity / omezení vysoký zákal omezuje průchod UV záření UV záření
obsah amoniaku by měl být nízký, konkuruje radikálům, které váţou organické látky [cww/tm/27] sloţky s tendencí k zanášení sniţují účinnost neúplná oxidace nebo vznik přechodných znečišťujících látek můţe sniţovat účinnost procesu
Výhody a nevýhody Výhody
umoţňuje čistit odpadní vody v rozsahu koncentrací rezistentního CHSK víc jak několik g/l aţ po méně neţ 1 g/l [cww/tm/77] umoţňuje čistit anorganické látky vyrovná se s velkým kolísáním krátká doba zdrţení a proto vyţaduje malý objem nádrţe (H2O2 oxidace probíhá při atmosférickém tlaku a pokojové teplotě asi 60-90 minut [cww/tm/132]) proces můţe být pro dosaţení optimálních výsledků kombinován se všemi ostatními (GAC adsorpce, stripování, biologie s aktivovaným kalem)
Nevýhody vysoká spotřeba energie: výroba
ozónu, UV záření, tlaku a tepla pro oxidaci chlórem vysoké nároky na kvalitu nátoku moţný vznik organických halogenidů při pouţití halogenových sloučenin jako oxidačního činidla
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Pro peroxid vodíku jako oxidační činidlo uvádí Tabulka 3.4 sníţení CHSK různých organických látek jako funkci spotřeby peroxidu vodíku. látka
dávkování sníţení CHSK H2O2 / CHSK [%] [%] b
vyuţití H2O2 [%]
100 100 100 100
20 37 45 35
a
Morfolin 2-aminoethanol diethyleneglykol polyethyleneglykol
20 37 45 35
91
Kapitola 3 hexamethylenetetramin 2,4-difluoro-5-chloro-6-methylpyrimidin fenyltrifluorethylkarbamid amonium trifluorothyldithiocarbamát a procenta stechiometrického mnoţství b procenta počáteční hodnoty
100 100 80 80
32 30 75 79
32 30 94 99
Tabulka 3.4: sníţení CHSK různých látek jako funkce pouţití H2O2 [cww/tm/132] Dále dosaţitelné hodnoty výkonnosti jsou: parametr
třída výkonnosti oxidační činidlo [%] >90 1 chlór / chlornan 1 80 chlór / chlornan
TOC AOX olej fenoly PAH kyanid sirník siřičitan 1 [cww/tm/82], proces SOLOX
poznámky nátok 1g/l TOC nátok asi 40 mg/l AOX
Při čištění odpadních vod, které obsahují rezistentní organické látky, je hlavním úkolem rozloţení těchto látek na sloučeniny jednodušeji odbouratelné / méně škodlivé. Proto nemusí být nejlepším důkazem výkonnosti pouze účinnost oxidačního procesu samého, ale spíše celkové sníţení obsahu těchto znečišťujících látek, dosaţené v kombinaci s předchozími a následnými procesy čištění. Vlivy do více prostředí Zatímco oxidace ozónem a/nebo peroxidem vodíku obvykle nepřináší problém přenosu z odpadních vod do ovzduší a/nebo likvidace odpadů, pouţití chlóru nebo chlornanu je třeba u kaţdé aplikace zváţit velmi kriticky. Jak jiţ bylo uvedeno, chlór a chlornan mohou, na rozdíl od procesu SOLOX, vytvářet organické sloučeniny chlóru, které jsou špatně odbouratelné a/nebo toxické. To se můţe stát i v případě, ţe jsou odpadní vody, zatíţené organickými sloučeninami, smíchány s jinými toky, které obsahují přebytek chlornanu z předchozích stupňů oxidace. U odpadních vod, které se čistí oxidací pomocí chlóru, musí být odstraněn přebytek chlóru nebo chlornanu před jejich vypuštěním do běţného systému kanalizace. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie oxidační činidlo činidlo pro odstranění přebytečného oxidantu energie [kWh/m3] pro výrobu ozónu [kWh/kg O3]
mnoţství
9-12 (1-3 hmotnostní % ozónu z kyslíku; dvojnásobné mnoţství při suchém vzduchu)
Monitorování Během procesu oxidace je nutné důsledně monitorovat následující provozní parametry:
pH oxidačně-redukční potenciál
92
Kapitola 3
koncentraci ozónu (koncentrace 15-20 % ozónu ve vzduchu je velmi nestabilní a má sklon se rozkládat [cww/tm/27]) koncentraci kyslíku (z důvodů bezpečnosti) obsah přebytečného oxidantu v kapalném odpadu obsah AOX v kapalném odpadu při pouţití činidel na bázi chlóru
Ekonomika Pokud jsou očekávány vysoké koncentrace znečišťujících látek, neprobíhá chemická oxidace úsporně s ohledem na náklady, protoţe vyţaduje velké mnoţství činidel. Moderní oxidační procesy:
UV / peroxid vodíku UV / ozón UV / peroxid vodíku / ozón
jsou investičně a provozně nákladné a vyţadují větší předčištění odpadních vod, neţ procesy bez UV záření. druh nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
3.3.4.2.4 Oxidace vzduchem za mokra Popis Oxidace vzduchem za mokra je reakce s kyslíkem ve vodní fázi, probíhající při vysokém tlaku a teplotě. Reakce často probíhá za přítomnosti katalyzátorů. Reakční produkty bývají v závislosti na sloţení odpadních vod následující:
oxid uhelnatý z obsaţených organických látek oxid uhličitý z obsaţených organických látek voda z obsaţených organických látek dusík z hydrazinu nebo z amoniaku / amonia a dusíkatých organických sloučenin, pokud je přítomen katalyzátor dusičnany z dusitanů a dusíkatých organických sloučenin amonium, bez pouţití katalyzátoru chloro (vodík) z organických chloridů sírany ze sirníků, siřičitanů a thiokyanátů fosfáty ze sloučenin, obsahujících fosfor.
Pro lepší zhodnocení moţného rozsahu pouţití oxidace za mokra se ukázalo být výhodné vyvinout dvě procesní varianty s různými reakčními podmínkami:
nízkotlakou oxidaci za mora vysokotlakou oxidaci za mokra.
93
Kapitola 3 Odpovídající rozdíly v teplotách a tlaku jsou spojené také s důleţitými rozdíly faktorů technického řešení procesu, materiálových rozvah a poţadavků na bezpečnost provozu [cww/tm/132]. Obvyklé vlastnosti těchto dvou variant jsou:
rozsah teplot [°C] rozsah tlaku [MPa] doba zdrţení [h]
Nízký tlak
Vysoký tlak
30-200 0,5-2 0,5-3
150-340 >2 0,5-3
Zařízení a disposice procesu nízkotlaké oxidace vlhkým vzduchem jsou [cww/tm/51]:
nádoba rektoru podle tlaku a teploty, např. - dobře promíchaná vertikální probublávaná kolona bez mechanického míchání - horizontální reaktor s míchacími oddíly v řadách - reaktor s hlubokou šachtou (viz Obrázek 3.44) - reaktor s fixním loţem s katalyzátorem vysokotlaké čerpadlo pro dopravu odpadních vod nebo kalů kompresor dodávající vzduch/kyslík separátor plynů a kapalin redukční ventily tlaku systém tepelného výměníku s předehříváním přívodu odpadní vody.
Materiálové nároky horké části zařízení jsou velmi vysoké. Vhodné zařízení pro teploty <160 °C je třeba smaltovat nebo vyvloţkovat PTFE, kovové části vystavené pracovním teplotám do 200 °C musí být vyrobeny z titanu nebo jeho slitin s paladiem. Vysokotlaká varianta vyţaduje speciální titanové slitiny pro ohřívané oblasti a nerezovou chlóru odolnou ocel pro oblasti chladné [cww/tm/132]. Příklad procesu nízkotlaké oxidace horkým vzduchem je na Obrázku 3.22.
Obrázek 3.22: Diagram toků zařízení Loprox provozní teplota 120 – 200 °C a tlak 0,3 – 2,0 MPa s dobou zdržení < 3 h [cww/tm/132]
94
Kapitola 3 Pouţití Technika oxidace vzduchem za mokra se pouţívá pro čištění odpadních vod, obsahujících znečišťující látky, které buď nejsou dobře biologicky odbouratelné nebo mohou narušovat biologický proces biologické ČOV nebo mají tak nebezpečné vlastnosti, ţe není moţné je vypustit do běţné kanalizace. Pouţívá se také pro čištění kalů (viz. Sekce 3.4). Látky, které se u této techniky vyskytují, jsou např.:
dusitany přeměněné jednostupňovým procesem při 30-50 °C na dusičnany siřičitany z výroby barviv přeměněné ve dvoustupňovém stejnorodém procesu s katalyzátorem při 120-140 °C a 0,6 MPa na sírany [cww/tm/132] deriváty fenolu a naftenu, které jsou přeměněny při 120-150 °C chlórované aromatické sloučeniny, které jsou přeměněny v procesu s katalyzátorem při 120190 °C,
při pouţití nízkotlaké varianty, a
organické nitro sloučeniny, přeměněné na dusík organické amino sloučeniny nebo aromatické látky, s obsahem hetero atomů dusíku, které se přeměňují na amoniak organické sloučeniny síry, které se přeměňují na sírany organické sloučeniny fosforu, přeměňované na fosfáty organické sloučeniny chlóru, přeměňované na kyselinu chlorovodíkovou,
při pouţívání varianty vysokotlaké. Příklady výrobních procesů vyuţívajících oxidaci vzduchem za mokra jsou např. [cww/tm/160]:
výroba barviv a polotovarů oxidace aromatických sulfonanů výroba derivátů fenolu a naftolu výroba aromatických uhlovodíků.
Oxidace vzduchem za mokra můţe také nahradit centrální biologickou ČOV v případě, ţe objem odpadních vod je velmi malý pro zřízení centrální biologické ČOV, nebo biologické čištění není moţné. Limity a omezení pouţití: limity / omezení nevýhodná při nízkých koncentracích CHSK; doporučitelná pro koncentrace CHSK mezi 5000 a koncentrace 50000 mg/l [cww/tm/160], koncentrace mezi 6000 a 8000 mg/l jsou autotermální [cww/tm/132] znečišťujících při koncentracích nad 100000 mg/l je nutné ředění [cww/tm/27] látek
vysokotlaká varianta vyţaduje koncentrace CHSK nad 50000 mg/l pro vyrovnání celkové spotřeby energie v procesu [cww/tm/132] koncentrace fluoridů <10 mg/l (nízkotlaká varianta) [cww/tm/160], vyšší koncentrace musí být předčištěna, např. sráţením vápenatými solemi a následnou filtrací; <5 (vysokotlaká varianta) [cww/tm/160] koncentrace fluoridů odpovídající rozpustnosti produktu fluoridu vápenatého jsou dostatečné aby způsobily korozi při pH <5 (vysokotlaká varianta) [cww/tm/132] zatíţení solemi musí být co nejvíce minimalizováno, alespoň u vysokotlaké varianty, kvůli korozi [cww/tm/82], např. [cww/tm/160]:
soli <150 g/l chloridy < 50 g/l fosfáty <400 mg/l NH4-N < 2,5 mg/l Ca, Fe, Al, Cu <100 mg/l
kolísání odpadních vod
odpadní vody je nutné jímat a vyrovnávat nátok do oxidačních zařízení
95
Kapitola 3 Výhody a nevýhody Výhody
umoţňuje čistit odpadní vody s relativně vysokými koncentracemi rezistentních CHSK anorganické znečišťující látky je moţné vyloučit nebo přeměnit na méně škodlivé látky umoţňuje kombinaci s jinými technikami
Nevýhody nebezpečí vniku dioxinů [cww/tm/82]
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Pokud je hlavním cílem odstranění rezistentních organických sloţek a/nebo inhibitorů, které by odcházely do následného biologického čištění, provádí se to obvykle dvoustupňově:
rozklad rezistentních sloţek na krátké řetězce nebo snadno odbouratelné sloučeniny následným odesláním odpadních vod do (centrální) biologické ČOV.
Výkonnost se nehodnotí pouhým pohledem na účinnost oxidace, ale také zváţením účinnosti následných biologických procesů. Pro nízkotlakou variantu jsme obdrţeli následující údaje: parametr
výkonnost
CHSK
60-90 % 1
AOX BSK/CHSK sirník sodný
poznámky
příklad: 85% sníţení oxidací za mokra (190 °C, 2 MPa), následované 90% sníţením po biologickém čiření, celkové sníţení CHSK 98% 3 50 % 2 90% po biologickém čištění 60->90 1,3 reakční teplota 190 °C nárůst z 0,1 na 0,5 3 reakční teplota 190 °C <1 mg/l 4 na nátoku 30 g/l, 160 °C, 0,9 MPa
1
[cww/tm/82] 2 [cww/tm/160] 3 [cww/tm/132] 4 [cww/tm/149] Pro vysokotlakou variantu byly získány následující údaje: parametr
výkonnost [%]
poznámky
CHSK TOC AOX aromatické aminy heterocyklické sloučeniny dusíku azosloučeniny nitrosulfonové kyseliny heterocyklické sloučeniny kyslíku chlórové sulfonové kyseliny aminosulfonové kyseliny
99 1 95 2 80 2 76-83 3 77-92 3 97-99 3 76-84 3 80-87 3 90-93 3 80-88 3
koncentrace na nátoku 30 g/l, 250 °C, 7 MPa 280 °C, 12 MPa 280 °C, 12 MPa na nátoku TOC 14,6 g/l, pH 1,1-10, 280-300°C na nátoku TOC 1,1-14,3 g/l, pH 1,1-10, 280-300°C na nátoku TOC 13,1 g/l, pH 1,5-10, 280-300°C na nátoku TOC 14,0 g/l, pH 1,5-10, 280-300°C na nátoku TOC 52 g/l, pH 11,5, 280-300°C na nátoku TOC 3,5 g/l, pH 1,6, 280-300°C na nátoku TOC 20-24 g/l, pH 1,4-2,2, 280-300°C
aminopolysulfonové kyseliny sloučeniny dusíku sloučeniny kyslíku směs odpadních vod
64-65 3 93-94 3 75-81 3 77-81 3
na nátoku TOC 47,6 g/l, pH 0,5, 280-300°C na nátoku TOC 6 g/l, pH 9,3, 280-300°C na nátoku TOC 9,2 g/l, pH 2,2, 280-300°C na nátoku TOC 11,4 g/l, pH 1,9, 280-300°C
1
[cww/tm/149] 2 [cww/tm/160] 3 [cww/tm/132]
96
Kapitola 3
Jako příklad pouţití vysokotlaké oxidace vlhkým vzduchem pro sníţení koncentrací TOC je publikované odstranění pesticidů [cww/tm/27]: znečišťující látka
vstupní koncentrace [g/l]
výstupní koncentrace [g/l]
aldrin DDT endosulfan endrin 2,4-dichlorofenol
500 21000 18400 3600 180
<50 <300 291 <100 <3,1
poznámky
Vlivy do více prostředí Za nepříznivých podmínek můţe dojít ke vzniku nebo regeneraci dioxinů, takţe zbytky by mohly vyţadovat další čištění. Kapalný odpad z tohoto procesu – vodní a plynný (oxid uhelnatý, niţší uhlovodíky) – musí podstoupit další čištění, např. biologické, adsorpci nebo stripování odpadních vod a praní plynů, biologickou filtraci nebo termální/katalytickou oxidaci odpadních plynů. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie vzduch, kyslík energie [kWh/m3]
mnoţství
Spotřeba energie závisí na obsahu TOC. Pokud obsah TOC přesahuje autotermní rozsah, můţe být vytvořené teplo vyuţito v instalovaných tepelných výměnících. Monitorování Během celého procesu je nutné důsledně monitorovat provozní parametry, jako jsou např. tlak, teplota a obsah kyslíku aby proces probíhal bez poruch,. Ekonomika typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
5 DEM/m3 1 20-40 DEM/m3 1 1,5 EUR/kg TOC 2
při 100 °C při 200 °C
1
[cww/tm/132] 2 [cww/tm/160] 3.3.4.2.5 Nadkritická oxidace vody (SCWO) Popis SCWO představuje speciální pouţití vysokotlaké varianty oxidace vzduchem za mokra (viz. Sekce 3.3.4.2.4). Oxidační reakce probíhá v nadkritické oblasti vody, tj. při teplotách nad 374 °C a tlacích nad 22,1 MPa. Proces je znázorněn na Obrázku 3.23. Odpadní voda je nadkriticky stlačena vysokotlakým čerpadlem předtím neţ vstoupí do ekonomizéru, kde je předehřáta vypouštěnou vodou z reaktoru. Při spuštění, nebo je-li koncentrace organických látek
97
Kapitola 3 v odpadních vodách niţší neţ 4 %, musí být nátok ohříván aţ k dosaţení nadkritického rozsahu teplot. Při přidání kyslíku do přívodu vzroste teplota v reaktoru na zhruba 600 °C.
Obrázek 3.23: Zjednodušené schéma toků procesu SCWO Odpadní voda z reaktoru odchází do ekonomizéru, poté prochází parním generátorem rekuperace tepla a chladícím zařízením odpadní vody. Nakonec regulační ventil sníţí tlak odpadní vody na úroveň tlaku atmosférického a oddělí se kapalná a plynná fáze. Organické znečištění odpadních vod je redukováno na oxid uhličitý, vodu a dusík. Vlastnosti SCWO jsou:
úplná rozpustnost organických sloučenin v nadkritické vodě úplné sráţení anorganických pevných látek, např. solí reakční čas úplného rozkladu mezi 30 a 60 sekundami, silně závisí na reakční teplotě reakce při zhruba 25 MPa a 400-600 °C úplná přeměna organického obsahu, tj. - organický uhlík přeměněn na oxid uhličitý - organický a anorganický dusík na plynný dusík - organické a anorganické halogeny na příslušné kyseliny - organická a anorganická síra na kyselinu sírovou. rozklad těkavých pevných látek oxidace těţkých kovů na nejvyšší oxidační stupeň separace všech inertních látek jako jemný, nevyluhovatelný popel.
Pouţití SCWO se pouţívá pro znečišťující látky s nízkou bio odbouratelností a/nebo vysokou toxicitou v chemickém, petrochemickém a farmaceutickém průmyslu. Také rozkládá dioxiny a PCB, přičemţ relativně nízký rozsah teplot 400-600 °C neumoţňuje vznik NOx (tj. oxidů dusíku, s výjimkou N2O).
98
Kapitola 3 Jiné uplatnění SCWO nalézá při čištění průmyslových a komunálních kalů, kde má odstranit organické sloučeniny, včetně dioxinů. Výhody a nevýhody Výhody
je rozloţen všechen organický obsah, bez ohledu na jeho vlastnosti velmi vysoká účinnost rozkladu při relativně nízkých dosahovaných teplotách s emisemi bez NOx nevytváří se dioxiny velmi krátký reakční čas znamenající krátkou dobu zdrţení a tím malý objem reaktoru můţe se kombinovat s jinými následnými technikami čištění
Nevýhody lze nalézt stopová mnoţství oxidu dusného (N2O) a kyseliny octové anorganické pevné látky se sráţejí a mohou způsobit korozi
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
Výkonnost [%]
poznámky
organické sloučeniny 1,2,4-trichlorbenzen 4,4-dichlorbifenyl DDT PCB 1234 PCB 1254 Dioxiny
>99 99,99 1 >99,99 1 >99,99 1 99,99 1 99,99 1 >99,99 1
495 °C, 3,6 min 500 °C, 4,4 min 505 °C, 3,7 min 510 °C, 3,7 min 510 °C, 3,7 min 574 °C, 3,7 min
1
[cww/tm/27]
Vlivy do více prostředí V závislosti na přítoku odpadních vod obsahují plynné odpady stopy oxidu dusného (rajského plynu) a kyseliny octové, které vznikají při procesu, ale také halogen vodíky jako produkty rozkladu organických halogenidů, které je třeba čistit v následných zařízeních pro odpadní plyny. Anorganické pevné látky je nutné vypustit v případě, ţe je nelze recyklovat nebo pouţít jinde. Zařízení je zdrojem hluku, vznikajícím při výrobě tlaku. Pro odhlučnění je třeba zařízení zakrytovat. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie vzduch, kyslík energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Je nutné, aby celý proces probíhal bez poruch a byly důsledně monitorovány provozní parametry, jako jsou např. tlak, teplota a obsah kyslíku. Ekonomika typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
99
Kapitola 3
3.3.4.2.6 Chemická redukce Popis Chemická redukce je přeměna znečišťujících látek chemickými redukčními činidly na podobné, ale méně škodlivé nebo méně nebezpečné sloučeniny. Běţná chemická redukční činidla jsou např.:
oxid siřičitý hydrosiřičitan sodný / (metabisulfit) síran ţeleznatý sirník sodný a kyselý sirník sodný močovina nebo kyselina amidosulfonová (při nízkém pH).
Tato činidla se dostávají do kontaktu s různými druhy odpadu při vhodném pH a koncentraci. Při chemické redukci obvykle vznikají produkty, které mohou být v následných zařízeních lépe čištěny, např. chemickým sráţením. Konstrukce reaktoru závisí na jeho speciálním účelu. Hlavním zařízením je kontinuálně promíchávaná nádrţ reaktoru (CSTR), upravená podle poţadavků procesu, např. antikorozní a tlaku-odolný materiál nebo kryt a potrubí pro jímání vznikajících plynů. Pro odstraňování přebytečného redukčního činidla by měla být pouţita další zařízení, např. odstraňování chlornanu nebo peroxidu vodíku pro oxidaci siřičitanu na sirník. Přizpůsobení konstrukci a provozním parametrům, např. pH a regulaci oxidačněredukčního (redox) potenciálu (ORP), můţe tento problém zmírnit. Zařízení pro chemickou redukci nemusí být nijak zvlášť náročná a sloţitá ani nákladná. Tam, kde se vyuţívá kontinuálního / automatického provozu, mohou být investiční náklady vyšší, jsou ale obvykle kompenzovány niţšími náklady provozními. Proces probíhá v plně automatizovaných jednotkách, které jsou provozovány podle monitorovaného komplexního (náhradního) indikačního parametru, obvykle ORP. Redukční činidla vyţadují skladování v takových zařízeních, která musí odpovídat nebezpečnosti těchto látek. Pouţití Chemická redukce se pouţívá pro odpadní vody obsahující znečišťující látky, které nejsou snadno odstranitelné nebo jsou tak škodlivé, ţe je není moţné vypustit do běţné kanalizace. Cílové znečišťující látky jsou anorganické sloučeniny: pro organické sloučeniny je tato technika méně účinná. Příklady znečišťujících látek:
chrom(VI), redukovaný na chrom(III) chlór nebo chlornan, redukované na chlorid peroxid vodíku, redukovaný na vodu a kyslík dusitan, vyuţívající močovinu nebo amidosulfonovou kyselinu při nízkém pH.
Častou následnou operací, spojovanou s chemickou redukcí, je chemické sráţení. Limity a omezení pouţití:
látky pH, ORP reakční podmínky
limity / omezení počet anorganických látek na které působí je omezen výkonnost velmi závisí na pH a ORP, proto je nezbytné přísně kontrolovat tyto parametry vyţaduje dobré míchání
100
Kapitola 3
Výhody a nevýhody Výhody umoţňuje čištění odpadních vod s velkým rozsahem koncentrací (od několika g/l po méně neţ 1 mg/l)
Nevýhody běţně se tvoří plyny; v případě sirníků můţe vznikat sirovodík
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Hlášené účinnosti odstranění jsou velmi vysoké. parametr
třída [%]
výkonnosti redukční činidlo
poznámky
chróm(VI) chlór chlornan peroxid vodíku
Vlivy do více prostředí Obvykle není spojována s ţádnými zvláštními environmentálními problémy. Vznikající plyny jsou jímány a odváděny do následných zařízení pro jejich likvidaci. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie redukční činidla chemická činidla pro odstranění přebytečných reakčních činidel energie [kWh/m3]
mnoţství
Spotřeba redukčních činidel závisí na zatíţení znečišťujícími látkami; spotřeba chemikálií odstraňujících nadbytečná činidla závisí na kvalitě procesu. Monitorování Reakce jsou monitorovány a regulovány nezávislými regulačními obvody: zvýšení ţíravosti/kyselosti regulací pH přidání redukčního činidla ORP regulací. Vypouštěná odpadní voda musí být kontrolován z hlediska přebytku redukčních činidel. Ekonomika V případě kombinace s vysokými koncentracemi znečišťujících látek a velkým mnoţstvím redukčních činidel se mohou být jiné techniky čištění úspornější. typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
101
Kapitola 3 3.3.4.2.7 Chemická hydrolýza Popis Hydrolýza je v podstatě destruktivní technologií. Je to chemická reakce, při níţ s vodou reagují organické a anorganické sloţky a rozkládají se na jednodušší sloučeniny. V některých případech reakce pokračuje a vznikají další produkty, obvykle sloučeniny s krátkým řetězcem a snadno biologicky odbouratelné. Obecně musí být chemicky hydrolyzovaný tok dále čištěn, např. centrální biologickou ČOV. Konstrukce reaktoru pro hydrolýzu se řídí jeho účelem. Procesy hydrolýzy obvykle probíhají při běţném tlaku a teplotě. Pokud vyţadují teplotu vysokou, musí být reaktor vybaven tepelným výměníkem s předehřívacími zařízeními vstupní odpadní vody. Určité případy mohou vyţadovat autoklávy, které by zajistily mnohem vyšší teploty neţ 100 °C a tlaky do 0,5-1 MPa. Procesy jsou šarţové a vyţadují personál, který by plnil a vyprazdňoval nádobu. Pokud chemickým rozkladem znečišťujících látek získáme nízkovroucí sloučeniny, měl by být podnik vybaven vývěvami pro odstraňování kontaminovaných kapalin a par s moţností pouţít více neţ jen jeden tepelný a tlakový cyklus bez nutnosti otevřít nádobu. Je třeba zajistit i další zařízení pro neutralizaci přebytečné kyseliny nebo louhu po čištění. Poţadavky na bezpečnost práce se silnými kyselinami a louhy jsou přísné. Jejich dodrţování vyţaduje pouţívání speciálního antikorozního zařízení. Kyseliny a louhy je nutné skladovat v zařízeních, která odpovídají jejich nebezpečné povaze. Pouţití Chemická hydrolýza se pouţívá v případě toků odpadních vod obsahujících znečišťující látky, které nejsou snadno biologicky odbouratelné, mohly by narušovat biologický proces v následné biologické ČOV nebo jejich jsou vlastnosti natolik nebezpečné, ţe je není moţné vypustit do běţné kanalizace. Příklady takových znečišťujících látek jsou:
organické halogenidy pesticidy organické kyanidy organické sulfidy organofosfáty karbamáty estery amidy.
Časté operace, souvisejícími s chemickou hydrolýzou, jsou:
chemická neutralizace chemická oxidace sráţení.
Reakce velmi závisí na chemické struktuře, pH a teplotě:
růst teploty zvyšuje rychlost hydrolýzy nízké či vysoké pH můţe zvýšit rychlost reakce podle činidla, např. k hydrolýze esterů kyseliny fosforečné a organických chloridů dochází především v alkalických podmínkách katalyzátory zvyšují rychlost reakce.
102
Kapitola 3 Limity a omezení pouţití: limity / omezení buď kyselé nebo alkalické 15-80 °C, pod tlakem aţ 120 °C 1 mg/l – 100 g/l není vhodná pro látky, které vyţadují příliš drastické provozní podmínky malá rozpustnost ve vodním prostředí můţe pouţitelnost omezit
pH teplota rozsah koncentrací vlastnosti látek rozpustnost ve vodě Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody umoţňuje čištění odpadních vod s velkým rozsahem obsahu rezistentního CHSK proces můţe být kombinován s mnoha následnými čistícími operacemi, jako např. GAC adsorpcí, vzduchovým/parním stripováním, biologií s aktivovaným kalem
obvykle vyţaduje chemickou neutralizaci, zapříčiňující dodatečné zatíţení recipientu solemi a/nebo dodatečnou likvidaci kalů mohou vznikat plyny a páry často můţe vyţadovat vysoký tlak a/nebo ohřev znamenající velkou spotřebu energie
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Účinnost odstraňování znečištění značně závisí na struktuře chemických sloučenin, pH a teplotě. Lze dosáhnout kvantitativního rozkladu, pro zjištění podmínek čištění v individuálních případech jsou však nutné pilotní studie. parametr CHSK AOX
výkonnost [%]
reakční podmínky poznámky
Výkonnost nelze hodnotit pouze na základě účinnosti procesu hydrolýzy, ale také s ohledem na účinnost následného biologického čištění, protoţe hlavním cílem je odstranění obsaţených rezistentních organických látek a/nebo následné biologické čištění. Vlivy do více prostředí Chemická hydrolýza silnými zásadami – NaOH a Ca(OH)2 – nebo kyselinami – H2SO4 – obvykle nepřináší riziko přenosu vlivů mezi prostředími, např. z vody do ovzduší a/nebo do odpadu, který by měl být likvidován. Vzniku zapáchajících a/nebo těkavých látek, pokud se očekává, se běţně zabraňuje zakrytím reakční nádoby nebo provozem v uzavřené nádrţi a odváděním znečištěného vzduchu do systému pro likvidaci plynů. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie chemikálie pára / horká voda pro ohřev energie [kWh/m3]
mnoţství
103
Kapitola 3
Monitorování V průběhu hydrolýzy je zásadně nutné pečlivě monitorovat provozní parametry, např.: teplotu pH tlak dobu zdrţení. Kapalný odpad musí být kontrolován z hlediska určitých rozkládaných sloučenin a přebytku kyselých / zásaditých činidel. Ekonomika Náklady jsou: typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
3.3.4.2.8 Nanofiltrace (NF) a reverzní osmóza (RO) Popis Při membránovém procesu protéká kapalina přes membránu, aby se rozdělila na permeát (část, která prostoupí membránou) a koncentrát, který zůstane v nátokové části zařízení. Hnací silou tohoto procesu je rozdíl tlaků na membráně. NF a RO membrány mohou zadrţovat částice aţ do velikosti organických molekul a dokonce i iontů. Pokud nátok neobsahuje ţádné částice, pouţívají se tyto membrány převáţně pro úplnou recyklaci permeátu a/nebo koncentrátu tam, kde je to ţádoucí. Obvyklé charakteristiky NF a RO membrán uvádí Tabulka 3.5. parametr průměr pórů [m] 1 provozní tlak [MPa] Mezní velikost částic [nm] 2 průtok permeátu [l m-2 h-1] příčná rychlost průtoku [m/s] 2 typ membrány uspořádání membrán
nanofiltrace
reverzní osmóza
0,01-0,001 0,5-3 2 >1 200-1000 g/mol <100 1-2
<0,001 2-100 3 <1000 g/mol
polymerová asymetrická nebo kompozitní spirálová desková
polymerová asymetrická nebo kompozitní spirálová desková
10-35 <2
1
[cww/tm/27] [cww/tm/132] 3 [cww/tm/159] 2
Tabulka 3.5: Charakteristiky nanofiltrace (NF) a reverzní osmózy (RO)
104
Kapitola 3
Membrány se vyrábí z různých materiálů a mají různé uspořádání. Optimální přizpůsobení danému pouţití bude záviset na vlastnostech odpadních vod, protoţe různé materiály se liší odolností proti rozpuštěným látkám. Materiály membrán pro NF jsou např.:
acetylcelulóza polyamid.
Materiály membrán pro RO jsou organické polymery, jako např.:
acetát celulózy polyamid polyimid polykarbonát polyvinylchlorid polysulfon polyethersulfon polyacetal kopolymery akrylonitrilu a vinylchloridu polyelektrolytové komplexy zesíťovaný polyvinylalkohol polyakryláty.
Polyamidové membrány jsou obvykle lepší v odstraňování stopových organických molekul neţ je tomu u membrány acetát celulózové. NF a RO obvykle probíhá příčně, tj. prostupující tok je směrován kolmo k nátoku. Nečistoty zůstávají na straně nátoku, který po sníţení objemu opouští systém membrán jako koncentrovaný odpadní tok. I v případě těch nejlepších předčišťovacích opatření a programů se budou membrány ucpávat a bude se sniţovat jejich výkonnost, pokud není moţné je čistit. Proto by systémy membrán měly být navrhovány tak, aby bylo moţno moduly vyjmout a mechanicky či chemicky čistit. Průmyslové membránové zařízení se obvykle skládá ze tří oddělených sekcí:
sekce předčištění, kde je přítok čištěn chemickým čiřením (sráţením, koagulací/flokulací nebo flotací) a následnou filtrací nebo filtrací a následnou ultrafiltrací (UF) sekce membrán, kde se pouţívá vysoký tlak a odpadní vody protékají napříč membránou sekce po čištění, kde je permeát připravován pro opětovné pouţití, nebo vypuštění, a koncentrovaný roztok solí se shromaţďuje pro další zpracování nebo likvidaci.
Příklad typického uspořádání RO ukazuje Obrázek 3.24 [cww/tm/4]. Membránové jednotky jsou modulově uspořádány buď paralelně, pro zajištění potřebné hydraulické kapacity, nebo v řadě, pro zvýšení stupně účinnosti.
105
Kapitola 3
Obrázek 3.24: Uspořádání RO Pouţití NF a RO se pouţívají odlišně, díky různým vlastnostem, které vykazují při přechodu molekulárních částic přes jejich povrch. NF se pouţívá pro odstraňování větších organických molekul a multivalentních iontů aby odpadní vody bylo moţno recirkulovat nebo opět pouţít nebo sníţit jejich objem a současně zvýšit koncentraci znečišťujících látek do té míry, ţe umoţní následné rozkladné (destrukční) procesy. RO je proces separace vody a rozpuštěných sloţek na ionty (ionic species). Pouţívá se při poţadovaném vysokém stupni čistoty. Oddělená vodní fáze se recykluje a opět pouţívá. Příklady jsou:
odsolování konečné odstranění např.: - rozloţitelných sloţek, není-li dostupné biologické čištění - těţkých kovů - toxických sloţek odstraňování znečišťujících látek s cílem je koncentrovat nebo je vyuţít v procesu.
NF a RO se často pouţívají v kombinaci s dočišťujícími technikami permeátu, např. iontovou výměnou nebo adsorpcí GAC.
106
Kapitola 3
Limity a omezení pouţití: limity / omezení NF
velikost částic
RO
koncentrace
rozpustnost solí polymerizace monomerů obojí materiál membrány
omezená kapacita zadrţování nerozpuštěných částic s molekulovou hmotností <200 koncentrované roztoky s osmotickým tlakem tak vysokým, ţe překračuje moţný provozní tlak, nebo není ekonomicky udrţitelný solné roztoky s nízkou rozpustností mají tendenci se sráţet a způsobovat ucpávání znečišťující látky mají sklon k polymerizaci způsobující ucpávání malá tepelná a chemická odolnost omezuje jejich pouţití na určité pH a teplotní rozmezí (18-30°C)
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
vysoká separační účinnost modulární systémy, tj. flexibilní pouţití moţná recyklace permeátu i koncentrátu nízké provozní teploty moţnost plně automatického provozu
můţe docházet k ucpávání a zanášení zhutňování v přítomnosti změkčovadel vysoký provozní tlak, malý tok permeátu
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Parametr
třída výkonnosti [%] NF RO
anorganická rtuť organická rtuť sloučeniny kadmia tetrachlormetan 1,2-dichloretan trichlorbenzen perchloreten atrazin y-hexachlorcyklohexan DDT aldrin dieldrin dichlorvos simazin trifluralin fenitrothion azinfos-methyl malathion TOC
<90 1 <90 1 <90 1 96 1 71 1 96 1 90-92 1 >70 1
1 2
poznámky
84-97 1 99 1 100 1 100 1 100 1 98 1 95 1 99 1 99 1 98 1 99 1
80-90 2
[cww/tm/27] [cww/tm/160]
Vlivy do více prostředí Membránové čištění vytváří odpadní tok (koncentrát), který představuje asi 10% původního přiváděného objemu, v němţ jsou cílové sloţky přítomny v úrovních přibliţně 10krát vyšších, neţ byla jejich původní koncentrace v odpadních vodách. Je třeba provést zhodnocení moţností recyklace,
107
Kapitola 3 likvidace nebo nutnosti dalšího čištění reziduí, např. oxidací za mokra (koncentrátu z výroby barviv [cww/tm/132]). U organických látek můţe zvýšení koncentrace zlepšit podmínky pro následné oxidační rozkladné procesy. Koncentrační stupeň můţe být součástí rekuperace nerozpuštěných organických látek. V obou případech lze vodu z membránového čištění znovu vyuţít nebo recyklovat v průmyslových procesech a tak sníţit spotřebu vody i mnoţství odpadních vod. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie
mnoţství
materiál membrány chemikálie pro čištění energie [kWh/m3] a 1
NF
RO
1-3 a 1
1-3 a 1
pouţití nízkého tlaku, <2,5 MPa [cww/tm/161].
Spotřeba energie přímo závisí na rychlosti příčného průtoku a poţadovaném tlaku. Obvykle je spojena se zachováváním minimální rychlosti kolem 2 m/s přes povrch membrány. Monitorování Pro zajištění spolehlivého provozu je nutné průběţně monitorovat rozdíl tlaků a průtok přes membránu. Ekonomika průtok [m3/h]
investiční náklady
provozní náklady
350-1100 GBP 1 na m2 membrány a
NF
náklady na výměnu 60-140 GBP 1 na m2 membrány a
3,3 EUR / kg TOC 2 350-1100 GBP 1 RO na m2 membrány a 10-12 mil. EUR na 1000 m3 odpadních vod /h a pro spirálové a deskové membrány 1 [cww/tm/93] 2 [cww/tm/160]
60-140 GBP 1 na m2 membrány a
Investiční náklady, včetně zařízení automatizovaného čištění, lze rozdělit přibliţně takto [cww/tm/93]: čerpadla vyměnitelné součásti membrán membránové moduly (uloţení) potrubí, ventily, konstrukce ovládací systém jiné
30 % 20 % 10 % 20 % 15 % 5%
Provozní náklady [cww/tm/93] ovlivňuje:
cena energie pro udrţování hydrostatického tlaku a rychlosti průtoku systémy ţivotnost membrán poţadovaný reţim čištění
108
Kapitola 3
lokálně specifické faktory, např. poţadavek pracovních sil.
Tyto náklady lze rozdělit přibliţně takto [cww/tm/93]: vyměnitelné součásti membrán čištění energie práce
35-50 % 12-35 % 15-20 % 15-18 %
3.3.4.2.9 Adsorpce Popis Při adsorpci dochází k přenosu rozpustných látek (solutů) z fáze odpadních vod do povrchu částic pevných, vysoce porézních, látek (adsorbentu). Kapacita adsorbentu je pro různé sloučeniny, které mají být odstraněny, různá. Pokud je tato kapacita vyčerpána, adsorbent je opotřebovaný a musí být nahrazen čerstvým. Opotřebovaný adsorbent se musí buď rekuperovat, nebo spalovat. Tabulce 3.6 uvádí adsorbenty pouţívané pro čištění odpadních vod pomocí adsorpce [cww/tm/132]. adsorbent
forma
specifický [m2/g]
aktivní uhlí
zrněné práškové zrněný, práškový zrněný, práškový zrněné
500-1000 600-1500 200-250 300-350 400-1500
hnědouhelný koks y-oxid hlinitý adsorpční pryskyřice
povrch objem [cm3/g] 0,3-0,8 0,3-1,0 <0,1 0,4-0,5 poréznost 35-65 obj.%
pórů sypná hmotnost [g/l] 300-550 kolem 500 700-800 650-700
Tabulka 3.6: Běţně pouţívané adsorbenty a jejich vlastnosti Procesy adsorpce se dělí na [cw/tm/132]:
míchání, obvykle pro šarţové čištění perkolace (prokapávání), pouţitelná při kontinuálním čištění, obvykle s fixním loţem adsorbentu ve dvou kolonách, které jsou pouţívány střídavě pro adsorpci a propírání proces s pulsujícím loţem nebo pohyblivým loţem jako kontinuální perkolace, odpadní voda a adsorbent prochází kolonou vzájemně v protisměru.
Z odpadních vod se musí maximálně odstranit nerozpuštěné pevné látky často předřazením filtračního stupně, protoţe by ucpávaly a blokovaly aktivní povrch adsorbentu. Příklad provozních stupňů adsorbéru s fixním loţem ve dvou kolonách spojených do řady je uveden na Obrázku 3.25 [cww/tm/132]. Nádoby adsorbérů se obvykle vyrábějí z antikorozního materiálu, jsou např. potaţené uhlíkovou ocelí, nerezovou ocelí nebo skelným laminátem (FRP). Technika vyţaduje skladovací zařízení pro adsorbent.
109
Kapitola 3
Obrázek 3.25: Provoz 2 adsorpčních kolon spojených v sérii sekvence III, na počátku procesu sekvence III, má-li být filtr I vyměněn sekvence III’, krátce po výměně I sekvence III’, má.li být vyměněn filtr II Pouţití Nejčastěji pouţívaným adsorbentem v chemickém odvětví je aktivní uhlí. Pouţívá se v zrnité formě (GAC) v kolonách nebo jako prášek (PAC), dávkovaný do čistící nádrţe nebo bazénu. Jiné běţně pouţívané adsorbenty jsou hnědouhelný koks, aktivní oxid hlinitý, adsorpční pryskyřice a zeolity. Adsorpce GAC se pouţívá pro odstraňování organických znečišťujících látek, především těch, které jsou rezistentní, mají toxické vlastnosti, jsou barevné a/nebo zapáchají, a zbytkových mnoţství anorganických znečišťujících látek, jako jsou sloučeniny dusíku, sulfidy a těţké kovy. Filtry se zrněným médiem, např. pískové filtry, se obvykle pouţívají před GAC adsorbérem pro odstranění přítomných nerozpuštěných látek. Typické příklady pouţití [cee/tm/92]: - textilie a barviva: odstraňování TOC, barev, barviv - ropné rafinérie a petrochemie: odstraňování CHSK, BSK - detergenty, pryskyřice, chemikálie: odstraňování TOC, CHSK, xylenu, pryskyřičných polotovarů, resorcinolu, nitrovaných aromatických látek, polyolů - herbicidy, insekticidy: odstraňování chlorofenolů, kresolu - léčivé přípravky: odstraňování fenolu - výbušniny: odstraňování nitrovaných fenolů
alkoholů,
fenolů,
110
Kapitola 3 GAC je běţně rekuperováno termální reaktivací při teplotách kolem 900-1000 °C. Adsorpce PAC se pouţívá pro stejné znečišťující látky jako GAC. PAC se dávkuje do čištěných odpadních vod ve formě uhelného kalu a následně se odstraňuje pomocí separačních procesů, např. sedimentace nebo filtrace. PAC se také můţe přidávat do toků odpadních vod společně s anorganickými koagulanty a odstraňovat stávajícími sedimentačními nebo filtračními zařízeními. Obvykle se mu dává přednost tam, kde je poţadavek odstraňování organických látek adsorpcí je občasný nebo proměnlivý. Můţe se dávkovat individuálně a je-li potřeba. Také se pouţívá v případech havárií, kdy se pouţívá pro odstranění rezistentních, nebezpečných nebo toxických látek, které unikly do sedimentační nádrţe, nádrţe s aktivovaným kalem nebo jiné nádrţe. PAC se také můţe přidávat do aeračního bazénu systému s aktivovaným kalem, kde adsorpční proces zlepšuje průběh mikrobiologických procesů. Adsorbenty PAC se běţně pouţívají s míchačem/usazovákem nebo v kalovém adsorbéru v kombinaci s koagulačními/flokulačními činidly a PAC se přidává do flokulačního, sedimentačního nebo filtračního stupně. PAC se obvykle nerekuperuje, ale stává se součástí kalu, určeného pro likvidaci. Hnědouhelný koks se upravuje a pouţívá jako GAC a můţe jej při nízkých nárocích na účinnost čištění nahradit. Je levnější a pro svou nízkou účinnost se musí pouţívat ve větších mnoţstvích nebo v častějších rekuperačních cyklech. Aktivovaný oxid hlinitý se pouţívá k adsorpci hydrofilních látek, např. fluoridů a fosfátů. Při znečištění organickými látkami se tepelně rekuperuje při teplotě kolem 750 °C. Pokud je kontaminován anorganickými látkami, je rekuperován chemicky. Adsorpční pryskyřice se pouţívají pokud je záměrem odstranění jak hydrofobních, tak hydrofilních, organických znečišťujících látek, např. pro usnadnění rekuperace organických sloučenin. Pryskyřice mají tendenci s časem bobtnat proto, ţe přijímají organické sloučeniny. Adsorpční pryskyřice se rekuperují chemickými rozpouštědly, např. metanolem nebo acetonem. Zeolity se pouţívají pro odstranění amoniaku nebo těţkých kovů, např. kadmia. Pouţívají-li se pro odstranění amoniaku, jsou účinné pouze v případě velmi slabých toků (do 40 mg/l). Rekuperují se vymýváním roztokem chloridu sodného s hydroxidem sodným nebo vápnem. Limity a omezení pouţití: limity / omezení TNL koncentrace znečišťujících látek molekulová hmotnost délka uhlíkového řetězu větvení uhlíkového řetězce polarita rozpustnost ve vodě stupeň disociace makromolekuly 1 2
<20 mg/l pro adsorbéry s fixním loţem 1 <10 mg/l pro adsorbéry s pohyblivým loţem 2 <100 g/l (bez rekuperace adsorbentu) 2 <500 g/l (s rekuperací adsorbentu) 2 při klesající molekulové hmotnosti se sniţuje účinnost s delším řetězcem se sniţuje účinnost s větším větvením se sniţuje účinnost s růstem polarity se sniţuje účinnost s růstem rozpustnosti se sniţuje účinnost s růstem rozpadu se sniţuje účinnost s makromolekulární strukturou se sniţuje účinnost
[cww/tm/4] [cww/tm/51]
Vliv polarity uvádí Tabulka 3.7 [cww/tm/91].
111
Kapitola 3
látka
odstranění [%]
kapacita [mg/g]
benzen etylbenzen octan butylnatý octan etylnatý fenol metyl ethyl keton (MEK) aceton pyridin dietanolamin monoetanolamin acetaldehyd formaldehyd isopropylalkohol metylalkohol
95 84 84 51 81 47 22 47 28 7 12 9 22 4
80 19 169 100 161 94 43 95 57 15 22 18 24 7
Tabulka 3.7: Typická výkonnost adsorpce GAC s koncentrací nátoku kolem 1000 mg/l Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody vysoká účinnost odstranění (ne s hnědouhelným koksem) umoţňuje odstranění rezistentních a/nebo toxických organických sloučenin (GAC, PAC, hnědouhelný koks, pryskyřice) obvykle bez výrazných nároků na zvláštní prostor automatizovaný systém umoţňuje rekuperaci sloučenin (především v případě zeolitů)
směsi organických sloučenin mohou způsobovat značné sníţení adsorpční kapacity vysoký obsah makromolekulárních sloučenin sniţuje účinnost a můţe způsobovat nevratné blokování aktivních míst abrazivní účinek v jednotce aktivovaného kalu způsobuje velký problém s erozí (PAC) pouţitý adsorbent musí být rekuperován (vysoká energetická náročnost) nebo likvidován (spalování odpadů)
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Účinnost adsorpce se velmi liší podle sloţení odpadních vod a koncentrace nátoku. To je třeba mít na paměti při uvádění dosaţitelných emisí nebo účinností odstranění. Dosaţitelné hodnoty výkonnosti jsou: parametr
třída výkonnosti [%] GAC PAC koks
Anorganická Hg
80 1
Organická Hg y-hexa-chlorocyclo-hexan
80 1 93 1 99 1
DDT Aldrin
Al2O3
pryskyřice zeolit nátok 29 g/l nízký nátok nátok 7,7 g/l nátok 10 g/l PAC 85 mg/l
97 1-99,9 88-93 1 90-99 1
Dieldrin
poznámky
PAC mg/l
5-20
86-98 1
112
Kapitola 3 nátok 10 g/l, PAC 126 mg/l nátok 0,61 g/l poznámky
99 1 [0,1 g/l] Atrazin parametr Endrin
84 1 výkonnost [%] GAC PAC <0,1 g/l 1
Dichlorvos TCB
99 1 70-93 1
Fenitrothion Azinfosmetyl Amoniak
99 1 99 1
koks
Al2O3
pryskyřice
zeolit nátok 10 g/l PAC 70 mg/l nátok 200 g/l PAC 20 mg/l
98 1 [0,5 mg/l]
CHSK
50 2
Fenoly
67-75 3 [<100 mg/l] 75 2
AOX
60-80 3 [1-2 mg/l] > 90 2
nátok 25 mg/l Pohyblivé loţe, nátok 5 g/l Vstup. koncentrace 300-400 mg/l Pohyblivé loţe, nátok 70 mg/l Vstup. koncentrace 5 mg/l Pohyblivé loţe, nátok 60 mg/l
1 [cww/tm/27] 2 [cww/tm/82] 3 [cww/tm/96]
Uvádí se [cww/tm/77], ţe systémy s PAC čistí odpadní vody s obsahem CHSK vyšším, neţ 60 000 mg/l, včetně toxických těkavých organických sloučenin nad 1000 mg/l a sniţují obsah určitých toxických organických chemikálií pod mez detekce, tj. asi 100 % sníţení obsahu těchto nečistot. Vlivy do více prostředí Pokud se adsorpční kapacita adsorbentu vyčerpá, je třeba jej vyměnit a následně rekuperovat (s výjimkou PAC, který se likviduje společně s ostatními kaly z odpadních vod). Jak jiţ bylo řečeno, jednotlivé adsorbenty se rekuperují různými metodami. Jedno mají tyto metody společné, a sice to, ţe spotřebovávají energii a/nebo chemikálie. GAC, koks a aktivní oxid hlinitý (při organickém zatíţení) se tepelně rekuperují při teplotách do 7501000 °C. Pryskyřice, zeolity a aktivní oxid hlinitý s organickým zatíţením se vymývají chemikáliemi, buď organickými rozpouštědly, nebo anorganickými roztoky. Například rekuperační proces GAC je zdrojem odpadních plynů, které obsahují produkty termálního a chemického rozkladu adsorbovaných sloučenin. Při kaţdé rekuperaci se ztrácí podíl asi 10 % adsorbentu [cww/tm/27] a musí se nahradit čerstvým GAC. Tato neustálá obnova by měla odpovídat udrţení celkové kvality GAC v loţi. Rekuperaci GAC běţně provádí specializované podniky, které mají rekuperační pece. Tyto podniky přepravují GAC z čistíren do rekuperačních pecí a naopak. Protoţe je rekuperace poměrně drahá, podniky jsou obvykle navrţené tak, aby doba mezi rekuperačními cykly dosahovala alespoň šesti měsíců. Vznik odpadních plynů při rekuperaci znamená potřebu následného čištění odpadních plynů, pokud ne přímo v chemické lokalitě, pak v lokalitě rekuperačního podniku. Pokud není moţné GAC rekuperovat, musí se likvidovat jako chemický odpad a spalovat. Tak tomu je v případě, ţe je GAC kontaminováno PCB, dioxiny, těţkými kovy nebo dichlorbrompropanem (DCBP) [cww/tm/77].
113
Kapitola 3 Při rekuperaci zeolitu vzniká koncentrovaný tok amoniaku, který je odváděn do konvenční čistírny odpadních vod k biologickému čištění nebo čištění zahrnujícímu stripování vzduchem k rekuperaci amoniaku, s následnou adsorpcí v ředěné kyselině, při které vzniká hnojivo, které se můţe prodávat. Spotřebovávají se: spotřebovávaný GAC materiál/energie adsorbent 10 % ztráta při jednom rekuperačním cyklu
PAC
koks Al2O3
pryskyřice
zeolit
0,5-1,0 kg/m3 odpadních vod 1
chemikálie pro rekuperaci
NaCl/NaOH nebo vápno 10-30 objemy loţe 2
energie [kWh/m3] 1 2
[cww/tm/128] [cww/tm/27]
Další dopady na ţivotní prostředí jsou:
přeprava spotřebovaného GAC k a z rekuperace rekuperace v lokalitě specializovaného podniku spotřeba energie pro rekuperaci uvolňování znečišťujících látek do vod a/nebo ovzduší v průběhu rekuperace zdroje hluku, např. čerpadla, které mohou být odhlučněny.
Monitorování Vstupy a výstupy zařízení adsorbéru musí být monitorovány s ohledem na příslušné sloučeniny. Měření TOC (pro organické znečišťující látky) nebo měření vodivosti pro anorganické znečišťující látky je obvykle metodou, uţívanou pro poplachová hlášení mimořádných stavů. Ekonomika náklady
investice
provoz
GAC
PAC
koks
Al2O3
pryskyřice
zeolit
30000 GBP 1 [14 m3/h] 75000 GBP 1 [60 m3/h] 110000 GBP 1 [120 m3/h] 20-30 mil. FIM 1 [350 m3/h] 1000-2000 GBP 1 na tunu GAC a 200000 BEF 2 na tunu GAC b 0,7/m3 odpadních vod 3
a náklady na rekuperaci GAC b náklady včetně rekuperace GAC 1 [cww/tm/92] 2 [cww/tm/128] 3 [cww/tm/96]
114
Kapitola 3
3.3.4.2.10 Iontová výměna Popis Při iontové výměně dochází k odstranění neţádoucích nebo nebezpečných iontových sloţek odpadních vod a k jejich náhradě ionty přijatelnějšími z pryskyřice, která je jejich zdrojem a v níţ jsou dočasně zadrţovány a poté uvolňovány do regenerace nebo prací kapaliny. Iontový měnič se obvykle skládá z: vertikální válcové tlakové nádoby v korozi vzdorném provedení povrchů, která obsahuje pryskyřici, obvykle jde o plněnou kolonu s několika moţnými provedeními regulačních ventilů a systému potrubí, které dopravuje odpadní vody a regenerační roztok na správné místo systému regenerace pryskyřice, který se skládá z regulačního zařízení pro rozpouštění a ředění solí. Systém distribuce nátoku je umístěn buď v horní nebo spodní části nádoby a zajišťuje rovnoměrné rozloţení přitékajících odpadních vod tak, aby se zabránilo vyhlubování průtokových kanálků v pryskyřičném loţi. Také jímá prací vodu. Iontové měniče obvykle pouţívané jsou makroporézní granulované pryskyřice s kationickými nebo anionickými funkčními skupinami, jako např.: silně kyselé kationtové měniče (SAC), které neutralizující silné zásady a přeměňují neutrální soli na příslušné kyseliny slabě kyselé kationtové měniče (WAC), schopné neutralizovat silné zásady a pouţívané pro dealkalizaci silně zásadité aniontové měniče (SBA), které neutralizují silné kyseliny a přeměňují neutrální soli na příslušné zásady slabě zásadité aniontové měniče (WBA), které neutralizují silné kyseliny a pouţívají se pro částečnou demineralizaci. Provozní cyklus iontové výměny sestává z: vlastní operace výměny iontů propíracího stupně, včetně odstranění akumulovaných částic a reklasifikace loţe pryskyřičného iontoměniče regeneračního stupně, s maloobjemovým a vysoce koncentrovaným roztokem, který z pryskyřice uvolňuje neţádoucí druhy iontů do regeneračního roztoku a opět je nahrazuje vhodnými ionty vytěsňování nebo pomalého proplachování, kdy regenerační roztok je pomalu vytěsňován vodou, která protéká loţem rychlého proplachování, kdy dochází k odstranění zbytků regeneračního roztoku, včetně zbytkové tvrdosti z pryskyřičného loţe. Regenerační chemikálie vyţadují skladovací zařízení. Pouţití Iontová výměna se pouţívá tam, kde je třeba z odpadních vod odstranit neţádoucí iontové a ionizovatelné sloţky, např.: ionty těţkých kovů – kationty nebo anionty, např.,: Cr3+ nebo kadmium a jeho sloučeniny, s nízkými koncentracemi v nátoku, CrO42- také s vysokými koncentracemi v nátoku ionizovatelné anorganické sloučeniny, např. H3BO3
115
Kapitola 3
rozpustné iontové nebo ionizovatelné organické sloučeniny, např. karboxylové kyseliny, sulfonové kyseliny, některé fenoly, aminy jako kyselá sůl, kvartérní aminy, alkylsulfáty a organická rtuť. Iontová výměna je vhodná jako koncové čištění, ale její největší hodnota tkví v jejím rekuperačním potenciálu. Obvykle je součástí čištění odpadních vod, např. pro rekuperaci prací vody a provozních chemikálií. Koncentrace v nátoku jsou běţně mezi 10 a 1000 mg/l. Nerozpuštěných látek by v nátoku mělo být méně neţ 50 mg/l, aby se zabránilo ucpávání. Proto je vhodné vody předčišťovat gravitační nebo membránovou filtrací. Limity a omezení pouţití: limity / omezení koncentrace iontů teplota korozivní činidla
velká iontová síla můţe způsobovat bobtnání částic pryskyřice teplotní meze anionických pryskyřic obvykle blízko 60°C pryskyřice mohou být poškozeny: kyselinou dusičnou, kyselinou chromovou, peroxidem vodíku, ţelezem, manganem, mědí anorganické sloučeniny jako např. ţelezitá sráţedla, nebo organické sloučeniny, např. aromatické sloučeniny, mohou způsobovat nevratnou adsorpci do pryskyřice
rušivé sloučeniny
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody principiálně umoţňuje z vodních kapalin odstranit všechny ionty a ionizovatelné druhy sloučenin pruţný provoz, poměrně necitlivý k výkyvům průtoku vysoká účinnost je moţná moţnost rekuperace cenných sloučenin moţnost rekuperace vody moţnost širokého výběru specifických pryskyřic
vyţaduje předfiltrování růst bakterií na povrchu pryskyřice a ucpávání způsobené sráţením nebo adsorpcí vzájemné působení konkurenčních iontů v odpadních vodách mechanické opotřebení částic pryskyřic nebo opotřebení vlivem regenerace slaná voda a kal vznikající při rekuperaci se musí čistit nebo likvidovat
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Koncentrace iontů na odtoku se při nátokové koncentraci 10-1000 mg/l obvykle pohybují v rozmezí 0,1-10 mg/l. parametr
koncentrace [mg/l]
třída výkonnosti [%] poznámky
odpadní ionty
0,1-10
80-99 1
koncentrace v nátoku 10-1000 mg/l
měď nikl kobalt zinek chrom(III) chrom(VI) ţelezo síran
dusičnan 1 [cww/tm/128]
116
Kapitola 3 Vlivy do více prostředí Rekuperace pryskyřic z výměny iontů přináší malé objemy koncentrovaných kyselin nebo roztoků solí, které obsahují odstraněné ionty pocházející z pryskyřic. Tato obohacená kapalina musí být čištěna odděleně proto, aby se odstranily ionty např. těţkých kovů sráţením. Proplachovací voda z regenerace obsahuje stejné ionty jako solný roztok, ale s poměrně nízkými koncentracemi. Zda lze tuto část vypustit přímo, nebo zda musí projít dalším čištěním, závisí na aktuálních koncentracích. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie Iontoměničová pryskyřice regenerační kapalina (kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, chlorid sodný, hydroxid sodný, atd.) chemikálie, např. pro potlačení mikrobiologického ucpávání propírací a promývací voda energie [kWh/m3]
mnoţství závisí na mnoţství pryskyřice
Zdroji hluku jsou čerpadla, která mohou být zakrytována. Monitorování Nátok a odtok iontoměničové kolony musí být pečlivě monitorován kvůli moţnosti vyčerpání kapacity a průniku znečištěné kapaliny. Parametry, které je nutno kontrolovat jsou:
tlaková ztráta elektrická vodivost pH koncentrace iontů v odpadní vodě.
Ekonomika Investiční a provozní náklady závisí na sloţení nátoku. typ nákladů investiční náklady provozní náklady 1 [cww/tm/92] 2 [cww/tm/128]
náklady
poznámky
60000 GBP 1
zahrnují výšku náplně 1m a průměr 1m, kolonu, ventily a pryskyřici; pro zvýšení průměru o 0,5m kationický iontoměnič anionický iontoměnič
+ 20000 GBP 1 80000/m3 BEF 2 200000/m3 BEF 2 200/m3 BEF 2
3.3.4.2.11 Extrakce Popis Při extrakci dochází k přenosu rozpustných znečišťujících látek z fáze odpadních vod do rozpouštědla. Poţadované vlastnosti rozpouštědel jsou:
nízká rozpustnost a mísitelnost s vodou, např. lehká ropa, toluen, pentan a hexan
117
Kapitola 3
větší kapacita rozpuštění znečišťujících látek, neţ ve vodě snadná separace rozpouštědla a odpadní vody, např. díky velkému rozdílu hustoty snadná separace znečišťujících látek, např. díky nízkému výparnému teplu při pouţití destilace nízká toxicita tepelná stabilita.
Extrakce probíhá v kolonách, kde odpadní voda přichází do kontaktu s organickým rozpouštědlem a to různými způsoby, např. na:
protiproudých kaskádách směšovacích a sedimentačních kontaktorech sítových kolonách náplňových kolonách sprchových věţích rotačních diskových kontaktorech odstředivých kontaktorech (v případě malých rozdílů měrných hmotností).
Separace kapalina/kapalina a destilace rozpouštědla probíhá v následných zařízeních. Vodní fáze odpadních vod se obvykle musí zbavit zbytků rozpuštěného extrakčního rozpouštědla, např. stripováním, nebo adsorpcí GAC. Extrakční rozpouštědla a zbytky vyţadují skladovací zařízení, vybavená nezbytnými bezpečnostními prvky, které zabrání emisím do ovzduší a do půdy. Pouţití Extrakce rozpouštědlem se pouţívá tam, kde je přítomná široká paleta organických znečišťujících látek a komplexů kovů, pokud je dostupné vhodné rozpouštědlo a je dostatečně vysoká koncentrace znečišťujících látek. Často se pouţívá pro předčištění před jednotkami adsorpce a biologického čištění. Při nízkých koncentracích není extrakce s adsorpcí nebo biologickým čištěním kompatibilní. Příklady pouţití jsou [cww/tm/82]:
odstranění fenolu (proces phenosolvan) recyklace kovů, např. zinku recyklace látek z matečného louhu odstranění esterů kyseliny fosforečné odstranění chlórovaných aromatických látek předčištění koncentrovaných aromatických sulfonových kyselin.
Limity a omezení pouţití: limity / omezení nerozpuštěné látky rozpouštědlo
odpadní vody by měly být téměř bez nerozpuštěných látek a/nebo emulzí vhodnost rozpouštědla (viz. výše); ztráta rozpouštědla přináší náklady a environmentální dopad; rekuperace rozpouštědla můţe být velmi sloţitá a finančně náročná
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody umoţňuje odstranění a recyklaci rezistentních a/nebo toxických organických sloučenin a některých kovů
zbytky je třeba likvidovat, nebo spalovat omezené pouţití kvůli vlastnostem rozpouštědel
118
Kapitola 3
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
výkonnost [%]
úroveň [mg/l]
fenoly CHSK AOX zinek estery kyseliny fosforečné
99
<1
emisí poznámky nátok 10 g/l
Vlivy do více prostředí Ztráta organického rozpouštědla v průběhu operace způsobuje emise odpadních plynů nebo zbytků rozpouštědel do odpadních vod. Odpadní vody pak obvykle vyţadují dodatečné čištění, např. stripováním a plyny se odstraňují odvedením do např. termální/katalytické oxidace nebo adsorpce. Po rekuperaci rozpouštědla (destilaci nebo rektifikaci) je nutno zlikvidovat destilační zbytky u dna, které obsahují extrahované znečišťující látky jako chemický odpad, obvykle spalováním. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie rozpouštědlo, náhrada ztrát energie [kWh/m3] energie při následném čištění [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Nátok do extrakční jednotky musí být kontrolován proto, aby se zabránilo vstupu neţádoucích nerozpuštěných látek, které by mohly způsobovat poruchy procesu nebo poškodit zařízení. Je nutné provádět pravidelnou údrţbu, která zabrání ztrátám rozpouštědla do ţivotního prostředí nebo je umoţní včas zjistit. Ekonomika Náklady jsou: typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady provozní náklady
3.3.4.2.12 Destilace / rektifikace Popis Při destilaci a rektifikaci dochází k separaci odpadních vod a v nich obsaţených znečišťujících látek, přeměnou na parní fázi. Obohacená parní fáze se poté zkondenzuje. Provoz při podtlaku probíhá za sníţené teploty varu a umoţňuje separaci citlivých látek. Destilace i rektifikace probíhají v kolonách s patry nebo s náplní a za kolonou následuje kondenzační zařízení. Ohřev se obvykle provádí přímým vstřikováním páry, aby se zabránilo lokálnímu přehřátí.
119
Kapitola 3 Je třeba zřídit skladovací zařízení pro destilát a zbytky, která budou vybavena nezbytnými bezpečnostními prvky. Pouţití Pouţití destilace odpadních vod nebo rektifikace je omezené. Často jde o opatření integrovaná do procesu, která mají z matečného louhu rekuperovat výchozí materiál a/nebo produkt. Jako technika čištění odpadních vod se pouţívá např. pro:
rekuperaci rozpouštědel po extrakci z odpadních vod rekuperaci rozpouštědel z odpadních vod, např. oddělením alkoholů při výrobě metylcelulózy čištění olejových emulzí předčištění odstraňující hlavní obsah znečišťujících látek z toku odpadních vod, aby je bylo moţno rekuperovat a následně vypustit do odpadních vod k dalšímu čištění rekuperaci organických látek z pracích louhů.
Limity a omezení pouţití: limity / omezení Koncentrace v nátoku teplota bodu varu
musí být dostatečně vysoká, aby byla destilace ekonomicky přijatelná dostatečný rozdíl mezi teplotami varu odpadní vody a znečišťujících látek; azeotropní směsi vyţadují pomocné látky, jinak k separaci destilací nedojde
Výhody a nevýhody Výhody umoţňuje rekuperaci materiálu umoţňuje odstranění rezistentních toxických organických sloučenin
Nevýhody destilační zbytky je nutné likvidovat, obvykle a/nebo spalováním vysoká spotřeba energie
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
účinnost [%]
úroveň emisí [mg/l]
poznámky
fenoly methanol epichlorhydrin (ECH) anilin chlorbenzen 1 [cww/tm/82]
96 1 97,5 1 90 1 97,5 1 90 1
2000 2000 700 100 10
nátok 50 g/l nátok 80 g/l nátok 7 g/l nátok 4 g/l nátok 100 mg/l
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie pára (pro ohřev) energie [kWh/m3] energie pro následné čištění [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Nátok do destilační/rektifikační jednotky musí být kontrolován proto, aby se zabránilo vstupu neţádoucích nerozpuštěných látek, které by mohly způsobit poruchy procesu nebo poškodit zařízení. Je
120
Kapitola 3 nutné provádět pravidelnou údrţbu, která umoţní zabránění ztrátám rozpouštědla únikem do ţivotního prostředí nebo tyto ztráty zjistit. Ekonomika Náklady jsou: typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
3.3.4.2.13 Odpařování Popis Odpařování odpadních vod je destilace, kde těkavou látkou je voda, která u dna zanechává koncentrát jako reziduum, a toto reziduum se musí likvidovat. Cílem odpařování je sníţení objemu odpadních vod nebo zvýšení koncentrace matečných výluhů. Unikající pára se jímá v kondendenzátoru, kde kondenzuje a takto kondenzovaná voda, pokud je třeba, po následném čištění recirkuluje. Proces, který probíhá při podtlaku, umoţňuje sníţení teploty varu a tak recyklovat i látky, které by se jinak (při vyšších teplotách) rozloţily. Existuje mnoho různých typů odpařovacích zařízení. Vhodnost zařízení závisí na individuálních poţadavcích. Příklady odparek jsou:
odparky s přirozenou cirkulací, vhodné pro materiály tepelně necitlivé vertikální odparky s krátkým potrubím (short-tube), vhodné pro nekorozivní nebo nekrystalizující výluhy odparky se zavěšeným topením, stejné pouţití jako short tube odparky odparky s padajícím filmem, pouţívané při výrobě průmyslových hnojiv pro koncentrování močoviny, kyseliny fosforečné, dusičnanu amonného, atd. odparky s promíchávaným tenkým filmem (agitated thin film), pouţívané pro koncentraci, frakcionaci, deodoraci a stripování při výrobě léčiv, polymerů, organických a anorganických chemikálií. Odparky se obvykle řadí do série, kde kondenzační teplo z jednoho stupně ohřívá kondenzát (tj. odpadní vodu) v předchozím stupni. Provoz s podtlakem minimalizuje spotřebu energie. Běţné provozní podmínky jsou 12-20 kPa a 50-60 °C.
Technika vyţaduje zřízení skladovacích zařízení pro zbytky před jejich likvidací (nebo recyklací). Pouţití Odpařování se pouţívá tehdy, kdyţ se po tocích odpadních vod poţaduje nebo se doporučuje, např.:
koncentrace matečných výluhů a výluhů z praní plynů, aby bylo moţno cenné látky recyklovat odpařovat a krystalizovat pevné látky, buď aby bylo moţné je rekuperovat nebo odstranit z odpadních vod předčištění, které umoţní koncentrovat odpadní toky před vyuţitím tepla, spalováním odpadních vod nebo jejich likvidací jako nebezpečného odpadu.
Odparky by měly být provozovány tak, ţe se poţadovaná tepelná energie dodává ze zuţitkovaného odpadního tepla z výrobních procesů ]cww/tm/82].
121
Kapitola 3
Pokud je hlavním cílem odpařování rekuperace materiálů, pak mu musí předcházet předčišťovací operace. Příklady předčištění jsou:
přidání kyselin, zásad, atd., pro sníţení těkavosti molekulárních sloučenin separace nerozpustných volných kapalných fází, např. oleje chemické/fyzikální operace, umoţňující separaci těţkých kovů a/nebo jiných nerozpuštěných látek.
Pokud se koncentrát nerecykluje, musí se po odpařování dále upravovat, např. spalovat. Limity a omezení pouţití: limity / omezení ucpávání koroze látky
tepelné výměníky mají tendenci se ucpávat těleso odparky a tepelný výměník jsou citlivé na látky způsobující korozi proces odpařování narušují pěnivé látky a koloidní a nerozpuštěné částice; také dochází k vypařování těkavých anorganických/organických látek
Výhody a nevýhody Výhody umoţňuje rekuperaci materiálu umoţňuje odstranění rezistentních a/nebo toxických organických sloučenin sniţuje objem odpadních vod sniţuje mnoţství a objem nebezpečných odpadů
Nevýhody zbytky, nevhodná pro recyklaci, je nutné likvidovat, obvykle spalováním těkavé znečišťující látky znečišťují kondenzát (nutné následné čištění) nebo odchází ve formě odpadních plynů citlivé na ucpávání, korozi a pěnění vysoká spotřeba energie
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr znečišťující látky 1 [cww/tm/128]
třída účinnosti [%] 99 1
poznámky kondenzát se nerecykluje
Vlivy do více prostředí Odpařování je obvykle procesem, při kterém nevznikají odpadní vody, protoţe kondenzát projde recyklací s nebo bez dalšího čištění a bude recyklován nebo likvidován jako odpad, např. spalováním. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie chemikálie pro předčištění pára (pro ohřev) energie [kWh/m3]
mnoţství 5-16 kg vody/kg páry
122
Kapitola 3 Monitorování Bezpodmínečná je správná údrţba tepelných výměníků. Tvoření povlaků (inkrustace), zanášení a koroze narušují přestup tepla do kapaliny a sniţují energetickou účinnost. Koncentrace znečišťujících látek nebo náhradní parametry (TOC, pH, vodivost atd.) v kondenzátu vyţadují průběţné monitorování, aby se zabránilo přenosu znečišťujících látek. Ekonomika Náklady jsou: typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
100-2000 BEF/m3 kondenzátu 1
1 [cww/tm/128]
3.3.4.2.14 Stripování Popis Stripování odpadních vod je operací, při které přichází odpadní voda do kontaktu se silným proudem plynu tak, aby došlo k přenosu těkavých znečišťujících látek z vodní fáze do fáze plynné. Znečišťující látky se dále ze stripovacího plynu odstraňují, takţe můţe být recyklován zpět do procesu a opět pouţit. Těkavé organické a anorganické látky přecházejí z odpadní vody do odpadního plynu, čímţ velmi zvětšují exponovaný povrch kontaminované vody. Odpařování vody však sniţuje teplotu odpadní vody a tak sniţuje i těkavost znečišťujících látek. Pouţívanými plyny jsou vzduch a pára:
stripování vzduchem můţe probíhat s ohřevem nebo bez ohřevu stripovací kolony. V případě přítomnosti vysoce těkavých nebo citlivých sloučenin se pouţívá stripování bez ohřevu kolony. Potřebná tepelná energie se obvykle získává vyuţitím tepla z procesu. stripování parou, jako alternativa k stripování vzduchem, se pouţívá v případě sloučenin, které jsou méně těkavé a/nebo méně citlivé. Páru obvykle dodává parogenerátor, který je jiţ v lokalitě instalován nebo se vyuţívá odpadní teplo. Pokud není dostupné ţádné stávající zařízení pro výrobu páry, je stripování parou ekonomicky nevýhodné.
Nejběţnější vyvařovací zařízení jsou:
plněná věţová vyvařovací kolona, v jejíţ v horní části jsou sprchy (spray nozzles), které rozstřikují odpadní vodu na náplň, zatímco stripovací plyn prochází náplní opačným směrem, nádrţ na dně jímá dekontaminovanou vodu, dodatečný ohřívač vzduchu (při stripování vzduchem), automatický regulační systém a systém regulace emisí do ovzduší (jednotka GAC, katalytický oxidátor nebo spalovací pec) stripovací nádrţ, v které se stripují těkavé sloučeniny probublávaným plynem (vzduch, pára) do nádrţe na odpadní vodu.
Zařízení se skládá z:
záchytné nádrţe odpadních vod předčišťovací nádrţe pro úpravu pH stripovací(ch) kolon(y), provozované protiproudně předehřívače nátoku, rekuperujícího teplo z následného kondenzátoru vyvařovací páry kondenzátoru, chlazeného vzduchem nebo vodou 123
Kapitola 3
následných zařízení pro čištění plynů.
Stripování můţe probíhat v šarţích nebo kontinuálně. Stripování šarţové zajišťuje konzistentní výkonnost a je energeticky úspornější, neţ je tomu v případě kontinuálně provozovaných jednotek. Následné odstraňování těkavých znečišťujících látek ze vzduchové fáze se můţe provádět:
adsorpcí do GAC, zeolitu nebo syntetických pryskyřic absorpcí nevodným rozpouštědlem a následnou desorpcí absorpcí vodnými roztoky, např. silnými kyselinami (pro adsorpci amoniaku) kondenzací nebo částečnou kondenzací a následným dalším čištěním termální nebo katalytickou oxidací.
Příklad stripovacího procesu, vzduchové / parní stripování amoniaku, znázorňuje Obrázek 3.26 [cww/tm/78].
Obrázek 3.26: Stripování amoniaku, vzduchové a parní stripování Pouţití Stripování se pouţívá pro separaci těkavých znečišťujících látek z vody, např.:
chlorovaných uhlovodíků, např. trichloretenu, perchloretenu, trichlormethanu, dichlorethanu, trichlorethanu amoniaku a sirovodíku, jejich těkavost velmi závisí na teplotě a pH, proto je velmi důleţitá regulace pH (pH >9,5 pro amoniak, pH 2-3 pro sirovodík) amoniaku a sirovodíku společně ve dvoustupňové parní vyvařovací jednotce [cww/tm/149] organických rozpouštědel, petroleje, motorové nafty, jednoduchých aromatických látek, fenolu, merkaptanů.
Pouţití parního nebo vzduchového stripování závisí na:
citlivosti znečišťujících látek případné rekuperaci znečišťujících látek dostupnosti páry bezpečnostních podmínkách (týká se pouze vysokého zatíţení VOC), atd.
124
Kapitola 3 Limity a omezení pouţití: limity / omezení tepelné výměníky jsou náchylné k zanášení <5 ppm
zanášení nerozpuštěné látky Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
vysoká separační účinnost umoţňuje rekuperaci materiálu nízká tlaková ztráta nízká spotřeba energie
za určitých podmínek (Fe >5mg/l, tvrdost vody >800 mg/l) se velmi zanáší (např. stripování kyselé vody v rafinériích) a proto vyţaduje vstřikování činidel proti zanášení stripovací plyn musí být čištěn vyţaduje časté čištění kolony
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
třída výkonnosti [%] vzduch pára
amoniak
>92 4
99 2
úroveň emisí [mg/l] vzduch pára 1 <5
70 4
<50 2
NH4-N
53
celk.organický N
73
VOC
97
dichlormethan tetrachlormethan 1,2-dichlorethan trichloreten
99 1
perchloreten
90-98 2 65 2 69-92 2 90 2 95 2 90 2
<1 1
nátok 6 m3/h, koncentrace >200 mg/l nátok 4 m3/h, koncentrace 5 g/l plněná věţ, vzduch/voda 5-35:1 plněná věţ, vzduch/voda 35:1 plněná věţ, vzduch/voda 4-30:1 aerace rozprašovačem
Methylal uhlovodíky
99 1
BTX
>99 1
plněná věţ, vzduch/voda 5:1 aerace rozprašovače, nátok 4 m3/h, koncentrace 30 g/l
1,1
sirovodík
3
<20
merkaptany fenoly
rafinérie: nízké koncentrace nátoku a optimální podmínky (příklady: stripování kyselé (sour) vody nátok 10 g/l filtrát z čištění aktivovaného kalu, nátok 500-1200 mg/l, rychlost nátoku 19-24 m3/h rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 1372 mg/l NH4-N a rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 1373 mg/l celk. anorg. N nátok 1 m3/h, koncentrace 2 g/l (dichlormethan, trichlormethan, benzen, toluen, xylen, estery, étery nátok 3,4 m3/h, koncentrace 36 g/l
991
metanol chlormethan
poznámky
<20 99-99,6
5
50-200 5 0,1 3
sirník
0,5 3
CHSK
37 3
rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 98 mg/l uhlovodíků nátok 400 m3/h, koncentrace 5001000 mg/l BTX rafinérie:stripování kyselého vzduchu rafinérie:stripování kyselého vzduchu nátok 7-8 m3/h, koncentrace 20-40 g/l rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 182 mg/l fenolů rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 1323 mg/l sirníku rafinérie: dvoustupňový proces, nátok 14400 mg/l CHSK
125
Kapitola 3 a vyvařovaný amoniak koncentrovaný na 10% roztok a pouţit pro de-NOx proces v jiném podniku 1 [cww/tm/82] 2 [cww/tm/27] 3 [cww/tm/149] 4 [cww/tm/146] 5 [cww/tm/96]
Vlivy do více prostředí Stripování se jako samostatný proces nepouţívá. Potřebuje být doplněno alespoň následným čištěním plynů. Odstraněné těkavé látky se buď recyklují, nebo čistí (praní, adsorpce, termální či katalytická oxidace). Obecně řečeno, čištění stripovacího plynu je hlavním procesním stupněm a občas dokonce komplikovanějším neţ stripování samotné. Abychom dosáhli celkově účinného čištění, musíme stripování pečlivě navzájem přizpůsobit s čištěním stripovacího plynu. Pokud nejsou hodnoty emisí do odpadních vod dostatečně nízké (viz. dosaţitelné úrovně emisí), je třeba pouţít další následné čištění. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie mnoţství stripování vzduchem chemikálie protizanášecí činidla pára energie [kWh/m3] elektrická energie plyn (ohřev) [m3 plynu/m3 vody]
stechiometrické
stripování parou stechiometrické 0,1-0,3 t/m3 1,2 680 3 b
1,8 4 a 0,5 4
a
motorem poháněné zařízení, např. čerpadla, ventily b včetně výroby páry 1 [cww/tm/27] 2 [cww/tm/82] 3 [cww/tm/96] 4 [cww/tm/146]
Monitorování Vyţaduje se kontrola těchto parametrů:
pH, zvláště pro amoniak a sirovodík nátok tlak teplota hladina kapaliny poměr zpětného toku kolonou (refuxní poměr).
Ekonomika typ nákladů
náklady vzduch
poznámky pára
4 mil. BEF 1 80 mil. BEF1
100 m3/h 50 m3/h
126
Kapitola 3 investiční náklady
4,0-5,3 mil. EUR 2
provozní náklady
200/m3 1
200-300 tisíc GBP 3 200/ m3 1
stripování kyselé vody rafinérie, 30-32 m3/h 50 m3/h
1 [cww/tm/128] 2 [cww/tm/48] 3 [cww/tm/92]
3.3.4.2.15 Spalování odpadních vod Popis Spalování odpadních vod je oxidace organických a anorganických znečišťujících látek v odpadních vodách vzduchem za současného odpařování vodní části při atmosférickém tlaku a teplotách mezi 730 a 1200 °C, při pouţití katalyzátoru i při niţších parametrech. V chemickém průmyslu se odpadní vody obvykle spalují centrálně nebo, v případě společného spalování, ve spalovnách odpadů. Reakční produkty jsou oxid uhličitý, voda a další anorganické sloučeniny (oxidy dusíku, oxidy síry, halogenidy vodíku, fosfáty, sloučeniny těţkých kovů) podle toho, jaké znečišťující látky odpadní voda obsahuje. Spalování odpadních vod je samo-udrţitelné (nejsou nutné podpůrné prostředky) pouze v případě, ţe organická zátěţ zajišťuje dostatečnou energetickou podporu odpařování a ohřevu vody (CHSK >50 g/l). Ve spalovně se, v případě, ţe organické zatíţení je niţší, pouţívá podpůrné palivo. Mnoţství dodatečné energie se sniţuje omezením objemu vody, např. předchozím odpařováním (viz. Sekce 3.3.4.2.13) s vyuţitím odpadního tepla. Vhodný způsob výroby páry pomocí tepla ze spalování můţe být instalace kotle, který můţe být pouţit jako tepelný zdroj pro odpařování [cww/tm/132]. Odpadní vody se mohou spalovat v obvyklých spalovacích komorách nebo fluidních spalovacích pecích. Na materiál zařízení jsou kladeny vysoké poţadavky s ohledem na stabilitu a odolnost vůči korozi. Spalovací komory jsou obvykle keramické. Spalování odpadních vod můţe také probíhat v běţné spalovně s dodatečným přívodem odpadních vod. Odpadní vody by měly být předčišťovány proto, aby se zabránilo ucpávání trysek nadměrně velkými částicemi. Pouţití Spalování odpadních vod se vyuţívá v případech, kdy odpadní vody obsahují těţko odbouratelné znečišťující látky nebo mohou-li tyto látky narušovat biologický proces v následné ČOV, nebo jsou natolik škodlivé, ţe není moţné je vypouštět do běţné kanalizace. Takovými látkami jsou např.:
vodní zbytky z výroby barviv vodní zbytky z výroby pryţe, s extrémně velkým obsahem síry vodní extrakty z výroby pesticidů vodní zbytky z výroby polyesterů.
Spalování odpadních vod se dává přednost před ostatními technikami, se stejným účelem, pokud tyto selţou, nebo nejsou ekonomicky výhodné. Obzvláště je vhodné, pokud [cww/tm/132]:
není moţné znovu pouţít organické sloţky nebo pokud je ekonomicky nevýhodná jejich recyklace znečišťující látky tvoří mnohasloţkovou směs, jejíţ koncentrace i poměr sloţek se stále mění kromě uvedeného organického obsahu obsahuje i velké mnoţství anorganického materiálu
127
Kapitola 3
je odpadní voda těţko biologicky odbouratelná nebo je toxická obsah soli je pro biologické čištění příliš vysoký, nebo umoţňuje čištění aţ po značném zředění spalování umoţňuje recyklaci přiváděného nezničitelného materiálu, např. solí, nebo při něm vznikají cenné produkty.
Toky odpadních vod, které lze spalovat, mají obvykle průtok 2 aţ 30 m3/h a obsah CHSK se pohybuje mezi 50000 a 100000 mg/l. Spalování odpadních vod s niţšími koncentracemi vyţaduje doplňkové palivo. Odpadní vody s nízkou teplotou spalování se mohou vstřikovat do rotačních pecí pro společné spalování (co-combustion) s odpadem. Limity a omezení pouţití: limity / omezení obsah halogenů a síry vyţaduje speciální čištění kouřových plynů nárůst oxidů dusíku s vyšší teplotou spalování mohou ucpávat vstřikování, proto je vyţadováno vhodné zařízení
halogeny, síra teplota spalování pevné látky, soli Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody umoţňuje téměř úplné odstranění vysokého obsahu organických látek umoţňuje odstranění znečišťujících látek i při vysoké koncentraci solí umoţňuje vyuţití odpadního tepla
nízká koncentrace odpadních látek vyţaduje doplňkové palivo pevný odpad (na dně a úlet popílku) musí být likvidován spalování sloučenin síry a/nebo halogenidů můţe být nutné doplnit čištěním odpadních plynů, které s sebou nese vznik odpadních vod a pevného odpadu
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
výkonnost [%]
TOC
>99 1
VOC
92 2
úroveň emisí [mg/l]
poznámky
30 2
přívod 375 mg/l, katalytické spalování
1 [cww/tm/82] 2 [cww/tm/96]
Dosaţitelné úrovně emisí i třídy výkonnosti, které uvádí tabulka, se vztahují k toku odpadních vod čištěnému spalováním. Emise do ovzduší a odpadní vody vypouštěné z čištění odpadních plynů určuje (upravuje?) Směrnice o spalování odpadů (Waste Incineration Directive) 2000/76/EC [cww/tm/155] v Příloze II, IV a V. Další informace lze očekávat od BREF o spalování odpadů. Vlivy do více prostředí Při spalování odpadních vod se tvoří odpadní plyny (kouřový plyn ze spalování můţe obsahovat HCl, SOx, NOx, atd.), které mohou, podle obsahu, vyţadovat další čištění, při kterém vznikají další odpadní vody a pevný odpad. Pokud proces nemůţe probíhat autotermálně, vyţaduje doplňkové palivo. Na druhou stranu, pokud není moţné odpadní teplo znovu vyuţít nebo rekuperovat, je část tohoto tepla vypuštěna do ţivotního prostředí.
128
Kapitola 3 Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie doplňkové palivo (nízký obsah TOC) a energie [kWh/m3] b
mnoţství 4,5 kg/m3 odpadních vod 12,5 kg/kg VOC 1 0,09 1
a
lehký topný olej, obsah organických látek 375 mg/l, katalytické spalování elektrická energie pro čerpadla, hořáky, atd. 1 [cww/tm/96] b
Monitorování Během procesu spalování musí být pro zajištění bezporuchovosti důsledně monitorovány provozní parametry, např. obsah kyslíku, teplota, obsah oxidů síry, oxidů dusíku, halogenidů vodíku a prachu. Ekonomika typ nákladů investiční náklady provozní náklady 1
náklady
poznámky
2,4 FIM /m3 6,6 FIM /kg VOC 1
8 m3 /h, koncentrace VOC – 375 mg/l, katalytické spalování
[cww/tm/96]
3.3.4.3 Rozpustné biologicky odbouratelné znečišťující látky / biologické čištění
Hlavní výrobní linkou v chemickém průmyslu je výroba a manipulace s organickými látkami. Převáţná část odpadních vod z chemického průmyslu je proto zatíţena organickými znečišťujícími látkami, které jsou více či méně biologicky odbouratelné a to umoţňuje pouţít techniky biologického čištění. Látky, které mohou narušovat biologické odbourávání musí být odstraněny dříve (viz. Sekce 3.3.4.2). Při biologickém čištění dochází k rozkladu rozpuštěných organických látek pomocí mikroorganismů – bakterií – které plní úlohu oxidačních činidel. Organický dusík a fosfor se přeměňují na amoniak resp. na fosfáty. Biologická odbouratelnost toku odpadních vod můţe být zhruba odhadnuta podle poměru BSK/CHSK (před čištěním):
BSK/CHSK <0,2 BSK/CHSK 0,2-0,4 BSK/CHSK >0,4
téměř neodbouratelná odpadní voda dobře aţ středně odbouratelná dobře odbouratelná
Existují tři typy metabolických procesů:
aerobní procesy, vyuţívající rozpuštěného kyslíku anoxické procesy, vyuţívající biologické redukce donorů kyslíku anaerobní procesy, bez přístupu kyslíku.
Základní vlastnosti těchto tří metabolických procesů ve vztahu k čištění odpadních vod uvádí Tabulka 3.8 [cww/tm/132]. parametr
anaerobní
anoxický
aerobní
Rozpuštěný kyslík (DO) [mg/l] Spotřeba energie Tvorba kalu
0 nízká nízká
0 nízká vysoká
>0 vysoká vysoká
129
Kapitola 3 Citlivost na toxické látky Účinnost odstranění CHSK Účinnost odstranění dusíku
vysoká <85 % a 0
nízká různá, podle denitrifikace 45-90 % (nitrifikace vyţadována jako první stupeň) Pouţitelnost pro předčištění ano ano Pouţitelnost pro koncové čištění ne ne a obvyklá hodnota, u speciálních aplikací můţe být vyšší (viz. Sekce 3.3.4.3.1, Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti)
nízká >85 % 0 ano ano
Tabulka 3.8: Parametry jednotlivých procesů, běţně spojované s anaerobním, anoxickým a aerobním biologickým procesům čištěním odpadních vod. Srovnání bilance uhlíku při aerobních a anaerobních procesech znázorňuje Obrázek 3.27 [cww/tm/132].
Obrázek 3.27: Uhlíková bilance při aerobním (A) a anaerobním (B) mikrobiologickém rozkladu organických sloučenin Jednou z výhod biologického čištění odpadních vod – bez ohledu na druh metabolického procesu – je rychlejší či pomalejší přizpůsobivost mikroorganismů veliké rozmanitosti výţivných medií. V následujících kapitolách uvádíme techniky biologického čištění, které se obvykle v chemickém průmyslu pouţívají. 3.3.4.3.1 Anaerobní čištění Popis Při anaerobním čištění odpadních vod dochází k přeměně organického obsahu odpadních vod s pomocí mikroorganismů a bez přístupu vzduchu na různé produkty, jako např. metan, oxid uhličitý, sirník atd. 130
Kapitola 3 Bioplyn sestává z asi 70 % metanu, 30 % oxidu uhličitého a dalších plynů, jako je vodík a sirovodík [cww/tm/128]. Proces probíhá ve vzduchotěsné promíchávané nádrţi reaktoru a mikroorganismy zůstávají v nádrţi jako biomasa (kal). Existuje několik dostupných typů reaktoru. Nejpouţívanější jsou:
anaerobní kontaktní reaktor (ACR) anaerobní s kalovým mrakem ve vznosu (UASB) reaktor s fixním loţem reaktor s expandovaným loţem.
Při anaerobním kontaktním procesu (ACP) se odpadní voda promíchává s recyklovaným kalem a odbouratelné látky se spotřebovávají v uzavřeném reaktoru, směs odpadní vody / kalu se separuje externě (sedimentace, Sekce 3.3.4.1.2, nebo podtlaková flotace, Sekce 3.3.4.1.3) a odsazená voda se odvádí do zpracování na dalším čistícím zařízení. Anaerobní kal se recykluje zpět do reaktoru [cww/tm/4]. Schématický přehled je na Obrázku 3.28.
Obrázek 3.28: Anaerobní kontaktní proces Při UASB procesu vstupuje odpadní voda do spodní části reaktoru, kde prostupuje směrem vzhůru kalovým mrakem, tvořeným biologicky vytvořenými granulemi nebo částicemi. Vznikající plyny způsobují promíchávání objemu odpadní vody v reaktoru. Fáze odpadní vody postupuje do usazovací komory, kde jsou oddělovány obsaţené nerozpuštěné látky a plyny se jímají v klenbě horní části reaktoru [cww/tm/4]. Princip je vidět na Obrázku 3.29 [cww/tm/132].
131
Kapitola 3
Obrázek 3.29: Schéma procesu UASB kal – přívod kapaliny plynová síta (gas screens) otvor pro vracení usazeného kalu Při procesu s fixním loţem nebo anaerobním filtrem prochází odpadní voda zdola nahoru nebo shora dolů (podle obsahu nerozpuštěných látek v nátoku) kolonou s různými typy pevných médií, na nichţ rostou a drţí se anaerobní mikroorganismy [cww/tm/4]. Při procesu s expandovaným loţem se voda čerpá zdola nahoru a prochází loţem vhodného média (písku, uhlí, polyetylénu, atd.) na kterém rostou mikroorganismy, které tvoří biofilm. Odpadní voda zčištěná se recirkuluje aby ředila přiváděnou surovou odpadní vodu a zajistil se správný průtok k udrţení expanze loţe [cww/tm/4]. Přebytečná biomasa se z hladiny odstraňuje a za bioreaktorem dále zpracovává. Recirkulace kalu není nutná, protoţe nosič biofilmu zajišťuje uvnitř reaktoru vysokou koncentraci biomasy. Výhodou této varianty anaerobního čištění je niţší prostorová náročnost při stejné výkonnosti. Systém je odolnější vůči dočasným špičkám zatíţení, které by jinak mohly způsobit vypouštění toxických látek. Pro zvýšení účinnosti anaerobního čištění je zaváděna dvoustupňová varianta, znázorněná na Obrázku 3.30.
132
Kapitola 3
Obrázek 3.30: Schéma dvoustupňového procesu anaerobního čištění Pouţití Anaerobní čištění odpadních vod je v podstatě pouţíváno pouze jako předčištění odpadních vod s vysokou organickou zátěţí (>2 g/l) a více či méně stabilní kvalitou [cww/tm/132]. Je pouţitelné převáţně v odvětvích s konzistentními odpadními vodami s vysokými zátěţemi BSK. Anaerobní čištění průmyslových odpadních vod je v posledních letech stále důleţitější z důvodů růstu cen energie a problémů s likvidací přebytečného kalu, který vzniká při procesech aerobního čištění. Úsilí se orientuje na maximální odstraňování organických znečišťujících látek bez potřeby vnějších zdrojů energie, při kterém se vyuţívá vytvářené biomasy a kde je poţadovaná úroveň čistoty nakonec dosaţena s pomocí následného aerobního biologického stupně čiření [cww/tm/132]. Limity a omezení pouţití:
teplota pH toxické látky
limity / omezení 20 – 40 °C 6,5 – 7,5 pH >8 brání vytváření metanu prevence toxických látek, protoţe proces je citlivý
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody nízká spotřeba energie v porovnání s aerobním procesem výroba plynu bohatého na energii, pouţitelného jako málo kvalitní palivo výhradně pro místní vyuţití poměrně malé mnoţství (v porovnání s aerobním procesem) kalu z čiření (asi jedna desetina) (viz. Obrázek 3.27) v přítomnosti síranů nebo organických sloučenin síry se sloučeniny těţkých kovů přeměňují na sirníky a sráţí se
vysoká citlivost na přítomnost toxických látek, coţ můţe vést k vypouštění většího mnoţství aktivovaného kalu, dostanou-li se toxické látky do procesu moţné tvoření toxických, hořlavých a zapáchajících odplynů velmi pomalý rozjezd procesu výkonnost nedostačuje pro konečný stupeň systému čištění (odstranění CHSK je obvykle <85 %), proto vyţaduje další čištění
133
Kapitola 3
netvoří se aerosoly a není nutné stripování těkavých látek (ve srovnání s aerobním procesem)
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost proces
vstupní [g/l]
ACP 1 UASB 1 fixní loţe 1 expandované loţe 1
1,5-5 5-15 10-20 5-10
1
CHSK doba zdrţení [h] 2-10 4-12 24-48 5-10
organická [kg/(m3 d)] 0,48-2,40 4,00-12,0 0,96-4,81 4,81-9,62
zátěţ odstranění CHSK [%] 75-90 75-85 75-85 80-85
[cww/tm/4]
Třída výkonnosti odstranění CHSK velmi závisí na biologické odbouratelnosti organických látek, které představují zatíţení odpadních vod, vyjádřené jako CHSK. Proto hlavním poţadavkem na anaerobní čištění – i všechna další biologická čištění – je maximálně zabránit přitékání odpadních vod, v nichţ znečišťující látky nejsou biologicky odbouratelné. V kombinaci s následným aerobním čištěním jsou celkové výkonnosti systémů čištění následující: Parametr
Výkonnost [%]
BSK CHSK
99-99,8 95-97
Vlivy do více prostředí Anaerobní procesy jsou obvykle stupni s vysokou biologickou zátěţí, které vyţadují další následné biologické (aerobní) čištění. Výhodou anaerobního předčištění je malé mnoţství přebytečného aktivovaného kalu, který se tvoří v průběhu procesu, coţ je asi 10% v porovnání s aerobním procesem s aktivovaným kalem. Tak se s desetinovým objemem kalu odstraní hlavní část organické zátěţe (7585 %), coţ znamená, ţe oproti aerobním technikám je nutné likvidovat pouze jednu desetinu odpadu. Při anaerobním procesu rozkladu vzniká směs metanu a oxidu uhličitého v poměru 1 – 3 : 1, čímţ vzniká spalitelný plyn s vysokým obsahem energie, kterým se obvykle nahrazuje jiné palivo nebo se vyuţívá v zařízeních vyrábějících energii. Při srovnání s aerobními procesy je spotřeba energie mnohem niţší, protoţe nevyţaduje energii pro dodávku vzduchu nebo kyslíku do reaktoru, ale pouze pro účinné míchání. Celkově se podílí na sníţení emisí oxidu uhličitého. Vznikající spalitelné plyny a metabolity, jako jsou karboxylové kyseliny s krátkým řetězcem, vyţadují pouţívání tohoto uzavřeného zařízení, aby se zabránilo uvolňování zápachu. Nutné je zajištění následného zařízení, které by sniţovalo zápach. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie pomocné látky (pro sedimentaci, flotaci, atd.) energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Monitorování biologické čistírny odpadních vod uvádí Příloha 7.3.
134
Kapitola 3 Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady
120 milionů BEF 1
UASB reaktor, 25 m3/h, vstupní CHSK 30 g/l 206 m3/d, vstupní zatíţení CHSK 7300 kg/d nebo 35 g/l UASB reaktor,25 m3/h, vstupní CHSK 30 g/l 206 m3/d, vstupní zatíţení CHSK 7300 kg/d nebo 35 g/l 206 m3/d, vstupní zatíţení CHSK 7300 kg/d nebo 35 g/l v porovnání se spalováním přebytku kalu
3,5 milionů NLG 2 provozní náklady
40 BEF /m3 1
zisk (bioplyn)
0,3 NLG /m3 2 [20000 NLG /rok] 210000 NLG /rok 2 1,5 milionů NLG/rok 2
1 2
[cww/tm/128] [cww/tm/100]
Efektivní sníţení obsahu organických znečišťujících látek je spojeno s výrobou bioplynu – pouţitelného paliva – a se značným sníţením mnoţství přebytečného aktivovaného kalu. Při vyuţití bioplynu se ekologie a ekonomika stávají navzájem závislými, tj. dlouhodobě se jedná o oboustranně výhodnou situaci (win – win) při porovnání anaerobního čištění / konečného aerobního čištění s nízkým zatíţením a s nimi spojených nákladů (spalování kalu nebo skládkování). 3.3.4.3.2 Biologické odstraňování sloučenin síry / těţkých kovů Popis Biologické odstraňování těţkých kovů a sloučenin síry je speciálním pouţitím anaerobního čištění. Jde o proces se třemi stupni, který se skládá z:
biologické přeměny síranů nebo jiné oxidované sloučeniny síry na sirník s vyuţitím bakterií sniţujících mnoţství síranu následná reakce iontů těţkých kovů se sirníkem a sráţení sirníků těţkých kovů druhá biologická reakce pro odstranění přebytečného sirníku a jeho přeměna na síru.
Tento proces vyuţívá mnohem niţší rozpustnosti sirníků kovů ve srovnání s jejich hydroxidy. Příklad čistícího zařízení je na Obrázku 3.31.
135
Kapitola 3
Obrázek 3.31: Procesní diagram zařízení biologicky sniţujícího obsah kovů a síranů Hlavní součásti jsou: UASB reaktor, v kterém probíhá biologická redukce síranu na sirník systém nakládání s bioplynem pro vyuţití nebo zbavení se odpadního plynu, pocházejícího z UASB reaktor s přisedlým biofilmem, kde dochází k přeměně sirníku na síru za přístupu vzduchu, bakterie jsou usazeny na nosném materiálu usazovák se šikmými deskami pro separaci síry dočišťovací zařízení, např. kontinuálně čištěný (regenerovaný) pískový filtr. Biologický proces vyţaduje zdroj donorů elektronů, coţ je obvykle zajištěno obsahem CHSK v odpadní vodě. Pokud je obsah CHSK nedostatečný, je třeba donory elektronů přidávat. Moţnými donory elektronů jsou např.:
vodík škrob etanol kyselina mravenčí acetátové estery nebo soli propionové estery nebo soli mléčnan.
Kromě těchto chemických látek lze jako donory elektronů vyuţít zbytky, např.:
dřevný prach melasu.
136
Kapitola 3 Pokud musí být nátok neutralizován, část odpadní vody můţe být recirkulována za usazovákem se šikmými deskami nebo za pískovým filtrem, protoţe konverze sirníku na síru vzrůstá se stoupající alkalitou. Správné nakládání s bioplynem z UASB reaktoru a větracím vzduchem z reaktoru s fixním filmem umoţňuje provoz bez zápachu. Pouţití Tato operace biologického čištění se dá pouţít pro všechny toky odpadních vod, které obsahují velké mnoţství síranů. Zatímco síran můţe být odstraněn i bez přítomnosti sloučenin těţkých kovů, odstraňování těţkých kovů vyţaduje dostatek síranu proto, aby vzniklo takové mnoţství sirníku, které potřebuje sráţecí reakce. Dostatečný obsah CHSK zvyšuje výkonnost. Technika můţe být pouţita například pro čištění odpadních vod z výroby viskózového vlákna, kde hlavní znečišťující látky představují zinek, síran a sirník. Limity a omezení pouţití: limity / omezení 6 h pro UASB reaktor 1 1:1, pokud je obsah CHSK příliš malý, je třeba dodat donoryelektronů dávkování flokulantu v usazováku aby se dosáhlo stabilního provozu, je nutno dávkování flokulantu se šikmými deskami (odstranění správně přizpůsobit usazováku síry) 1 [cww/tm/101] doba zdrţení poměr CHSK/síran
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody čištění síranu bez přidávání sráţecích chemikálií současně odstraňuje těţké kovy a síran těţké kovy se odstraňují z odpadních vod ve formě sirníků, které mohou být opět vyuţity sirníky kovů jsou méně rozpustné neţ odpovídající hydroxidy, takţe odpovídá vyšším nárokům na vyčištěnou odpadní vodu na konci řetězce dostáváme síru , kterou lze pouţít jako výchozí materiál ve výrobě (např. výroba kyseliny sírové) nebo pro rekuperaci umoţňuje odstranění také CHSK a dusičnanů stabilní proces, fluktuace a poruchy toku odpadních vod těţko sniţují účinnost
často vyţaduje zvýšení obsahu CHSK jako dodavatele elektronů, coţ zvyšuje provozní náklady sirníky kovů se smíchávají s biologickým kalem v UASB reaktoru neumoţňuje odstranění těţkých kovů bez přítomnosti síranu
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr zinek kadmium sírany
účinnost [%] 99,8 1 >99 1 94 2
úroveň emisí [mg/l] 0,05-0,15 <0,01 75
poznámky nátok 100 mg/l nátok 1 mg/l nátok 1170 mg/l, přítomny těţké kovy
137
Kapitola 3 1 [cww/tm/102] 2 [cww/tm/101]
Vlivy do více prostředí Zbytky z čistícího procesu jsou: sirníky těţkých kovů, pokud jsou těţké kovy obsaţené v toku odpadních vod, smíchané s přebytkem kalu z UASB reaktoru síra, která můţe být smíchána s nerozpuštěnými látkami z usazováku se šikmými deskami. Sirníky podle druhu kovu mohou být opět pouţity pro rekuperaci obsaţeného kovu. Frakce síry při oddělené rekuperaci tvoří sirný koláč, který obsahuje 60 % sušiny s čistotou do 95 %. Ten můţe být pouţit pro výrobu kyseliny sírové spolu se zařízeními, která spalují „odpadní kyselinu“ nebo neusazené kaly. Proces probíhá bez emisí zapáchajících látek a to díky zpracovávání bioplynu a větracího vzduchu, které je vyţadováno z bezpečnostních důvodů. Hluk je způsobován čerpadly a výdechy, které jsou zakrytovány. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie neutralizační činidla donory elektronů flokulant energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Účinnost čištění je ovlivňována správnou alkalitou a optimálním poměrem CHSK/síran (min. 1:1), takţe přitékající vody musí být pečlivě monitorovány především s ohledem na pH a obsah CHSK. Zásadně důleţité je i to, aby přitékající voda byla bez látek, které by mohly ničit sirné bakterie nebo bránit jejich růstu. Nátok je třeba před takovými látkami chránit. Odpadní kapalinu monitorujeme z hlediska obsahu čištěných znečišťujících látek, jako jsou těţké kovy, síran, CHSK, atd. Ekonomika typ nákladů investiční náklady provozní náklady
náklady
poznámky
3.3.4.3.3 Aerobní čištění Popis Při aerobním čištění odpadních vod dochází k oxidaci organických látek kyslíkem s pomocí metabolismu mikroorganismů. Za přítomnosti rozpuštěného kyslíku – vstřikovaného formou vzduchu, nebo čistého kyslíku – se organické sloţky přeměňují (mineralizují) na oxid uhličitý, vodu a jiné produkty metabolizmu a biomasu, aktivovaný kal.
138
Kapitola 3 Toxické látky obsaţené v odpadních vodách mohou bránit biologickému procesu. Některé z těchto toxických látek jsou v Tabulce 3.9 [cww/tm/132].
látka
inhibiční koncentrace [mg/l]
kadmium (Cd2+) dvojchroman (CrO42-) měď (Cu2+) nikl (Ni2+) zinek (Zn2+) chlór (Cl2) kyanid (CN-) minerály fenoly sirovodík / sirník
2-5 3-10 1-5 2-10 5-20 0,2-1 0,3-2 >25 200-1000 5-30
Tabulka 3.9: Prahové koncentrace reprezentativních látek, toxických pro aktivovaný kal Potenciální toxicita látky v biologické ČOV není předem definovanou neměnnou veličinou, ale je funkcí expozičních podmínek a přítomných organismů. Termín „toxicita“ se týká vztahu mezi látkou a organismem. Při stálém nátoku nízkých koncentrací toxických látek se inhibiční účinek brzy sníţí díky přizpůsobení mikroorganismů, které vede k růstu mikroorganizmů s větší odolností a s vyšší schopností odbourávání [cww/tm/132]. Obvyklé aerobní biologické techniky čištění jsou:
proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem proces s membránovým bioreaktorem proces se skrápěným nebo biologickým filtrem proces s expandovaným loţem kalu proces s fixním loţem v biofiltru.
Proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem je dnes metodou, která se v chemickém průmyslu často pouţívá a tak je i nejběţnější technikou čištění biologicky odbouratelných odpadních vod. Mikroorganismy jsou suspendovány v odpadní vodě a celá směs je mechanicky provzdušňována. Směs s aktivovaným kalem se odvádí potrubím do separačního zařízení, z něhoţ se kal recykluje zpět do aerační nádrţe. Separační zařízení je například:
dosazovací nebo usazovací nádrţ zařízení s flotací vzduchem MF nebo UF membrána (membránový bioreaktor, viz. odstavec níţe).
Proces s dokonalým promísením má několik variant, podle mnoţství odpadních vod, dostatku prostoru, poţadovaných emisí do ovzduší, atd. Tyto varianty jsou např.:
oxidační činidlo: vzduch nebo čistý kyslík, výhodou čistého kyslíku jsou menší stripovací účinky a menší tvorba zápachu, protoţe je nutný menší objem plynu, procházejícího odpadní vodou, který navíc reaguje rychleji a biologicky účinněji aerační komora: méně či více biologie v mělké nádrţi nebo věţová biologie, věţová biologie počítá s vyšší účinností rozkladu, díky menším vzduchovým bublinám stoupajícím vysokým
139
Kapitola 3
sloupcem odpadních vod, čímţ se značně zvyšují přenos vzduch / odpadní voda, viz. Obrázek 3.32 [cww/tm/132] stupeň čiření (dosazování): sedimentace, nebo membránová filtrace (membránový bioreaktor, viz. níţe), membránová filtrace je prostorově méně náročná, sedimentace je příleţitostně podporována konečným flotačním stupněm
Obrázek 3.32: Příklad věţové biologie Proces s membránovým bioreaktorem je kombinací biologického čištění aktivovaným kalem a membránové separace a jako biologický proces čištění se pouţívá pro komunální i průmyslové odpadní vody. Tento proces má různé varianty, např.:
vnější recirkulační smyčka mezi nádrţí s aktivovaným kalem a membránovým modulem membránový modul ponořený v aerační nádrţi s aktivovaným kalem, kde je odpadní voda filtrována membránou z dutého vlákna, biomasa zůstává v nádrţi; tato varianta je méně energeticky náročná a zařízení je kompaktnější.
Tyto varianty, spolu s konvenčním procesem s aktivovaným kalem, jsou na Obrázku 3.33. Ucpávání, které je hlavním problémem membrán, se omezuje:
aerací propíráním membrán,
se specifickými podmínkami v kaţdém jednotlivém čistícím zařízení. Membrány, které tvoří fyzickou bariéru, umoţňují zachování biomasy v nádrţi, coţ znamená:
vysoké koncentrace kalu (TNL 10-20 g/l) vysoké stáří kalu (nebo střední dobu zdrţení buněk, MCRT).
Membránový bioreaktor je kompaktní zařízení (5x kompaktnější neţ konvenční s aktivovaným kalem, membránový modul nahrazuje nádrţ pro čiření), které vytváří značně menší mnoţství přebytečného kalu. Na druhou stranu však můţe být energetická náročnost ve srovnání s konvečním procesem s aktivovaným kalem kvůli spotřebě energie čerpáním znatelně vyšší. Proces se skrápěným nebo biologickým filtrem vyuţívá mikroorganismů přisedlých na velmi dobře prostupném médiu, kterým odpadní voda prostupuje nebo se procezuje. Médium filtru tvoří obvykle kameny nebo plasty. Schéma je na Obrázku 3.34 [cww/tm/132]. Kapalina je jímána spodním odvodňovacím systémem a odváděna do nádrţe, přičemţ část kapaliny se recirkuluje, aby dále ředila přiváděné koncentrované odpadní vody. 140
Kapitola 3
Proces s expandovaným loţem probíhá tak, jak je popsáno u anaerobního čištění (viz. Sekce 3.3.4.3.1) s tím rozdílem, ţe je přítomen vzduch nebo kyslík a film tvoří bakterie aerobní, místo anaerobních. Výhodou této varianty aerobního čištění je sníţení prostorových nároků při stejné výkonnosti.
Obrázek 3.33: Varianty membránového bioreaktoru v porovnání s konvenčním procesem s aktivovaným kalem
141
Kapitola 3 Obrázek 3.34: Schéma skrápěného filtru Q: odpadní voda QR: recyklovaná voda
Při procesu s fixním loţem v biofiltru zůstává biofilm na povrchu nosiče. Tok odpadních vod se čistí průchodem tímto biofilmem; nerozpuštěné látky zachycuje filtr, který je pravidelně prán. Tato technologie byla vyvinuta jako kompaktní (vysoká kapacita na objem a vynechání sekundárního čiřiče) a bezzápachová alternativa konvenčního procesu s aktivovaným kalem (viz. Obrázek 3.35).
Obrázek 3.35: Proces s biofiltrem v porovnání s konvenčním procesem s aktivovaným kalem
Většina ponorných biofiltrů je zaloţena na jednom filtračním médiu. Voda protéká filtrem zdola nahoru nebo shora dolů a to buď potopeným nebo plovoucím médiem. Biofiltry mohou být jedno- či vícevrstvé. Zatímco vícevrstvé filtry filtrují surovou vodu bez předchozího usazení, jednovrstvé filtry se obvykle pouţívají po primárním čištění k odstranění nerozpuštěných látek. Frekvence propírání závisí na vlastnostech odpadní vody. Běţně se propírají velkým mnoţstvím vody jednou za den, ale pro kaţdý jednotlivý případ to můţe být jinak a je třeba přizpůsobit se reálným podmínkám. Propírání má různé stupně:
pouze vodou pouze vzduchem vodou i vzduchem.
Jako nosný materiál je moţné pouţít hnědouhelný koks, protoţe má schopnost adsorbovat do svých pórů organické nečistoty, kyslík a bakteriální materiál, coţ prodluţuje reakční dobu tak, ţe je delší neţ obvyklá doba zdrţení. Obsah rezistentního CHSK se sniţuje více, neţ u dokonale promíseného aktivovaného kalu, coţ je způsobeno kombinací lepší biologické odbouratelnosti a adsorpce do nosného materiálu. Hnědouhelný koks pokrývá hladinu nádrţe a slouţí jako filtr unikajícího vzduchu. Tím se znatelně sniţují zapáchající emise.
142
Kapitola 3 Pouţití Aerobní čištění odpadních vod se pouţívá jako koncový biologický stupeň. Mezi výhody které nabízí patří rychlý růst kalu, coţ umoţňuje nejen odstraňování některých toxických sloţek odpadních vod, ale také účinně odstraňuje CHSK, obvykle mnohem lépe neţ čištění anaerobní. Proces s dokonale promíseným aktivovaným kalem je pouţitelný pro všechny biologicky odbouratelné toky odpadních vod jako předčištění vysoké zátěţe nebo hlavní část centrální ČOV. Membránový bioreaktor se pouţívá pro čištění komunálních i průmyslových odpadních vod. Průmyslové vody mohou pocházet z chemického průmyslu, potravinářského průmyslu nebo průmyslu papírenského a stejně tak to mohou být výluhy ze skládek. Je vhodný především pro:
kapalné odpady s vysokou zátěţí CHSK a/nebo amoniaku recyklaci odpadních vod přísné předpisy pro vypouštění odpadních vod citlivé vodní recipienty nesnadno sedimentující kaly modernizaci stávajících zařízení kompaktní provozy nepříjemné problémy (např. zápach) dezinfekci vody.
Pokud se v chemickém průmyslu pouţívají skrápěné (biologické) filtry, jsou součástí centrální ČOV, aby sniţovaly obsah nejsnadněji odbouratelných znečišťujících látek a zlepšily kvalitu kalu v následném aeračním stupni. Biofiltry se pouţívají pro čištění komunálních a některých průmyslových odpadních vod (např. vysoce zatíţených CHSK v papírenském průmyslu), ale také pro modernizaci stávajících zařízení s aktivovaným kalem (coţ se týká i reaktorů s expandovaným loţem). Výhodou fixního biofilmu na nosiči je niţší citlivost při velkém obsahu solí a lepší podmínky pomalu rostoucích bakterií díky dlouhé době zdrţení v systému. Biofiltry se pouţívají také při přímém předčištění nebo dočišťování společně s procesem s aktivovaným kalem. Biofiltry je moţné zatíţit 2 aţ 3x více neţ zařízení s vysoce zatíţeným aktivovaným kalem a stále budou odstraňovat 90 % CHSK [cww/tm/164]. Porovnání čištěných zátěţí různými biosystémy uvádí Tabulka 3.10 [cww/tm/164]. Biofiltrace dosahuje stejné výkonnosti jako nitrifikace / denitrifikace, ale při vyšší zátěţi.
aktivovaný kal aktivovaný kal s kyslíkovou aerací biofiltr skrápěný filtr (plastový nosič) membránový bioreaktor c
CHSK [kg/(m3/d)]
BSK [kg/(m3/d)]
NH4-N [kg/(m3/d)]
NO3-N [kg/(m3/d)]
0,4-6
0,35-3 a
0,04-0,1
0,24-0,72
0,4-1,5
0,7-6
2-5 b 3-25
1,3-10 a 1-5 b
2-3 d 1
0,9 e 1
143
Kapitola 3 a
BSK5 b BSK7 c koncentrace kalu 11-25 g/l 1 d špičky mezi 1,6 a 8,5 kg CHSK/(m3/d) e z louhu termálního čištění 1 [cww/tm/163]
Tabulka 3.10: Porovnání volumetrických zátěţí čištěných různými aerobními procesy
Limity a omezení pouţití: limity / omezení Ţiviny Koncentrace Inhibitory Teplota Zatíţení solemi
poměr BSK : N : P by měl být 100 : 5 : 1; kritické poměry, které by neměly být překročeny, aby se zajistil dobrý provoz, jsou BSK:N 32 : 1 a BSK : P 150 : 1 je nutno zabránit vysoké koncentraci látek (dokonce i netoxických látek) viz. Tabulka 3.9 teploty odpadních vod >35 °C mohou být pro mikroorganismy kritické vysoké zátěţe solemi (>30 g/l) mohou způsobovat poruchy biologického procesu tím, ţe ničí mikroorganismy; méně citlivé jsou techniky s fixním filmem
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody čištění organických znečišťujících látek je nákladově efektivní menší environmentální dopad neţ u jiných procesů čištění umoţňuje čistit větší mnoţství odpadních vod poměrně vysoká energetická účinnost ve srovnání se systémy nebiologického čištění; energie se vyrábí převáţně udrţitelnými metodami (metabolismem mikroorganismů se vzduchem a vodou) rozklad především na neškodné sloučeniny
vysoká spotřeba energie pro dodávky kyslíku do vody tvoří velké mnoţství kalu při čiření (s výjimkou membránového bioreaktoru a biofiltrů s fixním loţem) proces aerace má stripovací účinky na těkavé sloučeniny, coţ znamená nestálé emise, často příčinu zápachu a aerosolů procesy s dokonale promíseným kalem mohou způsobovat bytnění kalu s následným odpadem přebytku aktivních vloček znečišťující látky mohou inhibovat biologické procesy u membránových bioreaktorů můţe být problém ucpávání membrán velká tlaková ztráta ekvivalentní nárůstu spotřeby elektrické energie
144
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Hlavním parametrem, kterým se kontroluje výkonnost nebo účinnost biologického čištění je BSK, kdyţ sniţování CHSK závisí na stupni předchozího předčištění a obsahu těţko rozloţitelných znečišťujících látek. Protoţe rezistentní CHSK (nebo koncentrované znečišťující látky, které fungují jako rezistentní CHSK) nejsou pro biologické čištění vhodné a proto by se do biologické ČOV vůbec neměly dostat, je důvod uvést dosaţitelné úrovně CHSK.
parametr úplně smísený aktivovaný kal Nerozpuštěné látky (TNL) Turbidita (zákal)
membránový bioreaktor 99 5
třídy výkonnosti [%] skrápěný filtr
expandované loţe
biofiltr s fixním loţem
99 5
BSK
97-99,5 1
97 5
CHSK (TOC)
76-96 c 1
>90-96 5
Fenolový index AOX
>99 e 4
Celkový anorganický N NH4-N
40-90 2 85-95 a 2
>98 1 90 b 1
26-68 d 3 75-98 3 55-98 3
82 5
4-50 3
96-98 5
a dva stupně b 3 bioreactory v sérii, následná GAC adsorpce se sníţením TOC o 98% a CHSK o 99 % c 96 % s čistým kyslíkem d rozklad rezistentního CHSK, zařízení provozované jako dočišťování po ČOV s aktivovaným kalem e fenol v nátoku 30 mg/l, 2200 m3 odpadních vod /den 1 [cww/tm/132] 2 [cww/tm/4] 3 [cww/tm/151] 4 [cww/tm/96] 5 [cww/tm/163]
Vlivy do více prostředí Hlavními environmentálními otázkami aerobního biologického čištění jsou:
vstup kyslíku do systému a jeho účinky vznikající aktivovaný kal jako výsledek biologických procesů.
Kyslík vstupuje do systému aerací, která je energeticky náročná a uvolňuje těkavý obsah odpadních vod do ovzduší, čímţ způsobuje zápach. To lze regulovat různými prostředky:
nahrazením vzduchu čistým kyslíkem, nebo vzduchem obohaceným kyslíkem, vhánění plynu je tak sníţeno aţ na 20 % proti vhánění vzduchu a tím se omezí jak stripovací efekt, tak spotřeba energie; výhoda této provozní varianty však vyţaduje pečlivé zhodnocení porovnáním s dopady výroby kyslíku, např. spotřebou energie, bezpečností, obtíţemi s stripováním CO2, atd.
145
Kapitola 3
zakrytím aerační nádrţe a odváděním zachycených odpadních plynů do následného systému, kde se odstraňují (např. adsorbér GAC, spalovací pec, biofiltr nebo mokrá pračka plynů) pouţitím technik biologického čištění s nosiči (fixní loţe s biofiltrem) buď s uzavřeným zařízením nebo jako adsorbent plynu funduje nosný materiál (hnědouhelný koks).
Aerobní biologické čištění vytváří poměrně vysoké mnoţství přebytečného aktivovaného kalu, který je třeba likvidovat. Speciální zpracování aktivovaného kalu je spojeno s technikami aerobního biologického čištění odpadních vod buď v lokalitě nebo mimo ni, coţ je podrobně popsáno v Sekci 3.4. Spotřebovávají se: spotřebovávaný úplně promísený materiál/energie aktivovaný kal kyslík (vzduch nebo čistý plyn) neutralizační chemikálie flokulanty 300-500 kg/t COD a 1 nutrienty 23-42 kg/t COD b 1 nosič energie 9,5 c 1 [kWh/m3] 0,1 kWh na p.e. 2
membránový bioreaktor
skrápěný filtr
expandované loţe
Biofiltr s fixním loţem
a
flokulant: síran ţeleznatý b o-kyselina fosforečná c včetně spalování kalu 1 [cww/tm/96] 2 [ cww/tm/128]
Monitorování Monitorování biologické čistírny odpadních vod uvádí Příloha 7.3. Ekonomika
investiční náklady provozní náklady
úplně promísený membránový aktivovaný kal biorekator 15-20 milion FIM a 1 asi 2 % investičních nákladů 2 0,60 FIM /m3 a 1
náklady skrápěný filtr
expandované Biofiltr loţe s fixním loţem
0,2 DEM /m3 3
a asi 90 m3/h, CHSK 500-900 mg/l 1 [cww/tm/96] 2 [cww/tm/128] 3 [cww/tm/151]
Výše investičních i provozních nákladů velmi závisí na hydraulickém zatíţení a zatíţení znečišťujícími látkami, potřebě implementovat zařízení jako API, neutralizační stupeň, zařízení separace kalu, atd. Proto informace o nákladech můţe být v této fázi pouze hrubým vodítkem a vyţaduje další upřesňování s ohledem na dané zařízení a zátěţ.
146
Kapitola 3 3.3.4.3.4 Biologické odstraňování dusíku Popis Dusík, nebo přesněji amonium, se odstraňuje speciálním biologickým čištěním, které se skládá ze dvou stupňů: aerobní nitrifikace, kde speciální mikroorganismy okysličují amonium (NH4+) na meziprodukt dusitan (NO2-), který je dále přeměňován na dusičitan (NO3-) anoxická denitrifikace, kde mikroorganismy přeměňují dusičitan na plynný dusík. Tak, jako všechny biologické procesy, i nitrifikace/denitrifikace je citlivá na toxické nebo inhibiční látky. Jak jiţ však bylo řečeno, pečlivé dávkování malých koncentrací těchto toxických látek můţe vést k adaptaci mikroorganismů a tím úplnému omezení inhibičních účinků, pokud značně nevzroste koncentrace těchto toxických látek. Látky s inhibičními účinky jsou uvedeny v tabulce 3.11 [cww/tm/27]. sloučenina
inhibiční koncentrace [mg/l] rozpuštěné
sníţení obsahu [%]
thiomočovina thiosemikarbazid methyldithiokarbamát sodný methyl izokyanát allyl izothiokyanát 1,1-dichlorethan 1,1-dichloreten 1,2-trans-dichloreten 1-naftylamin 2,2-bipyridin amoniak-N benzen benzidin dihydrochlorid benzokain benzylamin tetrachlormethan chlorbenzen trichlormethan dimethylgloxim dimetylftalát dodecylamin ethylendiamin hexamethyldiamin monoethanolamin methylamin methyl tiouronium sulfát skatol dimethyldithiokarbamát sodný cyklopentamethylen-thiokarbamát sodný guanidin karbonát allyl alkohol benzyl thiouronium chlorid diguanid karbonát allylthiomočovina thioacetamid dithio-oxamid merkaptobenzthiazol N-methylalanin naftalen naftyletylen diamin dihydrochlorid ninhydrin p-aminopropiofenon p-nitroanilin p-nitrobenzaldehyd p-fenylazoaniline fenol kyselina tříslová toluen
1 1 1 1 1 125 75 75 15 16 / 20 200 500 20-100 >100 >100 50 100 18 >100 100 <1 17 85 >100 <1 10 10 20 20 20 20 20-100 20-100 1 1 1 1 1 50 23 >100 43 31 87 72 3 >100 350
50 50 50 50 50 počátek
50 50 50 50 50 50
75 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 30 50 počátek
147
Kapitola 3 triethylamin zinek měď kyanid chrom (VI) olovo rtuť chinolin p-benzochinon tetramethylthiuramthiokarbamát pyridin krezoly cetyl trimetyl ammonium tetramethylthiuram disulfid
127 0,08-0,5 0,005-0,5 0,34 0,25 0,5 1 10 10 20 20 20 20 20-100
50 počátek počátek počátek počátek počátek 50 50 50 50 50 50 50
sloučenina
inhibiční koncentrace [mg/l] rozpuštěné
sníţení obsahu [%]
hydrazin 8-hydroxy-chinolin diallyl éter karbon disulfid dikyandiamid strychnin hydrochlorid thiokyanatan draselný EDTA (kyselina etylendiamintetraoctová) N-methylalanin hydro-chlorid cetyl pyridinium chlorid azid sodný dichlorofen trimethylamin hydrochlorid 2,4,6-tribromofenol metylénová modř streptomycin
20-100 20-100 20-100 20-100 >100 >100 300 350 550 20-100 20-100 20-100 >100 >100 100 400
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Tabulka 3.11: Důleţité inhibitory nitrifikace
Nitrifikace / denitrifikace můţe být obvykle součástí centrální ČOV. Důleţitým faktorem denitrifikace je poměr oxidovaného dusíku (dusičnanu/dusitanu) a BSK (redukčního činidla). Moţnosti uspořádání jsou dvě:
nitrifikační stupeň je součástí oddělení aerace; pokud je to nutné, je poměr N/BSK zlepšen přidáním snadno biodegradabilního TOC, např. methanolu, do následného stupně denitrifikace (viz. Obrázek 3.36) denitrifikace je prvním stupněm a vyuţívá nečištěnou odpadní vodu bohatou na BSK pro dodávku energie, následuje oddělení aerace (nitrifikace), velká část dusičnanové odpadní vody je recirkulována do denitrifikační zóny (viz Obrázek 3.37).
Pokud čištění nitrifikační/denitrifikační potřebují pouze jednotlivé nátoky, doporučuje se, aby toto čištění probíhalo mimo centrální čištění. Nitrifikace/denitrifikace můţe být ve stávajících biologických ČOV modernizována konstrukčními zlepšeními, jako jsou:
148
Kapitola 3
instalace oddělovacích stěn instalace potrubí pro zpětné odvádění odpadní vody obsahující dusičnan opětovným pouţíváním objemu nádrţe vyuţitím stávajícího čiření nebo přizpůsobením či úpravou regulace procesu.
Obrázek 3.36: Nitrifikace/denitrifikace v sérii
Obrázek 3.37: Nitrifikace/denitrifikace s denitrifikací jako prvním stupněm
149
Kapitola 3 Pouţití Nitrifikace/denitrifikace se pouţívá v případě toků odpadních vod, které obsahují značné mnoţství sloučenin dusíku, především aminů a amoniových sloučenin. Regulace odpadu amonia je důleţitým opatřením, které chrání kvalitu povrchových vod (např. řek), protoţe přeměna amonia na amoniak, závislá na pH, je toxická pro ryby. Limity a omezení pouţití: limity / omezení >12-15 °C, niţší teploty brání růstu bakterií v nitrifikačním stupni určité látky působí jako inhibitory (viz. Tabulka 3.11) v rozsahu 12:1 1 v rozsahu 10:1 1 <5 g/l 1
teplota toxické látky poměr BSK/N poměr TOC/N koncentrace chloridů 1 [cww/tm/160]
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
účinná separace sloučenin dusíku proces můţe být integrován do stávající biologické čistírny, např. do centrální ČOV stávající zařízení je moţno jednoduše modernizovat
provoz je citlivý na proměnlivost podmínek, pH, teploty, inhibitorů (viz. Tabulka 3.11), obsah odpadních vod uvolňování plynů do ovzduší
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
výkonnost [%]
celkem anorganický N 1 [cww/tm/128] 2 [cww/tm/160]
70-80 1
úroveň emisí [mg/l] 10-20 2
poznámky
Vlivy do více prostředí Pokud je stupeň nitrifikace/denitrifikace součástí centrální ČOV, přispívá k únikům zapáchajících a těkavých látek. Ostatní emise se od biologických čistících zařízení obvykle očekávají, coţ znamená, ţe můţe být nutné zařízení zakrýt pokud nádrţe nejsou uzavřené a likvidovat vzniklé plyny. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie dávkování uhlíku energie [kWh/m3]
mnoţství
Obvyklým zdrojem hluku jsou čerpadla, trysky a míchací zařízení, která mohou být po úvaze například zakrytována. Monitorování Monitorování biologické čistírny odpadních vod je uvedeno v Příloze 7.3. 150
Kapitola 3
Ekonomika typ nákladů
náklady poznámky nitrifikace/denitrifikace denitrifikace/nitrifikace v sérii v sérii
investiční náklady provozní náklady 3.3.4.3.5 Centrální biologické čištění odpadních vod Popis Hlavní součástí centrální ČOV je aerobní biologický proces s aktivovaným kalem (viz Sekce 3.3.4.3.3). Okolo tohoto centrálního zařízení se uskupuje komplex přípravných a následných separačních operací. Centrální čistírna odpadních vod je obvykle vybavena:
záchytnými nebo vyrovnávacími nádrţemi, pokud jiţ nejsou součástí předchozích zařízení směšovací stanicí, kde se přidávají neutralizační a flokulační chemikálie a míchají se (obvykle vápenné mléko a/nebo anorganické kyseliny, síran ţeleznatý); uzavřené nebo zakryté, aby se zabránilo úniku zapáchajících látek, zachycený znečištěný vzduch se odvádí do systému likvidace plynů primárním čiřením, které odstraňuje vločky; je uzavřené nebo zakryté podle potřeby, aby se zabránilo občasným únikům zapáchajících látek, zachycený znečištěný vzduch se odvádí do systému likvidace plynů částí s aktivovaným kalem, např.: - aerační bazén s dávkováním ţivin do nátoku, uzavřený nebo zakrytý podle potřeby, s odváděním zachyceného znečištěného vzduchu do systému likvidace plynů - nebo uzavřená reakční nádrţ (např. věţová biologie) s potrubím pro odvod plynů napojeným na systém jejich likvidace - případný nitri/denitrifikační stupeň a odstraňování fosfátů případným středním usazovákem v případě, ţe je provozu druhý aerobní biologický stupeň s recyklací kalu případnou druhou částí aktivovaného kalu, pro málo zatíţenou biologii koncovou dosazovací nádrţí s recyklací kalu a jeho přesunem do kalové koncovky; případným pískovým filtrem, MF nebo UF zařízením případným dalším speciálním čistícím zařízením pro odstraňování zbytku rezistentního CHSK, např. biofiltrem (viz. Sekce 3.3.4.3.3) případným dalším čistícím zařízením po koncové dosazovací nádrţi, např. flotací vzduchem (viz. Sekce 3.3.4.1.3) případným zařízením zpracování kalu, jako: - vyhnívací zařízení (viz Sekce 3.4.2) - zahušťování kalu (viz Sekce 3.4.1) - odvodňování kalu (viz Sekce 3.4.1) - pece na spalování kalu (viz Sekce 3.4.3) systémy likvidace odpadních plynů (znečištěného vzduchu), jako: - adsorbéry GAC (viz Sekce 3.5.1.3) - termálními nebo katalytickými oxidátory (viz Sekce 3.5.2.4 a Sekce 3.5.2.5) - polními hořáky pro spalování plynů (viz Sekce 3.5.2.6). Příklad je na Obrázku 3.38 [cww/tm/81]. Pouţití Centrální biologické čištění odpadních vod se pouţívá pro sloţité odpadní vody, které pocházejí z výroby a zpracování organických chemikálií v tom případě, ţe jejich obsah je biologicky 151
Kapitola 3 odbouratelný. Centrální ČOV jsou tedy v chemickém průmyslu běţnými koncovými zařízeními. Některé příklady uvádí Příloha 7.6.1. Podle shora uvedeného popisu je centrální biologická ČOV schopna odstranit dva druhy znečišťujících látek:
nerozpuštěné látky biodegradabilní sloučeniny.
Odpadní voda se značným obsahem znečišťujících látek, která do těchto skupin nepatří, vyţaduje buď předchozí předčištění nebo zvláštní čištění (viz. Sekce 3.3.4.2), kdy centrální čistírnu obtéká. Obvykle se předčišťují i odpadní vody, které jsou velmi zatíţené biologicky odbouratelným obsahem (viz Sekce 3.3.4.3.1 aţ 3.3.4.3.4). Limity a omezení pouţití uvádí Sekce 3.3.4.3.3 a 3.3.4.3.4:
Obrázek 3.38: Příklad centrální ČOV (mechanicko-biologicko-chemické) Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody čistí velké objemy odpadních vod synergické účinky mohou zvyšovat účinnost ve srovnání s adsorpcí GAC, spalováním, oxidací vzduchem za mokra má vysokou energetickou účinnost; energie je obvykle dodávána udrţitelnými metodami (metabolismem mikroorganismů se vzduchem a vodou) obvykle rozklad na méně škodlivé sloučeniny (s výjimkami při reakci produktů rozkladu s novými sloučeninami, zvláště při výrobě léčiv a pesticidů)
biologické procesy mohou být inhibovány znečišťujícími látkami nebo příliš vysokými (>35 °C) nebo příliš nízkými (<12 °C) teplotami je nutno likvidovat velké mnoţství přebytečného kalu aerace má na těkavé sloučeniny stripovací účinky, coţ má za následek občasné zapáchající a/nebo aerosolové emise
152
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Hlavním parametrem pro kontrolu výkonnosti nebo účinnosti biologického čištění je BSK, zatímco sníţení CHSK závisí na stupni předchozího předčištění a obsahu špatně rozloţitelných znečišťujících látek. Protoţe rezistentní CHSK (nebo koncentrované znečišťující látky, které se jako rezistentní CHSK chovají) není vhodné pro biologické čištění a proto by se do biologické ČOV nemělo dostávat, je vhodné zde uvést dosaţitelné úrovně CHSK. parametr
třída výkonnosti [%]
TNL BSK
97-99,5 1,4 99-99,8 60-98 1,2,4 95-97
CHSK (TOC) a AOX celkem anorg. N fenol
70-80 3 >99 5
dosaţitelná úroveň poznámky emisí [mg/l] 10 4 7-10 4 anaerobní předčištění 98 % s plynným kyslíkem anaerobní předčištění <1 4 10-20 4
TF
2-3 b 6
TD
2-4 b 6
TA
1-16 b 6
TL
2-12 b 6
TM
1,5 b
průtok odpadních vod 2200 m3/d, nátok 30 mg/l fenolu měřeno v Německu c (outlayer do 24) měřeno v Německu c (outlayer do 768) měřeno v Německu c (outlayer do 1024) měřeno v Německu c (outlayer do 1024) měřeno v Německu c
a
při odstranění rezistentního CHSK před nátokem b bezrozměrná čísla c vyšší hodnota je 90 percentile 1 [cww/tm/132] 2 [cww/tm/105] 3 [cww/tm/128] 4 [cww/tm/160] 5 [cww/tm/96] 6 [cww/tm/162,165] Vlivy do více prostředí Jak jiţ bylo popsáno v Kapitole 3.3.4.3.3, hlavním dopadem aerobního biologického čištění je spotřeba energie při aeraci, která je způsobena mícháním aeračního bazénu, vznik značného mnoţství přebytečného kalu, který je třeba likvidovat a zpracovávat, efekt stripování při aeraci, který způsobuje uvolňování aerosolů a těkavých zapáchajících látek a hluk, jehoţ zdrojem jsou čistící zařízení. Opatření, která tomu zabraňují, jsou uzavírání, nebo zakrývání citlivých oblastí, jako např. míchací stanice, primárního čiření a aeračního bazénu a odvádění proudu znečištěného vzduchu do systému likvidace plynů. Opatřením omezujícím hluk můţe být zakrytování zařízení, např. čerpadel. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie vzduch nebo kyslík neutralizační chemikálie flokulanty ţiviny energie [kWh/m3]
mnoţství 300-550 kg/t CHSK a 1 0,5-1,9kg/t CHSK b 1 23-42 kg/t CHSK c 1 3-5 kg/t CHSK c 2 9,5 d 1 0,7-4,0 2 0,1 kWh na p.e. 3
153
Kapitola 3 a flokulant: síran ţeleznatý (ferosulfát?) b pouze část čištění odpadních vod c o-kyselina fosforečná d včetně spalování kalu 1 [cww/tm/96] 2 [cww/tm/105] 3 [cww/tm/128]
Mnoţství kalu, které vzniká v průběhu centrálního čištění není vzhledem k zátěţi znečišťujícími látkami snadné kvantifikovat. Pohybuje se v širokém rozsahu mezi 34 a 2000 kg sušiny na tunu odstraněného CHSK, s průměrem 250-720 kg sušiny na tunu odstraněného CHSK [cww/tm/105]. Monitorování Monitorování biologické čistírny odpadních vod je uvedeno v Příloze 7.3. Ekonomika typ nákladů investiční náklady na m3 provozní náklady na m3
náklady
poznámky
Investiční a provozní náklady silně závisí na zařízeních kolem biologické části. 3.3.4.4 Sráţkové a poţární vody
Popis Důleţitou součástí průmyslových činností je i prevence neregulovaných kapalných odpadů odcházejících z dané lokality. Proto lze drenáţní systém průmyslové lokality rozdělit na povrchovou výrobní část, např.:
nezastřešené plochy výrobního závodu oblasti se skladovacími nádrţemi střechy vystavené spadu kapalných odpadů
a povrchy s běţným provozem, např.:
cesty v lokalitě správní oblast nekontaminované povrchy střech parkoviště.
Sráţková voda z výrobních oblastí a poţární voda se jímají buď do jímek na místě nebo do jiných centrálních zařízení, která umoţňují jejich kontrolu a následné rozhodnutí, zda budou vypuštěny přímo do recipientu nebo do zařízení čistírny. Pozornost je třeba věnovat tomu, aby bylo zajištěno preventivní jímání poţární vody pro případy vzniku poţáru. Drenáţní systém v oblastech s běţným provozem je tam kde je to vhodné spojen se speciálními vypouštěcími zařízeními, která jsou instalována kvůli např.:
ochraně vodního recipientu před hydraulickou zátěţí prudkým deštěm z velkých dláţděných ploch odstranění splachovaných nečistot nahromaděných v důsledku spadu během suchých období 154
Kapitola 3
prevenci neţádoucích vypouštění havarijních úniků na cestách, nebo parkovištích.
Tato zařízení se obvykle skládají z oddělení prvního přívalu a zádrţe sráţkové vody, které se postarají o odpadní vodu následkem prvního deště po relativně suchém období a dále z oddělení pro úpravu dalších sráţkových vod. 3.3.4.4.1 Retenční rybníky Popis Retenční rybník zadrţuje stálý objem vody uvnitř určené oblasti a při odstraňování znečišťujících látek z sráţkových vod spoléhá na fyzikální, biologické a chemické procesy. Dále regulují tok sráţkové vody, čímţ předcházejí následnému zatíţení říčních recipientů. Pokud je nádrţ plná, nahrazuje přitékající sráţková voda dosavadní obsah. Velikost nádrţe závisí na poţadované době hydraulického zdrţení. Podle druhu znečišťujících látek a v závislosti na době hydraulického zdrţení můţe docházet k eutrofizaci. Čas od času je nutno odstranit sediment. Voda v nádrţi je vypuštěna výpustí, která se skládá z vertikálního hradítka, které je spojeno (uzavírá) horizontální potrubí, umoţňující průtok sráţkové vody hrází do recipientu. Výpusť je konstruována tak, aby umoţnila odvádět přebytečnou vodu při zachování stálého objemu. Hradítka jsou obvykle umístěna na hraně hráze a bývají chráněna česlem, aby nedocházelo k jejich ucpávání. Aby nedocházelo k rozptýleným emisím z hladiny povrchových nebo havarijních úniků, jsou retenční nádrţe vybaveny zařízením pro separaci / zachycování oleje. Pouţití Retenční rybník se vyuţívá proto, aby se zabránilo hydraulickému přetěţování následných zařízení a aby bylo moţné z sráţkových vod odstranit mechanické nečistoty. Tyto nečistoty obsahují sedimenty, organický materiál a za jistých okolností rozpuštěné sloučeniny kovů a ţiviny. Retenční rybníky mohou být pouţívány v průmyslových lokalitách s lehce znečištěnými povrchy. Nemá ţádné limity ani omezení pouţití. Výhody a nevýhody Výhody Nevýhody tam, kde dochází k vypouštění do malých systémy prvního přívalu nezajišťují ţádné recipientů, omezují retenční rybníky moţnost zadrţování úniků, tj. prostoru potřebného pro záplav a eroze břehů dostatečné objemy Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Dosaţitelné odstranění znečišťujících látek závisí na zvláštních podmínkách, jako je doba hydraulického zdrţení (HRT) a druh znečišťujících látek. Do jisté míry můţe v nádrţi docházet k sedimentaci a biologickému rozkladu. Vlivy do více prostředí Usazený kal je obvykle nutné likvidovat. Snadno biologicky odbouratelné látky, které se v retenční nádrţi hromadí, mohou způsobovat zápach.
155
Kapitola 3
Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Správná údrţba zajistí stálé dobré fungování retenčního rybníku. Ta se skládá z [cww/tm/77]:
odstraňování odpadků a suti provádění pravidelných kontrol hráze a přepadu z hlediska strukturální neporušenosti stavby a známek eroze nebo usadivší se fauny provádění pravidelných oprav hráze, havarijního přepadu, nátoku a odtoku odstraňování sedimentu a řas odstraňování dřevin či stromů z hráze, jestliţe by ji mohly poškodit údrţba odtokové oblasti.
Ekonomika typ nákladů
náklady
investiční náklady provozní náklady
poznámky
cena 3 hodin práce za měsíc
3.3.4.4.2 Pískové filtry Popis Speciálním případem pouţití pískových filtrů je čištění sráţkových vod a odstraňování znečišťujících látek jako jsou nerozpuštěné látky, nerozpuštěné fosfáty a pevné BSK. Jsou velmi účinným nástrojem odstraňujícím znečišťující látky ze sráţkových vod, zatímco jejich flexibilní pouţití umoţňuje úpravy základní konstrukce, aby odpovídaly místním specifickým poţadavkům. Čas od času se filtry propírají, aby se zbavily nečistot. Pískové filtry pro čištění sráţkových vod se obvykle skládají ze dvou součástí:
sedimentační komory, která odstraňuje plovoucí a těţké sedimenty filtrační komory, která odstraňuje další nečistoty.
Příkladem jsou:
povrchový bazén s pískovou filtrací podzemní klenbový pískový filtr pískový filtr se dvěma příkopy pískový filtr s kamenným zásobním příkopem rašelino-pískový filtr.
Pouţití Pískový filtr se často pouţívá v průmyslových lokalitách tam, kde není dostatek prostoru pro vybudování retenční nádrţe. Pouţívá se pro čištění sráţkové vody z lehce znečištěných povrchů.
156
Kapitola 3 Nemá limity ani omezení pouţití. Výhody a nevýhody Výhody vysoká účinnost odstranění nečistot malá prostorová náročnost
Nevýhody látky rozpuštěné ve vodě neodstraňuje, to je moţné pouze adsorpcí
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr NL 1 [cww/tm/77]
výkonnost [%]
poznámky
80-83 1
Vlivy do více prostředí Vypraný kal musí být likvidován jako odpad. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie energie [kWh/m3]
mnoţství
Monitorování Výkonnost pískových filtrů lze udrţovat častými prohlídkami a pravidelnou výměnou filtračního média. Nahromaděné odpadky a suť by měly být pokaţdé kdyţ je to potřeba odstraněny. Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady provozní náklady
3.4 Techniky úpravy kalů Většina procesů čištění odpadních vod vytváří kaly a jejich mnoţství, konzistence a obsah závisí na obsahu znečišťujících látek v odpadních vodách a technice jejich čištění. Obvykle jsou kapalné, nebo polokapalné, s obsahem sušiny mezi 0,25-12 hmotnostními % [cww/tm/4] a obsahují převáţně znečišťující látky odstraněné z odpadních vod. Přebytek aktivovaného kalu z biologické ČOV obsahuje především produkty rozkladu (mineralizace) a bakteriální tkáň i další zachycené znečišťující látky, jako jsou těţké kovy. Neupravené kaly není moţné vypouštět nebo likvidovat, protoţe:
obsahují nečistoty ohroţující ovzduší, coţ brání jejich ukládání obsahují nečistoty ohroţující vodní recipienty, coţ brání jejich vypouštění do těchto recipientů obsahují velké mnoţství vody, coţ brání jejich spalování kvůli vysoké spotřebě energie.
Kaly, které pocházejí z odpadních vod chemického průmyslu, obvykle nevyhovují zemědělskému vyuţití. To však závisí na legislativě jednotlivých členských států. Kritickým aspektem je obsah těţkých kovů, AOX/EOX a dalších persistentních sloţek kalů.
157
Kapitola 3
Operace úpravy kalu z ČOV jsou:
přípravné operace (v tomto dokumentu nepopisované), jako - mletí - míchání nebo smíchávání - skladování - odstranění hrubých nečistot (štěrku)
operace zahušťování kalů (viz. Sekce 3.4.1), jako - gravitační zahušťování - odstředivé zahušťování - flotační zahušťování (DAF) - gravitační pásové zahušťování - rotační bubnové zahušťování.
stabilizace kalů (viz. Kapitola 3.4.2), jako - chemická stabilizace (vápnem) - termální stabilizace - anaerobní stabilizace (vyhnívání) - aerobní stabilizace (vyhnívání) - dvojitá stabilizace kalu.
kondicionace kalů (viz. Kapitola 3.4.2), jako - chemická kondicionace - termální kondicionace.
techniky odvodňování kalů (viz. Kapitola 3.4.1), jako - odstředivé odvodňování - tlakovými pásovými filtry - filtračními lisy.
sušící operace (viz. Kapitola 3.4.3), jako - rotační sušení - sušení rozprašováním - sušení ve vznosu - odpařování - sušení v násobných topeništích
termální oxidace kalů (viz.Kapitola 3.4.3), s vyuţitím technik, jako - fluidní spalování - oxidace vzduchem za mokra - oxidace v hluboké šachtě - spalování s jiným (např. pevným) odpadem. skládkování kalu v lokalitě (tento dokument jej nepopisuje). Operace úpravy a trasy likvidace mohou být povaţovány za jednotlivé moţnosti nebo jsou moţné jejich kombinace. Jejich výčet převáţně sleduje cestu stupně redukce a v ţádném případě není jejich klasifikací vhodnosti. Je třeba uvést, ţe dostupnost (či nedostupnost) postupu likvidace můţe být alespoň na místní úrovni významnou hnací silou pro výběr techniky čištění odpadních vod.
158
Kapitola 3
3.4.1 Zahušťování a odvodňování kalů Popis Zahušťování kalů a odvodňování kalů jsou operace, které zvyšují obsah sušiny v kalu a odstraňují část vodní frakce. Jejich přínosem je mnohonásobné (pěti i vícenásobné) sníţení objemu, které usnadňuje následné operace úpravy a likvidace a sniţuje potřebné rozměry a kapacity úpravárenských zařízení. Obojí zpracování se liší pouze mnoţstvím odstraněné vody. Obvyklé techniky jsou:
gravitační zahušťování nebo sedimentace s vyuţitím usazovací nádrţe odstředivé zahušťování (také jako technika odvodňování), ideální pro zpracování koncentrovanějších nerozpuštěných látel, provozované jako odstředivka s pevným bubnem nebo odstředivka s neperforovaným košem, znázorněno na Obrázku 3.39
Obrázek 3.39: Odstředivý zahušťovač kalů a) odstředivka s pevným bubnem, (b) odstředivka s neperforovaným košem
flotační zahušťování s vyuţitím DAF zařízení jak ukazuje Obrázek 3.40 gravitační pásové zahušťování, s vyuţitím gravitačního pásu, pohybujícího se po poháněných válcích, kde na jeden konec natéká kal do nátokové/distribuční skříně, kal je rýhován a zbrázďován řadou rádlových čepelí, coţ umoţňuje uvolněné vodě protékat pásem rotační bubnové zahušťování, kde se jednotka skládá ze systému, upravujícího kal dávkami polymeru a rotačních válcových sít, kde se polymer a řídký kal míchají aby došlo k flokulaci a poté bylo moţno kal separovat od vodní fáze v rotačních sítových bubnech
159
Kapitola 3
Obrázek 3.40: DAF zahušťovač pro přebytečný aktivovaný kal
odvodňování pásovým filtračním lisem, kde upravený kal vstupuje do gravitační odvodňovací sekce aby se gravitačně zahustil a oddělil od vody, coţ je podporováno tlakem, který současně zlepšuje odvodnění a omezuje zápach; poté se v nízkotlakém sektoru kal stlačuje mezi dvěma porézními pásy a tak se odstraní další voda (viz. Obrázek 3.41)
Obrázek 3.41: Pásový filtrační lis
odvodňování filtračním lisem (kalolisem), kde při vysokém tlaku (0,7-1,5 MPa) dochází k separaci pevných látek od kapaliny [cww/tm/4], kal je protlačován řadou filtračních pláten, které zadrţují částice ve formě filtračního koláče a filtrát je recyklován do čistírny odpadních vod (viz. Obrázek 3.42).
160
Kapitola 3
Obrázek 3.42: Filtrační lis (kalolis) s rámovými deskami s fixním objemem Pouţití Různé techniky a jejich pouţití pro kaly s různými vlastnostmi jsou: gravitační
odstředivá
DAF
neupravený primární kal
přebytečný aktivovaný kal, vyţaduje přídavek flokulantu a polymerů
přebytečný aktivovaný přebytečný aktivovaný kal kal, převáţně do koncentrace sušiny směs neupraveného <2% primárního kalu a přebytečného aktivovaného kalu, vyţaduje přídavek flokulantu a polymerů
přebytečný aktivovaný kal směs neupraveného primárního kalu a přebytečného aktivovaného kalu
tlakový pásový filtr všechny druhy kalů, vyţaduje přídavek flokulantu a polymerů
gravitační pás
rotační buben přebytečný aktivovaný kal
tlakový filtr všechny druhy kalů, vyţaduje přídavek flokulantu a polymerů při poţadovaném nízkém obsahu nerozpuštěných látek ve filtrátu
161
Kapitola 3
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
Gravitační zahušťování
Gravitační zahušťování
výborné výsledky u neupraveného primárního kalu gravitační zahušťování obvykle podává uspokojivé výsledky v malých podnicích s koncentrací kalů mezi 4-6 %
nízká spotřeba energie
Odstředivé zahušťování
minimální zápach
DAF zahušťování
u velkých podniků nerentabilní
pro přebytečný aktivovaný kal pouze slabá koncentrace pevných látek
Odstředivé zahušťování
úsporná produkce suchého kalového koláče a dobré zachycování pevných látek, které je obtíţné filtrovat poměrně malé prostorové poţadavky ve srovnání s jinými systémy odvodňování snadná instalace
vysoká spotřeba energie na jednotku odvodněného kalu nejniţší koncentrace pevných látek ze všech odvodňovacích systémů hluk a vibrace
vyţaduje kvalifikovaný personál pro údrţbu
DAF zahušťování
dobrá účinnost pro odpadní kal z procesů biologického čištění
náchylný k zamrzání vzduchových trysek)
(ucpávání
uvolňuje zapáchající látky (stripovací efekt)
Gravitační pásové zahušťování
dobré výsledky u surového a vyhnilých kalů
Rotační bubnové zahušťování
malé poţadavky na údrţbu, energii i prostor
Filtrační pásové lisy
Filtrační pásové lisy
vysoká účinnost odvodnění
snadná údrţba
Filtrační lisy
hydraulické limity velmi citlivý na vlastnosti přicházejícího kalu
krátká ţivotnost médií ve srovnání s jinými odvodňovacími zařízeními
Filtrační lisy
vysoká účinnost odvodnění a nízká koncentrace nerozpuštěných látek ve filtrátu
dávkový provoz speciální poţadavky na nosnou konstrukci, podlahu a kvalifikaci personálu
omezená ţivotnost filtračních pláten
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost technika gravitační zahušťování odstředivé zahušťování odstředivé odvodňování DAF zahušťování gravitační pásové zahušťování rotační bubnové zahušťování odvodňování filtračními pásovými lisy odvodňování filtračním lisem 1 [cww/tm/4] 2 [cww/tm/128]
koncentrace kalu [%] 2-10 1,2 3-8 1 10-35 1,2 2-10 2 4-6 2 3-4 1 15-30 1,2 15-30 1,2
zachycené pevné látky [%] 80-92 1 80-98 1 85-98 1 80-98 1
poznámky
90-98 1 85-98 1
s pod tlakem s chemikáliemi
20-50 1
90-98 1
s chemikáliemi
závisí na kvalitě kalu s chemikáliemi
162
Kapitola 3
Vlivy do více prostředí Zahušťování a odvodňování kalů jsou předčištění, která usnadňují další zpracovávání kalů, tj. výsledný kal po zahušťování nebo odvodnění potřebuje buď konečnou úpravu, nebo systematické skládkování. Odpadní voda (supernatant, filtrát) se recirkuluje zpět do ČOV. Hluk a zápach je třeba omezit zakrytím a/nebo uzavřením zařízení. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie
upravující chemikálie propírací voda energie [kWh/m3]
mnoţství polymer 0-4 kg/t sušiny 1 polymer 1-3 kg/t sušiny 1 polymer 2-5 kg/t sušiny 1 polymer 3-7 kg/t sušiny 1 2-6 2-3 4-5
poznámky odstředivka s pevným bubnem odstředivka s košem DAF gravitační pás pro propírání filtrů odstředivka s pevným bubnem Filtrační pásový lis Filtrační lis
1 [cww/tm/4]
Monitorování Aby se zabránilo poruchám, je třeba proces zahušťování kontrolovat alespoň vizuálně. Přívod kalu a jeho konzistenci, stejně jako měření turbidity odpadní vody, je třeba pravidelně monitorovat. Je třeba zjišťovat bytnění kalu, aby se zabránilo jeho únikům do prostředí. Pokud se pouţívá citlivé zařízení, jako např. filtrační plátno, je třeba kontrolovat přívod s ohledem na vstupující nadměrně velké, nebo jinak nebezpečné, pevné látky. Ekonomika technika gravitační zahušťování odstředivá zahušťování DAF zahušťování gravitační pásové zahušťování rotační bubnové zahušťování odvodnění filtračním pásovým lisem odvodnění filtračním lisem a kapacita 100 m3/h b kapacita 100 m3/d 1 [cww/tm/128]
náklady investiční 15 mil. BEF a 1
provozní 8400 BEF /m3 a 1 6-8000 BEF /t sušiny 1
40 mil. BEF a 1 4 mil. BEF b 1 6-8000 BEF /t sušiny 1 6-8000 BEF/t sušiny 1 7-10000 BEF/t sušiny 1
163
Kapitola 3
3.4.2 Stabilizace a kondicionace Popis Stabilizace splaškového kalu čistící operací, která [cww/tm/132]:
sniţuje nebo odstraňuje obsah zapáchajících sloţek sniţuje mnoţství biologicky odbouratelných nerozpuštěných látek v kalech, zlepšuje odvodnění sniţuje obsah patogenů sniţuje nebo odstraňuje moţnost nekontrolovaného hnití.
Stabilizační techniky jsou [cww/tm/132]:
chemická stabilizace s vyuţitím především vápna, buď jako předčištění, tj. před odvodněním, nebo jako následné čištění, tj. po odvodnění, ke zvýšení pH na >12, čímţ se dosáhne zničení patogenů termální stabilizace, zahříváním kalu v tlakové nádobě při teplotách do 260 °C a tlacích do 2,8 MPa, po dobu zhruba 30 min., také se pouţívá jako technika úpravy aerobní stabilizace, která probíhá v nádrţi – podobná aerobnímu procesu s aktivovaným kalem pro čištění odpadních vod – se vzduchem nebo čistým kyslíkem a vhodným promícháváním, které o 75-80 % sniţuje obsah aktivovaného kalu [cww/tm/4]; tato technika je atraktivní moţností při rozhodování pro oddělenou stabilizaci kalu anaerobní stabilizace, která probíhá v nádrţi bez přístupu vzduchu, buď v mezofilním (30-38 °C) nebo termofilním (49-57 °C) rozsahu teplot, při které se uvolňuje spalitelná směs plynů (65-70 % metanu, 25-30 % oxidu uhličitého, malé mnoţství dusíku, vodíku, sirovodíku, atd.) s malou výhřevností, kolem 22 MJ/Nm3 dvojí stabilizace kalů, která spojuje aerobní termofilní a anaerobní mezofilní stabilizaci jako první a druhý stupeň.
Cílem kondicionace kalů je zlepšení podmínek zahušťování a/nebo odvodnění. Techniky úpravy jsou:
chemická úprava s vyuţitím např. chloridu ţelezitého, vápna, kamence a organických polymerů (koagulantů a flokulantů) termální úprava, zahříváním kalu v tlakové nádobě při teplotách 60-80 °C (úprava zvýšenou teplotou) nebo 180-230 °C a 1-2,5 MPa (úprava vysokou teplotou)
Pouţití Stabilizace a kondicionace se pouţívá pro kaly s organickým obsahem, které mají být zahušťovány a/nebo odvodňovány. Vhodnost různých technik závisí na specifických podmínkách v lokalitě, např.:
dostatečný prostor pro kondicionační nádrţe dostupnost energie, zvláště pro termální techniky mnoţství vznikajícího kalu některé techniky jsou vhodnější pro větší čistírny.
164
Kapitola 3
Výhody a nevýhody Výhody Chemická stabilizace a kondicionace
standardní technika bez větších technologických poţadavků účinná metoda pro zlepšení následné filtrace (kondicionace) a pro sníţení obsahu zapáchajících látek a patogenů (stabilizace)
Termální stabilizace a kondicionace
Poměrně vysoké omezení těkavých pevných látek, srovnatelné s anaerobním vyhníváním vznik bezzápachového, biologicky stabilního produktu, podobného humusu poměrně jednoduchý provoz niţší investiční náklady neţ u anaerobního vyhnívání
Anaerobní stabilizace
vzniklý plyn lze po čištění vyuţít např. u suchých či mokrých praček plynů, jako palivo pro spalovací procesy účinný bez dalších chemikálií díky delší době zdrţení dochází k účinné mineralizaci kalu
značný nárůst pevných kondicionace polymery)
látek
(kromě
Termální stabilizace a kondicionace
malé prostorové poţadavky účinné čištění bez pouţití dalších chemikálií, které by umoţňovaly odvodnění kalu a ničily bakterie nejvhodnější pro biologické kaly, které lze stabilizovat nebo upravovat jinými způsoby
Aerobní stabilizace
Nevýhody Chemická stabilizace a kondicionace
vysoké investiční náklady oproti jiným technikám vysoká energetická náročnost důleţitým problémem je uvolňování zápachu
Aerobní stabilizace
vysoká spotřeba energie pro míchání a dodávku vzduchu nebo kyslíku vytváří vyhnitý kal, který je pro špatné mechanické vlastnosti těţko odvodnitelný Proces velmi ovlivňuje teplota, umístění a materiál nádrţe
Anaerobní stabilizace
vysoké prostorové nároky jsou problémem pro menší podniky
Vlivy do více prostředí Výsledkem chemické stabilizace a kondicionace je velký nárůst obsahu pevných látek, které mají být likvidovány, s výjimkou polymerové úpravy. Protoţe stabilizace vápnem organické látky důleţité pro růst bakterií neničí, kal musí být čištěn přebytkem vápna nebo zlikvidován před tím, neţ značně poklesne pH. Předávkování vápnem můţe dosáhnout aţ 1,5 násobku mnoţství potřebného pro udrţení původního pH 12 [cww/tm/4]. Potřebné mnoţství vápna pro stabilizaci kalu je podrobně uvedeno v Tabulce 3.12 [cww/tm/4], mnoţství polymeru pro úpravu kalu pak v Tabulce 3.13 [cww/tm/4]. kal
koncentrace pevných látek [%] primární kal 3-6 odpadní aktivovaný kal 1-5 aerobně stabilizovaná směs kalů 6-7 septikový kal 1-4,5 a mnoţství vápna potřebného pro udrţení pH 12 po dobu 30 minut
dávkování vápna a [kg vápna/kg sušiny] 120-340 420-860 280-500 180-1020
Tabulka 3.12: Obvyklé dávkování vápna pro stabilizaci kapalných kalů
165
Kapitola 3
kal
primární kal primární a přebytečný aktivovaný kal primární kal a kal ze skrápěného filtru přebytečný aktivovaný kal anaerobně stabilizovaný primární kal anaerobně stabilizovaný primární a vzduchem aktivovaný přebytečný kal aerobně stabilizovaný primární kal a vzduchem aktivovaný přebytečný kal
kg suchého polymeru/t sušiny podtlakový rotační Tlakový pásový odstředivka bubnový filtr lis s pevným válcem 1-5 1-4 0,5-2,5 5-10 2-8 2-5 1,3-2,5 2-8 7,5-15 4-10 5-8 3,5-7 2-5 3-5 1,5-8,5 1,5-8,5 2-5 7,5-10
2-8
-
Tabulka 3.13: Obvyklé úrovně přidávaného polymeru pro různé typy kalu a pro různé metody odvodňování Hlavním problémem stabilizace aktivovaného kalu je spotřeba vzduchu nebo kyslíku, která se pohybuje kolem 2,3 kg O2 na kg rozloţených pevných látek (rozloţené sušiny). Při anaerobní stabilizaci se tvoří spalitelný plyn, který se můţe pouţívat jako palivo, ale protoţe obsahuje drobné částice a sirovodík, musí být před pouţitím čištěn. Vhodné techniky čištění odpadních plynů jsou suché nebo mokré praní plynů. Ve velkých podnicích se dá pouţít jako palivo pro kotel a motory s vnitřním spalováním. Termální stabilizace a kondicionace jsou energeticky náročnými procesy, které je třeba hodnotit podle přínosů v kaţdé jednotlivé situaci. Během jejich provozu dochází k tvorbě a uvolňování zapáchajících látek, které je třeba vhodně zpracovávat. Ekonomika technika
náklady investiční
provozní
chemická stabilizace termální stabilizace / kondicionace anaerobní stabilizace chemická kondicionace
3.4.3 Termální redukce kalů Popis Termální redukce kalů se dělí podle dvou způsobů pouţití:
sušení teplem sniţuje obsah vody jejím odpařováním oxidace sušeného kalu mineralizuje organický obsah.
Sušící zařízení, které se běţně poţívají, jsou:
rotační sušičky rozprašovací sušičky rychlosušičky (sušení ve vznosu) odparky
166
Kapitola 3 multiple hearth driers. Následná oxidace sušeného kalu přeměňuje obsaţené organické pevné látky na oxidované konečné produkty, především oxid uhličitý a vodu, odstraněnou jako plyn, a ponechává silně sníţený objem převáţně anorganických pevných látek - sušiny. Termálně redukované kaly jsou obvykle odvodněné a neupravené, tj. nestabilizované, kaly. Stabilizační procesy, např. anaerobní stabilizace, sniţují obsah těkavých látek v kalu a následně rovněţ zvyšují poţadavky na pomocné palivo. Tepelně upravované kaly se velmi dobře odvodňují, kal se stává samospalitelným [cww/tm/4]. Běţně pouţívané techniky termální oxidace (nebo spalování) kalů jsou:
fluidní spalování (viz. Obrázek 3.43), spaluje kaly, skládá se z válcového ocelového pláště, který obsahuje pískové loţe a trysky vhánění fluidního vzduchu; loţe je fluidizované vzduchem při tlaku 20-35 kPa, teplota pískového loţe se udrţuje mezi 760-820 °C [cww/tm/4]; pokud proces probíhá kontinuálně nebo s krátkými přestávkami, nevyţaduje po spuštění pomocné palivo [cww/tm/4]. Touto technikou by se měl zabývat BREF, který se bude týkat spalování odpadů a zatím není napsán.
Obrázek 3.43: Fluidní spalovací pec [cww/tm/4]
167
Kapitola 3
oxidace vzduchem za mokra, popsaná v Kapitole 3.3.4.2.4 která se pouţívá pro neupravený kal, teplota se pohybuje mezi 175-315 °C a tlaky do 20 MPa; plyny, kapaliny a popel opouštějí reaktor, plyny mohou být expandovány aby se rekuperovala jejich energie. oxidace v hluboké šachtě (viz. Obrázek 3.44), tj. odstraňování tekutého kalu v prostředí s regulovaným tlakem a teplotou v trubko-plášťovém reaktoru, uloţeném v hluboké šachtě, kyslík nebo vzduch je injektován do proudu odpadního kalu při teplotě kolem 290 °C, tlaku u dna mezi 10-14 MPa (hydrostatický tlak); je speciální variantou oxidace vzduchem za mokra.
Obrázek 3.44: Oxidační reaktor v hluboké šachtě [cww/tm/4]
spalování s dalšími odpady, sniţuje náklady díky vyuţití stejného zařízení a vyuţití tepla, které se uvolňuje spalováním odpadu, zčásti pro odpařování vody, obsaţené v kalu. Bude se jím pravděpodobně zabývat BREF o spalování odpadu.
Všechny techniky vyţadují další čištění uvolněných plynů a kapalin. Pouţití Termální redukce kalů není technologií, která by měla být nutně provozována v chemické lokalitě. V takovém rozsahu kal obvykle upravují pouze velké lokality a ostatní přenechávají své kaly externím zpracovatelům. Důvodem je potřeba kvalifikovaného personálu, velké investiční náklady a náklady na údrţbu. Zisk z vyráběného tepla pak je obvykle pouze ve větších podnicích nebo tam, kde je zařízení jiţ v provozu. Například spalování s ostatními odpady se týká lokalit, kde se spalování odpadů jiţ provádí, za předpokladu, ţe spalovací pec je k tomu vhodná, nebo tam, kde se vybudování pece plánuje.
168
Kapitola 3 Výhody a nevýhody Výhody Spalování účinně likviduje organický obsah kalu
Spalování s ostatním odpadem teplo pro odpařování vody a spalování kalu vzniká spalováním pevného odpadu, nevyţaduje palivo pomocné
Oxidace vzduchem za mokra proces můţe být navrţen tak, aby byl tepelně soběstačný, občas umoţňuje rekuperaci energie Reaktor v hluboké šachtě malé prostorové nároky vysoká účinnost odstranění nerozpuštěných látek a organického materiálu proces je zcela exotermní malé emise zápachu nebo nepříjemných emisí do vzduchu
Nevýhody Spalování komplexní proces vyţadující kvalifikovaný personál běţně se přidává pomocné palivo emise plynů a zápachu Spalování s ostatním odpadem můţe vést k vysokým emisím PCDD/PCDF a těţkých kovů, pokud nejsou podmínky spalování a čištění kouřových plynů přizpůsobeny dané směsi (např. primární opatření pro sníţení obsahu dioxinů, sekundární opatření pro sníţení obsahu jak dioxinů, tak těţkých kovů) Oxidace vzduchem za mokra produkce velmi silného recyklačního výluhu komplexní proces vyţadující kvalifikovaný personál Reaktor v hluboké šachtě regulace procesu vyţaduje kvalifikovaný personál
Vlivy do více prostředí Hlavními environmentálními problémy, které termální redukce kalů přináší, jsou emise plynů a kapalin, které vznikají v průběhu procesu. Plynné emise z fluidního spalování obsahují tuhé znečišťující látky (popeloviny), oxidy dusíku, kyselé plyny, uhlovodíky, těţké kovy a to v závislosti na sloţení kalu a sloţení pomocného paliva. Techniky mokrého praní (podrobnosti v Kapitole 3.5.1.) se pouţívají k odstranění látek znečišťujících ovzduší z těchto plynů. Vodní odpady z mokrého praní je třeba čistit, protoţe obsahují nerozpuštěné látky a rozpuštěné odpadní plyny. Emise do ovzduší a vypouštěné odpadní vody by měly splňovat poţadavky Směrnice pro spalování odpadů 2000/76/EC [cww/tm/155], Přílohy II, IV a V. Při fluidním spalování není u dna reaktoru ţádný suchý popel; odchází s kouřovými plyny. Při procesu oxidace vzduchem za mokra z reaktoru odchází plyny, kapaliny i popel. Kapalina s popelem se vrací tepelnými výměníky k předehřívání přiváděného kalu, z plynů se v cyklónu separují tuhé znečišťující látky a kapičky kapalin a poté se vypouští. Ve velkých zařízeních můţe být ekonomicky výhodné expandovat plyny turbínou a rekuperovat tak energii [cww/tm/4]. Z kapalné fáze se separují pevné látky a vrací se do usazovací nádrţe nebo klarifikátoru. Organická zátěţ recyklované kapaliny je značná. Obvykle se pohybuje kolem 10-15 g CHSK/l. Oxidace v hluboké šachtě vyţaduje následnou separaci plynů/kapalin a pevných látek/kapalin i další čištění supernatantu. Toto čištění sniţuje obsah CHSK v kalu o více jak 80 % [cww/tm/4]. Energetická náročnost termální redukce kalů velmi závisí na jejich výhřevnosti, tj. obsahu vody a výhřevnosti sušiny.
169
Kapitola 3 Monitorování Proces spalování (pec) je obvykle ovládán řídicím systémem a je monitorován:
měřením objemu měřením teploty měřením tlaku analýzami.
Regulační mechanismy zajišťují udrţování určité teploty ve spalovací zóně a kouřové plyny dosahují přesné koncentrace kyslíku. Zajištění optimální doby zdrţení, přebytku vzduchu a teploty umoţňuje úplné spalování kalů na malé mnoţství popela. Monitorování se dále má řídit Články 10 a 11 a Přílohou III Směrnice 2000/76/EC o spalování odpadů [cww/tm/155]. Ekonomika typ nákladů fluidní spalování oxidace vzduchem za mokra oxidace v hluboké šachtě spalování s ostatním odpadem
náklady
poznámky
170
Kapitola 3
3.5 Koncové techniky čištění odpadních plynů Koncové techniky čištění odpadních plynů jsou zde popsány v podobném pořadí, jaké zvoleno pro koncové techniky čištění odpadních vod. Vztah mezi znečišťující látkou a obvyklým čištěním, jak zdůrazňuje Sekce 1.3.2.2, ukazuje Obrázek 3.45.
Obrázek 3.45: Rozsah koncových technik čištění odpadních plynů podle vztahu k druhu znečišťujících látek
171
Kapitola 3 Odpadní plyny, které je třeba čistit, pochází z:
procesů za „normální“ teploty, jako je výroba, manipulace nebo procesy zpracování, s těmito hlavními znečišťujícími látkami: - těkavé organické látky, např. rozpouštědla - anorganické sloučeniny, např. halogenvodíky, sirovodík, amoniak, oxid uhelnatý - tuhé znečišťující látky ve formě prachu procesů spalování, s následujícími hlavními znečišťujícími látkami: - tuhé znečišťující látky ve formě popela a prachu, které obsahují saze, oxidy kovů - kouřové plyny, např. oxid uhelnatý, halogenidy vodíku, sloučeniny síry a kyslíku (SOx), sloučeniny dusíku a kyslíku (NOx).
Vzniklé odpadní plyny se čistí technikami, které:
rekuperují látky obsaţené v odpadních plynech a buď je recyklují do původního procesu, nebo je vyuţívají v jiných procesech jako surovinu nebo zdroj energie nebo sniţují obsah znečišťujících látek.
Mezi sloučeniny, které mohou být obvykle ekonomicky výhodně rekuperovány, patří:
VOC, rekuperované z par rozpouštědel nebo par produktů s nízkým bodem varu VOC, pouţívané jako zdroj energie ve spalovacích pecích nebo kotlích chlorovodík, přeměněný na kyselinu chlorovodíkovou amoniak k recyklaci do výrobního procesu oxid siřičitý, přeměněný na kyselinu sírovou, síru nebo sádru prach, obsahující větší mnoţství pevných výchozích produktů nebo koncových produktů.
Techniky čištění, dle Obrázku 3.45, se klasifikují takto:
techniky rekuperace VOC a anorganických sloučenin: - membránová separace (viz. Sekce 3.5.1.1) - kondenzace (viz. Sekce 3.5.1.2) - adsorpce (viz. Sekce 3.5.1.3) - mokré praní (viz. Sekce 3.5.1.4) techniky sniţující obsah VOC a anorganických sloučenin: - biologická filtrace (viz. Sekce 3.5.2.1) - biologické praní (viz. Sekce 3.5.2.2) - biologické skrápění (viz. Sekce 3.5.2.3) - termální oxidace (viz. Sekce 3.5.2.4) - katalytická oxidace (viz. Sekce 3.5.2.5) - spalování v polních hořácích (viz. Sekce 3.5.2.6) techniky rekuperace a sniţování obsahu tuhých znečišťujících látek, pouţívající: - odlučovač (viz. Sekce 3.5.3.1) - cyklón (viz. Sekce 3.5.3.2) - elektrostatický odlučovač (viz. Sekce 3.5.3.3) - pračku prachu (viz. Sekce 3.5.3.4) - textilní filtr, včetně filtru keramického (viz. Sekce 3.5.3.5) - katalytický filtr (viz. Sekce 3.5.3.6) - dvoustupňový prachový filtr (viz. Sekce 3.5.3.7) - absolutní filtr (HEPA filtr) (viz. Sekce 3.5.3.8) - vzduchový filtr s vysokou účinností (HEAF) (viz. Sekce 3.5.3.9) - mlhový filtr (viz. Sekce 3.5.3.10).
172
Kapitola 3
techniky rekuperace a sniţování obsahu odpadních plynů ze spalování: - vstřikování suchého sorbentu (viz. Sekce 3.5.4.1) - vstřikování polosuchého sorbentu (viz. Sekce 3.5.4.1) - vstřikování mokrého sorbentu (viz. Sekce 3.5.4.1) - selektivní nekatalytická redukce NOx (SNCR) (viz. Sekce 3.5.4.2) - selektivní katalytická redukce NOx (SCR) (viz. Sekce 3.5.4.2).
Většinu technik čištění není moţné klasifikovat jednoduše jako techniky rekuperace nebo sniţování obsahu, protoţe to, zda je znečišťující látka rekuperována, závisí na pouţití dalších stupňů separace. Některé z popsaných technik jsou samostatnými operacemi a/nebo procesy, jiné se pouţívají pouze jako metody sekundárního předčištění, které zabraňují poškození hlavního čistícího zařízení nebo se pouţívají pro předfiltrování či jako konečný dočišťovací stupeň. Některé je moţné vyuţít oběma způsoby, samostatně i sekundárně. Příklady budou uvedeny v následujících sekcích této kapitoly. Většina technik čištění odpadních plynů vyţaduje další následné čištění buď proto, ţe při své činnosti vytváří odpadní vody nebo odpadní plyny, a/nebo pro likvidaci pevných odpadů.
3.5.1 Techniky rekuperace VOC a anorganických sloučenin 3.5.1.1 Membránová separace
Popis Membránová separace plynů vyuţívá selektivní propustnost organických par při průchodu membránou. Organické páry membránou procházejí mnohem lépe, neţ kyslík, dusík, vodík nebo oxid uhličitý (10100 krát více [cww/tm/74]). Tok odpadních plynů je stlačen a prochází přes membránu. Obohacený permeát můţe být rekuperován metodami, jako například kondenzací (viz. Sekce 3.5.1.2) nebo adsorpcí (viz. Sekce 3.5.1.3), nebo je moţné sníţit jeho obsah, např. katalytickou oxidací (viz. Sekce 3.5.2.5). Tento proces je nejvhodnější pro koncentrovanější páry. V mnoha případech je vyţadováno doplňující čištění, kterým se dosáhne dostatečně nízkých úrovní koncentrace, aby bylo moţno plyn vypustit do ovzduší [cww/tm/80]. Membránové separátory jsou konstruovány modulově, např. jako kapilární moduly (viz. Obrázek 3.46) [cww/tm/64], vyrobené jako vrstva polymeru.
Obrázek 3.46: Běţný membránový kapilární modul
173
Kapitola 3 Systém membránové separace se skládá z (viz. Obrázek 3.47):
membránových modulů kompresoru rekuperační jednoty (např. kondenzátor, adsorbér) ventilů a potrubí případného druhého stupně pro další čištění.
Obrázek 3.47: Schéma obvyklého zařízení membránové separace Aby vznikl potřebný rozdíl tlaků mezi vstupní stranou membrány a stranou permeátu (0,1-1MPa), systém funguje buď s přetlakem na straně vstupu nebo s podtlakem (kolem 0,2 kPa) na straně permeátu nebo se vyuţívá obojí [cww/tm/64]. Při nárůstu koncentrace výparů v membránové jednotce můţe úroveň koncentrace stoupnout nad mez výbušnosti a tak vytvořit výbušnou směs. Je proto důleţité zajistit bezpečnost především tak, ţe se těmto situacím zabrání nebo se riziko zvládne. Příklad membránového separačního procesu, rekuperační jednotka par (VRU), je na Obrázku 3.48. Druhý stupeň čištění (PSA, viz. Sekce 3.5.1.3) zde zlepšuje emise podle stanovených emisních poţadavků. Pouţití Membránová separace se pouţívá např. v chemickém průmyslu, petrochemickém průmyslu, rafinériích a farmaceutickém průmyslu pro rekuperaci výparů rozpouštědel nebo výparů paliv (benzínu) z odpadních plynů nebo znečištěného vzduchu. Příklady rekuperace [cww/tm/74] jsou:
olefinové monomery z toků odplyňování polyolefinových pryskyřic vinylchlorid z výroby PVC výpary rozpouštědel a uhlovodíků z plnění nádrţí uhlovodíkové z rafinérských toků plynů z výdechů a plynných paliv vodík z rafinérského odpadního plynu.
174
Kapitola 3
Obrázek 3.48: Pouţití membránové separace jako rekuperační jednotky výparů (VRU) Rekuperovatelné sloučeniny zahrnují:
alkany olefiny aromatické sloučeniny chlorované uhlovodíky alkoholy étery ketony estery.
Limity a omezení pouţití: tok odpadních plynů teplota tlak obsah prachu koncentrace VOC
limity / omezení závisí na velikosti povrchu membrány, známy jsou kapacity 2100-3000 Nm3/h teplota okolí, závisí na materiálu membrány závisí na materiálu membrány velmi nízký, můţe poškodit povrch membrány, proto je potřeba koncentrace prachu předem velmi sníţit do 90 %
Výhody a nevýhody
Výhody umoţňuje opětovné pouţití surovin samotný provoz je jednoduchý během procesu nevzniká ţádný odpad
Nevýhody vyţaduje následné stupně úpravy a/nebo čistící stupně riziko exploze
175
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnosti parametr účinnost [%] uhlovodíky 90-99 1,a VOC do 99,9 1,a a pro roztokové membrány 1 [cww/tm/74]
poznámky proces rekuperace uhlovodíků, s předchozí kondenzační jednotkou rekuperace VOC, s předchozí i následnou kondenzační jednotkou
Vlivy do více prostředí spotřebovávaný materiál/energie materiál membrány chladící médium energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [MPa] 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/64]
mnoţství
250 1 0,1-1 2
poznámky
zahrnuje elektrickou energii pro ventilátor
Membránová separace se často pouţívá jako stupeň, zvyšující koncentraci pro usnadnění další rekuperace nebo čištění, např.:
zvýšení koncentrace VOC v plynné fázi zvyšuje rosný bod toku odpadních plynů, takţe usnadňuje následnou kondenzaci, čímţ šetří peníze spalování koncentrovaných odpadních plynů sniţuje spotřebu pomocného paliva.
VOC z procesů membránové separace, při kterých nevznikají ţádná rezidua, se obvykle recykluje. Můţe však být příčinou odpadu v následujícím stupni čištění v závislosti na pouţité technice. Emise reziduí mohou pocházet z chladících vod nebo z čištěného toku odpadních plynů. Tyto toky plynů se vypouštějí buď komínem do ovzduší, nebo do následného stupně čištění odpadních plynů, jakým je adsorpce nebo spalování. Monitorování Účinnost systému membránové separace je určována monitorováním koncentrace VOC před a za systémem membrán. VOC můţeme pouţitím detektoru ionizace plamene měřit jako celkový obsah uhlíku. Výkonnost se zlepšuje regulací koncentrace VOC na obou stranách membrány. Z důvodů bezpečnosti je třeba pečlivě kontrolovat poměr VOC/kyslík (nebezpečí exploze). Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3/h] provozní náklady pracovní síla dodávky ze sítí 1 [cww/tm/70]
náklady 300000 EUR 1
poznámky systém čištění 200 Nm3/h
1500 EUR /rok 1 4 dny za rok 60000 EUR/rok na 1000 Nm3/h 1
Průtok odpadních plynů a technická provozní ţivotnost membrány jsou parametry, které ovlivňují náklady. Přínosem jsou rekuperované VOC. Náklady na systém se různí podle poţadované cílové rekuperace, kapacity a konstrukce. Udávaná doba návratnosti, spojená s vysoce kvalitními produkty, bývá čtyři měsíce aţ jeden rok při dobrých podmínkách [cww/tm/74]. Můţe se ale naopak stát, ţe návratnost nebude ţádná. V porovnání s jednostupňovou membránovou separací by se jako hospodárnější mohla vyhodnotit kombinace s jiným procesem (např. adsorpcí nebo absorpcí).
176
Kapitola 3 3.5.1.2 Kondenzace
Popis Kondenzace je technika, která odstraňuje výpary rozpouštědel z toku odpadních plynů tak, ţe je ochladí pod teplotu rosného bodu. Existují různé metody kondenzace, které se liší rozsahem provozních teplot:
kondenzace chladícím médiem, do kondenzační teploty kolem 25 °C „ledničková“ kondenzace, do kondenzační teploty kolem 2 °C solanková kondenzace, do kondenzační teploty kolem –10 °C čpavková selanková kondenzace do kondenzační teploty kolem –40 °C (jednostupňová) nebo – 60 °C (dvoustupňová) kryogenní kondenzace, do kondenzační teploty kolem –120 °C, v praxi často s –40 aţ –80 °C v kondenzátoru kondenzace s inertním plynem v uzavřeném cyklu.
Ke kondenzaci dochází přímým chlazením (tj. kontaktem plynu s chladící kapalinou) nebo nepřímým chlazením (tj. chlazením pomocí tepelného výměníku). Nepřímé kondenzaci se dává přednost, protoţe přímá kondenzace vyţaduje dodatečný separační stupeň. Rekuperační systémy se liší sloţitostí, od jednoduchých kondenzátorů po sloţité. Multikondenzátorové systémy se konstruují tak, aby umoţňovaly maximální rekuperaci energie a par [cww/tm/71]. Kondenzace s inertním plynem v uzavřeném cyklu je konstruována pro systémy s uzavřeným cyklem a současně s vysokými koncentracemi výparů. Stálý objem inertního plynu, obvykle dusíku, je neustále recyklován mezi pecí a kondenzační jednotkou. Podíl směsi dusík/výpary stále prochází do rekuperačního modulu, kde řada tepelných výměníků výpary ochlazuje a kondenzuje [cww/tm/71]. Konstrukce a provoz kondenzátorů velmi závisí na chladícím médiu, které je v procesu pouţito. Některé příklady jsou:
kondenzátory chlazené kapalinou (tj. ty, které nejsou kryogenní) mají dva typy tepelných výměníků:
Konvenční tepelný výměník trubky v plášti [cww/tm/71], který je chlazen buď vodou nebo vzduchem. Účinnost kondenzace umoţňuje zlepšit dvoustupňový provoz, přičemţ v prvním stupni je pouţita voda a ve druhém stupni se jako chladící médium pouţívá chlazená kapalina (voda, solanka, atd.). Takový dvoustupňový systém se skládá z (viz. Obrázek 3.49) [cww/tm/71]): rekuperátoru, který jako chladivo vyuţívá studený tok vyčištěného plynu předchlazení dalšího chlazení, které vyuţívá studenou vodu nebo chladný tok vyčištěného plynu hlavního chladícího kondenzátoru ventilů a potrubí. Další moţností je částečná kondenzace při jen o málo vyšší teplotě, po které se za pomoci různých technik z toku plynů odstraní zbylé VOC, např. adsorpcí (viz. Sekce 3.5.1.3). Pro minimalizaci vzniku aerosolů lze pouţít serii kondenzátorů, stejně jako odmlţovací zařízení (demister) podporované sníţením rychlosti plynu v kondenzátoru.
177
Kapitola 3
Obrázek 3.49: Dvoustupňový kondenzační systém Spirálový tepelný výměník [cww/tm/71], který se skládá ze dvou dlouhých pásů plechu navinutých tak, aby tvořily pár souosých spirálových kanálů. Chladící médium vstupuje obvodovou tryskou, točí se do středu a vychází potrubím do výstupní trysky na obvodu. Výpary vstupují dnem kondenzátoru a protékají vzhůru kříţově proti toku chladiva. Pokud se vyuţívá chladících věţí a/nebo se pouţívá povrchová voda, pak mají tepelné výměníky tendenci se zanášet, coţ vyţaduje zavedení programu proplachování a/nebo vhodnou úpravu chladící vody. Pokud jsou přítomny kyselé nebo zásadité sloţky, je moţné zváţit recirkulační systém, který by dávkoval buď kyseliny nebo zásady. Kryogenní kondenzace má umoţnit kondenzaci výparů VOC na povrchu kondenzátoru. Jako chladící médium se zde pouţívá odpařovaný kapalný dusík. Odpařovaný dusík má zajistit inertní atmosféru. Variantou je kondenzace v inertní atmosféře, tj. kondenzace v dusíku, která umoţňuje, aby plyn obsahoval vyšší koncentrace VOC. Příklady kryogenní kondenzace jsou na Obrázku 3.50 a 3.51 [cww/tm/71].
Obrázek 3.50: Rekuperační systém kryogenní kondenzace spojený s obvyklým provozem ochranné dusíkové atmosféry 178
Kapitola 3
Obrázek 3.51: Systém kryogenní rekuperace v inertní atmosféře Kryogenní kondenzační systém se skládá z: -
předkondenzace, s vyuţitím chlazené vody nebo glykolu hlavního provozního kondenzátoru(ů) provozního ekonomizéru dusíkového ekonomizéru odpařovače dusíku potřebných výdechů a potrubí.
Typický kondenzační systém s inertním plynem v uzavřeném cyklu se skládá z (viz. Obrázek 3.52 [cww/tm/71]): - tepelného výměníku, předchlazujícího tok plynů - hlavního kondenzátoru, mechanicky chlazeného aţ na –40 °C - separátoru rozpouštědla, zdroje dusíku. Pouţití Kondenzace chladícím médiem Kondenzace chladícím médiem se pouţívá pro více či méně nasycené toky plynů (tj. s vysokou teplotou rosného bodu) těkavých sloučenin (organických a anorganických) a zapáchajících látek, které se odstraňují z vodou nasyceného toku plynu tak, ţe kondenzovaná voda působí jako absorbent (za předpokladu, ţe jsou rozpustné ve vodě). Základní pouţití kondenzace chladícím médiem je předčištění nebo následné čištění pro předchozí nebo následná zařízení čistící odpadní plyny. Odstranění hlavní zátěţe VOC pomáhá čistícím zařízením jako jsou adsorbéry (viz. Sekce 3.5.1.3), pračky plynů (viz. Sekce 3.5.1.4), spalovací pece (viz. Sekce 3.5.2.4). Kondenzace je na druhé straně vhodným následným čištěním koncentrovaných toků plynů z např. membránové separace (viz. Sekce 3.5.1.1) nebo stripování odpadních vod (viz. Sekce 3.3.4.2.14) a destilace (viz. Sekce 3.3.4.2.12).
179
Kapitola 3
Obrázek 3.52: Běţný kondenzační systém s inertním plynem v uzavřeném cyklu Limity a omezení pouţití [cww/tm/71]: tok plynů teplota vstupního plynu obsah vody tlak prach zápach amoniak
limity / omezení 100-100000 Nm3/h 50-80 °C plyn při kondenzaci pod 0 °C nesmí zásadně obsahovat vodu atmosférický <50 mg/Nm3 (nepřilnavý) >100000 ou/Nm3 200-1000 mg/Nm3
Kryogenní kondenzace Kryogenní kondenzace se pouţívá na všechny VOC a těkavé anorganické znečišťující látky, bez ohledu na jejich jednotlivé tlaky par. Nízké tlaky umoţňují velmi vysokou kondenzační účinnost a proto tato kondenzace dobře vyhovuje jako konečné sniţování emisí VOC. Teploty pod bodem tuhnutí vody na druhou stranu vyţadují, aby přiváděné plyny neobsahovaly vodu. Tato kondenzace je schopna přizpůsobovat se změnám průtoku VOC a dávkování rozpouštědla a můţe rekuperovat prakticky všechny druhy VOC i za proměnlivých podmínek. Tato pruţnost techniku zvýhodňuje především pro sniţování obsahu VOC ve víceúčelových závodech s více výrobky, které mají dávkové i kontinuální procesy [cww/tm/150].
180
Kapitola 3
Limity a omezení pouţití: limity / omezení tok plynů teplota vstupního plynu tlak 1 [cww/tm/70]
do 5000 Nm3/h do 80 °C 2-600 kPa 1
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
Kondenzace chladícím médiem
Kondenzace chladícím médiem
Kryogenní kondenzace
kompaktní technologie dobré řízení procesu, emise lze spočítat alespoň přibliţně následná čistící zařízení jsou zbavena vysoké zátěţe a mohou pracovat úsporněji rekuperace rozpouštědla za předpokladu, ţe tok plynu neobsahuje těţko separovatelnou směs VOC umoţňuje rekuperaci tepla
mnoţství chladící vody je problémem v oblastech s nedostatkem vody účinnost je velice závislá na průtoku plynů a jejich sloţení vyţaduje následný stupeň zpracování a/nebo čištění
Kryogenní kondenzace
kompaktní technologie rekuperace organických rozpouštědel za předpokladu, ţe je moţné je separovat od kondenzované směsi vysoká účinnost odstraňování VOC recykluje plynný dusík dobré řízení procesu, emise lze spočítat alespoň přibliţně
nevhodná pro toky vlhkých plynů kvůli tvoření ledu, který brání přenosu tepla vyţaduje zařízení vyrábějící dusík nebo externí dodávku dusíku chladící média s teplotou niţší neţ 0 °C mohou způsobovat námrazu na tepelném
výměníku
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Kondenzace chladícím médiem parametr zápach amoniak 1 [cww/tm/70]
účinnost [%]
úroveň emisí [mg/Nm3]
60-90 1 20-60 1
poznámky na počátku > 100000 ou/Nm3 na počátku 200-1000 mg/Nm3
Kryogenní kondenzace parametr
účinnost [%]
dichlormetan toluen methyl ethyl keton (MEK)
aceton metanol VOC 1 [cww/tm/70]
20-60 1
úroveň emisí [mg/Nm3]
poznámky
<20-<40 1 <100 1 <150 1
při –95 °C, na počátku 20-1000 g/Nm3 při –65 °C, na počátku 20-1000 g/Nm3 při –75 °C, na počátku 20-1000 g/Nm3
<150 1
při –86 °C, na počátku 20-1000 g/Nm3
<150 1 1000-5000 1
při –60 °C, na počátku 20-1000 g/Nm3 na počátku 200-1000 g/Nm3
181
Kapitola 3
Vlivy do více prostředí Kondenzace chladícím médiem spotřebovávaný materiál/energie chladící medium (vzduch, voda, solanka, amoniak-solanka) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky velmi závisí na jednotlivých aplikacích ventily, čerpadla, chladící zařízení
0,1-0,2 1
Mnoţství odpadní vody, která vzniká při kondenzaci je přímo úměrné mnoţství kondenzátu, které je naopak přímo úměrné vlhkosti a zvolené teplotě chlazení. Typické rozsahy sloţení kondenzátu jsou:
kondenzace VOC: 200-1000 mg/l CHSK kondenzace amoniaku /aminů: 400-2000 mg/l Kjeldahl-N.
Kryogenní kondenzace spotřebovávaný materiál/energie
mnoţství
dusík jako chladící medium
10-15 kg/kW chlazení 1
energie [kWh/1000 Nm3]
70
tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/71] 2 [cww/tm/70]
2-5 2
poznámky závisí na uspořádání podniku, typu rozpouštědla, atd. vstupní teplota 80 °C, výstupní teplota –70 °C
Dále se spotřebovávají:
pára pro rozehřívání zmrzlého kondenzátoru kvůli vlhkosti v toku odpadních plynů suchý stlačený vzduch pro pneumatické operace.
Kondenzát můţe být opět pouţit, znovu zpracován nebo likvidován. Spotřeba kapalného dusíku se dělí na:
záloţní provoz (pro udrţování teploty) chlazení přiváděného plynu do kondenzátoru.
Po kondenzačních procesech jsou koncentrace VOC stále ještě vysoké a můţe být proto vyţadováno další čištění odpadních plynů s obsahem VOC (např. adsorpcí nebo spalováním). Cyklická kondenzace s inertním plynem spotřebovávaný materiál dusík jako inertní plyn, pro bezpečnostní proplachování a/nebo chlazení energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/71]
mnoţství
poznámky
1-2 tuny/den 1 ventily, čerpadla, chladící zařízení
182
Kapitola 3
Monitorování Účinnost kondenzačního systému, jako systému čistícího vzduch, můţe být ovlivňována monitorováním koncentrace par rozpouštědla před a po kondenzaci. VOC mohou být měřeny jako celkový obsah uhlíku, kromě tuhých znečišťujících látek, s pouţitím detektoru ionizace plamene. Účinnost sniţování zapáchajících emisí se určuje na základě odebraných náhodných vzorků ve vhodných místech a jejich následnou analýzou pomocí olfaktometrie. Kryogenní systémy vyţadují monitorování poklesu tlaku. Kryogenní systémy pouţívají běţné programovatelné logické regulátory (PLC) pro regulaci dusíku, potřebného do chlazení. Za předpokladu, ţe poplachové systémy jsou správně nastavené a obsluha při kaţdé směně provádí pravidelné rutinní kontroly, by měl být umoţněn automatický provoz zařízení. V systémech cyklické kondenzace inertním plynem se navíc provádí kyslíková analýza, která zajišťuje, ţe inertní atmosféra v toku, který vychází z pece, obsahuje z bezpečnostních důvodů méně neţ 5 % kyslíku. Pokud je obsah kyslíku příliš vysoký, vstřikuje se dusík, který inertní atmosféru obnoví [cww/tm/71]. Ekonomika typ nákladů kondenzace chladícím médiem investiční náklady a provozní náklady: na pracovní síly
náklady kryogenní kondenzace
5000 EUR b 1
500000 EUR c 1
2 hodiny týdně + 1 pracovní den za rok 1
1 pracovní den týdně 1
kondenzace s inertním plynem v uzavřeném cyklu
a na 1000 Nm3/h b mimo čerpadel, potrubí, chladící věţe c mimo sekundárních technik a skladování dusíku 1 [cww/tm/70]
Ziskem jsou rekuperované VOC. Faktory ovlivňující náklady [cww/tm/71]: faktory průtok emisí poţadované sníţení teploty, tj. chladící náplň směsi rozpouštědel rozpustnost rozpouštědla
vliv/následky celkové rozměry systému, poţadované dodávky z veřejných sítí cena zařízení (přímo úměrná), dodávka chladící náplně (přímo úměrná) sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná) sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná)
183
Kapitola 3
Modernizovatelnost [cww/tm/71]: kondenzace chladícím médiem dobře dodatečně instalovatelná pokud je dostupná voda pro chlazení, s tepelnými výměníky umístěnými poblíţ nebo v horní části odpovídající součásti zařízení
kryogenní kondenzace můţe být na lyţinách, můţe nahradit jakékoli stávající dusíkové odpařováky, měla by být instalována poblíţ zdroje kapalného dusíku, aby se co nejvíce zkrátilo kryogenní potrubí, systémy lze jak dodatečně instalovat do stávajících podniků, tak integrovat do nových
kondenzace s inertním plynem v uzavřeném cyklu obtíţně dodatečně instalovatelná ve stávajících výrobních závodech; více vyhovuje pro nové
3.5.1.3 Adsorpce
Popis Adsorpce je heterogenní reakce při které se molekuly plynu zachycují na povrchu pevné látky (adsorbentu). Tato látka lépe zachycuje určité sloučeniny neţ látky ostatní a tak je odstraňuje z toků odpadních látek. Pokud její povrch adsorboval takové mnoţství, které mohl kapacitně přijmout, adsorbovaný obsah je desorbován. Desorpce je součástí regenerace adsorbentu. Po desorpci jsou znečišťující látky obvykle koncentrovanější a je moţné je buď rekuperovat, nebo odstranit (likvidovat) [cww/tm/135]. Hlavní typy adsorpčních systémů jsou:
adsorpce s fixním loţem adsorpce s fluidním loţem adsorpce s kontinuálně pohyblivým loţem adsorpce se střídavým (swing) tlakem (PSA).
Adsorpce s fixním loţem (viz. Obrázek 3.53) [cww/tm/71]) je velmi rozšířená. Odpadní plyny, znečištěný vzduch, atd. se před vstupem upravují chlazením, částečnou kondenzací vodních par a ohřevem. Tím se sníţí relativní vlhkost aby se minimalizovala adsorpce vody současně s adsorpcí poţadovaných znečišťujících látek. Plyn o teplotě kolem 40 °C se vhání do adsorbéru, prochází zdola nahoru a vychází vyčištěný. Kvůli regeneraci adsorbentu jsou adsorbéry běţně provozovány jako zařízení s více (2 nebo 3) loţi, tj. jedno loţe je zatěţováno, druhé je regenerováno a příleţitostné třetí loţe odpočívá. Proces adsorpce s dvojitým loţem je na Obrázku 3.53.
184
Kapitola 3
Obrázek 3.53: Typický proces adsorpce s dvojitým loţem Procesy s fluidním loţem (viz Obrázek 3.54 [cww/tm/132]) vyuţívají rychlosti plynu (především v rozsahu 0,8-1,2 m/s) k udrţení adsorbentu ve fluidním stavu. Tyto systémy vyţadují granule adsorbentu odolné proti mechanickému opotřebení. Provozují se s kontinuální adsorpcí / desorpcí, kdy se adsorbent regeneruje v tepelném výměníku umístěném pod adsorbérem a následně se pneumaticky vrací do fluidního loţe. U procesů s kontinuálně pohyblivým loţem (viz Obrázek 3.55 [cww/tm/71]) se adsorbent stále doplňuje do vrchní části adsorbéru a pohybuje se proti směru toku plynů. Nasycený adsorbent na dně nádoby se stále přesouvá do regenerátoru pohyblivého loţe. Adsorpce se střídavým (swing) tlakem (PSA) dokáţe separovat plyny nebo výpary ze směsi odpadních plynů a současně regenerovat adsorbent. Skládá se ze čtyř stupňů: Stupeň 1: plyn proudící do adsorbéru vytváří tlak Stupeň 2: dochází k adsorpci při vysokém tlaku a tím produkci čistých sloţek Stupeň 3: sníţení tlaku Stupeň 4: čištění při nízkém tlaku nebo při podtlaku. Tento čtyřstupňový proces separuje sloţky podle pevnosti jejich vazby na adsorbent. Spolu s následnými čistícími zařízeními zlepšuje tato technika rekuperovatelnost a opětovnou pouţitelnost směsí odpadních plynů.
185
Kapitola 3
Obrázek 3.54: Adsorpce s fluidním loţem a) regenerovaný adsorbent, b) fluidní lože, c) inertní plyn, d) ventilátor, e) separátor Typické adsorbenty jsou např. [cww/tm/71]:
granulované aktivní uhlí (GAC), nejběţnější adsorbent s širokým rozsahem účinnosti a neomezený na polární či ne-polární sloučeniny; můţe být impregnováno např. oxidanty, jako jsou manganistan draselný nebo sloučeniny síry (zlepšující retenci těţkých kovů) [cww/tm/71] zeolity, s vlastnostmi závislými na jejich výrobě, pracující buď jako pouhá molekulová síta, selektivní iontoměniče nebo jako hydrofobní adsorbér VOC makroporézní polymerní částice, pouţívané ve formě granulí nebo kuliček, které s ohledem na VOC nejsou příliš selektivní silikagel hlinito-sodné silikáty.
Kromě jiţ uvedených kontinuálních a současně probíhajících metod rekuperace existuje několik metod regenerace adsorbentu adsorbérů s fixním loţem:
regenerace se střídavou teplotou regenerace ve vakuu PSA, shora popsaná.
186
Kapitola 3
Obrázek 3.55: Adsorpce a desorpce s kontinuálně pohyblivým loţem Regenerace se střídavou teplotou vyuţívá několika tepelných zdrojů:
páry, která je nejběţnější mikrovln vestavěných ohřívačů ohřátého plynu, vyuţití horkého inertního plynu z bezpečnostních důvodů s GAC jako adsorbentem.
Přehřátá pára prochází shora dolů adsorbentem a snáší adsorbované sloučeniny dolů do kondenzační a separační jednotky, např. gravitačních separátorů nebo destilačního zařízení. Přehřátá pára je hlavní metodou regenerace GAC, ale pouţívají se i ohřáté inertní plyny. Zeolity mohou být regenerovány horkým vzduchem. Mnohem niţší teploty páry nebo horkých plynů (asi 80 °C) vyţadují při regeneraci polymerní adsorbenty.
Vakuová regenerace umoţňuje desorpci při teplotě okolního adsorbentu, coţ je výhodné pro rekuperaci a opětovné pouţívání citlivých látek. Tato metoda se pouţívá pro GAC, zeolity a polymerní adsorbenty. Pouţití Pouţití adsorpce zahrnuje: rekuperaci VOC (surovin, produktů, rozpouštědel, paliva z plnících operací, atd.) pro opětovné pouţití nebo recirkulaci, příleţitostně jako koncentrační stupeň pro zlepšení provozuschopnosti dalších rekuperačních operací, jako např. membránové separace (viz. Sekce 3.5.1.1) sniţování obsahu znečišťujících látek (nebezpečných látek z výroby nebo čistících zařízení (např. ČOV), jako jsou VOC, zapáchající látky, stopové plyny atd.), které nemohou být recirkulovány nebo jinak vyuţity, tyto nejsou případně s adsorbentem GAC regenerovány, ale jsou spalovány jako ochranný filtr následně po zařízeních konečného čištění.
187
Kapitola 3 Pouţití adsorpce jako technologie sniţující obsah látek se nedoporučuje pro odpadní plyny s velmi vysokými koncentracemi VOC, protoţe poţadavky na následnou rekuperaci by nepříznivě ovlivnily ziskovost. Obvykle existují vhodnější techniky. Technologie adsorpce je pouţitelná pro omezování, rekuperaci, recyklaci nebo přípravu (pro následné čištění) VOC a organických nebezpečných emisí do ovzduší, např. emisí z:
odmašťování stříkání barev extrakce rozpouštědel natírání kovových fólií natírání fólií z plastů natírání papíru výroby léčiv topného plynu, benzínu, atd.
Limity a omezení pouţití
průtok plynu [Nm3/h] teplota [°C] tlak [MPa] obsah VOC dioxiny [ng/Nm3 TEQ] relativní vlhkost
limity / omezení GAC 100-100000 1 15-80 1 0,1-2 1 max. 25% LEL 10-100 1 maximum <70% co nejniţší
zeolity <100000 1 <250 1 atmosférický 1 max. 25% LEL
polymery
max. 25% LEL
1 [cww/tm/70]
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
vysoce účinná technika při odstraňování VOC a jejich rekuperaci jednoduchá a robustní technologie vysoký stupeň nasycení adsorbentu snadná instalace snadná údrţba
tuhé znečišťující látky v toku odpadních plynů mohou způsobovat potíţe směs můţe způsobit časný průnik nečistot nevhodná pro toky vlhkých odpadních plynů riziko vzplanutí loţe (GAC a zeolity, zatímco u polymerů niţší teplota) moţnost polymerace nenasycených organických sloučenin na GAC
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr VOC toluen zápach rtuť sirovodík dioxiny 1 [cww/tm/70]
účinnost [%] 80-95 1 90 1 80-95 1
úroveň emisí [mg/Nm3]
<0,01-0,05 1 80-95 1 <0,1 ng/Nm3 TEQ 1
poznámky GAC GAC GAC, zeolit GAC GAC GAC
188
Kapitola 3 Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se spotřebovávaný materiál/energie pára (desorpce) [kg/kg znovu získaného rozpouštědla] plynný dusík (desorpce horkým plynem) [Nm3/tunu rozpouštědla] chladící voda (kondenzace) [m3/tunu rozpouštědla] úbytek adsorbentu [kg/tunu rozpouštědla] tlaková ztráta [kPa] energie [kWh/tunu rozpouštědla]
GAC 1,5-6 1
mnoţství zeolit
poznámky polymer
35 1 35-60 2 100-150 0,5-1 2
pro všechny 3 metody adsorpce
2-5 2 35-100 2 130-260
1 [cww/tm/71] 2 [cww/tm/64]
Při parní regeneraci se vytváří odpadní voda s poměrně velkou zátěţí znečišťujícími látkami, které je třeba vypustit do čistírny odpadních vod. Pokud se rekuperace neprovádí, je třeba adsorbent likvidovat. To znamená, ţe obvykle musí být dopraven do spalovny, coţ není vhodné v případech, kde je adsorbent zatíţen rtutí. Regeneraci a/nebo likvidaci adsorbentu mohou provádět také externí firmy. Další následné čištění plynů můţe být nezbytné tehdy, vyţadují-li jej zákonné předpisy. Protoţe všechny procesy adsorpce jsou exotermní, způsobují zvyšování teploty, coţ není pro adsorpci organických sloučenin ţádoucí. Uhlík nebo kovy na GAC, stejně jako zeolity, mohou katalyzovat oxidaci některých sloţek v případě, ţe je adsorbent horký. To způsobuje vzplanutí loţe a také se tak spotřebovává část nebo všechno GAC, ale pro zeolit to neplatí. To představuje nebezpečí při adsorpci některých uhlovodíků (jako jsou ketony nebo podobné aktivní sloučeniny) při teplotách okolí blízkých těm, které působí oxidaci organických sloučenin. Hoření loţe GAC můţe buď zvětšit velikost pórů zbytku loţe nebo loţe zoxidovat na popel, coţ představuje váţnou havárii, která můţe způsobit poţár celého zařízení. Tyto poţáry je moţné potlačovat zvlhčováním vzduchu a záměrným chlazením GAC. Monitorování Účinnost systému při sniţování obsahu znečišťujících látek je ovlivňována monitorováním koncentrace VOC/rozpouštědla před a po adsorpci. VOC je moţné měřit jako celkový obsah uhlíku (kromě tuhých znečišťujících látek) s pouţitím detektoru ionizace plamene. Kvalitativní analýza emisí se provádí odběrem vzorků ve vhodných místech a jejich následnou analýzou GC/MS nebo GC/FID. Účinnost sniţování obsahu zapáchajících emisí se určuje na základě odběru vzorků ve vhodných místech a jejich následnou olfaktometrickou analýzou. Nejdůleţitějším měřením je měření tlakové ztráty na prachových filtrech a na loţi adsorbentu. Ve filtrech by měl tlak po obnově nebo čištění rovnoměrně stoupat. Příliš rychlý nárůst varuje před pozdější vysokou tlakovou ztrátou kvůli přílišnému zatíţení prachem. Na loţi by měl tlak zůstat konstantní. Kaţdý nárůst naznačuje buď to, ţe prach obchází prachový filtr nebo ţe prach pochází z narušených granulí adsorbentu. Na zařízení by měla být montáţ hlásiče vysokého tlaku. Kvůli prevenci vzniku poţárů se vyţaduje monitorování teploty výstupního plynu z adsorbéru GAC. Adsorpční systémy jsou obvykle řízeny programovatelným logickým regulátorem (PLC) a nové systémy mají řízení provozní sekvence zaloţeno na měření průniku znečištění. Pokud úroveň emisí
189
Kapitola 3 z provozovaného loţe dosáhne přednastavené hodnoty, loţe se přepnou a začíná regenerace. To je energeticky úsporné v případě, ţe desorpce probíhá vţdy u nasyceného loţe. Kvůli nebezpečí vzplanutí je nutné regulační systémy konstruovat tak, aby neumoţňovaly dosáhnout koncentraci rozpouštědel vyšší neţ 25 % dolní meze výbušnosti. Tím se minimalizuje jak příkon ventilátoru, tak spotřeba páry. Spotřebu energie je moţné optimalizovat tak, ţe se mění průtok a dávkování rozpouštědla, do ventilátorů se instalují regulační klapky nebo se do nich instalují motory s regulovatelnými otáčkami [cww/tm/71]. Ekonomika typ nákladů GAC investice 5000-10000 EUR 1 [na 1000 Nm3/h] 240000 EUR 1 provozní náklady utility spotřebovávaný 600-1300 EUR na materiál tunu GAC a zařízení pro 1000 Nm3/h 1 [cww/tm/70]
zeolit
polymer
poznámky bez regenerace včetně regenerace a včetně likvidace
Faktory ovlivňující náklady [cww/tm/71]: faktory průtok emisí adsorpční účinnost rozpouštědla, koncentrace rozpouštědla typ rozpouštědla rozpustnost rozpouštědla směsi rozpouštědel dávkování rozpouštědla přítomnost nečistot snadnost desorpce rozpouštědla
vliv/následky celkové rozměry systému, poţadované dodávky ze sítí mnoţství potřebného adsorbentu výběr adsorbentu sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná rozpustnosti), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná) sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná) spotřeba medií (páry) v adsorpčním / desorpčním cyklu a rychlost degradace adsorbentu omezuje ţivotnost adsorbentu teplota desorpce
Vyuţití pro modernizaci [cww/tm/71]: GAC zeolit polymer Za předpokladu, ţe je dostupný dostatečný prostor, je dodatečná montáţ adsorpčního systému do stávajícího výrobního procesu obecně moţná. Prostorová náročnost jednotky kontinuální adsorpce/desorpce je zhruba 25 % prostorové náročnosti adsorpčního systému se dvěma loţi.
3.5.1.4 Mokré pračky pro odstranění plynů
Popis Mokré praní (nebo adsorpce) je přenos hmoty mezi rozpustným plynem a rozpouštědlem – často vodou – při jejich vzájemném kontaktu. Fyzikálnímu praní se dává přednost kvůli rekuperaci chemikálií, zatímco chemické praní se omezuje na odstranění a sniţování obsahu plynných sloţek. Fyzikálně
190
Kapitola 3 chemické praní je mezi nimi. Sloţka je rozpuštěna v adsorpční kapalině a zapojuje se do reverzibilní chemické reakce, která umoţňuje rekuperaci plynných sloţek [cww/tm/132]. Procesy praní pro čištění odpadních plynů se pouţívají především pro:
odstranění plynných znečišťujících látek, např. halogenvodíků, SO2, amoniaku, sirovodíku nebo těkavých organických rozpouštědel odstranění SO2 nebo halogenvodíků určité typy praček také odstraňují prach (viz. Sekce 3.5.3.4).
Podle znečišťujících látek, které je nutno odstranit, se pouţívá několik následujících pracích kapalin:
voda pro odstranění rozpouštědel a plynů, jako jsou halogenvodíky nebo amoniak s hlavním cílem tyto znečišťující látky rekuperovat a opět pouţít zásadité roztoky pro odstranění kyselých sloţek, jako jsou halogenvodíky, oxid siřičitý, fenoly, chlór; také se pouţívá jako druhý prací stupeň pro odstranění reziduálních halogenvodíků po prvním stupni vodní absorpce; odsíření bioplynu zásadité oxidační roztoky, tj. alkalické roztoky s chlornanem sodným, oxidem chloričitým, ozónem nebo peroxidem vodíku roztoky kyselého siřičitanu sodného, odstraňují zápach (např. aldehydy) roztoky Na2S4 pro odstraňování rtuti z odpadních plynů kyselé roztoky odstraňující amoniak a aminy roztoky monoetanolaminu a dietanolaminu, vhodné pro absorpci a rekuperaci sirovodíku.
V provozu jsou různé druhy praček, např.:
pračka s vláknitou náplní pračka s pohyblivým loţem pračka s vrstvou výplně pračka s děrovanými patry sprchová věţ.
Jejich výběr závisí na: poţadované efektivitě výkonnosti spotřebě energie činidlech vlastnostech toku odpadních plynů. Optimální konstrukce pracích systémů, které mají dosahovat nízkých výstupních koncentrací zahrnuje vysokou spolehlivost, automatický provoz a protiproud kapalin a plynů. Pračky jsou obvykle provozovány s předřazeným chlazením (např. rozprašovací komory nebo zhášedla) aby došlo ke sníţení teploty přiváděného plynu a současnému nasycení toku plynu, čímţ se zabrání omezení míry adsorpce a vypařování rozpouštědla. Taková doplňková zařízení vykazují malou tlakovou ztrátu. Pračka s vláknitou náplní Pračka s vláknitou náplní (pračka s vláknitým loţem) sestává z komory s přívodem plynu a jeho odtahem, která obsahuje rohoţe z vláknitého výplňového materiálu, který je sprchován kapalinou. Tyto jednotky mohou být konstruovány buď pro horizontální nebo vertikální tok plynů. Typické vláknité materiály jsou sklo, plasty a ocel. Pouţívají se pro odstranění kyselých sloţek (fluorovodíku, chlorovodíku, kyseliny sírové a kyseliny chromové) a organických/anorganických sloučenin z odpadních toků plynů. Ucpávání trysek, ucpávání vláknitých loţí a jejich nedostatečné zvlhčování můţe způsobovat problémy. 191
Kapitola 3
Toky odpadních plynů se před tím, neţ vstoupí do praček s vláknitou náplní často chladí, aby došlo ke kondenzaci co největšího mnoţství kapaliny obsaţené v plynu a zvětšení obsaţených aerosolových částic kondenzací. Předřazenou filtrací se obvykle z proudu plynů odstraňují větší tuhé znečišťující látky před tím, neţ vstoupí do pračky [cww/tm/110]. Pračky s pohyblivým loţem Pračky s pohyblivým loţem sestávají ze zón s pohyblivou náplní, obvykle tvořenou plastovými kuličkami. V plášti nádoby jsou podpůrné rošty, na kterých je umístěn materiál náplně, přívody a odvody pracího roztoku a omezovač aerosolů. Pračky s pohyblivým loţem se pouţívají pro odstraňování oxidu siřičitého, fluorovodíku a zápachu. Také se pouţívají k čištění odpadních plynů, které obsahují prach a mohou působit inkrustace. Typické zařízení je na Obrázku 3.56 [cww/tm/79].
Obrázek 3.56: Pračka s pohyblivým loţem Pračky s pohyblivým loţem jsou naplněny plastovými koulemi s malou hustotou, které se volně pohybují mezi podpůrnými rošty. Tyto pračky nejsou tak náchylné k ucpávání, protoţe sférické, duté plastové koule jsou udrţovány stále v pohybu a fluidní. Pohyblivé náplňové kolony jsou vůči ucpávání odolné. Tento stálý pohyb a hladký povrch koulí zabraňuje vzniku inkrustace na náplni. Pračky s náplní Pračky s náplní sestávají z vnějšího pláště, který obsahuje loţe z různě tvarovaného materiálu náplně na podpůrných roštech, zařízení pro rozstřikování kapaliny, přívody a odvody kapaliny a omezovač aerosolů. U vertikální konstrukce (věţe s náplní) prochází tok plynu komorou směrem vzhůru (proti proudu kapaliny). Jsou nejpouţívanějšími absorbéry plynů, kterými se omezuje znečištění. Pračky s náplní s vhodnými činidly se pouţívají pro absorpci oxidu siřičitého, kyseliny chromové, sirovodíku, amoniaku, chloridů, fluoridů a VOC. Typický příklad je na Obrázku 3.57 [cww/tm/79]. Pračky s náplní nejsou kvůli jejich ucpávání vhodné pro vypírání tuhých znečišťujících látek. Obvykle se jejich pouţití omezuje na případy, kdy je obsah tuhých znečišťujících látek niţší, neţ 0,5 g/Nm3. Závaţným problémem u praček s náplní je ucpávání a tvoření povlaku, protoţe náplň je obtíţněji přístupné a čistitelné, neţ je tomu u ostatních konstrukcí praček. Proto by mělo být před pračku s náplní zařazeno oddělené velmi účinné zařízení pro sniţování obsahu tuhých znečišťujících látek.
192
Kapitola 3
Obrázek 3.57: Pračka s náplní Pračky s děrovanými patry Pračky s děrovanými patry sestávají z vertikální věţe s několika horizontálními perforovanými (kloboučkovými nebo sítovými) patry. Kousek nad otvory v patrech jsou umístěné přepáţky. Tyto pračky se obvykle pouţívají při absorpci kyselin, oxidu siřičitého a zapáchajících látek. Příklad je na Obrázku 3.58 [cww/tm/79]. Patrové pračky nejsou vhodné pro pěnivé kapaliny. Pokud se obsah VOC sniţuje absorpcí, pak pračky s náplní jsou obvykle úspornější, neţ pračky patrové. Avšak při poţadavku na vnitřní chlazení nebo tam, kde by malý průtok nedostatečně zvlhčoval náplň, je konstrukce s děrovanými patry upřednostňována před pračkami s náplní. Patrové pračky se obvykle pouţívají pro jejich vysokou účinnost a snadnou údrţbu. Obvykle se konstruují tak, aby obsluze zajistily přístup ke kaţdému patru a tak se poměrně snadno čistí a udrţují. Výška kolony a mnoţství materiálu náplně a /nebo počet kovových pater, společně s poklesem tlaku v koloně, obvykle určuje průtok odpadních plynů. Tlaková ztráta je určujícím faktorem pro výběr pračky a v tomto ohledu se pračky s děrovanými patry dobře srovnávají s ostatními metodami čištění plynů na základě poměru účinnost/cena. Při vysokém průtoku patrové věţe vykazují větší poklesy tlaku a mají větší zádrţe kapaliny. -
193
Kapitola 3
Obrázek 3.58: Pračka s děrovanými patry Chemické absorpce škodlivých plynných znečišťujících látek jako jsou oxid siřičitý, chlór a sirovodík, je moţné dosáhnout stykem proudu vzduchu s vhodnými chemikáliemi na patrech. Kolonám s náplní se však v případě přítomnosti kyselin a jiných korozívních materiálů dává přednost před patrovými věţemi, protoţe jejich věţ můţe být vyrobena z laminátu, PVC nebo jiného levnějšího nekorodujícího materiálu. Sprchové věţe Sprchové věţe (nebo sprchové pračky) sestávají z rozprašovacích trysek na vrcholu věţe, kterými vstupuje prací kapalina a přívodu plynu u dna. Proud odpadních plynů obvykle prochází věţí vzhůru proti proudu kapaliny. Sprchové věţe se obvykle pouţívají k odstranění kyselých a zapáchajících plynů. Příklad je na Obrázku 3.59 [cww/tm/79].
194
Kapitola 3
Obrázek 3.59: Sprchová věţ, (a) protiproudá, (b) souproudá Problémy můţe způsobovat ucpávání rozprašovacích trysek. Sprchové věţe jsou tradičním uspořádáním mokrých praček, které se pouţívají proto, aby umoţnily kontakt plynů se sorbentem. Přenos hmoty je však u nich nejniţší a tak se obvykle omezují na odstraňování vysoce rozpustných plynů. Typický rozsah koncentrací znečišťujících látek je 100 aţ 10000 mg/Nm3. Sprchové věţe jako mokré pračky nejsou tak náchylné k zanášení jako pračky s náplní, ale aby zachytily jemné tuhé znečišťující látky, vyţadují velmi vysoké poměry kapalina/plyn (>31/m3). Pokud mají být adsorbované plyny rekuperovány, je nutný dodatečný stupeň desorpce. Obvyklou metodou desorpce/rekuperace organického obsahu je destilace, nebo přehánění vodní parou (stripování), kdy dochází k přenosu obsaţených plynů zpět do plynné fáze. Pokud se rekuperace provádí stripováním, pak se oddělený plyn následně kondenzuje a jímá. Kondenzát se buď pouţije znovu přímo v procesu nebo se například destilací rozdělí na jednotlivé sloţky. Stripování i destilace probíhají při sníţeném tlaku proto, aby bylo moţné sníţit teplotu a minimalizovat riziko rozkladu organických sloučenin [cww/tm/71]. Typický systém absorpce / desorpce je na Obrázku 3.60 [cww/tm/71]. Podtlaková desorpce popsaná na Obrázku 3.60 není případem obecným, ale je to jedna z moţností. Usnadňuje vaření prací kapaliny (rozpouštědly), ale je u ní náročnější kondenzace.
195
Kapitola 3
Obrázek 3.60: Typický systém absorpce / desorpce Pouţití Absorpce je velmi rozšířenou technikou rekuperace surovin a/nebo produktů pro separaci a čištění plynů, které obsahují vysoké koncentrace VOC, zvláště takových sloučenin, které jsou rozpustné ve vodě – jako jsou alkoholy, aceton nebo formaldehyd. Vyuţívání absorpce jako primární čistící techniky organických par je podřízeno dostupnosti vhodného rozpouštědla, s vysokou schopností rozpouštět plyn, s nízkým tlakem par a nízkou viskozitou. Jako koncová technika sniţující emise se praní plynů obvykle zavádí pro anorganické sloučeniny, spíše neţ pro VOC. To, zda je vhodnou technikou sniţování znečištění, závisí na:
rekuperační hodnotě znečišťující látky nákladech na zbavování se odpadních vod poţadované účinnosti odstraňování znečišťujících látek koncentraci znečišťující látky v přiváděném odpadním plynu dostupnosti vhodného rozpouštědla / chemického činidla
Absorpce se zlepšuje:
větším kontaktním povrchem vyššími poměry kapalina/plyn vyššími koncentracemi v tocích plynů niţší teplotou.
Nízké výstupní koncentrace v plynech se obvykle vyţadují pro nebezpečné VOC, coţ má za následek neprakticky vysoké absorpční věţe, dlouhé kontaktní časy a vysoké poměry kapalina/plyn, které mohou být nákladově neefektivní. Mokré pračky jsou proto efektivnější v případě sniţování obsahu nebezpečných VOC spolu s jinými zařízeními, jako jsou GAC adsorbéry (viz, Sekce 3.5.1.3) nebo pece na spalování odpadních plynů (viz. Sekce 3.5.2.4 a 3.5.2.5).
196
Kapitola 3 Limity a omezení pouţití jsou:
průtok plynu [Nm3/h]
teplota [°C]
tlak obsah znečišťujících látek [g/Nm3] tuhé znečišťující látky [mg/Nm3] 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/110] 3 [cww/tm/113] 4 [cww/tm/111] 5 [cww/tm/114]
limity /omezení 50-500000 1 1800-170000 (pračka s vláknitou náplní) 2 900-130000 (pračka s náplní) 3 1700-130000 (pračka s děrovanými patry) 4 2500-170000 (sprchová věţ) 5 5-80 (obvyklá) 1 <60 (pračka s vláknitou náplní) 2 4-38 (pračka s náplní, pro omezování plynných znečišťujících látek) 3 4-38 (pračka s děrovanými patry, pro omezování plynných znečišťujících látek) 4 4-38 (sprchová věţ, pro omezování plynných znečišťujících látek) 5 10-40 (alkalicko-oxidační praní) 1 30 (odsíření bioplynu) 1 (vysoká teplota plynu můţe vést ke značným ztrátám prací kapaliny odpařením) atmosférický 0,2-11 (pračka s vláknitou náplní) 2 450 (pračka s náplní) 3
Výhody a nevýhody Výhody Obecně
široké pouţití
velmi vysoká účinnost kompaktní zařízení díky výhodnému poměru kapacity a objemu jednoduchá a robustní technologie snadná údrţba jen málo součásti citlivých na únavu zvládá i hořlavé a výbušné plyny/prachy s malým rizikem můţe chladit i horké plyny zvládá aerosoly můţe neutralizovat korozívní plyny a prach
Pračky s náplní nízká aţ střední tlaková ztráta plastové pračky nebo pračky ze skelných laminátů (FRP) mohou fungovat ve vysoce korozívních prostředích vysoce efektivní přenos hmot schopnost jímat plyny i tuhé znečišťující látky nízké investiční náklady malé prostorové nároky
Nevýhody Obecně odtahovaná voda a ztráty odpařením se musí nahrazovat vodou nebo zředěnými chemikáliemi odpadní vodu je kvůli nahrazování prací kapaliny nutné čistit mnohé aplikace vyţadují kondicionační činidla (např. kyseliny, zásady, oxidanty, změkčovadla) prach, odstraněný jako kal, je nutné čistit buď pro opětovné pouţití nebo likvidační operace pro montáţ střechy vyţaduje nosné konstrukce pro venkovní montáţ vyţaduje ochranu proti zamrznutí (podle podnebí) materiál náplně je citlivý na zanášení prachem nebo tuky moţná koroze zachycené tuhé znečišťující látky mohou být kontaminovány a nerecyklovatelné odpadní plyn můţe vyţadovat nový ohřev, aby se zabránilo viditelné (parní) vlečce z výdechů Pračky s náplní náchylné k ucpávání loţe poměrně nákladná údrţba, ve srovnání s ostatními technikami praní FRP konstrukce je citlivá na vyšší teploty poměrně vysoké náklady na údrţbu
197
Kapitola 3
Výhody Pračky s děrovanými patry přizpůsobivost provozním podmínkám (změnám průtoku) univerzálnost v případě malých průtoků plynů, mohou fungovat i s malým průtokem kapaliny v jedné jednotce zajišťuje absorpci a rovněţ jímání prachu zlepšuje styk plynu s vhodnou suspensí pro odstranění SO2 jednoduchá údrţba a provoz Sprchové věţe malá tlaková ztráta FRP konstrukce odolává i vysoce korozívnímu prostředí malá spotřeba energie nízké investiční náklady téměř se neucpává poměrně prostorově nenáročná schopná jímat plyny i tuhé znečišťující látky
Nevýhody Pračky s děrovanými patry ukládání prachu kolem ventilů a/nebo na patrech vyšší náklady neţ u ostatních mokrých praček
Sprchové věţe malá účinnost přenosu hmoty malá účinnost odstraňování jemných částic FRP konstrukce je citlivá na vyšší teploty vysoké provozní náklady
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
účinnost a [%]
alkoholy fluorovodík
do 95 1 >99 1
chlorovodík
>99 1
kyselina chromová amoniak aminy oxid siřičitý fenoly sirovodík anorganické sloučeniny VOC
>99,9 c >99 1 80-99 d 2 >90 90-95 1 80->99 h 5 95-99 d,f,h 2,3,5 70->90 f,g 3,4
úroveň emisí [mg/Nm3] b pouze aţ 100 1 <50 1 <1 1 <50 1 <10 1 <0,1-1 1 <1 1 <1 1 <40 1
poznámky voda voda zásada voda zásada voda kyselina kyselina zásada zásada zásada
a vysoká vstupní koncentrace b nízká vstupní koncentrace c vstupní koncentrace 25 g/Nm3 amoniaku, výtoková koncentrace <10 mg/Nm3 d sprchová věţ, několik činidel e můţe dosahovat >99 % f pračka s náplní g pračka s vláknitou náplní h pračka s děrovanými patry 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/114] 3 [cww/tm/113] 4 [cww/tm/110] 5 [cww/tm/111]
198
Kapitola 3
Vlivy do více prostředí Hlavní zdroje medií a spotřebovávané materiály/energie v absorpčních systémech jsou [cww/tm/71]: spotřebovávaný materiál/energie prací voda chemikálie (kyselé, alkalické, oxidanty) desorpční zařízení: chladící voda kondenzátoru, pára pro parní vyvařování energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/71] 2 [cww/tm/70]
mnoţství
30-40 kg/1000 m3 odpadního plynu (pára 120°C) 0,2-1 2 0.4-0.8 1
poznámky
závisí na pouţití, nezahrnuje desorpci závisí na pouţití
Obvykle vyţaduje dodatečné zpracování recirkulující kapaliny v závislosti na její degradaci (např. obsaţených nerozpustných pevných látkách) a ztrátách odpařením. Při praní vzniká odpadní voda, která se musí čistit, pokud se prací kapalina s tím, co obsahuje nepouţívá jinak. Vhodné čištění představuje desorpce obsaţeného odpadního plynu, která se provádí vţdy, kdyţ je rekuperace plynu cílem praní. Desorpce můţe způsobovat emise do ovzduší a je třeba brát v úvahu její spotřebu energie. Monitorování [cww/tm/79] Účinnost pracího systému se určuje monitorováním koncentrací plynných znečišťujících látek před a po praní. Oxid siřičitý se obvykle monitoruje infračervenými analyzátory; mokré chemické metody se pouţívají na halogenvodíky. VOC se měří jako celkové mnoţství uhlíku, kromě tuhých znečišťujících látek, s pouţitím detektoru ionizace plamene. Kvalitativní analýza emisí se provádí na základě odběru vzorků ve vhodných místech a jejich následnou analýzou GC/MS. Účinnost sniţování obsahu zapáchajících emisí se určuje po odběru vzorků ve vhodných místech a jejich následnou olfaktometrickou analýzou. Dále je nutné pravidelně měřit:
tlakovou ztrátu v pračce, aby se zjistily provozní anomálie, které by mohly vyţadovat zásah údrţby nátok doplňující vody do pračky průtok recyklované vody průtok činidla v určitých případech pH, teplotu, elektrickou vodivost a ORP.
Mokré pračky vyţadují pravidelnou kontrolu, která má zjistit případné poškození zařízení, např. korozi nebo ucpání. Pračka by proto měla by být dobře přístupná. Důleţité je rychlé zjištění provozních poruch a dostatečné vybavení vypouštěcích výdechů absorpčního zařízení hlásiči, které zajišťují upozornění na poruchu zařízení. Pro automatické řízení zařízení se obvykle pouţívá systém programovatelného logického regulátoru (PLC) nebo digitální počítačový systém (DCS) (např. při nastaveném hodnotách pH a ORP, optimalizovaných pro vysokou absorpci plynu). Je k dispozici program, který umoţňuje předem určit
199
Kapitola 3 optimální provozní parametry, tj. cirkulaci a potřebu páry pro dané sloţení odpadního plynu. To je výhodné především tam, kde se očekávají velké výkyvy toku plynů a/nebo koncentrace rozpouštědla. Za předpokladu, ţe je instalováno automatické vypnutí a v regulačním systému jsou nastavené poplachové hlásiče např. pro nízký průtok kapaliny nebo ztrátu podtlaku, je činnost ze strany obsluhy zařízení minimální. Poţadavky na údrţbu by měly být malé. Omezují se především na pravidelné kontroly desorpčního systému s ohledem na kvalitu desorpce, která je klíčovým faktorem ovlivňujícím výkonnost absorpce, a zařízení s pohyblivými částmi [cww/tm/71]. Ekonomika typ nákladů Vláknitá náplň investiční náklady [na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivnost [na tunu znečišťující látky za rok] 1 [cww/tm/110] 2 [cww/tm/113] 3 [cww/tm/111] 4 [cww/tm/114]
Pohyblivé loţe
600-1800 USD 1 1000-21100 USD 1 40-710 USD 1
náklady Pračka s náplní
Pračka s patry
Sprchové věţe
6200-33500 USD 2 9300-42300 USD 2 0,24-1,09 USD 2
1300-7000 USD 3 1500-42000 USD 3 51-1300 USD 3
500-2200 USD 4 800-28100 USD 4 28-940 USD 4
Faktory ovlivňující náklady [cww/tm/71]: faktory Objemový průtok emisí Poţadovaná účinnost rekuperace Účinnost absorpce v rozpouštědle
vliv/následky Celkové rozměry systému, poţadované utility Výška prací kolony Rychlost recirkulace prací kapaliny a tím poţadavky na čerpání Výběr prací kapaliny Sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná rozpustnosti), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná) Sloţitost následných separačních technik (přímo úměrná), energetická náročnost separačních technik (přímo úměrná) Rozsah desorpce a následná spotřeba utilit (páry) Velký podíl odtahu znečištěné kapaliny a tím vysoké náklady na čištění a/nebo likvidaci Teplota desorpce
Typ rozpouštědla Rozpustnost rozpouštědla Směsi rozpouštědel Dávkování rozpouštědla Degradace prací kapaliny Snadnost desorpce rozpouštědla
Moţnost vyuţití pro modernizace [cww/tm/71]: Vláknitá náplň
Pohyblivé loţe
Loţe náplně
Patra
Sprchové věţe
Za předpokladu, ţe je dostupný dostatečný stavební prostor, je dodatečná montáţ absorpčního systému do stávajícího výrobního procesu poměrně snadná. Pro zlepšení provozu rekuperačního zařízení je moţné také doplnit stávající systém absorpce lepšími strukturami náplní a/nebo kapalinami.
200
Kapitola 3
3.5.2 Operace a procesy sniţování obsahu VOC a anorganických sloučenin 3.5.2.1 Biologická filtrace
Popis Tok odpadních plynů prochází loţem organického materiálu, jako je rašelina, vřes, kompost, nebo některým z inertních materiálů, jako je jíl, dřevěné uhlí nebo polyuretan, a je biologicky oxidován přirozenými mikroorganismy na oxid uhličitý, vodu a biomasu. Biofiltr ukazuje Obrázek 3.61 [cww/tm/79].
Obrázek 3.61: Konstrukce biofiltru Biofiltry je moţné rozdělit na:
otevřené biofiltry uzavřené biofiltry.
Otevřený biofiltr se skládá z vrstvy porézního biofiltračního materiálu, který je podloţen sítí potrubí, dodávajícího do filtru znečištěný vzduch. Tyto filtry vyţadují dlouhou dobu zdrţení a proto bývají větší. Je moţné je pouţívat při malých průtocích plynu. Moţným řešením jsou víceúrovňové biofiltry, u nichţ několik nad sebou uloţených vrstev sniţuje potřebu větší plochy. V oblastech se studeným podnebím (mráz) je vhodnost pouţití otevřených biofiltrů omezena. Uzavřený biofiltr obsahuje vrstvu materiálu, která obsahuje vhodné mikroorganismy a je umístěna pod rozvodným systémem, který do filtru rovnoměrně dodává znečištěný odpadní plyn. Plyn je poháněn elektrickými ventilátory a prochází filtrem shora dolů nebo naopak. Ventilátor, ventilační systém a materiály konstrukce biofiltru by měly minimalizovat korozívní účinky odpadního plynu, přebytečného kondenzátu a prachu/kalu. Většina pouţívaných biofiltrů jsou filtry s otevřeným loţem, které jsou méně nákladné neţ filtry uzavřené, jsou ale také méně účinné. Přednost by měla být proto dávána uzavřeným filtračním systémům s regulovaným přívodem znečištěného a výstupem odpadního plynu. Lze předpokládat, ţe otevřené filtrační systémy v mnoha případech neumoţňují dostatečné odstranění emisí a často k dosaţení celkového poţadovaného sníţení mnoţství VOC jejich technologické vlastnosti nevyhovují. Uzavřené technologicky náročné biofiltry mohou být vylepšeny tak, ţe budou dosahovat velkého sníţení obsahu xenobiotických sloučenin.
201
Kapitola 3
Mikroorganismy jsou uzavřené v nehybné vrstvě. Výška filtračního materiálu se pohybuje mezi 0,5-1,5 m s maximálně dvěma aţ třemi vrstvami. Měrné zatíţení filtračního loţe bývá v rozmezí 100 aţ 500 Nm3/h na m2 povrchu filtru. Bilance vlhkosti je obvykle velmi kritická (vyţaduje se relativní vlhkost kolem 95 % a více). Reguluje se předřazeným zvlhčovačem nebo pračkou plynů, občas v kombinaci se zvlhčováním filtračního materiálu. Relativní vlhkost filtračního materiálu by měla být niţší neţ 60 %, aby se zabránilo jeho zanášení. V oblastech, kde teplota klesá výrazně pod 0 °C by zvlhčovací zařízení mělo být chráněno proti zamrznutí. Aplikace s příliš ohřátými odpadními plyny nad 35 °C vyţadují jejich chlazení buď smícháním se vzduchem nebo zařazením pračky plynů či tepelného výměníku. Mokré praní můţe být pouţito pro předčištění s cílem sníţit nadměrný obsah tuhých znečišťujících látek, vlastního obsahu znečišťujících látek, i těch znečišťujících látek, které nelze filtrovat biologicky. Doba zdrţení, umoţňující efektivní sníţení např. zápachu, závisí na koncentraci znečišťujících látek. Měla by se pohybovat zhruba mezi 30 aţ 45 sekundami. Kvalita materiálu a provozu biofiltračního zařízení by měla chránit proti korozi. Je třeba vhodně odstraňovat zkondenzovanou vodu z potrubí [cww/tm/46]. Typický proces biologické filtrace je na Obrázku 3.62 [cww/tm/64]. Mokrá pračka je zde jako předčišťující zařízení. Pouţití Biofiltrace se pouţívá v chemickém a petrochemickém průmyslu i v zařízeních na čištění odpadních vod. Je technikou, která odstraňuje snadno biologicky odbouratelné sloţky, jako např. aminy, uhlovodíky, sirovodík, toluen, styren a zapáchající látky. Je vhodná pro nízké koncentrace znečišťujících látek, které jsou dobře rozpustné ve vodě. Obvykle však není vhodná pro odpadní toky, které obsahují mnoho různých a/nebo proměnlivých znečišťujících látek. Dále, metan se biofiltry neodstraňuje, protoţe jeho potřebná retenční doba je příliš dlouhá a zařízení by bylo velmi rozměrné.
202
Kapitola 3
Obrázek 3.62: Typický proces biologické filtrace Limity a omezení pouţití: limity / omezení
průtok plynu [Nm3/h] teplota [°C] tlak koncentrace kyslíku relativní vlhkost [%] obsah prachu, mazacích tuků, mazadel koncentrace uhlovodíků [mg/Nm3] amoniak koncentrace zápachu [ou/Nm3] koncentrace toluenu [mg/Nm3] koncentrace styrenu [mg/Nm3] sloučeniny obsahující N, S nebo Cl klimatické podmínky
100-400 na m2 povrchu filtru 1, max. do 200000 15-40 2 55, s termofilními bakteriemi atmosférický 2 V úrovni okolního prostředí 1 >95, téměř nasycená vodou 1 způsobuje ucpávání (zanášení), proto vyţaduje předčištění 3 200-2000 2,4 můţe sníţit účinost rozkladu uhlovodíků můţe se rozkládat na N2O 20000-200000 2 20-500 2 50-500 2 mohou okyselovat a deaktivovat biofiltr bez záchytné kapacity, coţ znamená zvýšení frekvence výměny mráz, déšť a vysoké okolní teploty mají vliv na materiál filtru a sniţují účinnost
1 [cww/tm/64] 2 [cww/tm/70] 3 [cww/tm/132] 4 komentář
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
jednoduchá konstrukce v kombinaci s adsorpcí a absorpcí je vhodná i pro velmi málo rozpustné sloţky vysoká účinnost na biologicky odbouratelné sloučeniny, např. zapáchající látky
vysušené vrstvy rašeliny a kompostu je obtíţné znovu navlhčit prostorově poměrně náročná konstrukce musí se zabránit otrávení a překyselení biomasy výkyvy průtoku plynu velmi ovlivňují výkonnost náplň je citlivá na ucpávání prachem
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr
uhlovodíky toluen styren zápach 1 [cww/tm/70]
Výkonnost [%]
75-95 1 80-95 1 80-90 1 75-95 1
úroveň emisí [mg/Nm3]
>5 1 >5 1 >10 1 >5000 ou/Nm3 1
poznámky
zápach z biofiltru 200-500 ou/Nm3
Účinnost biofiltrace značně závisí na sloţení toků odpadních plynů. 203
Kapitola 3
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál
mnoţství
poznámky
filtrační materiál a chemikálie (ţiviny, zásadité a alkalické sloučeniny pro úpravu pH) voda 5 l/1000 Nm3 1 energie [kWh/1000 Nm3] <1 1 tlaková ztráta [kPa] 0,5-2 1 a doba ţivotnosti filtračního materiálu závisí na zatěţování překyselením, otravou, úbytkem, a obvykle není delší neţ 1 rok 1 [cww/tm/70]
V případě otevřených biofiltrů musí být filtrační materiál pravidelně překopáván a občas nahrazován. Odpadní plyn můţe v loţi vytvářet kanálky, čímţ se sniţuje účinnost biofiltru. Protoţe ne všechny VOC, které procházejí biofiltrem, jsou biologicky rozloţitelné, můţe být filtrační materiál naplněn nebezpečnými znečišťujícími látkami a je nutné jej likvidovat jako odpad (spalováním). Voda, vyluhovaná z filtračního materiálu, můţe obsahovat organická rezidua a je nutné ji také likvidovat. Uzavřené filtry vodní výluh obvykle recirkulují. Monitorování Bilance vlhkosti musí být hlídána velice pečlivě, protoţe je pro funkci biofiltru velice důleţitá. Účinnost můţe být určena vyhodnocováním vstupních a výstupních plynů, přičemţ vhodná metoda závisí na znečišťujících látkách, které mají být odstraněny. Je nutné pravidelně kontrolovat pH vody vylouhované z filtrační vrstvy. Ekonomika typ nákladů
investiční náklady provozní náklady a práce
náklady
poznámky
5000-20000 EUR 1 [na 1000 Nm3/h] 4000-180000 ATS 2 [na m3 filtru] 10000-20000 ATS 2 1h týdně na filtr + 2 dny za rok 1
Media ze sítí spotřebovávaný materiál 200 EUR na m3 filtračního materiálu 1 údrţba b 5000-300000 ATS 2 <1000 ATS c 2 a kapacita za rok na 1000 Nm3/h b za rok c kapacita za rok na 1000 Nm3/h 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/46]
Provozní náklady a náklady na údrţbu jsou nízké, protoţe se nespotřebovává ţádné palivo ani chemikálie.
204
Kapitola 3 Náklady ovlivňují:
průtok plynů koncentrace znečišťujících látek v odpadních plynech typ sloţky odpadních plynů poţadovaná účinnost povaha filtračního materiálu.
3.2.2.2 Biologické praní
Popis Biologické praní je kombinací mokrého praní plynů (absorpce) (viz. Sekce 3.5.1.4) a biologického rozkladu, přičemţ prací voda obsahuje populaci mikroorganismů, které jsou vhodné pro oxidaci škodlivých sloţek plynů. Tyto mikroorganismy jsou rozptýlené ve vodě. Proto jsou podmínky pouţívání biopraček následující:
musí umoţnit vypírání sloţek odpadních plynů vyprané sloţky musí být v aerobních podmínkách biologicky odbouratelné.
Biopračka je na Obrázku 3.63 [cw/tm/132].
Obrázek 3.63: Typická biopračka a) absorbér, (b) cirkulace aktivovaného kalu, (c) aktivační nádrž Konstrukce bioreaktoru je zaloţena na aktivovaném kalu nebo nosiči aktivovaného kalu (podrobnosti v Sekci 3.3.4.3.1). Směs vody a kalu je recirkulována zpět do reaktoru. Absorbované znečišťující látky se rozkládají v aeračních kalových nádrţích. Prací věţ by měla být konstruována tak, aby zajišťovala reakční dobu alespoň 1 sekundu, v závislosti na obsaţených znečišťujících látkách. Biopračky jsou často inokulovány (očkovány) aktivovaným kalem z např. biologické čistírny odpadních vod. Podle sloţení odpadních plynů bude dosaţeno poţadované úrovně výkonnosti biopračky aţ po několika týdnech přizpůsobování. Inokulace kulturami připravenými ve fermentorech 205
Kapitola 3 se provádí především v případě znečišťujících látek, které obsahují síru (merkaptany, sirovodík, dimethylsulfid, atd.) nebo chlór (chlorové deriváty metanu nebo etanu) [cww/tm/70]. Typický proces biologického praní je na Obrázku 3.64 [cww/tm/64].
Obrázek 3.64: Typický proces biologického praní Odpařování doprovázené mineralizací a dávkováním ţivin a/nebo neutralizačních činidel, obvykle způsobuje zvyšování obsahu solí v absorbentu. Tento efekt můţe brzdit biologický proces i přesto, ţe bylo zjištěno, ţe stabilní rychlost biologického odbourávání je moţné udrţet i při koncentraci solí odpovídající vodivosti aţ 5000 S/cm [cww/tm/53]. Opatření, která zabraňují nadměrnému tvoření solí, jsou např.:
dostatečné odtah absorbentu a současné přidání čerstvé vody provoz se změkčenou vodou sycení přiváděných plynů parou.
Sloučeniny, které obsahují síru, chlór a/nebo dusík způsobují okyselení (tvorbu sírových, chlorovodíkových nebo dusičných kyselin), coţ je regulováno úpravou pH. Bylo zjištěno, ţe vhodná doba zdrţení absorbentu je 20-40 (maximálně) dní. Pouţití Biopraní se pouţívá v chemickém a petrochemickém průmyslu i v zařízeních čistících odpadní vody. Je technikou, která odstraňuje snadno biologicky odbouratelné sloţky, jako je amoniak, aminy, uhlovodíky, sirovodík, toluen, styren a zapáchající látky. Je vhodné pro nízké koncentrace znečišťujících látek, které se snadno rozpouští ve vodě.
206
Kapitola 3
Typické a osvědčené pouţití biopraček je uvedeno v Tabulce 3.14 [cww/tm/53]. Odstranění Alifatické Aromatické Sloučeniny Sloučeniny zápachu uhlovodíky uhlovodíky kyslíku síry Nádrţe s aktiv. x x x x x kalem biolog. čistíren Výroba enzymů x x Výroba látek x x x k odorizaci plynů Gumárenský x x průmysl Úprava x x x x odpadních barev Výroba x x methioninu Výroba s x x polymerizací Plyny x x x x z nebezpečných skládek odpadků
Sloučeniny Freony H2S NH3 Éterické dusíku oleje x x x
x x x
x
x
x
Tabulka 3.14: Typická pouţití biopraček Pouţitelnost biologického praní pro skupiny sloučenin je [cww/tm/53]: Velmi vhodné
Celkem vhodné
Naftalen butanol, glykol, diglykol, butyl glykol) Thioétery (sulfidy) Aldehydy a ketony (formaldehyd, Amoniak acetaldehyd, aceton, MIBK)
Alkoholy (methanol, ethanol,
Karboxylové kyseliny a jejich estery (kyselina octová, kyselina propionová, octan n-butylnatý, octan ethylnatý, methyl-metakrylát, ester kyseliny glykolové) Fenoly (fenol, krezol) Heterocyklické sloučeniny síry Merkaptany Aminy Heterocyklické sloučeniny dusíku Chlorofenoly Sirovodík
Nevhodné
Alifatické
uhlovodíky (methan, pentan, hexan, uhlovodíky s delším řetězcem, acetylén, atd., cyklohexan) Aromatické uhlovodíky (benzen, toluen, xylen, styren), kromě naftalenu Étery ( tetrahydrofuran, dietyléter, dioxan) Sulfid uhličitý Nitroderiváty Freony (methylendichlorid, ethylentrichlorid, perchloretylen, 1,1,1-trichlorethan, 1,2-dichlorethan, VCM), kromě chlórfenolů
Limity a omezení pouţití: průtok plynu [Nm3/h] teplota [°C] tlak koncentrace mikroorganismů VOC-koncentrace odpadního plynu koncentrace amoniaku koncentrace zápachu [ou/Nm3] 1 [cww/tm/64] 2 [cww/tm/70] 3 [cww/tm/53]
limity / omezení 1000-3000 Nm3/h na m2 povrchu kolony 1 15-40 2 30-35 (optimální) 3 atmosférický 2 >15 g/l sušiny 3 100-2000 mg/Nm3 2,3 50-200 mg-Nm3 2 >20000 2
207
Kapitola 3 Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
vysoké koncentrace je moţné omezit díky vysoké mikrobiální přeměně vhodné i pro vysoké koncentrace sloučenin síry, chlóru a/nebo dusíku
tvorba biomasy, která se musí likvidovat jako odpad a můţe způsobovat blokování cirkulační vody špatně rozpustné sloţky se obtíţně odstraňují fluktuace např. koncentrací v průtoku plynu značně ovlivňují výkonnost vodní výluh je nutné čistit
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Parametr VOC amoniak zápach 1 [cww/tm/70]
Výkonnost [%]
Úroveň emisí [mg/Nm3]
Poznámky
80-90 1 80-95 1 70-80 1
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie chemikálie (ţiviny, alkalické sloučeniny pro úpravu pH) voda aktivovaný kal energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky
0,2-0,5 1 0,2-0,5 1
Díky biologickým procesům které v biopračce probíhají, se koncentrace solí v cirkulační vodě zvyšuje a musí proto být čas od času vypuštěna. Tuto odpadní vodu je nutné čistit, nebo se jí zbavit jiným způsobem. Přebytek aktivovaného kalu musí být likvidován podle obsaţených znečišťujících látek, nebo produktů rozkladu, např. spalováním. Z nádrţí na cirkulační vodu se můţe příleţitostně uvolňovat zápach, takţe můţe být potřeba jímat znečištěný vzduch a odvádět jej do zařízení k čištění. Monitorování Účinnost závisí na chemické analýze nebo vyhodnocení zápachu plynů na vstupu a výstupu. Proces vyţaduje regulaci pH. Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3] provozní náklady práce utility spotřebovávaný materiál 1 [cww/tm/70]
náklady 5000-15000 EUR 1
poznámky
½ dne týdně 1
208
Kapitola 3
3.5.2.3 Biologické skrápění
Popis Biologické skrápění probíhá za podobných podmínek jako biologické praní. Mikroby jsou však na rozdíl od biologického praní uchycené na nosných elementech. Princip procesu je na Obrázku 3.65.
Obrázek 3.65: Průtokové schéma procesu biologického prosakování V reaktoru s biologickou skrápěnou vrstvou cirkuluje kontinuálně vodní fáze vrstvou inertního materiálu. Tato náplň sestává z objemného materiálu nepravidelných tvarů, např. krouţků, sedélek, atd. nebo strukturovaných náplní. Při výběru materiálu náplně je nutné se v kaţdém jednotlivém případě ujistit, ţe i v případě očekávaného vytvoření nadměrného mnoţství kalu nebude reaktor ucpaný dlouho. Povrchové vlastnosti by měly zajišťovat pevné přichycení biofilmu. Znečišťující látky v odpadním plynu a kyslík jsou absorbovány do vodní fáze a transportovány do biofilmu, kde probíhá biologická přeměna. Kvalita přenosu hmoty z plynu do kapalné fáze a eliminační výkonnost reaktoru zásadně závisí na velikosti zvlhčeného povrchu náplně. Pro dosaţení optimálních výsledků odstraňování, tj. maximalizací velikosti zvlhčeného povrchu, by měla být kapalná fáze rovnoměrně rozloţena po povrchu biofilmu [cww/tm/53].
209
Kapitola 3 Imobilizace biomasy i tvorba biofilmu jsou obvykle přirozeně regulovaným procesem, který začíná po naočkování vodní fáze. Kontinuálně cirkulující kapalná fáze funguje jako zásobník nezbytných ţivin pro mikroby. Současně se z reaktoru vymývá přebytečný aktivovaný kal a reakční produkty, které mohou fungovat jako inhibitory jako je např. chlorovodík při rozkladu metylendichloridu. Ve vodní fázi je nutné kontrolovat základní podmínky jako pH, hromadění ţivin a solí [cww/tm/53]. Stejně jako u biologického praní i zde se zvyšuje obsah solí v absorbentu. Opatření, která mají předcházet tvoření přebytečných solí, jsou např.:
odpovídající odtahování absorbentu a současné přidání čerstvé vody provoz s měkčenou vodou prosycení přiváděných odpadních plynů parou.
Zařízení biologického prosakování je znázorněno na Obrázku 3.66.
Obrázek 3.66: Typické zařízení biologického prosakování Pouţití Pouţití biologického skrápění je srovnatelné s biologickým praním. Menší rozdíly je moţné nalézt v chemické podstatě znečišťujících látek pro které jsou obě techniky čištění vhodné. Pouţitelnost biologického prosakování na skupiny sloučenin je [cww/tm/53] (srovnej s odpovídající tabulkou v Sekci 3.5.2.2):
210
Kapitola 3
Velmi vhodné
Celkem vhodné
Nevhodné
alkoholy (methanol, ethanol, butanol, styren, naftalen heterocyklické sloučeniny síry glykol, diglykol, butyl glykol) aldehydy a ketony (formaldehyd, sulfid uhličitý trichlorethan, VCM acetaldehyd, aceton, MIBK)
alifatické uhlovodíky (methan, pentan) perchloretylen, 1,1,1-trichlorethan
karboxylové kyseliny a jejich estery (kyselina octová, kyselina propionová, kyselina máselná, octan nbutylnatý, octan etylnatý, metylmetakrylát, ester kyseliny glykolové) fenoly (fenol, krezol) merkaptany aminy heterocyklické sloučeniny dusíku dichlormethan, 1,2-dichlorethan, chlórfenoly sirovodík
Limity a omezení pouţití: teplota [°C] tlak koncentrace mikroorganismů VOC-koncentrace odpadního plynu [mg/Nm3] koncentrace amoniaku [mg/Nm3] koncentrace zápachu [ou/Nm3] koncentrace sirovodíku [mg/Nm3] koncentrace merkaptanu [mg/Nm3] 1 [cww/tm/64] 2 [cww/tm/70] 3 [cww/tm/53]
limity / omezení 15-40 1 30-35 (optimální) 2 atmosférický 2 >15 g/l sušiny 3 400-2000 1,2 100-400 1 >20000 1 50-200 1 5-100 1
Výhody a nevýhody Výhody
biologický rozklad absorbovaných sloţek vhodné pro střední koncentrace okyselujících sloţek obsahujících síru, chlór a dusík umoţňuje malé úpravy pH
Nevýhody
fluktuace podmínek průtoku na vstupu plynu značně ovlivňují výkonnost špatně rozpustné sloţky se obtíţně odstraňují je nutno zabránit toxickým a vysokým koncentracím okyselujících látek
211
Kapitola 3
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Parametr VOC amoniak zápach sirovodík merkaptany sirouhlík
Účinnost [%] 80-95 1 80-95 1 70-90 1 80-95 1 70-90 1 98-99 2
styren
80 2
VCM
99 2
Úroveň emisí [mg/Nm3]
Poznámky
koncentrace na vstupu 100 mg/Nm3 koncentrace na vstupu asi 160 mg/Nm3 koncentrace na vstupu do to 100 mg/Nm3
1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/53]
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie chemikálie (ţiviny, kyselé sloučeniny pro úpravu pH) voda aktivovaný kal energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky
<1 1 0,1-1 1
Díky biologickým procesům, které při biologickém skrápěníní probíhají, se koncentrace solí v cirkulační vodě zvyšuje a musí proto být čas od času vypuštěna. Tuto odpadní vodu je nutné čistit, nebo se jí zbavit jiným způsobem. Přebytek aktivovaného kalu musí být likvidován podle obsaţených znečišťujících látek, nebo produktů rozkladu, např. spalováním. Z nádrţí na cirkulační vodu se můţe příleţitostně uvolňovat zápach, takţe můţe být potřeba jímat znečištěný vzduch a odvádět jej do zařízení k čištění. Monitorování Účinnost systému biologického prosakování závisí na dávkách plynu a výstupních koncentracích. Sloţení absorpční voda by měla být monitorována kontinuálním měřením těchto parametrů [cww/tm/53]:
pH teploty koncentrace kyslíku vodivosti.
212
Kapitola 3 Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3] provozní náklady práce utility spotřebovávaný materiál 1 [cww/tm/70]
náklady 5000-20000 EUR 1
poznámky
½ dne týdně 1
3.5.2.4 Termální oxidace
Popis Termální oxidace je oxidací spalitelných plynů a zapáchajících látek, obsaţených v toku odpadních plynů. Směs znečišťujících látek se vzduchem nebo kyslíkem se v peci zahřívá nad samozápalnou teplotu a vysoká teplota se udrţuje dostatečně dlouho na to, aby se dokončilo spálení na oxid uhličitý a vodu. Účinnost a rychlost spalovacího procesu jsou ovlivněny časem, teplotou (kolem 200-400 °C nad bodem vzplanutí), vířivým pohybem (míchání) a dostatkem kyslíku. Tyto faktory určují základní konstrukční parametry systémů oxidace VOC. Speciální podmínky můţe vyţadovat potlačování vzniku (nebo de-novo syntézy) dioxinů, pokud plyn obsahuje halogenované VOC, přestoţe obvykle dochází při spalování toků plynných odpadů ke vzniku pouze nepatrného mnoţství dioxinů:
doba zdrţení 1 s [cww/tm/118 a 120] teplota 1100 °C [cww/tm/118 a 120] obsah kyslíku >3 % rychlé chlazení kouřových plynů po spalování a jejich prohnání „rekombinačním oknem“ tvorby dioxinů.
Pro odstraňování halogenvodíků je nutné instalovat další zařízení, např. alkalické pračky. V provozu je několik typů termálních oxidátorů:
přímý tepelný oxidátor, který se skládá ze spalovací komory a není vybaven rekuperací tepla ze spalin
rekuperační termální oxidátor s následujícím pořadím stupňů [cww/tm/132]: - znečištěný vzduch vstupuje do oxidátoru obvyklým přívodem přes škrticí klapku a prochází do rekuperační komory - dále prochází keramickou matricí tepelného výměníku, která zvyšuje teplotu plynu na oxidační teplotu - následně vstupuje do spalovací komory, v níţ hořáky udrţují teplotu 800 °C, uvolněné teplo sniţuje spotřebu paliva pro pomocné hořáky - nato opouští spalovací komoru průchodem druhou keramickou matricí tepelného výměníku a předává tepelnou energii k opětovnému pouţití při předehřátí dalšího cyklu - čistý odpadní plyn je výpustným ventilem vypuštěn k do atmosféry
Díky poměrně vysoké teplotě prostoru spalování, velkému přebytku vzduchu a malému ovlivnění plamenem, tvoří se jen malé mnoţství oxidu uhelnatého a NOx. Tento systém je vhodný především pro odpadní plyny s vysokými objemovými průtoky (aţ 200 Nm3/s). Obvykle dosahuje 90-97 % rekuperace tepla (předehřátí odpadního plynu) [cww/tm/132].
213
Kapitola 3 Příklady systémů rekuperační termální oxidace jsou schématicky znázorněny na Obrázku 3.67 [cww/tm/132]:
Obrázek 3.67: Schémata různých systémů rekuperačního spalování Rekuperátor s fixním ložem, B) Spalovací výměník (combu-changer), C) Ljungstromův rekuperátor, D) rekuperátor s pohyblivým ložem
rekuperační termální oxidátor se skládá ze spalovací komory, předehřívače odpadního plynu a je-li to vhodné, sekundárního tepelného výměníku rekuperace energie, kde je teplo neustále předáváno do předehřívače. Tento systém je vhodný především pro odpadní plyny s nízkým objemovým průtokem (<14 Nm3/s). Obvykle dosahuje 50-80 % tepelné rekuperace [cww/tm/132]
plynové motory a/nebo parní kotle [cww/tm/133] s 57-67 % rekuperací energie. Odpadní plyn se spaluje v motoru a je-li třeba, přidává se přírodní plyn. Následné generátory vyrábí elektřinu. Motor obsahuje katalyzátor zvláště pro oxidaci oxidu uhelnatého. K motoru je přiřazen parní kotel, který vyuţívá odpadní teplo výfukového plynu pro výrobu páry. Napájecí voda přiváděná do kotle je předehřívána chladící vodou motoru. Při nízkých teplotách spalování vzniká jen malé mnoţství NOx. Výfukový plyn vycházející z motoru prochází oxidačními katalyzátory, které sniţují obsah oxidu uhelnatého.
214
Kapitola 3 Konstrukční kritéria systémů termálních oxidátorů závisí především na povaze odpadního plynu, která určuje podmínky spalování. Některé z nejdůleţitějších součástí jsou: Hořáky Některé typy hořáků jsou popsány v Tabulce 3.15 [cww/tm/79]. hořák dělený hořák
vlastnosti umoţňuje lepší promíchání paliva a spalovacího vzduchu a horkých plynů s obtokovým vzduchem. Tím dochází ke zkracování plamenů a prodlouţení doby zdrţení. Mohou se však pouţívat pouze čisté plyny a plynná paliva. Má omezený provozní rozsah (poměr mezi maximálním a minimálním výkonem), můţe vyţadovat spalovací vzduch s vysokým obsahem kyslíku.
jednoduchý hořák
levnější neţ dělené hořáky
hořák s předmícháním
zajišťuje účinné spalování, ale můţe spalovat pouze plynné palivo a čistý vzduch
difúzní hořák
spaluje kapalné i plynné palivo a čistý i znečištěný vzduch
vířivý hořák
zajišťuje účinné spalování a krátký plamen, ale vyţaduje ventilátor, schopný dodávat přetlak 500 mm vodního sloupce, má malý provozní rozsah a ucpává se
olejový hořák
delší plameny, draţší, vyţaduje více údrţby, má omezený provozní rozsah a celkově není tak čistý, jako plynový hořák.
Tabulka 3.15: Typy hořáků Směšovací sekce [cww/tm/79] Dobrého smíchání lze dosáhnout: přirozenou difúzí mezi vířícími toky sráţkou toků plynů v určitém úhlu změnami směru toku, zaoblenými rohy nebo průchodem přes deflektory. Spalovací komora [cww/tm/79] Podmínky dimenzování spalovací komory: průměr musí umoţňovat turbulentní tok komora musí být dostatečně velká aby pojmula (také) plamen bez jeho zhášení její délka je určena součtem délky plamene a délky potřebné k promíchání spalovací směsi komora musí odolávat teplotě a korozi materiál musí vydrţet časté tepelné roztahování a smršťování. Předčištění odpadních plynů [cww/tm/79] Předčištění před vstupem do termálního oxidátoru je nutné v případech: kondenzace vodí páry z vlhkého odpadního plynu odstraňování pevných a kapalných znečišťujících látek koncentrace (např. GAC nebo zeolitovou adsorpcí a následnou desorpcí) pro sníţení celkového objemu plynu, který má být v oxidátoru čištěn předehřátí, které sniţuje spotřebu paliva. Bezpečnostní vybavení [cww/tm/79] Nutná bezpečnostní zařízení jsou: ochrana proti zpětnému zášlehu, např. pojistka proti prošlehnutí plamene zpět s paralelními deskami, pojistky proti prošlehnutí plamene s vícenásobnou mříţkou a/nebo vodní uzávěry. pročištění hořáku při spuštění termálního oxidátoru uzavření průtoku plynu v případě zhasnutí plamene omezení špičkových teplot.
215
Kapitola 3 Pouţití Termální oxidátory se pouţívají ke sníţení emisí z téměř všech zdrojů VOC, včetně odvětrání reaktorů, výdechů v destilacích, zpracování rozpouštědel a operací probíhajících v pecích (ovens), sušárnách a rotačních pecích. Dokáţí se vyrovnat s malými fluktuacemi průtoku, ale velké fluktuace vyţadují pouţití polního hořáku. Pokud jsou odpadní plyny na vstupu znečištěné málo, můţe být spotřeba paliva vysoká a termální jednotky jsou proto nejvhodnější pro menší provozy se středně aţ velmi velkým obsahem VOC v odpadních plynech. Termální oxidátory se pouţívají pro sniţování obsahu VOC v mnoha průmyslových procesech, jako jsou např.:
skladování a nakládání / vykládání ropných produktů a dalších těkavých organických kapalin čištění nádob (ţelezničních cisteren, cisternových vozů, tankerů) technologické odvětrávání v průmyslu vyrábějícím syntetické organické chemikálie výroba barev výroba pryţe a polymerů natírání měkkých materiálů vinylickými a urethanovými polymery zařízení (provozy) pro skladování a zbavování se (čištění) nebezpečných odpadů.
Limity a omezení pouţití [cww/tm/70]: typický průtok plynu [Nm3/h]
teplota [°C] koncentrace VOC v odpadním plynu doba zdrţení [s] látky
limity / omezení 900-86000 (přímý a rekuperační termální oxidátor) 1,2 90-86000 (rekuperační termální oxidátor) 3 750-1000 4 980-1200 s nebezpečnými sloţkami 1,2,3 <25 % LEL 1,2,3 0,5-2 5 (závisí na teplotě) ţádné látky, které by mohly vytvářet korozívní sloučeniny při pouţívání plynových motorů parních kotlů
1 [cww/tm/120] 2 [cww/tm/119] 3 [cww/tm/118] 4 [cww/tm/132] 5 [cww/tm/64]
Výhody a nevýhody Výhody
Vysoká a stálá účinnost jednoduchý princip spolehlivý provoz rekuperační a regenerační oxidace má vysokou tepelnou účinnost, sniţující spotřebu paliva a tím i emisí oxidu uhličitého umoţňuje výrobu odpadního tepla nebo páry integrovat do procesu
Nevýhody
emise oxidu uhelnatého a oxidů dusíku riziko vzniku dioxinů při spalování sloučenin chlóru VOC obsahující síru a/nebo halogenidy vyţadují čištění kouřových plynů spotřeba doplňkového paliva, alespoň při spouštění a koncentrace VOC pod bodem vzplanutí
216
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr neupravený
98->99,9 1 25-99,9 1
VOC TZL10
Účinnost [%] regenerační
95-99 2
50-99,9 1
parametr neupravený
98-100 a 3 25-99,9 3
ropné a produkty chemické příbuzné produkty
50-99,9 3 Úroveň emisí [mg/Nm3] regenerační
<1-20 b
VOC
poznámky rekuperační
uhel. a
poznámky rekuperační
objem kyslíku 3 v-%
a >99,9999 % b nízké úrovně nebezpečných látek, vysoké úrovně méně nebezpečných 1 [cww/tm/120] 2 [cww/tm/119] 3 [cww/tm/118]
Účinnost sniţování obsahu VOC je u termální oxidace vyšší neţ u oxidace katalytické. Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: Spotřebovávaný materiál/energie Mnoţství palivo pro spouštění a nesamozápalné podmínky a energie [kWh/1000 Nm3] 3-8 1,2 tlaková ztráta [kPa] 1-5 1 a rozsah samozápalu pro VOC 1-10 g/Nm3 1 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/96]
Poznámky
Kromě emisí oxidu uhličitého jsou v odpadních plynech i stopy oxidu uhelnatého a NOx, v závislosti na sloţení surového odpadního plynu a provozu termálního oxidátoru. Obsah oxidu uhelnatého se sniţuje např. vhodným katalyzátorem; odpovídající mnoţství NOx se můţe dočistit (viz. Sekce 3.5.4.2). Obsah síry a halogenů vyţaduje další čištění kouřových plynů např. vodním, nebo alkalickým praním (viz. Sekce 3.5.1.4) absorbujícím halogenvodíky, vstřikováním vápna (viz, Sekce 3.5.4.1) absorbujícího oxid siřičitý nebo GAC adsorpcí (viz Sekce 3.5.1.3) pro odstranění dioxinů, pokud není slučování/přeskupování dioxinů zabráněno jiţ při spalování. Přítomnost organokřemičitých sloučenin můţe způsobit jemnou dispersi amorfního oxidu křemičitého, který pak vyţaduje odstranění vhodnou technikou filtrování. Při dalším čištění plynů mohou vznikat odpadní vody, které je nutné také čistit, např. sedimentací (viz. Sekce 3.3.4.1.2) nebo neutralizací. Monitorování [cww/tm/79] Překročení zadaných hodnot u následujících monitorovaných parametrů je signalizováno jako alarm:
teplota spalování koncentrace VOC koncentrace oxidu uhelnatého tlak 217
Kapitola 3
přívod zkondenzovaného (zkapalněného?) plynu přívod stlačeného vzduchu.
Dalším důleţitým sledovaným parametrem je obsah kyslíku v kouřovém plynu, který informuje o podmínkách spalování. Je zvláště důleţitý při termální oxidaci halogenových sloučenin. Účinnost systému při sniţování obsahu znečišťujících látek můţe být určena monitorováním koncentrace VOC a/nebo zápachu před a za termálním oxidátorem. VOC můţe být měřeno jako celkové mnoţství uhlíku pomocí detektoru ionizace plamene. Kvalitativní analýza emisí se určuje odběrem vzorků ve vhodných místech a jejich následnou analýzou GC/MS. Účinnost sniţování obsahu zapáchajících emisí se určuje pomocí odběru vzorků ve vhodných místech a jejich následnou olfaktometrickou analýzou. Hořáky mají být pravidelně kontrolovány a v případně nutnosti je třeba je čistit. Pokud se na nich rychle tvoří usazeniny, je třeba učinit preventivní opatření. Odpadní plyny, před tím neţ vstoupí do hořáku, mohou vyţadovat účinné předčištění. Pokud jsou usazeniny způsobeny uhlíkem, můţe to naznačovat, ţe pouţívaný poměr odpadní plyn/palivo je špatný a musí být zkontrolováno nastavení regulátoru. Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3] roční provozní náklady [na 1000 Nm3] práce utility spotř. materiál nákladová efektivnost [na tunu znečišťující látky za rok] 1 [cww/tm/120] 2 [cww/tm/70] 3 [cww/tm/119] 4 [cww/tm/118] 5 [cww/tm/96]
náklady neupravený regenerační 2800-59000 USD 1 24000-89000 USD 3 10000-40000 EUR 2 20000-30000 EUR 2 131000-174000 FIM 5 24000-45000 USD 1 2400-5900 USD 3 6500 FIM 5 0,5 dny týdně 2 dny týdně
440-3600 USD 1
110-210000 USD 3
poznámky rekuperační 8900-77000 USD 4 10000-50000 EUR 2 2800-14800 USD 4
110-2200 USD 4
Faktory ovlivňující náklady [cww/tm/80]: faktory objem čištěných odpadních plynů výhřevnost odpadního plynu teplota spalování Přístrojové vybavení moţnosti rekuperace tepla instalační poţadavky (vnitřní, vnější, úroveň terénu, povrch střechy, atd.)
vliv/následky rozměry spalovací komory konstrukce spalovacího zařízení, poţadavek podpůrného paliva konstrukční materiály
Pece a kotle se mohou v případě, ţe se teplota a doba zdrţení pohybují ve správném rozsahu, pouţívat k termální oxidaci VOC. To můţe představovat zajímavou moţnost tam, kde jsou pece či kotle jiţ instalovány.
218
Kapitola 3
3.5.2.5 Katalytická oxidace
Popis Katalytické oxidátory pracují podobně jako termální oxidátory, pouze s tím rozdílem, ze plyn po průchodu plamenem prochází loţem katalyzátoru. Katalyzátor zintenzivňuje oxidační reakce a umoţňuje konversi při niţších reakčních teplotách, neţ je tomu u oxidace termální. Katalyzátory proto umoţňují pouţívání menších oxidátorů. Princip je znázorněn na Obrázku 3.68 [cww/tm/79].
Obrázek 3.68: Princip katalytické oxidace Odpadní plyn se před vstupem do loţe katalyzátoru předehřívá pomocnými hořáky na teplotu zhruba 300-500 °C. Maximální konstrukční výstupní teplota z katalyzátoru je obvykle 500-700 °C [cww/tm/116]. Systémy katalytické oxidace se dělí podle metody kontaktu plynu s katalyzátorem. Pouţívají se jak fixní, tak i fluidní loţe. Katalytické oxidátory s fixním loţem mohou vyuţívat monolitický katalyzátor nebo náplňovou vrstvu katalyzátoru. Monolitický katalyzátor je porézní pevný blok, který obsahuje paralelní, nekříţící se kanály, vyrovnané ve směru toku plynu. Jeho výhodou je minimální opotřebení díky tepelnému roztahování / smršťování během spouštění / zastavování a díky nízkým celkovým tlakovým ztrátám. Náplňová vrstva katalyzátoru sestává z částic uloţených buď v trubce nebo na mělkých patrech, kterými plyn prochází. V porovnání s monolitickým katalyzátorem je v tomto případě tlaková ztráta vysoká a částice katalyzátoru mají tendenci se při ohřívání / chlazení loţe katalyzátoru v omezeném prostoru během spouštění / zastavování díky teplotnímu roztahování rozpadat. Výhodou fluidního loţe katalytických oxidátorů je velmi vysoká intenzita přenosu hmoty přesto, ţe celková tlaková ztráta je o něco vyšší, neţ je tomu u monolitu. Další výhodou fluidních loţí je vysoký přestup tepla do loţe v porovnání s obvyklým součinitelem přenosu tepla. Další výhodou je jejich větší tolerance k tuhým znečišťujícím látkám v toku plynu, neţ je tomu u fixního loţe nebo monolitických katalyzátorů. Je tomu tak díky konstantnímu opotřebovávání fluidních pelet (pellets) katalyzátoru, které napomáhá stálému odstraňování tuhých znečišťujících látek z okolí katalyzátorů. Nevýhodou je postupná ztráta katalyzátoru oděrem.
219
Kapitola 3
Katalyzátory pro oxidaci VOC jsou obvykle drahé kovy, např. platina, paladium a rhodium, uloţené na keramickém materiálu nebo kovu, nebo základní kovy, uloţené na keramických peletách, jednotlivé oxidy kovů nebo jejich směsi, často uloţené na mechanicky pevném nosiči, jako např. oxidy mědi, chrómu, manganu, niklu, kobaltu, atd. Katalyzátory, jako jsou oxidy chrómu/hliníku, oxid kobaltu a oxidy mědi/manganu se pouţívají pro oxidaci plynů, které obsahují sloučeniny chlóru. Katalyzátory obsahující platinu jsou aktivní při oxidaci VOC obsahujících síru, zatímco v přítomnosti chlóru se deaktivují. Značný vliv na ţivotnost katalyzátoru můţe mít přítomnost katalytických jedů nebo maskovacích (zaslepujících) činidel v toku odpadních plynů, např. tuhých znečišťujících látek nebo reaktivních chemikálií. Otrava maskováním můţe být vratná (reverzibilní), například potahování povrchu katalyzátoru oleji nebo tuky sniţuje jeho účinnost, ale vrstva můţe být zvýšením teploty spálena. Pro určité chemikálie však otrava katalyzátoru vratná není. Takovými katalytickými jedy jsou např.:
rychle působící inhibitory, např. fosfor, bismut, arzén, antimon, olovo, rtuť, způsobují nevratný pokles katalytické aktivity, jehoţ rychlost závisí na koncentraci a teplotě pomalu působící inhibitory, např. ţelezo, cín, křemík, které způsobují nevratný pokles aktivity, ale katalyzátor toleruje vyšší koncentrace, neţ v případě rychle působících inhibitorů reverzibilní inhibitory, např. síra, halogeny, zinek, způsobují – dle katalyzátoru – vratné navrstvení povrchu aktivního katalyzátoru v rozsahu, které odpovídá teplotě a koncentraci povrch maskující látky např. organické pevné látky, které způsobují reverzibilní potaţení aktivních povrchů látky erodující a maskující aktivní povrch katalyzátoru, např. inertní částice, které způsobují povrstvení aktivních povrchů a zároveň erozi katalyzátoru v takovém rozsahu, který odpovídá velikosti tuhých znečišťujících látek, obsahu zrn a rychlosti plynu [cww/tm/80].
Pro termální oxidaci se pouţívá několik typů oxidátorů:
přímý katalytický oxidátor regenerační katalytický oxidátor rekuperační katalytický oxidátor.
Obvyklé provozní podmínky katalytických oxidátorů jsou např.:
preferovaným podpůrným palivem je přírodní plyn (při potřebě podpůrného paliva) vhodným hořákem je dělený hořák komory vyrobené z nerezavějící oceli nebo oceli uhlíkové sekce hořáku s dostatečnou délkou umoţňující rovnoměrný tok a rozloţení teplot na povrchu katalyzátoru rovnoměrný profil objemového průtoku přes povrch katalyzátoru odpadní plyn procházející loţem katalyzátoru v „pístovém toku“ s minimálním zpětným mícháním (axiálním promícháváním?) obvyklá doba zdrţení 0,3-0,5 sekund.
Stejně jako u termální oxidace i zde je nutné nějaké předčištění odpadního plynu, např. kondenzace vodní páry z vlhkých odpadních plynů, odstranění pevných látek a kapalin a – coţ je typické pro katalytický systém – odstranění katalyzátorových jedů. Bezpečnostní poţadavky jsou téměř shodné s termální oxidací (viz. Sekce 3.5.2.4). Katalytická oxidace by měla být navrţena tak, aby usnadňovala odstranění (vyjmutí?) katalyzátoru kvůli čištění nebo výměně.
220
Kapitola 3 Příklad regenerační katalytické oxidace je na Obrázku 3.69 [cww/tm/132].
Obrázek 3.69: Regenerační katalytický oxidátor 1) přívod znečištěného plynu, 2) lože keramického materiálu akumulujícího, 3) vrstva katalyzátoru, 4) spalovací komora, výstupní vrstva katalyzátoru, 6) regenerační komora, 7) výfukové potrubí, 8) propojovací potrubí Pouţití Katalytická oxidace se pouţívá pro sniţování z různých stacionárních zdrojů. Hlavním zdrojem emisí jsou VOC z odpařování rozpouštědla a katalytická oxidace se široce vyuţívá v mnoha průmyslových sektorech v této kategorii. Příklady z chemických a příbuzných sektorů jsou:
stáčecí stanice hromadné nakládky benzínu odvětrávání procesů v průmyslu, vyrábějícím syntetické organické chemikálie pryţové produkty a výroba polymerů výroba polyethylenu, polystyrenu a polyesterových pryskyřic.
Katalytická oxidace je nejvhodnější pro systémy s niţšími objemy odpadních plynů, pokud jejich typ a koncentrace VOC kolísají jen málo a tam, kde se nevyskytují katalytické jedy nebo jiné ucpávající znečišťující látky. Další sloţky, jejichţ obsah je nutné sníţit, jsou oxid uhelnatý a do určité míry tuhé znečišťující látky, přestoţe ty vyţadují speciální provozní zařízení. Limity a omezení pouţití: typický průtok plynu [Nm3/h] teplota [°C] koncentrace VOC v odpadním plynu doba zdrţení [s]
limity / omezení 1200-86000 (přímý a regenerační katalytický oxidátor) 1,2 90-86000 (rekuperační katalytický oxidátor) 3 300-500 před katalyzátorem 500-700 za katalyzátorem <25 % LEL 1 0,3-0,5 (závisí na objemu loţe katalyzátoru)
1 [cww/tm/116] 2 [cww/tm/119] 3 [cww/tm/118]
221
Kapitola 3
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
kompaktnější neţ termální oxidace vyţaduje niţší teploty a méně přídavného paliva neţ termální oxidátory z atmosférické fixace vzniká málo nebo ţádné NOx (asi 20-30 % mnoţství vzniklého při termální oxidaci) katalyzátor současně sniţuje obsah CO v odpadním plynu je trvale, vysoce a spolehlivě výkonný rekuperační a regenerační oxidace jsou vysoce tepelně účinné, sniţují spotřebu doplňkového paliva a emise oxidu uhličitého umoţňuje výrobu zbytkového tepla nebo páry integrovat do procesu malé nebo ţádné poţadavky na izolaci menší riziko poţáru ve srovnání s termálním oxidátorem
niţší účinnost rozkladu VOC neţ u termální oxidace systém je citlivý na změny výhřevnosti plynu riziko vzniku dioxinů při spalování sloučenin chlóru všechny katalyzátory jsou citlivé na otravu, ucpávání a potlačení katalytické aktivity tuhé znečišťující látky musí být často odstraněny jako první opotřebované katalyzátory, které nemohou být rekuperovány musí být likvidovány
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr neupravený 95 1 98-99 a 1 25-99,9 1 50-99,9 1
VOC TZL10
účinnost [%] regenerační 90-99 2
poznámky rekuperační
CO >98 b 2 zápach 80-95 3 parametr úroveň emisí [mg/Nm3] VOC < 1-20 c a vyţaduje větší objemy katalyzátorů a/nebo vyšší teploty b katalyzátory na bázi vzácných kovů c nízké úrovně nebezpečných látek, vysoké úrovně méně nebezpečných 1 [cww/tm/116] 2 [cww/tm/119] 3 [cww/tm/70]
ropné a uhel. produkty chemické a příbuzné produkty
poznámky
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie mnoţství poznámky palivo pro spouštění a nesamozápalné podmínky a 0-100 [Nm3 metanu na 1000 Nm3] energie [kWh/1000 Nm3] 1-2 1 tlaková ztráta [kPa] 1-5 1 a autothermický rozsah pro VOC 1-2 g/Nm3 1 (regenerační systém) a 3-5 g/Nm3 (rekuperační systém) 1 [cww/tm/70]
222
Kapitola 3 Emise do ţivotního prostředí obsahují stopy oxidu uhelnatého a, díky poměrně nízké teplotě ve srovnání s termální oxidací, malé mnoţství NOx. Dosaţitelné úrovně emisí jsou 15 mg/Nm3. Ţivotnost katalyzátoru je asi dva roky i více. Poté musí být rekuperován nebo likvidován jako chemický nebo dokonce nebezpečný odpad. Pokud oxidované VOC obsahují síru a/nebo halogeny, je moţné očekávat další emise oxidu siřičitého a/nebo halogenvodíků. Ty je potřebné odstraňovat vhodnými technikami. Monitorování [cww/tm/79] Aby bylo moţno regulovat podmínky spalování, měla by být monitorována teplota loţe, tlaková ztráta na loţi, teplota spalování a obsah oxidu uhelnatého a kyslíku v odcházejících odpadních plynech. Účinnost systému při sniţování obsahu látek můţe být určena monitorováním koncentrace VOC a/nebo zápachu před a za termálním oxidátorem. VOC je moţné měřit jako celkové mnoţství uhlíku s pouţitím detektoru ionizace plamene. Kvalitativní analýza emisí se určuje odběrem vzorků ve vhodných místech a jejich následnou analýzou GC/MS. Účinnost sniţování obsahu zapáchajících emisí se určuje odběrem vzorků ve vhodných místech a jejich následnou olfaktometrickou analýzou. Je nutné pravidelně kontrolovat hořáky a v případně nutnosti je čistit. Pokud se na nich rychle tvoří usazeniny, je třeba učinit preventivní opatření. Odpadní plyny předtím, neţ vstoupí do hořáku, mohou vyţadovat účinné předčištění. Pokud usazeniny způsobuje uhlík, můţe to naznačovat pouţívání špatného poměru odpadní plyn/podpůrné palivo a potřebu zkontrolovat nastavení regulátoru. Ekonomika typ nákladů investiční náklady [per 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [per 1000 Nm3/h] pracovní síla síťová provozní media spotřební materiál nákladová efektivnost [na tunu znečišťující látky za rok] 1 [cww/tm/116] 2 [cww/tm/70] 3 [cww/tm/119]
neupravený 14000-58000 USD1 10000-80000 EUR 2 2800-21000 USD 1
náklady regenerační 24000-89000 USD 3 30000-40000 EUR 2 3600-12000 USD 3
0,5 dne týdně
2 dny týdně
440-3600 USD 1
150-26000 USD 3
poznámky rekuperační
Faktory ovlivňující náklady [cww/tm/80]: faktory průtok odpadních plynů výhřevnost odpadního plynu poţadovaná účinnost rozkladu rozpouštědla
vliv/následky rozměry spalovací komory konstrukce spalovacího zařízení, poţadavek podpůrného paliva objemová rychlost a následně poţadované mnoţství katalyzátoru
typ katalyzátoru Přístrojové vybavení typ tepelného výměníku instalační poţadavky (vnitřní, vnější, úroveň terénu, povrch střechy, atd.)
223
Kapitola 3
3.5.2.6 Spalování v polních hořácích
Popis Spalování je oxidační proces s vysokou teplotou, který se pouţívá ke spalování spalitelných sloţek odpadních plynů z průmyslových procesů. Existují dva typy hořáků (fléry):
zvýšené polní hořáky pozemní polní hořáky.
Zvýšené polní hořáky, které jsou běţnější, mívají větší kapacitu, neţ pozemní. Odpadní plyn se přivádí svislou rourou, vysokou 10 aţ 100 metrů, a na vrcholu této roury se spaluje. Plamen je vystaven atmosférickým vlivům (větru, sráţkám). Hořáky se obvykle projektují s velkou kapacitou (stovky tun za hodinu) a lépe vyhovují většímu kolísání toku plynů. Typický systém zvýšeného polního hořáku (viz. Obrázek 3.70 [cww/tm/143]) se skládá z [cww/tm/143]:
Obrázek 3.70: Typický systém zvýšeného polního hořáku [cww/tm/143]
sběrná komora plynu a potrubí, svádějící plyny z jednotlivých provozů odlučovač (oddělovací buben) pro odstranění a skladování kondenzovatelných plynů a unášených kapalin ochranná ucpávka, vodní uzávěr nebo přívod čisticího plynu zabraňující zpětnému zášlehu plamene jedno- či více-hořáková jednotka a roura hořáku vedení zapalovacího plynu a zapalovač směsi odpadního plynu a vzduchu je-li potřeba, zajištění externí průtokové podpory (vstřikování páry nebo stlačený vzduch) pro bezkouřové hoření.
Jako čisticí plyn lze pouţít přírodní plyn, topný plyn, inertní plyn nebo dusík. 224
Kapitola 3
V případě pozemních polních hořáků probíhá hoření při zemi. Liší se sloţitostí a skládají se buď z konvenčních hořáků s horizontálním vyústěním spalin bez krytů, nebo z více hořáků v krytech ze ţáruvzdorné oceli. Ty jsou navrţeny pro menší kapacitu (desítky tun za hodinu) a zpracovávají základní mnoţství spalitelných plynů, které vznikají ve všech jednotlivých zdrojích napojených na spalovací systém za běţného provozu. To se týká především úniků z bezpečnostních ventilů a všech spouštění (najíţdění) a zastávek. Velký průměr pozemního hořáku umoţňuje pouţití více hořáků. Proto pozemní hořák umoţňuje přizpůsobení kolísání mnoţství spalovaného plynu tím, ţe se pouţije vhodný počet hořáků. Tím se zlepšují podmínky spalování a výsledkem je vyšší účinnost spalování. Nový typ pozemního polního hořáku pracuje jako povrchový spalovací systém s předsměšováním (uzavřený hořák), kde předem smíchaný plyn se vzduchem hoří na prodyšném médiu. Prodyšné médium je z několika vrstev kovových vláken a odolává teplotám do 1300 °C. Plyn je přiváděn do směšovací trubice u dna spalovacího systému, která nasává potřebné mnoţství vzduchu pro stechiometrické spalování. Dosahované poměry plynu a vzduchu se pohybují mezi 1:12 a 1:19. V difuzéru na konci směšovací trubice dohází ke sníţení rychlosti směsi a vzestupu tlaku, čímţ dochází ke zvýšení účinnosti směšovací trubice a vytvoření statického tlaku, který protlačuje plyn prodyšným médiem. Směs plynů z difuzéru vstupuje do předmíchací komory a prochází prodyšným médiem, kde se zapaluje zapalovacím hořákem. Spalování probíhá pouze přímo nad prodyšným médiem. Uzavřená spalovací zóna zabraňuje úniku tepla a světla z hoření. Tuto techniku znázorňuje Obrázek 3.71 [cww/tm/153].
Obrázek 3.71: Základní součásti uzavřeného spalovacího zařízení Vláknitý podklad je stále chlazen tokem plynu a vzduchu. Kovová vlákna se ochlazují rychle, protoţe mají v poměru ke svému objemu velký povrch. To také zabraňuje zpětnému zášlehu plamene. I při nejniţším průtoku je předmíchaný proud dostatečný na to, aby podklad chladil, takţe teplota na straně s předmícháním nepřesahuje 150 °C [cww/tm/153].
225
Kapitola 3 Jeden modul obsahuje šest hořáků ve dvou blocích (oddílech?) zády k sobě (back to back), s celkovou kapacitou 90 MW pro přírodní plyn (Wobbeho číslo = 47,8 MJ/Nm3). Plamen je cloněn a poté směrován izolačními stěnami směrem vzhůru. Minimalizuje se tepelné vyzařování do okolí a zvýšení okolní teploty je niţší neţ 5 K [cww/tm/153]. Dokonalé spalování vyţaduje dostatek spalovacího vzduchu a dobré promíchání vzduchu s odpadním plynem. Kouř můţe být způsoben sloţkami obsaţenými ve spalovaném plynu a mnoţstvím a rozloţením spalovacího vzduchu. Odpadní plyny, které obsahují metan, vodík, oxid uhelnatý a amoniak, obvykle hoří bez kouře. Kouř způsobují odpadní plyny, které obsahují těţké uhlovodíky, např. parafíny vyšší neţ metan, olefiny a aromatické látky. Průmysl obvykle vyţaduje, aby mnoţství bezkouřových plynů tvořilo 10-15 % pro zvýšené polní hořáky a 100% pro polní hořáky pozemní. Externí podpora průtoku se pouţívá pro potlačování kouře. Je to např.:
pára, jejíţ přetlak dosahuje aţ 0,7 MPa, obvykle pouţívaná ve velkých lokalitách, kde je pára snadno dostupná vzduch, vhodný pro aplikace poţadující malé a poměrně levné zařízení vysokotlaký plyn, který je velmi drahý voda, dodávaná s přetlakem 2 MPa, vhodná tam, kde je jí dostatek ve velkém mnoţství.
Pozemní polní hořáky obvykle externí podporu nepotřebují. Výhřevnost odpadních plynů, které mají být spáleny, musí kvůli dokonalému spálení být alespoň 11 MJ/Nm3, jinak je nutné přidávat pomocné palivo. Pomocné teplo je někdy vyţadováno i případě, ţe výhřevnost spalovaných plynů je dostatečná. V případě dusíku vázaného v palivu bude spalování amoniaku s výhřevností 13,6 MJ/Nm3 vyţadovat vyšší teplo pro minimalizaci vzniku NOx. Průmyslové lokality často pouţívají integrovaný spalovací systém, tj. kombinaci pozemního hořáku s optimální konstrukcí pro toky odpadních plynů za běţného provozu a zvýšeného polního hořáku pro vysoké průtoky v případě havárií a provozních poruch. Různé druhy polních hořáků jsou na Obrázku 3.72 – Obrázku 3.74 [cww/tm/64].
226
Kapitola 3
Obrázek 3.72: Hořák s tyčovým injektorem
Obrázek 3.73: Stíněný hořák
227
Kapitola 3
Obrázek 3.74: Komorový (muflový) hořák Pouţití Polní hořáky nacházejí široké vyuţití v naftařském, plynárenském a petrochemickém průmyslu pro likvidaci přebytečných spalitelných plynů a par, pokud není moţné je opět pouţít, nebo recyklovat. VOC z výdechů odvětrávání, čerpadel a kompresorů se jímají a svádí do spalovacího systému. Důleţitou funkcí hořáků je prevence výskytu neţádoucích velkých objemů hořlavých plynů, coţ je bezpečnostní opatření nebo opatření pro případ havárií. Technicky jsou všechna místa chemického závodu kde by mohlo dojít ke vzniku spalitelných plynů napojena na spalovací systém. Hořáky však běţně nejsou pravidelně pouţívány jako kontinuální opatření. Je moţné je pouţít i pro spalování odpadních plynů z kanalizace / vyhnívacích nádrţí. V případě, ţe odpadní plyny neobsahují toxické sloţky, se pozemní polní hořáky častěji pouţívají pro běţné spalování, zatímco zvýšené polní hořáky se pouţívají obvykle při haváriích a pro odlehčení spalování. Pozemní polní hořáky – na rozdíl od polních hořáků zvýšených – se nedokáţou vyrovnávat s kolísáním toku plynu. Pokud k takovému kolísání můţe docházet, je nutné je kombinovat se zvýšenými polními hořáky. Jak bylo sděleno [cww/tm/153], pozemní typ polního hořáku s předmícháním se dá pouţít i pro toxické a nebezpečné plyny, např. pro směsi plynů s obsahem sirovodíku. Limity a omezení pouţití:
typický objemový průtok plynu
teplota spalování [°C] doba zdrţení ve spalovací komoře [s] rozsah tlaků [přetlak kPa]
limity / omezení 0-1800000 Nm3/h 1 (horní limit pro zvýšené hořáky) 600-210000 Nm3/d (Wobbeho číslo v rozsahu 15-52 MJ/Nm3) pro pozemní hořáky typu povrchového předmíchaného spalování >800 2 900-1260 °C (pozemní hořáky typu povrchového spalování s předmícháním) 1-2 2
0-0,73 (pozemní hořáky typu povrchového spalování s předmícháním) koncentrace VOC v odpadním plynu 0-100 % LEL s bezpečnostním inţenýringem 2 0-50 % LEL bez bezpečnostního inţenýringu 2
obsah kyslíku po spalování rychlost plamene [m/s]
>5 % 3 (komorový (muflový?) hořák 0-20 3 (pro prevenci zpětného zápalu)
228
Kapitola 3 1 [cww/tm/117] 2 [cww/tm/132] 3 [cww/tm/64]
Výhody a nevýhody Výhody Obecně účinně sniţují přebytky spalitelných a nerecyklovatelných plynů nebo náhle vzniklé velké objemy plynů vyuţitelné pro regulaci přerušovaných nebo kolísavých toků plynů
Nevýhody Obecně mimo plamen nedochází ke sníţení obsahu znečišťujících látek (SOx, NOx, oxid uhelnatý, halogenidy vodíku) vyţaduje potlačování kouře teplo vzniklé při spalování se nedá rekuperovat vysoké náklady na dodatečnou instalaci Zvýšené polní hořáky Zvýšené polní hořáky rychlé a bezpečné vypuštění velkého obtěţuje světlem objemu odpadních plynů obtěţuje hlukem obtíţné zpracovávání malých toků pohotovostní zařízení pro havarijní případy tvoření usazenin (koksu) můţe způsobit ucpání vrcholu hořáku Pozemní polní hořáky Pozemní polní hořáky spolehlivé zapalování (menší ovlivnění omezená kapacita větrem) nezvládá větší kolísání toku plynu, vyţaduje kombinaci s zvýšeným hořákem flexibilní; zvládá kolísání toku plynu při poruchách vyšší zdravotní a bezpečnostní v menším rozsahu riziko potenciálně omezená účinnost kvůli špatné kvalitě paliva obtěţuje zápachem Pozemní polní hořáky s povrchovým spalováním Pozemní polní hořáky s povrchovým spalováním s s předmícháním předmícháním dokonalé spalování nová technologie, není proto ještě celosvětově vyzkoušena modulární systém pro rychlou a snadnou přepravu vysoké náklady v porovnání s konvenčními široký rozsah provozních podmínek hořáky (1:30 s Wobbeho číslem 15-52 MJ/Nm3) přímé spuštění při plné kapacitě bez poţadované doby rozběhu nízké emise NOx umoţňuje rekuperaci energie malé emise světla a tepla
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr VOC NOx NO uhlovodíky (včetně BTEX) CO
hluk
zvýšený polní hořák Účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3] >98 a 1 80-86 3 400 (200 ppm)
pozemní polní hořák Účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3] > 99 a 2 99,9 c 3 400 (200 ppm) 11,6 (3,9 ppmv) b,c 8,6 (2,9 ppmv) b,c <2,8 (<1 ppmv) b,c
73 dB(A) b,d
229
Kapitola 3 a při optimálních podmínkách: výhřevnost odpadního plynu >11 MJ/Nm3 1, při malých průtocích a malé výhřevnosti se dosahuje malých účinností spalování b systém povrchového spalování s předmícháním c upraveno na 3 % O2 d v 50 m v podmínkách volného pole 1 [cww/tm/117] 2 [cww/tm/84] 3 [cww/tm/153]
Dosaţitelné úrovně emisí uvedené v tabulce uvádějí likvidaci látek, znečišťujících ovzduší (VOC a uhlovodíků) spalováním. Emise způsobené spalováním v polních hořících udávají ostatní parametry (NO a NOx). V případě spalování se neinstaluje ţádné zařízení pro čištění odcházejícího plynu, proto není obvykle moţné sniţovat obsah znečišťujících látek, které vznikají spalováním plynů s obsahem síry a/nebo halogenů, tj. NOx, oxid uhelnatý, saze atd. Z těchto důvodů nejsou pozemní hořáky vhodné pro toxické a nebezpečné plyny. Slučovací / rekombinační reakce dioxinů není procesem upřednostňována kvůli tomu, ţe hořáky nemají „rekombinační okno“ ani kovové povrchy, působící jako katalyzátory. Výkonnost sniţování mnoţství odpadních plynů spalováním v polních hořácích jak je uvedena v Tabulce nahoře platí pouze v optimálních podmínkách. Rozsah výkonnosti při neoptimálních podmínkách se pohybuje mezi 0-98% [cww/tm/84], coţ znamená, ţe spalování je velmi citlivé na změny uvedených podmínek. Tím se stává pro kaţdodenní pouţití velmi nespolehlivou technikou. Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie Potlačování kouře (pára, vzduch, voda, přírodní plyn) zapalovací plyn pro pomocné zapalování (propan nebo butan) Proplachovací plyn (dusík nebo palivo) pro udrţení přetlaku v systému pomocný plyn energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/64]
mnoţství
poznámky
Se spalováním jsou spojeny i hlukové emise. Nejdůleţitějšími zdroji hluku jsou [cww/tm/94]: vstřikování látek, potlačujících kouř spalovací proces ventily. Kaţdé spalování s přítomností páry vytváří hluk, díky vysokotlakým parním tryskám a injektorům a spalovací hluk spojený s uhlovodíky. Vysokotlaká pára vytváří vysokofrekvenční hluk, který je nejnebezpečnější pro lidi a také zlepšuje účinnost spalování, čímţ zvyšuje uvolňování energie a intenzitu hoření, coţ opět znamená vyšší hluk vznikající spalováním. Hluk ze spalování je obvykle nízkofrekvenční ve srovnání s hlukem výdechů při vířivém míchání odpadních plynů se vzduchem. Důleţitým environmentálním problémem je potlačování hluku a proto by mělo ovlivnit i projekční řešení hned v jeho prvních fázích. Hluku je moţno zabránit např.: sníţením nebo zeslabením vysokofrekvenčního hluku parní trysky vyuţitím vícekanálových parních injektorů, které naopak mohou zvyšovat tvoření usazenin (spečenin?) v podmínkách s nízkým tlakem; důleţitá je konstrukce clony, která by se vyrovnala s posledně zmíněnou nevýhodou usazení injektorů tak, ţe se proudy páry budou kříţit a tak se omezí hluk míchání zvýšení účinnosti potlačování lepšími a účinnějšími formami regulace sníţení přetlaku páry na méně neţ 0,7 MPa pouţití tlumiče na parní injektor jako akustické clony
230
Kapitola 3
pouţití dmýchaných hořáků nebo uzavřených pozemních hořáků.
Další vlivy jsou: obtěţování světlem zvýšených polních hořáků obtěţování zápachem způsobeným nedostatečným spalováním (především u pozemních polních hořáků). Je třeba uvést, ţe spalování se v chemickém průmyslu podílí na velkém počtu poţárů a explozí, jak to dokládá zpráva francouzského Ministerstva ţivotního prostředí (oddělení analýzy rizik a průmyslového znečištění). Výsledky je moţné nalézt v databázi AIDA, kterou zmíněná organizace spravuje. Monitorování [cww/tm/94] Průtok média, potlačujícího kouř do vrcholku hořáku je nutné kontrolovat kvůli zajištění jeho dostatečného mnoţství, ne však většího, neţ je třeba k potlačení kouře. To je moţné provádět třemi různými způsoby: skupinou termočlánků pro alespoň 1000 °C pozemním infračerveným detektorem (čidlem?) definovaným řízením průtoku spalovaného plynu, podle poměru průtoku potlačovacího média k průtoku spalovaného plynu. Průtok se obvykle reguluje regulačními ventily nebo v případě hořáků s dmýchaným vzduchem změnou sklonu lopatek ventilátoru, rozteče lopatek na vstupu nebo rychlosti dmychadla. Přísnější monitorování vyţadují pozemní hořáky kvůli zdravotním a bezpečnostním rizikům, která představují. Podstatná je rychlá reakce regulačního systému, především elektronickým přenosem regulačních signálů mezi obvykle vzdálenými tělesy hořáků a jejich velínem. Je třeba zváţit instalaci monitoru, který by umoţňoval sledovat hořák, aby se v případě potřeby umoţnilo ruční ovládání přívodu média, potlačujícího kouř. Zařízení monitorující provoz zapalovacího hořáku zahrnuje: termočlánky (ale pozor na chybné signály) přímou kontrolu pomocného plamene (např. sledování na monitoru) infračervené sledování (pozor: voda pohlcuje infračervené záření), občas doplněné vizuálním sledováním kvůli pohlcování infračerveného záření vodou měření intenzity světla měření UV záření čidla ionizace poplach poklesu tlaku regulace průtoku čistícího proplachovacího plynu. Zařízení má stále sledovat přítomnost pomocného plamene. Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3/h] provozní náklady [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivnost [na tunu regulované znečišťující látky za rok] 1 [cww/tm/117]
zvýšený polní hořák 8300-560000 USD 1
pozemní polní hořák
poznámky
420-36500 USD 1 14-6400 USD 1
231
Kapitola 3 Hořáky by měly mít vrcholový průměr 2,5 cm aţ 2,3 m, spalovat 100 % spalitelné odpadní plyny s výhřevností zhruba 17 MJ/Nm3 a být v provozu 1 aţ 100 hodin za rok. Hořáky u spodní hranice investičních a provozních nákladů mají vyšší kapacitu průtoku (asi 300000 Nm3/h) při průměru vrcholu do 2,3 m a pracují 100 i více hodin za rok. Hořáky s vyššími náklady mají kapacitu průtoku niţší (asi 36 Nm3/h), vrcholové průměry 2,5 cm a jsou v provozu méně neţ 10 hodin za rok. Protoţe jsou hořáky především bezpečnostními zařízeními, které zpracovávají krátkodobé průtoky (obvykle při zhoršení podmínek nebo havarijních únicích z výroby) spíše neţ zařízeními, která by měla čistit kontinuální toky plynů, není vhodné srovnávat jejich nákladovou efektivnost s ostatními zařízeními, které omezují emise. Náklady na tunu omezované znečišťující látky velice závisí na počtu provozních hodin za rok. Málo pouţívané hořáky mají na tunu znečišťující látky vyšší náklady, neţ hořáky pouţívané častěji, u kterých jsou tyto náklady niţší.
3.5.3 Techniky rekuperace a sniţování obsahu tuhých znečišťujících látek Mezi tuhé znečišťující látky patří prach, těţké kovy a jejich sloučeniny, aerosoly, mlha a saze, které v chemickém průmyslu můţeme nalézt nejčastěji v odpadních plynech, v kouřových plynech a ve znečištěném vzduchu. Tuhé znečišťující látky (prach) a těţké kovy (a/nebo jejich sloučeniny) můţeme v odpadních plynech z výroby nalézt v případě, ţe se zpracovávají, vznikají a/nebo skladují pevné a sypké sloučeniny. Dále jsou i v kouřových plynech či znečištěném vzduchu ze spaloven, např. z jednotek výroby energie nebo spalování odpadu. Aerosoly a mlha vznikají např. při reakcích a zpracovávání výrobních směsí. Obvyklé systémy čištění jsou popsány v následujících kapitolách. 3.5.3.1 Separátor
Popis Proud odpadního plynu prochází komorou, ve které dochází k separaci prachu, aerosolů a/nebo kapiček z plynu vlivem gravitace / setrvačnosti hmoty, přičemţ účinek separace se zvyšuje sníţením rychlosti plynu pomocí konstrukčních prvků, např. deflektory, lamelami nebo drátěnou síťovinou. Konstrukce by měla zajistit rovnoměrnou rychlost v celém objemu nádoby. Nerovnoměrné toky mají na účinnost negativní vliv. Pouţití vnitřních překáţek v inerciálním separátoru umoţňuje separaci při vyšších rychlostech. To ve srovnání s usazovací komorou umoţňuje zmenšení pracovního objemu separátoru. Stinnou stránkou je zvýšení tlakové ztráty. Pouţití Separátor se obvykle instaluje jako předřazený stupeň před různými systémy prachových filtrů, praček, chladících věţí atd. Pouţívá se např. jako prevence proti unášení prací kapaliny vyčištěným odpadním plynem a/nebo pro odstranění abrazivních tuhých znečišťujících látek. Nedá se pouţít pro odstraňování tuhých znečišťujících látek z kouřových plynů.
232
Kapitola 3
Limity a omezení pouţití: průtok odpadních plynů [Nm3/h] obsah prachu rozměr tuhých znečišťujících látek teplota 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/108]
limity / omezení 100-100000 1 bez omezení >TZL10, lépe >TZL50 2 obvykle kolem 540 °C, ale závisí na materiálu nádoby 2
Výhody a nevýhody Výhody
Nevýhody
bez pohyblivých součástí velmi malá tlaková ztráta vhodné pro vyšší teploty
nízká účinnost odstranění zvláště malých částic tuhých znečišťujících látek nevhodné pro malém rozdílu měrných hmotností plynu a tuhých znečišťujících látek
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr TZL kapičky 1 [cww/tm/70]
účinnost [%]
úroveň emisí [mg/l]
10-90 1 100 1
poznámky závisí na jejich velikosti v odlučovačích kapek
Vlivy do více prostředí spotřebovávaný materiál/energie voda (případný systém čištění deflektorů nebo lamel) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství 100-200 l/m2 1
poznámky
pouze pro ventilátor <0.5 1
Separované tuhé znečišťující látky a/nebo separované kapičky tvoří reziduum, které je potřeba likvidovat v případě, ţe není moţné je znovu pouţít / recirkulovat. Separované tuhé znečišťující látky mohou být kontaminovány toxickým a nebezpečným obsahem podle toho, z jakého zdroje pochází. To je třeba zváţit s ohledem na další čištění nebo likvidaci. Ekonomika Investiční náklady jsou nízké, ale protoţe je separátor obvykle integrován do ostatních systémů, není moţné uvést ţádné částky, které by byly nějak uţitečné. 3.5.3.2 Cyklón
Popis Cyklóny vyuţívají setrvačnosti částic tuhých znečišťujících látek k jejich odstranění z proudu plynu, vyuţitím setrvačných odstředivých sil, obvykle v kónické komoře. Pracují na principu dvojitého víru uvnitř tělesa cyklónu. Přiváděný plyn je uváděn do kruhového pohybu cyklónem směrem dolů poblíţ vnitřního povrchu trubice cyklónu. U dna se plyn otáčí a krouţí směrem vzhůru středem roury a vrchem vychází ven. Tuhé znečišťující látky v proudu plynu jsou odstředivou silou rotujícího proudu vzduchu tlačeny směrem na stěny cyklónu, ale proti nim působí fluidní odporová síla plynu, 233
Kapitola 3 procházejícího cyklónem a z něj ven. Velké částice tuhých znečišťujících látek se ke stěnám dostanou a hromadí se v zásobníku u dna, zatímco malé částice opouštějí cyklón společně s odcházejícím plynem. Mokré cyklóny jsou vysoce účinné proto, ţe se v nich do proudu plynu rozstřikuje voda. Tím se zvyšuje hmotnost částic tuhých znečišťujících látek a odstraní se i jemný materiál. Existují dva typy cyklónů. Cyklóny se zpětným tokem a přímým průtokem [cww/tm/79]: Cyklón se zpětným tokem (viz. Obrázek 3.75 [cww/tm/79]), který je nejběţnější, se skládá z: - válcového tělesa pláště s kónickou spodní částí - zásobníku jímajícího prach - přívodu vzduchu, tangenciálního nebo axiálního - výstupů.
Obrázek 3.75: Cyklón se zpětným tokem Cyklón s přímým průtokem (viz. Obrázek 3.76 [cww/tm/79]) je vybaven pevnými nebo pohyblivými turbínovými lopatkami. Přiváděný plyn tvoří spirálu a zatímco se čistý vzduch soustředí kolem středové osy, tuhé znečišťující látky se hromadí poblíţ stěn.
Obrázek 3.76: Cyklón s přímým průtokem
234
Kapitola 3 Pouţití Cyklóny se pouţívají ke sniţování obsahu tuhých znečišťujících látek a to především TZL >10 m. Existují však dokonce cyklóny, které jsou účinné i pro TZL2.5 [cww/tm/107]. Samostatně pouţívané cyklóny obvykle poţadavkům na čistotu ovzduší nevyhovují. Proto se pouţívají pro předčištění před draţšími dočišťovacími zařízeními, např. tkaninovými filtry (viz. Sekce 3.5.3.5) nebo elektrostatickými odlučovači (viz. Sekce 3.5.3.3). Široce se vyuţívají po rozprašovacím sušení, po drcení, mletí (broušení) a kalcinaci. Průmyslové jednotky, které spalují fosilní paliva, (kotle) obvykle pouţívají několikastupňové cyklóny, které pracují s vyšší účinností neţ cyklón jediný a dokáţí separovat i TZL <2,5 m. Limity a omezení pouţití: průtok odpadního plynu [Nm3/h] obsah prachu [g/Nm3] velikost částic teplota 1 [cww/tm/132] 2 [cww/tm/107]
limity / omezení 1-100000 1.2, (samostatný cyklón) do 180000 2 (vícenásobné paralelní cyklóny) 1-16000 2
1200 °C 1
Výhody a nevýhody Výhody
jednoduchost instalace rekuperace surovin bez pohyblivých součástí a proto malé poţadavky na údrţbu a nízké provozní náklady suchý provoz (jímání, odpad), kromě mokrých cyklónů poměrně malé prostorové nároky
Nevýhody
poměrně nízké účinnosti separace, především pro TZL <10 m cyklóny s přívodem v ose není moţné pouţít pro tuhé znečišťující látky, které by příliš narušovaly nebo ucpávaly přívodní lopatky nezpracují lepkavý ani mazlavý materiál u mokrého cyklónu emise do odpadních vod hluk
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Cyklóny mají větší účinnost při vyšším obsahu znečišťujících látek za předpokladu, ţe se zařízení nezahltí. Vyšší obsah znečišťujících látek je obvykle spojen s konstrukcí pro vyšší průtoky [cww/tm/107]. Různá účinnost cyklónů je funkcí velikosti částic tuhých znečišťujících látek a konstrukce cyklónu. Zvyšuje se [cww/tm/107] s:
velikostí částic a/nebo měrnou hmotností vstupní rychlostí délkou tělesa cyklónu počtem oběhů plynu v cyklónu poměrem průměru tělesa cyklónu/průměru výstupu plynu obsahem prachu hladkostí vnitřní stěny cyklónu.
235
Kapitola 3 Účinnost jímání se sniţuje [cww/tm/107] s:
zvýšením viskozity plynu zvýšením hustoty plynu zvětšením oblasti přívodu únikem vzduchu do prachového výstupu.
parametr konvenční
TZL 70-90 1 TZL10 30-90 1 TZL5 TZL2,5 0-40 1 1 [cww/tm/107]
účinnost [%] vysoce účinný vysoký průtok
80-99 1 60-95 1 90 1 20-70 1
80-99 1 10-40 1 0-10 1
poznámky multi-cyklón
80-95 1
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál
voda (mokrý cyklón) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 2
mnoţství
0,25-1,5 1 0,5-1 2 1-1,5 2 2-2,5 2
poznámky
jednotky s nízkou účinností (vysoký průtok) konvenční jednotky s vysokou účinností
[cww/tm/64] [cww/tm/107]
Tuhé znečišťující látky tvoří reziduum a je třeba je likvidovat. Jeho mnoţství závisí na mnoţství tuhých znečišťujících látek v odpadním plynu. Podle toho, co je jejich zdrojem, mohou být separované tuhé znečišťující látky kontaminovány toxickými a/nebo nebezpečnými látkami. Provoz cyklónů je významným zdrojem hluku. Ten je třeba omezit, např. zakapotováním zařízení. Monitorování [cww/tm/79] Emise materiálu, podle nichţ by se dala hodnotit výkonnost cyklónu, je moţné určit monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v odpadním plynu, pouţitím izokinetické vzorkovací sondy, nebo měřidla zaloţeného např. na opacitě pro UV záření/světlo, beta záření nebo nárazech částic. Poţadavky na údrţbu jsou u cyklónů malé. Měla by být umoţněna snadná pravidelná kontrola cyklónu z hlediska eroze (abraze) nebo koroze. Tlakový spád v cyklónu je pravidelně monitorován a systém odvodu prachu se kontroluje kvůli ucpávání.
236
Kapitola 3 Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivnost [na tunu znečišťující látky za rok] 1 [cww/tm/107] 2 [cww/tm/70]
náklady samostatný konvenční multi-cyklóny cyklón 1200-1500 USD 1 1100-1400 USD 1 900 EUR 2 700-7800 USD 1 450-750 USD 1 200 EUR 2 0,45-460 USD 1
poznámky
0,32-50 USD 1
U konvečních samostatných cyklónů se předpokládané průtoky pohybují mezi 1800 a 43000 Nm3/h, obsah tuhých znečišťujících látek mezi 2,3 a 230 g/Nm3 a účinnost jejich odstranění kolem 90 %. U multi-cyklónů se předpokládané průtoky pohybují mezi 36000 a 180000 Nm3/h při stejném obsahu tuhých znečišťujících látek a účinnosti. Pravidlem je, ţe menší jednotky, čistící odpadní plyn s niţší koncentrací tuhých znečišťujících látek, jsou draţší (specificky, na jednotku průtoku a na mnoţství odstraňovaných znečišťujících látek) neţ velké jednotky, které čistí odpadní plyny s vysokou koncentrací tuhých znečišťujících látek. 3.5.3.3 Elektrostatický odlučovač (ESP)
Popis ESP je zařízení sniţující obsah tuhých znečišťujících látek, které vyuţívá elektrických sil k tomu, aby se tuhé znečišťující látky, unášené odpadním plynem, přemístily na desky kolektoru. Unášené tuhé znečišťující látky jsou při průchodu korónou, v které jsou plynné ionty, nabity elektrickým nábojem. Elektrody ve střední čáře toku jsou pod vysokým napětím a vytváří elektrické pole, které způsobuje zachycení částic tuhých znečišťujících látek na stěnách kolektoru. Poţadované pulzní stejnosměrné napětí se pohybuje v rozsahu 20-100 kV. Existuje několik typů ESP:
suchý deskový ESP suchý trubkový ESP mokrý deskový ESP mokrý trubkový ESP.
V případě suchého deskového ESP (viz. Obrázek 3.77 [cww/tm/79]) prochází odpadní plyn horizontálně a paralelně k vertikálním deskám plechu. Elektrody s vysokým napětím jsou dlouhé dráty, které jsou zatíţené (napnuté?) a zavěšené mezi deskami. Odpadní plyn musí při průtoku jednotkou projít postupně kolem kaţdého drátu. V případě trubkového ESP (viz. Obrázek 3.78 [cww/tm/79]) odpadní plyn prochází vertikálně vodivými trubkami, obvykle mnoha paralelními trubkami. Elektrody s vysokým napětím jsou dlouhé dráty, které vychází z rámu v horní části ESP a prochází osou kaţdé trubky.
237
Kapitola 3
Obrázek 3.77: Wire-plate ESP
Obrázek 3.78: ESP typu „drát v trubce“ V suchém ESP jsou zachycené tuhé znečišťující látky různými mechanickými prostředky oklepávány z kolektorů. Tím dochází k jejich uvolnění a padají do výsypky. Oklep však můţe způsobit odmrštění některých částic tuhých znečišťujících látek zpět do proudu plynu. Tuhé znečišťující látky, které jsou tak opět unášeny z poslední části ESP pak nemohou být znovu zachyceny a opouští jednotku. Část
238
Kapitola 3 odpadního plynu můţe také procházet kolem nabíjecích zón. Proto se instalují přepáţky, které mají zabránit obtoku nabíjecí zóny a smíchat obtékající plyn s hlavním proudem plynu. Suchý trubkový ESP můţe být čištěn akusticky pomocí sonických houkaček. Narozdíl od deskového ESP, nemá trubkový ţádné cestičky, kudy by bylo moţné obtéci oblast usazování, avšak nerovnoměrnosti pole mohou způsobit, ţe se některé částice tuhých znečišťujících látek nenabijí. V případě mokrých ESP jsou kolektory splachovány buď periodicky nebo průběţně ostřikováním vodou a výsypky jsou nahrazeny odvodňovacím odváděcím systémem. Odtok kapaliny se jímá a čistí. Mokrý ESP potřebuje zdroj vody, která by se průběţně nebo v intervalech vstřikovala nebo rozstřikovala u vrchních konců kolektorových trubek. Tento prací systém nahrazuje oklepávací nebo akustický mechanismus, který se obvykle pouţívá u suchých ESP. Voda s odplavenými tuhými znečišťujícími látkami odtéká do zásobníku, odkud se odčerpává či odvádí. Část kapaliny můţe být z důvodů sníţení spotřeby vody recirkulována. ESP bývají jedno- či dvoustupňové. V případě jednostupňového ESP má elektrické pole, které vytváří korónový výboj, za úkol také přitahovat a tak odstranit nabité částice tuhých znečišťujících látek, s nabitím i vybitím v jediném zařízení. U dvoustupňového ESP dochází k nabití a odstranění tuhých znečišťujících látek v oddělených elektrických polích, z nichţ to druhé je pouze elektrostatické. Základní rozdíl mezi jedno- a dvou-stupňovým ESP je na Obrázku 3.79 [cww/tm/79].
Obrázek 3.79: Schématický nákres jednostupňového a dvoustupňového ESP Jedním ze základních provozních parametrů je specifická (poměrná?) záchytná plocha (SCA) – poměr povrchu sběrných elektrod k průtoku plynu. Vyšší SCA odpovídá lepší vyšší účinnosti, ale vyţaduje větší kolektory. SCA se obvykle pohybuje mezi 40-160 s/m. Systémy se zvýšeným rizikem, např. výbuchu nebo poţáru, musí být vybaveny bezpečnostními prvky, např. explozním poklopem nebo sprinklerovým hasicím systémem.
239
Kapitola 3
Pouţití ESP se pouţívá k odstraňování tuhých znečišťujících látek do velikosti 2,5 m a menších i nebezpečných látek, znečišťujících ovzduší, např. většiny kovů (se zaznamenatelnou výjimkou rtuti). Oblasti pouţití v chemickém průmyslu a příbuzných odvětvích: odvětví
kotle výroba chemikálií (např. kyseliny sírové) rafinérie spalování
typ ESP
suchý deskový suchý a mokrý deskový, suchý a mokrý trubkový suchý deskový suchý deskový, suchý a mokrý trubkový
Mokré ESP se pouţívají tam, kde nevyhovuje varianta suchá, např.:
vlhké a lepkavé materiály hořlavé / výbušné směsi materiál s velkým měrným odporem při poţadavku vyšší účinnosti k omezení kyselých mlh.
Jednostupňový ESP se pouţívá ve velkých sloţitých systémech čištění kouřových plynů, např. v jednotkách pro výrobu energie a spalovnách odpadů, jako zařízení pro sníţení obsahu prachu a popílku. Jelikoţ jsou těţké kovy a jejich sloučeniny také součástí prachu, odstraňují se společně s ostatními tuhými znečišťujícími látkami. Je vhodný i pro separaci aerosolů a mlh. Dvoustupňový ESP se pouţívá k odstranění prachových TZL a olejových mlh. Je alternativou povrchové filtrace (HEPA filtru). Pouţívá se tam, kde je potřeba čistit malé toky odpadních plynů (<25 Nm3/s) a velké dávky submikronových částic tuhých znečišťujících látek, např. kouř nebo olejovou mlhu. Limity a omezení pouţití:
obvyklý průtok odpadních plynů [Nm3/h]
teplota [°C] obvyklý obsah prachu [g/Nm3] měrný odpor [ cm] velikost částic 1 [cww/tm/125] 2 [cww/tm/124] 3 [cww/tm/127] 4 [cww/tm/126]
limity / omezení 360000-1800000 (suchý deskový) 1 1800-180000 (suchý trubkový) 2 180000-900000 (mokrý deskový) 3 1800-180000 (mokrý trubkový) 4 do 700 (suchý ESP) 1,2 <80-90 (mokrý ESP) 3,4 2-110 (deskový) 1,3 1-10 (trubkový) 2,4 5 x 103 – 2 x 1010 1,3 (suchý ESP) >TZL1,0 (suchý ESP)
240
Kapitola 3 Výhody a nevýhody Výhody vysoká účinnost i pro malé částice vhodné i pro velké rozsahy teplot, tlaků a průtoku plynů nízká ztráta tlaku, proto i niţší spotřeba energie mokrý ESP odstraňuje i lepivé částice a také vysoce odolné nebo výbušné prachy.
Nevýhody riziko výbuchu suchého ESP separační kapacita závisí na měrném odporu částic tuhých znečišťujících látek (suchý ESP) v případě vysokých rychlostí plynu, nevhodného oklepu nebo chudých plynů problém opětovného unášení částic koroze v horní části drátů kvůli netěsnostem (unikání vzduchu?) a kondenzaci kyselin, problém také ESP citlivé na zachování správného geometrického nastavení, např. drátů vybíjecích elektrod citlivé na kolísání podmínek v proudu plynu (průtoku, teploty, velikosti částic a sloţení plynů, obsahu tuhých znečišťujících látek) poměrně vysoké prostorové nároky poţadavek vysoce kvalifikovaného personálu speciální bezpečnostní opatření proti úrazu vysokým napětím suchý ESP se nedoporučuje k odstraňování lepivých nebo vlhkých částic
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Rozměry ESP jsou hlavním faktorem pro určování účinnosti. Další parametry, které ovlivňují účinnost, jsou:
měrný odpor prachu sloţení prachu a plynu teplota rozloţení částic tuhých znečišťujících látek podle velikosti. parametr
celkem TZL TZL10 TZL2,5
účinnost [%]
poznámky
99,0-99,2 1 99,0-99,2 2 97,0-99,4 1 97,1-99,2 2 96,0-99,2 1 97,4-99,2 2 úroveň emisí [mg/Nm3]
parametr prach 1 [cww/tm/125] 2 [cww/tm/127]
poznámky suchý ESP 5-15
mokrý ESP u dobře navrţených ESP s vhodnými rozměry
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál voda (mokrý ESP) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
mnoţství 0,5-2 1 0,05-0,3 1,2 0,5
poznámky jednostupňový ESP dvoustupňový ESP
1 [cww/tm/64] 2 [cww/tm/70]
241
Kapitola 3 U suchých ESP se separované tuhé znečišťující látky odstraňují jako reziduum; u mokrých ESP odstraněné tuhé znečišťující látky odchází s proplachovací vodou, která se čistí jako voda odpadní. Podle zdroje ze kterého tuhé znečišťující látky pochází, mohou být kontaminovány, např.dioxiny a/nebo těţkými kovy a jejich oxidy v případě spalování. Tento typ tuhých znečišťujících látek můţe být klasifikován jako nebezpečný odpad, který je třeba odstranit odpovídajícím způsobem. Monitorování [cww/tm/79] Emise materiálu, podle nichţ by se dala hodnotit výkonnost ESP, je moţné určit monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v odpadním plynu, pouţitím izokinetické vzorkovací sondy, nebo měřidla zaloţeného např. na opacitě pro UV záření/viditelné světlo, na beta záření nebo nárazu částic. Je také třeba monitorovat proud a napětí v ESP, intenzitu oklepávání a teplotu. Odvod prachu z výsypky vyţaduje údrţbu proti ucpávání aby se nepřeplnil a nezpůsobil zkratování ESP. ESP vyţaduje pravidelnou kontrolu, která by zjišťovala jakékoli opotřebení, např. korozi, elektrod, izolantů nebo systému oklepávání. Proto by měl být umoţněn volný přístup k ESP, avšak v rámci bezpečnostních norem. Ekonomika typ nákladů
náklady suchý deskový
investiční náklady 8500-28000 USD 1 [na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady 2400-24000 USD 1 [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivnost [na tunu znečišťující 45-280 USD 1 látky za rok] 1 [cww/tm/125] 2 [cww/tm/127] 3 [cww/tm/124] 4 [cww/tm/126]
suchý trubkový
mokrý trubkový
18000-36000 USD 2 18000-120000 USD 3 3500-27000 USD 2 2800-5600 USD 3
mokrý deskový
35000-180000 USD 4 4200-7000 USD 4
60-600 USD 2
90-950 USD 4
55-950 USD 3
Náklady mohou být v případě tuhých znečišťujících látek, vyţadujících vysokou úroveň regulace nebo konstrukci ESP ze speciálních materiálů, např. z nerez oceli nebo titanu, podstatně vyšší. Menší jednotky s méně koncentrovanými odpadními plyny nebudou obecně tak nákladově efektivní jako velké jednotky, které čistí vysoce koncentrované plyny. 3.5.3.4 Mokrá pračka prachu
Popis Mokré vypírání prachu (tuhých znečišťujících látek) je variantou mokrého praní plynů (viz.Sekce 3.5.1.4), které vyuţívá stejných nebo obdobných technik k tomu, aby se společně s plynnými sloučeninami sníţil i obsah tuhých znečišťujících látek, nebo tyto byly rekuperovány. Obvykle se pouţívají následující pračky: Pračka s vláknitou náplní Viz. Sekce 3.5.1.4. Je vhodná především pro plynné znečišťující látky. Co se týká tuhých znečišťujících látek, omezuje se na jemné a/nebo rozpustné tuhé znečišťující látky, aerosoly a mlhy. Nerozpustné a/nebo hrubé tuhé znečišťující látky vláknité loţe ucpávají. Pračky s pohyblivým loţem Viz. Sekce 3.5.1.4. Patrové pračky
242
Kapitola 3
Viz. Sekce 3.5.1.4. Pouţívají se především pro odstraňování tuhých znečišťujících látek. Sprchové věţe Viz. Sekce 3.5.1.4. Pouţívají se především pro odstranění tuhých znečišťujících látek. Sprchové věţe se neucpávají tak, jako pračky s náplní, ale vyţaduje vysoké poměry kapalina/plyn (>3 l/m3), aby zachytily jemné tuhé znečišťující látky. Pračky s nárazovým čisticím efektem a separací unášené kapaliny Pračky s nárazovým čisticím efektem obsahují mechanismus, který urychluje vstupní proud plynu proti hladině kapaliny a separátoru zachycené a unášené kapaliny. Obvykle se nehodí pro aplikace transferu hmot např. odstranění stop plynů. Vhodnější jsou pro silné či slabé toky plynů a mají menší tlakové ztráty neţ difúzní pračky. Příklad uvádí Obrázek 3.80 [cww/tm/79]. -
Obrázek 3.80: Pračka s nárazovým čisticím efektem a separací unášené kapaliny Difúzní (Venturiho) pračky Charakteristickým rysem difúzní pračky je zúţené potrubí – difuzér – které zvyšuje rychlost plynu. Kapalina vstupuje do pračky a tvoří na stěnách vrstvu, která se atomizuje proudem plynu v difuzéru. Podobně je tomu u ejektorových difúzních praček, kde se kapalina rozprašuje do difuzéru. Difúzní pračky jsou vysoce účinné pro tuhé znečišťující látky, protoţe jsou vhodné i pro submikronové částice tuhých znečišťujících látek. Mohou se vyuţívat i pro odstranění stopových plynů, a především reaktivních kašovitých směsí. Příklad je na Obrázku 3.81 [cww/tm/79]. S touto technologií je spojen jeden problém. Jde o erozi způsobenou vysokými rychlostmi plynu. Difuzér je obvykle opatřen vnitřní odolnou ohnivzdornou vrstvou, aby odolával obrušování částicemi tuhých znečišťujících látek. Zaplavené koleno umístěné za difuzérem omezuje opotřebení abrazivními částicemi tuhých znečišťujících látek. Difuzér je vyroben z nekorodujícího materiálu, navrţeného pro maximální ţivotnost. Konečná volba materiálu závisí např. na: teplotě abrazivitě korozi působení chemikálií
243
Kapitola 3 - Účinnost se zvyšuje s rychlostí plynu a poklesem tlaku. Několik difúzních praček umoţňuje regulovat rychlost světlostí difuzéru. - Difúzní pračky obvykle nevyţadují předčištění odpadních plynů. V jistých případech je odpadní plyn chlazen, a to v případech, kdy by mohla vysoká teplota poškodit materiál pračky. - Pokud odpadní plyn obsahuje jak tuhé znečišťující látky, tak plyny, které je třeba odstranit, pak se jako předčišťující zařízení pouţívají difúzní pračky, které odstraňují tuhé znečišťující látky. Tím se zabrání ucpání následných zařízení, např. praček se zhutněným loţem.
-
Obrázek 3.81: Difúzní (Venturiho) pračka Pouţití Viz. Tabulka 3.16.
244
5
0,2-11 1
zátěţ tuhými znečišťujícími látkami [g/Nm3]
[cww/tm/115]
1 [cww/tm/110] 2 [cww/tm/111] 3 [cww/tm/114] 4 [cww/tm/112]
4-38 (plyny) 3
4-38 (plyny) 2
bez limitů
4-370 (prach.č.) 3
4-370 (prach.č.) 2
<60 1
teplota [°C]
bez limitů
2500-170000 3
1700-130000 2
1800-170000 1
zachycení TZL10, TZL2,5, TZLHAP anorganické kouře, výpary, plyny, VOC často jako součást odsíření kouřových plynů omezené pouţití pro jemné tuhé znečišťující látky
sprchové věţe
průtok plynu [Nm3/h]
Patrové pračky
zachycení TZL10, TZL2,5, TZLHAP (látky znečišťující ovzduší ve formě částic) anorganické kouře, výpary, plyny, VOC
pohyblivé loţe
zachycují jemné a/nebo rozpustné tuhé znečišťující látky eliminátory mlhy pro zachycení kapalných aerosolů, anorganických (+látek?) a VOC regulují emise aerosolů v průmyslu vyrábějícím chemikálie, plasty, asfalt, kyselinu sírovou, nátěry omezená acceptance for zachycení prachu
Vláknitá náplň
do výše 23 4
do výše 150 4
1700-90000 4
zachycení TZL10, TZL2 pouţívá se při výrobě a balení léčiv, výrobě chemikálií, pryţe, plastů, keramiky, hnojiv regulované procesy zahrnují sušičky, vařáky, drtící a brousící operace, sprejování, větrání, skladování materiálu
Nárazové se separací
1-115 5
4-370 5
720-100000 5
zachycení TZL10, TZL2,5, aţ po submikrony regulace emisí z tepla a proudu, průmyslových, komerčních a institucionálních kotlů spalujících uhlí, olej (naftu?), dřevo a kapalné odpady regulují zdroje emisí v chemickém a jemu příbuzném průmyslu obvykle pouţívané při poţadavku vysoké účinnosti odstranění jemných tuhých znečišťujících látek
Difúzní (Venturiho)
Kapitola 3
245
Kapitola 3 Výhody a nevýhody Výhody Obecně odstraňují hořlavý a výbušný prach jen s malým rizikem chladí horké plyny umoţňují neutralizaci plynů, způsobujících korozi současně odstraňují prach i anorganické sloučeniny
Pračky s vláknitou náplní zvládnou mlhy poměrně nízká tlaková ztráta
Nevýhody Obecně odpadní kapalina můţe představovat problém znečištění vody zachycený vyprodukovaný odpad je mokrý vyţaduje ochranu proti zamrznutí zachycené tuhé znečišťující látky mohou být kontaminované a nerecyklovatelné odpadní plyn můţe vyţadovat nový ohřev, aby se zabránilo viditelné (parní) vlečce Pračky s vláknitou náplní velmi pravděpodobně problémy s korozí ne zcela vhodné pro zachycování tuhých znečišťujících látek, pouze pro jemné a/nebo rozpustné tuhé znečišťující látky Patrové pračky velmi pravděpodobné problémy s korozí
Patrové pračky jedna jednotka zajišťuje absorpci plynu i zachycení prachu současně zvládají mlhy účinnost kolísá zlepšují kontakt plynu a suspense činidla při odstraňování SO2 Sprchové věţe Sprchové věţe zachycují jak tuhé znečišťující látky, tak malá efektivita přenosu hmoty plyny malá účinnost odstraňování jemných částic téměř se neucpává tuhých znečišťujících látek poměrně prostorově nenáročná FRP konstrukce je citlivá na vyšší teploty poměrně malá tlaková ztráta FRP konstrukce odolává i vysoce korozívnímu prostředí Pračky nárazové se separací zachycené kapaliny Pračky nárazové se separací zachycené kapaliny zvládají mlhy velmi pravděpodobné problémy s korozí poměrně vysoká rychlost recirkulace vody kolísavá účinnost Difúzní (Venturiho)pračky Difúzní (Venturiho) pračky zvládají mlhy velmi pravděpodobné problémy s korozí malé nároky na údrţbu poměrně vysoká tlaková ztráta zvyšující spotřebu energie; hlučnost způsobuje konstrukčně jednoduché a snadno vysoká rychlost plynu v difuzéru instalovatelné kolísavá účinnost omezení na tuhé znečišťující látky a plyny odstraňují i reaktivní plynné s vysokou rozpustností znečišťující látky neucpávají se
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Výkonnost pracích technik velmi závisí na rozměrech zachycovaných tuhých znečišťujících látek a aerosolů. Výkonnosti (účinnosti) uvádí Tabulka 3.17. Vlivy do více prostředí Spotřebovávaný materiál a energie uvádí Tabulka 3.17. Při pouţívání technik mokrého praní prachu je nutné pouţívat přídavná zařízení pro separaci suspenzí.
246
Kapitola 3 Separovaný prach je kontaminován podle toho, odkud pochází, např. prach ze spalování můţe obsahovat dioxiny a/nebo těţké kovy a jejich oxidy. Takový typ prachu by měl být klasifikován jako nebezpečný odpad a v souladu s tím i likvidován. parametr
vláknitá náplň
TZL VOC SO2 HCl HF NH3
70->99 1 70->99 (mlhy) 1
pohyblivé loţe
třídy výkonnosti [%] patrová sprchová věţ 50-99 2
70->99 3 50-95 3 80->99 3
80->99 2
Difúzní (Venturiho)
80-99 4
70->99 5,7 90 7 90 7 94-99 8
94-99 8
spotř.materiál
spotřeba materiálu/energií
prací voda [l/Nm3] energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
>3 3
typ nákladů investiční náklady na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivita [na tunu znečišťujících látek]
Nárazové se separací
0,5-5 6 1-2 6
<0,5-6 6,7
1,5-2,8 6
2,5-20 6,7
náklady 600-1800 USD 1
1300-7000 USD 2
500-2200 USD 3 2800-10000 USD 4
1000-21100 USD 1
1500-41100 USD 2
800-28100 USD 3
2200-42000 USD 4
40-710 USD 1
51-1300 USD 2
28-940 USD 3
88-1400 USD 4
1900-17000 USD 5 5000 EUR a,7 2400-70000 USD 5 b 84-2300 USD 5
a při kapacitě 10000 Nm3/h, u větších kapacit růst koeficientem 0,3 b EUR [2500+ 100 x (průtok/1000)] 1 [cww/tm/110] 2 [cww/tm/111] 3 [cww/tm/114] 4 [cww/tm/112] 5 [cww/tm/115] 6 [cww/tm/132] 7 [cww/tm/70] 8 [cww/tm/138] výroba umělých hnojiv, kyselina fosforečná jako prací kapalina
247
Kapitola 3
Pračky způsobují hluk, který je třeba vhodně omezit, například uzavřením zařízení do akustického krytu. Monitorování [cww/tm/70] Emise hmoty podle nichţ lze hodnotit výkonnost mokré pračky je moţné určit monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v proudu odpadních plynů izokinetickou vzorkovací sondou, nebo měřicím přístrojem zaloţeným např. na nepropustnosti UV záření/světla, na beta záření nebo na nárazu částic. Důleţitá je také pravidelná kontrola tlakového spádu v pračce, poměru průtoku kapaliny/činidla a tlaku na vstupu. Je také potřebné pravidelně kontrolovat poměr kapaliny a plynu, rychlost proplachové kapaliny a pH. Mokré pračky je třeba pravidelně kontrolovat z hlediska poškození např. korozí nebo ucpáním. Do pračky by měl být snadný přístup. Ekonomika Rozsah nákladů mokrých praček prachu uvádí Tabulka 3.17. Přibliţné náklady jsou zaloţeny na předpokládaném vstupním zatíţení tuhými znečišťujícími látkami kolem 7 g/Nm3. V případě aplikací, vyţadujících draţší materiály rozpouštědla nebo metody čištění, mohou být náklady podstatně vyšší, neţ uvedené náklady. Pravidlem je, ţe menší jednotky, čistící málo-koncentrované toky odpadních plynů, budou draţší (na jednotku průtoku) neţ velké jednotky čistící velký průtok znečišťujících látek. 3.5.3.5 Látkový (tkaninový) filtr
Popis Odpadní plyn prochází hustě tkanou nebo plstěnou látkou, která zachycuje tuhé znečišťující látky tím, ţe je prosívá, nebo jiným mechanismem. Látkové (tkaninové) filtry mohou mít formu plochy (jedna vrstva) vloţek nebo pytlů (nejobvyklejší) s mnoha jednotlivými filtračními jednotkami ve skupině. Filtrační koláč prachu, který na filtru vzniká, můţe účinnost filtru ještě zvýšit. Provozní podmínky do značné míry určují volbu tkanin. Některé běţně pouţívané tkaniny uvádí Tabulka 3.18.
název vlákniny
odolnost proti kyselinám
polyester akrylový kopolymer m-aramid polyfenylensulfid etylenchlorotrifluoroethen polytetrafluorethen polyimid sklo nerezová ocel keramika
dobrá dobrá dobrá výborná výborná výborná dobrá velmi dobrá dobrá velmi dobrá
zásadám vyhovující vyhovující dobrá výborná výborná výborná dobrá vyhovující výborná dobrá
stálá provozní teplota ve vlhkém teplu [°C] 94 110 177 190 177 260 240 260 550 760
stálá provozní teplota [°C] 132 120 200 190 177 260 260 260 550 760
maximální materiál teplotní podporuje špička hoření [°C] 150 130 240 232 190 290 280 290 600 1204
ano ne ne ne ne ne ne ne ne ne
Tabulka 3.18: Běţně pouţívané tkaniny
248
Kapitola 3
Praktické pouţití tkaninových filtrů vyţaduje pouţití velkých ploch tkaniny aby se zabránilo nepřijatelné tlakové ztrátě na tkanině. Nepřijatelná tlaková ztráta můţe poškodit uloţení filtru, coţ by způsobilo nestálé emise prachu. Velikost čistící stanice na plyn s pytlovými filtry dané jednotky závisí na volbě poměru objemového průtoku vzduchu k ploše tkaniny (poměr a/c). Tento a/c poměr se určuje podle zatíţení a charakteristik a pouţité metody čištění. Vysoká zátěţ tuhými znečišťujícími látkami bude vyţadovat větší sběrnou komoru, aby se zabránilo tvoření příliš těţkých prachových koláčů, coţ by znamenalo přílišnou tlakovou ztrátu. Intenzita a frekvence čištění jsou důleţitými proměnnými při určování účinnosti. Časté nebo intenzivní čištění filtru sníţí jeho účinnost, protoţe prachový koláč můţe mít značný podíl na schopnosti tkaniny odstraňovat jemné částice tuhých znečišťujících látek. Pokud je odstraňování příliš řídké nebo neúčinné, pak bude tlaková ztráta velká. Obvyklé typy tkaninových filtrů, podle metody jejich čištění, jsou: tkaninový filtr čištěný zpětným proudem (protiproudem) vzduchu, který vyuţívá jemnější, ale občas méně účinné mechanismy čištění, neţ mechanické chvění (oklepávání). Pytle mají obvykle otevřené dno, uzavřený vršek a prach se zachytává uvnitř či vně pytlů. Pro čištění se odpojí, čistí se průchodem čistého vzduchu v opačném směru a prachový koláč odpadává do výsypky (zásobníku?). Typický cyklus čištění trvá méně neţ 5 minut na jedno oddělení. Čištění protiproudem vzduchu se samostatně pouţívá pouze v případech, kdy se prach z tkaniny uvolňuje snadno. V mnoha případech se však pouţívá společně s oklepáváním, pulsací nebo zvukovým čištěním houkačkami. tkaninový filtr čištěný mechanickým chvěním (oklepáváním) s jednoduchým a účinným čistícím mechanismem. Odpadní plyn vstupuje do přívodního potrubí, které je vybaveno deflektorem do které naráţí velké částice tuhých znečišťujících látek, padají do výsypky a tím se z plynu odstraní. Zatíţený plyn je proháněn přes rozdělovací desku ve s otvory ve spodní části komory do jednotlivých filtračních pytlů, prochází zevnitř ven a částice se přitom zachycují na vnitřním povrchu pytle. Vršky pytlů jsou připevněny k chvějící se tyči, která se svým rychlým pohybem tyto pytle vyklepává a tak je čistí. tkaninové filtry čištěné pulsací vyuţívají poměrně nové metody, která čistí vysoké objemy prachu, probíhá při stálém poklesu tlaku a prostorově je méně náročná, neţ ostatní typy tkaninových filtrů. Je moţné je pouţívat pouze jako externí zařízení pro zachycování pachu. Pytle jsou u dna uzavřené, otevřené na vrchu a podporované (přidrţované?) vnitřními úchytkami. Zatíţený plyn prochází do pytlů z venku, s vyuţitím difuzérů zabraňujících poškození pytlů velkými částicemi tuhých znečišťujících látek, přičemţ se částice zachycují na vnější straně pytlů a padají do výsypky. Čištění tlakovým impulsem znamená vhánění krátkých dávek (0,03-0,1 sekundy) vysokotlakého (0,4-0,8 MPa) vzduchu do pytlů. To umoţňuje nepřerušovaný průtok čištěného odpadního plynu, který se nemusí kvůli čištění přerušovat. Plstěné, tj. netkané materiály se pro toto čištění pouţívají proto, ţe k dosaţení vysoké účinnosti nepotřebují prachový filtrační koláč. Tkané materiály obvykle po čištění tlakovým impulsem propouští příliš mnoho prachu.
Akustické čištění (houkačky) se pouţívá stále častěji pro zlepšení účinnosti filtrů s mechanickým chvěním a s protiproudem vzduchu. Vyuţívají vysokého tlaku vzduchu (0,3-0,6 MPa). Zvukové čištění výrazně sniţuje zbytkový obsah prachu na pytlích a sniţuje i tlakovou ztrátu ve filtrační látce o 20-60 %, stejně jako mechanické namáhání pytlů a tak prodluţuje jejich ţivotnost. Pokud plyn obsahuje kyselé látky, můţe docházet ke korozi filtrů a materiálu komory, zvláště při teplotách pod rosným bodem. Vhodné filtrační tkaniny jsou uvedeny v Tabulce 3.18.
249
Kapitola 3 Blízkými příbuznými tkaninových filtrů jsou:
Kompaktní filtry, které jsou známé jako filtry kazetové nebo obálkové filtry a jsou verzí filtrů tkaninových. Rozdíl je v kompaktnosti uloţení filtračního materiálu. Je pletený, např. jako harmonika, aby se specifická filtrační plocha zvýšila. Úspora prostoru je však u tohoto typu filtru částečně anulována niţším zatíţením tkaniny. Zlepšený kompaktní filtr, známý také jako sintamatický, filtr se sintrovanými lamelami nebo Spirotova trubice, je další verzí tkaninového filtru. Skládá se z porézního sintrovaného materiálu a prvků pleteného filtru, v případě filtrů sinamatických nebo se sintrovanými lamelami, coţ zajišťuje jeho delší ţivotnost a sniţuje náklady na údrţbu.
Teplota plynu by se měla pohybovat nad rosným bodem kaţdé z jeho sloţek, protoţe jinak by se filtr ucpával a filtrování by se zastavilo. Proto by měla být čistící stanice s pytlovými filtry tepelně izolována a příleţitostně podle potřeby vyhřívána. Systémy se zvýšeným rizikem např. výbuchu nebo poţáru, musí být vybaveny takovými bezpečnostními zařízeními, jako jsou explozní dvířka nebo samočinné hasící zařízení. Na přívodní straně filtru by měl být výbuchový uzávěr, který se otevírá do bezpečného prostoru mimo budovu. V případě horkých tuhých znečišťujících látek z kotlů nebo pecí můţe být potřebné instalovat lapák, který by zabraňoval poţáru i poškození tkaniny. Je nutné zabránit tvorbě a šíření jisker či plamenů. Pouţití Tkaninové filtry se pouţívají především k odstranění tuhých znečišťujících látek, menších neţ 2,5 m, a nebezpečných látek, znečišťujících ovzduší ve formě částic (TZLHAP), jako jsou např. kovy (kromě rtuti). V kombinaci se vstřikováním (včetně adsorpce, vstřikování suchého vápna / bikarbonátu sodného a vstřikování polosuchého vápna) před čistící stanicí s pytlovými filtry, je moţné je pouţít i pro odstranění specifických plynných znečišťujících látek. Tkaninové filtry jsou vhodné k zachycování tuhých znečišťujících látek s elektrickým měrným odporem buď příliš nízkým, nebo naopak příliš vysokým pro ESP a tak jsou vhodné pro zachycování popílku z uhlí s nízkým obsahem síry nebo popílku s vysokým obsahem nespáleného uhlíku. Zařazením čistící stanice s pytlovými filtry za ESP se dosahuje velmi nízkých emisí tuhých znečišťujících látek. Pokud odpadní plyn obsahuje poměrně velké částice tuhých znečišťujících látek, je moţné tkaninovým filtrům předřadit mechanické kolektory, např. cyklóny, ESP, nebo sprchové chladiče a tím sníţit zatíţení tkaninových foltrů, zvláště v případě vysokých vstupních koncentrací. Limity a omezení pouţití: limity / omezení typický průtok odpadních plynů [Nm3/h]
300-1800000 1
viz Tabulka 3.18 vyšší neţ rosný bod kaţdé z kondenzovatelných sloţek, jinak dochází k zanášení <70 (zlepšený kompaktní filtr) 2 tlak v rozsahu –6,4 a +6,4 kPa kolem atmosférického tlaku 1 obsah prachu 1-23 (obvykle) 1 [g/Nm3] 0,1-230 1 vlastnosti tuhých znečišťujících látek lepivý prach se z pytlů odstraňuje obtíţně a proto je třeba se mu vyhnout poměr a/c a 1 3 (protiproud vzduchu) [m/min] <0,5 3 (mechanické chvění) 1-1,5 (2,0) 3 b (pulsní proud) teplota [°C]
250
Kapitola 3 a doporučeno pro zajištění spolehlivého provozu (viz. výše) b vyšší hodnota pro speciální uspořádání 1 [cww/tm/123] 2 [cww/tm/70] 3 osobní informace
Výhody a nevýhody
Výhody tkaninové filtry obecně mají vysokou účinnost v případě hrubých i jemných tuhých znečišťujících látek účinnost a tlaková ztráta průběţně čištěných filtrů zůstává velkými výkyvy vstupní zátěţe prachem prakticky nedotčena prach se separuje nasucho bez další spotřeby, je moţné jej znovu pouţít v předchozím procesu zbytkové emise jsou na vstupní koncentraci v podstatě nezávislé poměrně jednoduchá obsluha
Nevýhody neumoţňuje vstup mokrého nebo lepivého prachu odstranění koláče z tkaniny můţe bránit statická elektřina riziko výbuchu moţné poţáry čistící stanice s pytlovými filtry v případě horkých tuhých znečišťujících látek z pecí nebo oddělování pyroforických (samovznětlivých) materiálů
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Při dané kombinaci konstrukce filtru a separovaného prachu je koncentrace tuhých znečišťujících látek na výstupu z tkaninového filtru téměř konstantní, zatímco celková účinnost má tendenci měnit se podle obsahu tuhých znečišťujících látek. Tkaninové filtry je proto moţné povaţovat za zařízení s konstantním výstupem, spíše neţ s konstantní účinností. parametr
TZL
tkaninový filtr účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3] 99-99,9 1
kompaktní filtr účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3]
2-10 1 1a2
zlepšený kompaktní filtr účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3]
1-10 2
<12
a keramický filtr 1 [cww/tm/123] 2 [cww/tm/70]
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie filtrační tkanina [m2 na 1000 Nm3/h] materiál ochranné vrstvy tkaniny (příleţitostně) stlačený vzduch [na 1000] a pro 0,3-0,6 MPa (sonic horn) pro 0,4-0,8 MPa (pulsní proud) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
mnoţství 11-17
poznámky poměr a/c 1-1,5 m/min pro lepivý nebo statický prach, nebo jako ochrana tkaniny čištění filtru
2-2,5 1 0,2-1,2 2 0,5-2,0 0,5-2,5 2 0,5-1,8 1 5-50
tkaninový filtr kompaktní a zlepšený kompaktní filtr keramický filtr
251
Kapitola 3 a Nm3/h stlačeného vzduchu na 1000 Nm3/h plynu 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/64]
Jediným reziduem je separovaný prach, případně smíchaný s předem naneseným ochranným materiálem. Podle toho, z jaké zdroje prach pochází, můţe být znečištěn např. dioxiny a/nebo těţkými kovy a jejich oxidy ze spalování. Tento typ prachu by měl být klasifikován jako nebezpečný odpad a podle toho i likvidován. Monitorování [cww/tm/79] Pečlivě by měla být monitorována výkonnost a údrţba. Emise hmoty, které určují výkonnost tkaninových filtrů, je moţné určit monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v proudu odpadních plynů izokinetickou vzorkovací sondou, nebo měřením, zaloţeným např. na nepropustnosti UV záření/světla, triboelektrickém toku, beta záření nebo nárazu částic tuhých znečišťujících látek. Důleţitá je také pravidelná kontrola teplotního a tlakového spádu v prachovém filtru. Tlakový spád je pouţíván pro určení nutného čistícího cyklu. Prachové filtry je třeba pravidelně kontrolovat z hlediska poškození tkaniny nebo komory. Do filtru by měl být snadný přístup. Kaţdá čistící stanice s pytlovými filtry by měla být vybavena systémem detekce úniků s hlásičem. Ekonomika Ţivotnost filtračního materiálu je kolem 5 let v případě tkaninového a kompaktního filtru a 8 let v případě zlepšeného kompaktního filtru. náklady pulsní proud
typ nákladů
protiproud vzduchu
mechanické chvění
investice [na 1000 Nm3/h]
5300-50000 USD 1 30000-55000 EUR c 4 300-400 USD 1 600-1200 USD 1
4500-42000 USD 2
3700-15000 USD 1000-4000 EUR 2500-4000 3 4 EUR 4
300-400 USD 2 --
---
4000-16000 USD 1 d4
2600-14000 USD 2
3200-14000 USD a 4 3
58-372 USD 1
41-334 USD 2
46-293 USD 3
plus sonic horm plus protiproudé zařízení roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] nákladová efektivnost [na tunu znečišťující látky]
kompatktní
zlepšený kompaktní
b4
a 2500 EUR+300 x průtok/1000 b 350 EUR + 240 x průtok/1000 c keramický filtr d 350 + 300 x průtok/1000 1 [cww/tm/123] 2 [cww/tm/121] 3 [cww/tm/122] 4 [cww/tm/70]
Odhad ceny předpokládá konvenční konstrukci v typických provozních podmínkách a nezahrnuje přídavná zařízení, např. ventilátory nebo vzduchotechnické potrubí. Náklady závisí primárně na objemovém průtoku a obsahu a druhu znečišťujících látek v odpadním plynu. Malé jednotky čistící plyny s nízkým obsahem znečišťujících látek obecně nebudou tak nákladově efektivní, jako velké jednotky, které čistí plyny s velkou zátěţí. Uvedené náklady se týkají průtoků mezi 3500 aţ 1700000 Nm3/h a zátěţe 9g znečišťujících látek na Nm3.
252
Kapitola 3 Náklady na systém zvýší znečišťující látky, které vyţadují vysokou úroveň čištění nebo pytle či čistící jednotku ze speciálních materiálů. 3.5.3.6 Katalytická filtrace
Popis Katalytická filtrace je odstraňování plynných sloţek doprovázené separací tuhých znečišťujících látek. Je moţné ji přirovnat k provozu tkaninových filtrů (viz. Sekce 3.5.3.5). Rozdíly jsou ve filtračních materiálech. Katalytický filtr je naplněn katalyzátorem (systém titan/vanad), který rozkládá znečišťující látky katalytickou reakcí v plynné fázi. Separovaný prach bude odstraněn a likvidován odděleně. Katalytický filtr se skládá z pěnové polytetrafluorethenové (ePTFE) membrány, lepené na katalytický plstěný substrát. Do plstěného substrátu je vloţený katalyzátor. Instaluje se v modulech do čistící stanice s pytlovými filtry viz Obrázek 3.82 [cww/tm/85] tak, aby se dal snadno namontovat ve stávajících podnicích.
Obrázek 3.82: Čistící stanice s katalytickými filtry, včetně vzorkovací řady (sampling train) Pouţití Katalytická filtrace se pouţívá pro separaci tuhých znečišťujících látek a eliminaci nebezpečných znečišťujících látek z plynné fáze. Hlavní znečišťující látky, pro které se tato technologie pouţívá, jsou dioxiny a furany (PCDD a PCDF). Mohou však být odstraněny i další znečišťující látky, např. polyaromatické uhlovodíky (PAH), polychlorované benzeny (PCBz), polychlorované bifenyly (PCB), VOC a chlorované fenoly (PCP). Limity a omezení pouţití: limity / omezení doporučený rozsah stálé provozní teploty obsah amoniaku obsah oxidů síry
160-260 °C a <200 ppm <50 ppm
253
Kapitola 3 vlhkost rychlost filtrace nebezpečné látky
5-35 % 48-84 m/h deaktivace arzénem, draslíkem, vápníkem, sírou
a Horní limit teplotního rozsahu je dán stálou maximální provozní teplotou filtračního média (260 °C). Doporučená maximální provozní teplota je 250 °C aby se zabránilo špičkovému přehřátí. Spodní limit teplotního rozsahu je dán teplotou, při které spolehlivě dochází k rozkladu dioxinů a furanů.Testováním se určila teplota 155 °C.
Výhody a nevýhody
Výhody rozklad nebezpečných plynných sloučenin bez kontaminovaných reziduí sníţení celkového mnoţství vypouštěných nebezpečných znečišťujících látek do ţivotního prostředí snadno modernizovatelná (dodatečně montovatelná) bez dalších nákladů na provoz a údrţbu bez dalšího pevného odpadu, který je nutno likvidovat beze změn standardních provozních postupů náklady srovnatelné s pouţitím práškového aktivovaného uhlí
Nevýhody omezení maximální provozní teploty na 260 °C ač filtr odstraňuje organické látky obecně a speciálně dioxiny a furany, je při všech teplotách, doporučena minimální stálá provozní teplota 155 °C pro spolehlivý rozklad dioxinů a furanů; při niţších teplotách se adsorbují na katalyzátor
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr prach PCDD/PCDF (TEQ)
účinnost [%] >99 a,1
úroveň emisí
poznámky
< 1 mg/Nm3 1 <0,004-0,040 ng/Nm3 1 <0,075 ng/Nm3 1
typická spalovny odpadu
a zjištěno aţ 99,8 % 1 informace od výrobce
Vlivy do více prostředí Separovaný prach, popílek případně smíchaný se sorbentem kyselého plynu je jediným reziduem, které vyţaduje likvidaci. Filtrovaný prach obsahuje aţ o 90 % méně dioxinů a furanů, neţ při pouţití aktivovaného uhlíku. Tento prach se obvykle klasifikuje jako bezpečný odpad. Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie materiál filtru katalyzátor energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
mnoţství
poznámka ţivotnost filtru a katalyzátoru je obvykle 5 let i více
Monitorování [cww/tm/79] Pečlivě by měla být monitorována výkonnost a údrţba. Emise hmoty, které určují výkonnost filtrů, mohou být určeny pomocí monitorování koncentrace tuhých znečišťujících látek v proudu odpadních
254
Kapitola 3 plynů izokinetickou vzorkovací sondou nebo měřením, zaloţeným např. na opacitě pro UV záření/světlo, beta záření nebo nárazu částic tuhých znečišťujících látek. Aktivita katalyzátoru můţe být monitorována testováním kaţdého jednotlivého filtru vyjmutého z čisticí stanice. Pokud je důvodné podezření na pokles aktivity katalyzátoru, je moţné provést monitorování dioxinů a furanů vzorkováním v komíně. Důleţitá je také pravidelná kontrola teplotního a tlakového spádu v pytlovém filtru. Tlakový spád se vyuţívá pro určení začátku čistícího cyklu. Pytlové filtry mají být pravidelně kontrolovány není-li poškozena tkanina nebo komora. Filtr by měl být snadno přístupný. Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady [na kapacitu 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [na kapacitu1000 Nm3/h]
3.5.3.7 Dvoustupňový prachový filtr
Popis Dvoustupňový prachový filtr obsahuje drátěnou síťovinu, která je filtračním materiálem. V prvním stupni se tvoří filtrační koláč a vlastní filtrace probíhá ve stupni druhém. Druhý stupeň se čistí v závislosti na tlakovém spádu ve filtru. Systém se pak přepíná mezi dvěma stupni (stupeň první se stává druhým a naopak). Mechanismus odstranění zachyceného prachu je integrován do systému. Prach padá na dno komory, odkud se musí odstraňovat. Příklad je na Obrázku 3.83 [cww/tm/70]. Protoţe drátěná síťovina můţe být zatíţena více neţ látkový filtr, vyţaduje menší filtrační plochu (tj. méně filtračního materiálu). Tato výhoda je však obvykle eliminována dvěma stupni systému.
Obrázek 3.83: Dvoustupňový prachový filtr Speciální variantou je filtr s kovovou síťovinou s procesem obnovovaného koláče, který je zobrazen na Obrázku 3.84 [cww/tm/168]. Tento filtr je navrţen tak, aby se odstranila ztráta filtrační účinnosti filtru po jeho čištění tím, ţe se obnoví základní koláč před vřazením vyčištěného filtru zpět do toku plynu.
255
Kapitola 3 Za normálního provozu pracuje filtr pouze s některými komorami, zatímco ostatní jsou v záloţním reţimu (např. tři komory jsou v provozu a čtvrtá je v záloze). Filtr takto pracuje do okamţiku signalizace čistícího cyklu. Nyní se zapojuje jiţ vyčištěná komora(y) s obnoveným koláčem. Komora(y) vyţadující čištění je(jsou) odpojena(y) a pulsně se čistí, zatímco prach se hromadí v zásobníku u dna. Čištění je skončeno a plyn obsahující prach je recirkulován přes právě vyčištěný filtr bez toho, ţe by byl odtahován. Tento reţim umoţňuje obnovení plného filtračního koláče na vyčištěném filtru zatímco ostatní komory se pouţívají jako záloţní filtry likvidující úniky. Po dokončení obnovy koláče přechází komora(y) do záloţního reţimu, aby mohla nahradit další, které vyţadují čištění.
Obrázek 3.84: Filtr s kovovou síťovinou s obnovou koláče Systém se zvýšeným rizikem např. výbuchu a poţáru, musí být vybaven bezpečnostními zařízeními, jako např. explozními uzávěry nebo poţárními sprinklery. Pouţití Dvoustupňový prachový filtr se pouţívá především pro odstraňování tuhých znečišťujících látek. V kombinaci se vstřikovacími systémy (včetně adsorpce, vstřikování polosuchého vápna) můţe být pouţit i pro odstranění určitých plynných znečišťujících látek. Limity a omezení pouţití: limity / omezení typický průtok odpadních plynů [Nm3/h] teplota [°C] tlak obsah prachu [g/Nm3] 1 [cww/tm/70]
do 75000 na modul 1 přibliţně do 500 atmosférický 1 bez omezení
Výhody a nevýhody
Výhody vysoká účinnost odstranění tuhých znečišťujících látek umoţňuje rekuperaci pevných látek vypouštěný vzduch je znovu vyuţitelný
Nevýhody při pouţití za okolních teplot má vyšší náklady ve srovnání s látkovými a kompaktními filtry (neplatí pro vysoké teploty) časté přepínání mezi dvěma odděleními
256
Kapitola 3
jako vstupní vzduch modulární konstrukce nevyţaduje speciální filtrační materiál; celoocelová konstrukce zatíţení filtru vyšší neţ látkového či kompaktního odolný vůči poţárům umoţňuje rekuperaci tepla (při provozu za vyšších teplot)
(běţný dvoustupňový filtr) v prašném prostředí vyţaduje řízení ventilů nebezpečí výbuchu
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Emise tuhých znečišťujících látek z dvoustupňového prachového filtru s drátěným pletivem jako filtračním médiem jsou prakticky nezávislé na vstupní zátěţi. parametr TZL 1 [cww/tm/70]
úroveň emisí [mg/Nm3] 1 1
poznámky prakticky nezávisí na vstupu
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie materiál filtru (drátěná síťovina nebo síto) stlačený vzduch (0,3-0,7 MPa) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky
čištění filtru 1,5 1 0,5-2,5 1
Jediným reziduem jsou separované tuhé znečišťující látky. Jejich mnoţství závisí na mnoţství obsaţeném v přiváděném plynu. Podle toho, z jaké zdroje prach pochází, můţe být znečištěn např. dioxiny a/nebo těţkými kovy a jejich oxidy ze spalování. Tento typ prachu by měl být klasifikován jako nebezpečný odpad a podle toho i likvidován. Monitorování [cww/tm/79] Pečlivě by měla být monitorována výkonnost a údrţba. Emise hmoty, které určují výkonnost dvoustupňových prachových filtrů, mohou být určeny monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v proudu odpadních plynů izokinetickou vzorkovací sondou, nebo měřením, zaloţeným např. na opacitě pro UV záření/světlo, na beta záření nebo měření nárazů částic tuhých znečišťujících látek. Důleţitá je také pravidelná kontrola teplotního a tlakového spádu v tkaninovém filtru. Tlakový spád se vyuţívá pro určení začátku čistícího cyklu. Tkaninové filtry mají být pravidelně kontrolovány, není-li poškozena tkanina nebo komora. Filtr by měl být snadno přístupný.
257
Kapitola 3 Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady 30000 EUR 1 zaloţeno na systému s 1700 [na 1000 Nm3/h] Nm3/h roční provozní náklady a roční náklady na pracovní sílu 2000 EUR 1 about 1,5 hodiny týdně utility [na 1000 Nm3/h] 350 EUR 1 a celkové roční provozní náklady jsou 2000 EUR + 350 EUR x průtok/1000 1 [cww/tm/70]
3.5.3.8 Absolutní filtr (HEPA – filtr) 12
Popis Filtračním médiem je papír nebo zplstěné skelné vlákno s vysokou hustotou. Odpadní plyn prochází filtračním médiem, které tuhé znečišťující látky zachycuje. Prachový koláč, který se tvoří na filtračním médiu, můţe zvyšovat jeho účinnost. Filtrační médium je skládané tak, aby zajišťovalo menší poměr a/c (průtoku k povrchu). Nejčastějším konstrukčním řešením je komorová filtrační buňka a cylindrická (válcová) filtrační buňka. V komorové buňce je skládané médium uloţeno v pevném čtvercovém rámu ze dřeva či kovu. Vzduch prochází zpředu na opačný konec filtru. Ve válcové filtrační buňce těsní médium na jednom konci kovové víko. Vzduch prochází zvenku dovnitř filtru. Filtr můţe být uchycen přímo v potrubí nebo samostatném pouzdru. V případě velkých částic tuhých znečišťujících látek vyţaduje předfiltrování a proto jsou HEPA filtrační systémy obvykle konečnými stupni systémů odstraňujících tuhé znečišťující látky. Počet filtračních buněk pouţitý v jednotlivých systémech se určuje podle poměrem a/c, jehoţ volba je zaloţena na jmenovitých charakteristikách zatíţení a tlakové ztrátě v médiu filtru. Praktické pouţití filtrů s vláknitým médiem vyţaduje větší plochu média, coţ minimalizuje tlakovou ztrátu ve filtru. Pouţitá papírová a netkaná média filtrů vykazují větší tlakovou ztrátu, neţ média tkaná v látkových filtrech. Proto se HEPA filtry pouţívají především pro niţší průtoky a niţší zatíţení neţ čistící stanice plynů s pytlovými filtry. Filtr je nutné vyměnit v případě poklesu průtoku filtračním systémem pod přijatelnou mez. Obvykle se nečistí, protoţe by se při čištění mohlo médium filtru poškodit. Pouţití HEPA filtry se pouţívají na submikronové částice tuhých znečišťujících látek o velikostech mezi 0,12 a 0,3 m i pro nebezpečné látky, znečišťující ovzduší ve formě částic tuhých znečišťujících látek, např. většinu těţkých kovů (kromě rtuti). HEPA filtry jsou nejvhodnější v situacích, kdy se vyţaduje vysoká účinnost zachycení submikronových částic tuhých znečišťujících látek a toxické a/nebo nebezpečné tuhé znečišťující látky není moţné filtrovat ostatními filtry, např. chemický nebo biologický materiál. Instalují se jako koncový prvek čistícího systému po ostatních zařízeních, např. ESP nebo čistící stanici s pytlovými filtry.
12
High Efficiency Particle Air Filter (vzduchový filtr částic s vysokou účinností)
258
Kapitola 3 limity / omezení průtok odpadních plynů [Nm3/h] teplota [°C] tlak obsah prachu [g/Nm3] relativní vlhkost [%] 1 [cww/tm/70] 2 [cww/tm/106] 3 [cww/tm/64]
100-3600 na modul 1,2 <200 2 (komerční HEPA) <530 2 (keramická nebo skelná náplň (packing)) nad rosným bodem odpadního plynu atmosférický 1 1-30 2 <2 3 <95 2
HEPA filtry vyţadují předfiltrování, které odstraní velké částice tuhých znečišťujících látek, např. cyklóny nebo difúzními pračkami, které sniţují obsah velkých částic, standardními čistícími stanicemi s pytlovými filtry nebo kazetovými filtry, které odstraňují TZL >2,5 m. Výhody a nevýhody Výhody umoţňuje separaci velmi malých částic tuhých znečišťujících látek velmi vysoká účinnost při velmi nízkých zbytkových emisích výstupní vzduch je velmi čistý a recirkulovatelný v rámci podniku modulární struktura necitlivý na malé fluktuace průtoku odpadních plynů poměrně snadná obsluha obvykle nejsou potíţe s korozí
Nevýhody péči je třeba věnovat nebezpečí výbuchu vysoká náročnost na údrţbu a častou výměnu filtru nevhodné v prostředí s vyšší vlhkostí nevhodné pro plyny s vyšším obsahem prachu médium ze skelného vlákna není vhodné pro plyny obsahující alkálie
Dosaţitelné úrovně emisí / třídy výkonnosti parametr TZL TZL0,01 TZL0,1 1 2
účinnost [%]
úroveň emisí [mg/Nm3] >0,0001 1
>99,99 2 >99,9999 2
[cww/tm/64] [cww/tm/106]
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie materiál filtru (např. papír, skelné vlákno) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky
<0.1 1 0,05-0,25 1
259
Kapitola 3 Naplněné prvky filtru je nutno likvidovat jako odpad. Kaţdý modul můţe absorbovat přibliţně 1 kg prachu. Monitorování [cww/tm/79] Pečlivě by měla být monitorována výkonnost a údrţba. Emise hmoty, jejichţ pomocí se určuje výkonnost absolutních filtrů, mohou být určeny monitorováním koncentrace tuhých znečišťujících látek v proudu odpadních plynů izokinetickou vzorkovací sondou, nebo měřením, zaloţeným např. na opacitě pro UV záření/světlo, beta záření nebo měření nárazů částic tuhých znečišťujících látek. Důleţitá je také pravidelná kontrola teplotního a tlakového spádu v tkaninovém filtru. Pokud tlakový spád dosáhne úrovně, kdy je bráněno správnému proudění vzduchu, musí být filtr vyměněn a zlikvidován. Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady 1800-2400 USD 1 [na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady a2 liší se případ od případu roční náklady na pracovní sílu 2500 EUR 2 asi 2 hodiny týdně utility [na 1000 Nm3/h] 60-120 EUR 2 a celkové roční provozní náklady jsou 2500 + 60 x průtok/1000 [EUR] 1 [cww/tm/106] 2 [cww/tm/70]
3.5.3.9 Vzduchový filtr s vysokou účinností (HEAF)
Popis HEAF je filtr s plochou vrstvou filtračního media, ve které se aerosoly shlukují a tvoří kapky. Vysoce viskózní kapky zůstávají na tkanině filtru a případně ho ucpávají. Při dosaţení zadané hodnoty rozdílu tlaků musí být vrstva filtru vyměněna za novou a čistou, coţ můţe být provedeno bez přerušení provozu, protoţe filtrační tkanina je navinuta na roli. Vyčištěný odpadní plyn odchází z čistícího zařízení do mlhového filtru, který musí odstranit unášenou vrstvu (entrained layer) viskózních kapek. Separátor kapek se pouţívá pro kapky s nízkou viskozitou. Sekundární separátor kapek můţe být lamelový (setrvačnostní) separátor nebo mlhový filtr. Pouţití HEAF se obvykle pouţívají pro odstraňování aerosolů např. olejů, plastifikátorů a kondenzovatelných VOC. Limity a omezení pouţití: limity / omezení typický průtok odpadních plynů [Nm3/h] tlak 1 [cww/tm/70]
do 25000 1 atmosférický 1
260
Kapitola 3 Výhody a nevýhody
Výhody kontinuální proces vhodný pro vysoce viskózní kapky
Nevýhody vysoká tlaková ztráta
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost parametr kapky aerosoly 1 [cww/tm/70]
účinnost [%]
poznámky
99 1 99 1
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie materiál filtru energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 [cww/tm/70]
mnoţství
poznámky
<0.1 1 81
Je nutno likvidovat rezidua v naplněných filtračních rolích, které obsahují separované znečišťující látky ve formě kapek, aerosolů a prachu. Musí být likvidována jako chemický nebo nebezpečný odpad a obvykle se spalují. Ekonomika typ nákladů
náklady
investiční náklady [na 1000 Nm3/h] roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] na pracovní sílu 1 [cww/tm/70]
5700-8000 USD 1
3000 EUR 1
poznámky
asi 2,5 hodiny týdně
3.5.3.10 Mlhový filtr
Popis Nejběţnější mlhové filtry (mlhové separátory, odmlţovače) jsou síťovinové polštáře Filtry se síťovinovými polštáři obvykle obsahují tkaný nebo pletený materiál z kovového nebo syntetického monofilního vlákna buď v náhodném nebo specifickém uspořádání a jde o filtraci tlustou vrstvou, která probíhá v celé tloušťce filtru. Tuhé znečišťující látky zůstávají ve filtru dokud není nasycen a vyčištěn proplachováním. Pokud se mlhový filtr pouţívá k zachycování kapiček a/nebo aerosolů, pak je obvykle samočisticí, proplachovaný kapalinou. Funkci těchto filtrů obvykle ovlivňuje rychlost dopadu částic na jejich povrch. Obvykle se jako mlhové filtry poţívají separátory se zkosenými deflektory. Rozměry filtru závisí na průtoku plynů, obsahu nečistot na výstupu a zátěţi filtru.
261
Kapitola 3 Mlhové filtry se konstruují tak, aby odstraňovaly tuhé znečišťující látky s určitými rozměry. Důleţité je jejich pravidelné praní kvůli moţnosti ucpávání vysoce účinných drátěných polštářů. Pokud se praní zanedbává, můţe dojít k ztuhnutí znečišťujících látek hluboko v polštářích a další proplachování polštářů je neúčinné. Většina mlhových filtrů má přístupové dveře, které umoţňují čištění. Zvláštní péče by měla být věnována zpětné montáţi média do komory (pouzdra) a to proto, aby se zajistilo správné usazení a aby mezi médiem a stěnou komory nebyly mezery. Kvůli vysoké tlakové ztrátě v síťovinové polštáři i malé mezery mohou způsobovat obtékání odpadního plynu kolem filtračního polštáře. Pouţití Mlhové filtry se pouţívají pro odstraňování mlhových znečišťujících látek, např. kapek a aerosolů. Pokud je filtrační materiál čištěn přímo v zařízení, pak je moţné je pouţít i na tuhé znečišťující látky rozpustné v kapalinách. Kvůli ucpávání tyto filtry nejsou moc vhodné pro tuhé znečišťující látky a pro mastné výpary. Chrání zařízení před pevnými/kapalnými tuhými znečišťujícími látkami a tak předchází opotřebování a tření loţisek a krytů ventilátorů. Mlhové filtry s vysokou účinností mohou být pouţity jako primární čistící zařízení. S ohledem na jejich účinnost jsou stále schůdnější moţností díky úspoře vody a ekonomice v mnoha procesech, při kterých vznikají mlhy, např. výroba kyseliny sírové, sloučenin niklu, hydroxidu sodného, kyseliny dusičné a sloučenin chrómu. Zkoušky vícestupňových mlhových filtrů sniţujících emise mlh proběhly s dobrými výsledky. Důvodem pro pouţití tohoto druhu filtrů je zachycení většiny tuhých znečišťujících látek na prvním stupni, coţ chrání následné stupně, které jsou konstruovány k zachycení menších částic tuhých znečišťujících látek. K tomu je dobrá tří aţ čtyř stupňová jednotka, která pouţívá monofilní vlákno a konfiguraci pórů jejichţ průměr se od prvních stupňů postupně sniţuje stupeň po stupni. Kaţdý stupeň je proplachován čerstvou vodou. Měly by se pouţívat oddělené jímací komory kaţdého stupně, zabraňující průtoku nejkoncentrovanějších pracích vod do následných stupňů. Jako sekundární zařízení se mlhové filtry široce pouţívají v koncovém stupni mokrých praček, aby zabránily strţenému pracímu roztoku dostat se do čistého plynu, vypouštěného do ovzduší. Mlhový filtr je umístěn v horní části kolony, kde zachycuje kapky, které se spojují a padají zpět do kolony. Konstrukce mlhového filtru je velmi důleţitá pokud má být dosaţeno nízkých koncentrací znečišťujících látek (vysokých účinností čištění) a pokud je potřebné sníţit ztráty rozpouštědel v absorbérech, pračkách nebo destilačních zařízeních. Limity a omezení pouţití [cww/tm/70]: limity / omezení typický průtok odpadních plynů [Nm3/h] teplota [°C] obsah prachu [mg/Nm3] aerosoly 1 [cww/tm/70]
do 150000 1 <170 1 <1 1 několik g/Nm3 1
Výhody a nevýhody
Výhody samočisticí systémy pro jímání kapalin vhodné pro filtraci kapalinových aerosolů, také jako primární zařízení
Nevýhody při čištění filtru vzniká kontaminovaná prací kapalina vysoká tlaková ztráta v případě tuhých znečišťujících látek riziko ucpávání
262
Kapitola 3 Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnosti parametr prach aerosoly 1 [cww/tm/70]
účinnost [%]
poznámky
99 1 99 1
Menší monofilní vlákna a uţší póry v síťovinových polštářích zvyšují účinnost odstraňování menších částic tuhých znečišťujících látek (1-3 m), ale nadruhé straně jsou náchylnější k ucpávání a vyţadují větší péči a údrţbu. Nejúčinnější polštář má průměr vláken a pórů dostatečný pro minimalizaci ucpávání a funkční kapacitu odvádění zachycené/proplachovací kapaliny. Toto uspořádání síťoviny obvykle vyhovuje pro částice tuhých znečišťujících látek o průměru 5-10 m. Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál/energie materiál filtru prací kapalina energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
mnoţství
poznámky pro čištění
2,5 1 9,0 1
normální vysoké zatíţení
1 [cww/tm/70]
Je nutno likvidovat zbytkové látky v prací kapalině, které obsahují odfiltrovaný prach a zatíţený materiál filtru. Prací kapalina musí být buď čištěna jako odpadní voda nebo likvidována jako odpad, např. spalováním. Je-li mlhový filtr instalován po mokré pračce, je prací kapalina obvykle recirkulována do pračky. Monitorování Tlaková ztráta vyţaduje monitorování v kaţdém jednotlivém stupni vhodným měřením Ekonomika typ nákladů
náklady
poznámky
investiční náklady 2300 EUR 1 pro menší systémy do 2000 [na 1000 Nm3/h] Nm3/h roční provozní náklady a1 [na 1000 Nm3/h] roční náklady na pracovní sílu 2500 EUR 1 asi 2 hodiny týdně spotřebovávaný materiál 250-600 EUR [na 1000 Nm3/h] a celkové roční provozní náklady jsou [EUR] 2500 + 450 x průtok/1000 1 [cww/tm/70]
3.5.4 .Techniky rekuperace a sniţování obsahu plynných znečišťujících látek ve kouřových plynech Znečišťující látky v kouřových plynech z vysokoteplotních procesů (např. termální a katalytická oxidace) a chemických procesů jsou tuhé znečišťující látky a plyny, např. oxid siřičitý, NOx, halogenvodíky a za určitých podmínek dioxiny. Obsah tuhých znečišťujících látek a NO x v kouřových
263
Kapitola 3 plynech se sniţuje (viz. Sekce 3.5.3 pro tuhé znečišťující látky a Sekce 3.5.4.2 pro NOx). Je však moţné rekuperovat chlorovodík i oxid siřičitý. Čištění chlorovodíku i oxidu siřičitého obvykle probíhá dvoustupňově:
mokré praní vodou (viz. Sekce 3.5.1.4), při kterém vzniká koncentrovaná kyselina chlorovodíková různé odsiřovací procesy (viz. Sekce 3.5.1.4 a 3.5.4.1) vedoucí k výrobě sádry nebo kyseliny sírové.
V následujících kapitolách jsou popsány obvyklé techniky čištění kouřových plynů v chemickém odvětví, které doplňují mokré praní plynů (Sekce 3.5.1.4 a 3.5.3.4). 3.5.4.1 Vstřikování sorbentu jako techniky FGD 13 (odsiřování kouřových plynů)
Popis Princip reakce odsiřování kouřových plynů vstřikováním sorbentu je zavedení a dobré rozptýlení reaktivní látky do proudu odpadních plynů. Látka reaguje s SOx a tvoří pevné látky, které musí být dále z proudu odpadního plynu odstraněny. Nejpouţívanější sorbenty jsou:
vápno hydrouhličitan sodný (bikarbonát sodný) uhličitan sodný (soda).
Volba sorbentu závisí na jeho dostupnosti. Ve většině případů jde o přirozeně se vyskytující látku, např. vápenec, dolomit nebo hydratované sloučeniny, odvozené od uvedených surovin. Tyto sorbenty jsou účinné i v případě odstraňování dalších kyselých plynů, zvláště chlorovodíku a fluorovodíku. Pro rekuperaci těchto kyselých plynů je třeba předčistit odpadní plyn (mokré praní, viz.Sekce 3.5.1.4). Technik vstřikování sorbentu jsou tři typy:
vstřikování suchého sorbentu vstřikování polosuchého (nebo polomokrého) sorbentu vstřikování mokrého vápenného mléka.
Při vstřikování suchého sorbentu je jemný práškový sorbent vstřikován buď do proudu kouřových plynů nebo přidáván do reakční věţe, coţ je účinnější metoda. Vstřikování sorbentu do proudu plnu je moţné provádět v různých pozicích, v závislosti na teplotě a podmínkách, při kterých je nejreaktivnější. To je zobrazeno na Obrázku 3.85 [cww/tm/79].
13
Flue Gas Desulphurisation (odsiřování kouřových plynů)
264
Kapitola 3
Obrázek 3.85: Vstřikování suchého sorbentu pro odstranění oxidu siřičitého (pozice vstřikování)
Běţné pozice vstřikování a vhodné sorbenty jsou [cww/tm/79]:
vstřikování vápence do topeniště při teplotách mezi 1100 a 1250 °C vstřikování hašeného vápna do tepelného výměníku při teplotách kolem 550 °C vstřikování hašeného vápna za topeništěm při poměrně vysoké vlhkosti a teplotách o 5-15 °C vyšších neţ nasycená teplota kouřového plynu vstřikování sodných sloučenin např. hydrouhličitanu sodného za topeništěm, mezi tepelným výměníkem a zařízením sniţujícím obsah tuhých znečišťujících látek, v teplotním rozmezí 130-180 °C nebo, umoţní-li to filtrační médium, aţ při 400 °C.
Při vstřikování polosuchého sorbentu se sorbent přidává ve formě suspenze nebo roztoku (kapek) do reakční komory tak, ţe se kapalina v průběhu reakce stále odpařuje. Výsledkem je suchý produkt, který se hromadí u dna komory nebo v zařízení sniţujícím obsah tuhých znečišťujících látek. Tato technika je vyobrazena na Obrázku 3.86 [cww/tm/79] s pouţitím tkaninového filtru (pro odstraňování tuhých znečišťujících látek), který můţe být nahrazen ESP. Polosuchý systém se skládá z:
rozprašovacího sušiče, tj. atomizéru a reakční komory (věţe nebo potrubí se souproudým tokem kapiček i kouřového plynu) příslušného zařízení na přípravu sorbentu (vápenná kaše nebo roztoky (hydro)uhličitanu sodného) zařízení zachycujícího tuhé znečišťující látky zařízení recyklujícího tuhé znečišťující látky.
265
Kapitola 3
Obrázek 3.86: Rozprašovací nebo polosuchý systém odsiřování kouřových plynů Při vstřikování mokrého sorbentu se SO2 odstraňuje z kouřových plynů v odsiřovacím absorbéru přímým kontaktem s vodní suspenzí jemně mletého vápence (vápenné mléko) poté, co kouřové plyny opustily zařízení sniţující obsah tuhých znečišťujících látek a prošly tepelným výměníkem. Vypraný kouřový plyn prochází odmlţovačem a je vypouštěn do ovzduší komínem nebo chladící věţí. Reakční produkty se po odtaţení z absorbéru odvodňují a dále zpracovávají. Proces je rozdělen na: absorpci SO2 prací kapalinou při pH 4-5,5 jejímţ hlavním produktem je hydrosiřičitan vápenatý [Ca(HSO3)2] oxidaci siřičitanu na síran krystalizaci vzniklého sádrovce (CaSO4 . 2H2O) separaci krystalů sádrovce z roztoku. Technika je na Obrázku 3.87.
266
Kapitola 3
Obrázek 3.87: Mokrý systém odsiřování kouřových plynů: pračka s vápenným mlékem Pevná fáze pracího cyklu je v principu sádrovcem s koncentrací 100-120 g/l. Moderní spalovací jednotky zpracovávají dosti bohatou směs přičemţ obsah kyslíku v kouřových plynech často nedostačuje pro úplnou oxidaci siřičitanu a do jímky pračky je nutno dmýchat vzduch. Aby se zabránilo zanášení odtahu čistého plynu jsou odsiřovací jednotky obvykle vybaveny odmlţovači. Úroveň odsíření je určena poměrem kapaliny a plynu (L/G). Příčná turbulence mezi kapalinou a plynem můţe být zvýšena vysokou rychlostí proudu plynu, čímţ se zlepší přenos hmoty a následně i odsíření. Souproudé jednotky na druhé straně charakterizuje kratší doba zdrţení způsobená vysokými rychlostmi plynu a tím i niţší úroveň odsíření. Pro sníţení koncentrace chloridu v prací kapalině pod 30 g/l se část kapaliny z procesu odděluje a odstraňují se z ní těţké kovy a CHSK. Objem odtaţené kapaliny se nahrazuje přidáním vápenného mléka. Vyčištěné kouřové plyny opouští odsiřovací jednotku kouřových plynů více či méně nasycené. Aby se zajistila vyšší teplota, neţ je teplota rosného bodu, je vyţadováno zařazení dohřívacího stupně (obvykle rekuperačního plynového předehřívače) a dostatečný tah komína nebo chladící věţe. Vhodné techniky sniţování obsahu suchých tuhých znečišťujících látek jak ze suchých, tak z polosuchých systémů jsou ESP a tkaninové filtry. Při pouţití tkaninových filtrů musí být kouřový plyn obvykle ochlazen buď tepelným výměníkem nebo chladícím vzduchem, aby se teplota udrţela pod 200 °C (neplatí pro tkaniny vhodné i pro vyšší teploty, např. keramické nebo kovové pletivo /síto). Teplota, při níţ se dosahuje nejvyšší účinnosti sniţování obsahu znečišťujících látek se liší případ od případu podle jednotlivých sloţek. Znečišťující látky v odpadních plynech mají navíc různou reaktivitu s rozličnými sorbenty a mezi různými druhy dochází ke konkurenčním reakcím, zvláště pokud je poměr činidla a kyselých plynů relativně nízký. Rozdílné absorpční rychlosti tedy závisí na specifickém mnoţství absorpčního činidla, sloţení odpadních plynů (znečišťujících látkách, vlhkosti, obsahu kyslíku) a reakční teplotě. Rychlost absorpce, díky podstatě reakce plynu s pevnou látkou, velmi závisí na specifické aktivní ploše povrchu absorbentu a době zdrţení. Je proto obvykle nutné mít nad-stechiometrický podíl absorbentu.
267
Kapitola 3 Míry sníţení obsahu např. HCl a SO2 velmi klesají s klesající teplotou a dosahují minima v rozsahu teplot 200 aţ 280 °C. Při teplotách pod 200 °C rychlosti sniţování obsahu znečišťujících látek rostou a pro většinu znečišťujících látek lze dosáhnout dobrých výsledků. Pouţití Vstřikování suchých a polosuchých sorbentů se běţně pouţívá pro sníţení emisí kyselých plynů. Suchá varianta je vhodná i pro menší instalace nebo modernizační aplikace, kde mohou být investice do jiných systémů velmi vysoké. Pro sníţení emisí ostatních znečišťujících látek je moţné do suchého sorbentu přidat granulované aktivní uhlí (GAC). Limity a omezení pouţití: typický průtok odpadních plynů [Nm3/h] koncentrace SOx koncentrace halogenvodíků 1 [cww/tm/70]
limity / omezení 10000-300000 (suchý sorbent) aţ do 1000000 1 (polosuchý sorbent) 50-500000 1 (mokrý sorbent) široký rozsah široký rozsah
Výhody a nevýhody Výhody Suchý sorbent nevyţaduje ţádná zvláštní zařízení, poněvadţ je obvykle instalován systém odstranění prachu vysoká účinnost v případě instalace dobře konstruované reakční komory nebo věţe nízké investice v porovnání s ostatními systémy Polosuchý sorbent poměrně jednoduchá montáţ levnější neţ mokré praní bez odpadních vod Mokrý sorbent velmi vysoká účinnost kompaktní zařízení provoz při poměrně vysokých teplotách (50-80 °C) nepřímé monitorování stechiometrickým dávkováním chemikálií (při regulaci pH) znovu vyuţitelný produkt při pouţití vápna (sádrovec)
Nevýhody Suchý sorbent přidaný sorbent můţe při interakci s popílkem způsobovat zanášení povrchu tepelného výměníku vysoký přebytek sorbentu, který je nutno likvidovat Polosuchý sorbent malá výkonnost separace v reakční komoře vlhkost můţe být rušivá v případě, ţe se pro následné sníţení obsahu tuhých znečišťujících látek pouţívá látkový filtr Mokrý sorbent nárůst odpadní vody vysoká spotřeba vody v porovnání s variantou suchou i polosuchou
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost Jak bylo zmíněno, závisí dosahované sníţení obsahu znečišťujících látek na různých faktorech, včetně teploty odpadního plynu, molárního poměru sorbentu a znečišťující látky a na disperzi sorbentu. Různé účinnosti v různých podmínkách uvádí tabulky 3.19 aţ 3.22.
268
Kapitola 3 účinnost [%] znečišťující látka
ESP kolem 400 °C
SO2 50 SO3 80 HCl 70 HF 95 Zdroj: VDI Guidelines 2578, Nov. 1997 Tabulka 3.19: Třídy výkonnosti suché sorpce sníţení obsahu TZL (prachu) molární poměr Ca/S 1 2 3
pytlový filtr 130-240 °C
200-280 °C
10 90 35 95
10 95 80 95
pro vápno při různých teplotách a systémech
míra sníţení obsahu SOx [%] 130-140 °C 170-180 °C 30 22 50 40 70 55
Zdroj: Les techniques de désulfuration des procédés industriels, ADEME 1999
Tabulka 3.20: Míry sníţení obsahu SOx suchou sorpcí vápnem při různých teplotách a molárních poměrech Ca/S molární poměr Ca/S 1 1,5 2
míra sníţení obsahu SOx [%] 80 90 92
Zdroj: Les techniques de désulfuration des procédés industriels, ADEME 1999
Tabulka 3.21: Míry sníţení obsahu SOx polosuchou sorpcí na vápno při různých molárních poměrech Ca/S znečišťující látka SO2 SO3 HCl HF a
míra sníţení obsahu [%] suchá sorpce a polosuchá sorpce <50 90-95 90 50-75 >90 10-40 >85
teplotní rozsah 300-400 °C
Tabulka 3.22: Míry sníţení obsahu suché a polosuché sorpce na uhličitan sodný Za normálních podmínek jsou dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost následující: znečišťující látka SOx HCl HF
suchá sorpce třída úroveň emisí a výkonnost [mg/Nm3] [%] 40-80 1 b <40 <10 2 <1 2
polosuchá sorpce účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3] 80->90 1,2 >99 1
<40 <10 2 <1 2
mokrá sorpce účinnost [%] úroveň emisí [mg/Nm3] 90-97 c
<40 2 <10 2 <1 2
a
dosaţitelné úrovně emisí; suchá sorpce se však obvykle pro tak nízké koncentrace nepouţívá; přednost můţe být dána mokrému praní nebo sorpci b 1 poţití tkaninových filtrů můţe zvýšit účinnost odstranění asi o 10% c 3 3 3 závisí na poměru L/G (90 % při 8 l/Nm , 95 % při 14 l/Nm , 97 % při 20 l/Nm ) 1 [cww/tm/79] 2 [cww/tm/70]
Bylo sděleno, ţe pouţití uhličitanu i hydrouhličitanu sodného při polosuchých procesech má vliv na emise NOx a optimální rozsah teploty pro hydrouhličitan sodný je 120 aţ 160 °C. Účinnost závisí na
269
Kapitola 3 poměru SO2/NOx. Míra sníţení se zlepšuje vysokým poměrem a středně vysokými teplotami [BREF sklářského průmyslu, 2000]. Vlivy do více prostředí spotřebovávaný materiál/energie sorbent a [Ca/S molární poměr] voda b [l/Nm3] energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa]
suchá sorpce 3 a více (pro vápno)
mnoţství polosuchá sorpce 1,5-3 (pro vápno)
mokrá sorpce <1,1 1
-
0,027-0,04 2
8-20 c
závisí na systému odstraňování prachu závisí na systému odstraňování prachu
13 2,5 3
a
hydrouhličitan sodný vyţaduje mnohem niţší přebytek poměr L/G 3 3 3 8 l/Nm odpovídá 90 %, 14 l/Nm odpovídá 95 % a 20 l/Nm odpovídá 97% odsíření 1 [cww/tm/132] 2 [cww/tm/79] 3 [cww/tm/70] b c
V případě suché a polosuché sorpce je separovaný zbytek tvořen směsí původního sorbentu a reakčních produktů, která by měla být likvidována v případě, ţe není moţné ji rekuperovat nebo recyklovat. Obsahuje všechny znečišťující látky, které nebyly při spalovacím procesu rozloţeny, např. sloučeniny těţkých kovů a/nebo dioxiny, podle toho, jaký je jejich obsah na vstupu do spalovacího zařízení. Někdy se prach částečně recykluje. Při mokré sorpci má zbytkový sádrovec vysokou čistotu (>99 % CaSO4 v sušině) [cww/tm/132] a můţe být pouţit kdekoli. Monitorování [cww/tm/79] Výkonnost systému vstřikování suchého a polosuchého sorbentu se ověřuje stanovením koncentrace kyselého plynu a účinností sníţení obsahu tuhých znečišťujících látek. Teplota a tlaková ztráta (a poměr průtoku kapaliny/plynů při polosuché variantě) se ve (pytlovém) filtru monitoruje pravidelně. Při pouţití ESP se monitorují elektrický proud a síla pole proto, aby se včas zjistila kaţdá porucha zařízení sniţujícího obsah tuhých znečišťujících látek. Ekonomika typ nákladů suchá sorpce 3
investiční náklady [na 1000 Nm /h] roční provozní náklady [na 1000 Nm3/h] roční náklady na pracovní sílu roční náklady na utility
náklady polosuchá sorpce
mokrá sorpce
1c
a1 2500 1 b 150 EUR + sorbent 1
11000 EUR d1 20000 EUR 1 e 250 EUR + sorbent 1
a
celkové roční provozní náklady činí [EUR] 2500 + 300 x průtok/1000 + sorbent asi 2 hodiny týdně c 3 při 100000 Nm /h d celkové roční provozní náklady činí [EUR] 20000 + 400 x průtok/1000 + sorbent e asi 1 hodina týdně 1 [cww/tm/70] b
270
Kapitola 3 3.5.4.2 Selektivní redukce NOx (SNCR a SCR)14
Popis Součástí selektivní redukce NOx je vstřikování NH2-X sloučenin (s X = H, CN nebo CONH2) do toku plynů, které redukují oxidy dusíku na dusík a vodu. Nejběţnějším redukčním činidlem je 25 % vodný roztok amoniaku nebo čistý amoniak. Další reakční činidla jsou močovinové roztoky, dusíkaté vápno nebo kyanamid. Varianty redukce NOx jsou:
selektivní nekatalytická redukce (SNCR) selektivní katalytická redukce (SCR).
Při SNCR se činidlo vstřikuje do oblasti, kde teplota kouřových plynů dosahuje 930 aţ 980 °C, kdeţto močovina se vstřikuje do oblasti s teplotou plynů mezi 950 aţ 1050 °C. Vstřikování se provádí po spalování a před dalším čištěním. Hlavní parametry optimální účinnosti redukce jsou teplota, molární poměr NH3/NOx a doba zdrţení. Teploty, které jsou niţší, neţ bylo uvedeno výše, způsobují uvolňování nezreagovaného amoniaku (ztrátu amoniaku); při teplotách, které značně převyšují uvedené hodnoty, amoniak oxiduje na NOx. SNCR probíhá při molárním poměru NH3/NOx v rozsahu 0,5-0,9. Při vyšších poměrech (>1,2) můţe také docházet k úniku amoniaku při vytváření aerosolů chloridu a síranu amonného, které prochází filtrem a způsobují viditelné bílé vlečky kouře nad komínem. Doba zdrţení a kvalita promíchání určují účinnost reakce. Příliš krátká doba zdrţení způsobí únik amoniaku. Při SCR prochází plyny i vstřikované činidlo přes katalyzátor při teplotách mezi 200 – 500 °C, podle druhu katalyzátoru. Ţivotně důleţitá je optimální směs, tj. molární poměr NH3/NOx, nad katalyzátorem. Molární poměr se obvykle udrţuje pod 1,1 aby se zabránilo případnému úniku amoniaku. Podstatně niţší teploty ve rovnání s SNCR, umoţňuje instalovat SCR po ostatních čistících zařízeních, jako např. odstraňování prachu nebo odsiřování kouřových plynů. Při tomto „studeném“ Denox procesu se přidává po odsiřování směs vzduchu (pro úpravu optimálního obsahu kyslíku) a amoniaku. Odsířené plyny musí být znovu ohřáté na potřebnou reakční teplotu. Výhodou této procedury je, ţe protoţe nedochází k adsorpci do prachu, vylučuje to moţnost úniku amoniaku. Zařízení SNCR a SCR sestává z:
skladovací nádrţe vodného amoniaku (nebo jiných činidel) odpařovače (zplynovače) dodávky nosného plynu (páry nebo stlačeného vzduchu) vstřikovacích trysek injektoru loţe katalyzátoru (u SCR).
Hlavní sloţky katalyzátorů jsou oxid titaničitý s vanadem, wolfram a sloučeniny molybdenu. Existují i další techniky čištění oxidu siřičitého a NOx, které jsou buď po sobě následnými nebo souběţnými operacemi, jako např. [cww/tm/50]: Desonox proces, při němţ se kouřový plyn, zbavený prachu míchá s amoniakem a prochází při 450 °C přes katalyzátor redukující NOx a následně přes katalyzátor přeměňující SO2 na SO3, čímţ dochází ke vzniku kyseliny sírové. absorpce NO (90 % NOx v kouřových plynech tvoří NO) a SO2 cheláty (k navázání NO) v roztocích bikarbonátu sodného a redox reakce komplexu oxidů dusíku se siřičitanem vedoucí ke vzniku plynného dusíku. 14
Selective Non-catalytic Reduction a Selective Catalytic Reduction (selektivní nekatalytická redukce a selektivní katalytická redukce)
271
Kapitola 3 Pouţití SNCR i SCR se pouţívají pro sníţení obsahu oxidů dusíku pocházejících z procesů např. chemické výroby, spalování nebo provozních topenišť. SCR umoţňuje uspořádání s velkým/malým obsahem prachu a se zbytkovým plynem Limity a omezení pouţití: limity / omezení SNCR SCR >10000 do 1000000 1 31 v rozsahu g/Nm v rozsahu g/Nm3 1 800-1100 (závisí na činidle) 200-500 (závisí na katalyzátoru) atmosférický 1 atmosférický 1 1-2 <1,2 <1,1
typický průtok plynů [Nm3/h] koncentrace NOx teplota [°C] tlak doba zdrţení [s] molární poměr NH3/NOx 1
[cww/tm/70]
Výhody a nevýhody Výhody Nevýhody Obecně Obecně SNCR i SCR jsou obecně ověřené techniky při pouţívání systémů s kapalným amoniakem je nejdůleţitější bezpečnost
SNCR
SCR
SNCR
při správných podmínkách dosahuje dobré redukce NOx poměrně snadná montáţ ačkoli vhodné umístění injektorů vyţaduje dobré knowhow ve srovnání s ostatními alternativami nízké investiční náklady nízká spotřeba energie
vysoké teploty popílek obsahuje amoniak mimo rozsah provozních podmínek (teploty, poměru NH3/NOx, doby zdrţení) dochází k úniku amoniaku nebo zvýšeným emisím NOx
SCR velmi vysoká účinnost redukce NOx, vyšší neţ u SNCR, a niţší emise NOx redukuje NOx ze všech zdrojů, nejen kouřových plynů nízká teplota a tím niţší spotřeba energie pro ohřev díky niţšímu obsahu prachu niţší únik amoniaku s popílkem neţ u SNCR
mimo rozsah provozních podmínek (teploty, poměru NH3/NOx, doby zdrţení) dochází k úniku amoniaku, niţší účinnost rozkladu NOx je třeba zvaţovat tlakovou ztrátu vysoké prostorové nároky poměrně vysoké investiční náklady ve srovnání se SNCR
Dosaţitelné úrovně emisí / výkonnost SNCR parametr NOx (plynové kotle/ohřívače) NOx (kotle/ohřívače na
SCR
účinnost [%] 40-70
úroveň emisí [mg/Nm3] 150-200
účinnost [%] 90-94
úroveň emisí [mg/Nm3] <20
40-70
150-300
90-94
55-150
272
Kapitola 3 kapalné palivo) NOx (z výroby kyseliny dusičné) NH3
-
80-97 1
-
74-100 3
<5 2
<5 2
1
niţší hodnota sdělená z Holandska, vyšší hodnota [cww/tm/137] měření v Rakousku; hodnota pro nové katalyzátory, ale zvyšování emisí NH3 během stárnutí katalyzátoru 3 niţší hodnota hlášená z Holandska, vyšší hodnota [cww/tm/157 a] 2
Vlivy do více prostředí Spotřebovávají se: spotřebovávaný materiál amoniak [kg/t NOx odstraněného] pára pro odpařování amoniaku (z vodných roztoků) energie [kWh/1000 Nm3] tlaková ztráta [kPa] 1 2
mnoţství SNCR 570 1
SCR 370-450 1,2
-
0,1-1 1
[cww/tm/70] niţší hodnota hlášená z Itálie
Ţivotnost katalyzátoru se při obvyklých podmínkách pohybuje mezi 5-10 lety, nebo >10 let při čištění čistých odpadních plynů, např. odpadního plynu z výroby kyseliny dusičné. Po uplynutí této doby katalyzátor není moţné regenerovat, ale výrobce jej obvykle recykluje. Monitorování Výkonnost systémů SNCR / SCR je moţné monitorovat analýzou obsahu oxidů dusíku před a po čištění a obsahu dusíku a kyslíku ve vypouštěném odpadním toku plynů. Pravidelně se monitoruje teplota a tlaková ztráta (při SCR). Ekonomika typ nákladů investiční náklady [na 1000 Nm3/h] provozní náklady [na tunu odstraněných NOx] 1 2
náklady SNCR 2300-3900 EUR 1
SCR 7500-32000 EUR 1
700-1200 EUR
500-5000 EUR 1,2
[cww/tm/70] [komentář]
Parametrem nákladové efektivnosti je v případě SNCR spotřeba amoniaku nebo močoviny; v případě SCR to je spotřeba katalyzátoru. Dodatečná montáţ SNCR je poměrně snadná, protoţe není nutné instalovat nic jiného, neţ součásti vstřikování a skladovací nádrţ činidla. Dodatečná montáţ SCR můţe znamenat radikální úpravu stávajícího zařízení a je proto investičně nákladnější.
273
Kapitola 4
4 NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNIKY PRO ČIŠTĚNÍ / MANAGEMENT ODPADNÍCH VOD / ODPADNÍCH PLYNŮ V CHEMICKÉM ODVĚTVÍ 4.1 Úvod Pro pochopení této kapitoly a jejího obsahu by čtenář měl věnovat pozornost předmluvě tohoto dokumentu a zejména páté sekci předmluvy “Jak chápat a pouţívat tento dokument“. Techniky a s nimi spojené úrovně emisí a /nebo spotřeb nebo rozsahy úrovní předkládané v této kapitole byly posuzovány opakovaným postupem zahrnujícím následující kroky:
určení klíčových ekologických problémů tohoto odvětví; prošetření technik, nejvíce odpovídajících řešení těchto klíčových otázek; identifikace nejlepších úrovní environmentální výkonnosti na základě dostupných údajů z Evropské unie a celého světa; prozkoumání podmínek, za kterých byly úrovně výkonnosti dosaţeny; například nákladů, vlivů do více prostředí, hlavních důvody pro realizaci těchto technik; výběr nejlepších dostupných technik (BAT) a s nimi spojených úrovní emisí a spotřeb pro toto odvětví z všeobecného hlediska podle Článku 2(11) a Přílohy IV Směrnice.
Odborné posouzení Evropským výborem IPPC a příslušnou Technickou pracovní skupinou (TWG) sehrálo klíčovou roli v kaţdém z těchto kroků a odrazilo se i na způsobu, jakým jsou tyto informace prezentovány v tomto dokumentu. Na základě tohoto hodnocení, jsou v této kapitole uvedeny techniky a dle moţností i úrovně emisí a spotřeb spojené s pouţitím BAT, které jsou povaţovány za vhodné pro toto odvětví jako celek a v mnoha případech odráţejí nynější výkonnost některých zařízení v tomto oboru. Tam, kde jsou předkládány úrovně emisí a spotřeb „spojené s nejlepšími dostupnými technikami“, je třeba to chápat tak, ţe tyto hodnoty představují environmentální výkonnost, kterou je moţné očekávat jako výsledek aplikace těchto popsaných technik v tomto sektoru, majíce na paměti vyváţenost nákladů a předností podle definice BAT. Nejsou však ani emisními ani spotřebními limitními hodnotami a jako takové by neměly byt chápány. V některých případech můţe být technicky moţné dosáhnout lepších úrovní emisí a spotřeb, ale vzhledem k předpokládaným nákladům a přenosu vlivů do ostatních prostředí nejsou povaţovány za přijatelné jako BAT pro toto odvětví jako celek. Nicméně, takové úrovně mohou být povaţovány za oprávněné v mimořádných případech, kde pro to existují zvláštní důvody. Úrovně emisí a spotřeb spojené s pouţitím BAT musí být nazírány společně se specifikovanými referenčními podmínkami (např. období, za něţ se počítaly průměrné hodnoty) Výše popsaný pojem „úrovně spojené s BAT“ se musí odlišit od termínu „dosaţitelná úroveň“ pouţitého také v tomto dokumentu. Tam, kde je nějaká úroveň popsaná jako „dosaţitelná“ s vyuţitím nějaké konkrétní techniky nebo sloučením technik, je tím míněno, ţe lze předpokládat , ţe této úrovně se bude dosahovat po značně dlouhé časové období v dobře udrţovaném a obsluhovaném zařízení nebo v procesu, pouţívajícím tyto techniky. Tam, kde byly k dispozici údaje, týkající se nákladů, byly uvedeny společně s popisem technik v sekcích předchozí kapitoly a dávají hrubý náznak o rozsahu předpokládaných nákladů. Skutečné náklady na pouţití nějaké techniky budou silně záviset na specifické situaci, týkající se například daní, poplatků a technických vlastností dotyčného zařízení. Není moţné v tomto dokumentu v plné šíři vyhodnotit takové specifické lokální faktory. Vzhledem k nedostatku údajů ohledně nákladů, jsou závěry o ekonomické schůdnosti technik vyvozeny z poznatků a zkušeností, získaných na existujících zařízeních.
274
Kapitola 4
Obecné nejlepší dostupné techniky (BAT) uvedené v této kapitole by se měly stát výchozím bodem, podle kterého se můţe hodnotit současná výkonnost stávajících zařízení nebo posuzovat návrh na nová zařízení. Tímto způsobem pomohou při rozhodování o vhodných podmínkách pro zařízení nebo při zavádění obecných závazných pravidel podle Článku 9(8). Jistě bude moţné navrhnout nová zařízení tak, aby pracovala na úrovni těchto BAT nebo ještě lépe. I jiţ existující zařízení by se mohla přiblíţit úrovním obecných BAT nebo fungovat lépe podle technické a ekonomické pouţitelnosti těchto technik v jednotlivých případech. I kdyţ dokumenty BREF nestanoví právně závazné normy, mají poskytnout informace, jako vodítko pro průmysl, členské státy a veřejnost o dosaţitelných úrovních emisí a spotřeb při pouţití specifikovaných technik. Příslušné limitní hodnoty bude třeba stanovit pro jakýkoliv specifický případ s přihlédnutím k cílům Směrnice IPPC a místním podmínkám. Identifikace horizontálních BAT Horizontální přístup k čištění odpadních vod a odpadních plynů i management v celém odvětví chemie vychází z předpokladu, ţe moţnosti prevence nebo sniţování emisí je moţné hodnotit nezávisle na daném výrobním procesu (procesech) a ţe je moţné takto určit nejlepší dostupnou techniku (BAT), jejíţ součástí budou nejúčinnější a nejvhodnější opatření, které povedou k dosaţení vysoké obecné úrovně ochrany ţivotního prostředí jako celku před výše zmíněnými emisemi. Protoţe v tomto případě jde o horizontální BREF, je nutné určit nejlepší dostupnou techniku ve větší šíři, neţ v případě vertikálního BREF zvláště proto, aby nebyla zahrnuta pouze technologie. BAT uvedené v tomto dokumentu obsahují obojí:
metodologii prevence vypouštění odpadních vod / odpadních plynů, identifikovat potřebu a dosáhnout zlepšení emisí a nalézt nejlepší řešení jímání a čištění odpadních vod / odpadních plynů (management vypouštěného znečištění) určení nejlepších a nejvhodnějších technologií čištění[ve smyslu Článku 2(11)].
Tato kapitola proto obsahuje:
všeobecnou část, která popisuje obecnou BAT metodologie environmentálního managementu speciální část, která popisuje BAT jednotlivých metodologií managementu odpadních vod / odpadních plynů spolu s logickým základem, který vede k volbě technik čištění odpadních vod / odpadních plynů.
Odvětví chemie Chemický průmysl zahrnuje velké mnoţství podniků: od malých podniků (jeden proces, málo produktů) s jedním nebo několika zdroji vypouštěného znečištění aţ po velké podniky (široké spektrum produktů) s mnoha komplexními odpadními toky. Popsat BAT pro čištění odpadních vod a plynů pro chemické odvětví jako celek je moţné i přesto, ţe pravděpodobně neexistují dva chemické podniky se zcela srovnatelným rozsahem výroby, environmentální situací a mnoţstvím a kvalitou emisí odpadních látek. Zavedení BAT Zavedení BAT v nových podnicích probíhá obvykle bez potíţí. V mnoha případech je z hlediska ekonomiky rozumné plánovat výrobní procesy a při nich vznikající odpadní vody a odpadní plyny tak, aby se minimalizovaly emise a spotřeba surovin. V případě stávajících podniků však obvykle není zavedení BAT tak snadným úkolem kvůli existující infrastruktuře a místním podmínkám (viz. Sekce 3.2.2). Tento dokument nicméně mezi BAT pro nové a stávající podniky nerozlišuje. Pokud by tomu tak bylo, pak by to provozovatele průmyslových lokalit nepodněcovalo k přijímání BAT a neodráţelo závazek chemického průmyslu ke stálému rozvoji, jak je uveden v „Odpovědné péče“ Konfederace evropského chemického průmyslu (CEFIC). 275
Kapitola 4
Na druhé straně však není vhodné ani reálné zavést všechny techniky označené jako BAT současně. BAT je však moţné ve stávajících podnicích začlenit při plánování rozsáhlejší modernizace nebo pokud jde o BAT, které ovlivní celou lokalitu, postupným plánem výstavby v průběhu času. Takové programy umoţňují dohodu provozovatele a povolovacího úřadu na časovém plánu a stanovení priorit poţadovaných změn. Klíčové myšlenky programů stanovení priorit ve stávajících lokalitách mohou být např.:
posouzení současné kvality recipientů posouzení současné úrovně místních environmentálních dopadů posouzení účinnosti opatření na základě celkového sníţení mnoţství znečišťujících látek ve vztahu k nákladům a nebezpečím.
4.2 Obecné BAT BAT pro Obecný environmentální management Úkolem environmentálního managementu je:
definovat environmentální cíle činností provozovatele zajistit environmentálně optimální provoz a stále se zvyšující výkonnost těchto činností kontrolovat plnění daných environmentálních cílů.
Při určování BAT mají být zváţeny nástroje managementu popsané v Kapitole 2.2 a měly by být povaţovány za podmínky či poţadavky při rozhodování o vydání povolení. Tyto nástroje se neomezují na nakládání s odpadními vodami a odpadními plyny, ale jsou i nezbytným předpokladem dosaţení nejlepší výkonnosti, jak poţaduje Směrnice. BAT obecného environmentálního managementu, popsaná níţe, se řídí principy stejnými pro všechny druhy podniků, tj. malých i velkých. Na rozdíl od velkých společností je obecný environmentální management malých a středních podniků méně sloţitý. BAT má:
zavést a vyuţívat systém environmentálního managementu (EMS) nebo systému HSE, který je podrobně popsán v Kapitole 2.1 (jako např. ISO 9001 /14001, EMAS, Responsible Care, Podnikatelská charta pro trvale udrţitelný rozvoj ICC, Metodické pokyny ochrany ţivotního prostředí CEFIC). Prvky dobrého EMS mohou obsahovat: zavedení transparentní hierarchie odpovědnosti personálu (osobní odpovědnosti) za EMS včetně vypouštění znečišťujících látek, zodpovědní pracovníci podávají zprávu přímo vrcholovému managementu příprava a publikování výročních zpráv o environmentální výkonnosti (např. jako součást EMAS nebo ISO 9001 / 14001), které budou rozšiřovat informovanost veřejnost o zvyšování výkonnosti a které mohou být i prostředkem informační výměny podle Článku 16(2) Směrnice stanovení vnitřních (místně nebo podnikově specifických) environmentálních cílů, jejich pravidelné přehodnocování (viz. Sekce 2.2.2.2) a publikování ve výroční zprávě pravidelné provádění auditu pro zajištění souladu s principy EMS pravidelné monitorování výkonnosti a pokroku v dosahování cílů politiky EMS trvalé průběţné hodnocení rizik aby byla identifikována moţná nebezpečí (viz. Sekce 2.2.3.1)
276
Kapitola 4 -
pravidelné provádění benchmarkingu a kritický rozbor procesů (výrobních a čištění odpadových toků) vzhledem k jejich spotřebě energie, vzniku odpadů a vlivům do více prostředí (viz. Sekce 2.2.3.2) zavedení vhodného školícího programu pro personál a směrnic pro partnery (dodavatelské firmy) zabývajících se v podniku otázkami zdravotními, bezpečnosti práce a ţivotního prostředí (HSE) (viz. Sekce 2.2.4.2) zavedení dobré praxe údrţby, která zajišťuje správný provoz technických zařízení.
BAT pro management odpadních vod / odpadních plynů Úkolem managementu odpadních vod / odpadních plynů je zajištění vypouštění odpadních vod / odpadních plynů, vzniklých v průmyslové lokalitě tak, aby odpovídalo poţadavkům legislativy a povolení, za daných místních environmentálních a hygienických podmínek a stálého zlepšování environmentálních podmínek, coţ je obsaţeno i v „Programu odpovědné péče“ CEFIC. Odhaluje a hodnotí moţnosti prevence nebo omezení vzniku emisí či jejich dopad na ţivotní prostředí. Výsledkem posuzování a rozhodnutí managementu odpadních vod / odpadních plynů jsou určení a zavedení:
potenciálních sníţení emisí ve výrobním procesu opatření zabraňujících zbytečnému znečišťování jinak neznečištěných vypouštěných medií nejvhodnější systémy jímání odpadů nejvhodnější systémy omezování emisí nejvhodnější systémy monitorování, které by kontrolovaly dodrţování cílů nebo legislativních předpisů.
BAT pro management odpadních vod / odpadních plynů pro všechny velikosti podniků je zaloţen na stejných principech jako obecný environmentální management. Zatímco je management odpadních vod / odpadních plynů pro podniky s jednou či několika málo výrobními linkami a zdroji kapalných odpadů poměrně snadným a jednoduchým úkolem, pro velké lokality s širokým rozsahem výroby je obvykle velmi sloţitou záleţitostí (viz. Sekce 2.1, Obrázek 2.3). BAT má: zavést systém nakládání s odpadními vodami / odpadními plyny nebo hodnocení vypouštění odpadních vod / odpadních plynů v celé chemické lokalitě s odkazem na Kapitolu 2.1 a Obrázek 2.2 s pouţitím vhodné kombinace: inventarizace (bilancování) podniku (lokality) a inventarizace nebo registrace toků látek. Tato inventarizace zajišťuje potřebné informace pro následné kroky hodnocení (viz. Sekce 2.2.1.1 a 2.2.1.2.) systematické sledování vnitřních toků hmot pouţitím EMFA (viz. Sekce 2.2.1.3) – adekvátně komplexnosti systému odpadních vod / odpadních plynů – pro vyvození závěrů, nutným pro optimalizaci; v případě lokalit s pouze jedním či několika málo místy vzniku emisí můţe být pouţití EMFA zastaralé nebo velmi jednoduché kontroly a určení nejdůleţitějších zdrojů emisí pro kaţdé médium a vytvoření jejich seznamu dle zatíţení znečišťujícími látkami. Konečná klasifikace zdrojů emisí je základem programu zlepšování díky upřednostnění těch zdrojů, u nichţ je účinnost omezení potenciálně nejvyšší kontroly recipientů (vzduchu a vody) a jejich tolerance vůči emisím a pouţití výsledků k určení rozsahu, v jakém je potřebné zvýšit čistotu nebo jsou-li emise vůbec přijatelné provádění stanovení toxicity, perzistence (stálosti) a potenciální bioakumulace odpadních vod, které mají být vypuštěny do vodního recipientu (viz. Sekce 2.2.1.2.1), aby se zjistily hrozící dopady na ekosystém a byly poskytnuty výsledky kompetentním úřadům kontroly a určení důleţitých procesů, které spotřebovávají vodu, a vytvoření jejich seznamu podle spotřeby. Konečná klasifikace je základem pro sníţení spotřeby vody. sledování moţností zlepšování (např. moţností prevence nebo omezení vzniku odpadů, zlepšení jímání a omezování toků odpadů a/nebo moţností do procesu integrovaných opatření)
277
Kapitola 4 se zaměřením na toky s vyššími koncentracemi a zatíţeními, jejich potenciální nebezpečnost a vliv na přijímající vodní recipient (viz. Sekce 2.1 spolu s Obrázkem 2.2) Rozdílný názor Jeden z členských států vyjádřil názor, ţe prohlášení o BAT pro management odpadních vod a plynů jsou částečně dosti obecná a měla by citovat hodnoty pro toky s vyššími koncentracemi a zatíţeními (jak je uvedeno v Sekci 2.2.2.3.1). -
stanovení nejefektivnějších moţností porovnáním celkových účinností čištění, celkového vyváţení vlivů do více prostředí, technické, organizační a ekonomické realizovatelnosti atd. jak je podrobněji uvedeno v Sekci 2.1
Hodnocení vypouštění odpadních vod / odpadních plynů je základem všech rozhodnutí, týkajících se oddělování toků, strategií sníţení vypouštěného znečištění, zlepšování procesů (viz. vertikální BREFy, týkající se chemického a příbuzných odvětví s ohledem na čistější provozní technologie, čisté suroviny, vylepšené provozní zařízení, omezování tečení a úniků ze zařízení, atd.) a řídicích systémů. Zdůvodnitelným cílem příkladu efektivního managementu odpadních vod, jak byl nahlášen z Německa, který se řídí naznačenou strategií pro chemické lokality odvádějící organické zátěţe z výroby organických chemikálií, je alespoň 90 % celková výkonnost odstranění CHSK (včetně předčištění). BAT pro opatření, která mají být přijata na základě výsledků hodnocení vypouštění odpadních vod / odpadních plynů jsou uvedeny v Kapitole 4.3.
určit (zhodnotit) dopad na ţivotní prostředí a vlivy na čistící zařízení při plánování nových činností nebo změn činností stávajících srovnáním budoucí a současné environmentální situace a určit, zda je moţné očekávat podstatné změny omezit emise u zdroje oddělováním toků, instalací vhodného jímacího systému a konstrukčních opatření (viz. Sekce 4.3) spojit údaje o výrobě a údaje o emisních zatíţeních pro porovnání skutečných a projektovaných (zamýšlených) vypouštění. Pokud získané údaje nesouhlasí, je třeba určit procesy, které neţádoucí vypouštění způsobují upravovat kontaminované odpadní toky přednostně u zdroje před jejich rozptýlením a následným centrálním čištěním, pokud tomu nebrání dobré důvody. Většina technik čištění je nejúčinnější obsahují-li vysoké mnoţství znečišťujících látek. Také je ekonomické čistit poměrně malé přítoky malými, vysoce účinnými čistícími zařízeními, neţ mít velká centrální zařízení s velkým hydraulickým zatíţením pouţívat metody řízení kvality (viz. Sekce 2.2.2.6) pro vyhodnocení čištění a/nebo výrobních procesů a/nebo zabránění jejich poruchám uplatnit dobrou výrobní praxi (GMP) pro čištění zařízení aby se sníţily emise do vody a do ovzduší zavést zařízení / postupy, které umoţní včasné zjištění odchylky, jeţ by mohla mít vliv na následná čistící zařízení ve směru toku výroby a tak zamezit jejich poruchám; umoţnit určení zdroje potíţí a odstranění jejich příčiny; v mezičase můţe být vzniklá odpadní voda odváděna do retenčních zařízení a odpadní plyn do vhodných bezpečnostních zařízení, např. polních hořáků instalovat účinný centrální varovný systém, který by upozorňoval všechny zainteresované na havárie a poruchy; pokud by havárie mohla mít značný vliv na ţivotní prostředí a/nebo okolí, mají být součástí informačního řetězu kompetentní úřady zavést program monitorování všech čistících zařízení aby byla zajištěna kontrola jejich správného provozu, aby bylo moţné zjistit všechny nepravidelnosti nebo provozní poruchy, které by mohly ovlivnit recipienty a informovat o aktuálních emisích znečišťujících látek zavést monitorovací program detekce emisí podle Článku 9(5) Směrnice, přičemţ získaná informace má slouţit k informování veřejnosti podle Článku 15(2) Směrnice. Monitorovací program by se měl týkat znečišťujících látek a/nebo zástupných (souhrnných) parametrů, které se vztahují k danému čistícímu zařízení. Četnost měření závisí na nebezpečnosti dotyčných znečišťujících látek, riziku poruch čistícího zařízení a proměnlivosti emisí
278
Kapitola 4
zavést strategie nakládání s poţární vodou a úniky provozních látek (viz. Sekce 2.2.4.1) zavést plán postupu při náhodných únicích znečištění, který umoţní co nejrychlejší a nejvhodnější reakci v případě vnitřních havárií nebo provozních poruch (viz. Sekce 2.2.4.2) vyčlenit náklady na čištění odpadních vod a plynů spojených s výrobou.
4.3 Specifické BAT Po zavedení metodologie managementu následuje další krok, vedoucí k integrované prevenci znečištění, kterým je zavedení technických opatření.
4.3.1 Sekce odpadních vod Tato sekce je určena výběru BAT pro čištění odpadních vod v chemické průmyslové lokalitě, včetně nutných preventivních a redukčních technik, které doplňují regulační (koncové) techniky. BAT pro opatření integrovaná do procesu Jak jiţ bylo uvedeno v Sekcích 1.3.1 a 3.3.1, opatření integrovaná do procesu jsou upřednostňované metody prevence nebo sníţení mnoţství odpadních vod a/nebo znečištění. Jsou však obvykle výrobně nebo procesně specifické a jejich pouţitelnost vyţaduje speciální posouzení, kterým se zabývají vertikální BREFy chemického a příbuzných odvětví. Závěry o BAT pro opatření integrovaná do procesu v tomto dokumentu odkazují k obecné potřebě implementace těchto opatření v rámci výrobní linky a berou v úvahu pouze opatření pro takové procesy, jako je např. praní produktů, čištění zařízení, výroba podtlaku a procesy chlazení, které se týkají většiny výrobních linek. BAT je vhodnou kombinací: pouţívání opatření integrovaných do procesu nebo opatření rekuperace odpadních vod či znečišťujících látek s upřednostňováním koncových technik v případě moţnosti výběru stanovení moţností dodatečné instalace opatření integrovaných do procesu u stávajících výrobních zařízení a pouţít jich tam, kde je to proveditelné nebo nejpozději při zásadních úpravách zařízení vyuţití recyklace procesních vod, je-li to moţné s ohledem na ekonomiku a kvalitu, s maximálním počtem recyklací před vypuštěním (viz. Sekce 3.3.1.2) optimalizace procesů praní produktů tím, ţe se maximálně zabrání jednosměrným (neopakovaným) procesům tam, kde to je s ohledem na kvalitu moţné (viz. Sekce 3.3.1.1) vyloučení chladících systémů s přímým kontaktem, je-li to moţné (viz. Sekce 3.3.1.3) vyuţití výroby podtlaku v uzavřeném okruhu namísto vodních nebo parních vývěv, všude tam, kde je to moţné, např. nebrání-li jejich pouţití bezpečnostní důvody nebo moţnost koroze (viz. Sekce 3.3.1.4) hodnocení moţné náhrady procesů čištění odpadních plynů pomocí vody jinými opatřeními (viz. Sekce 3.3.1.5). Techniky čištění odpadních plynů, které spotřebovávají poměrně velké mnoţství vody (jako chladícího nebo pracího média), jsou problematické především v regionech s jejím nedostatkem. Příklady takových opatření, která mohou být velmi důleţitá v regionech s nedostatkem vody, jsou: - odstraňování tuhých znečišťujících látek suchými technikami namísto mokrého praní - sníţení obsahu SOx v kouřových plynech sekundárními opatřeními namísto systémů, jejichţ součástí je mokré praní.
279
Kapitola 4 BAT pro jímání odpadních vod Vhodný systém jímání odpadních vod hraje zásadní úlohu při jejich efektivním sniţování výskytu a/nebo čištění. Odvádí toky odpadních vod do odpovídajících čistících zařízení a zabraňuje míchání kontaminované a nekontaminované odpadní vody. BAT tedy má: oddělovat vodu z procesu od nekontaminované sráţkové vody a jiných nekontaminovaných vypouštěných vod. Tím se minimalizuje poţadavek čištění vod a přítok hydraulické zátěţe do čistících zařízení. Zvyšuje se tím také nákladová efektivita a výkonnostní účinnost čistících zařízení. Pokud není ve stávajícím zařízení oddělování vody dosud provozováno, je moţné jej instalovat – alespoň částečně – při provádění zásadní úprav podniku oddělovat vody z procesu podle jejich zátěţe: organické, anorganické bez či se značným organickým zatíţením nebo s bezvýznamným znečištěním. To zajistí, ţe se do čistícího zařízení budou dostávat pouze ty znečišťující látky, které zařízení dokáţe zpracovat zastřešit oblasti moţného znečištění, např. úniky nebo průsaky tam, kde je to moţné. Tím se zabrání sráţkové vodě v přístupu do těchto oblastí, kde by se smíchala se znečišťujícími látkami, čímţ by se zvyšovalo mnoţství odpadních vod, vyţadujících čištění instalovat oddělenou odvodňovací síť v oblastech, kde je riziko znečištění, včetně jímky pro zachycení průsaků nebo ztrát přetečením (viz. Sekce 3.3.4.4). Tím se zabrání vypouštění sráţkových vod, znečištěných ztrátami produktu. Odděleně zachycená sráţková voda se po vhodném monitorování vypouští podle výsledků buď přímo do odvodňovacího systému pro nekontaminované sráţkové vody, nebo do odpovídajících čistících zařízení pouţít nadzemní kanalizační potrubí pro odpadní provozní vody uvnitř průmyslové lokality mezi místem vzniku odpadní vody a zařízením(i) konečného čištění. Pokud klimatické podmínky neumoţňují nadzemní kanalizační potrubí (teploty hluboko pod 0°C), je vhodné pouţít podzemní potrubí v přístupných kanálech. Obojí však umoţňuje snadné a úsporné zjišťování úniků, údrţbu i dodatečnou montáţ nového zařízení do stávajícího systému. Mnoho podniků chemického průmyslu stále pouţívá podzemní kanály (stoky) a obvykle není moţné okamţitě vybudovat nové systémy kanálů. Je to však moţné provést během plánovaných zásadních úprav výrobních závodů nebo kanalizačních systémů instalovat (zajistit) retenční kapacitu pro případ havárií a na poţární vodu s ohledem na hodnocení rizik, s volbou jedné, dvou nebo všech následujících moţností: decentralizovaná retenční kapacita pro případ poruch je, pokud moţno, uzavřena do výrobních závodů a dostatečně velká, aby během kontrolované odstávky procesu nedošlo k vypuštění látek do kanalizace centrální retenční kapacita pro jímání odpadních vod z poruch , které se jiţ do kanalizace dostaly, namísto jejich odvádění do centrální ČOV (viz. Sekce 3.3.3). Ačkoli je provozováno několik typů retenčních systémů, které je moţné povaţovat za BAT, nejbezpečnější systémy jsou ty, které mají nádrţ zaplavovanou pouze v případě poruchy (viz. Obrázek 3.2) nebo které mají nádrţe plněné střídavě (viz. Obrázek 3.1) retenční kapacita pro poţární vodu, pouţívaná buď samostatně, nebo v kombinaci s vhodnou jinou místní nádrţí. Zkušenost ukazuje, ţe objem poţární vody můţe dosahovat tisíců metrů krychlových (například kolem 15000 m3 silně znečištěné poţární vody) a proto musí být retenční kapacita dostatečně velká, aby ochránila jak povrchové vody, tak stokové systémy odpadních vod drenáţní systém pro nebezpečné a nehořlavé látky, např. pro jejich přepravu z oblasti poţáru.
280
Kapitola 4
Obrázek 4.1: Rozhodovací proces volby čištění odpadních vod v chemické průmyslové lokalitě: základ pro zvolení BAT
281
Kapitola 4
BAT pro čištění odpadních vod Čištění odpadních vod se v chemickém odvětví řídí alespoň čtyřmi různými strategiemi:
centrální konečné čištění ve vlastní biologické ČOV centrální konečné čištění v komunální ČOV centrální konečné čištění anorganické odpadní vody v chemicko-mechanické ČOV decentralizované(á) čištění.
Tento dokument nepreferuje ţádnou z uvedených čtyř strategií. Všechny mají být povaţovány za BAT za předpokladu, ţe jsou v dané situaci správně pouţity. V opačném případě není BAT ţádná z nich. Volba BAT sleduje cestu znečišťujících látek, které mají být odstraněny (viz. Obrázek 4.1). V této fázi se předpokládá, ţe jsou přijata patřičná rozhodnutí managementu odpadních toků, je zhodnocen dopad na vodní recipienty, jsou vyčerpány všechny reálné moţnosti prevence a sníţení objemu odpadních vod a jsou brána v potaz všechna bezpečnostní opatření, tzn., od této chvíle jsou zvaţována pouze koncová řešení čištění vod. Je třeba poznamenat, ţe místně specifické problémy mohou vyţadovat čištění technikami vyvinutými speciálně pro onu lokalitu, nebo mohou v takovém speciálním případě znamenat nepouţitelnost dobře známých a běţně pouţívaných technik. Následující postup výběru BAT pro čištění odpadních vod pomáhá nalézt a instalovat vhodnou techniku i vyrovnat se se zvláštnostmi, které jsou pro čištění odpadních vod typické. Tento postup sleduje proces volby, umoţňující vybrat BAT, která by byla vhodná pro čištění odpadních vod v chemické lokalitě (viz. Obrázek 4.1). Obecně BAT má: rozdělovat znečištěné toky odpadních vod podle jejich zatíţení znečišťujícími látkami. Anorganické odpadní vody bez odpovídajících organických sloţek se oddělují od organických odpadních vod a odvádí se do speciálních čistících zařízení (viz. speciální oddíly o těţkých kovech a anorganických solích uvedené dále v této kapitole). Organické odpadní vody s velkým obsahem anorganických a vysoce odolných látek nebo s toxickými organickými sloučeninami se odvádějí do speciálních předčišťujících zařízení (viz. sekce o těţkých kovech, anorganických solích a znečišťujících látkách nevhodných pro biologické čištění uvedené dále v této kapitole). Sráţková voda BAT má: odvádět nekontaminovanou sráţkovou vodu přímo do vodního recipientu obtokem kanalizačního systému odpadních vod čistit sráţkovou vodu ze znečištěných ploch, pouţitím technik popsaných v Kapitolách 3.3.4.1.1, 3.3.4.4.1 a 3.3.4.4.2, viz. Tabulka 4.1, před jejím vypuštěním do vodního recipientu. V jistých případech můţe být environmentálně výhodné pouţít v procesu sráţkovou vodu a tím sníţit spotřebu čerstvé vody. Techniky uvedené v Tabulce 4.1 mají být, pokud jsou náleţitě pouţity, povaţovány za BAT. Tabulka uvádí i omezení různých technik.
282
Moţnost dodatečné instalace
energie pro stlačování vzduchu pro vývěvy a vzduchovou trysku
snadno dodatečně instalovatelná, pokud jiţ není součástí zařízení
poměrně malá součást ČOV
Prostorová náročnost
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
hlukové emise zapáchající emise potřeba likvidace písku
energie pro stlačování vzduchu pro vývěvy a vzduchovou trysku
Vlivy do více prostředí
energie pro vývěvy
Spotřebovávaný materiál /energie
vhodné pro kolísavé toky odpadních vod
retenční nádrţ: 50-90 dodatečně instalovatelná pouze při dostatku prostoru
NL
plošně náročná
retenční nádrţ: likvidace kalu závisí na hydraulické době zdrţení, moţné emise zápachu
80-83 snadno dodatečně instalovatelná
NL
malé prostorové nároky
likvidace vypraného kalu
energie pro čerpadla občas výměna filtračního média
nevhodná pro vodu z velmi kontaminovaných povrchů
méně vhodné pro velmi kolísavé toky odpadních vod
Nevhodná pro sráţkové vody z velmi znečištěných povrchů nevhodná pro regiony s dlouhými obdobími sucha a/nebo s vysokou teplotou, protoţe dlouhá doba zdrţení spolu s teplem způsobuje emise zápachu
vhodné pro velmi kolísavé toky odpadních vod
odstraňuje nerozpuštěné látky z málo kontaminovaných povrchů
jako součást ČOV se pouţívá pro dešťovou vodu čištěnou v ČOV (dešťovou vodu ze silně kontaminovaných povrchů) Průtok 0,3 m/s a proto odstraňuje pouze písek a hrubozrnný materiál
Pouţití
Limity pouţití
čištění odtoku sráţkových vod z málo kontaminovaných povrchů, buď pro úplné odstranění, nebo opětovné pouţití odstraňování nerozpuštěných látek
čiření a čištění sráţkových vod a zachycení hydraulické zátěţe z prudkých dešťů k ochraně vodního toku (retenční nádrţ) čiření dešťové vody před vypuštěním nebo opětovným pouţitím (sedimentační nádrţ)
Provzdušněné
Pískový filtr
odstraňuje pouze písek a štěrk chrání proces čištění chrání zařízení proti obrušování
Kruhové
Retenční nádrţ / sedimentační nádrţ (viz. Tabulka 4.3)
Účel
Kanálové
Lapáky písku
Kapitola 4
Tabulka 4.1: techniky čištění sráţkových vod popsané v Kapitole 3
283
Kapitola 4 Volné oleje / uhlovodíky BAT má: odstranit oleje / uhlovodíky, pokud se objeví ve formě velkých skvrn i tam, kde to není moţné provést s jinými systémy, s cílem maximální rekuperace a pouţitím vhodné kombinace: separace oleje/vody cyklónem, MF nebo API, pokud jsou očekávány velké skvrny volného oleje nebo uhlovodíků, jinak je moţné pouţít PPI a CPI (viz. Sekce 3.3.4.1.6) MF, filtrace zrnitým médiem nebo plynová flotace (viz. Sekce 3.3.4.1.5, 3.3.4.1.4 a 3.3.4.1.3) biologické čištění (viz. Sekce o biologicky odbouratelných látkách) buď v centrální biologické ČOV, komunální ČOV nebo v čistírně speciálně pro tento tok odpadních vod. Úrovně emisí spojené s BAT pro odstraňování olejů / uhlovodíků uvádí Tabulka 4.2. parametr celkový obsah uhlovodíků BSK5 CHSK
koncentrace a 1 [mg/l] 0,05-1,5 2-20 30-125
a
měsíční průměr neexistuje shoda o metodách analýzy uhlovodíků, coţ sama technická pracovní skupina vyřešit nemůţe 1 převzato z BREF pro minerální oleje a benzinové rafinérie, z října 2001 b
Tabulka 4.2: Úrovně emisí spojené s BAT pro volné oleje / uhlovodíky vypouštěné do vodních recipientů Emulze BAT má: rozráţet emulze přímo u jejich zdroje a rekuperovat separované sloţky. Zlepšení separace můţe vyţadovat přidání flokulačních a/nebo koagulačních chemikálií; čištění u zdroje umoţňuje rekuperaci a předchází negativním účinkům na následné systémy kanalizace; nebo odstraňovat emulze přímo u zdroje pokud není moţné je rozráţet a pokud mohou negativně působit na následná zařízení. Vhodné techniky čištění jsou např. oxidace vzduchem, odpařování, spalování (umoţňuje-li výhřevnost emulzí autothermní provoz) nebo biologický rozklad. Emulze často nesmí být vypouštěny do veřejných kanalizačních sítí.
; -
Opatření pro odstraňování nerozpuštěných látek, která jsou zde uvedena, nezahrnují opatření pro aktivovaný kal nebo sloučeniny těţkých kovů, kterými se zabývají jiné kapitoly.
BAT má: odstranit NL z toků odpadních vod, pokud mohou poškozovat nebo působit poruchy následných zařízení, např. abrazí a zanášením čerpadel a potrubí, nebo zanášením a ucpáváním čistících zařízení. Následná čistící zařízení, která mohou být poškozena, jsou např. filtry, adsorpční kolony, membránové filtry, oxidační nádoby pouţívající UV záření nebo centrální a komunální ČOV. Techniky jsou uvedeny v Tabulce 4.3. Klasifikace technik čištění je následující: 1. stupeň: sediment;ace /vzduchová flotace pro zachycení hlavní zátěţe NL a ochranu následných filtračních systémů před ucpáváním nebo častým propíráním. Sedimentace i vzduchová flotace obvykle dokáţí dostatečně chránit čerpadla a potrubí před obrušováním a zanášením (za předpokladu, ţe emulze a neseparovatelné pevné látky jsou úspěšně vyčištěny) 2. stupeň: mechanická filtrace připadá v úvahu, nebyl-li dostatečně sníţen obsah pevných látek, aby se zbránilo ucpávání následných čistících zařízení, jako jsou např. membránová filtrace, adsorpce, chemická oxidační reakce vyuţívající UV záření
284
Kapitola 4
-
3. stupeň: případná MF a UF, pokud má být tok odpadních vod zbaven nerozpuštěných látek, aby se zabránilo ucpávání např. zařízení NF a RO nebo aby byl tok zbaven jiných částic, které není moţné odstranit jiným filtračními technikami odstranit NL z toků odpadních vod před jejich vypuštěním do vodního recipientu. Pokud mezi NL nejsou ţádné nebezpečné látky, pouţívají se obvykle následující techniky: sedimentace / vzduchová flotace filtrace, pouze pokud je vyţadována kvůli nedostatečné separaci předchozími technikami odstranit z toků odpadních vod NL vyuţitím technik, které umoţňují rekuperaci, přednostně před technikami sniţování obsahu, vţdy, kdy to umoţňuje tyto pevné látky znovu vyuţít pouţít flokulační a/nebo koagulační činidla, pokud jsou materiály jemně dispergované nebo neodstranitelné z jiného důvodu, aby se vytvořily vločky dostatečně velké pro usazení zakrýt nebo uzavřít čistící zařízení v případě zápachu a/nebo hluku, odvádět odtahovaný vzduch je-li to nutné, k dalšímu zpracování odpadních plynů a instalovat nutná bezpečnostní zařízení, pokud je v uzavřeném čistícím zařízení zvýšené riziko výbuchu. vhodně likvidovat kal, buď jeho dopravou k autorizovanému smluvnímu partnerovi nebo čištěním v místě vzniku (viz. Sekce o čištění kalů).
Techniky, které mají být za BAT povaţovány podle jejich pouţití, jsou ty, které jsou popsány v Sekcích 3.3.4.1.2 – 3.3.4.1.5 a uvedeny v Tabulce 4.3.
Těţké kovy Protoţe těţké kovy jsou chemické prvky, které není moţné zničit, jediný způsob jak zabránit jejich vypuštění do ţivotního prostředí je jejich rekuperace a opětovné pouţití. Kaţdá jiná moţnost způsobuje jejich přenos mezi různými prostředími: mezi odpadními vodami, odpadním vzduchem a skládkováním. Toky odpadních vod značně zatíţené těţkými kovy pocházejí z výrobních procesů, kde se tyto těţké kovy vyrábějí nebo pouţívají (např. jako katalyzátory) nebo z procesů čištění zařízení pouţívaného při takové výrobě.
BAT má: maximálně oddělit odpadní vody obsahující sloučeniny těţkých kovů a čistit takto oddělené toky odpadních vod přímo u zdroje před smícháním s ostatními toky a upřednostňovat techniky, které umoţňují rekuperaci. Pouţitelné techniky, které splňují uvedené poţadavky uvádí tabulka 4.4 a usnadnit další eliminaci těţkých kovů v koncové ČOV (chemicko-mechanický stupeň ve výrobnách anorganických látek, biologické čištění při výrobě látek organických) jako dočišťovací krok s následným čištěním kalu, je-li to nutné. Technická pracovní skupina nemůţe pro chemické odvětví jako celek poskytnout s BAT spojené úrovně emisí těţkých kovů v přítocích odpadních vod z důvodů, které jsou podrobně uvedeny v Sekci 3.3.4.2.1. Úrovně emisí, které jsou následkem pouţití BAT zmíněných výše, závisí na výrobním procesu, z něhoţ těţké kovy pocházejí.
285
85-98 NL: 95 HM sulfidy: vyšší stabilita čištění při fluktuaci 10-20 NL dávkování 2-10 oleje ano
60-90 NL: usaditelné pevné látky: 90-95
NL
závisí na dostupném prostoru
dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
Dosaţitelné emise [mg/l]
moţnost dodatečné instalace
ano
závisí na médiu filtru a filtračních pomůckách 50-99,99 NL <10 NL <5 volné oleje
ano
NL
téměř 100
modulové uspořádání ve srovnání s ostatními nízká technikami prostorová náročnost
1 Zdá se být docela překvapivé, ţe MF, proces s nejniţším poklesem tlaku, spotřebovává více energie, neţ procesy s velkými poklesy tlaku. Důvodem je polarizace koncentrace a zanášení. Při MF, a do určité míry i UF, se tento fenomén vyskytuje velmi často a má za následek drastický pokles proudění [cww/tm/161].
<10
méně neţ sedimentace
závisí na zařízení (mělká nádrţ nebo lamelový usazovák)
prostorová náročnost
likvidace reziduí emise hluku z čerpadel
likvidace kalu po propírání uzavřené filtry mohou vyţadovat připojení na systémy likvidace odpadních plynů
likvidace kalu emise hluku z čerpadel a vzduchových trysek emise zápachu (např. VOC) při otevřené nádrţi, vyšší neţ u sedimentace
20,6 kWh/1000 m3
likvidace kalu emise hluku z čerpadel a systémů odstraňujících kal / plovoucí kal emise zápachu (např. VOC) při otevřené nádrţi
energie:
vlivy do více prostředí
chemikálie zabraňující tvoření kamene, zanášení a pro propírání energie podle průtoku a poklesu tlaku: 2-20 kWh/m3 (MF)1 1-10 kWh/m3 (UF)1 pokles tlaku: 0,02-0,5 MPa (MF) 0,2-1 MPa
filtrační pomůcky pokles tlaku energie
stlačený vzduch: 0,53-0,55 m3/m3 2,4-4,7 kg/t NL flokulant:
0,5-100 g/m3 0,5-1,5 kW (průměr nádrţe 25-35 m)
chemikálie: energie:
materiál membrán je citlivý na působení chemikálií kvůli zanášení a ucpávání musí být nízký obsah NL
vyhnout se jemně rozptýleným a hlenovitým pevným látkám vysoké zatíţení NL způsobuje ucpávání
ne pěnivé detergenty bez limitů vstupná koncentrace, ale bez bulk volných olejů
částice musí být usaditelné bez limitů obsahu NL ţádné stabilní emulze
limity pouţití
spotřebovávaný materiál /energie
separace všech pevných materiálů, koloidních částic, bakterií, virů velmi vhodná pro rekuperaci materiálů
separace pevných látek z toků odpadních vod rekuperace materiálů závisí na typu filtru
separace neusaditelných pevných látek a olejů / mazacích tuků umoţňuje rekuperovat separované materiály
čiření aţ k dosaţení odpadní vody bez pevných částic pro následná zařízení (např. RO)
separace pevných látek z odpadních vod rekuperace NL je principielně moţná
MF / UF
pouţití
filtrace konečný separační stupeň po sedimentaci nebo vzduchové flotaci k dosaţení nízkých emisí částic
vzduchová flotace čiření procesní vody v případě, ţe sedimentace nevyhovuje
sedimentace
čiření sráţkových vod od nerozpuštěných látek čiření procesní vody od nerozpuštěných látek nebo vloček
účel
Kapitola 4
Tabulka 4.3: Techniky čištění spojené s BAT pro nerozpuštěné látky
286
Kapitola 4
Anorganické soli a/nebo kyseliny (iontové částice) Obsah anorganických solí a/nebo kyselin v odpadních vodách můţe mít vliv jak na biosféru ve vodních recipientech, např. silné zatíţení malých řek solemi, tak na provoz kanalizačních systémů, např. korozi potrubí, ventilů a čerpadel nebo selhávání následného biologického čištění. Opatření pouţívaná v tomto odstavci pro odstraňování anorganických solí nezahrnují opatření pro soli těţkých kovů, kterými se zabýval předchozí odstavec a amoniové soli, pro která se pouţívají jiné prostředky. BAT má: vhodně odstraňovat anorganické soli a kyseliny obsaţené v tocích odpadních vod s negativním dopadem na biosféru vodních recipientů, pokud je nutné i zabránit jejich vypuštění. Je-li vyţadováno čištění, je nákladově efektivnější jej provádět přímo u zdroje odstraňovat obsaţené anorganické soli (především chloridy a sírany) čištěním u zdroje, mohou-li způsobovat škody, havárie a/nebo poruchy v lokalitě nebo v komunálním kanalizačním systému zvolit takovou techniku čištění, která by umoţňovala rekuperaci a opětovné pouţití vyčištěných znečišťujících látek vţdy, kdyţ je to moţné a vhodné, při zváţení vlivu do více prostředí a dopadu znečišťujících látek. Vhodné techniky čištění jsou uvedeny v Tabulce 4.5 a jejich volba závisí na dané situaci.
287
ano
Moţnost dodatečné instalace
1 výška vrstvy 1 m, průměr 1 m, včetně nádoby, ventilů a pryskyřice
v případě těţkých kovů závisí na výrobním procesu z něhoţ pocházejí
Dosaţitelné emise [mg/l]
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
Prostorová náročnost
Zn Ni
1 1
poměrně snadná
0,1-10
80-99
srovnatelná s krystalizací a NF/RO
srovnatelná s iontovou výměnou a NF/RO
>90 (NF) >90 (NF) >90 (NF) velmi nízké (téměř nulové) pro RO
anorganická Hg organická Hg sloučeniny Cd téměř 100 % pro RO
srovnatelná s krystalizací a iontovou výměnou
koncentrát vyţaduje další čištění, např. iontová výměna
rekuperace vrací vysoce koncentrované roztoky těţkých kovů (rekuperace nebo zbavení se)
likvidace kalu moţné emise zápachu
Vlivy do více prostředí
Předávkování krystalizačních chemikálií můţe způsobit vyšší zatíţení solemi. Obvykle bez tvorby odpadu nebo kalu.
sráţedla flokulanty / koagulanty energie pro čerpadla
Spotřebovávaný materiál /energie
koncentrace s osmotickými tlaky příliš vysokými pro provoz malá chemická i tepelná odolnost
zabránit velké iontové síle teplotní limit kolem 60 °C korozívní činidla poškozují pryskyřici
chemikálie pro čištění 1-3 kWh/m3 (NF) energie: 1-3 kWh/m3 (RO) pokles tlaku: 0,5-3 MPa (NF) 2-100 MPa (RO)
Vyhnout se komplexotvorným činidlům, důleţitá je úprava pH Nepouţitelné při niţší koncentraci neţ je rozpustnost sraţeniny
Limity pouţití
dosahování vysokého stupně čistoty pro recyklaci a opětovné pouţití vod nárůst koncentrace znečišťujících látek pro další poţadované čištění umoţňuje rekuperaci
roztoky obsahující ionty těţkých kovů s nízkou vstupní koncentrací umoţňuje rekuperaci
separace iontů těţkých kovů průchodem membránou, separace většiny ostatních znečišťujících látek
NF / RO
regenerační kapalina látky, potlačující zanášení energie
odstranění těţkých kovů z toků odpadních vod vytvářením podmínek, umoţňujících sráţení cílem je rekuperace
odstranění těţkých kovů z toků odpadních vod, především při vyšších koncentracích v principu umoţňuje rekuperaci
Pouţit í
náhrada iontů těţkých kovů ve vodní fázi ionty z pryskyřice iontoměniče
Iontová výměna
krystalizační chemikálie energie
růst sloučenin těţkých kovů na zrnitém zárodečném materiálu ve fluidním loţi
přeměna rozpuštěných sloučenin těţkých kovů na nerozpustné sloučeniny a jejich separace z toků odpadních vod
Krystalizace
Účel
sráţení / sedimentace nebo vzduchová flotace / filtrace
Kapitola 4
Tabulka 4.4: Techniky čištění spojené s BAT pro těţké kovy
288
rekuperace vrací vysoce koncentrované roztoky těţkých kovů (rekuperace nebo vypuštění)
kondenzát můţe vyţadovat další čištění emise hluku
poměrně nízká
úplné odstranění solí
Vlivy do více prostředí
Prostorová náročnost
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
poměrně snadná
Moţnost dodatečné instalace
1 výška vrstvy 1 m, průměr 1 m, včetně nádoby, ventilů a pryskyřice
0,1-10
Dosaţitelné emise [mg/l]
80-99
poměrně nízká
CHSK
síran: zinek: kadmium: síran: zinek: kadmium:
velmi nízké (téměř nulové)
75 0,05-0,15 <0,01
94 99,8 >99
síra, která má být pouţita ve výrobních procesech (kyselina sírová)
(neutralizační, chemikálie uvolňující látky, flokulanty) energie
téměř 100 %
poměrně nízká
koncentrát musí být dále čištěn, např. iontovou výměnou pro umoţnění rekuperace
chemikálie pro čištění 1-3 kWh/m3 energie: pokles tlaku: 2-100 MPa
regenerační kapalina látky, potlačující zanášení energie pro čerpadla
chemikálie pro případné předčištění 5-16 kg vody/kg páry pára energie
Spotřebovávaný materiál /energie
velmi pomalá reakce, tj. dlouhá doba zdrţení CHSK/síran má být alespoň 1:1
příliš vysoké koncentrace způsobují příliš vysoký osmotický tlak bránící provozu malá teplotní a chemická odolnost
zabránit velké iontové síle teplotní limit kolem 60 °C korozívní činidla poškozují pryskyřici
Limity pouţití
Vyhnout se látkám, působícím pěnění
Umoţnění krystalizace anorganických solí pro jejich separaci z odpadních vod Koncentrace i dalších netěkavých látek v principu umoţňuje rekuperaci látek
Pouţití
odstranění síranu z odpadních vod obsahujících velké mnoţství síranu odstraňuje i těţké kovy ve formě sirníků rekuperace vytvořené síry
náhrada kationtů iontem H+ a aniontů iontem OH- a tím náhrada solí vodou
destilace vody zanechává u dna koncentrát jako destilační zbytek
Účel
dosahuje vysokého stupně čistoty pro recyklaci a znovuvyuţití vody růst koncentrace znečišťujících látek pro další čištění nebo poţadovanou rekuperaci
Odstraňování biologického síranu
Roztoky, obsahující soli, také pro těţké kovy Umoţňuje rekuperaci
Reverzní osmóza
anaerobní reakce síranu na síru přes sirník
Iontová výměna separace všech látek znečišťujících vodu na prostupné membráně
Odpařování
Kapitola 4
Tabulka 4.4: Techniky čištění spojené s BAT pro těţké kovy
289
Kapitola 4 Znečišťující látky nevhodné pro biologické čištění Kromě znečišťujících látek, uvedených v předchozích odstavcích, existují přítoky odpadních vod, které není moţné čistit biologicky, protoţe obsahují: -
CHSK, vůbec či špatně biologicky odbouratelné - toxické látky, které inhibují biologické procesy. Je proto potřeba zabránit tomu, aby se takovéto znečišťující látky dostávaly do biologické čistírny. Není moţné předem říci, které znečišťující látky jsou inhibitory biologických procesů v ČOV, protoţe to závisí na přizpůsobení se mikroorganismů působících v jednotlivých čistírnách některým znečišťujícím látkám. Není rozdíl v tom, je-li odpadní voda odváděna do centrální biologické ČOV v chemické průmyslové lokalitě nebo do ČOV komunální. Podmínky pro předčištění znečišťujících látek, nevhodných pro biologické čištění, jsou v obou případech stejné. BAT má: - zabránit pronikání sloţek odpadních vod do systémů biologického čištění aby nezpůsobily poruchy těchto systémů - čistit toky odpadních vod s biologicky neodbouratelnými sloţkami vhodnými technikami (viz. Sekce 3.3.4.2 a Tabulka 4.6), před konečným biologickým čištěním nebo místo něho. Konečná volba vhodné techniky čištění závisí na skutečné situaci, sloţení toku odpadních vod, situaci biologické ČOV (je-li v provozu) a adaptaci jejích mikroorganismů i poţadavky vodního recipientu. Jde o problematiku úplně závislou na místních specifikách Rozdílný názor Jeden z členských států vyjádřil názor, ţe kritérium „příslušná biologicky neodbouratelná část“ je třeba definovat přesněji poskytnutím souboru hodnot pro rekalcitrant TOC v dotčených tocích odpadních vod (viz sekce 3.3.4.2). - vyuţívat, kde je to moţné techniky, umoţňující látkovou regeneraci, např. (viz. Tabulka 4.6): NF / RO adsorpce, nejvhodnější varianta (podrobnosti viz. Sekce 3.3.4.2.9) extrakce destilace / rektifikace odpařování vyvařování odstranit závaţný obsah amoniaku z toků odpadních vod přímo u zdroje, vyuţitím např. vzduchového nebo parního stripování (viz. Sekce 3.3.4.2.14) vyuţívat techniky nevyţadující přídavné palivo, pokud jiné techniky sniţování znečištění nevykazují dostatečné výsledky a není-li moţná regenerace. Je-li v provozu biologická ČOV, můţe postačovat k rozkladu rezistentního organického zatíţení na biologicky odbouratelné látky, pouţitím např. technik (viz. Tabulka 4.6): chemická oxidace (vyţaduje zhodnocení moţností vzniku organických chloridů při pouţívání oxidačních činidel obsahujících chlór) chemická redukce chemická hydrolýza - vyuţívat oxidaci a spalování pouze tam, kde neexistuje jiná moţnost sniţování toxicity či inhibičních účinků nebo v případech, kdy proces můţe probíhat soběstačně nebo je-li jedinou moţností, jak vyhovět poţadavkům na odpady bez biologického čištění - zváţit spotřebu vody spolu s technikami čištění, jako jsou: extrakce destilace / rektifikace odpařování stripování, které vyţadují značné mnoţství chladící vody nebo potřebují systémy s mokrou pračkou plynů pro čištění odpadní plynné fáze v těch případech, kde dodávky a spotřeba vody mohou být environmentálně problematické. Je-li důleţitým faktorem nedostatek vody, pak je moţné upřednostnit při výběru BAT další nejlepší techniky. 290
Kapitola 4
Biologicky odbouratelné látky BAT má: - odstraňovat biologicky odbouratelné látky z odpadních vod biologickými systémy čištění (viz. Sekce 3.3.4.3 a Tabulka 4.7) nebo jejich vhodnou kombinací. V případě pouţití anaerobních procesů je často poţadován následný stupeň aerobního čištění. - vyuţívat biologické předčištění v případě, ţe přítoky přináší vysoké biologicky odbouratelné zatíţení, aby se odlehčilo konečné centrální ČOV, je-li to moţné. Anaerobní čištění umoţňuje vyuţít energii vznikajícího metanu, který můţe být spalován. Další výhodou anaerobního předčištění je značné celkové sníţení mnoţství přebytečného aktivovaného kalu v následné biologické ČOV. Je-li účinnost celkových procesů čištění odpadních vod při odstranění CHSK vysoká, ale koncentrace, která je na odtoku je podstatně vyšší neţ úroveň spojená s BAT v Tabulce 4.8, je to znamením toho, ţe vysoce koncentrované přítoky mají být biologicky předčištěny. - vyuţívat předčišťovacích nebo dočišťovacích zařízení (viz. Tabulka 4.7), pokud špatně biologicky odbouratelné sloučeniny (ne však rekalcitranty nebo toxické sloučeniny) nejsou dostatečně odstraněny centrálním biologickým čištěním odpadních vod. Vhodnou technikou jsou reaktory s přisedlým biofilmem, které umoţňují delší doby zdrţení a tím i vyšší odbouratelnost. - pouţívat techniky odstraňování dusíku (nitrifikace / denitrifikace) (viz. Sekce 3.3.4.3.4) v případech, kdy je odpadní voda značně zatíţena dusíkem, coţ můţe způsobovat mnohem vyšší koncentrace neţ jsou úrovně emisí spojené s BAT v Tabulce 4.8. BAT jsou obě popsané techniky. Za příznivých podmínek jsou snadno dodatečně instalovatelné do stávající centrální ČOV. Pokud jsou značně zatíţené dusíkem (amonium, dusičnany, dusitany, dusík podle Kjeldahla) pouze přítoky je vhodné je čistit odděleně a tak ušetřit náklady díky tomu, ţe menší zařízení pro nitrifikaci / denitrifikaci není nijak zvlášť drahé. Centrální chemicko-mechanická ČOV Pokud nejsou přítomny ţádné biodegradabilní znečišťující látky, má BAT: vyuţívat kombinace chemického čištění (pro neutralizaci a sráţení sloţek odpadních vod) a mechanického čištění (pro eliminaci nerozpuštěných látek, včetně cezení (třídění na sítech?), čiření a filtrace), které tvoří chemicko-mechanický stupeň. Centrální biologická ČOV Probíhá-li čištění v centrální biologické ČOV, pak má BAT: - bránit vstupu biologicky nerozloţitelných znečišťujících látek v odpadních vodách do centrální biologické čistírny, pokud by mohly způsobit poruchy systému čištění a pokud čistírna není vhodná pro jejich čištění - zachytávat přítoky odpadních vod před čistící sekcí, aby se vyrovnal obsah znečišťujících látek a vyuţily synergické účinky - čistit přítok odpadních vod (viz. Sekce 3.3.4.3.5) kombinací: primárního čiření s předchozím promícháním jedno- či dvoustupňového aeračního zařízení (bazénu nebo nádrţe) s následným dosazováním filtrace nebo vzduchové flotace chránící vodní recipient před přebytkem vloček aktivovaného kalu, který není snadno separovatelný, např. bytnějící kal metody,která je alternativou k druhé a třetí odráţce: aerační bazén nebo nádrţ s ponornou MF nebo UF membránou dodatečná moţnost jako konečné čištění - biofiltr s fixním loţem pro čištění CHSK, v případě nutnosti kvůli poţadavkům předpisů. Obecná úroveň CHSK spojená s BAT po centrálním biologickém čištění je <20 mg/l. V případě aktivovaného kalu je obvykle pouţíván málo zatíţený biologický stupeň s denní zátěţí CHSK 0,25 kg/kg kalu.
291
materiál
Moţnost dodatečné instalace
Dosaţitelné emise [mg/l]
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
Prostorová náročnost
Vlivy do více prostředí
Spotřebovávaný /energie
TOC: >90 (viz. Sekce 3.3.4.2.3)
chlórová oxidační činidla mohou tvořit další AOX s organickými znečišťujícími látkami unikající plyny musí být odváděny k následnému čištění
redukční činidla činidla pro rozklad přebytku redukčních činidel energie
nevhodná pro znečišťující látky s nízkou rozpustností ve vodě
omezené pouţití přísná kontrola pH a ORP
Limity pouţití
rozklad biologicky nerozloţitelných látek na jednodušší biologicky odbouratelné sloučeniny, velký rozsah koncentrací (1 mg/l – 100 g/l)
redukce anorganických materiálů
oxidace anorganických materiálů oxidace organických materiálů pro ochranu biologické ČOV nebo jejich přeměnu na biodegradabilní materiál můţe nahradit biologické UV záření vyţaduje čištění roztoky bez nerozpuštěných látek opatrnost při čištění chlórovými oxidačními činidly a organických znečišťujících látek oxidační činidla činidla pro rozklad přebytku oxydantů energie
Pouţití
moţné uvolňování zapáchajících nebo těkavých látek
pára/horká voda pro ohřev chemikálie pro úpravu pH a oxidačně redukčního potenciálu energie
reakce organických a anorganických znečišťujících látek s vodou, rozklad na jednodušší sloučeniny
chemická přeměna znečišťujících látek pomocí SO2, NaHSO3, FeSO4, NaHS
chemická přeměna znečišťujících látek pomocí H2O2 s UV nebo solemi ţeleza, O3, O3/UV, Cl2, OCl-
Účel
Hydrolýza
Redukce
Oxidace
Chemické reakce
vody
plyny další
sloučeniny:
unikající voda a mohou vyţadovat následné čištění
vzduch nebo kyslík energie pro ohřev a tlak
rozloţit znečišťující látky se biologickou špatnou a/nebo odbouratelností vysokou toxicitou, můţe nahradit biologické čištění
vzduchem oxidace v nadkritické oblasti vody, tj. při tlaku >22,1 MPa, teplotě >374°C
Nadkritická Oxidace (SCWO)
60-90 (nízký organické tlak) >99 99 (vysoký tlak) (více v Kapitole 3.3.4.2.4) CHSK:
unikající voda a plyny mohou vyţadovat další následné čištění
vzduch nebo kyslík energie pro ohřev a tlak
oxidace organ. sloučenin chránit biologickou ČOV proti rekalcitrantům převádět rezistentní CHSK na biodegradabilní můţe nahradit se pro nedoporučuje biologické čištění nízké koncentrace CHSK fluorid < 10 mg/l nízký obsah solí (koroze)
reakce s O2 ve vodní fázi, vysoká teplota a tlak, obvykle s katalyzátorem (viz. Sekce 3.3.4.2.4)
Oxidace vzduchem za mokra
Oxidace vzduchem
Kapitola 4
Tabulka 4.6: Techniky čištění spojené s BAT pro znečišťující láky nečistitelné biologicky
292
chemikálie pro čištění vysoká energetická náročnost
koncentrát musí být dále čištěn, např. extrakcí, spalováním (není-li rekuperován
Spotřebovávaný materiál /energie
Vlivy do více prostředí
Moţnost dodatečné instalace
Dosaţitelné emise [mg/l]
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
vysoká účinnost (viz. Sekce 3.3.4.2.8)
unikající plyny v průběhu rekuperace vyţadují čištění při rekuperaci zůstávají rezidua (pokud nejsou rekuperována)
koncentrace s příliš vysokými osmotickými tlaky jsou pro provoz nevhodné malá tepelná a chemická odolnost
Limity pouţití
vysoká účinnost v závislosti na znečišťující látce (viz. Sekce 3.3.4.2.9)
obvykle alespoň dvě kolony na aplikaci
nízký obsah znečišťujících látek, jinak je sorbet rychle opotřeben omezení NL kvůli ucpávání účinnost závisí na fyzikálních vlastnostech znečišťujících látek (nízká účinnost při nízké molekulové hmotnosti, vysoké polaritě, vysoké rozpustnosti) adsorbent chemikálie pro rekuperaci energie pro čerpadla a rekuperaci (zvýšená teplota)
dosahování vysoké čistoty pro recyklaci a opětovné pouţití vody zvýšení koncentrace znečišťujících látek pro další čištění umoţňuje rekuperaci
Pouţití
Prostorová náročnost
přenos rozpustných znečišťujících látek z vodní fáze do rozpouštědla
přenos rozpustných znečišťujících látek z vodní fáze do pevného adsorbentu odstranit biologicky nerozloţitelné vysoce koncentrované, barevné, zapáchající a/nebo toxické znečišťující látky zvýšení koncentrace pro další moţná čištění (např. spalování) umoţňuje rekuperaci
separace většiny znečišťujících látek
Účel
dobrá účinnost pro speciální znečišťující látky s vysokou koncentrací na vstupu
náhrada ztrát rozpouštědla energie pro čerpadla energie pro následnou rekuperaci rozpouštědla (např. destilaci / rektifikaci) odpadní vodu je nutné čistit, aby se zbavila rozpuštěného rozpouštědla, např. vyvařováním reziduum na dně z rekuperace rozpouštědla pokud nejde rekuperovat musí se spalovat unikající plyn z extrakce a rekuperace vyţaduje čištění odpadních plynů, např. adsorpcí nebo spalováním
odpadní voda by neměla obsahovat NL a emulze závisí na rozpustnosti rozpouštědla, proto omezené pouţití
odstranit vysoce koncentrované biologicky nerozloţitelné a/nebo toxické znečišťující látky předčištění před pro adsorpci pro sníţení zátěţe na vstupu umoţňuje rekuperaci nevhodná jako konečné čištění
Extrakce
Adsorpce
NF / RO
Kapitola 4
Tabulka 4.6: pokračování
293
Moţnost dodatečné instalace
Dosaţitelné emise [mg/l]
Témě ř úplné odstranění znečišťujících látek, při nepřítomnosti těkavých látek
Poměrně nízká
Kondenzát můţe vyţadovat další čištění Emise hluku
Dobrá účinnost (viz. Sekce 3.3.4.2.14)
1 vyvařovací kolona kyselé vody, 30-32 m3/
Dobrá výkonnost pro speciální znečišťující látky za speciálních podmínek
Prostorová náročnost
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
Téměř 100 % účinnost odstranění organických sloučenin
Při nízkém obsahu TOC vysoká spotřeba energie Uvolňuje kouřové plyny
Toky plynů vyţadují čištění (praním, adsorpcí, katalytickou oxidací, spalováním)
Nutné další čištění Unikající plyny je nutné odvádět do zařízení likvidujícího odpadní plyny, např spalováním
Pomocné palivo (při nízké koncentrací TOC) Energie
Činidla, potlačující zanášení při pouţití páry: 0,1-0,3 t páry/m3 680 kW/m3 energie:
Vlivy do více prostředí
Obsah halogenů a síry vyţaduje zvláštní čištění odpadních plynů
Kapalina má mít nízký obsah NL Omezeno na těkavé znečišťující látky
Zamezit pěnivým látkám Nepouţitelná pro těkavé znečišťující látky
Chemikálie pro předčištění (je-li nutné) pára: 5-16 kg vody/kg páry energie
Odstranit nebezpečné nebo inhibující znečišťující látky, které nelze odstranit jinak nebo nejsou dostatečně koncentrované pro tepelně soběstačné spalování Technologie potlačující znečištění
Odstraňování těkavých organických a anorganických sloučenin Umoţňuje rekuperaci
Koncentrace toků odpadních vod pro recyklaci cenných látek nebo před tepelným zuţitkováním
Pára pro ohřev Energie
Termální oxidace znečišťujících látek a současí é odpařování vody, s nebo bez katalyzátoru
Přenos těkavých znečišťujících látek do plynné fáze profukováním odpadní vody vzduchem nebo párou
Destilace vody zanechávající u dna reziduum destilačního zbytku
Přenos těkavých znečišťujících látek z fáze odpadních vod do parní fáze s následnou kondenzací obohacené páry Rekuperace velkých objemů znečišťujících látek z odpadních vod Předčištění odstraňující hlavní znečišťující látky před dalším čištěním, omezené pouţití Vyţaduje vysoké vstupní koncentrace Vyţaduje velký rozdíl bodů varu těkavých látek a vody
Spotřebovávaný materiál /energie
Limity pouţití
Pouţití
Účel
Spalování odpadních vod
Vyvařování (stripování)
Odpařování
Destilace / rektifikace
Kapitola 4
Tabulka 4.6: pokračování
294
poměrně nízká
velké pro centrální ČOV 97-99,5 BSK: 76-96 CHSK: 90-96 (membrána) index fenolu: >99 celk. anorg. N: 82 (membrána) 96 (membrána) NH4-N: 10 (centrální ČOV) NL: závisí na velikosti
Neutralizační chemikálie energie
Bioplyn s 70 % CH4 můţe být pouţit jako topný plyn Pouze 10 % přebytečného kalu v porovnání s aerobní biologií
Méně neţ aerobní čištění
75-90 CHSK: v kombinaci s aerobním 95-97 CHSK: BSK: 99-99,8
Potřeba plynojemů nebo hořáků pro likvidaci metanu
Spotřebovávaný materiál /energie
Vlivy do více prostředí
Prostorová náročnost
Dosaţitelná výkonnost [% odstranění znečišťující látky]
Moţnost dodatečné instalace
Dosaţitelné emise [mg/l]
přebytečný kal
přebytek kalu asi 10x více neţ z anaerobní biologie, vyţaduje čištění vysoká spotřeba energie pro aeraci emise zápachu a hluku
Zabránění toxickým látkám kvůli vysoké citlivosti procesu
BSK:
snadná
40-90 (1. stupeň) 85-95 (2. stupeň)
>98 90
snadná
BSK: CHSK:
poměrně nízká
přebytečný kal
snadná
rezistentní CHSK: 26-68 75-98 index fenolu: 55-98 AOX: celkový anorg. N: 4-50
poměrně nízká
přebytek kalu bez emisí zápachu
Je nutno zabránit vysoké koncentraci dokonce i netoxických látek Je třeba zabránit inhibitorům, přestoţe dobře přizpůsobivé mikroorganismy zvládají nepříliš vysoké koncentrace inhibitorů Maximální teplota 30-35 °C Koncentrace solí by měla být <30 g/l vzduch či kyslík vzduch vzduch vzduch neutralizační chemikálie neutralizační chemikálie neutralizační neutralizační chemikálie předčištění) pouţití flokulanty: 300-550 kg/t CHSK energie chemikálie (při 23-42 kg/t CHSK ţiviny: energie energie energie: 9,5 kWh/m3
předčištění vysokého organického zatíţení konečné čištění menších toků
Limity pouţití
součást centrální ČOV (první nebo předčišťující stupeň) pro omezení nejsnadněji rozloţitelných znečišťujících látek a zlepšení kvality kalu
Stupeň přímého předčištění nebo dočištění po procesu kalem s aktivovaným v centrální ČOV Dobré podmínky pro pomalu rostoucí mikroorganismy
Předčištění vysokého organického zatíţení Konečné čištění přítoků pouţíváno jako centrální ČOV
Předčištění vysokého organického zatíţení a toků s konstantní kvalitou
Pouţití
biofiltr s přisedlým biofilmem
Přeměna organického obsahu mikroorganismy za přítomnosti rozpuštěného kyslíku, vnášeného ve formě čistého kyslíku (pro podrobnosti viz. Sekce 3.3.4.3.3)
Biofilm ve vznosu
Aerobní biologie Prosakovaný / skrápěný filtr
Přeměna organického obsahu mikroorganismy bez přístupu vzduchu (kyslíku)
Aktivovaný kal (směs) / membránový bioreaktor
Účel
Anaerobní biologie
Kapitola 4
Tabulka 4.7: Techniky čištění spojené s BAT pro techniky biologického čištění
295
Kapitola 4
Vypouštění odpadních vod do vod povrchových Poté, co odpadní voda projde procedurami popsanými v předchozích odstavcích této kapitoly, je vypouštěna do vodních recipientů (řek, jezer nebo moří). BAT představuje vhodnou kombinaci: zabránění vypuštění nadměrného hydraulického zatíţení nebo toxické odpadní vody, která by mohla poškodit dno řeky, břehy nebo biosféru vodního recipientu volby, vţdy kdyţ je to moţné, místa výpusti do povrchových vod tam, kde by odpadní voda byla co nejúčinněji rozptýlena. Tím se minimalizuje dopad na vodní biosféru. Opatření by nemělo nahrazovat techniky čištění vyváţení odpadních vod, které nepřitékají z centrální ČOV tak, aby se omezil jejich dopad na vodní recipient a byly dodrţeny poţadavky na ně před vypuštěním pouţití monitorovacího systému pro dostatečně častou kontrolu vypouštěných vod (např. mezi 8 a 24 hodinovým vzorkováním) hodnocení toxicity jako doplňkového nástroje, s cílem získat (více) informace o účinnosti opatření omezování znečištění a/nebo hodnocení nebezpečnosti pro vodní recipient. Pouţití hodnocení toxicity, jako jsou jeho aktuální potřeba, poţadované metody a program hodnocení, by mělo být určováno případ od případu. Úrovně emisí spojené s BAT pro konečné vypouštění odpadních vod do vod povrchových uvádí Tabulka 4.8. Tyto hodnoty mají být chápány jako emise bez ředění dešťovou vodou a/nebo neznečištěnou chladící vodou. Pro lepší srovnatelnost koncepcí s nebo bez centrální biologické ČOV, je účinnost odstranění CHSK zaloţena na vstupní zátěţi znečišťujícími látkami, tj. zátěţi před čištěním a recyklací / rekuperací. parametr a NL CHSK celk. anorg. N e celk. P AOX
účinnost [%] 76-96 d
úrovně emisí b [mg/l] c 10-20 30-250 5-25 0,5-1,5 f g
a
pro BSK viz. předchozí odstavec o centrálním biologickém čištění denní průměr, kromě NL měsíční průměr d při nízkých koncentracích nízká účinnost e suma NH4-N, NO2-N a NO3-N f niţší hodnota z dávkování ţivin v biologické ČOV, vyšší hodnota z výrobních procesů g kvůli velké rozmanitosti výrobních procesů souvisejících s AOX se zjistilo, ţe v současné době není moţné dospět ke konečným úrovním emisím AOX spojených s BAT pro celé chemické odvětví. Očekávaný závěr o AOX by měl být zaloţen na výsledcích prvního sběru dat EPER, které budou udávat emise AOX v chemickém průmyslu v r. 2003. b c
Tabulka 4.8: Úrovně emisí spojené s BAT pro konečné vypouštění odpadních vod do vodních recipientů Nelze určit ţádné úrovně emisí těţkých kovů spojené s pouţitím BAT, které by reprezentovaly odvětví chemie jako celek. Důvody pro tuto situaci jsou: dosaţitelné úrovně emisí těţkých kovů po čištění u zdroje velmi závisí na výrobním procesu, při kterém vznikají tyto úrovně závisí na aktuální kombinaci a pomerech odpadních vod koncentrace při vypouštění závisí na místně specifické směsi odpadních vod z různých procesů výroby, protoţe po čištění u zdroje se jiţ ţádné další čištění neprovádí. Jako kompenzace nedostatku úrovní emisí těţkých kovů spojených s BAT pro vypouštění odpadních vod uvádí Příloha 7.6.4 příklady takových vypouštění. Tyto příklady mají ukázat rozsah různě komplexních emisí těţkých kovů z chemických lokalit.
296
Kapitola 4
Rozdílný názor Jeden z členských států trval na vyjmenování emisních hodnot dosaţitelných s BAT pro těţké kovy zaloţených na příkladech, uvedených v Příloze 7.6.4. Podle jejich názoru, při uplatňování strategie prevence, předčištění a centrální čištění shora uvedené (viz. oddíl o těţkých kovech), je moţné vyjmenovat emisní hodnoty dosaţitelné s BAT pro těţké kovy, které jsou platné pro mnoho chemických závodů. Lze dosáhnout následující dlouhodobé průměrné hodnoty (roční 24 h slévané vzorky) v některých chemických lokalitách v místě vypouštění z posledního stupně čištění (bez ředění odpadních vod sráţkovými vodami a/nebo chladicími vodami: Cd 0,02 – 0,833 µg/l; Hg 0,01 – 0,84 µg/l; Pb 10 – 100 µg/l; Cr 10 – 30 µg/l; Cu 20 – 60 µg/l; Ni 10 – 80 µg/l; Zn 4 – 174 µg/l. Dále tvrdí, ţe hodnoty jsou ovlivněné částí výrob, týkajících se těţkých kovů a tak závisí na výrobním programu, coţ můţe ve zvláštních případech způsobit vyšší hodnoty, zvláště při výrobě čistých chemikálií. S ohledem na vypouštění do systémů veřejné kanalizace by měl být efekt ČOV brán v potaz pokud bude zajištěno, ţe těţké kovy se nedostanou do jiného média. Technická pracovní skupina tento poţadavek nepřijala s prohlášením, ţe by nebylo uţitečné vyjmenovat s BAT spojené emisní hodnoty, ovlivněné jednotlivými kombinacemi toků odpadních vod v jednotlivých výrobních lokalitách, coţ by vyústilo v hodnoty, které by mohly či nemusely být v reálných situacích platné. Rozdílný názor byl tedy zaznamenán. Situace v případě úrovní emisí spojených s BAT pro AOX je s těţkými kovy srovnatelná. Specifický sortiment výroby dané lokality silně ovlivňuje mnoţství vypouštěných AOX a proto není moţné, aby úrovně emisí platily pro chemické odvětví jako celek. AOX navíc ve většině členských států dosud není omezujícím parametrem. To by mohlo být důvodem, proč údaje o AOX při konečném vypouštění odpadních vod uvedl pouze jediný členský stát. AOX bude muset být pravidelně ohlašováno pod EPER do roku 2003. Povinnost monitorovat a oznamovat AOX proto můţe tyto údaje od této doby zpřístupnit. Do té doby však nemůţe technická pracovní skupina dospět ke konečným úrovním emisí AOX spojeným s BAT. Důleţitost tohoto parametru je však přesto zdůrazněna. Rozdílný názor Jeden z členských států trval na vyjmenování hodnot emisí, dosaţitelných s BAT pro AOX zaloţených na příkladech uvedených v Příloze 7.6.2. Tvrdí, ţe lze uvést s BAT spojené emisní hodnoty přesto, ţe emisní hodnoty pro AOX jsou silně ovlivněny mnoţstvím a druhem organických chlórových syntéz v lokalitě závodu, je-li čištění odpadních vod prováděno podle závěrů BAT uvedených shora (viz. oddíl o znečišťujících látkách, nevhodných pro biologické čištění). Technická pracovní skupina tento názor nepřijala. Uvedené příklady (viz. Příloha 7.6.2) byly interpretovány, jako by obsahovaly různé soubory statistických dat coţ neumoţňovalo vyjmenování hodnot emisí, dosaţitelných s BAT Bylo dokonce zmíněno, ţe jedna z nejniţších emisních hodnot AOX oznámená jako příklady, představovala špatnou výkonnost, zatímco nejvyšší emisní hodnota v souboru dat pocházela z podniku s velmi dobrou výkonností. Za těchto podmínek technická skupina usoudila, ţe není vhodné udat emisní hodnoty spojené s BAT pro AOX. Odlišný názor je proto zaznamenán. Úrovně emisí spojené s BAT, které jsou uvedené v Tabulce 4.8, odráţí úrovně emisí po centrálním biologickém čištění. V případě, ţe se odpadní vody odvádí do komunální ČOV, je třeba úrovně emisí prokázat např. vhodnými laboratorními testy nebo jinými metodami, kterými lze srovnatelné výsledky získat. Decentralizované čištění je rovnocenné konečnému biologickému čištění v případě, ţe dosahuje srovnatelných výsledků.
297
Kapitola 4
BAT pro nakládání s kaly Pokud se kaly ze zařízení pro odpadní vody upravují v chemicko-průmyslové lokalitě, má BAT: provozovat techniky popsané v Kapitole 3.4 se zváţením i skládkování koncentrovat kaly pouţitím technik popsaných v Kapitole 3.4.1 stabilizovat kaly pro další úpravy nebo likvidaci s vyuţitím technik popsaných v Kapitole 3.4.2 maximálně vyuţívat odpadní energii z procesů chemické výroby při tepelné úpravě kalu, např. sušením (viz. Sekce 3.4.3) provozovat vhodné čištění odpadních plynů při spalování kalů (viz. Sekce 3.4.3). Čištění mimo lokalitu uvedeno není, protoţe do rámce tohoto dokumentu nespadá. Neznamená to, ţe by úprava kalů mimo lokalitu třetí stranou byla nemoţná.
4.3.2 Sekce odpadních plynů Tato sekce se zabývá volbou BAT čištění odpadních plynů v chemické průmyslové lokalitě. BAT pro opatření, integrovaná do procesu Stejně, jako je tomu u odpadních vod, i zde se upřednostňují metody prevence nebo omezení znečištění odpadních plynů a vzduchu. Tato opatření jsou však obvykle výrobně nebo procesně specifická a jejich pouţitelnost vyţaduje speciální zhodnocení, kterým se zabývají vertikální BREF chemického a příbuzných odvětví. Závěry o BAT pro opatření integrovaná do procesu v tomto dokumentu se proto vztahují k obecné potřebě pouţít tato opatření v rámci výrobní linky. BAT má: přednostně vyuţívat opatření, integrovaných do procesu před koncovými technikami vţdy, kdy je to moţné, (např. v případě NOx ze spalování, vyuţití primárních omezujících technik, např. hořáků s nízkou tvorbou NOx, před sekundárními technikami čištění) zhodnotit stávající výrobní zařízení z hlediska dodatečné instalace do procesu integrovaných opatření a jejich pouţívání, v případě moţnosti nebo alespoň během plánovaných zásadních úprav zařízení. Při hodnocení stávajících výrobních linek z hlediska moţností dodatečné modernizace je především důleţité dodrţování zásad bezpečnosti, protoţe někdy zabraňuje zavedení opatření integrovaných do procesu zvýšené nebezpečí výbuchu nebo koroze. zhodnotit stávající výrobní zařízení z hlediska moţností omezení výskytu plynných znečišťujících látek a zavedení těchto opatření v případě, ţe je to moţné (i s hledem na bezpečnost). Sniţování obsahu znečišťujících látek přímo u zdroje sniţuje mnoţství odpadních plynů, které mají být čištěny. Velká mnoţství zbytečných odpadních plynů znamenají instalaci větších zařízení neţ je nutné, coţ je nákladově neefektivní. maximálně zváţit všechny moţnosti omezení zdrojů znečištěných plynů při plánování nových zařízení nebo zásadních modernizačních úprav. BAT pro jímání odpadních plynů Systémy jímání odpadních plynů se instalují pro odvádění plynných emisí do systémů čištění. Sestávají se z zakrytování zdroje emisí, průduchů a potrubí. BAT má: minimalizovat průtok plynů do čistící jednotky co největší moţnou uzavřeností (krytováním) zdrojů emisí. Přednost má však provozovatelnost procesu, bezpečnost, kvalita produktů a hygiena (viz. Sekce 2.2.2.4.2) zabránit nebezpečí výbuchu: instalací detektoru hořlavosti uvnitř jímacího systému při značném riziku vzniku hořlavé směsi v daném zařízení
298
Kapitola 4 bezpečným udrţováním směsi plynů pod spodní mezí výbušnosti (LEL) přidáním dostatku vzduchu pro sníţení na 25% hodnoty LEL, přidáním inertního plynu, např. dusíku, místo vzduchu nebo provozem v inertní atmosféře ve výrobní nádobě. Další moţností je udrţování směsi plynů nad horní hranicí výbušnosti (HEL). instalovat vhodné zařízení zabraňující vznícení hořlavých směsí kyslíku s plyny nebo minimalizující jeho účinky, např. detonační pojistku nebo těsnící bubny. BAT pro čištění odpadních plynů Postup volby BAT sleduje postup znečišťujících látek (viz. Sekce 3.5 a Obrázek 3.45). Regionální otázky, např. podnebí, dostupnost vody, energie, surovin a/nebo existence zařízení pro likvidaci nebo čištění odpadních toků, nedostatek vody, energie nebo surovin, nedostupnost lokality nebo potíţe s likvidací odpadních látek, mohou učinit běţně pouţívané techniky nevhodné pro chemickou lokalitu, která vyţaduje techniky čištění speciálně vyvinuté. Podle čištění se zdroje odpadních plynů rozdělují jako: nízkoteplotní zdroje – výrobní procesy, manipulace s chemikáliemi (včetně skladování způsobujícího emise), zpracování produktů (výrobků) vysokoteplotní zdroje – spalovací procesy, které zahrnují zařízení jako jsou kotle, elektrárny, provozní spalovny a termální a katalytické oxidační zařízení. Obě skupiny vytváří zvláštní znečišťující látky na které je třeba brát ohled. První skupina obsahuje: pouze tuhé znečišťující látky (TZL), tj. surovinu v pevné fázi nebo jemně rozptýlené produkty ve vzduchu VOC ze sloučenin uţívaných v procesu nebo odpařených z nádrţí, s nebo bez obsahu TZL anorganické těkavé sloučeniny z výroby nebo zpracování, s nebo bez obsahu TZL směs VOC a anorganických sloučenin, s nebo bez obsahu TZL aerosoly/mlhy. Pořadí čistících technik pouţívaných v těchto případech je: 1. stupeň: odstranění velkého mnoţství tuhých látek nebo aerosolů před dalším čištěním plynných sloţek, pokud toto čištění neumoţňují právě vysoké koncentrace TZL nebo aerosolů 2. stupeň: odstranění plynných znečišťujících látek 3. stupeň: pokud nejsou úrovně emisí dostatečné po druhém stupni je nutné další sniţování obsahu znečišťujících látek jako konečný dočišťovací stupeň. Druhá skupina – vysokoteplotní procesy – obsahuje směs: tuhých znečišťujících látek halogenových sloučenin (převáţně HCl, HF a Cl2) oxidu uhelnatého oxidů síry (převáţně SO2) NOx případně dioxinů. BAT pro čištění odpadních plynů, pocházejících z výrobních procesů, manipulace a zpracování produktů Tuhé znečišťující látky BAT je vhodnou kombinací: odstraňování tuhých znečišťujících látek a aerosolů / kapiček z odpadních plynů pouţitím technik, popsaných v Sekci 3.5.3 a Tabulce 4.9 nebo jejich kombinace, podle dané situace předčištění chrání koncová zařízení před poškozením nebo přetíţením. Poškození způsobují např. tvrdé nebo velké TZL nebo látky, které ucpávají filtry, adsorpční kolony, povrchy praček, povrchy membrán, katalyzátory
299
Kapitola 4 vysoce účinnými technikami odstraňovat velká mnoţství submikronových TZL po mokrých pračkách, které se pouţívají pro konečné čištění, pouţívat filtry aerosolů (při pouţívání HEAF je jiţ obsaţen i následný filtr aerosolů) provozování technik ve správném rozsahu tlaků (poměru a/c, poměru průtoku/povrchu), aby se zabránilo poškození nádoby nebo emisím tuhých znečišťujících látek z netěsných nádob vţdy, je-li to moţné, rekuperovat materiály brát v úvahu spotřebu energie kritickým hodnocením pouţívání energeticky náročných technik a srovnáváním výsledků s technikami bez spotřeby energie nebo s nízkou spotřebou vyuţívat prací vodu v reţimu recyklace s maximálním počtem recyklací, je-li to moţné, coţ brání oděru a korozi nádoby pračky. VOC BAT představuje vhodnou kombinaci: odstraňování VOC z toků odpadních plynů s pouţitím technik (nebo jejich kombinace) popsaných v Sekcích 3.5.1 a 3.5.2 a uvedených v Tabulce 4.10 rekuperačních technik, např. kondenzace, membránové separace nebo adsorpce tam, kde je to moţné, pro opětovné získání surovin a rozpouštědel. Toky odpadních plynů s vysokými koncentracemi VOC se nejlépe předčišťují např. kondenzací nebo membránovou separací / kondenzací, které umoţňují rekuperaci hlavního zatíţení před odesláním k adsorpci, mokrému praní nebo spalování. V případě adsorpce a spalování je z důvodů bezpečnosti důleţité udrţovat koncentraci VOC pod 25% LEL zohledňování spotřeby vody (procesní a chladící vody) v případě takových technik, jakými jsou mokré praní, kondenzace (v případě ţe jako chladivo pouţívá vodu), adsorpce (pouţívá-li vodu pro regenerační procesy nebo chlazení par odpadního plynu před vstupem do adsorpční kolony) nebo biologické čištění (voda jako reakční médium). Pouţívání těchto technik vyţaduje zhodnocení a srovnání s výsledky bezvodých technik. Tyto techniky se jsou za určitých místních podmínek nevhodné, např. při závaţném nedostatku vody pouţívání technik sniţování obsahu pouze tam, kde není moţná rekuperace, např. kvůli velmi nízkým koncentracím VOC způsobujícím spotřebu energie a materiálu neúměrnou ekologickým přínosům hodnocení stávající likvidace odpadních plynů, je-li moţná materiálová rekuperace a zavedení vhodné techniky jestliţe je rekuperace skutečně moţná upřednostnění biologického čištění málo koncentrovaných toků odpadních plynů před spalováním, je-li to moţné (tj. v případě, ţe je vhodný obsah a sloţení odpadních plynů i klimatické podmínky, viz. Sekce 3.5.2.1) a umoţní-li to úspory vody. Nevýhodou je spotřeba pomocného paliva pro spalování nízkých koncentrací VOC, která však můţe být vyváţena v případě, ţe se jinými technikami nedosáhne ţádoucích environmentálních cílů, stanovených např. legislativními omezeními spalování toků odpadních vod, především je-li moţný autothermní provoz, pokud je nutné sniţovat obsah nebezpečných sloučenin nebo pokud nejsou dostupné jiné, podobně účinné techniky upřednostňování katalytické oxidace tam, kde je to moţné a ekologicky výhodné, před termální oxidací. Mnohem niţší obsah NOx v kouřových plynech a niţší provozní teplota a spotřeba energie katalytickou oxidaci oproti termální oxidací zvýhodňují provozování technik spalování s rekuperací energie (plynový motor, regenerační a rekuperační pec), pokud je to proveditelné
-
pouţití termálního spalování v případě, ţe není moţné spalování katalytické, např. kvůli jedovatosti sloţek odpadních plynů, nebo nízká účinnost katalytické oxidace neumoţňuje dostatečně sníţit obsah VOC
-
zavedení čištění kouřových plynů ze spalování v případě, ţe se očekává značné mnoţství znečišťujících látek v kouřových plynech, kvůli znečišťujícím látkám ve spalovaných odpadních plynech, např. SO2, HCl, NOx, zatímco dioxiny obvykle při spalování odpadních plynů potíţe nepůsobí
300
Kapitola 4 -
spalování v polních hořácích pouţívat pouze pro spalování přebytku spalitelných plynů např. při údrţbářských činnostech, poruchách systémů nebo ze vzdálených výduchů, nenapojených na systémy omezování znečištění
-
pouţívání pozemních hořáků pouze tehdy, neočekává-li se v kouřových plynech přítomnost nebezpečných látek. Pokud je pouţití polních hořáků nutné i přes předchozí závěry, je třeba zhodnotit moţnosti rekuperace tepla a spalování s nízkým obsahem NOx a jsou-li závěry příznivé, musí být instalováno odpovídající zařízení.
Jiné sloučeniny, neţ VOC BAT má: odstraňovat tyto znečišťující látky (halogenvodíky, Cl2, SO2, H2S, CS2, COS, NH3, HCN, NOx, CO, Hg) s pouţitím vhodné techniky (viz. Tabulka 4.10). vhodné techniky jsou: mokré praní (voda, kyselý či alkalický roztok) pro halogenvodíky, Cl2, SO2, H2S, NH3 vypírání do nevodného rozpouštědla pro CS2, COS adsorpce pro CS2, COS, Hg biologické čištění plynů pro H2S, CS2, COS, HCN, CO SNCR nebo SCR pro NOx. rekuperace chlorovodíku, je-li moţná, s pouţitím vody jako pracího média v prvním stupni praní za vzniku roztoku kyseliny chlorovodíkové, která má být pouţita jako surovina rekuperace NH3, je-li moţná, technikou, která její rekuperaci umoţňuje. Techniky, které mají za BAT být povaţovány, jsou uvedeny v Tabulce 4.10. Technická pracovní skupina nebyla schopná dojít k závěru o emisních hodnotách spojených s BAT pro odpadní plyny z výrobních procesů. Bylo doporučeno, aby tento úkol byl ponechán vhodným vertikálním BREF, protoţe hodnoty byly označené za závislé na daném (vlastním) výrobním procesu a proto není moţné uvést hodnoty, které by se týkaly chemického odvětví jako celku.
301
Cyklón (mokrý a suchý) ESP (suchý a mokrý)
Mokrá pračka a
Moţnost obvykle integrována dodateč.instalace a podrobnosti v odpovídající kapitole
Dosaţitelné emise [mg/l]
Dosaţitelná výkonnost 10-90 TZL odstranění (závisí na velikosti TZL a TZL10 [% znečišťující látky] vstupní koncentraci) TZL5 TZL2,5
Gravitační separace
80-99 60-95 80-95 20-70
prach: 5-15
99-99,2 TZL TZL10 97,1-99,4 TZL2,5 96,99,2 (suché i mokré ESP)
50-99 podle TZL varianty 50-95 podle VOC varianty SO2 80-99 (viz. Tabulka 3.17)
separace Separace elektrickým polem Gravitační Přenos hmoty z plynné fáze odstředivými podporovaná do fáze kapalné Pouţití Předchází (nesamostatná Sniţování obsahu TZL jako Sniţování obsahu TZL jako Sniţování obsahu TZL jako silami různým předčištění pro ESP nebo konečné čištění technika) konečné čištění filtračním systémům aby látkové filtry (nesamostatná Po kotlích, v chemické výrobě, Závisí na variantě pro TZL a menší neţ TZL2,5 a TZLHAP unášení technika) spalování zamezil rafinériích, (strhávání) kapaliny nebo Po sušení rozprašováním, 3 vstřikovacích systémech do 100000 průtok: Limity pouţití průtok: do 100000 Nm /h průtok: závisí na variantě do průtok: závisí na variantě do vlhké i lepkavé následných drcení, mletí a kalcinačních Pouţitelný pro opotřebení Nm3/h (samostatná 1800000 Nm3/h 170000 Nm3/h systémů operacích částice, hořlavé směsi (viz. Sekce3 bez jednotka) 1-10 g/Nm obsah prachu: viz. Tabulka obsah prachu: obsah prachu: aerosolů kyselých Nevhodná pro kouřové Vhodná pro kouřové plyny 3 3.5.3.3), omezení do 180000 Nm /h (deskový) 3.16 plyny Rekuperace v principu moţná (mokrý ESP) 3 zátěţ g/Nm vysoká prachem velikost TZL: >TZL50, (více jednotek) 2-110 v principu rekuperace Rekuperace je v principu moţná do 16000 (deskový) i obsah prachu: ale v patrové pračce, sprchové moţná impingement TZL10 g/Nm3 velikost TZL: >TZL1 věţi, do 700 °C entrainment pračce, difúzní teplota závisí na materiálu velikost TZL: do TZL2,5 teplota: nádoby, můţe být do 540 teplota závisí na materiálu (suchý) pračce pro energie: 0,25-1,5 kWh/1000 voda v případě mokrého ESP 0,5-5 l/Nm3 pouze Spotřebovávaný materiál energie: prací voda: můţe být >1200 °C °C nádoby, <90°C (mokrý) teplota: viz. Tabulka 3.16 3 1-6 kWh/1000 /energie ventilátor Nm energie: 0,5-2 3kWh/1000 energie: 5x10 – 2x1010 měrný odpor: pokles tlaku: <0,5 kPa pokles tlaku: 0,55-2,5 kPa Nm3 Nm3 ohm cm 0,05-0,5 kPa pokles tlaku: 3-20 kPa pokles tlaku: pro Hgnebo odpadní suspenze nepouţitelnéprachu další vyţaduje Vlivy do více prostředí likvidace prachu likvidace prachu Likvidace (difúzní) (difúzní) emise hluku vody (mokrý ESO) separaci emise hluku Prostorová náročnost nízká
Účel
Separátor
Kapitola 4
Tabulka 4.9: Techniky čištění spojené s BAT pro odstraňování tuhých znečišťujících látek z běţných toků odpadních plynů
302
Nm3/h
filtr)
Dosaţitelná výkonnost prach [%odstranění znečišťující látky] Dosaţitelné emise [mg/l] prach
1 2-10 prach (keramický (nezávisí na vstupu) 1
99-99,9
TZL0,01 >99 TZL0,1 téměř úplně 0,0001 TZL
kapičky aerosoly
99 99
prach aerosoly
99 99
prachu: modul modul obsah <400 °C teplota: <200 °C na modul teplota: <1mg/Nm3 bez °C prachu: teplota: závisí na tkanině obsah <530 (viz. Tabulka 3.18), nad omezení (keramický) materiál stlačený vzduch Spotřebovávaný stlačený vzduch energie: nad <0,1 kWh/1000 <0,1 energie rosným energie: rosným bodem 3 0,2-2 kWh/1000 /energie energie: kWh/1000 pokles tlaku: 2.5-9.0 do 230 energie: 1,5 kWh/1000 Nm obsah prachu: bodem 3 3 3 3 Nm3 0,05-0,25 tlaku: Nm Nm pokles kPa g/Nm obsah prachu: 1-3 g/Nm kPa pokles tlaku: 0,5-2,5 kPa pokles vlhkému pokles tlaku: 8 kPa lepkavému zabránittlaku: 0,5-2,5 zabránit (keramický) 5-50 kPa prachu prostředí zaplněných likvidace zaplněných likvidace prací kapaliny Vlivy do více prostředí Likvidace prachu likvidace prachu Likvidace filtračních modulů filtračních rolí a zaplněného filtračního materiálu Prostorová náročnost
Limity pouţití
Pouţití
Účel
Dvoustupňový HEPA filtr HEAF Mlhový filtr prachový filtr technika, Filtrační technika, Filtrační technika, Filtrační technika, technika, Filtrační Filtrační nebo filtr filtry drátěné materiál papír s horizontální síťovinové filtrační koláč zvyšuje materiál nebo účinnost pletivo, kovové pletivo zplstěné skelné vlákno vrstvou z kovových s vysokou hustotou syntetických TZL Odstraňování TZL jako Odstraňování Odstraňování Odstraňuje aerosoly Odstraňuje aerosoly a monofilních vláken oleje, kapičky
Látkový filtr
Kapitola 4
Tabulka 4.9: pokračování
303
Moţnost dodatečné instalace
Dosaţitelné emise [mg/l]
80-95 80-95 80-95
HF <1 Hg <0,05 viz. Sekce 3.5.1.2 <10 (<50 s dioxiny HCl <0,1 ng/Nm3 vodou) TEQ snadná poměrně poměrně snadná viz. Sekce 3.5.1.2 SO2 <40
VOC zápach H2S
VOC
do 99,9
0,1-0,2následné kPa další čištění permeátu kPa (desorpci) pokles z rekuperace vyţaduje voda má být čištěna pokles voda2-5 odpadní odpadnítlaku: obvykletlaku: 0,4-0,8spojené kPa pokles tlaku: s likvidace adsorbentu a emise energie čištění rekuperací
Dosaţitelná výkonnost VOC 50-99 [% odstranění znečišťující anorg. sloučeniny: 90-99 látky] SO2 80-99
Prostorová náročnost
Vlivy do více prostředí
Spotřebovávaný /energie
Limity pouţití
Pouţití
Účel
praní (viz. Sekce Adsorpce Mokré Kondenzace Membránová separace 3.5.1.4) povrchem materiálu z plynné Přenos materiálu z plynné Zkapalňování chlazením Prostup Přenos fáze do fáze kapalné fáze do povrchu pevné látky membrány VOC, Odstraňování VOC Rekuperace VOC nebo VOC, Rekuperace Sniţování látek, z koncentrovaných toků výparů paliv anorganických sloučenin a zapáchajících také prachu, závisí na variantě dioxinů, atd odpadních plynů Obohacení toků plynů a prací kapalině (voda, kyselý Ochranný filtr po konečném Předčištění před adsorpcí, s VOC aby bylo moţno je nebo zásaditý roztok), 1- nebo čištění praním, systémy sniţování čistit např. kondenzací nebo 2- stupňové různé varianty, viz. Sekce 0 obsahu znečišťujících látek vyuţít pro spalování obohacených Pouţití viz. Sekce 3.5.1.4 po regeneraci v principu Dočištění 3 100000 3.5.1.4 do Sekce viz. 100000 průtoky průtok: průtok: do nebo průtok: závisí na velikosti Rekuperace v principu moţná umoţňuje rekuperaci plynů z membránNm /h 3 3 pro °C <40 Nm nejlépe 5000 teploty Nm /h do /h desorpcí stripování odpadních vod povrchu membrány praní vodou bez chemických teplota: <80 °C (GAC) (kryogenní teplota a tlak závisí na reakcí <250 °C (zeolity) verze) materiálu membrány obsah prachu závisí na obsah VOC: <25 % LEL teplota: <80 °C obsah prachu: velmi nízký zmrznutím nízký bez omezení 3.5.1.4 pouze prachu: VOC: Sekce variantě, viz. obsah omezení materiál prací voda, chladící voda pára nebo dusík (desorpce) chladící médium (vzduch, obsah energie: 250 kWh/1000 neprůchodností následnou amoniaková Nm3 solanka, chemikálie (kyseliny, zásady, chladící voda (kondenzace) avoda, nízký prachu: obsah dusík) kapalný oxidanty) energie: 35-260 kWh/t solanka, pokles tlaku: 0,1-1 kPa 3 (<50 energie: 0,2-1 kWh/1000 Nm energie:3 70 kWh/1000 Nm3 mg/Nm )(kryogenní) vyvařování rozpouštědla pro pára
Kapitola 4
Tabulka 4.10: Techniky čištění spojené s BAT pro čištění VOC a anorganických sloučenin z běţných toků odpadních plynů
304
Termální oxidace
Katalytická oxidace
Plynový motor / parní kotel
kyslíkem Spalování odpadních plynů kyslíkem Oxidace odbourávání Oxidace Biologické pouţívá pro rekuperaci energie pomocí mikroorganismů (vzduchem) s ohřevem toku (vzduchem), plynů nad samozápalnou katalyzátor pro sníţení málo Emise jako tepelné Toky odpadních plynů pouţití Pouţití Odstranění teploty teplotu ze všech zdrojů Stejné samozápalné plynové pro koncentrovaných VOC, nejvhodnější pro spalování, znečišťující látky vhodné látek autothermní koncentrace omezeny ne nejedovaté znečišťujících motory, následný generátor elektrické výrobu rozpustných ve vodě: NH3, VOC a konečné čištění s či bez rekuperace tepla pro 3 3 teplota 3.5.2.1 – 3.5.2.3 do asi 86000 kapitoly Limity pouţití viz. H2S, průtok: látek Nm /h průtok: do asi 86000 Nm /h poměrně Sekce 3.5.2.4) uhlovodíky, aminy, nebezpečných energie (viz.nízká proměnlivé 800-1000 300-500 pro rozsah: rozsah: nevhodné teplotní teplotní °C spalování toluen, styren, zápach sloţením sloţení °C VOC: <25 % LEL omezení NH3 můţe působit potíţe 980-1200 odpadních plynů v případě mrazy, déšť a vysoké okolní °C sloţek způsobujících korozi materiál voda spouštění a palivo pro spouštění a spojen kotlem pro s parním látek (prací a skrápěcí) Spotřebovávaný na filtrační palivo pro působí teploty (nebezpečné nebo matečných podmínky (ţiviny, úprava neautotermní /energie chemikálie neautotermní podmínky výrobu páry materiál látky) Nm3 energie: 1-2 kWh/1000 Nm3 3-8%kWh/1000 pH) energie: LEL VOC: <25 3 energie: <1 kWh/1000 Nm pokles tlaku: 1-5 kPa pokles tlaku: 1-5 kPa materiálu CO a NOx v kouřových velmi málo NOx ve nízká teplota spalování filtračního Vlivy do více prostředí likvidace 0,2-2 kPa pokles tlaku: odpadní voda z praní a plynech výfukových plynech (kolem s nízkým obsahem NOx skrápění obsah Cl a S vyţaduje 15 mg/Nm3) CO ve výfukových plynech emise zápachu z praní a čištění kouřových plynů obsah Cl a S vyţaduje sniţováno katalyzátorem skrápění obvykle bez problémů čištění výfukových plynů 75-99 90-99 Dosaţitelná výkonnost VOC VOC problémů s optimálních VOC s dioxiny při 95-99 obvykle bez 80-95 podmínkách (viz. 3.5.2.4) CO [% odstranění znečišťující anorganické >98 dioxiny 80-95 látky] (všechny) zápach 70-95 zápach 1-4 Dosaţitelné emise [mg/l] podrobnosti v kapitolách TOC 3.5.2.1 – 3.5.2.3
Účel
Biologické čištění (filtrace / praní / skrápění)
Kapitola 4
Tabulka 4.10: pokračování
305
Kapitola 4 BAT pro čištění kouřových plynů ze spalování BAT pro odstraňování prachu má pouţít ESP nebo pytlový filtr (po tepelném výměníku při 120-150 °C) nebo pouţít katalytickou filtraci pouţít mokré praní BAT pro odstraňování HCl, HF a SO2 má: tyto sloučeniny rekuperovat, je-li to moţné, dvoustupňovým mokrým praním, v prvním stupni s vodou nebo kyselým roztokem jako pracím médiem v recyklačním reţimu pro odstranění HF a HCl, v druhém stupni se suspenzí uhličitanu vápenatého pro odstranění SO2 ve formě síranu vápenatého (po vstřikování vzduchu). HCl i síran vápenatý je moţné rekuperovat jako obohacenou surovou kyselinu chlorovodíkovou a sádrovec. Dvoustupňové mokré praní se také pouţívá bez rekuperace materiálů pro separaci iontů chloridu a fluoridu před odsířením nebo odstranit tyto sloučeniny vstřikováním suchého či polosuchého sorbentu (viz. Sekce 3.5.4.1) s tím, ţe vzniklý prach se odstraňuje společně s prachem ze spalování. Mokré praní je však obvykle nejúčinnější technikou jak pro sniţování obsahů znečišťujících látek, tak pro jejich rekuperaci. Existuje více FGD technik, které se pouţívají především v elektrárnách a spadají do rámce BREF pro velké spalovny. BAT pro odstraňování NOx má pouţít SCR místo SNCR (alespoň v případě větších zařízení) protoţe má vyšší účinnost a environmentální výkonnost (viz. Sekce 3.5.4.2). Stávající zařízení s SNCR v provozu mohou zvaţovat záměnu během větších plánovaných úprav spalovny. Ačkoli je SCR BAT v obecném smyslu, existují jednotlivé případy (obvykle menší zařízení), kde nejlepším řešením z hlediska technického i ekonomického je SNCR. Místo dodatečné instalace SNCR je třeba zhodnotit, jestli jiná opatření nedosahují většího celkového zlepšení. Existuje více procesů v provozu odstraňujících NOx, např. několik současných technik odstraňujících SO2 a NOx, které jsou také, pokud dosahují podobné výkonnosti, BAT. Je-li moţné očekávat vznik dioxinů, má BAT: sniţovat obsah dioxinů GAC filtrem (adsorpcí) na konci čištění plynů Za BAT jsou povaţovány i techniky, které vykazují srovnatelné výsledky (viz. Tabulka 4.11). Tabulka 4.11 uvádí úrovně emisí spojené s BAT a výkonnost čištění kouřových plynů ze spalování. parametr prach HCl HF SO2 NOx (plynové kotle/ohřívače) NOx (plynové kotle/ohřívače) NH3 4 dioxiny
úrovně emisí [mg/Nm3] 1 <5-15 <10 <1 <40-150 2 20-150 3 55-300 3 <5 5 0,1 ng/Nm3 TEQ
1
½ hodinový průměr, referenční obsah kyslíku 3 % niţší hodnota pro plynné palivo, vyšší hodnota pro kapalné palivo 3 vyšší hodnota pro menší zařízení pouţívající SNCR 4 únik (slip) NH3 s SCR 5 hodnota pro nové katalyzátory, se stářím katalyzátoru stoupají emise NH3 2
Tabulka 4.11: Úrovně emisí spojené s BAT a účinnost čištění kouřových plynů ze spalování v odvětví chemie
306
Kapitola 4
307
Kapitola 5
5 NOVĚ VYVÍJENÉ TECHNIKY Nově vyvíjená technika, jak je chápána v tomto dokumentu, je technikou, která dosud nebyla pouţita komerčně nebo mimo poloprovoz, ale dá se očekávat, ţe v budoucnu bude v odvětví chemie v širokém měřítku pouţitelná. Následující techniky jsou jiţ do jistého stupně a za určitých podmínek v jiných odvětvích provozovány. Dosud neexistuje důkaz, ţe by za stávajících provozních podmínek byly pouţity úspěšně v chemickém odvětví, ale dá se to očekávat v budoucnosti.
BIOLOGICKÉ ODSTRAŇOVÁNÍ OXIDU SIŘIČITÉHO Z KOUŘOVÝCH PLYNŮ Systém biologického odstraňování oxidu siřičitého je kombinací pračky odpadních plynů (absorbéru) a zařízení biologického čištění odpadních vod. V absorbéru dochází ke kontaktu odpadního plynu obsahujícího oxid siřičitý s prací vodou. Vzniká směs siřičitanu a síranu. Během následných anaerobních biologických procesů se tato směs biologicky přeměňuje na sirník. Následný aerobní stupeň přeměňuje sirník na elementární síru, která se separuje a odsazená voda (supernatant) se recykluje do pračky. Díky přítomnosti iontů síry dochází ke sráţení těţkých kovů na sirníky a ty mohou být také odstraněny.
NÍZKOTEPLOTNÍ OXIDACE NOx Nízkoteplotní oxidace NOx je kombinací oxidace (s ozónem jako oxidačním činidlem) a praní plynů (s vodou nebo zásaditou prací kapalinou). Ozón (vyráběný v místě vysokonapěťovým zařízením) reaguje v potrubí reaktoru s NO a NO2 aby se dosáhlo vysoce rozpustného N2O5, který se následně odstraňuje pomocí mokré pračky plynů za vzniku kyseliny dusičné. Očekávají se velmi nízké emise NOx, SOx a HCl (5, 5-10 a 5-10 ppm). Hlavními environmentálními otázkami jsou spotřeba energie pro výrobu ozónu a, v případě nutnosti, pro výrobu a/nebo skladování čistého suchého kyslíku a potřeba velkého mnoţství vody jako prací kapaliny.
309
Kapitola 5
310
Kapitola 6
6 ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY Tato kapitola obsahuje: načasování prací zdroje a dostupnost informací míru shody v technické pracovní skupině doporučení pro další práci.
NAČASOVÁNÍ PRACÍ Práce na tomto BREF probíhala téměř 3 roky a jejími hlavními kroky byly: 12.-14. dubna 1999: první setkání technické pracovní skupiny (TWG) v Seville Květen 2000: expertům TWG byl poslán první koncept ke konzultaci a obsahoval Kapitoly 1-3. To zahrnovalo základní informace o odpadních vodách a odpadních plynech informace o managementu odpadních vod a odpadních plynů informace o běţných technologiích čištění, včetně údajů o účinnosti. Členové TWG během konzultace doplnili další informace. Březen 2001: členům TWG byl ke konzultaci zaslán druhý návrh dokumentu, který obsahoval Kapitoly 1-5 a Přílohy. Kapitoly s obecnými informacemi a informacemi o managementu byly kompletně přepracovány a do kapitoly o technologiích čištění byly přidány další údaje díky informacím a komentářům vzešlým z konzultací TWG ohledně prvního návrhu a dalších zdrojů informací. Na základě prvních tří kapitol byla jiţ zahrnuta i kapitola se závěry o BAT. 27.-29. června 2001: druhé setkání technické pracovní skupiny v Seville Detailně se probíral široký okruh problémů, především souvisejících s Kapitolou 4, závěry o BAT. Byly zaznamenány čtyři rozdílné názory především proto, ţe jeden z členských států měl dojem, ţe závěry o BAT týkající se managementu byly příliš obecné a měly by se opírat o čísla a částečně proto, ţe chtěl uvést úrovně emisí těţkých kovů a AOX spojené s BAT v konečném místě vypouštění odpadních vod na základě jimi poskytnutých údajů. Srpen 2001: členům TWG byl zaslán ke konzultaci výtah přepracovaného dokumentu jako výsledek druhého setkání technické pracovní skupiny. 15. – 16. listopad 2001: konečný návrh dokumentu pyl předloţen DG Ţivotní prostředí na 10. zasedání Fóra pro výměnu informací IPPC BAT v Bruselu. Toto Fórum zjistilo, ţe dokument přesně zobrazuje výměnu informací v TWG a ţe je v souladu se Rámcem a příručkou IPPC. Dokument byl Direktorátem Ţivotní prostředí přijat s malými redakčními úpravami. ZDROJE A DOSTUPNOST INFORMACÍ V průběhu psaní BREF bylo vyuţito několika zdrojů. Základními zdroji byly učebnice: ULLMANNOVA encyklopedie průmyslové chemie a publikace o speciálních technikách. Další informace byly získány z internetové stránky Úřadu Spojených států pro ochranu ţivotního prostředí (US EPA), která poskytla technické tabulky s údaji o technikách čištění odpadních plynů, včetně informací o nákladech a o Programu nejlepší technické praxe pro ochranu ţivotního prostředí (Environmental Technology Best Practice Programme), která poskytla informace o několika technikách omezování znečištění odpadních vod a odpadních plynů. Jednotlivé členské státy, Evropské průmyslové organizace (CEFIC a CONCAWE) a jeden chemický podnik dodaly dokumenty o BAT, příručky a pokyny, technické podkladové materiály a skutečné údaje o výkonnosti o různých technikách, které je moţné najít v seznamu literatury v tomto dokumentu. Někteří výrobci poskytli informace o svých technologiích. Většina zmíněných dokumentů byla poskytnuta ve velmi pozdních fázích práce. První a druhý dokument o chemickém odvětví se objevily v listopadu aţ prosinci 1999, další mezi vydáním prvního konceptu a týdnem před druhým setkáním. MÍRA SHODY V TECHNICKÉ PRACOVNÍ SKUPINĚ
311
Kapitola 6
Tento BREF byl podpořen většinou členů TWG přesto, ţe byly zaznamenány čtyři rozdílné názory na závěry BAT. Jeden z členských států vyjádřil názor, ţe chybí přesnější definice závěrů BAT ohledně environmentálního managementu a úrovních emisí těţkých kovů a AOX spojených s BAT v konečném místě vypouštění. Podrobnosti naleznete v Kapitole 4. DOPORUČENÍ PRO DALŠÍ PRÁCI Hlavním nedostatkem výměny informací byla chybějící údaje o výkonnosti spojené s údaji provozními (např. spotřeba a vyuţití energie, pouţívání pomocných látek, vlivy do více prostředí). Kdyţ, abychom uvedli alespoň jeden příklad, expertní skupina dospěla k závěru, ţe neexistují úrovně emisí těţkých kovů spojené s omezujícími technikami, které by se týkaly celého chemického odvětví protoţe tyto emise značně závisí na procesu, při kterém vznikají, nebyla ani zveřejněna ţádná data, která by tento názor podpořila. Proto BREF nemůţe uvést dosaţitelné úrovně emisí nebo úrovně emisí spojené s BAT, související s technikami sniţujícími obsah těţkých kovů. Dále je značný nedostatek informací o nákladech. Protoţe chemický průmysl (kromě CONCAWE) nedodal ţádné údaje, BREF se obrátil do stávajících zdrojů, především tabulek s údaji US EPA, Holandské studie o BAT pro čištění odpadních plynů a databáze VITO o technikách odpadních vod, se stále přetrvávajícími velkými mezerami. Proto nejsou zatím dostupné ţádné dostatečně kvalifikované, spolehlivé ani srovnatelné údaje o nákladech. Obvykle nebylo známo, co přesně zahrnují údaje o nákladech ze jmenovaných zdrojů a jak byl výpočet proveden. Na odpovídající údaje o nákladech (na m3 odpadních vod, na Nm3 odpadních plynů na jednotku hmotnosti znečišťující látky), které jsou v BREF uvedeny, je proto potřeba pohlíţet jako na indikátory rozsahu a ne jako na přesná čísla. Poměrně málo údajů o nákladech, které byly získány, bylo v BREF vydáno tak, jak byly přijaty, tj. národní měny nebyly převedeny na Eura. Doporučuje se, aby toto bylo ponecháno BREF o ekonomice a vlivech do více prostředí, který o systému přepočtu nákladů rozhodne. Aby tato mezera byla zaplněna a opravena, je úkolem pro další práci. Jasné doporučení pro budoucí práci je tedy odstranění všech nedostatků, které v současném BREF stále ještě jsou. Otázky, které mají být zváţeny při revizi tohoto dokumentu zahrnují: zaměření se na technikou výkonnost, ne pouze na třídy výkonnosti a úrovně emisí, s větší pozorností věnovanou otázkám vlivů do více prostředí a energií s nezbytnými údaji příklady reálných systémů čištění v souvislosti s provozem různých technik v chemických lokalitách se zajištěním nezbytných údajů a logických základů pro rozhodování provozovatelů, ne pouhé uvedení seznamu stávajících čistíren nebo stanovisek s uváděním „dobrých“ čísel jako příkladů rozhodnutí managementu bez řádného a srozumitelného logického základu nebo vysvětlení vybrané příklady dobrých inţenýrských projekčních postupů by měly být uvedeny jako ukázka toho, co se skrývá za takovými pojmy, jako „dobrá výrobní praxe“, „dostatečné bezpečnostní prvky“ nebo „hodnocení rizik“ zaměření na hlavní cíl BREF, tj. podporovat povolovatele a vést je při rozhodování o povolení, neposkytnout mu pouze seznam technik („nákupní seznam“) nebo se pokusit jej směrovat v rozhodování. V tom můţe pomoci mít na paměti předchozí tři odráţky. Konsistentnější přístup k měření celkového dusíku by napomohl srovnání a závěrům v tomto směru. Dostupná byly data jen o anorganickém dusíku, coţ není všude běţně přijatelné Co se týče revize BREF, doporučení by měla počkat na dokončení všech vertikálních BREF v odvětví chemie. Tím se zajistí, ţe byly shromáţděny všechny nezbytné informace pro horizontální BREF před tím, neţ revize začne. To však neznamená, ţe by stačilo dodat stejné vstupní informace BREF o obecných odpadních vodách a odpadních plynech jako BREF vertikálním a jednoduše zopakovat závěry. Kdyby tomu tak bylo, pak by to potřebu horizontálního BREF o odpadních vodách / odpadních plynech váţně zpochybnilo
312
Přílohy
7 PŘÍLOHY Následující přílohy doplňují informace, které jiţ byly v dokumentu uvedeny. Jde o tyto přílohy: Příloha I Příloha II Příloha III Příloha IV Příloha V Příloha VI Příloha VII
Společný provoz průmyslové a komunální ČOV Pinch technologie jako příklad EFMA Monitorování centrální biologické ČOV Standardy (Normy) monitorování Havarijní plán pro případ náhodného znečištění Příklady čištění odpadních vod a odpadních plynů Legislativa týkající se odpadních vod a odpadních plynů v chemickém odvětví
7.1 Příloha I. Společný provoz průmyslové a komunální ČOV Podmínky společného čištění komunálních a průmyslových odpadních vod (příklady z Francie) Odpadní vody chemického průmyslu ve Francii se obvykle čistí na místě. Občas se však vyuţívá i společného čištění komunálních a průmyslových vod, např. v biochemické výrobě (vitamínů a antibiotik chemickou cestou) a při přípravných a upravujících činnostech, při kterých komunální čistírna průtok a zatíţení odpadních vod stále ještě zvládá. V takovém případě se vypracovává studie dopadu průmyslových toků (odpadních vod) na komunální čistírnu (dopad na provoz a odstraňování kalu) a dochází k podpisu „smlouvy o průmyslových odpadech“ mezi průmyslovým podnikem a místním úřadem pro management odpadních vod. Komunální vyhláška pak obvykle obsahuje následující hlavní ustanovení: udrţování pH mezi 5,5 a 8,5 (případně 9,5) teplota odpadních vod <30°C odpadní vody nebudou obsahovat látky nebezpečné pro obsluhu komunální ČOV, stokovou soustavu, samotnou ČOV a její provoz, ţivotní prostředí za ČOV a další zpracovávání kalů z odpadních vod buď maximální průtoky a zatíţení znečišťujícími látkami (BSK, CHSK, NL, celkovým N podle Kjeldahla, (NO2+NO3)-N, biologicky neodbouratelným N, inhibitory nitrifikace, celkovým P, dalšími látkami, které mohou nepříznivě ovlivnit provoz ČOV a další zpracování kalu) nebo ustanovení, která se týkají předčišťujících / rekuperačních zařízení, která by průmyslová lokalita měla provozovat před vypouštěním odpadních vod do komunální kanalizace finanční podmínky Dohoda o vypouštění odpadních vod dále popisuje technické předpoklady smlouvy o vypouštění stanovené komunální vyhláškou. Ty zpravidla zahrnují: ustanovení pro systémy odpadních vod průmyslové lokality, které mají zabránit neţádoucím vypouštěním do veřejných systémů popis všech předčišťujících zařízení soukromé společnosti, která musí vhodně vyrovnávat kolísání toků, najíţdění a odstavování provozů závodu, musí být monitorována (výsledky monitorování se odesílají příslušným veřejným úřadům) technické podmínky propojení soukromých a veřejných systémů různé závazky průmyslové lokality, např.:
neředit odpadní vody nadměrné vypouštění odpadů (např. v případě údrţby) musí být rozloţeno do delších časových úseků, např. během 24 hodin
319
Přílohy odpadní vody mají být monitorovány, připojení pravidelně kontrolována. Místní úřad můţe z vlastní iniciativy monitorovat odpadní vody a společně s průmyslovým provozovatelem kontrolovat monitorovací zařízení. monitorovat spotřebu vody a výsledky zasílat místním úřadům havarijní plán činností (např. uzavření propojení mezi komunálními a průmyslovými systémy) místní úřad se zavazuje: přijímat vypouštěné odpady, pokud odpovídají limitům stanoveným smlouvou informovat průmyslovou lokalitu o případných potíţích v komunální ČOV ekonomické a administrativní otázky Příklad spolupráce mezi komunální a průmyslovou ČOV s pozitivním synergickým účinkem (Německo) V Sekci 1.3.2.1 se uvádí, ţe společné čištění průmyslových a komunálních odpadních vod obvykle není ani výhodné, ani nevýhodné. Příklad, pro který to neplatí, je popsán zde: V minulosti dvě centrální biologické ČOV, jedna komunální a jedna chemicko-průmyslová, vypouštěly odpadní vody do malé řeky na dvou různých místech. V současnosti pracují následovně: filtrát ze zpracování kalů, který obsahuje mnoho dusíku a je biologicky těţko rozloţitelný, z komunální ČOV se čistí v průmyslové ČOV, jejíţ mikroorganismy jsou přizpůsobené tomuto druhu odpadních vod průmyslová ČOV naopak posílá stejné mnoţství odpadních vod do komunální ČOV Obrázek 7.1 a Obrázek 7.2 ukazují procesy před a po přechodu na společný provoz. Tato spolupráce je výhodná jak ekonomicky, tak s ohledem na ţivotní prostředí. Vyuţívání zařízení pouze v jedné lokalitě šetří náklady a společné vypouštění odpadů sniţuje, ve srovnání s odděleným vypouštěním, zatíţení řeky dusíkem (součet amonia, dusitanů a dusičnanů) o 1000 kg za den.
7.2 Příloha II toků)
Příklad EMFA: technologie „Pinch“ (optimalizace
Rozšířeným a dobře známým nástrojem Analýzy toků energií a materiálů EMFA je technologie Pinch, která optimalizuje výrobní procesy, sniţuje spotřebu energie a vody i dopady vypouštění odpadů. Do rámce tohoto BREF spadá optimalizace spotřeby vody a vypouštění odpadů. Optimalizací výrobních procesů se zabývají vertikální BREF a další referenční materiály [cww/tm/132]. Pinch technologie je metodologií optimalizace spotřeby materiálů a energií v procesech a v lokalitách, která zavádí techniky, integrující procesy. Pouţívala se především jako nástroj sniţující spotřebu energie k zlepšení tepelné účinnosti v chemickém a procesním průmyslu. V současnosti umoţňuje minimalizovat spotřebu vody a vypouštění odpadních vod.
320
Přílohy
Obrázek 7.1: Kooperace mezi průmyslovou a komunální ČOV: situace před
321
Přílohy
Obrázek 7.2: Kooperace mezi průmyslovou a komunální ČOV: současná situace
322
Přílohy Jejím základem je určení a nalezení moţnosti, jak sníţit spotřebu vody, např. změnami vedení a regulace a minimalizovat vypouštění odpadních vod úpravami procesu, které umoţní selektivní rekuperaci odpadních vod a sníţení nákladů na čištění. Pouţívá se také pro konstrukci nebo rekonstrukci distribuovaného čištění odpadních vod a tím sníţení investičních nákladů omezením hydraulického zatíţení centrální ČOV. Pouţití pinch technologie můţe být rozděleno na čtyři kroky [cww/tm/86]: Krok 1: Zpracování diagramu toků celého vodního systému (přítoky, vypouštění), který ukazuje všechna místa, kde se voda pouţívá a všechna místa, kde vzniká odpadní voda. Vytvoření vodní bilance s přesností na 10 % mnoţství větších toků. Definování odpovídajících údajů pro analýzu tím, ţe se určí zdroje vody a místa její spotřeby. Diagram je na Obrázku 7.3 [cww/tm/86].
Obrázek 7.3: Pinch technologie – Analýza, křivky zdrojů a spotřeby Krok 2: Výběr klíčových znečišťujících látek nebo vlastností, které brání přímému znovuvyuţití jednotlivých toků odpadních vod Volba projektových koncentrací – maximálních přípustných koncentrací pro spotřebiče a minimálních praktických koncentrací pro zdroje. Krok 3: Multirozměrová pinch analýza, která určí optimální soulad mezi zdroji a spotřebami. Pro tento účel je dostupný i vhodný software. Postup zahrnuje určení úzká místa a hodnocení úprav procesů a moţností rekuperace, coţ ve svém součtu sniţuje cílové spotřeby. Krok 4: Opakování kroku 3 dokud se nedospěje k praktické konstrukci.
323
Přílohy
Pouţíváním pinch technologie se dosáhlo aţ 60 % úspory vody [cww/tm/86]. Příklady výkonnosti sníţení průtoku odpadních vod jsou: chemikálie a vlákna 25 % chemikálie 40 % rafinace ropy 20-30 % chemikálie z uhlí 50 % polymery 60 % Příklad strategie šetření vodou je na Obrázku 7.4 [cww/tm/86].
Obrázek 7.4: Příklad strategie šetření vodou před a po pinch analýze Úspory nákladů se obvykle týkají pouze úspor nákladů na vodu. Úspory nákladů mohou být značné v případě, ţe sníţení mnoţství odpadních vod vede ke konstrukčnímu zmenšení centrální ČOV a není proto nutné zvětšovat čistící zařízení nebo v případě, ţe umoţňuje zvýšení kapacity výrobní jednotky bez toho, ţe by došlo k přetíţení stávající centrální ČOV. Úprava procesu a selektivní rekuperace vody můţe umoţnit rekuperaci produktu a tím se dosáhne dalších úspor. Pinch technologie se pouţívá především pro [cww/tm/86]: zamezení výrobním odstávkám při sníţených dodávkách vody sníţení nákladů na dodávku vody sníţení investičních nákladů na nová zařízení dodávající vodu (např. nové zdroje, potrubí) sníţení investičních nákladů na zařízení čistící vodu sníţení nákladů na čištění odpadních vod sníţení poplatků za pouţívání kanalizace sníţení investičních nákladů na rozšíření zařízení čistících v lokalitě odpadní vody z důvodů zvýšených výrobních zátěţí nebo přísnějších omezení emisí pomoc vyhovět předpisům chránícím ţivotní prostředí.
324
Přílohy
7.3 Příloha III
Monitorování centrální biologické ČOV
Správné provozování biologické ČOV vyţaduje stálý dohled a cílené nastavování různých provozních parametrů. Monitorování odpovídajících parametrů můţe být prováděno on-line měřeními, která umoţňují přímý zásah a regulaci, nebo analýzou výsledků získaných ze vzorků odpadních vod, která odráţí dlouhodobější trendy a je zásadně důleţitá pro monitorování i dokumentaci. Tabulka 7.1 uvádí jak poţadavky on-line měření, tak analýzy různých stupňů procesů, spojené s ČOV. Určité poţadavky nebudou ve všech případech stejné [cww/tm/132].
Parametr
Nátok
Retenční Neutralizace Předčištění nádrţ před biologií
analýzy z on-line měření průtok odpadní vody c pH c teplota c toxicita pro bakterie c TOC dusík fosfor NL [g/l] rozpuštěný kyslík analýzy z náhodných vzorků NL [g/l] usazovaný objem analýzy z průměrných vzorků TOC i CHSK i BSK i AOX / EOX i celkový dusík i NH4-N i NO3-N i celkový fosfor i PO4-P i jednotlivé látky i
c
c
Biologie
Odtok
c
c
c c c
c c c
c c c c c
i i
i i i i i i i i i i i i
Úprava kalů
c
c c c c i i i i i i i i i i i i
c: stále on-line i: odebírané jednotlivé vzorky
Tabulka 7.1: Monitorování ČOV
325
Přílohy
7.4 Příloha IV
Standardy (Normy) monitorování
Následující seznamy (verze z července 1999) uvádějí dostupné CEN normy analytických parametrů pro monitorování emisí v ovzduší, vodách, kalech a sedimentech. CEN normy byly přijaty všemi členskými státy EU [cww/tm/167]. Tabulka uvádí buď normy schválené CEN (EN číslo a datum schválení) nebo návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování (ISO nebo prEN číslo). Tam kde není uvedena ani jedna moţnost se na normě stále pracuje. Normy pro vody, kaly a sedimenty
parametr
oblast
standardy schválené CEN zástupné, souhrnné a skupinové parametry AOX voda EN 1485: 1996 BSK voda EN 1899: 1998 NL voda EN 872: 1996 TOC voda EN 1484: 1997 komplexotvorná činidla voda index olejů s obsahem voda uhlovodíků spotřeba kyslíku voda, kal EN ISO 8192: 1995 PAH voda fenolový index analýzou toku voda, kal manganistanové číslo voda EN ISO 8467: 1995 aniontové povrchově aktivní voda EN 903: 1993 látky simulační zkouška aktivovaného voda EN ISO 11733: 1998 kalu inherentní biologická voda EN ISO 9887: 1994 odbouratelnost index metylénové modři voda analýzou toků inhibice nitrifikace voda EN ISO 9509: 1995 sníţení siřičitanu - klostridium voda EN 26461: 1993 celková biodegradabilita voda EN 29439: 1993 (uvolněný CO2) celková biodegradabilita (Zahn voda EN 29888: 1993 Wellens) celková biodegradabilita voda EN 29408: 1993 (uzavřený respirometr) celková biodegradabilita (měření voda EN ISO 7827: 1995 DOC) celková biodegradabilita (málo voda EN ISO 10634: 1995 rozpustné látky) celková biodegradabilita (vznik voda EN ISO 11734: 1998 bioplynu) celková biodegradabilita (měření voda EN ISO 10707: 1997 BSK) Alkalita voda EN ISO 9963: 1995 barva voda EN ISO 7887: 1994 elektrická vodivost voda EN ISO 7888: 1993 zápach, aroma voda EN 1622: 1997 Turbidita voda EN 27027: 1999
návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování
ISO DIS
prEN 14402
326
Přílohy
Parametr
Standardy schválené CEN
Oblast
Návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování
Parametry toxicity EN 28692: 1993 EN ISO 10712: 1995
test inhibice růstu řas toxicita pro bakterie (pseudomonas) toxicita pro ryby inhibice pohyblivosti perloočky velké test světélkujících bakterií test inhibice růstu mořských řas
voda voda
benzen a homology Tetrachlorid uhličitý (tetrachlormethan) chloroform (trichlormethan), dichlorethan, trichlorethen, tetrachlorethen chlorofenoly, polychlorované fenoly epichlorhydrin hexachlorbenzen, trichlorbenzen hexachlorcyklohexan a izomery Organo cíničité látky
voda voda
EN 10301: 1997
voda
viz. EN 10301
voda
EN 12673: 1997
voda voda
viz. EN 6468
voda
EN 6468: 1996
aldrin, dieldrin, endrin atrazin, simazin dle HPLC atrazin , simazin dle GC DDT, DDD, DDE endosulfan parathion,parathion methyl a příbuzné sloučeniny parathion a příbuzné sloučeniny extrakcí pevných látek/kapalin
voda voda voda voda voda voda
hliník arzén
voda voda
arzén, I selen, antimon atomovou fluorescencí kadmium vápník a hořčík chlór chróm dusík podle Kjeldahla rtuť rtuť – metoda obohacení rtuť atomovou fluorescencí kovy bezplamennou AAS
voda
voda voda
EN ISO 7346: 1998 EN 6341: 1996
voda voda
EN ISO 11348: 1998 EN ISO 10253: 1998 Jednotlivé organické látky
voda pesticidy viz. EN 6468 EN 11369: 1997 ISO/DIS 10695-1 viz. EN 6468 viz. EN 6468 prEN 12918
voda anorganické parametry
voda, kal, sediment voda voda voda, kal, sediment voda voda, kal, sediment voda, kal, sediment voda, kal, sediment voda
EN 11969: 1996 EN 6595:1992 EN 5961:1995
EN 1233: 1996 EN 25663:1993 EN 1483: 1997 EN 12338:1998
327
Přílohy
Parametr
Oblast
Standardy schválené CEN
thalium metodou AAS voda celkový dusík, voda ENV 12260: 1996 pomocná metoda 33 prvků metodou ICP- voda, kal, sediment EN ISO 11885: 1997 OES anorganické parametry, kationy amoniak analýzou toků voda EN ISO 11732: 1997 kationy metodou IC voda, kal UAP 1998 anorganické parametry, aniony bromičnan metodou IC voda chlór analýzou toků voda kyanid analýzou toků voda, kal rozpuštěné aniony EN ISO 10304-1: 1995 metodou IC voda EN ISO 10304-2: 1996 EN ISO 10304-3: 1997 dusitany voda EN 26777: 1993 dusitany a dusičnany voda EN ISO 13395: 1996 analýzou toků fosfáty analýzou toků voda fosfor voda EN 1189: 1996 křemičitany analýzou toků voda Parametry kvality vody rozpuštěný kyslík voda EN 25813: 1992 EN 25814: 1992
Návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování
prEN 14403 prEN 10304-4
Normy pro emise do ovzduší a okolní ovzduší Parametr Půdní vzduch benzen oxid uhelnatý (CO) oxid uhelnatý (CO) koncentrace v komínu difúzní vzorkovací zařízení poţadavky a metody testování difúzní vzorkovací zařízení specifické poţadavky metod testování difúzní vzorkovací zařízení příručka pro výběr, pouţití a údrţbu dioxiny a furany odběr vzorků dioxiny a furany extrakce a čištění dioxiny a furany zjišťování a kvantifikace Prach, celkový, při nízké koncentraci referenční metoda Prach, celkový, při nízké koncentraci validace AMS HCl, plynná odběr vzorků a předčištění plynů
Oblast
Standardy schválené CEN
Návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování
emise do ovzduší okolní ovzduší okolní ovzduší emise do ovzduší prEN 13538-1 okolní ovzduší prEN 13538-2 okolní ovzduší okolní ovzduší emise do ovzduší
EN 1948-1: 1996
emise do ovzduší
EN 1948-2: 1996
emise do ovzduší
EN 1948-3: 1996
emise do ovzduší
prEN 13284-1
emise do ovzduší emise do ovzduší
EN 1911-1: 1997
328
Přílohy
Parametr HCl, plynná adsorpce plynných sloučenin HCl, plynná analýza roztoku a výpočet nestálé/rozptýlené emise rtuť rtuť, celková referenční metoda rtuť, celková validace AMS kovy – metaloidy (kromě Hg – Sn) kovy – metaloidy Pb – Cd – As – Ni oxid dusíku (NO2) oxidy dusíku (NO-NO2) koncentrace v komínu zápach dynamickou olfaktometrií organický uhlík, plynný, celkový (FID) – nízké koncentrace organický uhlík, plynný, celkový (FID) – vysoké koncentrace organický uhlík, plynný, jednotlivé sloučeniny kyslík (O2) koncentrace v komínu ozón (O3) tuhé znečišťující látky (
Oblast
Standardy schválené CEN
emise do ovzduší
EN 1911-1: 1997
emise do ovzduší
EN 1911-2: 1997
emise do ovzduší okolní ovzduší emise do ovzduší
Návrhy na základě veřejného poţadavku nebo hlasování
prEN 13211-1
emise do ovzduší emise do ovzduší okolní ovzduší okolní ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší
prEN 12619
emise do ovzduší
prEN 13526
emise do ovzduší emise do ovzduší okolní ovzduší okolní ovzduší
prEN 12341
okolní ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší a okolní ovzduší emise do ovzduší okolní ovzduší emise do ovzduší emise do ovzduší
329
Přílohy
7.5 Příloha V
Havarijní plán pro případ náhodného znečištění
Příklad Havarijního plánu pro případ náhodného znečištění [cww/tm/148], který je zmíněn v Sekci 2.2.4.2, je podrobně uveden zde. Poţadovaná informace je obecná a pouţitelná pro všechny lokality. Speciální výrobní programy nebo lokální podmínky mohou vyţadovat další informace.
JMÉNO A ADRESA SPOLEČNOSTI OBLAST PODNIKÁNÍ DATUM
DATUM REVIZE
SCHVÁLIL
KOPIE PRO
DATUM
ÚŘAD OCHRANY ŢIVOT.PROSTŘEDÍ ÚŘAD POŢÁRNÍ OCHRANY POLICIE SPRÁVA KANALIZACÍ DODAVATEL VODY MÍSTNÍ ÚŘAD DALŠÍ ZÁCHRANNÉ SLUŢBY
KONTAKTNÍ TELEFONNÍ ČÍSLA V ÚŘEDNÍCH HODINÁCH A MIMO ÚŘEDNÍ HODINY
KONTAKTY NA ČLENY SPOLEČNOSTI (MIMO PRAC. HODINY)
MÍSTNÍ POLICIE LÉKAŘSKÁ SLUŢBA ENVIRONMENTÁLNÍ HROKÁ LINKA ENVIRONMENTÁLNÍ REGULATOR MÍSTNÍ ÚŘAD SPRÁVA KANALIZACÍ DODAVATEL VODY DODAVATEL PLYNU DODAVATEL ELEKTŘINY
PARTNER PRO LIKVIDACI ODPADU PORADCE - SPECIALISTA PARTNEŘI PRO SPECIÁLNÍ ČIŠTĚNÍ GENERÁLNÍ ŘEDITEL ŘEDITEL V LOKALITĚ VEDOUCÍ ODBORU PROSTŘ. MISTR CENTRÁLA
ŢIIVOT.
PLÁN MÍSTNÍ KANALIZACE INVENTÁŘ OLEJŮ, CHEMIKÁLIÍ A PRODUKTŮ MAXIMÁLNÍ ŠPIČKOVÁ MNOŢSTVÍ OBCHOD. ZN. CHEMIKÁLIE MAX.MNOŢSTVÍ
KAPALINA/PLYN/PRÁŠEK
VEL.NÁDOBY
330
Přílohy
7.6 Příloha VI
Příklady čištění odpadních vod a odpadních plynů
Následující příklady uvádí údaje ze současných čistíren odpadních vod v různých členských státech EU. Jejich situace však automaticky neznamená, ţe všechny tyto čistírny a jejich zařízení jsou BAT. Závěry o BAT jsou podrobně uvedené v Kapitole 4.
7.6.1 Technická informace o čistírnách odpadních vod (příklady) [cww/tm/105] příklad I výrobní mix, převáţně organika 1988 věţová biologická čistírna s odděleným konečným čiřením pro čištění odpadních vod z výroby chemikálií neutralizace biologické čištění konečné dosazování
výroba rok výstavby funkce provozní stupně
charakteristika čistírny
úprava kalů
3
průtok odpadních vod [m /den] CHSK [t/den] NH4-N BSK5 [t/den] organický N [t/den] NO3-N [t/den] PO4-P [t/den] přívod O2 [t/den] flokulanty [t/rok] ţiviny [t/rok] elektřina - ČOV [MWh/rok] elektřina - úprava kalů [MWh/rok] pára - ČOV [t/rok] pára – úprava kalů [t/rok] stlačený vzduch - ČOV 3 [1000 Nm /rok] stlačený vzduch – úprava kalů 3 [Nm /rok] kaly [t sušiny/den] kaly [kg sušiny odstraněného CHSK]
na
3
objem odpadních vod [m /den] odstranění CHSK [%] emise CHSK [mg/l]
tunu
příklad II výrobní mix 1978 věţová biologie dosazováním
s konečným
vyrovnávání nátoku neutralizace biologické čištění sedimentace 3 3 - vyrovnávací nádrţ: V = 300 m - 2 záchytné nádrţe: V = 1500 m 3 3 - neutralizační nádrţ: V = 3,0 m - 1 záchytná nádrţ: V = 1700 m 3 3 - 2 aerační nádrţe: V= 3000 m kaţdá - 3 neutralizační nádrţe: V = 25 m - dosazovaní nádrţ s konickým dnem, - 6 věţí biologického čištění: 3 (trychtýř) průměr 14 m V= 1600 m kaţdá, průměr 11 m 3 - 6 dosazovacích trychtýřů: V = 112 m kaţdá jako konečné čiření odvodňování před spalováním mimo odstřeďování lokalitu sušení spalování provozní údaje 5280 3840 4,2 3 0,2 0,3 1,75 1 0,15 0,5 0,005 spotřebovávaný materiál/energie 12,0 6,8 6 1,57 1,18 885 2581 38 105 1200 50718 1700 4750 -
17,6
vlivy do více prostředí 0,11 34 výkonnost 4704 53 616
0,13 118
a
1882 81 132
331
Přílohy a
denní střední průměr
příklad III příklad IV výrobní mix: velkoobjemové a čisté chemické látky, organické i anorganické rok výstavby 1972-74, rozšíření 1979, 1981, 1985-6 1978, rozšíření 1994, 1999 funkce věţová biologie pro vysoké zátěţe a věţová biologie s konečným čiřením biologická nádrţ pro nízké zátěţe provozní stupně Česle Česle Neutralizace Neutralizace Primární sedimentace Primární sedimentace Vyrovnávací nádrţ Vyrovnávací nádrţ Částečná denitrifikace Biologický stupeň 1 Biologický stupeň 1 s mezidosazováním Biologický stupeň 2 Biologický stupeň 2 s dosazováním Konečné dosazování Flotace Úprava kalů Čištění odplynů Úprava kalů 3 3 charakteristika čistírny - neutralizace: V= 628 m - neutralizace: V= 600 m 3 - 8 průmyslových nádrţí usazování: - 1 záchytná nádrţ: V = 15600 m 3 3 V = 480 m kaţdá - 1 aerační nádrţ: V = 5000 m 3 - 2 komunální nádrţe usazování - 1 aerační bazén : V = 5500 m 3 3 V = 1950 m kaţdá - 4 aerační bazény: V = 2000 m 3 - 3 vyrovnávací nádrţe: V = 10000 m kaţdá kaţdý 3 3 - 2 vyrovnávací nádrţe: V = 25000 m kaţdá - 3 bazény dosazování: V = 3500 m , 3 - 1 vyrovnávací nádrţ: V = 15000 m průměr 40 m kaţdý 3 - 1 denitrifikační nádrţ: V = 10000 m 3 - 4 věţové biologie: V = 13000 m kaţdá 3 - 4 mezidosazov. nádrţe: V = 1000 m kaţdá 3 - aerační bazén 1: V = 11000 m 3 - aerační bazén 2: V = 25000 m 3 - 6 trychtýřů: V = 1520 m kaţdý, průměr 18 m 3 - 4 trychtýře: V = 1520 m kaţdý, průměr 20 m - 3 dosazovací nádrţe - 2 flotační nádrţe: průměr 12 m úprava kalů zahušťování zahušťování stabilizace vápnem a ţelezem 2 filtrační liry mechanické membránové odvodnění filtrační lisy spalování kalů provozní údaje (průmyslová / komunální část) 3 průtok odpadních vod [m /den] 65000 / 65000 ( suché počasí) 18000 65000 / 180000 (deštivé počasí) CHSK [t/den] 150 / 40 26 NH4-N 3 / 2,5 0,6 BSK5 [t/den] 80 / 20 8 organický N [t/den] 5/1 NO3-N [t/den] 3/2,1 PO4-P [t/den] 1,6 / 0,8 0,07 spotřebovávaný materiál/energie přívod O2 [t/den] 180 (věţová biologie) / 30 (nádrţ) 20 flokulanty [t/rok] 50 360 ţiviny [t/rok] 10,6 elektřina - ČOV [MWh/rok] 39558 4320 elektřina - úprava kalů [MWh/rok] 3644 145 elektřina – čištění odpadního 2812 a vzduchu [MWh/rok] pára - ČOV [t/rok] 4241 pára – úprava kalů [t/rok] 3 stlačený vzduch - ČOV 199459 3 [1000 Nm /rok] stlačený vzduch – úprava kalů 3220 3 [Nm /rok] vlivy do více prostředí kaly [t sušiny/den] 77,25 7,9 kaly [kg sušiny na tunu vyl. CHSK] 720 620 výroba
332
Přílohy výkonnost 148615 87 107
3
objem odpadních vod [m /den] odstranění CHSK [%] emise CHSK [mg/l] a termální čištění odpadního plynu b denní střední průměr
výroba rok výstavby funkce provozní stupně
charakteristika čistírny
úprava kalů
průtok odpadních vod [m3/den]
CHSK [t/den] NH4-N BSK5 [t/den] organický N [t/den] NO3-N [t/den] PO4-P [t/den] přívod O2 [t/den] flokulanty [t/rok] ţiviny [t/rok] elektřina - ČOV [MWh/rok] elektřina - úprava kalů [MWh/rok] pára - ČOV [t/rok] pára – úprava kalů [t/rok] stlačený vzduch - ČOV [1000 Nm3/rok] stlačený vzduch – úprava kalů [Nm3/rok] kaly [t sušiny/den] kaly [kg sušiny odstraněného CHSK]
na 3
tunu
objem odpadních vod [m /den] odstranění CHSK [%] emise CHSK [mg/l] a denní střední průměr
b
příklad V výrobní mix, převáţně organický 1977 čištění odpadních vod z chemických závodů neutralizace primární sedimentace denitrifikace biologické čištění dosazování flotace chlazení úprava kalů - neutralizace: V=220 m3/V=110 m3 - primární usazovák V = 1000 m3 - 2 denitrifikační nádrţe: V=1500 m3 kaţdá - 2 aerační bazény: 3 V=2500 m kaţdý - 2 dosazovací trychtýře dia 14 m zahuštění stabilizace polyelektrolytem odstředění sušení kalů provozní údaje 8500 17,5 0,96 9,55 0,45 1,9
12269 91 106
příklad VI výrobní mix, převáţně organický 1974-76 denitrifikace a biologické čištění neutralizace primární sedimentace denitrifikace dosazování biologie
- neutralizace: V = 380 m3 - 4 primární usazovací nádrţe: V = 750 m3 kaţdá - 3 vyrovnávací bazény V = 9100 m3 - aerační bazén/denitrifikace 3 V = 28000 m kaţdý - 16 dosazovacích nádrţí dia.15 m předzahuštění pomocí separátorů odvodnění přebytečného a dalšího kalu skládkování 60000 60
spotřebovávaný materiál/energie 16 196,2 7,71 4204 625 36 2380 356
15-20 17 91 1163 3882 641 120 337
39,5
166
vlivy do více prostředí 1,83 150
103 2000
výkonnost a 8616 84 255
61359 87 120
333
Přílohy
výroba rok výstavby funkce
provozní stupně
charakteristika čistírny
úprava kalů 3
průtok odpadních vod [m /den]
CHSK [t/den] NH4-N BSK5 [t/den] organický N [t/den] NO3-N [t/den] PO4-P [t/den] přívod O2 [t/den] flokulanty [t/rok] ţiviny [t/rok] elektřina - ČOV [MWh/rok] elektřina - úprava kalů [MWh/rok] elektřina – čištění odpadních plynů a [MWh/rok] pára - ČOV [t/rok pára – úprava kalů [t/rok] 3 stlačený vzduch - ČOV [1000 Nm /rok] stlačený vzduch – úprava kalů [Nm3/rok] kaly [t sušiny/den] kaly [kg sušiny na t odstraněného CHSK] 3
objem odpadních vod [m /den] odstranění CHSK [%] emise CHSK [mg/l] a termální čištění odpadních plynů b denní střední průměr
příklad VII výrobní mix, převáţně organický 1977 předčištění odpadních vod centrální ČOV, dvoustupňové čištění odpadních vod stávajícím biologickým čištěním se současným sráţením fosfátů a nitrifikací v uzavřené čistírně česla neutralizace usazování biologické čištění mezidosazování nitrifikace dosazování 3 - 2 neutralizační nádrţe: V= 380 m 3 - 4 nádrţe usazovací.: V = 7500 m kaţdá 3 - 3 vyrovnáv. bazény: V = 9000 m kaţdý 3 - 2 aerační bazény: V = 5600 m kaţdý - 1 mezidosazovací nádrţ: průměr 2 20 m, plocha hladiny 300 m - 2 dosazovací nádrţe: průměr 2 20 m, plocha hladiny 300 m přebytečný kal přečerpáván do odvodnění kalů provozní údaje 8000 15
příklad VIII výrobní mix, organický 1977/78 čištění odpadních vod z chemických a farmaceutických výrobních závodů
1,5
0,1 34
1,5 0,2 spotřebovávaný materiál/energie 30 2,1 37,5 6200
česla zachytávání, vyrovnávání neutralizace biologický stupeň 1 (s čistým kyslíkem) mezidosazování biologický stupeň 2 dosazování 3 - neutralizace: V= 50 m 3 - 2 vyrovnávací nádrţe: V = 4000 m kaţdá 3 - 2 aerační bazény: V = 3100 m kaţdý 3 - 1 mezidosazovací nádrţ: V = 4400 m 3 - 2 aerační bazény: V = 1600 m kaţdý - 2 dosazovací nádrţe: 3 V = 2400 m přebytečný kal upravován mimo lokalitu
20000 60
60 12 5155
675 2323 3261
vlivy do více prostředí 3,75 340 výkonnost 5344 83 411
3,08 300
b
3549 98 56
334
Přílohy
výroba rok výstavby funkce provozní stupně
charakteristika čistírny
úprava kalů
3
průtok odpadních vod [m /den]
CHSK [t/den]
příklad IX výrobní mix, organický a anorganický 1974/75, rozšíření 1980/81 čištění odpadních vod z chemických závodů česla neutralizace vyrovnávání usazování biologický stupeň 1 mezidosazování biologický stupeň 2 dosazování flotace čištění odpadního plynu 3 - neutralizační nádrţ: V= 240 m 3 - 2 záchytné nádrţe: V = 5000 m kaţdá 3 - 2 nádrţe předčištění: V = 3000 m 3 - aerační bazén 1: V = 6000 m - 2 mezidosazovací nádrţe: plocha 2 hladiny 500 m 3 - aerační bazén 2: V = 8000 m - 6 trychtýřů: průměr 15 m - 2 flotační buňky: průměr 10 m přebytečný kal odčerpáván pro úpravu mimo lokalitu provozní údaje 36000 35
NH4-N BSK5 [t/den] organický N [t/den] NO3-N [t/den] PO4-P [t/den] přívod O2 [t/den] flokulanty [t/rok] ţiviny [t/rok] elektřina - ČOV [MWh/rok] elektřina - úprava kalů [MWh/rok] elektřina – čištění odpadních plynů a [MWh/rok] pára - ČOV [t/rok pára – úprava kalů [t/rok] 3 stlačený vzduch - ČOV [1000 Nm /rok] stlačený vzduch – úprava kalů 3 [Nm /rok]
1 20 1 spotřebovávaný materiál/energie 35 12,87 30 11107 219 788
kaly [t sušiny/den] kaly [kg sušiny na tunu odstraněného CHSK] kaly [t sušiny/den] kaly [kg sušiny na t odstraněného CHSK] kaly [t sušiny/den] a čištění odpadních plynů aktivním uhlíkem b denní střední průměr
1615 1183
vlivy do více prostředí 4,73 250 výkonnost 22700 95
b
44
335
Přílohy
7.6.2 Informace o vypouštěných odpadních vodách (příklady) [cww/tm/160] příklad X aktivní farmaceutické ingredience polotovary česla neutralizace zachytávání, vyrovnávání denitrifikace biologické čištění, 2 stupně mikrosíta
výroba provozní stupně
příklad XI a anorganické čisté chemikálie, farmaceutika
předčišťovací zařízení zařízení pro případné situace čištění odpadních plynů
havarijní přídavné zařízení biologického čištění 3 V = 135000 m (po dobu 3dnů) uzavřená zařízení, kromě biologických stupňů 3 objem odpadních vod [m /den] 3800 a výkonnost nátok odtok výkonnost [mg/l] [mg/l] [%] CHSK 1600 100 94 BSK5 1100 7 >99 NH4-N 30 2 93 celkový anorganický N 20 celkový N 40 25 37,5 celkový P 4,2 0,5 88 TF 2 TD 1 TA 1-8 TL 1-8 TM 1,5 a denní střední průměr příklad XII velké objemy organických a anorg. chemikálií, polymery, barviva, farmaceutické sloţky a polotovary, komunální odpadní vody (13%) neutralizace sedimentace biologické čištění konečné čiření (dosazování) vyvařování (amoniak z přítoků) extrakce (přítoky z výroby pesticidů) sráţení těţkých kovů havarijní moţná izolace 2 aeračních nádrţí 3 retenční objem 60000 m uzavřené biologické stupně
výroba
provozní stupně
předčišťovací zařízení zařízení pro případné situace čištění odpadních plynů 3
objem odpadních vod [m /den] a výkonnost CHSK BSK5 NH4-N celkový anorg. N celkový N celkový P AOX TF TD TA TL TM a denní střední průměr b 96 % při předčištění c 99 % při předčištění
nátok [mg/l] 1050 500 27
9
430000 odtok [mg/l] 112 7 22 22 0,5
výkonnost [%] 91 98,6 19,5
odpadní vody zatíţené převáţně anorganicky: - neutralizace - sráţení, flokulace, sedimentace odpadní voda zatíţená organicky se čistí mimo lokalitu Oxidace za mokra (H2O2/soli Fe) přitékajícího toku (sníţení CHSK) přídavné zádrţné a čistící zařízení 3 3 V = 3800 m a V = 1800 m
nátok [mg/l] 150 49
3500 odtok [mg/l] 40 20
15 3,8
15 0,3
příklad XIII farmaceutické sloţky, pesticidy, barviva
neutralizace sedimentace věţová biologie s dosazováním centrální GAC adsorpce ((přítoky z výroby chlorovaných nitroaromatických látek s vysokou zátěţí AOX), místní rekuperace 3 retenční zařízení V = 12000 m uzavřená biologická zařízení spalování odpadních plynů 11000 nátok odtok [mg/l] [mg/l] 160 18 1 4,2 0,9 50 28
94 1,1
2 2 2 8 1,5
výkonnost [%]
0,13 0,16 2 1 3
výkonnost [%] b 89 78 44
85
c
336
Přílohy příklad IV polymery, vlákna, optické zjasňovače, detergenty, farmaceutické sloţky neutralizace usazování biologie: biologické filtry, nádrţ s aktivovaným kalem dosazování
příklad XV světelné stabilizátory, antioxidanty, inhibitory koroze, aditiva, stabilizátory neutralizace separace olejů a vody flokulace, usazování denitrifikace dvoustupňová biologie dosazování flotace sedimentace přírodních pryskyřic sráţení-flokulace-sedimentace-filtrace v přítocích (přítok z organické výroby cínu) destilace přítoků z výroby léčiv s recyklací destilace (přítok z výroby aminu) rozpouštědel 3 3 havarijní retenční nádrţ(e) V = 9500 m 2 retenční nádrţe V = 250 m
výroba provozní stupně
předčišťovací zařízení
zařízení pro případné situace čištění odpadních plynů 3
objem odpadních vod [m /den] a výkonnost CHSK BSK5 NH4-N
celkový anorg. N celkový N celkový P AOX TF TD TA TL TM a
spalování odpadních plynů z biologických biologický filtr filtrů a zahušťování kalů spalování odpadních plynů ze zahušťování kalů 14700 1300 nátok odtok výkonnost nátok odtok výkonnost [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 2300 350 85 4750 220 95,4 920 18 98 2430 18 99,3 65
7
89
88
14,7
83,3
4,4 0,4
0,5 0,16 2 2 8 2
88,4 60
16 1,5
1,5 0,25 3 5 12 8
90,6 83,3
denní střední průměr příklad XVI organické a anorganické speciální chemikálie neutralizace předběţné čiření denitrifikace biologické čištění s integrovaným konečným čiřením vlhká oxidace H2O2 přítoků z výroby fungicidů oxidace přítoků s obsahem Na2S koncentrace přítoků obsahujících kyselinu sírovou sráţení přítoků obsahujících Ni a recyklace Ni 3 havarijní zádrţná zařízení V = 18000 m
výroba provozní stupně
předčišťovací zařízení
zařízení pro případné situace čištění odpadních plynů 3
objem odpadních vod [m /den] a výkonnost CHSK BSK5 NH4-N celkový anorg. N celkový N celkový P AOX TF a denní střední průměr
příklad XVII farmaceutické sloţky, vitamíny, organické čisté chemikálie neutralizace předběţné čiření biologické čiření s denitrifikací konečné čiření sráţení Hg a Ni z přítoků vyvařování přítoků s vysokou koncentrací AOX a rozpouštědel
3
zádrţná zařízení V = 23000 m zařízení pro čištění pomocí aktivního uhlíku biofiltr pro odpadní plyny ze záchytných uzavřené biologické a záchytné nádrţe nádrţí, předběţného čiření a zahušťování biologická pračka kalů 4300 5750 nátok odtok výkonnost nátok odtok výkonnost [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1750 68 96 1740 98 94,4 820 9 99 890 5 99,4 35
3,7
89,5
45
2,7
94
5
0,7 0,3 2
86
7
0,9 0,4
87
337
Přílohy
příklad XVIII textilní barviva, polotovary, pryskyřice
příklad XIX plasty, organická barviva a polotovary, optické zjasňovače, antimikrobika, komunální odpadní vody (50 %) provozní stupně neutralizace dvoustupňová neutralizace sedimentace předběţné čiření věţová biologie s integrovaným dvoustupňová biologie s denitrifikací / dosazováním nitrifikací dosazování předčišťovací zařízení recyklace kyseliny dusičné z přítoků centrální vysokotlaká oxidace za mokra filtrace-extrakce-vyvařování přítoků zatíţených rekalcitrant TOC vyvařování amoniaku sráţení Cu v odpadních vodách oxidací za mokra sráţení těţkých kovů z několika přítoků adsorpce speciálních přítoků extrakce speciálních přítoků koncentrát do oxidace za mokra NF přítoků z výroby barviv (koncentrát do oxidace za mokra, rafinát do ČOV) 3 3 zařízení pro případné havarijní retenční nádrţe V = 10000 m a V = 7500 retenční nádrţe V = 6000 m 3 situace m čištění odpadních plynů uzavřená zařízení uzavřená zařízení, kromě biologie a dosazování odpadní plyn plasmou (ozón, ionizace) 3 objem odpadních vod [m /den] 16000 11000 a výkonnost nátok odtok výkonnost nátok odtok výkonnost [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] b CHSK 620 107 83 1000 250 75 BSK5 280 7 97,5 370 6 98,4 NH4-N 152 13 91,5 42 24 43 153 18 88 celkový anorg. N výroba
celkový N celkový P AOX TF TD TA TL TM a b
1,6 1,2 2 2 1 19
7 8,5
1,1 1,7 2 1-4 1-32 4-32 1,5
84 80
denní střední průměr 89 % při vlhké oxidaci
příklad XX vitamíny, polotovary neutralizace usazování, v podstatě aktivní uhlí biologické filtry zařízení s aktivovaným kalem, nitrifikace denitrifikace dosazování předčišťovací zařízení nízkotlaká vlhká oxidace přítoků obsahujících rekalcitrant TOC odpařování vysoce zatíţených organických odpadních vod a následné spalování rezidua destilace rozpouštědel, recyklace extrakce rekalcitrantu TOC z přítoků hydrolýza přítoků obsahujících rekalcitrant TOC 3 zařízení pro případné retenční nádrţ V = 10000 m havarijní situace moţnost izolovat a obejít jeden bazén čištění odpadních plynů čištění odpadních plynů GAC adsorpcí uzavřená zařízení objem odpadních vod 8000 3 [m /den] výroba provozní stupně
příklad XX
338
Přílohy výkonnost
a
nátok [mg/l] 3300 1400 100 100 b 155 5 1,1
CHSK BSK5 NH4-N
celkový anorg. N celkový N celkový P AOX TF TD TA TL TM a b
odtok [mg/l] 167 7 5 7 b 23 0,9 0,13 2 1-2 1 1 1,5
výkonnost [%] 95 99,5 95 93 85 82 88
denní střední průměr dusík podle Kjeldahla
7.6.3 Informace o sdruţených systémech čištění odpadních vod (příklady) Příklad XXI Příklad XXI popisuje jednu Finskou chemickou průmyslovou lokalitu, v které je 5 chemických společností (A – E) a jejich výrobní charakteristiky jsou tyto: společnost A B C D E
hlavní výroba ropné produkty a maziva plasty a petrochemické produkty polyestery plastifikátory PVC EPS (pěnový polystyrén) SB-latex
kapacita [t/r] max. 20000 max. 30000 70000-90000 40000 170000
Všechny společnosti zavedly, nebo zavádějí, ISO 14001 standardizované systémy environmentálního managementu. Situaci dokresluje Obrázek 7.5. Tabulka 7.2 uvádí údaje týkající se toků odpadních vod, technik čištění a účinností. tok odpadních vod OV-1 + OV-4
OV-2 + OV-3
D-1
techniky čištění
čištění GAC, regenerace; předčištění API, pískový filtr biochemické čištění, následná úprava kalů, spalování; předčištění vyvařováním, několik API, flokulace, flotace
objem odpadních vod [m3/h] 10000
vstupní koncentrace [mg/l] CHSK: 300-400 fenoly: 5
výstupní koncentrace [mg/l] CHSK: <100 fenoly: 1-2
CHSK: 67-75 fenoly: 60-80
2000
CHSK: 500-900 fenoly: 30
CHSK: <100 fenoly: 0,02-0,04
CHSK: 80-89 fenoly: >99,8
12000
třída výkonnosti [%]
CHSK: <100 fenoly: 1-2
339
Přílohy
tok odpadních vod
techniky čištění
OV-6 (D-3)
biochemické čištění vyvařování sedimentace, flokulace, sráţení, biologické aerobní čištění, sedimentace jako konečné čiření
OV-7 (D-4) OV-8 (D-5)
objem odpadních vod [m3/h] 88
vstupní koncentrace [mg/l] CHSK: 870
výstupní koncentrace [mg/l] CHSK: 118
16-20 240
VCM: 100-200
VCM: 0,20
třída výkonnosti [%] CHSK: 86,5 VCM: >98 CHSK: 99,1 BSK7: 98.8 NL: 99,7 styren: 99,3 fosfor: 98,4
Tabulka 7.2: Toky odpadních vod a podrobnosti o jejich čištění v komplexní chemické lokalitě (příklad XXI)
Obrázek 7.5: Situace v produkci komplexní chemické lokality (příklad XXI)
340
Přílohy Příklad XXII Centrální čištění odpadních vod z chemické lokality s výrobou organických a anorganických čistých chemikálií, např. léčiv, pesticidů a fluorovodíku. Objem odpadních vod: asi 300 m3/h Čištění odpadních vod zahrnuje: postupnou neutralizaci vápnem na pH 9,5 pro vysráţení fluoridů, síranů a těţkých kovů, flokulaci a sedimentaci aerace s vysoce zatíţeným aktivovaným kalem s dosazováním aerace s nízko zatíţeným aktivovaným kalem s dosazováním biologie třetího stupně, biologie s Biocarb nosičem pro odstranění rezistentního CHSK, fenolů a AOX čištění odpadního vzduchu GAC adsorpcí, další čištění spalováním odvodňování kalů, kaly dopravovány do cementáren nebo na skládky. Emise: CHSK: BSK5: fenoly: AOX: celkový N:
123 mg/l 13 mg/l 0,5 mg/l 1,1 mg/l 16 mg/l
Centrální ČOV je na Obrázku 7.6.
341
Přílohy
Obrázek 7.6: Centrální čištění odpadních vod z chemické lokality vyrábějící léčiva a pesticidy
342
Přílohy
7.6.4 Příklady vypouštění těţkých kovů [cww/tm/160] Následující Tabulka 7.3 uvádí koncentrace těţkých kovů z 23 vypouštěných odpadních vod. Uvedené hodnoty jsou ročními průměry 24 hodinových směsných vzorků; hodnoty v závorkách představují nejvyšší naměřené hodnoty. Jde o koncentrace v konečném místě vypouštění, po čištění přímo u zdroje, bez ředění sráţkovou nebo chladící vodou a závisí na podílu těţkých kovů v celkovém mixu odpadních vod.
343
-
(8) bez centrální biologie
0,02 [0,35] 0,11 [2,3] [0,1]
(12) bez centrální biologie
(13) s centrální biologií
(14) s centrální biologií
-
-
(7) bez centrální biologie
(11) s centrální biologií
0,10 [0,3]
(6) bez centrální biologie
[0,2]
0,84 [2,95]
(5) bez centrální biologie
(10) s centrální biologií
0,50 [3,6]
(4) bez centrální biologie
0,01 [0,2]
0,23 [0,7]
(3) bez centrální biologie
(9) s centrální biologií
1,01 [2,82]
Hg [g/l] [maximum ] 0,32 [1,96]
(2) bez centrální biologie
(1) bez centrální biologie
(závod číslo) charakteristika
-
[10]
10 [60]
[20]
[20]
-
30 [120]
-
-
[20]
[60]
[40]
[10]
-
Cr [g/l] [maximum]
[8]
20 [95]
10 [90]
[10]
10 [40]
-
80 [190]
[20]
40 [60]
10 [20]
-
60 [180]
30 [180]
[20]
Ni [g/l] [maximum]
4 [20]
18 [40]
111 [230]
30 [70]
61 [190]
5 [70]
174 [490]
74 [380]
-
-
158 [540]
145 [470]
54 [230]
4 [27]
Zn [g/l] [maximum]
[50]
10 [20]
20 [90]
[20]
20 [50]
-
60 [280]
30 [180]
-
-
-
20 [180]
50 [100]
-
Cu [g/l] [maximum]
0,012 [0,1]
0,042 [0,3]
0,031 [0,8]
-
0,023 [1,0]
-
0,833 [8,2]
0,083 [1,0]
0,2 [0,6]
-
-
0,276 [3,8]
0,395 [1,2]
0,057 [0,4]
Cd [g/l] [maximum]
[10]
[18]
20 [110]
[38]
[12]
[7]
10 [16]
10 [36]
[6]
-
100 [100]
-
[32]
[7]
Pb [g/l] [maximum]
-
3 [9]
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
4 [28]
[1]
As [g/l] [maximum]
Přílohy
344
0,01 [0,1] [0,1] 0,09 [1,3] 0,01 [0,1] 0,45 [1,2] 0,19 [1,6] 0,05 [0,3] <0,17
(16) s centrální biologií
(17) s centrální biologií
(18) s centrální biologií
(19) s centrální biologií
(20) s centrální biologií
(21) s centrální biologií
(22) s centrální biologií
(23) s centrální biologií
Hg [g/l] [maximum]
(15) s centrální biologií
(závod číslo) charakteristika
2,7
-
-
-
-
-
-
[5]
20 [50]
Cr [g/l] [maximum]
34
10 [30]
50 [130]
-
-
-
[13]
[13]
50 [85]
Ni [g/l] [maximum]
39
613 [1350]
23 [60]
4 [29]
64 [150]
-
-
13 [390]
117 [360]
Zn [g/l] [maximum]
38
[50]
[20]
-
-
-
20 [70]
[30]
30 [70]
Cu [g/l] [maximum]
<0,3
0,106 [0,6]
0,017 [0,4]
0,064 [1,61]
-
0,16 [0,8]
0,018 [0,3]
0,006 [0,1]
0,212 [1,3]
Cd [g/l] [maximum]
<2,6
10 ú34)
-
[7]
-
-
[7]
[10]
[16]
Pb [g/l] [maximum]
-
-
-
-
-
-
-
[1]
-
As [g/l] [maximum]
Přílohy
Tabulka 7.3: Úrovně emisí těţkých kovů v místě konečného vypouštění [cww/tm/160]
345
Přílohy
7.6.5 Příklady zařízení na čištění odpadních plynů Příklad 1 Provozní odpadní plyn z chemické lokality, kde několik společností sdílí společné zařízení. odpadní plyn
metoda čištění
vypouštěné mnoţství [mg/Nm3] spalování kalů z biologické ESP a mokrá pračka plynů SO2: 500 ČOV CO: 250 HCl: 1 provozní plyny z výroby spalování uhlovodíky: 14 – 15 fenolu nestálé emise z výroby spalování uhlovodíky: 5–6 aromatických uhlovodíků provozní plyny z výroby GAC adsorpce VC monomer: 0 – 5 PVC společnost X (výroba tepelný rozklad latexu) provozní plyny z výroby tepelný rozklad VOC: 25 polystyrenu
sníţení [%]
uhlovodíky:
99,5
uhlovodíky: asi 99
95 VOC asi 95
Výroba: plasty a petrochemické produkty ropné produkty a maziva polyester plastifikátory PVC SB-latex pěnový polystyrén. Příklad 2 Čištění odpadních plynů ze spalování. Systém čištění zahrnuje: difúzní (Venturiho) pračku se zásaditým roztokem, kterou se odstraňuje HCL, některé z plynných sloučenin a část tuhých látek. Kyselý roztok z pračky se neutralizuje vápnem, tuhé látky se z roztoku odstraňují látkami pomocnými aditivy a skládkují se radiálně protékanou pračku, která odstraňuje SO2 zásaditým nebo vápenným roztokem / suspenzí mokrý ESP, zbytkové nerozpuštěné látky se skládkují. Úrovně emisí jsou: PM: SO2: CO: HCl: dioxiny:
2-12 mg/Nm3 58-84 mg/Nm3 2-55 mg/Nm3 7-22 mg/Nm3 0,007-0,02 ng/Nm3 TEQ
346
Přílohy
Příklad 3 Vysoce účinný SCR sniţující původně vysoký obsah NOx. [Poznámky z Francie ke konceptu č. 2] výroba
vysoce účinný brusný materiál pro výrobu brusných kotoučů a brusných papírů výrobní proces Norton SG proces pouţívající kyselinu dusičnou a produkující odpadní plyny s vysokou koncentrací dusíkatých látek podmínky průtok odpadního plynu: 800 Nm3/h, koncentrace NOx: 10000 ppm zvolená technika sniţování obsahu SCR NOx alternativní technika sniţování praní peroxidem / vodou, přeměna NOx na kyselinu dusičnou logický základ rozhodování pro SCR investiční a provozní náklady na SCR se zdají být nízké nevznikají ţádné další odpadní vody jednoduchý provoz a údrţba SCR postup sniţování Plyn (70-90 °C) se nejprve ředí, aby se sníţila koncentrace NOx na méně neţ 5000 ppm. Směs se zahřívá na teplotu kolem 240 °C a vstřikuje se do ní stechiometrický objem NH3 (NH3/NOx do 1,24) formou 25 % roztoku amoniaku. Směs okamţitě přechází přes granule loţe katalyzátoru. Odpadní plyn se nakonec ředí vzduchem o faktor >10 (sníţení koncentrace NOx z 200 mg/Nm3 na 20 mg/Nm3) aby se zabránilo korozi, která obarvuje kouřové plyny.
katalyzátor: koncentrace NOx koncentrace NOx poměr NH3/NOx (mol/mol): únik NH3: přeměna NOx:
hodnoty výkonnosti 215-225 °C 1240-1450 ppm 50-100 ppm 1,17-1,24 aţ 15 mg/Nm3 93,1-96,2 %
náklady 2,4 mil. FFR zařízení a stavební práce 1,755 mil. FFR projekt 0,645 mil. FFR roční provozní náklady 2176 FFR/t přeměněných NOX celkové náklady 5182 FFR/t odstraněných NOX investiční náklady
347
Přílohy
7.7 Příloha VII Legislativa týkající se odpadních vod a odpadních plynů v chemickém odvětví
Příloha VII podává přehled o limitních hodnotách emisí v chemickém sektoru, které se v členských státech EU týkají odpadních vod a odpadních plynů. Všimněte si, ţe za údaji se skrývají různá kritéria, která se týkají např. času pro výpočet průměrů, podmínek odběru vzorků, technik vzorkování, měření a analýzy i metody testování souladu. RAKOUSKO Emise do ovzduší Rakousko nemá ţádnou zvláštní legislativu, která by se týkala norem emisí do ovzduší z chemického průmyslu. Povolování chemických závodů obecně upravuje „Gewerbeordnung“ (BGBI. 194/1994). která poţaduje aby výkonnost závodů byla „na nejvyšším stupni vývoje techniky“. Normy emisí do ovzduší z chemických podniků obvykle vycházejí z Německých „Technických předpisů pro kvalitu ovzduší“ (TA-Luft). Emise spaloven upravuje „Feuerungsanlagenverordnung“ (BGBI. II 1997/331), která se ale netýká parních kotlů, včetně kotlů na odpadní teplo, dodatečného spalování kouřových plynů, plynových turbín ani spalovacích motorů. Normy emisí pro kotelny upravuje „Luftreinhaltegesetz für Kesselanlagen“ (BGBI. 1988/380 i.d.F. BGBI. 1933/185, BGBI. I 1997/115, BGBI. I 1998/158) a „Luftreinhalteverordnung für Kesselanlagen“ (BGBI. 1989/19 i.d.F. BGBI. 1990/134, BGBI. 1994/785, BGBI. II 1997/324). Feuerungsanlagenverordnung (Vyhláška pro spalovací zařízení) (BGBI. II 1997/331) „Feuerungsanlagenverordnung“ upravuje emise spalovacích zařízení s nominálním tepelným výkonem 50 kW a vyšším. Tato vyhláška vychází z § 82 čl. (Abs.) 1 Gewerbeordnung. Jak jiţ bylo zmíněno, parních kotlů, včetně kotlů na odpadní teplo, dodatečného spalování kouřových plynů, plynových turbín, spalovacích motorů ani závodů, které jako palivo vyuţívají odpady, se tato vyhláška netýká. „Feuerungsanlagenverordnung“ obsahuje různé normy emisí, které závisí na pouţitém palivu a tepelném výkonu. Normy emisí pro závody spalující uhlí a koks, olej a spalovací zařízení na plynná paliva uvádíme v následujících odstavcích. a) Zařízení spalující uhlí a koks
znečišťující látky prach
[mg/m3]
normy emisí pro spalování uhlí a koksu kapacita a [MW] >0,35-1 >1-2 >2-10 0,35 150 150 150 50
>10-50 50
>50 50
348
Přílohy [mg/m3] [mg/m3] [mg/m3]
SO2 CO NOx a
1000 -
1000 400
150 400
150 400
400 150 350
200 150 100
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 6 %.
b) Zařízení se spalováním olejů V Rakousku se pouţívají čtyři druhy topných olejů. Obsah síry v těchto olejích upravuje „Verordnung über den Schwefelgehalt von Heizölen‟ (BGBI. 1989/94 i.d.F. BGBI. 1994/545). Následující tabulka vádí maximální obsah síry v různých topných olejích pouţívaných v Rakousku. maximální obsah síry v různých druzích topných olejů druh topného oleje maximální obsah síry topný olej extra lehký 0,10 % hmotnosti topný olej lehký 0,20 % hmotnosti topný olej střední 0,60 % hmotnosti těţký olej 1,00 % hmotnosti
Kvalita poţívaných topných olejů ve spalovacích zařízeních s nejniţší kapacitou je omezena. Topné oleje s vyšším obsahem síry mohou být pouţívány v zařízeních s niţším instalovaným výkonem pokud se jinými opatřeními zajistí dodrţení úrovní emisí SO2, které uvádí následující tabulka. pouţití různých druhů topných olejů podle instalovaného výkonu kapacita a topný olej extra lehký 0,07 MW >0,07-5 MW extra lehký lehký 5-10 MW extra lehký lehký střední >10 MW všechny druhy topných olejů a
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva.
Některé emisní normy jsou různé pro různé druhy topných olejů. Následující čtyři tabulky uvádí normy emisí pro prach, SO2, CO a NOx v zařízeních, spalujících oleje. normy emisí prachu [mg/Nm3] při pouţití topných olejů jako paliva palivo kapacita a [MW] >2-30 MW >3-50 MW >50 MW topný olej extra lehký 30 30 30 topný olej lehký 50 35 35 topný olej střední 60 50 35 těţký olej 60 50 35 a
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 3 %.
Normy emisí SO2 a CO jsou úměrné tepelnému výkonu spaloven (firing plants). normy emisí SO2 [mg/Nm3] při pouţití topných olejů jako paliva
349
Přílohy kapacita a [MW]
znečišťující látka >50-300 MW 350
SO2 a
>300 MW 200
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 3 %.
normy emisí CO [mg/Nm3] při pouţití topných olejů jako paliva znečišťující látka kapacita a [MW] >1 MW 1 MW CO 100 80 a
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 3 %.
V případě NOx existují pro různé druhy topných olejů různé normy emisí. Tepelný výkon je opět dalším z kritérií emisních norem. Následující tabulka uvádí různé normy emisí NOx. normy emisí NOx [mg/Nm3] při pouţití topných olejů jako paliva palivo kapacita a [MW] >3-10 MW >10-50 MW 3 MW topný olej extra lehký 150 150 150 topný olej lehký 450 400 350 topný olej střední 450 450 350 těţký olej 450 450 350 a
>50 MW 100 100 100 100
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 3 %.
c) Zařízení spalující plyny Zařízení, která pouţívají plynná paliva (zemní plyn nebo zkapalněný ropný plyn), se týkají pouze normy emisí NOx a CO uvedené v „Feuerungsanlagenverordnund“. znečišťující látka CO [mg/Nm3] NOx [mg/Nm3]
normy emisí pro plynná paliva palivo kapacita a [MW] 3 MW zemní plyn 80 zkapalněný ropný plyn 80 zemní plyn 120 zkapalněný ropný plyn 160
>3 MW 80 80 100 130
a
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem výhřevnosti paliva. Normy emisí jsou uváděny pro kouřové plyny o teplotě 0 °C, tlaku 101,3 kPa a obsahu kyslíku 3 %.
Spalovny s vysokoteplotními procesy mají povoleny vyšší emise NOx. Ty, které pouţívají zemní plyn, mají povoleno 200 mg/Nm3 NOx a ty, které spalují zkapalněný ropný plyn, mají povoleno maximálně 260 mg/Nm3 NOx. Poţadavek stálého měření různých znečišťujících látek závisí na druhu paliva a výrobní kapacitě.
palivo pevné kapalné plynné
Prahové hodnoty, jejichţ překročení vyţaduje stálé měření znečišťující látka prach CO SO2 >10 MW >10 MW >30 MW >10 MW >10 MW >50 MW >10 MW -
NOx >30 MW >30 MW >30 MW
350
Přílohy
-
Tato vyhláška vstoupila v platnost 1.6.1998. Spalovací zařízení, která byla modernizována před tímto datem musí dosáhnout úrovní emisí, stanovených touto vyhláškou, do pěti let nebo, pokud nepřekračují tyto úrovně o více neţ 50 %, musí dosáhnout emisních limitů do osmi let. Luftreinhaltegesetz a Luftreinhalteverordnung für Kesselanlagen (Nařízení o čistotě ovzduší a Vyhláška o čistotě ovzduší pro parní kotle) (LRG-K a LRV-K) V Rakousku jsou emise ze zařízení s parními kotli a kotli na odpadní teplo upraveny „Luftreinhaltegesetz für Kesselanlagen“ (BGBI. 1988/380 i.d.F. BGBI. 1933/185, BGBI. I 1997/115, BGBI. I 1998/158) a vyhláškou „Luftreinhalteverordnung für Kesselanlagen“ (BGBI. 1989/19 i.d.F. BGBI. 1990/134, BGBI. 1994/785, BGBI. II 1997/324). Normy emisí pro prach, SO2, CO a NOx závisí podle Luftreinhalteverordnung für Kesselanlagen na druhu paliva a na tepelných výkonech zařízení. palivo pevná paliva b plynná paliva topný olej extra lehký topný olej lehký topný olej střední těţký olej a b
normy emisí SO2 [mg/Nm3] kapacita a [MW] 10-50 MW 50-300 MW 400 400 400 200 1700 350
hnědé uhlí jiná pevná paliva kapalná paliva
5 30 35 35 35
>300 MW 400 200 200
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva.
palivo pevná paliva kapalná paliva zkapalněný ropný plyn zemní plyn a
>50 MW
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva. s výjimkou dřeva
palivo
a
normy emisí prachu [mg/Nm3] kapacita a [MW] <2 MW 2-30 MW 30-50 MW 150 50 5 5 30 30 50 35 60 50 60 50
normy emisí CO [mg/Nm3] kapacita a [MW] 1 MW 1000 100 100 80
>1 MW 150 80
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva.
palivo pevná paliva plynná paliva topný olej extra lehký topný olej lehký topný olej střední těţké oleje
normy emisí NOx [mg/Nm3] kapacita a [MW] 0,35-3 MW 3-10 MW 10-50 MW 400 350 125 100 150 400 400 350 450 350 450 350
>50 MW 200
100 100 100
a
Kapacita je definována jako průměr hodinového dodávaného mnoţství tepla v palivu vzhledem k výhřevnosti paliva. V případě pevných paliv jsou normy emisí uvedeny pro 6 % obsah kyslíku v kouřových plynech. Pro kapalná a plynná paliva je obsah kyslíku 3%. Všechny hodnoty emisí odpovídají suchým kouřovým plynům při 0 °C a tlaku 101,3 kPa.
351
Přílohy Emise do vod Vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo systému komunální kanalizace je v Rakousku upraveno vyhláškou „Allgemeine Abwasseremissionsverordnung“ (Vyhláška o obecných emisích odpadních vod) (BGBI. 1996/186) a speciálními vyhláškami pro různá průmyslová odvětví. Tyto vyhlášky jsou zaloţeny na Rakouském „Wasserrechtsgesetz“ (Zákon o vodním právu) (BGBI. I 155/1999). Speciální vyhlášky platící pro zařízení vyrábějící organické chemikálie jsou: Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von Kohlenwasserstoffen und organischen Grundchemikalien BGBI. II 1999/7 (Vyhláška o omezení emisí odpadních vod z výroby uhlovodíků a základních organických chemikálií) Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Erdölverarbeitung BGBI. II 1997/344 (Vyhláška o omezení emisí odpadních vod z rafinace ropy) Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von technischen Gasen BGBI. 1996/670 (Vyhláška o omezení emisí odpadních vod z výroby průmyslových plynů) Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von anorganischen Düngemitteln sowie von Phosphorsäure und deren Salzen BGBI. 1996/669 (Vyhláška o omezení emisí odpadních vod z výroby anorganických hnojiv nebo kyseliny fosforečné a jejích solí). -
Uhlovodíky a základní organické chemikálie Vyhláška o omezení emisí odpadních vod z výroby uhlovodíků a základních organických chemikálií upravuje normy emisí z výroby uhlovodíků a základních organických chemikálií. Tato vyhláška vstoupila v platnost 13.1.2000. Zařízení, které byly schváleny před tímto datem, musí splnit její poţadavky do šesti let. Tato vyhláška upravuje: i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x.
skladování produktů ze zpracování surového oleje nebo frakcí surového oleje, které se pouţívají pro výrobu uvedenou v bodech ii. aţ iv. výrobu alkenů, alkinů nebo aromatických látek z produktů ze zpracování surového oleje nebo frakcí surového oleje krakováním, s dodatečným vyuţitím páry (parní krakování) výrobu chemicky čistých uhlovodíků nebo jejich směsí z produktů krakování bodu ii. s vyuţitím postupů fyzikální separace výrobu základních organických chemikálií z produktů bodů ii. nebo iii. vyuţitím alkylace, desalkylace, dehydrogenace, disproporcionace, hydratace, hydroxylace, hydrodesalkylace, hydrogenace, izomerizace, oxidace nebo éterifikace výrobu základních dusíkatých organických chemikálií z uhlovodíků bodu ii. nebo iii. nebo z látek bodu iv. (např. amidů, aminů, kyanátů, izokyanátů, laktamů, nitrilů, sloučenin dusíku, dusných sloučenin nebo dusičnanů, dusíkatých aromatických látek) výrobu základních organických sloučenin obsahujících síru nebo fosfor z uhlovodíků bodu ii. nebo iii. nebo z látek bodu iv. výrobu halogenovaných základních organických chemikálií z uhlovodíků bodu ii. nebo iii. nebo z látek bodu iv. skladování produktů bodu ii. aţ vii. čištění unikajícího vzduchu a vodních kondenzátů z činností jednotlivých bodů do bodu viii. čištění spalin z činností bodů i. aţ viii. s vyuţitím vodorozpustných látek, pokud současně probíhají fyzikální nebo chemické reakce, které mají umoţnit syntézu nebo výrobu nebo pokud jsou kouřové plyny ze spalování smíchány s ostatními odpadními plyny a sloţení reziduálních kouřových plynů se velmi liší od sloţení spalin.
352
Přílohy
obecné parametry teplota TA TL TD TF NL pH anorganické parametry
normy emisí pro výrobu uhlovodíků normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace 30 °C 40 °C 8 Bez narušení komunální ČOV 4 Bez narušení komunální ČOV 4 Bez narušení komunální ČOV 2 Bez narušení komunální ČOV 30 mg/l 150 mg/l 6,5-8,5 6,5-10 normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace 2 mg/l omezeno normou pro NL 0,5 mg/l 0,5 mg/l 3,0 mg/l omezeno normou pro NL 0,5 mg/l 0,5 mg/l 0,5 mg/l 0,5 mg/l 0,01 mg/l 0,01 mg/l 1 mg/l 1 mg/l 1 mg/l 1 mg/l 5 mg/l omezený normami toxicity a 0,1 mg/l 0,5 mg/l
hliník (přepočteno na Al) olovo (přepočteno na Pb) ţelezo (přepočteno na Fe) měď (přepočteno na Cu) nikl (přepočteno na Ni) rtuť (přepočteno na Hg) zinek (přepočteno na Zn) cín (přepočteno na Sn) amonium (přepočteno na N) chlór (přepočteno na Cl) kyanid (snadno uvolňovaný přepočtený na CN) fluor (přepočteno na F) celkový vázaný dusík (včetně amonia, dusitanu a dusičitanu dusíku) celkový fosfor (přepočteno na P) sulfát (přepočteno na SO4) sirník (snadno uvolněný a přepočítaný na S) organické parametry TOC (přepočteno na C) COD (přepočteno na O2) BOD5 (přepočteno na O2) AOX (přepočteno na Cl) suma uhlovodíků POX (přepočteno na Cl) fenolový index (přepočteno na fenol) suma aniontových a neiontových tenzidů součet těkavých aromatických látek (BTXE)
30 mg/l 40 mg/l
30 mg/l -
2 mg/l 0,5 mg/l
200 mg/l 1 mg/l
normy pro vypouštění do povrchových vod 25 mg/l 75 mg/l 20 mg/l 0,5 mg/l 5 mg/l 0,1 mg/l 0,2 mg/l 2 mg/l
normy pro vypouštění do systémů komunální kanalizace 0,5 mg/l 20 mg/l 0,1 mg/l 20 mg/l Bez narušení komunální ČOV
0,1 mg/l
1 mg/l
Aby bylo moţné splnit emisní limity, čtyři z pěti po sobě měřených hodnot musí být niţší, neţ hodnoty emisních limitů a pouze jedna naměřená hodnota můţe hodnotu emisního limitu překročit (maximálně o 50 % emisního limitu). Většina těchto parametrů musí být určena hmotnostně proporcionálními homogenními denními průměrnými vzorky. Takové parametry, jako teplota, NL, pH, kyanid, sirník, POX a suma těkavých aromatických látek (BTXE), se určují náhodnými vzorky.
Odpadní vody z výroby následujících látek musí splňovat následující speciální limity emisí. Emisní limity, dané jednotlivými výrobními procesy, se vztahují k instalované výrobní kapacitě v tunách.
353
Přílohy
emisní limity pro výrobu jednotlivých organických látek normy emisí látky [mg/l] [g/tunu instalované výrobní kapacity] 1. ethylbenzen, kumen 1,0 20 2. acetaldehyd, vinylacetát 1,0 30 3. vinyl chlorid (VC) 1,0 2 4. trichlorfenoly 1,0 20 (TCP, všechny izomery) 5. trichlorbenzeny 0,2 2 (TCB, všechny izomery) 6. tetrachlormethan 1,5 3 7. hexachlorbutadien (HCBD) 1,5 2 8. ethan-1,2-dichlorid (EDC) 1,0 2 9. trichloreten (TRI) 1,0 3 10. perchloreten (PER) 1,0 3 11. halogenovaná organická rozpouštědla s výjimkou: 1,2,31,0 10 trichlorbenzenu a bodů 6 – 11 Aby bylo moţné splnit emisní limity, čtyři z pěti úspěšně měřených hodnot musí být niţší, neţ hodnoty emisních limitů a pouze jedna naměřená hodnota můţe hodnotu emisního limitu překročit (maximálně o 50 % emisního limitu). Většina těchto parametrů musí být určena hmotnostně proporcionálními homogenními denními průměrnými vzorky. Takové parametry, jako teplota, NL, pH, kyanid, sirník, POX a suma těkavých aromatických látek (BTXE), se určují náhodnými vzorky.
Pro výroby acetylénu, pro kterou je surovinou karbid vápníku, jsou limity emisí stanoveny podle „Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von technischen Gasen“ (BGBI. 1996/670). Karbid vápníku pouţívají jako surovinu všichni výrobci acetylenu v Rakousku. normy emisí pro výrobu acetylénu z karbidu vápníku normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace teplota 35 °C 40 °C TL 4 bez nepříznivého dopadu na komunální čistírnu odpadních vod TF 2 bez nepříznivého dopadu na komunální čistírnu odpadních vod NL 50 mg/l bez nepříznivého dopadu na provoz komunální čistírny odpadních vod pH 6,5-9 6,5-10 anorganické parametry normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace ţelezo (přepočteno na Fe) 2 mg/l omezeno normou pro NL amoniak (přepočteno na N) 10 mg/l kyanid (snadno se uvolňuje a 0,1 mg/l 0,1 mg/l přepočten na CN) celkový fosfor (přepočteno na P) 1 mg/l sulfát (přepočteno na SO4) 200 mg/l sirník (přepočteno na S) 0,1 mg/l 1 mg/l sulfit (přepočteno na SO3) 1 mg/l 10 mg/l organické parametry normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace CHSK (přepočteno na O2) 50 mg/l suma uhlovodíků 10 mg/l 20 mg/l index fenolu (přepočteno na 0,1 mg/l 10 mg/l obecné parametry
354
Přílohy fenol) Aby bylo moţné splnit emisní limity, čtyři z pěti úspěšně měřených hodnot musí být niţší, neţ hodnoty emisních limitů a pouze jedna naměřená hodnota můţe hodnotu emisního limitu překročit (maximálně o 50 % emisního limitu). Většina těchto parametrů musí být určena hmotnostně proporcionálními homogenními denními průměrnými vzorky. Takové parametry, jako teplota, NL, pH, kyanid, sirník, POX a suma těkavých aromatických látek (BTXE), se určují náhodnými vzorky.
Vyhláška „Verordnung über die Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von anorganischen Düngemitteln sowie von Phosphorsäure und deren Salzen“ (BGBI. 1996/669) upravuje normy emisí odpadních vod z výroby melaminu a močoviny. normy emisí pro odpadní vody z výroby močoviny a melaminu obecné parametry normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace teplota 30 °C 35 °C TF 4 bez nepříznivého vlivu na komunální čistírnu odpadních vod NL 30 mg/l 150 mg/l pH 6,5-8,5 6,5-9,5 anorganické parametry normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace amonium (přepočteno na N) 0,5 kg/t 0,5 kg/t dusičnan (přepočteno na N) 0,5 kg/t 0,5 kg/t dusitany (přepočteno na N) 0,02 kg/t 0,02 kg/t organické parametry normy pro vypouštění do normy pro vypouštění do povrchových vod systémů komunální kanalizace CHSK (přepočteno na O2) 0,5 kg/t Normy emisí se vztahují k instalované výrobní kapacitě závodu (vztaţeno na tunu dusíku v konečném produktu). Aby bylo moţné splnit emisní limity, čtyři z pěti úspěšně měřených hodnot musí být niţší, neţ hodnoty emisních limitů a pouze jedna naměřená hodnota můţe hodnotu emisního limitu překročit (maximálně o 50 % emisního limitu). Většina těchto parametrů musí být určena hmotnostně proporcionálními homogenními denními průměrnými vzorky. Takové parametry, jako teplota, NL, pH, kyanid, sirník, POX a suma těkavých aromatických látek (BTXE), se určují náhodnými vzorky.
1. BELGIE Vlámská legislativa týkající se odpadních vod a odpadních plynů v chemickém odvětví Ve vlámské legislativě VLAREM pro oblast ţivotního prostředí, je odvětví chemie rozděleno pod různé podkapitoly:
klasifikační číslo 7 “Chemikálie” (viz. Příloha 1) klasifikační číslo 17 „Nebezpečné látky“ (viz. Příloha 2) klasifikační číslo 20.4 „Chemický průmysl, průmyslové činnosti podléhající 84/360/EEG“ (viz. Příloha 3)
Chemické závody, podléhají některým legislativním úpravám, které se týkají daného odvětví a které se mohou od obecné legislativy pro oblast ţivotního prostředí, specifikované ve VLAREM, lišit:
Vlarem II, Hoofdstuk 5.7 „Chemikálie“ (klasifikační číslo 7) (viz. Příloha 4) Vlarem II, Hoofdstuk 5.17 „Nebezpečné látky“ (klasifikační číslo 17) (viz. Příloha 5) Vlarem II, Hoofdstuk 5.20 „Průmyslové činnosti, při kterých můţe docházet ke znečištění ovzduší“ (klasifikační číslo 20) (viz. Příloha 6)
355
Přílohy
Příloha 1 7. 7.1.
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
CHEMIKÁLIE (viz. také kapitoly 17 a 20.4) Zařízení, jinde neuvedené, pro výrobu nebo úpravu organických a anorganických chemikálií, které provádí: alkylaci aminaci amoniakem karbonylaci kondensaci dehydrogenaci esterifikaci halogenaci a výrobu halogenů hydrogenaci hydrolýzu oxidaci polymerizaci odsíření, syntézu a přeměnu sloučenin obsahujících síru nitraci a syntézu sloučenin obsahujících dusík syntézu sloučenin obsahujících fosfor destilaci extrakci solvataci mísení s roční kapacitou: 1. do a včetně 1 000 tun 2. od 1 000 do a včetně 10 000 tun 3. nad 10 000 tun Integrované chemické závody, tj. vyrábějící látky chemickou přeměnou v průmyslovém měřítku, v nichţ společně existují různé funkčně propojené jednotky a jejich záměrem je výroba: 1. základních organických chemikálií 2. základních anorganických chemikálií 3. fosfátových, dusíkatých nebo draselných hnojiv (jednoduchých nebo kombinovaných hnojiv) 4. základních produktů pro ochranu rostlin a biocidů 5. základních farmaceutických produktů chemickými nebo biologickými procesy 6. výbušnin Petrochemické zařízení nebo závody zaloţené na krakování nebo zplynování nafty, plynového oleje, LPG či jiných ropných derivátů, a současně organická chemie zaloţená na činnostech, jinde neuvedených, s výrobní kapacitou: 1. do a včetně 500 000 tun za rok 2. nad 500 000 tun za rok Zařízení vyrábějící jeden z následujících produktů: a) fenoly, sirouhlík a merkaptany, s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více b) aminy a halogenované organické sloučeniny s roční kapacitou : 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Výroba chlóru elektrolýzou rtuťovým či membránovým procesem s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Výroba organických a anorganických peroxidů s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více
3 2 1 1
A,G G,M G,M
A A
P P
J J
2 1
A M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
356
Přílohy
7. 7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
CHEMIKÁLIE (viz. také kapitoly 17 a 20.4) Výroba chlorovodíku a jeho derivátů i jeho polymerů, jiných, neţ uvádí kapitola 5, s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Výroba pentachlorfenolu sodíku elektrolýzou nebo hexachlorbenzenu, s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Výroba sody (uhličitanu sodného) jako konečného produktu a/nebo vápníku a chloridu sodného jako vedlejšího produktu s roční kapacitou výroby konečného produktu nebo vedlejšího produktu: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Výroba metylcelulózy působením metylchloridu na celulózu, s roční kapacitou: 1. do a včetně 10 tun 2. 10 tun a více Chemické závody vyrábějící 1,2: 1. základní organické chemické produkty, jako jsou: a) jednoduché uhlovodíky (lineární nebo cyklické, nasycené nebo nenasycené, alifatické nebo aromatické) b) uhlovodíky obsahujících kyslík, jako jsou alkoholy, aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny, estery, acetáty, étery, peroxidy, epoxidové pryskyřice c) uhlovodíky obsahující síru d) uhlovodíky obsahující dusík, jako jsou aminy, amidy, sloučeniny nitroso, nitro a nitráto, nitrily, kyanáty a izokyanáty e) uhlovodíky obsahující fosfor f) halogenované uhlovodíky g) organokovové sloučeniny h) produkty na bázi plastů (polymery, umělá vlákna, celulózová vlákna) i) syntetické pryţe j) barviva a pigmenty k) povrchově aktivní látky a tenzidy 2. základní anorganické chemické produkty, jako jsou: a) plyny, jako je amoniak, chlór nebo chlorovodík, fluór nebo fluorovodík, oxidy uhlíku, sloučeniny síry, oxidy dusíku, vodík, oxid siřičitý, karbonyldichlorid b) kyseliny, jako je kyselina chromová, fluorovodíková, kyselina fosforečná, kyselina dusičná, chlorovodíková, kyselina sírová, oleum, kyselina siřičitá c) zásady, jako je hydroxid amonný, hydroxid draselný, hydroxid sodný d) soli, jako je chlorid amonný, chlorid draselný, uhličitan draselný, uhličitan sodný, perborát, dusičnan stříbrný e) nekovy, oxidy kovů nebo jiných anorganických sloučenin, jako jsou karbid vápníku, křemík, karbid křemíku 3. fosfátová, dusíkatá nebo draselná hnojiva (jednoduchá nebo kombinovaná hnojiva) 4. základní farmaceutické produkty chemickými nebo biologickými procesy 5. výbušniny
2 1
A G,M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
2 1
G,M
A
P
J
1
G,M G,M,X G,M,X
A A A
P P P
J J J
1
G,M,X
A
P
J
1
G,M,X
A
P
J
1
G,M,X
A
P
J
1
G,M,X
A
P
J
2 1
1
Můţe se překrývat s některými podsekcemi kapitol 7, 13 a 38. 2 Výrobou se v této kapitole rozumí výroba látek nebo skupin látek, které jsou v této kapitole uvedeny, v průmyslovém měřítku chemickou přeměnou.
357
Přílohy
Příloha 2 Nebezpečné produkty 1 (vypouštění odpadních vod, obsahujících jednu či více nebezpečných látek, které jsou uvedeny v seznamu 2C Dodatku 2 k titulu I Vlarem: viz. Sekce 3.5) 17.2 Průmyslové činnosti a skladování s rizikem větších havárií (Směrnice EU 96/82/EC z 9.12.1996, týkající se omezení rizik větších havárií včetně nebezpečných látek) 17.2.1 podnik, ve kterém jsou nebezpečné produkty přítomné v mnoţstvích rovných 1 či vyšších neţ je mnoţství specifikované v Dodatku 6, části 1 a 2, sloupec 2, přiloţeném k titulu I VLAREM (viz. také Článek 7 titulu I VLAREM) 17
17.2.2 VR-povinný podnik, ve kterém jsou nebezpečné produkty přítomné v mnoţstvích rovných či vyšších neţ je mnoţství specifikované v Dodatku 6, části 1 a 2, sloupec 3, přiloţeném k titulu I VLAREM (viz. také Článek 7 titulu I VLAREM) 17.3 Zařízení nebo skladiště s nebezpečnými produkty neuvedenými v 17.2 nebo 17.4 2,3 17.3.2 Zařízení pro skladování velmi toxických, toxických a výbušných látek s výjimkou látek uvedených v kapitole 48, se skladovací kapacitou: 1. nad 10 kg do a včetně 100 kg 2. nad 100 kg do a včetně 1 tuny 3. nad 1 tunu 17.3.3 Sklady oxidujících, škodlivých, korozívních a dráţdivých látek, s výjimkou látek uvedených v kapitole 48, s celkovou kapacitou: 1. nad 200 kg do a včetně 1 000 kg 2. nad 1 000 kg do a včetně 50 000 kg 3. nad 50 000 kg 17.3.4 Sklady extrémně hořlavých kapalin, s výjimkou kapalin uvedených v kapitole 48, s celkovou kapacitou: 1. nad 50 l do a včetně 500 l 2. nad 500 l do a včetně 30 000 l 3. nad 30 000 l 17.3.5 Sklady hořlavých kapalin, s výjimkou kapalin uvedených v kapitole 48, s celkovou kapacitou: 1. nad 100 l do a včetně 5 000 l 2. nad 5 000 l do a včetně 100 000 l 3. nad 100 000 l 17.3.6 Sklady kapalin s teplotou vzplanutí vyšší neţ 55 °C, nepřesahující však 100 °C, s výjimkou kapalin uvedených v kapitole 48, s celkovou kapacitou: 1a) nad 5 000 l do a včetně 20 000 l, je-li podnik spojen s residenční funkcí v areálu, která se pouţívá především pro obytné účely 1b) nad 100 l do a včetně 20 000 l pro zařízení jiné neţ v bodě a) 2. nad 20 000 l do a včetně 500 000 l 3. nad 500 000 l 17.3.7 Sklady kapalin s teplotou vzplanutí vyšší neţ 100 °C, s výjimkou kapalin uvedených v kapitole 48, s celkovou kapacitou: 1. nad 200 l do a včetně 50 000 l 2. nad 50 000 l do a včetně 5 000 000 l 3. nad 5 000 000 l
G
A
P
J
1
G
A
P
J
3 2 1
G
B
P
J
3 2 1
G
B
P
J
3 2 1
B
3 2 1
B
3 3 2 1
B
3 2 1
B
358
Přílohy
17
1
Nebezpečné produkty (vypouštění odpadních vod, obsahujících jednu či více nebezpečných látek, které jsou uvedeny v seznamu 2C Dodatku 2 k titulu I Vlarem: viz. Sekce 3.5) 17.3.8 Sklady pro skladování environmentálně nebezpečných látek s výjimkou látek uvedených v kapitole 48, se skladovací kapacitou: 1. nad 100 kg do a včetně 1 tuny 2. nad 1tunu do a včetně 100 tun 3. nad 100 tun 17.3.9 Zařízení pro distribuci paliv pro motorová vozidla, např. zařízení pro plnění palivové nádrţe motorových vozidel kapalnými uhlovodíky s cílem pohánět motor(y) v nich namontované. 1. Zařízení pro rozvod kapalin uvedených v kapitole 17.3.6.1 ° s maximálně 1 rozvodným potrubím 2. zařízení pro rozvod: a) paliv uvedených v kapitole 17.3.6.2 s maximálně 1 rozvodnou hadicí a/nebo b) paliv uvedených v kapitole 17.3.4.1 s maximálně 1 rozvodnou hadicí která zásobuje pouze vlastní podniková vozidla 3. ostatní zařízení 17.4 Sklady, s výjimkou skladů uvedených v kapitole 48 a/nebo místa prodeje nebezpečných látek uvedených v Dodatku 7 titulu I VLAREM v baleních s maximálním objemem 25 litrů nebo 25 kilogramů, která umoţňují skladovat 50 kg nebo 50 l aţ 5 000 kg nebo 5 000 l (Směrnice Rady 67/548/EEC z 27.6.1967 o sbliţování zákonů, nařízení a administrativních ustanovení týkajících se kategorizace, balení a označování nebezpečných látek ). 17.5 Zařízení, která obsahují více neţ 5 dm3 PCB a zařízení, která u nichţ se dá předpokládat, ţe kapaliny v nich obsaţené obsahují 0,05 – 0,005 hmotnostních % PCB (Směrnice Rady 96/59/EC z 16.9.1996) 4
3 2 1
G G
A
E
J
3 2
2 1 3
B
3
1
Tato kapitola se zabývá pevnými a kapalnými látkami. Plyny jsou rozděleny v kapitole 16. Pro pouţití této kapitoly, za „nebezpečné produkty“ se povaţují látky uvedené v Dodatku 7 k titulu I VLAREM. Pro pouţití třídících kritérií této podkapitoly je třeba brát v potaz hlavní vlastnost a teplotu vzplanutí. V případě kapalných paliv je však nutné brát v úvahu pouze bod vzplanutí. V tomto kontextu je „hlavní vlastnost“ chápána jako třídění podle Směrnice Rady 67/548/EEC z 27 .6.1967 o kategorizaci, balení a označování nebezpečných látek a Směrnice Rady 88/379/EEC z 7.6.1988 o kategorizaci, balení a označování nebezpečných přípravků. Je-li produkt označen dvěma či více symboly nebezpečnosti, je nutné brát v potaz maximální moţné riziko. Není-li to specifikováno ve zmíněné Směrnici Rady, pak kategorizace opatření ADR musí být zachována, tak jak je uvedena Královským Dekretem z 16 září 1991, který se zabývá přepravou nebezpečných produktů po silnicích s výjimkou výbušnin a radioaktivních látek, jak uvedl Belgian State Gazette z 18.6.1997. 4 pro silnoproudé kondenzátory se limit vztahuje na součet jednotlivých sloţek kombinovaného zařízení. 2 3
Příloha 3 20.4 Chemický průmysl (viz. také kapitola 7): 20.4.1 Chemické zařízení pro výrobu olefinů, derivátů olefinů, monomerů a polymerů, neuvedených v kapitole 7.3 1. s výrobní kapacitou do a včetně 10 tun za rok 2. s výrobní kapacitou nad 10 tun za rok 20.4.2 Chemické zařízení pro výrobu organických meziproduktů, neuvedených v kapitole 7 1. s výrobní kapacitou do 10 tun za rok 2. s výrobní kapacitou nad 10 tun za rok 20.4.3 Zařízení pro výrobu základních anorganických chemických produktů, neuvedených v kapitole 7 1. s výrobní kapacitou do a včetně 10 tun za rok 2. s výrobní kapacitou nad 10 tun za rok
2 1
G,M A
P
J
2 1
G,M A
P
J
2 1
G,M A
P
J
359
Přílohy (zařízení likvidující toxické a nebezpečné odpady spalováním: viz. kapitola 2.3.4) (zařízení zpracovávající ostatní pevný a kapalný odpad spalováním: viz. kapitola 2.3.4)
Příloha 4 KAPITOLA 5.7: CHEMIKÁLIE Kapitola 5.7.1. Obecná ustanovení Článek 5.7.1.1 § 1. Ustanovení této kapitoly se vztahují na zařízení vyjmenované v kapitole 7 v klasifikačním seznamu. § 2. Látky, kterých se směrnice o nebezpečných látkách týkají, jmenovitě ustanovení kapitoly 5.17, se mohou pouze - dopravit do, pouţít v a přepravit z - těch podniků, kterých se podmínky ustanovení zmíněných směrnic týkají. § 3. „Výrobní kapacita“, která se v těchto ustanoveních pouţívá, znamená celkovou kapacitu nepřerušovaného 24-hodinového provozu, násobenou průměrným počtem dnů za rok během nichţ je podnik v provozu za normálních podmínek pokud jde o údrţbu a bezpečnost. Tato kapacita se uvádí v tunách. Článek 5.7.1.2 § 1. Provozovatel odpovídá za příjem, výrobu, produkci, přípravu, zpracování, zacházení, receptury, balení a/nebo přepravu látek a produktů. § 2. Výroba polychlorovaných bifenylů (PCB) a polychlorovaných terfenylů (PCT) je zakázána. § 3. Výroba chlorofluorovaných uhlovodíků (CFC), bromofluorovaných uhlovodíků (BFC nebo halonů), či jejich směsí, specifikovaná v Dodatku 5.7, je zakázána. § 4. V souladu s Článkem 11 Směrnice Rady 3322/88 z 14.10.1988 musí provozovatelé podniků, které vyrábí CFC a BFC podle § 3, informovat Komisi Evropského společenství i Úřad pro udělování environmentálních povolení, a to jak ohledně CFC, tak BFC, které uvádí § 3: 1. nejpozději do dvou měsíců od data, kdy toto nařízení vstoupí v platnost, s ohledem na rok 1986, a po celé dané období, o: a) vyrobeném mnoţství b) prodaném mnoţství c) mnoţství pro vlastní spotřebu d) dovezeném mnoţství e) vyvezeném mnoţství f) odstraněném mnoţství; a nakonec musí být uvedeno i mnoţství na skladě k 31. prosinci daného roku; 2. s ohledem na CFC, ne později neţ 31. srpna kaţdého roku a s ohledem na předchozí období od 1. července do 30. června, o: a) vyrobeném mnoţství b) prodaném mnoţství
360
Přílohy c) mnoţství pro vlastní spotřebu d) dovezeném mnoţství e) vyvezeném mnoţství f) odstraněném mnoţství; a nakonec musí být uvedeno i mnoţství na skladě k 30. červnu daného roku;
3. s ohledem na BFC, ne později neţ 28. února kaţdého roku a s ohledem na předchozí kalendářní rok, o: a) vyrobeném mnoţství b) prodaném mnoţství c) mnoţství pro vlastní spotřebu d) dovezeném mnoţství e) vyvezeném mnoţství f) odstraněném mnoţství; a nakonec musí být uvedeno i mnoţství na skladě k 31. prosinci předchozího kalendářního roku. § 5. Výroba následujících látek je zakázána, s výjimkou případů, kdy je výroba jedné nebo několika z nich výlučně povolena environmentálním povolením: 1. metylbromid; 2. dikyan, kyselina kyanovodíková a její soli (kyanidy); 3. organické kyanidy (nitrily). Článek 5.7.1.3 § 1. Musí-li podnik ţádat o povolení, protoţe je zařazen do kategorizačního seznamu v oddílu 7, musí veškeré skladování nebezpečných látek splňovat podmínky uvedené v kapitole 5.17 „Nebezpečné látky“ v daném pořadí, za předpokladu, ţe skladovaná mnoţství spadají do rámce této kapitoly. V environmentálním povolení však mohou být uvedeny výjimky, týkající se oddělovacích vzdáleností mezi jednotlivými skupinami a/nebo podskupinami, jejichţ skladovaná mnoţství nejsou kategorizována. V takových případech musí být vyznačeny i důvody těchto výjimek. § 2. Není-li v environmentálním povolení uvedeno jinak, musí být metylbromid skladován v tlakových nádobách o maximálním obsahu 100 kg metylbromidu na sud; sudy s metylbromidem pak musí být uloţeny vertikálně s uzávěrem nahoře; sudy s metylbromidem musí být chráněny proti takovým vlivům počasí, jako je sluneční světlo a déšť a nemají být skládány na sebe; v průběhu skladování musí být uzávěry sudů s metylbromidem chráněny proti mechanickému poškození pouţitím krytů uzávěrů; prázdné sudy musí být skladovány stejným způsobem jako sudy plné; § 3. Konstrukce všech prostor pro zpracovávání nebezpečných produktů je taková, aby bylo moţno látky, které náhodně uniknou nebo prosáknou, jímat. Aby se zabránilo rozšíření ohně, musí být všechny prostory v nichţ se nakládá s extrémně a vysoce hořlavými kapalinami konstruovány tak, aby všechny náhodné úniky či průsaky skončily v jímacím zařízení a byly jímacími kanály odvedené do jedné či více jímek. Takové jímací zařízení nesmí být nijak, ani přímo či nepřímo, spojeno s veřejnou kanalizací, povrchovými vodami, jímacím bazénem povrchových vod, příkopem, ani se spodními vodami. Jímací zařízení i jímky musí být pravidelně vyprazdňovány, minimálně po kaţdé nehodě. Výsledné odpadní toky musí být vypouštěny vhodným způsobem. § 4. Bez dotčení jakéhokoli dalšího významného právního nebo regulačního ustanovení přijme provozovatel všechna vyţadovaná opatření, aby dostatečně chránil okolí proti nebezpečí poţáru a výbuchu. To se vztahuje i na povinné vybavení dostupným nezbytným hasícím zařízením. Druh
361
Přílohy hasícího zařízení i jeho umístění se určí na základě konzultace s oprávněným hasičským sborem. Environmentální povolení není na této záleţitosti nijak závislé. Hasící zařízení musí být udrţováno ve správných podmínkách, chráněno před mrazem, řádně označené, snadno přístupné a umístěné na místech k tomu určených. Musí být moţné je okamţitě pouţít.
§ 5. Podnik musí mít taková opatření, aby se zabránilo průniku chemikáliemi znečištěné poţární vody do půdy, veřejné kanalizace, povrchových a spodních vod. Zachycená poţární voda musí být vypuštěna odpovídajícím způsobem. Jímací kapacita pro poţární vodu musí být určena na základě konzultace s oprávněným hasičským sborem. § 6. Všechny osoby a personál, pracující v podniku, musí být úplně seznámeni s podstatou látek a vyráběných produktů a s nimi spojenými nebezpečími. Personál musí být dobře informován o opatřeních, která je v případě neobvyklých situací nutné učinit. Provozovatel má zajistit poţadované aktuální instrukce. Provozovatel má povinnost tyto instrukce revidovat minimálně jednou za rok. Článek 5.7.1.4 § 1. Pokud není environmentálním povolením určeno jinak a jako výjimka z obecných emisních limitních hodnot, určených v kapitole 4.4, se stanoví níţe uvedené emisní limitní hodnoty - vyjádřené v mg/Nm3 a vztaţené k následujícím podmínkám: teplota 0 °C, tlak 101,3 kPa, suchý plyn, nebo v případě pouţití parních ejektorů plyn vlhký – vztahují na vypouštěné odpadní plyny: Při výpočtu emisních hodnot nebylo bráno v úvahu mnoţství dodávaného vzduchu do části zařízení pro ředění nebo chlazení odpadních plynů. 1.
2.
3.
propylenennitril: v odpadních plynech ze spaloven pro výrobu propylenenitrilu, bez ohledu na hmotový průtok: 0,2 mg/Nm3 zbytkový, při hmotovém průtoku 25 g/hod a vyšším: 5,0 mg/Nm3
následující organická látka, při průtoku na látku 100 g/hod a vyšším: 1,2-dichlorethan: při výrobě dané sloučeniny: v ostatních případech:
5,0 mg/Nm3 20,0 mg/Nm3
prach celkem: závody na výrobu biocidů nebo jejich aktivních sloţek, při hmotovém průtoku 25 g/hod a vyšším: pro vysoce toxické nebo vysoce bioakumulativní a perzistentní biocidy: 5,0 mg/Nm3 pro vysoce toxické, škodlivé nebo korozívní biocidy: 20,0 mg/Nm3 pro neškodné biocidy: 100,0 mg/Nm3
§ 2. Odpadní plyny se mají jímat v místě jejich vzniku a po všech nezbytných čištěních, aby vyhověly běţným emisním a imisním podmínkám, mohou být vypuštěny do okolního ovzduší komínem. Tento komín musí být dostatečně vysoký, aby z environmentálního hlediska dostatečně rozptýlil vypuštěné látky a neohrozil veřejné zdraví. Minimální výška komínu musí být určena výpočetním systémem pro výšku komínů, který je uveden v Článku 4.4.2.3.
Kapitola 5.7.2 Výroba oxidu titaničitého (titanové běloby)
362
Přílohy Článek 5.7.2.1 Opatření této kapitoly se vztahují na zařízení, uvedené v podkapitole 7.1 kategorizačního seznamu, pokud tyto zařízení patří do odvětví výroby oxidu titaničitého.
§ 1. Je zakázáno ukládat na skládku jakékoli pevné odpady, silně kyselé odpady, čištěné odpadní materiály, slabě kyselé odpady nebo neutralizované odpady. § 2. Na stávající zařízení se vztahují následující přechodná ustanovení: 1. pro stávající zařízení se sulfátovým procesem: vypouštění slabě kyselých a neutralizovaných odpadů do všech vod je omezeno hodnotou 800 kg celkového mnoţství síranu – tj. mnoţství, které odpovídá mnoţství iontů SO4 ve volné kyselině sírové a v síranech kovů – na vyrobenou tunu oxidu titaničitého. 2. Pro stávající zařízení s chloridovým procesem: vypouštění slabě kyselých odpadů, čištěných odpadních materiálů a neutralizovaných odpadů ve všech vodách je omezeno následujícími hodnotami celkového mnoţství chloridu, tj. mnoţství, které odpovídá mnoţství iontů Cl ve volné kyselině chlorovodíkové a v chloridech kovů, na vyrobenou tunu oxidu titaničitého: 130 kg při pouţívání přírodního rutilu 228 kg při pouţívání syntetického rutilu 450 kg při pouţívání strusky; v případě, ţe zařízení pouţívají více neţ jeden druh rudy, odpovídají hodnoty poměru mnoţství pouţitých rud. Článek 5.7.2.3 Na emise do ovzduší se vztahují následující emisní omezení: 1. pro stávající zařízení se sulfátovým procesem: emisní limitní hodnota pro tuhé znečišťující látky: 50 mg/Nm3 musí být vypracována ustanovení pro zabránění emisím kapiček kyselin emise SOx, které pocházejí z rozpouštění a praţících fází výroby oxidu titaničitého, jsou omezeny maximem 10 kg ekvivalentního SO2 na tunu vyrobeného oxidu titaničitého zařízení, v nichţ jsou koncentrovány odpadní kyseliny, nesmí vypouštět více neţ 500 mg/Nm3 SOx, přepočteného na ekvivalentní SO2 zařízení, kde se praţí soli pocházející z čištění odpadů, mají být vybaveny nejlepšími dostupnými technikami, které sniţují emise SOx; 2. pro stávající zařízení pouţívající chloridový proces: emisní limitní hodnota pro tuhé znečišťující látky: chlór: denní průměr okamţitá hodnota
50 mg/Nm3 5 mg/Nm3 40 mg/Nm3.
Článek 5.7.2.4 S ohledem na odpady z výroby oxidu titaničitého – jmenovitě jsou zakázány odpady, které se vypouští nebo ukládají do vod nebo emise do ovzduší – musí být přijata nutná opatření, která zajistí, ţe:
363
Přílohy 1. vznik těchto odpadů je v maximální moţné míře omezen nebo jsou vzniklé odpady znovu vyuţívány v maximálním technicky a ekonomicky moţném rozsahu; 2. se tyto odpady znovu vyuţívají nebo se likvidují bez ohroţení lidského zdraví a bez negativních vlivů na ţivotní prostředí. To samé se vztahuje i na odpady, které vznikají při recyklaci nebo čištění jiţ zmíněných odpadů.
Článek 5.7.2.5 § 1. Mnoţství SO2, SO3 a kapičky kyselin, vyjádřené jako ekvivalent SO2, vypouštěné z některých závodů, musí být vypočtené s ohledem na uvolněný objem plynů při určitých uvaţovaných činnostech a průměrný obsah SO2/SO3, který(é?) se měří ve stejném časovém období. Určení průtoku a obsahu SO2/SO3 musí probíhat při stejné teplotě a vlhkosti. § 2. Bez dotčení ustanovení Článku 5.7.1.4 a kapitol 2.5.a 4.4, v jedné nebo několika měřících stanicích, které jsou umístěny v okolí podniku, v oblasti která je typická pro znečištění pocházející z podniku, musí být monitorovány následující imise: 1. imise oxidu siřičitého, pokud se oxid titaničitý vyrábí sulfátovým procesem; 2. imise chlóru, pokud se oxid titaničitý vyrábí chloračním procesem. Pokud imise neměří ţádná stanice, jak je uvedeno v prvním odstavci, musí být měření celkového mnoţství plynných emisí oxidu siřičitého a chlóru z výrobní lokality provedeno minimálně 12x za rok. § 3. Od 1. ledna 1995, pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, a jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4, nesmí emise SOx pocházející z rozpouštění a praţících fází výroby oxidu titaničitého překročit hodnotu 10 kg ekvivalentu SO2 na tunu vyrobeného oxidu titaničitého. Kapitola 5.7.3. Výroba oxidu siřičitého, oxidu sírového, kyseliny sírové nebo olea (dýmavé kyseliny sírové) Článek 5.7.3.1 § 1. Ustanovení této kapitoly se týkají podniků, které vyrábí oxid siřičitý, oxid sírový, kyselinu sírovou nebo oleum a které uvádí podkapitola 7.1 kategorizačního seznamu. § 2. Pro zavedení těchto ustanovení je „účinnost konverze SO2 na SO3“ definována takto: účinnost konverze =
SO2 (vstup) – SO2 (výstup) SO2 (vstup)
x 100 (%)
Článek 5.7.3.2 § 1. Pokud to je, s ohledem na plyny pouţívané jako suroviny, z pohledu nejlepších dostupných technik technicky moţné, musí se pro konverzi SO2 na SO3 pouţívat dvojitý kontaktní proces. Pokud se ukáţe, ţe je to pro dosaţení omezení emisí odpovídajících účinnosti přeměny podle § 4 tohoto článku nezbytné, mohou být emise SO2 a SO3 dále sníţeny vyuţitím kontaktního loţe, nebo pomocí obdobných opatření. Mohou být vyuţity všechny alternativní procesy v případě, ţe jsou ekvivalentní alespoň z hlediska sníţení znečištění a zajišťují stejné nebo vyšší poměry přeměny.
364
Přílohy § 2. Jednoduchý kontaktní proces (bez meziadsorpce) můţe být pouţit pouze v případě, ţe se zpracovávají plyny, které obsahují méně neţ 10 % SO2, nebo plyny, u nichţ obsah SO2 značně kolísá. Pokud se ukáţe, ţe je to k dosaţení omezení emisí odpovídajících účinnosti konverze podle § 4 tohoto článku nezbytné, mohou být emise SO2 a SO3 dále sníţeny vyuţitím alkalického praní nebo pomocí obdobných opatření.
§ 3. Mokrý katalytický proces je povolen pouze v případě praţení sirníku molybdenu a odsíření kouřových plynů. § 4. Průměrný denní konverzní poměr musí být minimálně: 1. při jednoduchém kontaktním procesu: a) pokud přiváděný plyn obsahuje méně neţ 6 % SO2 - minimálně 97,5 % b) pokud přiváděný plyn obsahuje 6 % SO2 a více - minimálně 98,5 %; 2. při dvojitém kontaktním procesu: a) pokud přiváděný plyn obsahuje méně neţ 8 % SO2 - minimálně 99 % b) pokud přiváděný plyn obsahuje 8 % SO2 a více - minimálně 99,5 % při kolísavém sloţení plynu 99,6 % při stálých podmínkách; 3. při mokrém katalytickém procesu minimálně 97,5 %; 4. při jiném procesu minimálně 99 %. § 5. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4 jsou následující emisní limitní hodnoty: 1. oxidu siřičitého: 2. oxidu sírového: při stálých podmínkách: v ostatních případech:
1700 mg/Nm3, bez dotčení konverzního poměru předepsaného v Článku 5.7.5.1; 60 mg/Nm3; 120 mg/Nm3.
§ 6. Environmentální povolení můţe navíc stanovovat emisní limitní hodnoty hmotového průtoku SO 3 a H2SO4 (vyjádřených v SO3) ve vypouštěných odpadních plynech. § 7. Hodnoty účinnosti přeměny uvedené v § 4 tohoto článku se nevztahují na generátory SO3 3.kategorie, které se pouţívají pro stimulaci emisí popílku vstřikováním SO 3 do kouřových plynů tepelných zařízení. Na kouřové plyny, takto čištěné, se vztahují normy emisí SO 3 odpovídajících tepelných zařízení. Oddíl 5.7.4 Výroba kyseliny dusičné Článek 5.7.4.1 § 1. Ustanovení tohoto oddílu platí pro výrobce kyseliny dusičné, kteří jsou uvedeni v podkapitole 7.1 kategorizačního seznamu. § 2. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4 je emisní limitní hodnota oxidů dusíku ve vypouštěných odpadních plynech, vyjádřených v NO2: 450 mg/Nm3.
365
Přílohy Do okolního ovzduší mohou být navíc vypouštěny pouze bezbarvé odpadní plyny. Aby toho bylo moţno dosáhnout, a bez dotčení předepsané limitní hodnoty dané prvním odstavcem, neměly by emise NO2 překročit hodnotu, kterou získáme výpočtem podle vzorce: 1200 koncentrace NO2 =
otevřená šířka ústí komínu v dm
Oddíl 5.7.5 Výroba chlóru Článek 5.7.5.1 § 1. Ustanovení tohoto oddílu se vztahují na zařízení, uvedené v podkapitole 7.5 kategorizačního seznamu. § 2. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4.3 a jejich doplnění jsou následující emisní limitní hodnoty pro: 1. chlór: a) v případě závodů vyrábějících pouze zkapalněný chlór: 6 mg/Nm3; b) v ostatních případech: 1 mg/Nm3; 2. rtuť a její sloučeniny: a) při hmotovém průtoku 1 g/hod či více: 0,2 mg/Nm3 b) při chlór-alkalické elektrolýze podle amalgámového procesu, by neměly roční průměrné emise rtuti do ovzduší z jedné haly překročit: i. 1,5 g/t vyrobeného chlóru, pro nové zařízení ii. 2 g/t vyrobeného chlóru, pro stávající zařízení iii. tyto limitní hodnoty zahrnují i rtuť, kterou obsahují sloučeniny vodíku vypouštěné do ovzduší nebo spalované. § 3. Výstavba nových závodů na výrobu chlóru procesem na rtuťové katodě jiţ povolována nebude. Po roce 2010 jiţ nebude moţné proces se rtuťovou katodou ani pouţívat. Oddíl 5.7.6 Výroba síry Článek 5.7.6.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na závody vyrábějící síru, které uvádí pododdíl 7.1 kategorizačního seznamu. § 2. Závody s Clausovým procesem musí dosahovat následujících účinností konverze síry: 1. výrobní kapacita do 20 tun síry za den: 2. výrobní kapacita mezi 20 a 50 tunami síry za den: 3. výrobní kapacita nad 20 tun síry za den:
97%; 98 %; 99 %.
Zde je třeba účinnost konverze síry chápat jako poměr mnoţství síry vyrobené a mnoţství síry v přiváděném plynu. § 3. Jako výjimka z ustanovení v kapitole 4.4.3 by emise sirovodíku v odpadních plynech neměly překročit 10 mg/Nm3. Aby toho bylo dosaţeno, musí odpadní plyny projít spalovací pecí.
366
Přílohy
§ 4. Koncentrace emisí SO2 ze zařízení s Clausovým procesem, která jsou součástí ropných rafinérií, jsou omezeny článkem 5.20.2.2 („Ropné rafinérie“) v kapitole 5.20. Oddíl 5.7.7 Výroba organických chemikálií a rozpouštědel Článek 5.7.7.1 § 1. Ustanovení tohoto oddílu se vztahují na zařízení, které vyrábí organické chemikálie nebo rozpouštědla a uvádí je kapitola 7 kategorizačního seznamu. § 2. Odpadní plyny ze závodů na výrobu 1,2-dichlorethanu a vinylchloridu musí být odváděny do zařízení sniţujících obsah emisí odpadních plynů do ovzduší. Jako výjimka z ustanovení oddílu 4.4.3 platí pro 1,2-dichlorethan v odpadních plynech emisní limitní hodnota 5 mg/Nm3. § 3. Odpadní plyny ze systému reaktoru a adsorbéru v zařízení na výrobu propylennitrilu musí být odváděny ke spalování. Jako výjimka z ustanovení oddílu 4.4.3 pro propylennitril v odpadních plynech platí emisní limitní hodnota 0,2 mg/Nm3. Odpadní plyny, které vznikají při čištění reakčních produktů (destilaci), i odpadní plyny, které se uvolňují v průběhu plnění, musí být odváděny do pračky. Oddíl 5.7.8 Výroba uhlovodíků v petrochemických závodech, které nejsou součástí ropných rafinérií Článek 5.7.8.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, vyrábějící uhlovodíky, které uvádí oddíl 7.3 kategorizačního seznamu. § 2. Odpadní plyny, které ve výrobních závodech nevznikají průběţně, jako jsou např. odpadní plyny z regenerace katalyzátorů, nebo odpadní plyny vzniklé během kontrol a čištění, se musí odvádět do spalovacího zařízení nebo musí být přijata podobná vhodná opatření. § 3. Odpadní plyny, které vznikají během spouštění a zastávek zařízení, musí být v maximální moţné míře odváděny do systému jímání odpadních plynů nebo musí být spalovány v provozních tepelných zařízeních. Není-li to moţné, musí být plyny spalovány v polních hořácích, kde nesmí úroveň emisí organických látek přesáhnout 1 % s ohledem na celkový obsah uhlíku. § 4. Odpadní plyny z odsiřovacích zařízení nebo jiných zdrojů s objemem sirovodíku vyšším neţ 0,4% a hmotovým průtokem sirovodíku vyšším neţ 2 tuny/den musí být dále zpracovány. Odpadní plyny, které se dále nezpracovávají, musí být odváděny do spalovací pece. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4 by emise sirovodíku ve vypouštěných odpadních plynech neměly překročit 10 mg/Nm3. Voda, která obsahuje sirovodík, můţe být zpracovávána pouze takovým způsobem, který zabrání uvolňování odpadních plynů do ovzduší. § 5. S přenosem surovin, meziproduktů a konečných produktů musí být emise organických látek při tenzi par 13,3 kPa a teplotě 35 °C sníţeny zavedením vhodných opatření, např. systémů vytěsňování plynů, extrakcí a odvedením do zařízení čistících odpadní plyny. § 7. Provozní voda můţe být do otevřeného systému vypouštěna aţ po odplynování. Odpadní plyny, které se při tom uvolní se musí čistit praním nebo spalováním.
367
Přílohy
Oddíl 5.7.9 Výroba uhlíku Článek 5.7.9.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, vyrábějící uhlík (tvrdý lignit) nebo elektrokarbon (např. pro elektrody, sběrače proudu nebo součásti spotřebičů), které uvádí pododdíl 7.1 kategorizačního seznamu.
§ 2. Jako výjimka z ustanovení v kapitole 4.4 jsou emisní limitní hodnoty organických látek v odpadních plynech následující: 1. pro míchání a hnětení, v případě míchacích a hnětacích zařízení, kde se zpracovávají asfalt, dehet nebo těkavá pojidla nebo ztekucovací prostředky při zvýšených teplotách, vyjádřené v mnoţství celkového uhlíku: 100 mg/Nm3 2. pro vypalování, v případě pecí s jednou komorou, pecí s kombinovanými komorami a tunelových pecí, vyjádřené v mnoţství celkového uhlíku: 500 mg/Nm3 3. pro vypalování, v případě prstencových pecí pro výrobu grafitových elektrod a uhlíkových bloků, vyjádřené v mnoţství celkového uhlíku: 200 mg/Nm3 4. pro impregnaci, v případě impregnačních zařízení, která pouţívají dehtová impregnační činidla, vyjádřené v mnoţství celkového uhlíku: 50 mg/Nm3. Oddíl 5.7.10 Výroba peroxidů Článek 5.7.10.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, které uvádí pododdíl 7.6 kategorizačního seznamu. § 2. Organické peroxidy mohou být vyráběny pouze tehdy, povoluje-li to výslovně environmentální povolení. Organické peroxidy, které mohou explodovat nebo detonovat silnou termální reakcí, musí být v podniku uchovávány při teplotách niţších, neţ je teplota z bezpečnostního hlediska maximálně moţná, podle povahy dané látky; maximální teplota pro látky uvedené níţe je:
acetyl cyklohexan sulfonyl peroxid: peroxid kyseliny jantarové: terciál butyl peroxyizopropylkarbonát (BPIC): terciál butyl peroxypivalát: dibenzoyl peroxid: dicyklohexyl peroxydikarbonát: diizopropyl peroxydikarbonát:
- 10 °C + 10 °C pokojová teplota - 10°C pokojová teplota + 5 °C -15 °C.
§ 3. Peroxidy uvedené v § 2, které musí být v podniku uchovávány při teplotě niţší, neţ je pokojová, musí být skladovány: 1. buď v chladničkách nebo mrazácích, umístěných ve výrobní budově, přičemţ kaţdá chladnička nebo mrazák můţe obsahovat maximálně 30 kg nemraţených organických peroxidů;
368
Přílohy 2. buď v chladničkách nebo mrazácích, umístěných v oddělené skladovací budově, v které se mohou skladovat pouze uvedené peroxidy. V tomto případě můţe kaţdá chladnička nebo mrazák obsahovat maximálně 150 kg nemraţených organických peroxidů; 3. nebo v oddělené chladírně, která je určena pouze tento účel. V tomto případě, pokud není environmentálním povolením určeno jinak, můţe být v jedné chladírně skladováno maximálně 500 kg nemraţených organických peroxidů.
Oddíl 5.7.11 Výroba polyvinylchloridu Článek 5.7.11.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení vyrábějící polyvinylchlorid, které uvádí oddíl 7 kategorizačního seznamu. § 2. Při přechodu z uzavřeného systému polymerizace nebo sušení do systému otevřeného musí být uchováváno co nejméně reziduí vinylchloridu (VC). Proto by neměly být překročeny následující maximální měsíční průměrné hodnoty: blokový PVC: 10 mg VC / kg PVC suspenzní homopolymery: 0,10 g VC / kg PVC suspenzní kopolymery: 0,40 g VC / kg PVC mikrosuspenzní PVC a emulzní PVC: 1,5 g VC / kg PVC. § 3. Další sníţení hmotnostní koncentrace vinylchloridu v odpadních plynech je umoţněno maximálním povinným vyuţitím odpadních plynů ze sušičky jako topného plynu v topných zařízeních. Oddíl 5.7.12 Výroba kaprolaktamu Článek 5.7.12.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, vyrábějící kaprolaktam, které uvádí oddíl 7 kategorizačního seznamu. § 2. Při výrobě kaprolaktamu podle Raschigova procesu nesmí emise NO2 překročit 15 kg NOx/tunu vyrobeného kaprolaktamu. Oddíl 5.7.13 Výroba syntetických materiálů na bázi polyakrylonitrilu Článek 5.7.13.1 § 1. Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení vyrábějící syntetické materiály na bázi polyakrylonitrilu, které uvádí oddíl 7 kategorizačního seznamu. § 2. Výroba a zpracování propylennitril-polymerů na vlákna. 1. Pro emise propylennitrilu v odpadních plynech ze sušáren platí emisní limitní hodnota 20 mg/Nm3. 369
Přílohy 2. Odpadní plyny z reakčních nádob, z intenzivního čištění odpadních plynů, z nádrţí suspenzí a z pracích filtrů, které obsahují propylennitril, se musí odvádět do pračky odpadních plynů nebo adsorbéru. Pro emise propylennitrilu v odpadních plynech adsorbéru platí emisní limitní hodnota 10 mg/Nm3. 3. Pokud při zvlákňování polymeru obsahuje tok odpadních plynů více neţ 5 mg/Nm3 propylennitrilu, musí být odváděn do zařízení sniţujícího emise odpadních plynů do ovzduší. § 3. Výroba ABS pryskyřic 1. Polymerace emulzí: Odpadní plyny obsahující propylennitril, které se uvolňují v průběhu polymerace, sráţení nebo čištění reaktoru, se musí odvádět do spalovacího zařízení; pro emise propylennitrilu v odpadních plynech ze sušičky platí měsíční průměrné emisní limitní hodnoty 25 mg/Nm3; 2. Kombinovaná roztočová/emulzní polymerace: odpadní plyny obsahující propylennitril, které se uvolňují z reaktorů, v průběhu meziskladování, sráţení, dehydratace, při recyklaci rozpouštědel a míchání, se musí odvádět do spalovacího zařízení; pro emise propylennitrilu, které vznikají blízko odvodu z mísiče, platí měsíční průměrné emisní limitní hodnoty 10 mg/Nm3. § 4. Výroba nitrilového kaučuku (NBR) Odpadní plyny obsahující propylennitril, které se uvolňují v průběhu recyklace butadienu, meziskladování latexu a praní kaučuku, se musí odvádět do spalovacího zařízení. Odpadní plyny, které se uvolňují při recyklaci propylennitrilu se musí odvádět do pračky odpadních plynů. Pro emise propylennitrilu v odpadních plynech ze sušičky platí emisní limitní hodnota 15 mg/Nm3. § 5. Výroba disperzí emulzní polymerací propylennitrilu Odpadní plyny obsahující propylennitril, které se uvolňují z jímacích nádob, reaktorů, meziskladovacích nádrţí a z kondenzátorů, se musí odvádět do zařízení na čištění plynů v případě, ţe obsah propylennitrilu překročí 5 mg/Nm3. Oddíl 5.7.14 Výroba a zpracování viskózy Článek 5.7.14.1 § 1. Ustanovení tohoto oddílu se vztahují na zařízení vyrábějící viskózu, které uvádí kapitola 7 kategorizačního seznamu. § 2. Odpadní plyny z výroby viskózy, z přepracování zvlákňovací lázně a z dočišťování pro výrobu textilního umělého hedvábí, se musí odvádět do zařízení, která sniţují emise do ovzduší. Jako výjimka z ustanovení v kapitole 4.4 jsou emisní limitní hodnoty odpadních plynů následující: 1. pro sirovodík: 2. pro sirouhlík:
5 mg/Nm3 jako denní průměrná hodnota 0,10 g/Nm3 jako denní průměrná hodnota.
§ 3. Při výrobě viskózové stříţe a celofánu musí být odpadní plyny ze spřádacích strojů a z dočišťování odváděny do zařízení, které sniţuje emise do ovzduší. Jako výjimka z ustanovení v kapitole 4.4 jsou emisní limitní hodnoty odpadních plynů následující: 1. pro sirovodík: 2. pro sirouhlík:
5 mg/Nm3 jako denní průměrná hodnota 0,15 g/Nm3 jako denní průměrná hodnota.
370
Přílohy § 5. Při výrobě výrobků z viskózy do 31. prosince 2001 platí pro všechny odpadní plyny – včetně vzduchu z různých místností a okolí strojů – následující emisní limitní hodnoty odpadních plynů: 1. pro sirovodík: 2. pro sirouhlík: 3. pro součet sirovodíku a sirouhlíku:
100 mg/Nm3 jako denní průměrná hodnota 600 mg/Nm3 650 mg/Nm3.
Pro maximální moţné sníţení emisí sirovodíku a sirouhlíku se musí pouţít nejlepší dostupné techniky.
Od 1. ledna 2002, i jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4, platí pro odpadní plyny následující emisní limitní hodnoty: 1. pro sirovodík: 50 mg/Nm3 jako denní průměr 2. pro sirouhlík se jednotlivé hodnoty liší podle produktu, na který se vztahují: a) celulózová stříţ: 150 mg/Nm3 b) celofán: 150 mg/Nm3 c) viskóza (textilní): 150 mg/Nm3 d) syntetické kordové hedvábí: 400 mg/Nm3 e) syntetické kůţe (velury): 400 mg/Nm3 f) viskóza (technická): 600 mg/Nm3. Oddíl 5.7.15 Výroba smaltů Článek 5.7.15.1 Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, vyrábějící smalty, které uvádí oddíl 7 kategorizačního seznamu. Článek 5.7.15.2 § 1. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4 jsou emisní limitní hodnoty odpadních plynů z výroby smaltů tyto: pro plynné anorganické fluoridy, vyjádřené v mnoţství fluorovodíku: 15 mg/Nm3, s 5 mg/Nm jako směrná hodnota; 2. pro oxidy dusíku (NOx), vyjádřené v mnoţství NOx: 15 kg na tunu vyrobeného laku jako měsíční průměr, při maximální koncentraci 2200 mg/Nm3 a s 500 mgNm3 jako směrná hodnota. 1.
3
§ 2. Není-li v environmentálním povolení stanoveno jinak, musí být hodnoty emisí látek měřeny průběţně měřícím zařízením, instalovaným na náklady provozovatele, které je provozováno v souladu s prováděcími předpisy a které bylo schváleno environmentálním expertem, akreditovaným v oboru ovzduší. Oddíl 5.7.16 Diskontinuální procesy pro výrobu chemikálií a léčiv Článek 5.7.16.1
371
Přílohy
Při výrobě čistých chemikálií a léčiv jsou podmínky emisních limitních hodnot v mg/Nm3 pro diskontinuální procesy, nepřekračující 500 kg čistého finálního produktu na výrobní šarţi nahrazeny následujícím nařízením: Maximální celkové emise z procesu nesmí překročit 15 % vstupních rozpouštědel.
Příloha 5 KAPITOLA 5.17 SKLADOVÁNÍ NEBEZPEČNÝCH PRODUKTŮ Oddíl 5.17.1 Obecná ustanovení Článek 5.17.1.1 § 1. Nařízení v této kapitole platí pro zařízení, které uvádí oddíl 17 kategorizačního seznamu. Pro aplikaci ustanovení v této kapitole je nutné mít na zřeteli hlavní nebezpečnou vlastnost a teplotu vzplanutí. V případě kapalných paliv je třeba mít na zřeteli pouze teplotu vzplanutí. § 2. Krátkodobá skladování spojená se silniční přepravou, ţelezniční přepravou, přepravou po vnitrozemských vodních cestách, námořní nebo leteckou přepravou, včetně nakládky a vykládky a překládky na nebo z jiné formy přepravy v přístavech, podél přístavních mol nebo ţelezničních nádraţích, podmínkám těchto nařízení nepodléhají. Pokud jsou však zde uvedené nebezpečné produkty skladovány ve skladištích v přístavech, v docích nebo ţelezničních nádraţích a pokud jsou tato zařízení pro krátkodobé skladování nebezpečných produktů určena, potom tato skladovací zařízení těmto předpisům podléhají. Článek 5.17.1.2 § 1. Pokud nestanoví environmentální povolení jinak, je provoz podniku kategorie 1 pro skladování jiných produktů neţ P1, P2, P3 nebo P4 zakázán: 1. v oblasti odběru vody nebo v ochranné zóně I, II nebo III 2. v oblasti jiné, neţ je průmyslová zóna 3. ve vzdálenosti menší neţ 100 metrů od: a) obytné oblasti b) parků c) rekreační oblasti. § 2. Zakazující pravidla § 1 se nevztahují na: 1. stávající závody nebo jejich části, uvedené v článku 3.2.1.1 2. nebezpečné produkty, které jsou v takovém fyzikálně-chemickém stavu, ţe nemají ţádné vlastnosti, které by mohly způsobit nějakou nehodu do té míry, v jaké to bylo schváleno expertem, akreditovaným v oboru vnější bezpečnosti a rizik váţných havárií 3. nebezpečné produkty, které jsou součástí aktuálního provozu veřejného zásobování vodou.
372
Přílohy § 3. Pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, je zakázáno provozovat úloţiště jiných produktů neţ P1, P2, P3 nebo P4 v oblasti odběru vody nebo v ochranném pásmu I, II nebo III: § 4. Pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, je zakázáno skladovat následující látky: 1. metylbromid 2. dikyan, kyanovodík (kyselina kyanovodíková) a její soli (kyanidy) 3. organické kyanidy (nitrily).
Článek 5.17.1.3 § 1. Pokud nestanoví environmentální povolení jinak, musí být u vstupů do podniků kategorie 1, na které se vztahuje článek 7 titulu I VLAREM, umístěna identifikační a informační tabule o velikosti minimálně 1m2, která uvádí alespoň následující jasně čitelné informace: 1. „VR-PLICHTIG BEDRIJF“ (podnik, který musí předkládat bezpečnostní zprávu) pokud jde v souladu s článkem 7 § 3 titulu I VLAREM o podnik, od nějţ je bezpečnostní zpráva poţadována, nebo „GEAARLIJKE STOFFEN“ (nebezpečné látky), jde-li o zařízení, pro které platí článek 7 § 1 a § 2, titulu I VLAREM 2. jméno (název) provozovatele, adresa a telefonní číslo 3. kontaktní a tísňová telefonní čísla (hasičský sbor). § 2. U vstupů do podniků, pro které platí článek 7 titulu I VLAREM, musí být v ohnivzdorné skříňce umístěn aktuální plán lokality tak, aby byl snadno přístupný tísňovým sluţbám. Na tomto plánu lokality musí být u všech jednotlivých skladovacích zařízení nebezpečných produktů jasně vyznačeny následující informace: 1. přesné umístění 2. chemické a/nebo technické názvy nebezpečných produktů, se specifikací klasifikace podle Směrnic Rady 67/548/EEC z 27.6.1967 nebo 88/379/EEC z 7.6.1988 a UN číslo 3. specifikace, zda jde o uloţení v: a) mobilních nádrţích b) stabilních nadzemních nádrţích c) podzemních nádrţích d) nádrţích v jímkách; 4. maximální skladovací kapacita v tunách nebo m3 5. obvyklá skladovací teplota v °C a skladovací tlak v Pa. § 3. Skříňka, uvedená v § 2, je označena nápisem „GS-SITUATIEPLAN“ („plán lokality s nebezpečnými materiály“), černým písmem o výšce minimálně 8 centimetrů na ţlutém podkladě. Jeli skříňka uzamčena, musí být: 1. buď klíč k zámku ponecháván u skříňky za ochranným sklem, které můţe být v případě potřeby (havárie, apod.) rozbito malým kladívkem 2. nebo skříňka sama musí být uzavřena ochranným čelním sklem, které můţe být v případě potřeby (havárie, apod.) rozbito malým kladívkem.
373
Přílohy § 4. Podmínky, uvedené v §2 a § 3, mohou být zmírněny v případě, ţe je pouţíván alternativní systém schválený Ministerstvem pro environmentální povolování a který zajišťuje ohledně informací alespoň stejné záruky. § 5. Musí být provedena nezbytná opatření, která zabrání vniknutí nepovolaných osob do podniku. § 6. Opatření § 5 neplatí pro skladovací zařízení kapalných paliv, která jsou součástí distribučních terminálů paliv pro motorová vozidla. Článek 5.17.1.4 § 1. Musí být zajištěna těsnost potrubí, spojení, ventilů a všech součástí. Součásti systému musí být účinně chráněny proti korozi. § 2. Nepřístupná potrubí musí být uloţena ve výkopu naplněném jemnozrnným inertním materiálem. Výkop musí být nepropustný a musí mít spád do nepropustné jímky. Tento systém můţe být nahrazen alternativním systémem, který bude zajišťovat stejnou ochranu půdy a/nebo ochranu před znečištěním spodních vod. Alternativní systém musí být schválen expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny nebo nebezpečné látky. Certifikát způsobilosti má být vydán a podepsán jiţ zmíněným environmentálním expertem. Certifikát bude k dispozici pro případné pročtení dohlíţecím úřadem. Kopie certifikátu provozovatel zašle Úřadem pro environmentální povolování. § 3. Uloţení potrubí pro přepravu produktů P1 a/nebo P2 uvnitř prostor je zakázáno, kromě případů, kdy je takové potrubí tvořeno jedinou trubkou (bez spojení s těsněními) nebo pokud byly vytvořeny prostory a zóny v souladu s poţadavky, uvedenými v obecných předpisech pro elektrická zařízení, jmenovitě s články zabývajícími se prostorami, v kterých můţe výbušná atmosféra vznikat. Článek 5.17.1.5 § 1. Bez dotčení dalších ustanovení musí být provedena následující preventivní (bezpečnostní) opatření, která zabrání kontaktu jednotlivých produktů, pokud by: 1. takový kontakt mohl způsobit nebezpečné chemické reakce 2. tyto produkty mohly spolu reagovat za vzniku nebezpečných nebo škodlivých plynů a par 3. kontakt těchto produktů mohl způsobit výbuch a/nebo poţár. § 2. Pokud se v podniku skladují produkty s různými hlavními nebezpečnými vlastnostmi, musí být skladovací zařízení rozděleno na různá oddělení, kdy v kaţdém oddělení mohou být skladovány pouze produkty se stejnými hlavními nebezpečnými vlastnostmi. Tato oddělení musí být oddělena zdmi, ochrannými přepáţkami, označením na zemi, řetězy nebo pevným ohraničením ve výšce 1 metru. Produkty s různými hlavními nebezpečnými vlastnostmi se však mohou skladovat společně v jednom oddělení, pokud je podle článku 5.17.1 minimální vzdálenost mezi těmito produkty 0 (???) metrů. § 3. Kaţdá výrobní operace nebo jiná úprava, která není součástí skladování nebo přepravy produktů, je zakázána uvnitř skladovacího zařízení a v zónách omezených oddělovacími vzdálenostmi a/nebo přepáţkami předepsanými v dodatku 5.17.1. § 4. Produkty nesmí být skladovány mimo skladovací prostory k tomuto účelu určené. Kontaminované prázdné mobilní nádoby, které obsahovaly nebezpečné produkty musí být uskladněny na místě k tomu určeném, které musí být zřetelně označeno.
374
Přílohy
Článek 5.17.1.6 § 1. S ohledem na nadzemní nádrţe produktů se zvláštními hlavními nebezpečnými vlastnostmi musí být dodrţeny oddělující vzdálenosti uvedené v dodatku 5.17.1. § 2. Vzdálenosti určené v § 1 mohou být zmenšeny instalací ochranné přepáţky, s podmínkou, ţe horizontálně měřená vzdálenost kolem přepáţky mezi nádrţí a prvky uvedenými v dodatku 5.17.1 je rovna nebo je větší neţ minimální předepsané bezpečné vzdálenosti v § 1. Ochranná přepáţka musí být vyrobena buď z cihel o síle minimálně 18 cm, nebo z betonu o síle minimálně 10 cm, nebo z jiného materiálu o síle, která zajistí odpovídající koeficient ohnivzdornosti. Přepáţka je vysoká minimálně 2 m a musí převyšovat maximální výšku uskladněných nádob nebo nádrţí minimálně o 0,5 m.
§ 3. Jiţ zmíněné minimální oddělující vzdálenosti mohou být odvozeny od těch, které jsou uvedeny v environmentálním povolení, je-li to nutné, a jmenovitě na základě výsledků specifikovaných v bezpečnostní zprávě nebo na základě analýzy rizik, vypracované expertem, akreditovaným v oboru vnější bezpečnosti a rizik váţných havárií. § 4. Pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, nevztahují se dohodnuté povinně dodrţované vzdálenosti na: 1. produkty skladované v laboratořích 2. produkty, pro které je celková skladovací kapacita pro zvláštní hlavní nebezpečnou vlastnost na skladovací zařízení menší neţ niţší limitní hodnota, uvedená v kategorii 3, odpovídající kategorizační sekce 3. skladovací zařízení uvedené v kapitole 17.4. Článek 5.17.1.7 § 1. Je nutné provést nezbytná opatření (např. uzemnění), která zabrání tvoření nebezpečných elektrostatických nábojů během skladování a manipulace s výbušninami, extrémně hořlavými, vysoce hořlavými a hořlavými produkty. § 2. Prostory, ve kterých se skladují nebezpečné produkty, mohou být vytápěny pouze spotřebiči, jejichţ umístění a pouţití zajistí dostatečnou záruku, ţe nedojde k poţáru nebo výbuchu. § 3. V prostorách, kde se skladují nebezpečné produkty: 1. nesmí být prováděny ţádné práce, které vyţadují pouţívání spotřebičů, pracujících s otevřeným ohněm nebo které mohou způsobovat jiskry, s výjimkou údrţby a/nebo oprav, s podmínkou, ţe budou přijata nezbytná opatření, která se budou řídit psanými instrukcemi vydanými a/nebo podepsanými vedoucím oddělení pro ochranu a bezpečnost práce nebo provozovatelem 2. platí zákaz kouření; zákaz kouření je označen dobře čitelným písmem nebo omezujícími upravujícími značkami před vstupními dveřmi a uvnitř dotčených prostor; povinnost umístit předepsaný piktogram „zákaz kouření“ se nevztahuje na případy, kdy je piktogram umístěn u vchodu do podniku a pokud se zákaz kouření a pouţívání otevřeného ohně vztahuje na celý podnik 3. komíny a odpadní potrubí odtahovaných par a emanací musí být vyrobeny z nehořlavých nebo samozhášivých materiálů. § 4. Je zakázáno:
375
Přílohy
1. kouřit, zakládat ohně nebo skladovat hořlavé látky nad nebo poblíţ nádrţí, poblíţ čerpadel, potrubí, dávkovacích jednotek, oblastí plnění a prostor vykládky cisternových vozidel, v hranicích bezpečnostních zón, jak ukazuje plán zón, a ohraničených podle obecných předpisů pro elektrická zařízení 2. mít obuv nebo oděv, který by mohl způsobit jiskření na místech, která nejsou veřejně přístupná 3. skladovat hořlavé produkty ve všech lokalitách v rámci podniku, v nichţ můţe teplota, způsobená technologickými prostředky, přesáhnout 40 °C. § 5. Zakazující pravidla v § 4 musí být jasně vyznačena bezpečnostními piktogramy při dodrţování Zákoníku bezpečnosti práce, do té míry, v které jsou tyto piktogramy dostupné.
Článek 5.17.1.8 §1. Bez dotčení ostatních odpovídajících právních nebo upravujících ustanovení provozovatel přijme všechna poţadovaná opatření, která mají dostatečně chránit okolní oblast před poţárem a výbuchem. Jedním z aspektů přijímání těchto opatření je povinné vybavení protipoţárním zařízením. Typ poţadovaného protipoţárního zařízení a jeho poţadované umístění by měly být určeny po konzultaci s oprávněným hasičským sborem. Tato záleţitost nemá ţádný vztah k environmentálním povolení. Protipoţární zařízení musí být udrţováno v řádném stavu, chráněno proti mrazu, vhodně označeno, snadno přístupné a umístěné na vhodných místech. Protipoţární zařízení musí být moţné okamţitě pouţít. § 2. V podniku, na základě konzultace s oprávněným hasičským sborem, musí být učiněna nezbytná opatření, která zabrání poţární vodě, kontaminované nebezpečnými produkty, aby pronikla do půdy, veřejné kanalizace, povrchových nebo spodních vod. Jímaná kontaminovaná poţární voda musí být likvidována odpovídajícím způsobem. Jímací kapacita kontaminované poţární vody musí být určena na základě konzultace s oprávněným hasičským sborem. Článek 5.17.1.9 § 1. Elektrická zařízení, spotřebiče a osvětlovací tělesa musí vyhovovat poţadavkům obecných pravidel bezpečnosti práce nebo obecným předpisům pro elektrická zařízení, jmenovitě článkům, zabývajícím se prostory v nichţ můţe docházet ke vzniku výbušné atmosféry. § 2. Bez dotčení upravujících ustanovení musí být elektrická zařízení v zónách, kde je nebezpečí poţáru a výbuchu způsobené moţnou náhodnou přítomností výbušné směsi, konstruována a instalována v souladu s podmínkami danými plánem zón. § 3. S ohledem na zařízení, pro která obecné předpisy pro elektrická zařízení zatím neplatí, by tyto předpisy mělo nahradit stanovení zón na základě ustanovení článku 105 uvedených obecných předpisů. Článek 5.17.1.10 § 1. Nádrţe, které mají slouţit pro skladování extrémně toxických, toxických, škodlivých nebo korozívních kapalin při tlaku nad 13,3 kPa a teplotě 35 °C, musí být vybaveny účinným systémem, který by minimalizoval znečištění ovzduší během skladování a přepravy, např. systémem rekuperace par, plovoucím víkem (uzávěrem) nebo jiným vhodným systémem.
376
Přílohy § 2. Při plnění a vyprazdňování skladovacích nádrţí a/nebo při plnění cisternových vozidel, ţelezničních cisteren nebo tankerů kapalinami uvedenými v § 1, musí být znečištění ovzduší minimalizováno. Článek 5.17.1.11 § 1. Bez dotčení povinností z článku 7 titulu I VLAREM musí provozovatel podniku kategorie 1 uchovávat registry (registrační?) nebo obdobné datové nosiče, na kterých bude podle hlavní nebezpečné vlastnosti uvedena alespoň povaha a mnoţství skladovaných nebezpečných produktů. Tyto informace musí být uchovávány tak, aby bylo moţné kdykoli zjistit mnoţství nebezpečných produktů v podniku.
§ 2. Registr nebo obdobné datové nosiče, uvedené v § 1, mají být v lokalitě k dispozici dohlíţecímu úřadu po dobu minimálně jednoho měsíce. Článek 5.17.1.12 Všechen personál podniku musí být plně seznámen s povahou uskladněných nebezpečných produktů a s nebezpečími, která představují. Personál musí být dobře informován o opatřeních, která mají být přijata v případě, ţe dojde k nějakým nepředvídaným (neobvyklým) událostem. Provozovatel musí být schopen prokázat, ţe zajistil nezbytné platné směrnice. Tyto směrnice musí provozovatel minimálně jednou za rok revidovat. Článek 5.17.1.13 Pokud není environmentálním povolením určeno jinak, musí být pevné produkty, které jsou nebezpečné koncentrovanými vyluhovatelnými látkami podle dodatku 2B a/nebo dodatku 7 k titulu I VLAREM, skladovány na nepropustných podlahách, vybavených jímacím systémem pro případnou kontaminovanou sráţkovou vodu. Extrémně toxické a toxické produkty, produkty náchylné k samovznícení, produkty reagující s vodou za vzniku hořlavých plynů a výbušné produkty musí být skladovány uvnitř nebo pod přístřeším na nepropustné podlaze. Pro kaţdý případ musí být přijata nezbytná opatření, která zabrání infiltraci nebo úniku produktu do veřejné kanalizace, podzemních vod nebo vod povrchových. Článek 5.17.1.14 § 1. Musí být přijata taková opatření, která zajistí účinnou supervizi (kontrolu?) různých prostor a skladovacích zařízení v podniku. Pokud celková skladovací kapacita v podniku činí 1 milion litrů produktů P1 a P2 a více, musí být supervize stálá – vyhrazeným bezpečnostním personálem nebo systémem stálého dozoru vybaveným účinnými detektory kouře, plynu a ohně, který upozorní bezpečnostní sluţbu se stálou lidskou posádkou. Toto vše by mělo být konzultováno s oprávněným hasičským sborem a expertem, akreditovaným v oboru vnější bezpečnosti a rizik váţných havárií.
377
Přílohy § 2. Budovy, nádrţe, ochranné jímky, břehy, spotřebiče, atd. musí být udrţovány v bezvadném stavu. Všechny poruchy nebo poškození, která mohou ohroţovat bezpečnost lidí a ţivotního prostředí musí být napraveny okamţitě.
Článek 5.17.1.15 § 1. Před opravami nebo vnitřními inspekcemi nádrţí pro produkty P1 a/nebo P2 musí podnik zpracovat pro takové činnosti postup, který by byl podepsán buď provozovatelem nebo vedoucím oddělení pro ochranu a bezpečnost práce. Jednou ze součástí takového postupu musí být čištění nádrţe, které se provádí metodou, která dostatečně zajišťuje jak ochranu proti poţáru, tak proti výbuchu, i ochranu ţivotního prostředí. § 2. V dílně pro opravy nádrţí pro produkty P1 a/nebo P2, nesmí být produkty P1 a/nebo P2 skladovány.
Článek 5.17.1.16 § 1. Odčerpávání produktů P1 a/nebo P2 do mobilních nádrţí musí být prováděno buď v otevřených prostorách nebo prostorách dobře větraných, konstruovaných z nehořlavých materiálů. Musí být přijata nezbytná opatření, která v průběhu přečerpávání zabrání tvoření nebezpečných elektrostatických nábojů. Toto místo nebo prostor, musí být označen značkami, upozorňujícími na nebezpečí poţáru, které odpovídají Obecným pravidlům bezpečnosti práce. § 2. Podlaha prostor uvedených v § 1 musí být nepropustná a z nehořlavých materiálů. Musí být udělána tak, aby náhodně vylité či uniklé kapaliny odtekly do jímacího zařízení a následně se dostaly odvodními kanály do jedné či více jímek. Toto jímací zařízení by nemělo být nijak spojeno, přímo či nepřímo, s veřejnou kanalizací, povrchovými vodami, bazénem pro jímání povrchových vod, příkopem nebo podzemními vodami. § 3. Produkty P1 a/nebo P2 se skladují v nadzemních nádrţích. Plnění mobilních nádrţí musí probíhat ve vhodných oblastech pro plnění, minimálně 10 metrů od nádrţí nebo úplně mimo ochrannou jímku. § 4. S produkty P1 a/nebo P2 musí být nakládáno tak, aby nedošlo k vylití kapaliny na podlahu. § 5. Produkty P1 a/nebo P2 musí být skladovány v uzavřených, nádrţích, u nichţ je zaručena těsnost. Těsnění musí navíc být ihned po plnění zkontrolováno. Nádrţe, u nichţ se zjistí, ţe jsou v tomto ohledu nějak poškozeny, musí být bezodkladně vyprázdněny a odstraněny z prostor vyhrazených pro plnění. § 6. Maximální mnoţství produktů P1 a/nebo P2 (počet mobilních nádrţí, atd.), které mohou být přítomny v prostorech vyhrazených pro plnění mobilních nádrţí, můţe být environmentálním povolením omezen. Článek 5.17.1.17 Na plnění stabilních nádrţí a cisternových vozidel se vztahují následující nařízení: 1. musí být učiněna taková opatření, která zabrání vylití kapalin a znečištění půdy, spodních vod a vod povrchových
378
Přílohy 2. ohebná hadice, která se pouţívá pro plnění, musí být spojena s hrdlem nádrţe nebo s potrubím pomocí zařízení se závitovou objímkou, nebo pomocí obdobného systému 3. kaţdé plnění musí probíhat pod dozorem provozovatele nebo jeho pověřené osoby; zmíněný dozor musí být organizován tak, aby bylo moţné sledovat průběh plnění a aby v případě příhody nebo nehody bylo moţné okamţitě jednat 4. aby se zabránilo přeplnění, musí být všechny stálé nádrţe vybaveny ochranou proti přeplnění, která můţe být: a) buď varovný systém, který vydává akustický signál, který musí být dostatečný na to, aby ho plnící osoba vţdy slyšela v oblasti plnění a který plnící osobu upozorní, ţe plněná nádrţ je plná z 95 %; systém můţe být mechanický nebo elektronický b) nebo bezpečnostní systém, který automaticky přeruší tok produktu v okamţiku, kdy je nádrţ plná z 98 %; systém můţe být mechanický nebo elektronický c) ve skladovacích zařízeních, která jsou součástí distribučních terminálů paliv pro motorová vozidla musí být pouţíván bezpečnostní systém uvedený v bodu b) 5. u všech nádrţí musí být moţné měřit výšku hladiny 6. Postavení cisternového vozidla při plnění, zóny, kde jsou seskupeny konce plnících potrubí a plnící zóny v distribučních terminálech, musí být vţdy umístěny v areálu zařízení a musí: a) zajistit dostatečnou pevnost povrchu a jeho nepropustnost; b) mít potřebný spád a případně kolmé stěny, aby se zajistilo odvádění všech vylitých (uniklých) kapalin do jímacího systému; eliminace jímaných kapalin je ovlivněna omezujícími ustanoveními, jmenovitě těmi ustanoveními, která se vztahují k likvidaci odpadových materiálů; v případě produktů P1 a/nebo P2 musí být plnicí místa a zóny vţdy v otevřených prostorách nebo pod přístřeším; pod jiţ zmíněnými plnícími pozicemi a zónami by neměly přítomny být ţádné podzemní kanály, průlezné prostory nebo místnosti; v případě mostních vah musí být provedena taková opatření, aby se omezilo rozšíření úniků a předešlo nebezpečí výbuchu; ustanovení tohoto paragrafu se nevztahují na skladovací prostory produktů, které jsou určené pro vytápění budov. 7. v průběhu plnění produktů P1 a/nebo P2 musí být přijata opatření pro odvádění statické elektřiny; cisternové vozidlo a nádrţ se musí elektricky propojit před započetím plnění a toto propojení můţe být přerušeno aţ po ukončení plnící operace; 8. je třeba učinit vhodná opatření aby skladování probíhalo stále při atmosférickém tlaku; potrubí podzemního větrání a rekuperace výparů musí splňovat stejné poţadavky jako ostatní potrubí; nadzemní větrací potrubí musí mít navíc dostatečnou mechanickou pevnost 9. je zakázáno plnit nádrţe jinými kapalinami, neţ těmi, pro které byla nádrţ určena, pokud se po prohlídce environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaným expertem nezjistí, ţe dotyčná nádrţ vyhovuje i pro jiné kapaliny. Článek 5.17.1.18 Ochrana proti přeplnění, popsaná v dodatku 5.17.7, musí být vyrobena v souladu s prováděcími předpisy, schválenými environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky. Kontrola takové konstrukce musí být prováděna v souladu s prováděcími předpisy vybraným environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky. Kontrola konstrukce zařízení, která chrání proti přeplnění a jsou vyráběna sériově, se můţe omezit na schválení jednoho prototypu. Prototyp musí schválit jiţ zmíněný environmentální expert a to v souladu s postupem v dodatku 5.7.17. Zpráva o schválení uvádí provedené kontroly a musí být podepsána zmíněným expertem. Pro kaţdé zařízení chránící proti přeplnění musí provozovatel vlastnit certifikát, podepsaný výrobcem. V tomto certifikátu musí být uvedeno číslo certifikátu schvalujícího prototyp a jméno
379
Přílohy environmentálního experta, který certifikát o zkouškách vydal (i jeho číslo autorizace). Výrobce v certifikátu také potvrzuje, ţe ochrana proti přeplnění byla vyrobena a zkontrolována v souladu s titulem II VLAREM. Článek 5.17.1.19 §1. Organické peroxidy, které by mohly explodovat nebo detonovat prudkou tepelnou reakcí, musí být uchovávány v zařízení s teplotou niţší, neţ je teplota, která je z hlediska bezpečnosti maximálně moţná, podle povahy uvaţované látky. Pro následující látky je maximální teplota:
1. acetyl cyklohexan sulfonyl peroxid: 2. peroxid kyseliny jantarové: 3. terc.-butyl peroxyizopropylkarbonát (BPIC): 4. terc.-butyl peroxypiválat: 5. dibenzoylperoxid: 6. dicyklohexyl peroxydikarbonát: 7. diizopropyl peroxydikarbonát:
-10 °C +10 °C pokojová teplota -10 °C pokojová teplota +5 °C -15 °C.
§ 2. Peroxidy, které musí být z hlediska bezpečnosti uchovávány v zařízení s teplotou niţší neţ teplotou pokojovou, je třeba skladovat: 1.
buď v chladničkách nebo mrazácích ve výrobní budově, přičemţ kaţdá chladnička nebo mrazák můţe obsahovat maximálně 30 kg nechlazených organických peroxidů 2. nebo v chladničkách či mazácích v samostatné budově, ve které mohou být skladovány pouze tyto peroxidy. V tom případě kaţdá chladnička nebo mrazák můţe obsahovat maximálně 150 kg nechlazených organických peroxidů 3. nebo v oddělené chladírně, která je určena právě pro tento účel. V tom případě, pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, můţe být v jedné chladírně skladováno maximálně 500 kg nechlazených organických peroxidů. Článek 5.17.1.20 Ohledně konstrukčních certifikátů, kontrol a testů, předepsaných v této kapitole, musí provozovatel mít certifikáty, v nichţ se jasně uvádí kódy uplatněné „dobré provozní praxe“, prováděné kontroly a důleţitá pozorování. Provozovatel musí vţdy tyto certifikáty mít vţdy k dispozici pro kontrolní a dohlíţecí orgán. Článek 5.17.1.21 Bez dotčení ustanovení této kapitoly musí být přeprava, instalace a spojení nádrţí prováděna podle běţných Belgických nebo Evropských norem. Kapitola 5.17.2 Skladování nebezpečných kapalin v podzemních nádrţích
380
Přílohy
Článek 5.17.2.1 § 1. Musí být přijata taková nezbytná opatření, která maximálně zabrání mechanickému poškození nádrţí a jejich korozi. § 2. Je zakázáno umísťovat nádrţe určené ke skladování produktů P1 a/nebo P2 přímo pod budovy nebo půdorys (svislý průmět) budov. Přístavek se za budovu nepovaţuje. § 3. Vzdálenost mezi nádrţí a hranicemi parcel třetích stran musí být minimálně 3 metry. Vzdálenost mezi nádrţí a sklepními prostorami podnikové budovy musí být minimálně 2 m. Vzdálenost mezi nádrţí a zdí podnikových budov musí být minimálně 0,75 m. Vzdálenost mezi nádrţemi musí být minimálně 0,5 m. Vzdálenost mezi nádrţemi na produkty P3 a/nebo P4, které nejsou součástí distribučního terminálu a hranicemi parcel třetích stran musí být minimálně 1 m.
§ 4. Pro případ povodní nebo vysokých hladin vody musí být provedena taková opatření, která zabrání vyplavení prázdných nádrţí z jejich uloţení. § 5. Bez dotčení poţadavků uvedených v této kapitole musí sklady benzínu a s nimi spojená zařízení odpovídat ustanovením oddílu 5.17.4. Článek 5.17.2.2 § 1. U nádrţe musí být na jasně viditelném místě umístěno oznámení (výstraha) v souladu s přepisy dodatku 5.17.2. § 2. Následující informace musí být uvedeny v blízkosti plnícího otvoru a v blízkosti revizní šachty: 1. číslo nádrţe 2. název nebo kódová čísla či písmena uskladněné kapaliny 3. výstraţné symboly 4. kapacita nádrţe. Informace musí být dobře čitelná. Ustanovení tohoto paragrafu se nevztahují na skladování produktů P3 a/nebo P4, které jsou učeny pouze pro vytápění budov. Článek 5.17.2.3 § 1. Odvzdušňovací trubka musí být zakončena minimálně 3 metry na úrovní terénu a minimálně 3 metry od kaţdého otvoru v prostoru (objektu) a od hranic parcel třetích stran. Vývody odvzdušňovacích trubek nesmí být umístěny pod konstrukčními částmi, např. převisy střech. § 2. Ustanovení § 1 se nevztahují na odvzdušňovací trubky, které náleţí skladištím produktů P3 a/nebo P4, která nejsou součástí distribučního terminálu paliv pro motorová vozidla. V případě těchto skladišť je třeba zajistit aby umístění a výška vývodu odvzdušňovací trubky neobtěţovala nějak významně okolí, především následkem plnění nádrţí.
381
Přílohy § 3. Při skladování produktů P1 a/nebo P2 musí být systém dodávky a odvodu vzduchu vypínán zařízením, které zabraňuje šíření poţáru.
Článek 5.17.2.4 § 1. Skladování v nádrţích, přímo uloţených v zemi je povoleno pouze v případě: 1. 2. 3.
kovových nádrţí s dvojitou stěnou, které odpovídají ustanovením dodatku 5.17.2 plastových nádrţí ze zpevněných termosetů, které odpovídají ustanovením dodatku 5.17.2 nádrţí z nerezové oceli vyrobených podle prováděcích předpisů, schválených environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny nebo nebezpečné látky nebo schválených autorizovaným expertem 4. systému skladování, který zajišťuje stejné záruky ochrany před znečištěním půdy a/nebo podzemních vod, jako vedené nádrţe a tento skladovací systém musí být schválen expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny nebo nebezpečné látky; schvalující certifikát je zhotoven a podepsán environmentálním expertem; tento certifikát je k dispozici kontrolnímu úřadu; kopii certifikátu předá provozovatel Úřadu pro environmentální povolování § 2. Všechny nádrţe musí být vybaveny systémem stálé kontroly prosakování (úniků). Tato povinnost neplatí pro nádrţe ze zpevněných termosetických polymerů nebo nerezové oceli, které se nenachází v oblasti odběru vody nebo v ochranných pásmech a jejichţ kapacita je menší neţ 5 000 l, nebo menší neţ 10 000 l v případě, ţe jde o nádrţe pro skladování produktů P3 a/nebo P4. Systém kontroly prosakování musí detekovat prosakování do meziprostoru vytvořeného vnitřním nebo vnějším dodatečným, pevným nebo flexibilním těsněním pláště, nebo nepropustným nátěrem na stěnách a dně jímky, a musí odpovídat ustanovením dodatku 5.17.3. § 3. Instalace kovové nádrţe s kapacitou vodního obsahu nad 5 000 l nebo pro skladování produktů P3 a/nebo P4 s kapacitou nad 10 000 l a příslušných potrubí: 1. v oblasti odběru vody nebo v ochranných zónách I. a II. stupně nebo 2. v okolí elektrických vodičů, kde se mohou vyskytovat bludné proudy, musí být specifikována a kategorizována korozívnost půdy a půdních zásypů environmentálním expertem, akreditovaným v oboru koroze působením půdy metodou uvedenou v dodatku 5.17.5. Zde má být kategorizována korozívnost půdy nebo půdní zásypy v nejhlubším bodě místa, kde má být instalována kovová nádrţ, jako „téměř nekorozívní“, „středně korozívní“, „korozívní“ nebo „vysoce korozívní“. Korozívnost není moţno určovat za extrémních podmínek – sucho nebo mráz. Ustanovení tohoto paragrafu mohou být pominuta v případě, ţe korozívnost půdy a půdních zásypů jiţ byla určena během posledních pěti let nebo pokud je pouţita katodová ochrana bez předchozí zkoušky korozívnosti půdy. Katodová ochrana musí být pouţita pod dohledem environmentálního experta akreditovaného v oboru půdní koroze. § 4. Katodová ochrana: 1.
Pokud je výsledek kontroly uvedené v § 3 „korozívní“ nebo „vysoce korozívní“, je nutné provést katodovou ochranu 2. je-li výsledek zkušební metody v § 3 „středně korozívní“, je moţné se rozhodnout pro nepouţití katodové ochrany. V tom případě musí být zajištěno monitorování koroze stálými nebo opakovanými měřeními potenciálu; při měření potenciálu, které vykáţe více neţ –500 mV
382
Přílohy v porovnání s Cu/CuSO4 referenční elektrodou, coţ indikuje moţnou korozi nebo bludné proudy, musí být pouţito katodové ochrany 3. pokud je výsledek měření podle § 3 „téměř nekorozívní“ a nádrţ je vhodně opláštěna (cladded), není katodová ochrana nutná. Katodová ochrana musí dosáhnout toho, aby celý povrch nádrţe, včetně kovových potrubí (pokud je to nutné), vykazoval potenciál –850 mV nebo vyšší záporné hodnoty potenciálu naměřeného k referenční elektrodě Cu/CuSO4. V případě anaerobních půd musí být tento potenciál minimálně –950 mV. § 5. Nádrţe musí být pokryty vrstvou zeminy, písku nebo jiného vhodného inertního materiálu, tlustou minimálně 50 cm. Musí být přijata taková opatření, která zabrání pohybu vozidel nebo skladování zboţí nad nádrţemi, pokud tyto nádrţe nejsou chráněny nehořlavými a dostatečně odolnými podlahami.
Článek 5.17.2.5 § 1. Skladování v nádrţích umístěných v jímkách je povoleno pouze za předpokladu, ţe jde o: 1. jedno- či dvoustěnné kovové nádrţe, které byly vyrobeny v souladu s ustanoveními přílohy 5.17.2 2. plastové nádrţe z vyztuţených termosetických pryskyřic, které byly vyrobeny v souladu s ustanoveními přílohy 5.17.2 3. nádrţe z nerezové oceli, které byly vyrobeny podle prováděcích předpisů, schválených environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky, nebo autorizovaným expertem 4. skladovací systémy, které zajišťují stejné záruky ochrany před znečištěním půdy a/nebo podzemních vod, jako předešlé nádrţe; takový skladovací systém musí být schválen environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny nebo nebezpečné látky; schvalující certifikát je zhotoven a podepsán environmentálním expertem; tento certifikát je k dispozici kontrolnímu úřadu; kopii certifikátu předá provozovatel Úřadu pro environmentální povolování § 2. Všechny nádrţe musí být vybaveny systémem stále kontroly prosakování (úniků netěsnostmi). Tato povinnost neplatí pro nádrţe z vytvrzených termosetických pryskyřic nebo nerezové oceli, které se nenachází v oblasti odběru vody nebo ochranných pásmech, a jejichţ kapacita je niţší neţ 5 000 l, nebo niţší neţ 10 000 l v případě, ţe jde o nádrţe pro skladování produktů P3 a/nebo P4. Systém kontroly prosakování musí odpovídat ustanovením dodatku 5.17.3. § 3. Jímka musí odpovídat ustanovením v dodatku 5.17.6. Stěny se nesmí dotýkat ţádné hranice pozemku souseda. § 4. V nejhlubším bodě jímky musí být instalována nezbytá zařízení pro registraci a odstranění kaţdé prosakující (unikající) kapaliny či vody. § 5. Je zakázáno pouţívat jímku k jiným účelům, neţ jako prostor pro nádrţe. Jímkou mohou procházet pouze potrubí pro provoz zde uloţené nádrţe. § 6. Pokud je objem nádrţe větší neţ 2 000 l, musí být kolem nádrţe volný prostor, široký minimálně 50 cm, který umoţní kontrolu nádrţe.
383
Přílohy
§ 7. Pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, je výplň jímky povinná pro skladování produktů P1 a/nebo P2. Je-li jímka zaplněna, musí být vzdálenost mezi nádrţí a stěnou jímky vzdálenost minimálně 30 cm, a je nutno brát ohled na ustanovení dodatku 5.17.6 k tomuto uspořádání. § 8. Musí být přijata taková opatření, která zabrání pohybu vozidel nebo skladování zboţí nad nádrţemi, pokud tyto nádrţe nejsou chráněny nehořlavými a dostatečně odolnými podlahami. § 9. Prefabrikovaná konstrukce, která sestává z betonové kruhové nádrţe ve které je umístěna jednostěnná kovová nádrţ, je povolena pouze pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov, s kapacitou max. 5 300 l a to i pokud byly kovová nádrţ i prefabrikovaná betonová kruhová nádrţ zhotoveny jako prototyp schválený environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaným expertem.
Článek 5.17.2.6 § 1. Monitorování konstrukce musí být prováděno v souladu s ustanoveními dodatku 5.17.2. Monitorování odděleně konstruovaných nádrţí provádí environmentální expert, akreditovaný v oboru nádrţí pro plyny nebo nebezpečné látky nebo autorizovaný expert. Kontrola nádrţí, instalovaných v sérii se můţe omezit na jeden prototyp. Tento prototyp schvaluje environmentální expert, akreditovaný v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky, jehoţ akreditace umoţňuje i schvalování prototypů. Schvalovací zpráva uvádí provedené kontroly a musí být shora uvedeným expertem podepsána. § 2. Provozovatel musí mít pro kaţdou nádrţ „schválení shody nádrţe“ podepsané zhotovitelem a vyhotovené podle vzorového formuláře uvedeného v dodatku 5.17.2. Zhotovitel musí nádrţe označit identifikačním štítkem. Článek 5.17.2.7 Před instalací nádrţe, buď přímo do země nebo do jímky, musí být zkontrolováno, zda tato nádrţ i jímka splňují podmínky předpisů. Po instalaci, ale ještě před uvedením nádrţe do provozu, musí být zkontrolováno, zda nádrţ, potrubí a ostatní příslušenství, signalizace přeplnění i bezpečnostní systém, systém kontroly prosakování a, tam kde je to vhodné, katodová ochrana a opatření pro rekuperaci par, odpovídají podmínkám předpisů. Uvedené kontroly musí být provedeny pod dohledem environmentálního experta, akreditovaného v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaného experta nebo technika, akreditovaného pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov. Monitorování katodové ochrany musí probíhat ve spolupráci s environmentálním expertem, akreditovaným v oboru půdní koroze. Článek 5.17.2.8 § 1. Minimálně jednou za rok v případě nádrţí umístěných v oblastech odběru vody a v ochranných zónách a minimálně jednou za dva roky v případě nádrţí umístěných v oblastech ostatních, musí být zařízení podrobeno omezené kontrole, která se skládá, je-li třeba, z: 1.
pročtení předchozí zprávy nebo certifikátu
384
Přílohy 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
kontroly stavu ochrany proti přeplnění kontroly, není-li v jednostěnných nádrţích na kapalná paliva přítomna voda a kal (dodatek 5.17.4) vizuální nebo organoleptické kontroly znečištění povrchu mimo nádrţ (dodatek 5.17.4) kontroly stavu vnějších viditelných částí nádrţe, ventilů, potrubí, čerpadel, atd. kontroly účinnosti katodové ochrany či monitorování koroze kontroly účinnosti systému kontroly prosakování kontroly účinnosti opatření pro rekuperaci par.
§ 2. Kromě plastových nádrţí ze zpevněného termosetického materiálu musí být minimálně jednou za 10 let pro nádrţe umístěné v oblastech odběru vody a ochranných zónách a minimálně jednou za 15 let pro nádrţe umístěné v ostatních oblastech, zařízení podrobeno generální kontrole, která sestává z následujících kontrol: 1. 2.
omezené kontroly, uvedené v § 1 stavu vnitřní stěny se zaměřením na přítomnost většího mnoţství vody nebo kalu; pokud je vyţadována vnitřní prohlídka, musí být vnitřek nádrţe vyčištěn; vnitřní stěna a vnitřní části nádrţe musí být prohlédnuty v maximálním technicky moţném rozsahu a je-li to vhodné, měla by být provedena nedestruktivní kontrola tloušťky stěny nádrţe 3. stavu vnějšího pláště, v maximálním technicky moţném rozsahu a bez odkrytí nádrţe kvůli této kontrole 4. tam kde je to vhodné, jmenovitě v situaci popsané v článku 5.17.2.4, § 3, zjištění moţné koroze na základě měření potenciálu a měření korozívnosti okolní půdy 5. zkoušky těsnosti přímo v zemi uloţených jednostěnných nádrţí při přetlaku do 30 kPa po dobu minimálně 1 hodiny nebo při podtlaku maximálně 30 kPa; Zkoušky s přetlakem vyšším neţ 30 kPa je moţné provádět pouze pokud jsou nádrţe za tímto účelem úplně naplněny vodou; nepřístupná jednostěnná potrubí musí být zkoušena přetlakem do 30 kPa po dobu 1 hodiny; je povolena i ekvivalentní zkouška těsnosti, prováděná v souladu s prováděcími předpisy schválenými Úřadem pro environmentální povolování. § 3. Pravidelné kontroly, uvedené v § 1 a § 2, musí provádět environmentální expert, akreditovaný v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky, autorizovaný expert nebo technik, akreditovaný pro skladovací lokality produktů P3 a/nebo P4, které jsou určené pro vytápění budov. Kontrola, zaměřená na korozi a katodovou ochranu musí probíhat ve spolupráci s environmentálním expertem, akreditovaným v oboru půdní koroze. Článek 5.17.2.9 Podle výsledku kontrol, popsaných v článku 5.17.2.7 při instalaci a/nebo při pravidelných prohlídkách, popsaných v článku 5.17.2.8, vyhotoví experti nebo autorizovaní technici certifikát, z něhoţ bude jednoznačně vyplývat, zda zařízení odpovídá podmínkám uvedených předpisů. Tento certifikát o
385
Přílohy shodě také uvádí jméno a autorizační číslo experta nebo autorizovaného technika, který kontrolu provedl. On pak nalepí jasně čitelný štítek nebo připevní destičku na plnící potrubí, na kterém bude uvedeno jeho autorizační číslo, rok a měsíc kontroly zařízení a poslední provedená kontrola. Štítek a destička musí být barevně rozlišeny takto: 1. 2.
zelená, pokud nádrţ a zařízení odpovídá ustanovením této vyhlášky oranţová, pokud nádrţ ani zařízení neodpovídají ustanovením této vyhlášky, ale zjištěné vady nemohou způsobit znečištění okolí nádrţe 3. červená, pokud nádrţ ani zařízení neodpovídají ustanovením této vyhlášky a zjištěné vady mohou způsobit nebo způsobily znečištění okolí nádrţe.
Článek 5.17.2.10 Pouze nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno zeleným štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.2.9, mohou být plněny, doplňovány a provozovány. Nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno oranţovým štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.2.9, mohou být plněny nebo doplňovány po přechodné období 6 měsíců, počínaje prvním dnem měsíce následujícím po měsíci uvedeném na oranţovém štítku či destičce. V tomto případě musí být provedena nová kontrola před koncem tohoto přechodného období. Nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno červeným štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.2.9, nesmí být za ţádných okolností plněny nebo doplňovány. Článek 5.17.2.11 § 1. Následující nádrţe jsou povaţovány za stávající nádrţe pro skladování produktů P1, P2, P3 nebo P4: 1. nádrţe, jejichţ provoz byl schválen do 1. ledna 1993 nebo pro které kompetentní úřad podal k tomuto datu ţádost o obnovení environmentálního povolení 2. nádrţe, které jiţ byly k 1. září 1991 uvedeny do provozu a bez uplatnění titulu I Obecných pravidel bezpečnosti práce nebyly označeny za zařízení nebezpečné, zdraví škodlivé nebo obtěţující 3. nádrţe, u nichţ před 1. červencem 1993 došlo k ohlášení podle ustanovení titulu I VLAREM. Tyto nádrţe jsou stále stávajícími nádrţemi i s obnovením environmentálního povolení. § 2. Stávající nádrţe pro skladování produktů P1, P2, P3 nebo P4 jsou nádrţe, jejichţ provoz byl schválen 1. května 1999 nebo pro které byla kompetentnímu úřadu podána k tomuto datu ţádost o obnovení environmentálního povolení. Tyto nádrţe jsou stále stávajícími nádrţemi i s obnovením environmentálního povolení.
386
Přílohy § 3. Vzdálenost a zakazující předpisy, i ustanovení tohoto oddílu, které se týkají metody konstrukce a instalace nádrţí, příslušných potrubí a plnících míst, se na stávající nádrţe nevztahují. § 4. Generální kontrola, uvedená v článku 5.17.2.8, § 2, nesmí být provedena později, neţ v termínech uvedených v následující tabulce, v závislosti na umístění, povaze skladované kapaliny a její kategorii.
produkt P1, P2 P3, P4 P3, P4 ostatní
umístění s ohledem na oblasti odběru vody a ochranná pásma uvnitř mimo 1. srpen 1997 1. srpen 1999 1. srpen 1997 1. srpen 1999 1. srpen 1998 1. srpen 2000 1. leden 2002 1. leden 2003
kategorie 1, 2, 3 1, 2 3 1, 2, 3
Před touto generální kontrolou mohou být nádrţe pouţívány. Před uvedenými daty musí proběhnout kontrola korozívnosti podle článku 5.17.2.4, § 3, u následujících do země uloţených kovových nádrţí s individuální kapacitou 5 000 l, nebo nádrţí pro skladování produktů P3 a/nebo P4 od 10 000 l i příslušných potrubí:
1. jednostěnné nádrţe 2. dvoustěnné nádrţe v oblastech odběru vody nebo v ochranných zónách I a II 3. dvoustěnné nádrţe v oblastech kolem elektrických vodičů, kde se mohou vyskytovat větší bludné proudy. Od data první generální prohlídky musí být pravidelné prohlídky prováděny podle ustanovení článku 5.17.2.8 a 5.17.2.9. § 5. Bez dotčení jednotlivých podmínek, uvedených v environmentálním povolení, musí nádrţe odpovídat ustanovením této kapitoly a to ne později, neţ je uvedeno v následující tabulce, která se vztahuje na: 1. bezpečnostní systém signalizace přeplnění 2. kontrolu prosakování 3. katodovou ochranu.
produkt P1, P2 P3, P4 P3, P4 ostatní
kategorie 1, 2, 3 1, 2 3 1, 2, 3
umístění s ohledem na oblasti odběru vody a ochranná pásma uvnitř mimo 1. srpen 1998 1. srpen 2000 1. srpen 1998 1. srpen 2000 1. srpen 1999 1. srpen 2001 1. leden 2003 1. leden 2005
§ 6. V případě nahrazení nádrţe uvedené v § 1 a § 2 nádrţí novou, musí nová nádrţ odpovídat všem předpisům, kromě těch, které se týkají dodrţení poţadovaných vzdáleností. § 7. V případě skladovacích lokalit, které jsou součástí distribučních terminálů paliv pro motorová vozidla, můţe být upuštěno od ustanovení § 5 podle ustanovení článku 5.17.5.7.
387
Přílohy
Článek 5.17.2.12 § 1. V případě zaznamenání průsaků (úniků) musí provozovatel přijmout všechna nezbytná opatření, kterými zabrání explozi a maximálně omezí další znečištění půdy a podzemních vod. § 2. Po odborné kvalifikované opravě můţe být nádrţ opět pouţívána, pokud vyhověla testu těsnosti, který je uveden v článku 5.17.2.8. § 3. Pokud dojde k definitivnímu odstavení nádrţe, např. kvůli prosakování, musí být nádrţ vyprázdněna, vyčištěna a odstraněna do 36 měsíců bez dotčení ustanovení nařízení z 2. července 1981, které se týkají prevence odpadu a managementu odpadových materiálů a implementačních rozhodnutí. V případě nemoţnosti odstranění materiálu, v uvedeném termínu, musí být nádrţ, po konzultaci s environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky, nebo autorizovaným expertem, nebo technikem, akreditovaným pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov, vyprázdněna, vyčištěna a naplněna pískem, pěnou nebo ekvivalentním inertním materiálem. Musí být přijata nezbytná opatření ohledně bezpečnosti proti výbuchu a ochrany před znečištěním podzemních vod. § 4. Kapaliny, které způsobily znečištění půdy nebo unikly do kanalizačního systému, povrchových vod, spodních vod nebo přilehlých pozemků (vlastnictví), musí provozovatel bezodkladně nahlásit Úřadu environmentální inspekce, guvernérovi provincie a starostovi.
Kapitola 5.17.3 Skladování nebezpečných kapalin v nadzemních nádrţích Článek 5.17.3.1 § 1. Nádrţe musí být umístěny v ochranné jímce nebo nad ní proto, aby se zabránilo šíření poţáru a znečištění půdy a/nebo podzemních vod. Environmentálním povolením mohou být povoleny ekvivalentní jímací systémy. Dvoustěnné nádrţe, vybavené systémem stálé kontroly prosakování (úniků) nad nebo do ochranné jímky umístěny být nemusí. § 2. Pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, je skladování produktů P1 a/nebo P2 v stabilních nádrţích v podzemních nebo nadzemních prostorách zakázáno. Je zakázáno skladovat produkty P1 a/nebo P2 v mobilních nádrţích v suterénu. Článek 5.17.3.2 § 1. Stabilní nádrţe musí být vyrobeny v souladu s ustanoveními dodatku 5.17.2. § 2. Všechny kovové části nádrţí určených pro skladování produktů P1 a/nebo P2, včetně plovoucích vík nádrţí, musí být ekvipotenciální. Článek 5.17.3.3 § 1. Kontrola konstrukce stabilních nádrţí musí být provedena v souladu s ustanoveními dodatku 5.17.2. Kontrola odděleně vybudovaných nádrţí musí být provedena environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaným expertem.
388
Přílohy Kontrola nádrţí instalovaných v sérii můţe být omezena na jeden prototyp; prototyp můţe schválit environmentální expert, akreditovaný v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky, jehoţ akreditace umoţňuje schvalování prototypů. Zpráva o schválení uvádí provedené kontroly a musí být podepsána zmíněným expertem. § 2. Provozovatel musí mít pro kaţdou nádrţ „schválení shody nádrţe“ podepsané zhotovitelem a vyhotovené podle vzorového formuláře uvedeného v dodatku 5.17.2. Zhotovitel musí nádrţe označit identifikačním štítkem. Článek 5.17.3.4 Před instalací stabilní nádrţe musí být zkontrolována nádrţ i její uloţení zda splňují podmínky těchto předpisů. Po instalaci, ale ještě před uvedením nádrţe do provozu, musí být zkontrolováno, zda nádrţ, potrubí a ostatní příslušenství, signalizace přeplnění i bezpečnostní systém, ochranná jímka a protipoţární prostředky, a tam kde je to vhodné, systém kontroly prosakování (úniků) a opatření pro rekuperaci par, odpovídají podmínkám předpisů. Uvedené kontroly musí být provedeny pod dohledem environmentálního experta, akreditovaného v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaného experta, nebo technika, akreditovaného pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov.
Článek 5.17.3.5 § 1. U nádrţe musí být na jasně viditelném místě umístěno oznámení v souladu s přepisy dodatku 5.17.2. § 2. Následující informace musí být uvedeny v blízkosti plnícího otvoru a v blízkosti revizní šachty: 1. číslo nádrţe 2. název nebo kódová čísla či písmena uskladněné kapaliny 3. výstraţné symboly 4. kapacita nádrţe. Předpisy tohoto paragrafu se nevztahují na skladování produktů P3 a/nebo P4, které jsou učeny pouze pro vytápění budov. § 3. Na mobilních nádrţích musí být uveden název produktu a jeho hlavní vlastnost. Článek 5.17.3.6 § 1. Ochranná jímka a uloţení stabilních nádrţí s individuální kapacitou od 10 000 l musí být budována v souladu s prováděcími předpisy pod dohledem a vedením architekta, civilního architekta, stavebního inţenýra nebo průmyslového architekta. § 2. Stálé nádrţe musí být uloţeny na nosných patkách nebo povrchu s dostatečnými rozměry, aby se zabránilo nerovnoměrným poklesům, způsobeným zatíţením, které mohou způsobit převrácení nebo zlomení. Pro instalaci nádrţí s individuální kapacitou od 50 000 l musí expert, uvedený v § 1, provést studii stability instalace.
389
Přílohy § 3. Ochranná jímka musí být odolná proti působení skladovaných kapalin a musí být nepropustná. Ochranná jímka musí být dostatečně pevná, aby odolala zatíţení kapalinou, uniklou v případě prasknutí největší nádrţe, která se v jímce nachází. Dno musí být upraveno tak, aby minimalizovalo rozlití uniklé kapaliny a aby tato kapalina mohla být snadno odstraněna. § 4. Pokud je ochranná jímka tvořena zemní hrází, musí být tato hráz vybudována z velmi jílovité, pevné a silně zhutněné zeminy, jejíţ sklony jsou maximálně 4/4 a šířka na vrcholu minimálně 50 centimetrů. Dno má být ze stejného materiálu. Hráze musí být osety trávou. U úpatí mohou být zhotovené pečlivě propočítané podpůrné zdi vysoké maximálně 1 metr. § 5. Průchod potrubí ochrannou jímkou je povolen pouze v případě zajištění její dostatečné těsnosti. § 6. Je-li ochranná jímka širší neţ 30 metrů, musí zde být umístěny únikové ţebříky nebo schody tak, aby unikající osoba nemusela k jejich dosaţení překonat větší vzdálenost, neţ je polovina šířky ochranné jímky plus 15 m.
Článek 5.17.3.7 § 1. Pokud jde o skladování ve stabilních nádrţích nebo nádrţích mobilních v oblastech odběru vody a/nebo v ochranných zónách, má být minimální kapacita ochranné jímky stejná jako je celková kapacita všech stabilních a/nebo mobilních nádrţí zde umístěných. § 2. Pokud jde o skladování ve stabilních nádrţích nebo nádrţích mobilních mimo oblasti odběru vody a/nebo ochranné zóny, má být minimální kapacita ochranné jímky určena následujícím způsobem (nevztahuje se na dvoustěnné nádrţe, vybavené systémem stálé kontroly prosakování): 1.
pro skladování P1, P2, vysoce toxických, toxických a výbušných produktů nejvyšší z následujících hodnot: a) kapacita největší nádrţe, zvýšená o 25 % celkového vodního obsahu v dalších nádrţích v ochranné jímce b) polovina celkové kapacity zde umístěných nádrţí; 2. pro skladování P3, škodlivých, dráţdivých, oxidačních, korozívních a ţivotními prostředí škodících produktů: kapacita největší nádrţe; 3. pro skladování produktů P4 a extra těţkých topných olejů bez ohledu na bod vzplanutí: vyţaduje se pouze svislá obruba 4. pro skladování produktů P1 a/nebo P2 v nadzemních a podzemních prostorách: celková kapacita vodního obsahu všech nádrţí zde umístěných. Skladování produktů s různými hlavními nebezpečnými vlastnostmi musí odpovídat přísnějším předpisům. Ohled je třeba brát i na bod vzplanutí. § 3. V případě skladování produktů jiných neţ P1 a/nebo P2 v mobilních nádrţích mimo oblasti odběru vody a/nebo ochranná pásma musí být kapacita ochranné jímky omezena na 10 % kapacity mobilních nádrţí zde umístěných. V kaţdém případě musí být kapacita ochranné jímky rovna minimálně kapacitě největší nádrţe v ochranné jímce umístěné.
390
Přílohy
§ 4. V případě skladování produktů P1 a/nebo P2 v mobilních nádrţích mimo oblasti odběru vody a/nebo ochranná pásma musí být kapacita ochranné jímky 25 % celkové kapacity zde umístěných nádrţí. Kapacita můţe být sníţena na 10 % v případě, ţe je zde po konzultaci s oprávněným hasičským sborem nainstalováno vhodné protipoţární zařízení. V kaţdém případě musí být kapacita ochranné jímky rovna minimálně kapacitě největší nádrţe v ochranné jímce umístěné. Článek 5.17.3.8 Pokud není environmentálním povolením určeno jinak, musí být vzdálenost mezi nádrţemi minimálně 0,5 m a mezi nádrţemi a vnitřními stěnami ochranné jímky nebo dnem hráze minimálně polovina výšky nádrţí. Poslední podmínka neplatí pro: 1. skladování nebezpečných kapalin v nádrţích s dvojitou stěnou nebo nádrţích s kruhovým pláštěm nebo podobnou ochranou, která zajišťuje, ţe kaţdé prosakování (únik) zůstane uvnitř ochranné jímky, nebo 2. skladování produktů P4 či extra těţkých topných olejů, bez ohledu na bod vzplanutí. Článek 5.17.3.9 Bez dotčení ostatních ustanovení těchto předpisů musí skladovací lokality produktů P1 a/nebo P2 v mobilních nádrţích splňovat následující podmínky: 1. skladování musí být chráněno proti škodlivým následkům působení slunečního záření nebo záření jiného tepelného zdroje 2. společné skladování produktů P1 a/nebo P2 s ostatními kapalinami je povoleno za předpokladu, ţe tyto ostatní kapaliny nezvýší riziko nebo rizika spojená s havárií 3. skladovací lokality v budovách jsou konstruovány v souladu s ustanoveními článku 52 Obecných pravidel bezpečnosti práce 4. skladovací lokality mimo budovy, vybudované především pro skladování těchto kapalin a které nesplňují ustanoveními článku 52 Obecných pravidel bezpečnosti práce musí být minimálně 10 metrů od všech okolních budov 5. dveře v uzavřených skladovacích lokalitách se otevírají směrem ven a jsou samouzavíratelné; v případě dvou dveří musí 1 dveře zůstávat stále zavřené; ostatní dveře musí být samouzavíratelné; dveře mohou zůstat dočasně otevřené, je-li to vyţadováno z technickoprovozních důvodů. V případě poţáru se musí také automaticky zavřít. Pouţití posuvných příček je povoleno pouze v případě, ţe tyto příčky nebo skladovací prostor mají jedny či více dveří, které splňují poţadavky dané předchozími předpisy. 6. všechny skladovací lokality musí být dostatečně větrány, buď přirozeně, nebo uměle. Článek 5.17.3.10 § 1. Konstrukce všech prostorů pro zpracovávání nebezpečných produktů je taková, ţe umoţňuje jímání náhodně rozlitých látek nebo uniklých kapalin. Aby se zabránilo šíření poţáru, je konstrukce všech prostorů pro zpracovávání produktů P1 taková, ţe se náhodně vylité látky nebo uniklé kapaliny dostávají do jímacího zařízení a poté jsou odváděny kanály do jednoho či více jímacích kanálů. Toto jímací zařízení nesmí být ţádným způsobem spojeno, přímo či nepřímo, s veřejnou kanalizací, povrchovými vodami, nádrţí povrchových vod, příkopem nebo spodními vodami. § 2. Obsahy prosakujících nádrţí musí být okamţitě odvedeny nebo přečerpány do jiných vhodných nádrţí. Uniklé kapaliny musí být okamţitě lokalizovány a přemístěny do sudu, který je k tomuto účelu
391
Přílohy určen. V podnicích musí nezbytné bezpečnostní materiály, jako jsou absorpční a neutralizační materiály, velké sudy, ochranné prostředky, atd., být k dispozici, pro případ prosakování (úniků), a umoţnit okamţitě reagovat na poškozené balení, úniky a jiné nehody, a maximálně omezit moţné negativní následky. § 3. Jímací zařízení a jímací bazény musí být pravidelně vyprazdňovány a to minimálně po kaţdé nehodě. Vzniklé toky odpadních materiálů musí být likvidovány vhodným způsobem. Článek 5.17.3.11 Musí být přijata všechna nezbytná opatření, která budou odvádět sráţkovou vodu, která by se mohla dostávat do ochranné jímky. Provozovatel se předtím, neţ je sráţková voda odvedena, ujistí, ţe neobsahuje ţádný ze skladovaných produktů. Pokud některý z těchto produktů obsahuje, provede všechna nezbytná opatření, aby zabránil znečištění půdy, spodních vod i vod povrchových. Článek 5.17.3.12 § 1. V okolí úloţišť, která se nachází v oblastech odběru vody a/nebo v ochranných pásmech, mají být po konzultaci s místním vodohospodářským orgánem nebo environmentálním expertem, akreditovaným v oboru spodních vod a půd, instalovány pozorovací trubky (měřicí vrty) v souladu s ustanoveními dodatku 5.17.3, který se týká zjišťování úniků plynů nebo kapalin z okolí skladovací nádrţe. Pozorovací trubky (měřicí vrty) musí být zhotoveny z materiálů, které nemohou být ovlivněné skladovanými kapalinami. Celá délka potrubí má být provedena jako filtrační trubka; to znamená, ţe má mít vnitřní průměr minimálně 5 cm, dosahovat minimálně o 1 m hlouběji, neţ je nejniţší úroveň stálé hladiny podzemní vody a na konci utěsněna. Pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, musí být instalovány minimálně 3 pozorovací trubky. Plány prací a zprávy o vrtech mají být dostupné pro kontrolu nadřízeným úřadem. § 2. Provozovatel bude pravidelně kontrolovat podzemní vody v pozorovacích vrtech z hlediska jejich znečištění. V případě úloţišť se musí měření provádět minimálně jednou za dva roky a provede jej buď provozovatel pomocí zařízení a metodou, schválenou environmentálním expertem, akreditovaným v oboru podzemních vody nebo tento expert sám. Článek 5.17.3.13 § 1. Základní ustanovení, týkající se hašení a chlazení Úloţiště pro skladování produktů P1 a/nebo P musí být vybavena účinným, stálým pěnovým zařízením a/nebo hasícím či chladícím zařízením, vhodným pro danou situaci, a to po konzultaci s oprávněným hasičským sborem. Podnik musí mít dostatek vody, aby byl schopen postřikovat a/nebo chladit nádrţe dostatečně dlouho. Pro případ výpadku dodávky elektřiny musí být provoz hasících a chladících zařízení zajištěn záloţními generátory či jinými ekvivalentními nouzovými zařízeními. § 2. Zařízení s nádrţemi na skladování produktů P1 zařazených do 1. třídy, které nemají lidskou posádku nebo ji mají pouze v obvyklých pracovních hodinách musí, po konzultaci s oprávněným hasičským sborem, být vybaveny účinným systémem detekce kouře, plynu a poţáru, který tyto události signalizuje posádce monitorovacího oddělení.
392
Přílohy
§ 3. Při skladování produktů P1 a/nebo P2 v úloţištích musí být protipoţární zařízení kontrolováno při uvedení do provozu expertem, akreditovaným v oboru vnější bezpečnosti a rizik váţných havárií nebo autorizovaným expertem, pokud není tato kontrola plně či částečně provedena oprávněným hasičským sborem, vedoucím oddělení pro ochranu a bezpečnost nebo jeho zástupcem po konzultaci s oprávněným hasičským sborem. Článek 5.17.3.14 Dostupnost úloţiště musí být zajištěna tak, aby: 1. 2. 3. 4.
doprava v zónách s váţným nebezpečím poţáru nebo výbuchu byla minimální úloţiště byla snadno přístupná byl snadno přístupný zásahový materiál vozidla, s jejichţ pomocí jsou produkty odebírány nebo dodávány, se musí během nakládky a vykládky zdrţovat v maximální technicky moţné míře v prostoru nakládky/vykládky a jeho rozměry mají být větší, neţ je obvyklá šířka silnice.
Článek 5.17.3.15 § 1. Provozovatel úloţiště bude uchovávat na vhodných místech v podniku zápisy pro příslušný hasičský oddíl, které budou obsahovat alespoň následující informace: 1. plán úloţiště a přístupové cesty 2. popis protipoţárních prostředků s jejich vyznačením na mapě 3. popis uskladněných produktů s jejich hlavními fyzikálními a chemickými vlastnostmi (bezpečnostní karty) s uvedením přehledu Směrnice Rady 67/548/EEC z 27. června 1967 nebo 88/379/EEC z 7. června 1988, čísel UN a kódů ADR 4. kapacitu nádrţí 5. sloţení podnikového hasičského oddílu. Kaţdý jiný způsob poskytování informací je povolen za předpokladu, ţe je odsouhlasen nadřízeným úřadem nebo oprávněným hasičským sborem. Článek 5.17.3.16 § 1. Minimálně jednou za tři roky, mimo období mezi po sobě následujícími kontrolami, které můţe přesáhnout 40 měsíců, musí být zařízení podrobena omezené prohlídce. Pokud je vyţadována, tato prohlídka se skládá z: 1. 2. 3.
pročtení předchozího certifikátu nebo zprávy kontrolu dobrého stavu ochrany proti přeplnění vizuální nebo organoleptická kontrolu se zřetelem na znečištění povrchů mimo nádrţ podle ustanovení přílohy 5.17.4 4. kontrolu celkového stavu zařízení, která se skládá z: a) hledání prosakování (úniků) a jejich označení b) kontroly stavu vnitřních povrchových úprav stěn, spojení a čel nádrţe
393
Přílohy c)
kontroly stavu příslušenství, např.: ventilů teploměrů, tlakoměrů a vodoznaků a zemění
d) e) f) g) h)
kontroly tlakových bezpečnostních a signalizačních zařízení kontroly stavu vnějšího pláště, nátěru a/nebo izolace kontroly základů a/nebo podpěr se zřetelem na stabilitu a kanalizaci kontroly ochranné jímky s ohledem na obsah, těsnost, znečištění, pozorovací vrty kontroly stavu potrubí a příslušenství v ochranné jímce.
také pro vertikální nádrţe: a) tam kde je to vhodné, musí být provedena nedestruktivní kontrola pláště a pokovení zastřešení nádrţí, kterou se zjistí tloušťka plechu a koroze, jak vnitřní, tak vnější b) na ţádost environmentálního experta nebo autorizovaného experta bude měřením určena výška sedimentu v mnoha místech rovnoměrně rozloţených po obvodu okraje dna. § 2. Minimálně jednou za 20 let musí být zařízení podrobena generální prohlídce. Před touto prohlídkou musí být nádrţ uvnitř vyčištěna. Prohlídka se skládá z: 1. 2. 3.
omezené kontroly, uvedené v § 1 kontroly stavu vnitřní stěny u vertikálních nádrţí navíc zahrnuje: a) kontrolu stavu nosné konstrukce a vnitřních zařízení, jako jsou ventily, topné spirály, odtoky sráţkové vody ze střech a dalších povrchových vod, těsnění v plovoucím víku b) kontrolu plechů dna, zda nekorodují uvnitř či vně c) kontrolu deformace dna a případné měření profilu
4. tlakové zkoušky topných trubek. V případě skladování produktů P3 a/nebo P4 třídy 3, musí být provedena pouze omezená prohlídka v rozsahu podle § 1. § 3. Tyto pravidelné kontroly musí provádět environmentální expert, akreditovaný v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaný expert nebo v případě skladování produktů P3 a/nebo P4, určených k vytápění budov, akreditovaný technik. Článek 5.17.3.17 Na základě prohlídek popsaných v článku 5.17.3.4 a/nebo pravidelných prohlídek uvedených v článku 5.17.3.16 jsou experti nebo autorizovaní technici povinni vyhotovit certifikát, z něhoţ je jednoznačně zřejmé, zda zařízení vyhovuje či nevyhovuje podmínkám předpisů. Uvedený certifikát také uvádí jméno a akreditační číslo experta nebo akreditovaného technika, který prohlídku provedl. Kromě úloţiště má být nalepen jasně čitelný štítek nebo připevněna destička na plnící potrubí, na kterém bude uvedeno jeho autorizační číslo, rok a měsíc kontroly zařízení a poslední provedená kontrola. Štítek a destička musí být barevně rozlišeny takto: 1. zelená, pokud nádrţ a zařízení odpovídá ustanovením této vyhlášky 2. oranţová, pokud nádrţ ani zařízení neodpovídají ustanovením této vyhlášky, ale zjištěné vady nemohou způsobit znečištění okolí nádrţe 3. červená, pokud nádrţ ani zařízení neodpovídají ustanovením této vyhlášky a zjištěné vady mohou způsobit nebo způsobily znečištění okolí nádrţe. Článek 5.17.3.18
394
Přílohy Pouze nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno zeleným štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.3.17, třetí podkapitola, mohou být plněny, doplňovány a provozovány. Nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno oranţovým štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.3.17, třetí odstavec, mohou být plněny nebo doplňovány po přechodné období 6 měsíců, počínaje prvním dnem měsíce následujícím po měsíci uvedeném na oranţovém štítku či destičce. V tomto případě musí být provedena nová kontrola před koncem tohoto přechodného období. Nádrţe, jejichţ plnící potrubí je opatřeno červeným štítkem nebo destičkou, jak je uvedeno v článku 5.17.3.17, třetí podkapitola, 3., nesmí být za ţádných okolností plněny nebo doplňovány. Článek 5.17.3.19 § 1. Následující nádrţe jsou povaţovány za stávající nádrţe pro skladování produktů P1, P2, P3 nebo P4: 1. nádrţe, jejichţ provoz byl schválen 1.ledna 1993 nebo pro které kompetentní úřad podal k tomuto datu ţádost o obnovení environmentálního povolení 2. nádrţe, které jiţ byly k 1. září 1991 uvedeny do provozu a bez uplatnění titulu I Obecných pravidel bezpečnosti práce nebyly označeny za zařízení nebezpečné, zdraví škodlivé nebo zařízení obtěţující. 3. nádrţe, u nichţ před 1. červencem 1993 došlo k ohlášení podle ustanovení titulu I VLAREM.
Tyto nádrţe jsou stále stávajícími nádrţemi i s obnovením environmentálního povolení. § 2. Stávající nádrţe pro skladování produktů P1, P2, P3 nebo P4 jsou nádrţe, jejichţ provoz je schválen k datu nabytí účinnosti této vyhlášky, nebo pro které byla kompetentnímu úřadu podána k tomuto datu ţádost o obnovení environmentálního povolení. Tyto nádrţe jsou stále stávajícími nádrţemi i s obnovením environmentálního povolení. § 3. Vzdálenost a zakazující předpisy, i ustanovení tohoto oddílu, které se týkají metody konstrukce a instalace nádrţí, příslušných potrubí a plnících míst, se na stávající nádrţe nevztahují. § 4. Generální kontrola, uvedená v článku 5.17.3.16 nesmí být provedena později, neţ v termínech uvedených v následující tabulce v závislosti na umístění, povaze skladované kapaliny a její kategorii.
produkt P1, P2, P3, P4 ostatní
kategorie 1, 2, 3 1, 2, 3
umístění s ohledem na oblasti odběru vody a ochranná pásma uvnitř mimo 1. srpen 1998 1. srpen 2000 1. leden 2003 1. leden 2005
Před touto generální kontrolou mohou být nádrţe pouţívány. Po datu první generální prohlídky musí být pravidelné prohlídky prováděny podle ustanovení článku 5.17.3.16 a 5.17.3.17. § 5. Bez dotčení jednotlivých podmínek, uvedených v environmentálním povolení, musí nádrţe odpovídat ustanovením této kapitoly a to ne později, neţ je uvedeno v následující tabulce, která se vztahuje na:
395
Přílohy 1. konstrukci a zařízení nádrţí a potrubí, za předpokladu ţe odpovídají ustanovením § 4 2. konstrukci a těsnost ochranné jímky úloţišť.
produkt P1, P2, P3, P4 ostatní
kategorie 1, 2, 3 1, 2, 3
umístění s ohledem na oblasti odběru vody a ochranná pásma uvnitř mimo 1. srpen 1999 1. srpen 2001 1. leden 2004 1. leden 2006
§ 6. V případě nahrazení nádrţe uvedené v § 1 a § 2 nádrţí novou, musí nová nádrţ odpovídat všem předpisům, kromě těch, které se týkají dodrţení poţadovaných vzdáleností. § 7. Jako výjimka z ustanovení § 5 stávající nádrţe, které nejsou součástí úloţiště musí odpovídat ustanovením článku 5.17.3.6, 5.17.3.7 a 5.17.3.8 nejpozději 1. ledna 2003. § 8. Ve stávajících úloţištích pro skladování produktů P1, P2, P3 nebo P4 v oblastech odběru vody nebo ochranných pásmech musí být pozorovací trubky instalovány podle článku 5.17.3.12 nejpozději 1. srpna 1997. Ve stávajících úloţištích pro skladování produktů jiných neţ P1, P2, P3 nebo P4 v oblastech odběru vody nebo ochranných pásmech musí být pozorovací trubky instalovány podle článku 5.17.3.12 nejpozději do 24 měsíců po nabytí účinnosti této vyhlášky. Tato povinnost se vztahuje na období 24 měsíců po datu nabytí účinnosti rozhodnutí o určení oblastí odběru vody a/nebo ochranných pásem.
§ 9. V případě stávajících úloţišť, která nemají nepropustné ochranné jímky a která nejsou v oblastech odběru vody nebo v ochranných pásmech, musí být pozorovací trubky instalovány podle článku 5.17.3.12 nejpozději do 24 měsíců po nabytí účinnosti této vyhlášky. Článek 5.17.3.20 § 1. V případě zaznamenání průsaků (úniků) musí provozovatel přijmout všechna nezbytná opatření, kterými zabrání explozi a maximálně omezí další znečištění půdy a podzemních vod. § 2. Po odborné a kvalifikované opravě můţe být nádrţ opět pouţívána, pokud obdrţela certifikát vydaný environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo autorizovaným expertem nebo technikem, akreditovaným pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov. Z tohoto certifikátu musí být zřetelné, ţe nádrţ i zařízení odpovídají poţadavkům této vyhlášky. § 3. Pokud dojde k definitivnímu odstavení nádrţe, např. kvůli prosakování, musí být nádrţ vyprázdněna, vyčištěna a odstraněna do 36 měsíců bez dotčení ustanovení nařízení z 2. července 1981, které se týkají prevence odpadu a managementu odpadových materiálů a implementačních rozhodnutí. V případě nemoţnosti odstranění materiálu v uvedeném termínu, musí být nádrţ, po konzultaci s environmentálním expertem, akreditovaným v oboru nádrţí pro plyny a nebezpečné látky nebo s autorizovaným expertem nebo technikem, akreditovaným pro skladování produktů P3 a/nebo P4, určených pro vytápění budov vyprázdněna, vyčištěna a naplněna pískem, pěnou nebo rovnocenným inertním materiálem. Musí být přijata nezbytná opatření ohledně bezpečnosti proti výbuchu a ochrany před znečištěním podzemních vod.
396
Přílohy § 4. Kapaliny, které způsobily znečištění půdy nebo unikly do kanalizačního systému, povrchových vod, spodních vod nebo přilehlých cizích majetků musí provozovatel bezodkladně nahlásit Úřadu environmentální inspekce, guvernérovi provincie a příslušnému starostovi.
Oddíl 5.17.4 Omezování emisí těkavých organických sloučenin (VOC) při skladování a přepravě benzínu Článek 5.17.4.1 Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení, uvedená v pododdílu 17.3.4 a zařízení uvedená v pododdílu 17.3.9 kategorizačního seznamu v rozsahu, v jakém tato zařízení soustřeďují, skladují a přepravují benzín. Článek 5.17.4.2 § 1. Bez dotčení ostatních podmínek těchto předpisů musí skladovací zařízení odpovídat technickým předpisům dodatku 5.17.9, § 2. § 2. Jako výjimka z § 1 tohoto článku musí stávající skladovací zařízení odpovídat ustanovením § 1: 1.
od 1. ledna 1999 skladovací zařízení s obratem vyšším neţ 50 000 tun za rok, měřeným v letech 1996 a 1997 2. od 1. ledna 2002 skladovací zařízení s obratem vyšším neţ 25 000 tun za rok, měřeno v letech 1996 aţ 2000 (včetně); pokud však obrat měřený v letech 1998 aţ 2000 (včetně) překročil limit 50000 tun za rok, jsou ustanovení § 1 platné od 1. ledna druhého roku následujícího po roce, kdy tento kapacitní limit byl překročen 3. od 1. ledna 2005 v ostatních skladovacích zařízeních. Článek 5.17.4.3 § 1. Bez dotčení ostatních podmínek těchto předpisů musí přepravní zařízení do mobilních nádrţí v terminálech odpovídat technickým předpisům dodatku 5.17.9, § 3. § 2. Všechny terminály s přepravními zařízeními pro nakládku cisternových vozidel musí být vybaveny minimálně jedním portálovým zařízením, které odpovídá normám pro zařízení pro plnění zespoda v dodatku 5.17.9, § 5. § 3. Jako úleva § 1 tohoto článku musí stávající přepravní zařízení pro nakládku cisternových vozidel, cisternových vagónů a/nebo lodí odpovídat ustanovením § 1 a § 2: 1.
od 1. ledna 1999 přepravní zařízení s obratem vyšším neţ 150 000 tun za rok, měřeným v letech 1996 a 1997 2. od 1. ledna 2002 přepravní zařízení s obratem vyšším neţ 25 000 tun za rok, měřeno v letech 1996 aţ 2000 (včetně); pokud však obrat měřený v letech 1998 aţ 2000 (včetně) překročil limit 150 000 tun za rok, jsou ustanovení § 1 platné od 1. ledna druhého roku, následujícího po roce, kdy tento limit byl překročen 3. od 1. ledna 2005 v ostatních přepravních zařízeních terminálů.
397
Přílohy § 4. Nejpozději do tří měsíců po uvedení do provozu a poté minimálně jednou za rok musí environmentální expert, akreditovaný v oboru ovzduší vyhotovit zprávu. V této zprávě budou uvedeny výsledky měření provedených pro určení průměrné koncentrace par v rekuperační jednotce unikajících par, vysvětleny a porovnány s podmínkami pro emise uvedenými v dodatku 5.17.9, § 3. Období mezi dvěma měřeními nesmí v ţádném případě být delší neţ 15 měsíců. Zpráva musí být odeslána Úřadu pro environmentální povolování a Vlámskému úřadu pro ţivotní prostředí. Článek 5.17.4.4 § 1. Bez dotčení ostatních podmínek těchto ustanovení musí distribuční terminály benzínu odpovídat technickým předpisům dodatku 5.17.9, § 4. § 2. Jako výjimka z § 1 tohoto článku musí stávající distribuční terminály odpovídat ustanovením § 1: od 1. ledna 1999 distribuční terminály s obratem vyšším neţ 1 000 m3 za rok, měřeným v letech 1996 a 1997, stejně tak i zařízení, bez ohledu na jejich obrat, které se nachází ve stále obydlených místech nebo trvale obsluhovaných pracovních místech. 2. od 1. ledna 2002 distribuční terminály s obratem vyšším neţ 500 m3 za rok, měřeno v letech 1996 aţ 2000 (včetně); pokud však obrat měřený v letech 1998 aţ 2000 (včetně) překročil limit 1 000 m3 za rok, jsou ustanovení § 1 platná od 1. ledna druhého roku následujícího po roce, kdy tento limit byl překročen 3. od 1. ledna 2005 pro ostatních distribuční terminály. 1.
§ 3. Ustanovení tohoto článku se nevztahují na distribuční terminály s obratem niţším, neţ 100 m3 za rok. § 4. Skladovací zařízení, která jsou součástí distribučních terminálů benzínu, které musí podle ustanovení tohoto článku odpovídat technickým předpisům dodatku 5.17.9, § 4, mohou být plněna pouze z mobilních nádrţí, coţ odpovídá federálním prováděcím předpisům podle Směrnice Rady 94/63/EC z 20. prosince 1994 o omezování emisí těkavých organických látek (VOC) ze skladování benzínu a jeho distribuce ze zásobníků do čerpacích stanic. Článek 5.17.4.5 Provozovatel musí uchovávat záznamy o obratu. Tyto záznamy mají být k dispozici dozorčím orgánům. Článek 5.17.4.6 Provozovatel zařízení pro rekuperaci par musí uchovávat záznamy, které přesně uvádí kaţdé období vyřazení zařízení z provozu i jeho důvod a přijatá opatření. Tyto záznamy mají být k dispozici v místě provozu. § 3. Oddíl 5.17.5 Distribuční terminály paliv pro motorová vozidla Článek 5.17.5.1
398
Přílohy Ustanovení v tomto oddílu se vztahují na zařízení uvedené v pododdílu 17.3.9 kategorizačního seznamu. Článek 5.17.5.2 Bez dotčení podmínek těchto předpisů musí být přijata nezbytná opatření, která zabrání únikům kapalných paliv, znečištění půdy a podzemních vod i vod povrchových. V případě nehody musí být okamţitě přijata účinná opatření, která zabrání roztečení kapalných paliv. Článek 5.17.5.3 Elektrická zařízení musí splňovat poţadavky uvedené v obecných předpisech pro elektrická zařízení, jmenovitě v článcích, které se týkají prostor, v nichţ můţe docházet ke vzniku výbušné atmosféry. Tato zařízení musí být ručně zastavitelná z bezpečného a vţdy snadno přístupného místa. Článek 5.17.5.4 Plnění všech vozidel můţe být prováděno pouze po vypnutí jejich motorů.
Článek 5.17.5.5 Místa čerpání paliv pro motorová vozidla, produktů P1 a/nebo P2, jsou vţdy venkovní a v areálech zařízení. Podlaha zmíněného parkoviště je nepropustná a dostatečně nosná. Povrch má mít potřebný sklon a případně zvýšené okraje, které zajistí, ţe vylitá hořlavá paliva odtečou do jímky a odstraní se v souladu s ustanoveními. Pod uvedenými stanovišti plnění nesmí být ţádné příkopy, volné prostory nebo místnosti. Článek 5.17.5.6 Kaţdá stabilní nádrţ, která je součástí distribučního terminálu pro plnění motorových vozidel musí být vybavena vlastním plnícím potrubím. Plnící místo pro produkty P1 a/nebo P2: 1. je v horizontálním průmětu minimálně 2 m od okraje nádrţe 2. nesmí být v uzavřené či v otevřené budově 3. musí být umístěno minimálně 3 m od podzemních prostor a hranic parcel třetích stran. Článek 5.17.5.7 § 1. V případě stávajících distribučních terminálů paliv pro motorová vozidla, můţe zvláštní přechodné období v článku 3.2.1.2, § 3, b) při určitých konstrukčních poţadavcích v článku 5.17.5.5 a 5.17.1.17, 6., trvat do:
399
Přílohy 1.
1. ledna 1999, pro všechny distribuční terminály vybavené přímo v zemi uloţenými kovovými nádrţemi s jednoduchou stěnou v oblastech odběru vody a v ochranných pásmech 2. 1. ledna 2002, pro všechny distribuční terminály jiné, neţ v bodě 1., vybavené přímo v zemi uloţenými kovovými nádrţemi s jednoduchou stěnou vybudovanými před rokem 1975, přičemţ se předpokládá, ţe není-li moţné určit rok vybudování, byla nádrţ vybudována před rokem 1975 3. 1. ledna 2005, pro všechna ostatní zařízení. Pro stávající nádrţe nebo stávající výpusti průmyslových kanalizací mohou platit stejné výjimky jako v článku 5.17.1.4, § 2, článku 5.17.2.11, § 5 a článku 3.2.1.2, § 3, b, ohledně realizace poţadavků dodatku 5.3.2, 52, c). § 2. Provozovateli můţe být zaručena pouze výjimka uvedená v § 1, a to za vyslovené podmínky, ţe se tento provozovatel nejpozději 1. ledna 1998 v doporučeném dopisu Úřadu pro environmentální povolování a Úřadu environmentální inspekce zavázal, ţe: 1.
zajistí, ţe nádrţe budou odpovídat podmínkám předpisů pro nové nádrţe před datem stanoveným v § 1 s výjimkou, týkající se předpisů umístění (jmenovitě předpisů a dohod o dodrţení vzdáleností) 2. další provoz distribučního terminálu paliv bude definitivně ukončen k datu stanovenému v § 1 v případě, ţe nebude splněna smluvní klauzule v podbodu 1.
Příloha 6 KAPITOLA 5.20: PRŮMYSLOVÉ ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ
PODNIKY,
KTERÉ
MOHOU
ZPŮSOBOVAT
Kapitola 5.20.1 Obecná ustanovení Článek 5.20.1.1 § 1. Ustanovení této kapitoly se týkají podniků, uvedených v kapitole 20 kategorizačního seznamu. § 2. Jako výjimka z obecných emisních limitních hodnot uvedených v kapitole 4.4 se emisní limitní hodnoty, specifikované v ostatních kapitolách této vyhlášky pro určité kategorie podniků, vztahují i na kategorie podniků zahrnuté v určitých oddílech v § 1 se stejnou průmyslovou činností. To se týká jmenovitě emisních limitních hodnot, uvedených v kapitole 5.7 „Chemikálie“ a 5.29. „Kovy“, které se obě týkají podniků uvedených v podkapitolách 20.4 a 20.2. Oddíl 5.20.2 Ropné rafinérie Článek 5.20.2.1 Rozsah Ustanovení tohoto oddílu platí pro zařízení, které uvádí pododdíly 1.1 a 20.1.2. kategorizačního seznamu. Článek 5.20.2.2
400
Přílohy § 1. Jako výjimka z ustanovení článků 5.7.6.1, kapitol 5.31 a 5.43 a obecných emisních limitních hodnot, uvedených v kapitole 4.4, platí pro zařízení [ ¼ ] ropných rafinérií následující emisní limitní hodnoty, které se týkají součtu emisí z tepelných zařízení, včetně STEG zařízení a zpracovávající zařízení: 1. od 1. ledna 1994: a) pro oxid siřičitý: - do 31. prosince 1997: - od 1. ledna 1998: b) pro oxidy dusíku: - do 31. prosince 1997: - od 1. ledna 1998: c) pro suspendované tuhé znečišťující látky: - do 31. prosince 1997: - od 1. ledna 1998: 2. od 1. ledna 1997: pro oxid uhelnatý: - do 31. prosince 1997: - od 1. ledna 1998: 3. od 1. ledna 1999: - pro Ni a jeho sloučeniny: - pro V a jeho sloučeniny:
2 000 mg/Nm3 1 300 mg /Nm3 900 mg/Nm3 450 mg /Nm3 300 mg/Nm3 150 mg /Nm3 250 mg/Nm3 150 mg /Nm3 2 mg/Nm3 vyjádřeno jako Ni 7 mg/Nm3 vyjádřeno jako V.
Zpracovávající zařízení uvedená v prvním pododstavci obsahují, mezi jinými: jednotku rekuperace síry katalytické krakování a zařízení pro konverzi spalovací pece hořáky a oxidátory asfaltu a všechny ostatní zpracovávající jednotky s emisemi SO2, NOx, CO a prachu (tuhých znečišťujících látek). Ustanovení oddílu 5.43.2 se týkají nových velkých tepelných zařízení s výjimkou emisních limitních hodnot v oddílu uvedených. Tyto hodnoty jsou nahrazeny emisními limitními hodnotami, které jsou uvedeny v dodatku 5.20.2. Jako výjimka z článku 3.2.1.2, § 3, a), platí pro stávající zařízení přísnější emisní limitní hodnoty, které jsou uvedeny v třetím pododdílu, od 1. ledna 2005. § 2. Od 1. ledna 1994 jsou provozní podmínky v provozních povoleních pro ropné rafinérie s ohledem na SO2, NOx, CO a prach, nahrazeny ustanoveními § 1. § 3. Pro uplatnění ustanovení § 1 tohoto článku musí být dodrţeny následující specifikace: 1. pro definice kouřových plynů a emisních limitních hodnot pro nová i stávající tepelná zařízení a pro parní a plynové turbíny (STEG) platí definice článku 1.1.2, jmenovitě ohledně průmyslových podniků, které mohou způsobovat znečištění ovzduší. V případě zpracovávajících zařízení musí být aktuální průtoky v m3/hod přepočteny na normální teplotu (273 °K) a tlak (101,3 kPa), ale na suché bázi, jak specifikuje článek 4.4.3.1. s aktuálním mnoţstvím přebytku kyslíku. 2. strategie měření suspendovaných tuhých znečišťujících látek, SO2, NOx, CO, Ni a V: - pro topná zařízení, včetně strojů s vnitřním spalováním, platí ustanovení článku 5.43.2.3, §§ 1 a2 - v případech zpracovávajících zařízení se měření zbytkového plynu provádí stále nebo se emise vypočítávají na základě stále nebo pravidelně měřených příslušných parametrů podle prováděcích předpisů v článku 5.43.2.3., §§ 1 a 2 3. hodnocení výsledků měření: pro hodnocení výsledků měření platí:
401
Přílohy -
pro SO2: ustanovení článku 5.43.2.4 pro stálé měření a článku 4.4.4.5 pro měření, které neprobíhá stále pro NOx a CO: ustanovení článku 5.43.5.1, § 4 pro stálé měření a článku 4.4.4.5 pro měření, které neprobíhá stále pro suspendované tuhé znečišťující látky: ustanovení článku 5.43.5.1, § 4 pro stálé měření a článku 4.4.4.5 pro měření, které neprobíhá stále pro Ni a V: ustanovení článku 5.43.5.1, § 4 pro stálé měření a článku 4.4.4.5 pro měření, které neprobíhá stále.
§ 4. Plynné odpady stále vznikající v průběhu zpracovávání, jako jsou plynné odpady z regenerace katalyzátorů a činností při kontrole a čištění, musí být odváděny do spalovacího zařízení nebo hořáků, nebo musí být pro zajištění sníţení jejich emisí přijata jiná vhodná opatření. Plynné odpady vznikající při najíţdění a odstavování zařízení musí, v maximálním moţném rozsahu, být odváděny do jímacího systému plynných odpadů nebo spalovány v provozních topných zařízeních. Není-li to moţné, pak musí být odváděny do hořáků, kde nesmí úroveň emisí organických látek překročit 1 % s ohledem na celkový obsah uhlíku. Plynné odpady z odsiřovacích zařízení nebo z jiných zdrojů s úrovní objemu sirovodíku nad 0,4 % a jeho hmotovým tokem vyšším neţ 2 tuny/den musí být zpracovávány dále. Plynné odpady, které se dále nezpracovávají, musí být odváděny do spalovacího zařízení. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.4, emise sirovodíku ve vypouštěných plynných odpadech nesmí překročit 10 mg/Nm3. Voda, která obsahuje sirovodík, můţe být zpracovávána pouze takovým způsobem, který zabrání unikání plynného odpadu do ovzduší. Při přenosu surovin, meziproduktů a hotových produktů musí být emise organických látek s tenzí par nad 13,3 kPa při teplotě 35 °C omezeny pomocí vhodných opatření, např. plynovým kyvadlem, odtahem a odvedením do zařízení pro čištění odpadních plynů.
Provozní vody mohou být vypouštěny do otevřeného systému pouze po odplynování. Jímané odpadní plyny musí zde být čištěny praním nebo spalováním. § 5. Jako výjimka z § 1 nemohou emise v odpadních plynech ze zařízení pro katalytické krakování podle postupu s „fluidním loţem“ s regenerací katalyzátoru překročit emisní limitní hodnotu pro suspendované tuhé znečišťující látky: 1. do 1. ledna 2005: 2. od 1. ledna 2005:
300 mg/Nm3 jako měsíční průměr 50 mg/Nm3 jako měsíční průměr.
§ 6. Koncentrace polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů (PCDD) a polychlorovaných dibenzo-p-furanů (PCDF), vypočítané podle článku 5.2.3.1.5, § 6, vyjádřené v nanogramech toxického ekvivalentu dioxinů na Nm3 (ng TEQ/Nm3), nesmí překročit limit 0,5 ng TEQ/Nm3 pro všechny průměrné hodnoty v době vzorkování minimálně 6 hodin a maximálně 8 hodin. Směrná hodnota emisí je 0,1 ng TEQ/Nm3. Jako výjimka z ustanovení prvního pododdílu platí pro stávající zařízení následující: - směrná hodnota emisí 0,4 ng TEQ/Nm3; - emisní limitní hodnota 2,5 ng TEQ/Nm3 s platností od 1. ledna 2002. Uvedené směrné hodnoty musí být dosahovány pouţitím nejlepších dostupných technik. Hmotnostní koncentrace PCDD a PCDF má být měřena v souladu s poţadavky Belgické normy T95R-NBN EN 1948-1, 2 nebo 3. Tato koncentrace má být měřena minimálně jednou za rok environmentálním expertem, akreditovaným v oboru měření. Měření není povinné pro ty sloţkové toky, které k emisím významně nepřispívají. Pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, je vynechání měření určitých sloţkových toků moţné pouze za předpokladu, ţe to bylo předem schváleno dozorčím úřadem.
402
Přílohy Kaţdé měření, které bude provedeno podle shora uvedené metody musí po výpočtu přesnosti uvedeném v článku 4.4.4.2, § 5, vyhovět předepsané emisní limitní hodnotě. Pokud měřená koncentrace, po výpočtu uvedené přesnosti, překročí emisní limitní hodnotu, musí být v průběhu následujících tří měsíců provedeno další vzorkování a analýza. Článek 5.20.2.3 Postupy kontroly imisí § 1. Bez dotčení předpisů kapitoly 4.4, pokaţdé, kdyţ se povětrnostní podmínky zdají být pro dobré rozptýlení kouřových plynů nepříznivé, jmenovitě v určitém podniku, musí provozovatel provést všechny nezbytné kroky, které maximálně omezí emise SO2 i NOx z daného zařízení. § 2. Kaţdá změna paliva, obsahu síry v kapalném palivu i časy odstávky se zaznamenávají do zápisu, který provozovatel uchovává, aby byl k dispozici pověřenému kontrolnímu orgánu. § 3. Pokud celkový instalovaný nominální tepelný výkon jednoho podniku přesáhne 300 MW, musí být v okolí podniku na náklady provozovatele instalována a provozována pozemní zařízení pro měření imisí SO2 a NO2 v ovzduší. Typ, místo měření, metoda kontroly a ostatní podmínky pouţívání zařízení stanoví environmentální povolení. § 4. Bez dotčení ustanovení § 1 pokaţdé, kdyţ průměrná hodnota imisí v průběhu 24 hodin, měřená zařízením specifikovaným v § 3, překročí 300 mg SO2/m3 a/nebo 150 mg NO2/m3, musí provozovatel provést opatření uvedená v § 1 a tato opatření zachovávat do té doby, kdy naměřené průměrné hodnoty imisí SO2 a NO2 v průběhu 24 hodin nepřesáhnou hodnoty 300 mg SO2/m3 a/nebo 150 mg NO2/m3.
§ 5. Aby se v případě oxidů dusíku zajistilo splnění emisních limitních hodnot v článku 5.20.2.2, měly by být v environmentálních povoleních stanoveny vhodnější technické konstrukční podmínky. Pokud se z kontrolních měření zdá, ţe emisní limitní hodnoty nebudou z nepředvídaných důvodů splněny, musí provozovatel, aby co nejdříve zajistil splnění emisních limitních hodnot, provést všechna vhodná primární opatření. Provozovatel je povinen tuto situaci hlásit Úřadu environmentální inspekce společně s nahlášením přijatých opatření, vedoucích k nápravě. Evropská komise má být obvyklými způsoby o takových událostech i o nápravných opatřeních okamţitě informována. Oddíl 5.20.3 Zařízení pro suchou destilaci uhlí (koksárenské pece) Článek 5.20.3.1 Topný, koksárenský plyn a topná zařízení § 1. Směrná hodnota Emisní hodnoty odpadních plynů z vytápění zahrnují úroveň 5 % objemu kyslíku ve spáleném plynu. § 2. Koksárenský plyn a palivo Jako výjimka z obecné emisní limitní hodnoty pro SO2, specifikované v článku 4.4.3.1, nesmí váţený průměr hmotnostní koncentrace sloučenin síry v plynu z topení i v plynech z koksárenských pecí pouţívaných jako palivo, překročit v průběhu kalendářního roku 0,80 g/m3, vyjádřených jako síra. § 3. Oxidy dusíku
403
Přílohy Při prvním měření nesmí emise oxidu dusnatého a oxidu dusičitého v odpadních plynech z vytápění překročit hodnotu 0,50 g/m3, vyjádřenou jako obsahu oxidu dusičitého. Pro sníţení nárůstu emisí v důsledku stárnutí je nutné pouţít nejlepší dostupné techniky. Měření, která mají být provedena poprvé po vybudování nebo po rozsáhlých přestavbách, mají být provedena aţ poté, co zařízení dosáhne nepřerušovaného provozu, ale co nejdříve po třech měsících provozu a nejpozději do dvanácti měsíců. Článek 5.20.3.2 Plnění koksárenských pecí Při vykládce uhlí ze zásobníku uhlí ve výsypném voze je nutné omezit emise prachu. Plyny, vznikající při plnění musí být jímány. Při likvidaci musí být plyny, které vznikají při plnění, přeměněny na surový plyn nebo musí být pec v maximální moţné míře uzavřena s ohledem na další zpracovatelnost surového kamenouhelného koksárenského dehtu. Při pěchování musí být plyny, vznikající při plnění maximálně přeměněny na surový plyn. Plyny, které vznikají při plnění a nemohou být přeměněny, je nutné odvádět do spalovny. Emise v odpadních plynech obsahující prach nesmí překročit 25 mg/m3. Při urovnávání terénu v souvislosti s ukládáním uhlí na skládku musí být emise plynů vznikajících při plnění sníţeny utěsněním vyrovnávacího otvoru. Článek 5.20.3.3 Kryty plnících otvorů Emise, unikající kryty plnících otvorů musí být v maximální moţné míře omezeny, například při pouţívání krytů plnících otvorů s velkými těsnícími plochami, potahováním krytů plnících otvorů jílem vţdy po naplnění pecí a pravidelným čištěním rámů plnících otvorů a krytů plnících otvorů předtím, neţ se plnící otvory uzavřou. Zbytky uhlí musí být pravidelně odstraňovány z krytu pece.
Článek 5.20.3.4 Kryty stoupacích trubek Aby se zabránilo emisím plynů a kamenouhelného koksárenského dehtu, musí být kryty stoupacích trubek opatřeny zařízeními, která budou udrţovat jejich vlhkost, či podobnými zařízeními. Článek 5.20.3.5 Stroje obsluhující koksárenskou pec Stroje, které obsluhují koksárenskou pec musí být vybaveny zařízeními, která budou čistit povrchy těsnění rámů dveří pecí. Článek 5.20.3.6 Dveře koksárenských pecí Musí být pouţívány dveře koksárenských pecí s velkými těsněními, např. diafragmové dveře nebo dveře se stejným těsnícím účinkem. Těsnící povrchy dveří pece se musí pravidelně čistit. Pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, mají být baterie koksárenských pecí uspořádány tak, aby na straně stroje a na straně koksu mohly být instalovány dveřní jednotky s odprašovacími zařízeními. Článek 5.20.3.7 Vytlačování koksu
404
Přílohy Při vytlačování koksu musí být spalinové plyny jímány a je třeba je odvádět do zařízení, které z nich odstraní prach. Pokud není v environmentálním povolení uvedeno jinak, nesmí koncentrace prachu v emisích překročit emisní limitní hodnotu 50 mg/Nm3 a emise obsahující prach nesmí překročit 5 gramů na tunu vyrobeného koksu. Článek 5.20.3.8 Chlazení koksu § 1. Pokud se pouţívá suché chlazení, není-li v environmentálním povolení specifikováno jinak, nemají emise prachu v odpadních plynech překročit hodnotu 20mg/m3. § 2. Pokud se pouţívá chlazení mokré, musí být pouţitá chladící věţ vybavena zařízením, odstraňujícím prach. Jako výjimka z obecných emisních limitních hodnot, daných v článku 4.4.3.1, vyjadřují se emisní limitní hodnoty v gramech na tunu koksu. Pokud není v environmentálním povolení stanoveno jinak, nemá být překročena emisní limitní hodnota 60 gramů suspendovaných tuhých znečišťujících látek na tunu koksu, měřených podle Směrnice VDI 2303 nebo jinou metodou měření, kterou schválil environmentální expert, akreditovaný v oboru ovzduší. Článek 5.20.3.9 Provozní manuál V provozním manuálu musí být uvedena opatření pro omezení emisí souvisejících s provozem koksárenské pece, jmenovitě ohledně: 1. těsnění otvorů 2. zajištění vytlačování pouze plně zkoksovaného materiálu 3. zabránění úniku nespálených plynů do ovzduší.
Článek 5.20.3.10 Stávající zařízení Pro stávající zařízení platí ustanovení tohoto oddílu s platností od 1. ledna 1998. Oddíl 5.20.4 Výroba skelného vlákna nebo čedičového vlákna a skelné vaty, výroba skla (plochého, konkávního a speciálního skla) a výroba surové keramiky Pododdíl 5.20.4.1 Výroba skla (plochého, konkávního a speciálního skla) a skelného vlákna nebo čedičového vlákna Článek 5.20.4.1.1 § 1. Referenční hodnota Emisní limitní hodnoty pro plamenem ohřívané sklářské tavící pece zahrnují objemové mnoţství 8 %, a v případě plamenem ohřívaných kelímkových pecí a otevřených vanových pecí objemové mnoţství kyslíku ve spáleném plynu 13 %. § 2. Oxidy dusíku Emise oxidu dusíku a oxidu dusičitého, vyjádřené jako oxid dusičitý, v odpadních plynech nemají překračovat následující hodnoty:
405
Přílohy
kelímkové pece Vany s rekuperací tepla Otevřené vany U- vany with s regenerací tepla Příčně topené vany s regenerací tepla
olejové [g/Nm3] 1,2 1,2 1,6 1,8 3,0
plynové [g/Nm3] 1,2 1,4 1,6 2,2 3,5
Pokud je s ohledem na kvalitu výroby vyţadováno čištění dusičnanem, následné emise nemají překročit dvojnásobek hodnot, které jsou specifikovány v předchozím pododdílu. Je nutné vyuţít všech moţností omezení emisí oxidů dusíku pomocí technických prostředků vytápění i ostatních dostupných opatření. § 3. Oxidy síry. Emise oxidu siřičitého a oxidu sírového ve spáleném plynu, vyjádřené jako oxid siřičitý, nesmí při spalování překročit při hmotovém průtoku 10 kg/hod nebo vyšším následující hodnoty: a) sklářské tavicí pece: b) kelímkové pece a otevřené vany:
1,8 g/Nm3 1,1 g/Nm3.
Pododdíl 5.20.4.2 Výroba surové keramiky Článek 5.20.4.2.1 § 1. Referenční hodnota Emisní limitní hodnoty zahrnuje objemové mnoţství kyslíku v odpadních plynech 18 %. § 2. Oxidy síry Při obsahu síry v surovinách menším neţ 0,12 % nesmí emise oxidu siřičitého a oxidu sírového, vyjádřené jako oxid siřičitý v odpadních plynech při objemovém průtoku 10 kg/hod a více překročit hodnotu 0,5 g/Nm3. Při obsahu síry v surovinách 0,12 % a vyšším nesmí emise oxidu siřičitého a oxidu sírového, vyjádřené jako oxid siřičitý v odpadních plynech při objemovém průtoku 10 kg/hod a více překročit hodnotu 1,5 g/Nm3. Musí být vyuţity všechny moţnosti, vedoucí ke sníţení emisí pomocí zařízení čištění odpadních plynů. § 3. Na stávající zařízení, uvedené v oddílu 30.9 kategorizačního seznamu, se vztahují i ustanovení kapitoly 5.30. Oddíl 5.20.5 Zařízení pro výrobu elektrické energie na vodních zdrojích a zařízení vyuţívající pro výrobu elektřiny energii větru Článek 5.20.5.1 § 1. Ustanovení tohoto oddílu se vztahují na pododdíly 20.1.5 a 20.1.6 kategorizačního seznamu. § 2. Jako výjimka z ustanovení kapitoly 4.5 se na tento případ nevztahují ţádné normy týkající se hluku. V environmentálním povolení mohou být emisní limitní hodnoty stanoveny podle místních podmínek.
406
Přílohy
3. DÁNSKO Informace nebyly poskytnuty.
4. FINSKO Finská legislativa týkající se ochrany ţivotního prostředí byla v posledních letech revidována a 1. března 2000 vstoupil v platnost nový zákon o ochraně ţivotního prostředí. Nový zákon úplně přejímá Směrnici Rady o integrované prevenci a omezování znečištění (IPPC) a integrovaně přistupuje k omezování emisí v celém průmyslu. V souladu se zákonem o ochraně ţivotního prostředí je pro zařízení chemického průmyslu vyţadováno environmentální povolení. Při povolovacím řízení je ţivotní prostředí posuzováno jako celek a činnosti se posuzují z hlediska vlivů na ţivotní prostředí společně. V jediném povolení jsou stanoveny všechny nezbytné podmínky provozu. Ţádost o povolení posuzuje kompetentní úřad. Ve Finsku jsou podmínky povolení stanoveny především po zváţení specifických podmínek kaţdého případu zvlášť. V současné době neexistují ţádná speciální omezení ohledně emisí do ovzduší nebo odpadních vod z chemického průmyslu. Namísto nich existují pro vypouštění určitých sloučenin do systémů veřejné kanalizace nebo vodních recipientů některá obecná rozhodnutí státní rady. Dále jsou zde nařízení zakazující nebo omezující pouţívání některých nebezpečných chemikálií. Všechna tato nařízení se týkají chemického průmyslu i všech ostatních průmyslových odvětví. Při stanovování podmínek povolení se bere ohled i na mezinárodní doporučení, např. doporučení HELCOM (HELSINSKÉ KOMISE, Komise pro ochranu mořského prostředí v Baltském moři).
5. FRANCIE Legislativa pro chemické odvětví je tvořena:
obecným rámcem omezování průmyslového znečištění a prevence rizik, jsou „zákon pro vyjmenovaná zařízení“ z 19. července 1976, a Nařízením z 2. února 1998. Toto Nařízení stanovuje, ţe emisní limitní hodnoty se mají určovat podle BAT a místních podmínek ţivotního prostředí. Uvádí také emisní limitní hodnoty pro ovzduší a vodu, pro všechny kategorie podniků, i specifické limity pro mnohé průmyslové činnosti, z nichţ mnohé jsou součástí chemie.
speciální legislativou, týkající se jednotlivých odvětví chemického průmyslu, a obecnými ustanoveními obecného rámce pro jednotlivá odvětví. Hlavní odvětví, která jsou pokryta speciální legislativou jsou: výroba superfosfátu výroba organických sloučenin síry výroba detergentů a mýdla parní extrakce parfémů, esenciálních olejů výroba barviv výroba léčiv výroba plastů, pryţe vyuţívání nebo opětovné vyuţívání plastů, pryţe skladování plastů, pryţe 407
Přílohy skladování pneumatik výroba akumulátorů.
6. NĚMECKO Důleţité předpisy, které platí pro průmyslová zařízení v Německu, obsahuje Spolkový zákon o omezování imisí [Bundesimmissionsschutzgesetz – BImDchG], Spolkový vodní zákon [Wasserhaushaltsgesetz – WHG] a Spolkový zákon o recyklaci a nakládání s odpady [Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz – KrW-/AbfG]. Německo pouţívá specifický systém povolování pro různá environmentální média, ale konečné rozhodnutí o aplikaci je učiněno zhodnocením environmentálních vlivů na všechna média všemi kompetentními úřady. Při povolovací proceduře se zvaţují i poţadavky na hluk. „Princip prevence“ má právní status, který umoţňuje stanovení norem. Právní normy v Německu při povolovacím procesu nejsou předmětem vyjednávání. V souladu se spolkovým uspořádáním Německa je zavádění environmentálních zákonů a nařízení úkolem jednotlivých spolkových zemí, které mohou administrativní postupy zavádět různě. Od nových podniků, které jsou povaţovány za významné zdroje emisí a vypouštěných odpadů do ţivotního prostředí, je v průběhu povolovací procedury vyţadováno zhodnocení dopadů na ţivotní prostředí [„Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung [UVPG]‟, (Zákon o hodnocení vlivů na ţivotní prostředí)]. Předpisy o kvalitě ovzduší Základním zákonem pro omezování znečištění je Federální zákon o omezování imisí [Bundesimmissionsschutzgesetz – BImDchG]. Tvoří jej 21 nařízení a Technické instrukce o kvalitě ovzduší [TA Luft]. Technické instrukce o kvalitě ovzduší [TA Luft] byly vydány jako obecné administrativní vyhlášky ve spojitosti s § 48 BImSchG. TA Luft dále specifikuje poţadavky, které mají zařízení podléhající povolení splňovat. Předepisuje proto emisní limitní hodnoty pro téměř všechny látky znečišťující ovzduší i strukturální a provozní poţadavky dané pro omezení rozptýlených (difúzních) emisí do ovzduší. Emisní limitní hodnoty v TA Luft představují současný stav vývoje technických opatření omezujících emise (od roku 1986). Tyto hodnoty byly získány pomocí vědeckých výzkumů a objevů a zohledňují toxikologické, bioakumulativní i epidemiologické aspekty. vypouštěná látka (kapitola TA luft)
třída
poţadavky na omezování emisí v TA Luft látky
celkový prach anorganické tuhé I znečišťující látky II (3.1.4.) III
(Hg, Cd, TI) součet látek (As, Co, Ni, Te, Se) součet látek (např. Sb, Pb, Cr, CN, F, Cu, součet látek Mn, Pt, Pd, Rn, V, Sn, látky silně podezřelé z karcinogenity) I+II součet látek I+III, II+III součet látek páry nebo plynné I (např. AsH3) na látku anorganické látky II (např. HF, Cl2, H2S) na látku (3.1.6) III (např. sloučeniny Cl jako HCl) na látku IV (např. SO2 + SO3 jako SO2, na látku NO + NO2 jako NO2) organické látky I (např. metylchlorid) klasifikace
podle
hranice hmotového průtoku [g/h] 500 500 1 5
limit koncentrace
25
5
10 50 300 5000
1 5 1 5 30 500
100
20
[mg/m3] 150 50 0,2 1
408
Přílohy II (např. metylchlorid) Přílohy E TA Luft 100 2000 III (např. alkylalkoholy) 150 3000 páry nebo plynné Poţadavky na minimalizaci rozptýlených (difúzních) emisí instalací technického zařízení, emise v průběhu např. čerpacích jednotek, kompresorů, přírubových spojení, uzavíracích ventilů a ve stanicích čištění a odběru vzorků. doplňování organických látek (3.18) karcinogeny I (např. Cd 1), As 1), součet látek 0,1 0,5 (2.3) azbesty, benz(a)pyren) II (např. Ni, chrom VI) součet látek 1 5 III (např. akrylonitril, součet látek 5 25 benzen) (3.1.7)
1)
Na základě rozhodnutí, přijatého na konferenci Spolkové vlády a ministrů pro ţivotní prostředí spolkových zemí 21.-22. 3 listopadu 1991, byla sjednána hodnota koncentrace emisí Cd a jeho sloučenin 0,1 mg/m , udávaná jako Cd, a stejně tak i pro As a jeho sloučeniny, udávaná jako As. Poţadované emisní limitní hodnoty jsou uvedeny jako hmotnost vypouštěných látek v poměru k objemu vypouštěného plynu za standardních podmínek (0°C, 101,3 kPa) po odpočtu obsahu vodních par. Pokud jsou přítomny organické látky v několika třídách, neměla by hmotnostní koncentrace ve vypouštěném plynu překročit 3 celkovou hodnotu 0,15 mg/Nm při celkovém hmotovém průtoku 3 kg/h a více.
V případě vysokých hmotových průtoků musí být emise monitorovány stále. Stanovené emisní limitní hodnoty by neměla překročit ţádná z hlavních denních hodnot příslušných vypouštěných látek, 97 % všech půlhodinových středních hodnot by nemělo překročit šest pětin stanovených emisních limitních hodnot, a ţádná půlhodinová střední hodnota by neměla překročit poţadované emisní limitní hodnoty více neţ dvojnásobně.
409
Přílohy
Specifické poţadavky na omezování emisí stanovené TA Luft pro průmysl organické chemie odvětví poţadavky Výroba 1,2-dichlorethanu Limit koncentrace emisí: 5 mg/Nm3 EDC i VC (EDC) a vinylchloridu (VC) (3.3.4.1.g.1) Výroba akrylnitrilu (AN) Limit koncentrace emisí: 0,2 mg/Nm3 AN (3.3.4.1.g.2) Musí být omezeny odpadní plyny z destilace nebo opětovného plnění Výroba pesticidů Prach (3.3.4.1.g.3) V případě výroby pesticidů, které jsou perzistentní nebo se akumulují či jsou omezeny na základě směrnice o Zákazech prodeje a pouţívání prostředků na ochranu rostlin obsahujících určité aktivní látky Limit koncentrace emisí: 5 mg/Nm3 (práh hmotového průtoku: >_ 25 g/h) Závody pro mletí, míchání, Limit koncentrace emisí: 5 mg/Nm3 prachu plnění a balení pesticidů (3.3.4.2.1)
Předpisy o kvalitě vody Právní rámec pro vodní hospodářství představuje Federální vodní zákon [Wasserhaushaltsgesetz – WHG]. WHG platí pro odpadní vody vznikající při různých průmyslových činnostech. Vyuţívání povrchových, pobřeţních a spodních vod musí být schváleno kompetentním orgánem. Vypouštění odpadů do vod je upravováno Nařízením o odpadních vodách včetně jeho příloh [Abwasserverordnung, AbwV]. To stanovuje minimální poţadavky, které musí být, při schvalování povolení vypouštět odpadní vody z kategorií zdrojů uvedených v přílohách do vodních recipientů, splněny. Tyto minimální poţadavky, vydané federální vládou se souhlasem spolkových zemí, zavazují kompetentní povolovací úřady k tomu, aby vypouštění odpadů kontrolovaly. V závislosti na místních podmínkách mohou být stanoveny přísnější poţadavky. Minimální poţadavky se zakládají na „emisním principu“ a principu prevence. Obecné poţadavky, jak jsou uvedeny v Nařízení o odpadních vodách, jsou uvedeny v Článku 3, který je uveden zde: Obecné poţadavky i.
ii. iii. iv.
v. vi. vii.
pokud Přílohy nestanoví jinak, bude povolení vypouštět odpadní vody do vodních recipientů uděleno pouze v případě, ţe zatíţení znečišťujícími látkami v místě jejich vzniku, zaloţené na zkoumání podmínek kaţdého jednotlivého případu, je udrţováno na maximálně nízké úrovni, jakou umoţňuje vyuţívání postupů šetřících vodu, např. praní a čištění, nepřímé chlazení a vyuţívání výchozích surovin s nízkým obsahem znečišťujících látek a pomocné materiály poţadavky tohoto nařízení nesmí být splněny pomocí postupů, při nichţ je znečištění ţivotního prostředí přenášeno na ostatní přírodní média, např. do ovzduší nebo do půdy, v protikladu k současnému stavu vývoje poţadavky stanovené formou úrovní koncentrace nesmí být dosaţeny ředěním, v protikladu k současnému stavu vývoje pokud jsou dány poţadavky před mísením bude moţné provádět mísení za účelem společného čištění za předpokladu, ţe bude dosaţeno alespoň stejného celkového sníţení zatíţení znečišťujícími látkami na parametr, jakého by se dosáhlo v případě odděleného splňování příslušných poţadavků pokud jsou poţadavky specifikovány pro lokalitu vzniku odpadních vod, je mísení moţné pouze za předpokladu, ţe tyto poţadavky budou dodrţeny pokud jsou toky odpadních vod, které podléhají různým poţadavkům, vypouštěny společně, pak bude příslušný rozhodný poţadavek na kaţdý parametr určen pomocí vzájemného provázání hodnot. pokud jsou poţadavky, upravující lokalitu vzniku odpadních vod nebo před mísením, uvedeny v pouţitelných Přílohách, pak se odstavce iv. a v. neuplatní.
410
Přílohy Poţadavky platí pro místo, v němţ jsou odpadní vody vypouštěny do vodních recipientů a, je-li to určeno v přílohách k tomuto nařízení, také pro lokalitu, ze které odpadní vody pochází nebo pro lokalitu, která mísení předchází. Místo vypouštění je synonymem výtoku z čistírny odpadních vod, v které se odpadní vody čistí naposledy. Místo, které předchází mísení je místem vypouštění odpadních vod do komunální čistírny odpadních vod. Pokud někdy úroveň určená tímto nařízením nebude podle výsledků analýzy v kontextu státního monitorování splněna, bude nicméně pokládána za splněnou za předpokladu, ţe výsledky této a čtyř předchozích státních analýz ve čtyřech případech z pěti nepřekračují danou úroveň a ţádné z výsledků nepřekračují úroveň o více neţ 100 %. Analýzy starší tří let nebudou zohledňovány. Výroby určitých odvětví postihují Přílohy tohoto nařízení. Pro chemické odvětví jsou příslušné přílohy tyto:
Příloha 22 (Chemický průmysl) Příloha 36 (Výroba uhlovodíků) Příloha 22 Chemický průmysl
„A. Rozsah platnosti (1) Tato příloha platí pro odpadní vody, vznikající především při výrobě látek s pouţitím chemických, biochemických nebo fyzikálních technik, včetně souvisejícího předčištění, mezistupně čištění a dočišťování. (2) Tato příloha se nevztahuje na vypouštěné odpadní vody s niţším objemem neţ 10 m3 za den. (3) Pro odpadní vody, které vznikají při výrobě dle receptur (např. výrobě látek a přípravě mísením, rozpouštěním nebo plněním) a které se vypouští bez mísení s ostatními odpadními vodami spadají do rámce platnosti této přílohy, platí však pouze část B této přílohy. B. Obecné poţadavky Povolení k vypouštění odpadních vod do vodních recipientů bude uděleno pouze v případě, bude-li splňovat poţadavek, aby zatíţení znečišťujícími látkami v místě vzniku odpadních vod bylo udrţováno tak nízké, jak to následující opatření umoţňují, po přezkoumání kaţdého jednotlivého případu: -
vyuţívání technik šetřících vodu, např. protiproudého praní vícenásobné pouţití a recirkulace, např. při praní a čištění přímé chlazení, např. chlazení parních fází namísto pouţívání tryskových kondenzátorů nebo tryskových chladičů vyuţívání bezvodých technik pro výrobu podtlaku a čištění odpadního vzduchu retence nebo rekuperace látek přípravou matečného louhu a pomocí optimalizovaných technik pouţívání málo znečištěných surovin a pomocných materiálů.
Důkaz o dodrţování obecných poţadavků bude poskytován formou evidence vypouštěných odpadních vod do recipientu C. poţadavky na odpadní vody v místě vypouštění (1) Následující poţadavky platí pro odpadní vody v místě jejich vypouštění do vodních recipientů: 1.
Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) a) pro toky odpadních vod s koncentrací CHSK v místě vzniku odpadních vod vyšší neţ 50000 mg/l bude platit koncentrace CHSK 2500 mg/l b) více neţ 750 mg/l, bude platit koncentrace CHSK ekvivalentní 90 % sníţení CHSK c) 750 mg/l a méně, bude platit koncentrace CHSK 75 mg/l 411
Přílohy d) méně neţ 75 mg/l, bude platit aktuální koncentrace v místě vzniku Poţadavky budou povaţovány za splněné za předpokladu, ţe bude dodrţena koncentrace CHSK 75 mg/l v kvalifikovaném náhodném vzorku nebo dvouhodinovém směsném vzorku, podle části B. 2. Celkový dusík jako součet amoniaku, dusitanů a dusičitanů dusíku (Ncelk.): 50 mg/l v kvalifikovaném náhodném vzorku nebo dvouhodinovém směsném vzorku. Vyšší koncentrace neţ 75 mg/l můţe být povolena povolením vypouštění odpadních vod, za předpokladu, ţe bude dodrţeno 75 % sníţení zatíţení dusíkem. Stanovená hodnota bude také povaţována za splněnou za předpokladu, ţe je dodrţena úroveň (hodnota?) označená jako „celkový vázaný dusík (TNb)“. 3. Celkový fosfor: 2 mg/l v kvalifikovaném náhodném vzorku nebo dvouhodinovém směsném vzorku. Tento poţadavek bude povaţován za splněný i pokud bude dodrţena úroveň, označená jako „sloučeniny fosforu a celkový fosfor“. 4. Toxicita toxicita pro ryby TF = 2 toxicita pro dafnie TD = 8 toxicita pro řasy TA = 16 test světélkujících bakterií TL = 32 potenciální mutagenita (umu test) TM = 1,5 Poţadavky odpovídají kvalifikovaným náhodným vzorkům nebo dvouhodinovým směsným vzorkům. (2)
Pokud se opatření integrovaná do procesu pouţívají ke sniţování zatíţení CHSK na základě rozhodnutí vodohospodářského úřadu, pak se rozhodující zatíţení před zavedením opatření pouţívá jako základní. (3) Povolení pro vypouštění odpadních vod omezí v případě chemické spotřeby kyslíku (CHSK) celkové půlhodinové nebo dvouhodinové zatíţení. Celkové zatíţení je součtem jednotlivých zatíţení jednotlivých toků odpadních vod. Celkové zatíţení, které nesmí být překročeno uvádí koncentraci kvalifikovaného náhodného vzorku nebo dvouhodinového směsného vzorku a objemovému průtoku odpadních vod během půlhodinového nebo dvouhodinového vzorkování. D. Poţadavky na odpadní vody před mísením (1) Následující poţadavky platí pro odpadní vody před smísením s ostatními odpadními vodami: adsorbovatelné organické halogenidy (AOX) a) odpadní vody z výroby epichlorhydrinu, propylenoxidu a butylenoxidu b) odpadní vody z dvoustupňové výroby acetaldehydu c) odpadní vody z jednostupňové výroby acetaldehydu d) odpadní vody z výroby organických barviv a aromatických polotovarů, pokud se pouţívají převáţně pro výrobu organických barviv příbuzných AOX e) odpadní vody z výroby aktivních farmaceutických sloţek, příbuzných AOX f) odpadní vody z výroby C 1 chlorovaných uhlovodíků chlórováním metanu a esterifikací metanolu, a chloridu uhličitého perchloretanu perchlorací g) odpadní vody z výroby 1,2-dichlorethanu (EDC), včetně dalšího zpracování na vinylchlorid (VC)
3 mg/l 80 g/t 30 g/t 8 mg/l 8 mg/l 10 g/t
úroveň zátěţe se odpovídá výrobní kapacitě čištěného EDC. Kapacita by 2 g/t měla být upřesněna s patřičným ohledem na podíl EDC, který v jednotce VC spojené s výrobou EDC není krakován a který se vrací do výrobního cyklu v čistírně EDC. h) odpadní vody z výroby polyvinylchloridu (PVC) 5 g/t i) toky odpadních vod s koncentrací AOX vyšší neţ 0,1 mg/l a niţší neţ 1 0,3 mg/l mg/l bez cíleného měření j) toky odpadních vod z výroby, dalšího zpracování a pouţití látek, jejichţ obsah se odděleně nesniţuje jinde s koncentrací AOX vyšší neţ 0,1 mg/l 1 mg/l nebo 20 g/t a niţší neţ 1 mg/l bez cíleného měření (targeted measures) Úroveň zátěţe odpovídá kapacitě cílových organických látek. Nevztahuje se na pouţívání látek.
412
Přílohy
Ostatní látky Kvalifikovaný náhodný vzorek nebo 2-hodinový směsný vzorek [mg/l] rtuť 0,05 0,001 kadmium 0,2 0,005 měď 0,5 0,1 nikl 0,5 0,05 olovo 0,5 0,05 celkový chróm 0,5 0,05 zinek 2 0,2 cín 2 0,2 Poţadavky sloupce I se vztahují na toky odpadních vod z výroby, dalšího zpracování nebo pouţití těchto látek. Poţadavky sloupce II se vztahují na odpadní vody, které nepochází z výroby, dalšího zpracování nebo pouţití těchto látek, ale které jsou nicméně takovými látkami kontaminovány pod úrovněmi koncentrace ve sloupci I.
(2)
Při dodrţení poţadavků na AOX a obecných poţadavků na základě části B, budou povaţovány za splněné také poţadavky Přílohy 48, část 10. (3) Poţadavky na AOX neplatí pro jód obsahující organické látky v odpadních vodách z výroby a plnění rentgenových kontrastních látek. (4) Pro adsorbovatelné organické halogenidy (AOX) a látky omezené v odstavci (1), číslo 2, bude celkové zatíţení na parametr v průběhu 0,5 nebo dvou hodin omezeno povolením pro vypouštění odpadních vod. Odpovídající celkové zatíţení je odvozeno od součtu jednotlivých zátěţí oddělených toků odpadních vod. Celkové zatíţení, které nesmí být překročeno uvádí koncentraci v kvalifikovaném náhodném vzorku nebo dvouhodinovém směsném vzorku a objemovém průtoku odpadních vod během 0,5 nebo dvou hodin odpovídajících vzorkování. (5) Tok odpadních vod se můţe směšovat s ostatními odpadními vodami, bude-li poskytnut důkaz, ţe zatíţení celkového organicky vázaného uhlíku (TOC) v tomto toku odpadních vod, zjištěné v místě vzniku, je celkově sníţeno o 80 %. Tento poţadavek neplatí tam, kde zbytkové zatíţení TOC vypouštěné z dotyčného toku odpadních vod do vodních recipientů nepřesahuje 20 kg za den nebo 300 kg za rok nebo 1 kg na tunu výrobní kapacity cílového organického produktu. Při dokazování sníţení zatíţení v případě fyzikálně-chemických čistíren odpadních vod, bude úroveň sniţování obsahu TOC těchto čistíren povaţována za základ, zatímco v případě biologických čistíren odpadních vod bude povaţován za základ výsledek studie, uvedené pod číslem 407 v Příloze k Článku 4. E. Poţadavky na odpadní vody v lokalitě jejich vzniku (1) Koncentrace chrómu VI v náhodném vzorku nemá být vyšší neţ 0,1 mg/l. (2) Koncentrace těkavých organicky vázaných halogenů v náhodném vzorku nemá přesahovat 10 mg/l. Tento poţadavek bude povaţován za splněný za předpokladu, ţe je toho dosaţeno před vstupem do kanalizace bez předchozího rizika ztrát prosakováním (úniky) a bez ředění odpadních vod. F. Poţadavky na stávající vypouštěné odpady (1) Na stávající vypouštěné odpadní vody ze zařízení, která byla legálně provozována před 1. lednem 1999 nebo jejichţ výstavba legálně započala před tímto datem se ustanovení v částech A, B, C a D vztahují pouze do té míry pokud nejsou v odstavci (2) aţ (5) specifikovány rozporné parametry. (2) Nehledě na část B, musí být pro kaţdý případ dokázáno dodrţení obecných poţadavků v evidenci vypouštěných odpadních vod v 90 % celkových zátěţí, vztaţených k tomuto parametru. Pouţití bezvodých technik pro výrobu podtlaku a pro čištění odpadního vzduchu musí být testováno pouze pro parametry uvedené v částech D a E. Další testování ostatních parametrů není nutné. (3) Poţadavky části C, která se týká CHSK, neplatí pro odpadní vody z výroby polyakrylonitrilu.
413
Přílohy (4)
Nehledě na část D, následující poţadavky ohledně AOX platí pro následující toky odpadních vod před mísením s ostatními odpadními vodami: 1.
Odpadní vody z výroby EDC, včetně dalšího zpracování na VC: 5 g/t (výrobní kapacita čištěného EDC). 2. Odpadní vody z výroby PVC: 1 mg/l nebo 20 g/t. (5) Poţadavky na potenciální mutagenitu (umu test) na základě části C, odstavec (1) a TOC na základě části D, odstavec (5) nebudou platit.“ Příloha 36 Výroba uhlovodíků „A. Rozsah platnosti (1) Tato příloha se bude týkat odpadních vod, jejichţ zatíţení znečišťujícími látkami pochází především z následujících oblastí výroby uhlovodíků: výroby některých uhlovodíků, především olefinových uhlovodíků, s dvěma aţ čtyřmi atomy uhlíku, také benzenu, toluenu a xylenu z minerálních látek krakováním pomocí páry (parním krakováním) výroby čistých uhlovodíků nebo určitých směsí uhlovodíků z minerálních ropných produktů s vyuţitím metod fyzikální separace přeměny uhlovodíků na uhlovodíky jiné vyuţitím takových chemických technik, jako jsou hydratace, dehydratace, alkylace, desalkylace, hydrodealkylace, izomerace nebo disproporcionace. Bude se týkat i všech sráţených vod přicházejících do kontaktu s uhlovodíky v procesní oblasti výrobního závodu. (2) Tato příloha se nebude týkat odpadních vod z výroby čistých parafínů ze voskové suroviny, z rafinace petroleje, z nepřímých systémů chlazení nebo z čistících zařízení procesní vody. B. Obecné poţadavky Nad Článek 3 nejsou stanovené ţádné další poţadavky. C. poţadavky na odpadní vody v místě vypouštění (1) Následující poţadavky platí pro odpadní vody v místě vypouštění do vodního recipientu: Kvalifikovaný náhodný vzorek nebo 2-hodinový směsný vzorek [mg/l] chemická spotřeba kyslíku (CHSK) 120 5-denní biochemická spotřeba kyslíku (BSK5) 25 Celkový dusík jako součet amoniaku, dusitanů, 25 dusičnanů a dusíku (Ncelk) celkový fosfor 1,5 celkové uhlovodíky 2
(2) Pro CHSK můţe být koncentrace do 190 mg/l v kvalifikovaném náhodném vzorku nebo dvouhodinovém směsném vzorku uznána v případě, ţe je zatíţení CHSK sníţeno centrální čistírnou odpadních vod minimálně o 80 %. Sníţení zatíţení CHSK se vztahuje k poměru mezi zatíţením CHSK v odpadní vodě z gravitačního separátoru oleje a vody a v odpadní vodě z biologické čistírny odpadních vod v průběhu reprezentativního časového úseku nepřesahujícího 24 hodin. (3) V případě celkového dusíku je vyšší koncentrace umoţněna za předpokladu, ţe zatíţení dusíkem je centrální čistírnou odpadních vod sníţeno minimálně o 75 %. Sníţení zatíţení dusíkem se týká poměru mezi zatíţením dusíkem v odpadní vodě z gravitačního separátoru oleje a vody a v odpadní vodě z biologické čistírny odpadních vod v průběhu reprezentativního časového úseku nepřesahujícího 24 hodin. Pro výpočet zátěţí by měl být jako základ pouţit celkový vázaný dusík (TNb) . 414
Přílohy
D. Poţadavky ne odpadní vody před smísením Následující poţadavky platí pro odpadní vody před smísením s jinými odpadními vodami:
adsorbovatelné organické halogenidy (AOX) index fenolu po destilaci a extrakci barviv benzen a deriváty sirníky a merkaptany
Kvalifikovaný náhodný vzorek nebo 2-hodinový směsný vzorek [mg/l] 0,15 0,05 0,6
Náhodný vzorek [mg/l] 0,1 -
Pokud výroba uhlovodíků zahrnuje i výrobu ethylbenzenu a kumenu, bude platit úroveň AOX 0,15 mg/l. E. Poţadavky na odpadní vody v lokalitě jejich vzniku Odpadní vody z výroby ethylbenzenu a kumenu nesmí v náhodném vzorku přesáhnout úroveň adsorbovatelných organických halogenidů (AOX) 1 mg/l.“
7. ŘECKO Informace nedodána.
8. IRSKO Vypouštění do ovzduší: Referenční podmínky pro koncentrace látek v emisích do ovzduší z bodových zdrojů jsou: Pro nespalitelné plyny:
teplota: 273 K tlak: 101,3 kPa pro vodní páry úprava není
Pro spalitelné plyny:
teplota: 273 K tlak: 101,3 kPa suchý plyn obsah kyslíku: 3 % (suchý) pro kapalná a plynná paliva 6 % (suchý) pro pevná paliva
Dosahování koncentrací emisních limitních hodnot (ELH) vháněním ředícího vzduchu není povoleno. Pro stále měřené emise je pro dodrţení měření zaloţených na 30ti minutových středních hodnotách (není-li stanoveno jinak) vyţadováno následující: i. ii. iii.
97 % všech 30ti minutových středních hodnot bude niţších neţ 1,2 násobek emisní limitní hodnoty ţádné 30ti minutové měření nepřekročí 2 násobek emisní limitní hodnoty všechny denní střední hodnoty budou niţší neţ emisní limitní hodnota.
415
Přílohy Tam, kde se pouţívá pro kontrolu splnění limitů monitorování, by všechny vzorky měly splňovat stejné podmínky.
emisní limitní hodnoty pro výrobu hnojiv zdroj Prillovy věţe TZL amoniak výroba dusičnanu amonného neutralizátory/reaktory/chladiče/sušičky TZL amoniak výroba dusičnanu amonného odparky TZL amoniak výroba fosfátu amonného TZL amoniak výroba dalších umělých TZL hnojiv oxidy síry (jako SO2) oxidy dusíku (jako NO2) amoniak fluoridy (jako HF) proces výroba dusičnanu amonného
ELH [mg/Nm3] 15 10 30 50 15 50 15 10 50 200 200 50 10
emisní limitní hodnoty pro výrobu kyseliny sírové proces minimální konverzní poměr (SO2 na SO3) Ustálený provozní stav: 99,7 % spouštění: 98 % (hodinový průměr během prvních pěti hodin)
nový proces
emisní limitní hodnoty pro výrobu amoniaku emise ELH [mg/Nm3] oxidy dusíku (jako NO2 ve 3 % O2) 450 oxid siřičitý (spalování zemního plynu) 2 oxid uhelnatý 10 rozptýlené emise 1 t/r oxidy dusíku (nestálé emise jako NO2) 20 kg/h pračka plynu 40 g NH3 na tunu vzniklého NH3 zařízení s částečnou oxid siřičitý 1700 oxidací – kouřový plyn z pomocného kotle oxidy dusíku (jako NO2) 700 oxid uhelnatý (hodinové maximum) 175 (denní průměr) 10 TZL (hodinové maximum) 50 (aktivní sloţka) (denní průměr) 10 zařízení s částečnou oxidy dusíku (jako NO2) 450 oxidací – kouřový plyn z přehříváku páry oxid siřičitý (spalování zemního plynu) 2 oxid uhelnatý 30 sirovodík 0,3 methanol 100 zdroj Parní reforming
parametr kadmium chloridy (jako HCl) jodidy (jako HI) sirouhlík kyanovodík
emisní limitní hodnoty pro specifické materiály mg/Nm3 práh hmotového průtoku pro ELH 0,1 >1 g/h 10 >0,3 kg/h 5 >50 g/h 5 >0,1 kg/h 2 >50 g/h
416
Přílohy merkaptany aminy (celkem) trimethylamin fenoly / kresoly / xyloly 1,2-dichlorethan
2 >0,1 kg/h 10 >0,1 kg/h 2 >0,1 kg/h 10 >0,1 kg/h 5 >0,1 kg/h emisní limitní hodnoty pro specifické materiály parametr mg/Nm3 práh hmotového průtoku pro ELH a prach – kontaminovaný pesticidy 0,15 >1 g/h prach – farmaceutický a 0,15 >1 g/h bróm 10 >50 g/h chlór 10 >50 g/h jód 10 >50 g/h rtuť 0,1 >1 g/h celkem těţké kovy 1,5 >5 g/h oxidy dusíku (jako NO2) 300 >3 kg/h oxidy síry (jako SO2) 300 >3 kg/h tuhé znečišťující látky – obecně 20 >0,5 kg/h 1,1-dichlorethen 5 >0,1 kg/h akrylonitril 20 >0,1 kg/h toluen diizokyanát 1 >0,1 kg/h b ethyl akrylát 1 b izobutyl akrylát 1 b methyl akrylát 5 b n-butyl akrylát 5 b t-butyl akrylát a vyšší akrylátové 20 estery a prach a aktivní sloţky b platné pouze pro odvětrávání z velkoobjemového skladování (>20 tun) emisní limitní hodnoty obecných emisí do ovzduší (s výjimkou emisí ze spalování) pro materiály neuvedené v předchozích tabulkách základní skupina a nebo třída práh hmotového ELH (mg/Nm3) b parametr průtoku pro ELH T.A. luft I >0,5 g/h 0,1 karcinogenní T.A. luft II >5,0 g/h 1,0 látky T.A. luft III >25,0 g/h 5,0 látky (jiné neţ jiţ >0,5 kg/h 5,0 uvedené) s označením R45 anorganické prachové T.A. luft I >1 g/h 0,2 částice T.A. luft II >5 g/h 1,0 T.A. luft III >25 g/h 5,0 T.A. luft I >10 g/h 1 páry nebo plynné T.A. luft II >50 g/h 5 anorganické látky T.A. luft III >0,3 kg/h 30 T.A. luft IV >5,0 kg/h 500 organické látky U.K. AEA 1 >0,5 g/h 20 s fotochemickým U.K. AEA 2 > 2,0 g/h 50 ozónovým potenciálem – POCP T.A. luft I >0,1 kg/h 20 organické látky c T.A. luft II >2,0 kg/h 100 T.A. luft III >3,0 kg/h 150 obecné prachy >0,5 kg/h 150 <0,5 kg/h 20 farmaceutický a pesticidní >1 g/h 0,15 prach (jako aktivní sloţky) d nestálé (občasné) emise
Poznámky k tabulce: a
Tam, kde látka spadá do více kategorií, platí niţší hodnota ELH.
417
Přílohy b
Hmotnostní průtok se pro surové plyny počítá v kg/h a je určován v místě před jakýmkoli čištěním nebo omezováním, ale po všech zařízeních, která jsou součástí procesu (např. za venkovních kondenzátory reaktoru nebo cyklóny na výrobky). Hmotnostní průtok je maximální emisí, která se můţe objevit během kterékoli hodiny provozu závodu v celé lokalitě. Tam, kde hmotový průtok přesahuje prahovou hmotnost, bude potřeba omezující techniky k dosaţení odpovídajícího emisního limitu, pokud pod tímto limitem není jiţ koncentrace surového plynu. Pak by ţádné sniţování nebylo nutné. c
Tam, kde jsou přítomny látky několika skupin, navíc k uvedenému limitu, součet tříd I a II nepřekročí limit třídy II a součet tříd I, II a III nepřekročí limit třídy III. d Nestálé emise by měly splňovat poţadavky Směrnice o rozpouštědlech (Směrnice Rady 1999/13/EC [cww/tm/88]) nebo udělené povolení. Vypouštění do vod: Emisní limitní hodnoty pro vypouštění do vod jsou zaloţeny na 24 hodinovém toku proporcionálních směsných vzorků, není-li stanoveno jinak. Zatíţení odpadních vod by mělo být minimalizováno tam, kde je to proveditelné, rekuperací materiálů. V některých částech procesu můţe být pouţívána méně kvalitní voda namísto vody čerstvé. Kromě sráţkové vody všechna vypouštění do vod podléhají povolení, udělenému Agenturou ochrany ţivotního prostředí. Všechna vypouštění do kanalizace však budou vyţadovat souhlas místního orgánu nebo provozovatele kanalizace. BATNEEC minimalizující vypouštění látek bude obvykle zahrnovat minimalizaci přímo u zdroje a buď určité čištění znečištěných odpadních toků kvůli odstranění určitých látek nebo společné čištění kombinovaných odpadních toků nebo obojí. emisní limitní hodnoty pro vypouštění do vod a základní skupina nebo parametr ELH pH 6-9 počet jednotek toxicity 10 celkový dusík (jako N) >80 % odstranění nebo 15 mg/l celkový fosfor (jako P) >80 % odstranění nebo 2 mg/l celkový amoniak (mg/l jako N) 10 oleje, tuky a mazací tuky (mg/l) 10 organohalogeny (mg/l) 0,1 (měsíční střední hodnota) fenoly (mg/l) 1,0 kyanid (mg/l jako CN) 0,2 rtuť (mg/l) 0,05 cín (mg/l) 2,0 olovo (mg/l) 0,5 chróm(VI) (mg/l jako Cr) 0,1 celkový chróm (mg/l jako Cr) 0,5 kadmium (mg/l) 0,05 zinek (mg/l) 0,5 měď (mg/l) 0,5 minerální oleje (mg/l) odlučovače 20 minerální oleje (mg/l) biologické 1,0 čištění Směrnice 76/464/EC, seznam 1 podle seznamu 1 BTX (mg/l kombinovaný) 0,1 (měsíční střední hodnota) geneticky upravené organismy podle Směrnice 90/219/EEC a S.I. č. 345 of 1994 BSK 91 % celkového odstranění CHSK 75 % celkového odstranění úhyn ryb bez zamoření (úhynu?)
odkaz 5 2, 5 5 5 5 5 4, 5 5 5 5, 7 5, 7 5, 7 5, 7 5, 7 5, 7 5, 7 5, 7 5 5
1 1, 6 3
Poznámky a odkazy k tabulce: a všechny hodnoty uvádějí denní průměry, kromě hodnot, kde je uvedeno jinak a kromě pH, které udává stálé hodnoty. 1 Denní zatíţení BSK/CHSK nečištěného toku je definováno jako průměrné denní mnoţství vznikající pro čištění v průběhu tří měsíců. Výpočty účinností odstranění BSK/CHSK by měly být zaloţené na
418
Přílohy rozdílech mezi zatíţením odpadních vod vstupujících na čistírnu a zatíţeními, vypouštěnými do vodních recipientů. Mnoţství odstraněná čištěním (fyzikálním, chemickým, biologickým) mohou být ve výpočtu zahrnuta. Výpočet zatíţení BSK/CHSK vstupních toků vylučuje všechna zatíţení toků, spojená s odstraňováním mikrobiální biomasy a rekuperací rozpouštědel. Zbytková mnoţství, která zůstávají po těchto činnostech, však ve výpočtu mohou být obsaţena. Pro určité odpadní vody kde není moţné dosáhnout poměrů odstranění BSK/CHSK by byl vhodnější limit koncentrace. To bude moţné upravit při udělování povolení. 2 Jednotka toxicity = 100/x hod. E(L)C50 v objemových % je určena postupem testu. Toxicita by v případě odpadních vod z procesu měla být určena pro minimálně dva příslušné (vhodné?) vodní druhy. 3 Ţádná látka nebude vypuštěna způsobem nebo v koncentraci, které, s ohledem na počáteční ředění, způsobuje úhyn ryb nebo měkkýšů, narušuje obvyklou migraci ryb nebo se hromadí v usazeninách nebo biologických tkáních na úkor ryb, zvířat ţijících ve volné přírodě nebo jejich přirozených nepřátel. 4 V průběhu 6ti měsíců od začátku výroby (nebo jak odpovídá zásadám rozpisu výroby, by vypouštěné odpadní vody měly být kontrolovány z hlediska obsahu znečišťujících látek z prioritního seznamu. 5 Dohodnuté podmínky těchto parametrů pro odpad vypouštěný do komunální čistírny odpadních vod mohou být stanoveny povolujícím orgánem a proto mohou platit různé hodnoty. 6 Tento limit platí pouze pro - výrobu chemikálií v integrovaném chemickém zařízení - výrobu olefinů a jejich derivátů nebo monomerů a polymerů, včetně styrénu a vinylchloridu - výrobu organických nebo organo-kovových chemických látek pomocí chemických reakcí - výrobu pesticidů, farmaceutických nebo veterinárních produktů a jejich polotovarů. 7 Tyto limity neplatí tam, kde je obsah kovů způsoben jako nevyhnutelným znečištěním organických materiálů.
9. ITÁLIE Emise do ovzduší „Emisní limitní hodnoty pro znečištění emisemi ze stávajících podniků“ [Supplemento ordinario N.51 ala Gazzetta Ufficiale Italiana n. 176 del 30 luglio 1990 - Serie generale] Emisní limitní hodnoty pro stávající zařízení (tj. zařízení vybudované nebo povolené před přijetím výše uvedeného zákona) stanovují tři Přílohy: Příloha 1 uvádí obecné emisní limitní hodnoty Přílohy 2 a 3 vyjmenovávají jednotlivé limity a předpisy pro dané činnosti Příloha 4 uvádí metody odběru vzorků, analýz a hodnocení emisí Příloha 5 uvádí techniky sniţující obsah emisí Příloha 6 uvádí rozptýlené (difúzní) emise Příloha 7 uvádí nestálé (občas se vyskytující) emise Pozor: Tento dokument uvádí pouze část Přílohy 2. Emisní limitní hodnoty pro nové zařízení v Itálii ještě nebyly stanoveny. PŘÍLOHA 1 (OBECNÉ EMISNÍ LIMITNÍ HODNOTY): 1.1 Látky povaţované za karcinogenní a/nebo teratogenní (působící na vznik vývojových defektů) a/nebo mutagenní (tabulka A1) 1.2 Látky vysoce toxické a vysoce bioakumulativní (tabulka A2) 2. Anorganické látky, především ve formě tuhých znečišťujících látek (tabulka B) 419
Přílohy 3. Anorganické látky, především ve formě plynů a par (tabulka C) 4. Organické látky ve formě plynů, par a tuhých znečišťujících látek (tabulka D) 5. Tuhé znečišťující látky celkem PŘÍLOHA 2 PODNIKY): 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
(SPECIFICKÉ EMISNÍ LIMITNÍ HODNOTY PRO NÍŢE UVEDENÉ Spalovny s tepelným výkonem <50 MW Essication plants Spalovací motory s vnitřním Stabilní plynové turbíny Spalovny odpadu Cementárny Pece pro kalcinaci bauxitu, dolomitu, sádrovce, vápence, diatomitu, magnezitu,
křemence 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42.
Sklářské pece Pece pro pálení keramiky Zařízení pro tavení nerostných produktů, především čediče, diabase nebo strusky Zařízení vyrábějící keramické dlaţdice Zařízení pro slinování perlitu, břidlic nebo rozpínavého jílu Zařízení vyrábějící nebo tavící sloučeniny bitumenu, dehtů a nerostných produktů, včetně podniků připravujících materiály pro stavbu silnic na bázi asfaltu a podniků vyrábějících asfaltovou drť Zařízení pro suchou destilaci uhlí (koksovny) Zařízení pro aglomeraci ţelezných rud Zařízení vyrábějící surové ţelezo Zařízení vyrábějící zušlechtěnou ocel. Elektrické obloukové pece a vakuové tavící pece Slévárny ţeleza a oceli Pece pro tepelnou úpravu vrstvením materiálů a jiné úpravy Zařízení pro povrchovou úpravu kovů ţárovým zinkováním Zařízení pro povrchovou úpravu kovů kyselinou dusičnou Zařízení vyrábějící slitiny ţeleza elektro termálními nebo pyrometalurgickými procesy Zařízení pro primární výrobu neţelezných (barevných) kovů Zařízení vyrábějící hliník Zařízení tavící hliník Zařízení pro sekundární tavení jiných neţ barevných kovů a jejich slitin Zařízení vyrábějící olověné akumulátory Zařízení vyrábějící oxidy síry, kyselinu sírovou a dýmavou kyselinu sírovou (oleum) Zařízení vyrábějící chlór Zařízení vyrábějící (Clausovým postupem) síru Zařízení vyrábějící, granulující a essicující fosforečná, dusíkatá nebo draselná hnojiva Zařízení vyrábějící akrylonitril Zařízení vyrábějící aktivní sloţky pesticidů Zařízení vyrábějící polyvinylchlorid (PVC) Zařízení vyrábějící polyakrylonitrilové polymery Zařízení vyrábějící viskózu Zařízení vyrábějící kyselinu nitrosylsírovou Zařízení vyrábějící polyestery Zařízení vyrábějící acetylcelulózová vlákna Zařízení vyrábějící polyamidová vlákna Zařízení přípravu speciálních pesticidů Zařízení nitrující celulózu
420
Přílohy 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54.
Zařízení vyrábějící oxid titaničitý Zařízení vyrábějící akrylová vlákna Zařízení vyrábějící polykarbonáty Zařízení vyrábějící saze Zařízení vyrábějící uhlík nebo elektrografit vypalováním, příklad výroba elektrod Zařízení pro sériové lakování automobilových karosérií a jejich součástí s výjimkou karosérií autobusů Ostatní zařízení pro lakování Zařízení vyrábějící pryţové produkty Zařízení impregnující skelná vlákna nebo minerální vlákna pryskyřicemi Zařízení vyrábějící cukr Zařízení extrahující nebo rafinující olivový surový olej Zařízení extrahující nebo rafinující oleje ze semen
PŘÍLOHA 3 (VELKÁ TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ A SPECIFICKÉ OBLASTI): A: Velké spalovny Oblast pouţití Hodnoty emisí Technika sniţování emisí
časové poţadavky na dodrţení poruchy zařízení na sniţování emisí
B: Rafinérie minerálních olejů Oblast pouţití Hodnoty emisí Měření Další předpisy Časové poţadavky na dodrţení podmínek v rafinériích C: Zařízení pro zušlechťování uhlovodíků a geotermálních kapalin Oblast pouţití Zušlechťování uhlovodíků Zařízení vyuţívající geotermální kapaliny PŘÍLOHA 4 (METODY ODBĚRU VZORKŮ, ANALÝZ A HODNOCENÍ EMISÍ) PŘÍLOHA 5 (TECHNIKY SNIŢOVÁNÍ EMISÍ) Souhrnná tabulka Kritéria pouţitelnosti PŘÍLOHA 6 ROZPTÝLENÉ (DIFÚZNÍ) EMISE PŘÍLOHA 7 NESTÁLÉ (OBČAS SE VYSKYTUJÍCÍ) EMISE PŘÍLOHA 1: Práh hmotového toku a limity koncentrací (normalizované podmínky: 0 °C, 101,3 kPa; hodinové hodnoty) 1.1 Látky povaţované za karcinogenní a/nebo teratogenní a/nebo mutagenní (tabulka A1)
421
Přílohy Tabulka A1 Třída I Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 0,5 g/h: 0,1 mg/Nm3 - azbest (chrysolit, krocidolit, amozit, antofilit, - berylium a jeho sloučeniny, vyjádřené jako aktinolit a tremolit) Be - benz (a)pyren - dibenzo(a,h)antracén - benz (a)antracén - 2-naftylamin a jeho soli - benz (b)fluoranten - dibenz (a)pyren - benz (j)fluoranten - dimethylnitrosamin - benz (k)fluoranten - 5-nitroacenaftén - dibenzo (a,h) akridin - 2-nitronaftalen - 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidin Třída II Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 5 g/h: - arzén a jeho sloučeniny vyjádřené jako As - chróm(VI) a jeho sloučeniny vyjádřené jako Cr - kobalt a jeho sloučeniny vyjádřené jako Co - 3,3'-dichlorbenzidin a jeho soli - dimethylsulfát - ethylenimin - nikl a jeho sloučeniny vyjádřené jako Ni - 4-aminobifenyl a jeho soli
1 mg/Nm3 - benzidin a jeho soli - 4,4'-methylen-bis(2-chloranilin) a jeho soli - diethylsulát - 3,3'-dimethylbenzidin a jeho soli - hexamethylfosfortriamid - 2-methylaziridin - methyl azoxymethyl acetát - sulfallate - dimethyl karbamoylchlorid - 3,3'-dimethoxybenzidin a jeho soli
Třída III Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 25 g/h: - akrylonitril - benzen - 1,3-butadien - l-chlor-2,3-epoxipropan (epichlorhydrin) - 1,2-dibromethan - 1,2-epoxipropan - 1,2-dichlorethan - VCM - 1,3-dichlor-2-propanol
5 mg/Nm3 - chlormethylmethyléter - N,N-dimethylhydrazin - hydrazin - ethylenoxid - ethylen thiomočovina - 2-nitropropan - bis-chlormethyléter - 3-propanolid - 1,3-propansulton - styren oxid
Látky vysoce toxické a vysoce bioakumulativní (tabulka A2) Tabulka A2 Třída I Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 0.02 g/h: - PCDD
0.01 mg/Nm3 - PCDF
422
Přílohy
Třída II Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 0.5 g/h: - PCB - PCT
0.5 mg/Nm3 - polychlornafteny
2. Anorganické látky, především ve formě tuhých znečišťujících látek (tabulka B) Tabulka B Třída I Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 1 g/h: - kadmium a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Cd - rtuť a její sloučeniny, vyjádřené jako Hg
0.2 mg/Nm3 - thalium a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Tl
Třída II Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 5 g/h: - selen a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Se
1 mg/Nm3 - telur a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Te
Třída III Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 25 g/h: - antimon a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Sb - kyanidy, vyjádřené jako CN - chróm(III) a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Cr - mangan a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Mn - paladium a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Pd - olovo a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Pb
5 mg/Nm3 - platina a její sloučeniny, vyjádřené jako Pt - křemen, práškovaný, ve formě krystalů křemíku, vyjádřený jako SiO2 - měď a její sloučeniny, vyjádřené jako Cu - rhodium a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Rh - cín a jeho sloučeniny, vyjádřené jako Sn - vanad a jeho sloučeniny, vyjádřené jako V
3. Anorganické látky, především ve formě plynů a par (tabulka C) Jak hmotový tok, tak koncentrace se vztahují k jednotlivým látkám nebo skupinám látek. Tabulka C Třída I Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 10 g/h: - chlorkyanid - fosfin
1 mg/Nm3 - fosgen
Třída II
423
Přílohy
Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 50 g/h:
5 mg/Nm3
- kyanovodík - bróm a jeho sloučeniny, vyjádřené jako kyselina bromovodíková - chlór
- fluór a jeho sloučeniny, vyjádřené jako kyselina fluorovodíková - sirovodík
Třída III Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 0.3 kg/h: 30 mg/Nm3 Páry nebo plynné sloučeniny chlóru, kromě kyanovodíku a fosgenu, vyjádřené jako kyselina chlorovodíková Třída IV Je-li hmotový tok roven a vyšší neţ 2 kg/h: - amoniak
250 mg/Nm3
Třída V Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 5 kg/h: - NOX (NO a NO2), vyjádřené jako NO2
500 mg/Nm3 - SOX (SO2 and SO3), vyjádřené jako SO2
4. Organické látky ve formě plynů, par a tuhých znečišťujících látek (tabulka D) Tabulka D Třída I Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 25 g/h: - anisidin - butylmerkaptan - chlorpikrin - diazomethan - dichloracetylén - dinitrobenzen - dinitrokresol - hexachlorbutadien - hexachlorcyklopentadien - hexafluoraceton
5 mg/Nm3 - diglycidyl éter - ethylakrylát - ethylenimin - ethylmerkaptan - izokyanáty - methylakrylát - nitroglycerin - perchlormethylmerkaptan - 1,4-dioxan
Třída II Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 0.1 kg/h: - acetaldehyd - kyselina chloroctová - kyselina mravenčí - kyselina thioglykolová - kyselina trichloroctová - anhydrid ftalový - anhydrid maleinový
20 mg/Nm3 - chloracetaldehyd - 1-chlor-l-nitropentan - kresol - krotonaldehyd - 1,2-dibutylaminethanol - dibutylfosfát - o-dichlorbenzen
424
Přílohy - anilin - benzylchlorid - bifenyl - butyl akrylát - butylamin - syntetický kafr - tetrabrommethan - tetrachlormethan - cyklohexylamin - ethanolamin - 2-ethoxyethanol - 2-ethoxyethyl acetate - fenol - fthaáty - 2-furaldehyd - furfurol - trijodmethan - izoforon - izopropylamin - methylakrylonitril - methylamin - methylanilin - brommethan - methyl n-butylbromid - chlormethan - methyl 2-kyanoakrylát - methylstyren - 2-methoxyethanol - 2-methoxyethanol acetát - nitroethan
- 1,1-dichlorethen - dichlorethyléter - dichlorfenol - dichlormethan - diethylamin - difenylamin - diizopropylamin - dimethylamin - ethylamin - nitromethan - 1-nitropropan - nitrotoluen - pyretre - pyridin - alkyly olova - 2-propenal - 1,1,2,2-tetrachlorethan - tetrachlorethen - tetranitromethan - m- a p-toluidin - tributyl fosfát - trichlorfenol - trichlorethen - trichlormethan - triethylamin - trimethylfosfin - vinylbromid - xyleny (kromě 2,4-xylenu) - formaldehyd
Třída III Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 2 kg/h: - kyselina akrylová - acetonitril - kyselina propionová - kyselina octová - n-butanol - 1-butanol - sec-butanol - tert-butanol - methanol - butyraldehyd - p-tert-butyltoluen - 2-butoxyethanol - kaprolaktam - sirouhlík - cyklohexanon - cyklopentadien - chlorbenzen - 2-chlor-l,3-butadien - o-chlorstyren - o-chlortoluen - p-chlortoluen
150 mg/Nm3 - N,N-dimethylacetamid - N,N-dimetylformamid - dipropylketon - hexamethylendiamin - n-hexan - ethylamylketon - ethylbenzen - ethylbutylketon - ethylenglycol - izobutylglycidyl éter - izopropoxyethanol - methyl methakrylát - methylamylketon - o-methylcyklohexanon - methyl chloroform - methylformiát - methylizobutylketon - methylizobutylkarbinol - naftalen - propylenglykol - propylenglykol monomethyl éter
425
Přílohy - kumen - diacetonalkohol (4-hydroxy-4-methyl2-pentanon) - 1,4-dichlorbenzen - 1,1-dichlorethan - dichlorpropan - diethanolamin - diethylformamid - diizobutylketon Třída IV
- propionaldehyd - styren - tetrahydrofuran - trimethylbenzen - n-veratraldehyd - vinyl acetát - vinyltoluen - 2,4-xylen
Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 3 kg/h: - propanol - izopropanol - n-amyl acetát - methyl benzoát - n-butyl acetát - izobutyl acetát - diethylketon - difluordibrommethan - sec-hexyl acetát
300 mg/Nm3 - methyl acetát - methylethylketon - methylizopropylketon - N-methylpyrolidon - pinen - n-propyl acetát - izopropylen acetát - toluen - xylen ethyl formiát
Třída V Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 4 kg/h: - aceton - ethanol - butan - cyklohexan - cyklohexen - chlorpentan - chlorbrommethan - chlordifluormethan - chlorpentafluorethan - dibromdifluorethan - dibutyléter - dichlorfluormethan - dichlortetrafluorethan - diethyléter - diizopropyléter
600 mg/Nm3 - dimethyléter - heptan - hexan (technický) - izopropyl éter - octan ethylnatý - methylacetylen - methylcyklohexan - pentan - l,l,l,2-tetrachlor-2,2-difluorethan - l,l,2,2-tetrachlor-l,2-difluorethan - trichlorfluormethan - l,l,2-trichlor-l,2,2-trifluorethan - trifluormethan - trifluorbrommethan
5. Tuhé znečišťující látky celkem Emisní hodnoty jsou: Třída I Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 0.5 kg/h:
50 mg/Nm3
Třída II Je-li hmotový průtok roven a vyšší neţ 0.1 kg/h a zůstává pod 0.5 kg/h:
150 mg/Nm3
426
Přílohy Azbest (částice v suspenzi a vlákna): Emisní limitní hodnota nesmí přesáhnout 0,1 mg/Nm 3 [DLGS 17.3.1995, str. 114 Gazz. Uff. - Serie generale str. 92 del 20. dubna 1995]
427
Přílohy Výňatek z Přílohy 2 32. Zařízení vyrábějící akrylonitril Odpadní plyn, který se vytvoří v reaktoru a adsorbéru, musí být spálen. Plynné emise, které vzniknou během čištění produktů destilace reakcí a ty, které pochází z přenosu, musí být odváděny do vhodných systémů pro sníţení jejich obsahu. 34. Zařízení vyrábějící PVC Zbytky monomeru (vinylchloridu) v polymeru musí být sníţeny na minimální hodnoty, zvláště na rozhraní mezi otevřeným a uzavřeným systémem; konečná hodnota má být dále sníţena koncentrací vinylchloridu v toku plynů, který vychází ze sušičky. hmotový průtok PVC homopolymery v suspenzi kopolymery v suspenzi PVC v mikro-suspenzi a emulzní PVC
10 mg VCM/kg PVC 100 mg VCM/kg PVC 400 mg VCM/kg PVC 1500 mg VCM/kg PVC
Tok plynů, který vychází ze sušičky, musí být vyuţíván jako surovina ve spalovně, aby se dále sníţila koncentrace vinylchloridu. Emise do vod Ustanovení týkající se ochrany vod proti znečištění a přijetí Směrnice Rady 91/271/EEC o komunálním čištění odpadních vod a Směrnice Rady 91/676/EEC o ochraně vod proti znečištění dusičnany ze zemědělství [Decreto legislativo 11. května 1999, č. 152, aktualizoval D. Lgs 18. srpna 2000, str. 258]. Emisní limitní hodnoty pro vypouštěné odpadní vody do povrchových vodních recipientů a komunálních kanalizačních systémů.
parametr
pH teplota barva zápach hrubý materiál NL BSK5 (jako O2) CHSK (jako O2) hliník arzén baryum bór kadmium celkový chróm chróm(VI) ţelezo mangan rtuť nikl olovo měď selen cín
jednotka
°C
mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
vypouštění do povrchových vodních recipientů
vypouštění do komunálních stokových sítí
5,5-9,5 (1) po rozředění 1:20 neznatelná nesmí obtěţovat nepřítomný 80 40 160 1 0,5 20 2 0,02 2 0,2 2 2 0,005 2 0,2 0,1 0,03 10
5,5-9,5 (1) po rozředění 1:40 neznatelná nesmí obtěţovat nepřítomný 200 250 500 2,0 0,5 4 0,02 4 0,20 4 4 0,005 4 0,3 0,4 0,03
vypouštění do Benátské laguny a povrchových vodních recipientů jejího povodí (výňatek) 6,0-9,0 po rozředění 1:40 neznatelná nesmí obtěţovat nepřítomný 35 25 120
428
Přílohy
parametr
jednotka
vypouštění do povrchových vodních recipientů
zinek mg/l 0,5 celkový kyanid (jako mg/l 0,5 CN) volný aktivní chlór mg/l 0,2 sirník (jako S) mg/l 1 siřičitan (jako SO2) mg/l 1 síran (jako SO3) (2) mg/l 1000 chlorid (2) mg/l 1200 fluorid mg/l 6 celkový fosfor mg/l 10 (jako P) (3) amonium (jako NH4) mg/l 15 (3) dusitan (jako N) (3) mg/l 0,6 dusičnan (jako N) (3) mg/l 20 tuk a ţivočišný/rostlinný mg/l 20 olej celkem uhlovodíky mg/l 5 fenoly mg/l 0,5 aldehydy mg/l 1 aromatická mg/l 0,2 organická rozpouštědla organ. rozpouštědla mg/l 0,1 obsahující dusík Povrchově aktivní mg/l 2 látky celkem pesticidy (obsahující mg/l 0,10 fosfor) celkem pesticidy (kromě obsahujících mg/l 0,05 fosfor), a také: - aldrin mg/l 0,01 - dieldrin mg/l 0,01 - endrin mg/l 0,002 - izodrin mg/l 0,002 chlorovaná mg/l 1 organická rozpouštědla Escherichia coli (4) cfu/100 ml odkaz test akutní toxicity vzorek povaţovaný za (5) nepřijatelný pokud po 24 hodinách je frakce imobilizovaných testovaných organismů 50 %
vypouštění do komunálních stokových sítí
vypouštění do Benátské laguny a povrchových vodních recipientů jejího povodí (výňatek)
1,0 1,0 0,3 2 2 1000 1200 12 10 30 0,6 30 40 10 1 2 0,4 0,2 4 0,10 0,05 0,01 0,01 0,002 0,002 2
vzorek povaţovaný za nepřijatelný pokud po 24 hodinách je frakce imobilizovaných testovaných organismů 80 %
Odkazy k tabulce: (1) V závislosti na vodním recipientu platí následující předpisy: tekoucí vody: maximální rozdíl teplot před a za místem vypouštění je 3 °C jezera: teplota odpadních vod můţe být nejvýše 30 °C a dále neţ 50 metrů od místa vypouštění musí být teplota proti okolí zvýšena maximálně o 3 °C umělé kanály: maximální střední teplot nesmí v ţádné sekci přesáhnout 35 °C moře a oblasti ústí a/delt nevýznamných řek: teplota odpadních vod nesmí být vyšší neţ 35 °C a dále neţ 1 000 m od místa vypouštění můţe být teplota vodního recipientu zvýšena maximálně o 3°C. 429
Přílohy (2) Tyto limity neplatí pro odpadní vody vypouštěné do moře (asimilace je zajištěna pobřeţními vodami). (3) Průmyslové odpadní vody vypouštěné do citlivých oblastí musí vyhovovat limitům celkového fosforu 1 mg/l a celkového dusíku 10 mg/l. (4) Doporučuje se obecný limit 5 000 cfu/100 ml. Kompetentní orgán stanoví nejvhodnější limit na základě environmentální, hygienické a sanitární situace vodního recipientu a podle stávajícího pouţití. (5) Test toxicity je povinný. Test pro dafnii velkou můţe být doplněn testy akutní toxicity pro Ceriodaphnia dubia, Selenastrum capricornutum, biosvětélkující bakterie nebo jiné organismy, jako Artemia salina pro slané odpadní vody a jiné určené organismy. Je třeba brát ohled na nejhorší výsledky testů. Pozitivní test není penalizován přímo, ale vyţaduje následující: hlubokou analýzu, zjištění zdrojů toxicity a jejich odstranění. 10. LUCEMBURSKO Informace nebyly poskytnuty. 11. HOLANDSKO Holandsko má dva základní rámcové zákony o ochraně čivotního prostředí: Zákon o environmentálním managementu a Zákon o znečišťování povrchových vod. Tyto zákony poskytují rámec pro vydávání environmentálních povolení a pro stanovování podmínek povolení. Zákony splňují poţadavky Směrnice IPPC a integrované povolování je zajišťováno koordinovaným povolovacím postupem kompetentních orgánů. Oba rámcové zákony určují několik nařízení a vyhlášek, které uvádějí poţadavky, týkající se potenciálně znečišťujících činností. Holandské emisní předpisy (NeR) se týkají procesních emisí do ovzduší a jsou pokyny pro vydávání povolení a/nebo úpravu podmínek povolení. NeR se jako vodítko pro udělování povolení pouţívá od 1. května 1992. NeR uvádí normy koncentrací různých látek, které představují horní limity různých bodových zdrojů v závislosti na hmotovém průtoku. Dále jsou „zvláštními vyhláškami“ dána pravidla pro určitý průmysl nebo určitá zařízení, která se upravují odchylně proti „obecným emisním normám“. Emisní normy v NeR nejsou právně závazné a NeR nenahrazuje stávající závazné dohody. Pokud si však povolovací orgán přeje neřídit se NeR, musí uvést důvody v preambuli povolení. Dobrovolné dohody Dobrovolné dohody nebo smlouvy (holandsky: convenanten) jsou prohlášeními úmyslu řídit se environmentální politikou určitých průmyslových odvětví. Prohlášení úmyslu jsou dohodami mezi úřady a průmyslem. Účast na smlouvě poskytuje úřadům a společnostem výhodu transparentnějšího a koherentnějšího environmentálního zlepšování a investic. Smlouvy se pouţívají ve dvou oblastech:
obecné environmentální výkonnosti vzhledem k „tradičním“ znečišťujícím látkám energetické efektivnosti.
Obecná environmentální výkonnost vzhledem k „tradičním“ znečišťujícím látkám V prohlášení záměru při dobrovolné dohodě úřady sestavily Integrální plán environmentálních cílů (IETP), zaloţený na Národním plánu environmentální politiky (NEPP), Memorandu o vodním hospodářství, Akčním plánu pro Severní moře, Rýnském akčním programu, Memorandu o úsporách energií a dalších oficiálních plánech, platných v době podpisu. Integrální plán environmentálních cílů se zabývá znečištěním ţivotního prostředí tradičními znečišťujícími látkami (SOx, NOx, VOC, těţkými kovy, PAH, atd.) způsobeným určitým průmyslovým odvětvím. IETP byl sestaven v letech 1994-5 a bude v letech 2000 a 2010 upraven. Kromě omezení emisí do ovzduší, vod a půdy se týká také politiky šetření energiemi, vodou, čištění 430
Přílohy (sanace) půdy, omezování rizik, obtíţného zápachu, obtěţování hlukem a systémy vnitřního managementu. Zvláště však byly přijaty dvě jiné smlouvy o úspoře energií a omezení CO2. Prohlášení záměru chemického průmyslu bylo podepsáno 2. dubna 1993. Důleţitým faktorem je pochopení, ţe ve světle širokého rozsahu různorodých podniků v chemickém průmyslu můţe kaţdý jednotlivý podnik přispět zavedení IETP do průmyslu jinak. Odpovědnost jednotlivých podniků přispět k zavedení IETP do průmyslu vyţaduje, aby tyto podniky zaujaly aktivní postoj. Příspěvek podniku bude určen v Environmentálních plánech společnosti („BMP„), které kaţdý podnik sestavuje. BMP se obnovují kaţdé čtyři roky a musí je odsouhlasit povolovací orgán. Energetická efektivita: Dlouhodobé dohody o energetické efektivitě V Holandsku byly mezi Ministerstvem hospodářství a představiteli organizací mnoha průmyslových odvětví přijaty „Dlouhodobé dohody o energetické efektivitě (MJA)‟. Nejdůleţitějším aspektem MJA je cílová hodnota zlepšení energetické efektivity v daném průmyslovém odvětví v daném časovém období. Na rozpracování MJA se bilaterálně dohodly jednotlivé podniky a facilitační agentura, kterou je NOVEM. Co se týká chemického průmyslu, byla MJA podepsána 24. listopadu 1993 a bylo odsouhlaseno 20 % zlepšení energetické efektivnosti během let 1989-2000. Cíl byl dosaţen a druhé kolo MJA se právě připravuje, ačkoli většina chemických podniků se pravděpodobně připojí k smlouvě „Benchmarking“. Energetická efektivita: smlouva Benchmarking Smlouva Benchmarking je dohodou mezi holandskými úřady a holandským energeticky náročným průmyslem. Na rozdíl od zmíněné MJA nestanovuje ţádný kvantifikovaný cíl zlepšení energetické efektivity. Místo toho průmysl souhlasí, ţe bude v energetické efektivitě patřit ke světové špičce a úřady pak upustí od dalšího zvyšování zdanění energií. Důvodem, který k tomuto odlišnému přístupu vede, je to, ţe průmysl poţádal vládu aby posoudila relativní snahu o energetickou efektivitu holandského průmyslu a srovnala ji se zahraničními konkurenty. Dohoda je otevřená pro všechny podniky s roční spotřebou energie 0,5 PJ a vyšší. Principiální dohoda mezi průmyslovými podniky a úřady byla podepsána 6. července 1999. Nyní, kdyţ byla principiální dohoda podepsána, mohou jednotlivé podniky podepisovat smlouvu.
431
Přílohy Úrovně emisí spojené s BAT pro procesní emise úroveň emisí spojená s BAT (mg/Nm3)
prahové mnoţství (kg/h)
0-0,1 ng/Nm3 I-TEQ 0-0,1 ng/Nm3 pcb-TEQ
není není
závazek minimalizace závazek minimalizace
5-25
není
závisí na pouţité technice a provozních podmínkách
0-0,1
0,0005
C1 + C2
0-1,0
0,005
C1 + C2 + C3
0-5,0
0,025
20 100 100-150
0,1 2,0 3,0
sO1
5-10
není
sO2 + sO3
5-25
není
anorganické látky (plyn a pára) gl1 gl2 gl3 gl4 anorganické látky (pevné) *
1,0 5,0 30 200
0,01 0,05 0,3 5
kategorie **
extrémně nebezpečné látky dioxiny & furany PCB tuhé znečišťující látky tuhé znečišťující látky karcinogenní látky * C1
organické látky (plyn a pára) * gO1 gO1 + gO2 gO1 + gO2 + gO3 organické látky (pevné) *
poznámka
vyţadována minimalizace vyţadována minimalizace vyţadována minimalizace
viz. tuhé látky viz. tuhé látky
znečišťující znečišťující
0,2 0,001 sl1 1,0 0,005 sl1 + sl2 5,0 0,025 sl1 + sl2 + sl3 * pro kategorii látek označených hvězdičkou platí pravidlo sčítání. To znamená, ţe daná úroveň emisí platí pro součet těchto látek v dané kategorii plus těch, které jsou v kategoriích niţších. ** Tyto různé látky jsou uvedeny níţe.
Kategorizace karcinogenních látek kategorie C1 C2 C3
látka benz(a)anthracen, benz(a)pyren, benz(b)fluoranthen, benz(j)fluoranthen, benz(k)fluoranthen, dibenz(a,h)anthracen, 2-naftylamin, 2-nitropropan, berylium (a sloučeniny) jako Be, chróm (VI) (a sloučeniny) jako Cr. 3,3-dichlorbenzidin, diethylsulát, dimethylsulfát, ethylenoxid, nikl (a sloučeniny) jako Ni. akrylonitril, benzen, 1,3-butadien, 1,2-dibrommethan, 1,2-dichlorethan, epichlorhydrin, hydrazin, propylen oxid,vinyl chlorid.
7.7.1 Organické látky Organické látky se kategorizují podle své toxicity. Rozlišuje se mezi plyny/parami a pevnými látkami (gO a sO). Norma platí pro emise součtu látek (tzv. ‚pravidlo sčítání‟). Upozorňujeme, ţe výše uvedená kategorizace není úplná (celý seznam obsahuje několik stovek látek), ale ţe uvádí některé důleţité látky.
432
Přílohy
Kategorizace organických látek kategorie O1
O2 O3
látka mnoho látek (např. acetaldehyd, akrolein, kyselina akrylová, amino benzen/ethan/methan, anilin,anthracen, bisfenol A, kaprolaktam, 1,2-dichlorbenzen, dichlorfenoly, formaldehyd, methylamin, nitro-monocyklické-aromatické látky, organocíny, fenol, pyridin, tetrachlormethan, trichlormethan) mnoho látek (např. 1,3/4-dichlorbenzen, kumen, ethyl-benzen, monochlorbenzen, styren, tetrachlorethen, toluen, 1,1,1-trichlorethan, trichlorethen, xyleny) mnoho látek (např. dichlormethan, mnoho alkoholů, alkeny a ketony)
Anorganické látky Rozdělují se na plynné a pevné anorganické látky (plA a peA). Důvod je ten, ţe techniky, které se pouţívají pro omezení emisí, jsou jiné pro látky plynné a jiné pro látky kapalné. Látky jsou roztříděné podle eko toxicity. Norma pro pevné anorganické látky platí pro emise součtu látek (tzv. „pravidlo sčítání‟). Kategorizace anorganických látek kategorie plI1 pll2 pll3 pll4 pel1
pel2
pel3
látky arsin, chlorkyan, chlordioxid, diboran (B2H6), fosfin, fosgen. bróm (a sloučeniny) jako HBr, chlorid/fluorid boritý, chlór, kyselina kyanová, fluór (a sloučeniny) jako HF, kyselina fosforečná, germaniumhydrid, fluorid křemičitý, křemíkovodík, nitrogen trifluorid, sirovodík, kyselina sírová. sloučeniny chlóru jako HCl, dichloro-siliconhydrid, kyselina dusičná, chlorid křemičitý, trichlorosiliconhydrid, fluorid sírový (SF6) amoniak, oxidy dusíku (jako NO2), oxidy síry (jako SO2) azbestová vlákna *, arzén (a sloučeniny) jako As *, kadmium (a sloučeniny) jako Cd*, pentakarbonyl ţeleza, rtuť (a sloučeniny) jako Hg, sloučeniny platiny jako Pt, sloučeniny rhodia jako Rh, oxid křemičitý (kristobalit, tridymit)*, stříbro (a sloučeniny) jako Ag, thalium (a sloučeniny) jako Tl, sloučeniny vanadu (hlavně oxidy, halogenidy, sírany a vanadany) jako V. chromylchlorid, kobalt (kouř a sloučeniny) jako Co, měď smoke jako Cu, olovo (a anorg. sloučeniny olova) jako Pb, oxid křemičitý (kromě kristobalitu a tridymitu) jako dýchatelný prach, rhodium (ve vodě nerozpustné sloučeniny) jako Rh, selen (a sloučeniny) jako Se, telur (a sloučeniny) jako Te. antimon (a sloučeniny) jako Sb, barium (a sloučeniny) jako Ba, oxid vápenatý, chróm (a sloučeniny, kromě Cr(VI)) jako Cr, měď (a sloučeniny kromě smoke) jako Cu, kyanidy jako CN, fluoridy jako F, mangan (smoke a sloučeniny) jako Mn, paladium (a sloučeniny) jako Pd, platina (ve vodě nerozpustné sloučeniny) jako Pt, hydroxid draselný/sodný,cín (a anorg. cínové sloučeniny) jako Sn, vanad (a slitiny a karbid) jako V, zinkové chloridy (smoke).
* Sloučeniny označené hvězdičkou jsou povaţovány za kancerogenní při prahové hodnotě. Těmto sloţkám by se měla věnovat zvláštní pozornost.
12. PORTUGALSKO Informace nebyly poskytnuty.
13. ŠPANĚLSKO Informace nebyly poskytnuty.
433
Přílohy
14. ŠVÉDSKO 1. Právní situace ve Švédsku je dána Zákonem o ţivotním prostředí. Kaţdé zařízení je posuzováno samostatně a poţadavky na čištění vod a plynů jsou stanoveny individuálně, s ohledem na situaci recipientu atd. Zákon to formuluje jako řadu principů:
princip důkazního břemena – provozovatel musí dokazovat, ţe jeho výroba probíhá tak, ţe je to přijatelné pro ţivotní prostředí, důkazní břemeno je vţdy na provozovateli poţadavek znalostí – osoby vyvíjející činnost musí mít nezbytné znalosti o povaze a rozsahu této činnosti. Účelem ustanovení je, aby provozovatel zajistil vhodnou expertizu před zahájením provozu a tak se zamezilo poškození a újmě princip prevence – pouhé riziko poškození nebo újmy je závazkem k přijetí takových opatření, která zabrání poškození zdraví a negativním dopadům na ţivotní prostředí nejlepší moţná technologie – platí pro technologie pouţívané přímo v provozu i při výstavbě, provozu a vyřazení z provozu daného podniku. Základní podmínkou je, ţe musí být vhodná průmyslově i ekonomicky v souvislosti s daným oborem princip „znečišťovatel platí“ – provoz musí uhradit preventivní a sanační opatření, která musela být přijata principy hospodaření se zdroji a ekocyklu – provoz musí probíhat tak, aby zajistil efektivní vyuţívání surovin a energií a minimalizoval spotřebu a odpady princip smysluplnosti – všechna pravidla musí být aplikována s ohledem na ekonomickou výhodnost. Je to provozovatel, kdo v souladu s principem důkazního břemena musí dokázat, ţe náklady na ochranné opatření nejsou ospravedlněny z pohledu ţivotního prostředí nebo ţe představují nesmyslné břemeno.
Během povolovacího procesu tak musí provozovatel dokázat, ţe techniky čištění jsou vhodné a musí jednu, či několik z nich navrhnout, jako poţadovanou pro čištění odpadních vod a odpadních plynů atd. Zvolené technologie a stanovené podmínky budou záviset na BAT do té míry, do jaké je pro chemický průmysl dostupná, jak je vyzkoušena v podobných výrobách, atd. Můţe být uveden rozsah řešení a podmínek, podle místa, výrobní technologie, atd. 2. Z toho víceméně vyplývá, ţe neexistuje obecná literatura, která by se zabývala udělováním povolení. Technický pracovník povolovacího orgánu potřebuje dobrou znalost pouţívané technologie a mít takové znalosti nebo k nim mít přístup. Také potřebuje znát dopad na ţivotní prostředí a čeho můţe být dosaţeno k omezení takovému dopadu. Tito pracovníci vydávají stanoviska o tom, co je přijatelný vliv na ţivotní prostředí a jak by měl být nepříznivý vliv omezen. Vlastní povolení je v případě hlavních zpracovatelských průmyslů vypracováno Environmentálním soudem. Soudní rozhodnutí se zakládá na informacích a radách poskytnutých národními, regionálními a místními úřady i samotným provozovatelem.
15. VELKÁ BRITÁNIE Informace nebyly poskytnuty.
434
Reference
GLOSÁŘ POJMŮ A ZKRATEK Chemické značky Al Al2O3 As Cd BrBr2 Ca(OH)2 ClCl2 OClClO3CNCO CO2 COS Cr Cr3+ CrO42CS2 Cu FFe HBr HCl HCN HF Hg H2O2 H2S H2SO4 HNO3 N2 NaOH Na2CO3 NaHCO3 NaOCl NaClO3 NaHSO3 NH2CN (NH2)2CO NH3 NH4+ Ni N2O NO NO2 NO2NO3NOx O2 O3
Hliník Oxid hlinitý Arsen Kadmium Bromidový ion Brom Hydroxid vápenatý, vápno Chloridový ion Chlor Chlornanový ion Chloristanový ion Kyanidový ion Oxid uhelnatý Oxid uhličitý Oxysulfid uhličitý Chrom Chromitý (III) ion Chromanový ion Sirouhlík Měď Fluoridový ion Ţelezo Bromovodík Chlorovodík, Kyselina chlorovodíková Kyanovodík Fluorovodík Rtuť Peroxid vodíku Sirovodík (Sulfan) Kyselina sírová Kyselina dusičná Dusík Hydroxid sodný Uhličitan sodný, soda Hydrogenuhličitan sodný, bikarbonát Chlornan sodný Chlorečnan sodný Hydrogensiřičitan sodný, bisulfit Kyanamid Močovina Čpavek Amoniový ion Nikl Oxid dusný Oxid dusnatý Oxid dusičitý Dusitanový ion Dusičnanový ion Oxidy dusíku (směs NO a NO2) Kyslík Ozon
435
Reference P Pb PO43PO4-P Sn S2SO2 SO3 SO32SO42SOx Zn
Fosfor Olovo Fosforečnanový ion Fosfát (vypočtený jako P) Cín Sirníkový ion Oxid siřičitý Oxid sírový Siřičitanový ion Síranový ion Oxidy síry (směs SO2 a SO3) Zinc
Předpony p n µ m c d h k M G T P
pico nano micro milli centi deci hecto kilo mega giga tera peta
10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1 102 103 106 109 1012 1015
Jednotky a přepočítací faktory miliarda 1000 milionů °C stupeň Celsia cm centimetr d den g gram h hodina I-TEQ mezinárodní ekvivalenty toxicity dioxinů J Joule (1 J = 0.239 cal) kg kilogram kPa kilopascal (1 kPa = 10 mbar) kWh kilowatthodina (1 kWh = 3.6 MJ) l litr (1 l = 0.001 m3) m metr mg miligram m2 čtvereční metr m3 krychlový metr MJ megajoule (1 MJ = 239 kcal = 0.2778 kWh) MPa megapascal (1 MPa = 10 bar) Nm3 Normální m3 (krychlový metr plynu, měřeno při 101.3 kPa a 273.15 K) Pa pascal (tlak; 1 Pa = 1 N/m2) ppm parts per million: miliontina (hmotnostní) ppmv parts per million (objemové) (ppm x molekulová váha/22.41 = mg/Nm3; 1 ppm NO2 = 2.05 mg/Nm3 NO2) s sekunda S siemens tuna metrická tuna (1 tuna = 1000 kg) v-% objemové procento wt-% vahové procento yr rok Ω ohm
436
Reference
Zkratky/akronymy ACP ACR AMS AOX API ATS BAT BEF BODx BREF BTEX CEFIC COD CONCAWE CPI CSTR CWW DAF DDT DEM DTA EC50 EIPPCB ELV EMAS EMFA EMS EOX EQO EQS ESP EUR FGD FIM FRP GAC GBP GMP HAP HEAF HEAP HEL HSE IAF ICC IMPEL IPPC IR ISO
Anaerobic Contact Process: anaerobní kontaktní proces Anaerobic Contact Reactor: anaerobní kontaktní reaktor Automated Measuring System: automatizovaný měřicí systém Adsorbable Organic Halides: adsorbovatelné organické halogenidy American Petroleum Institute: Americký petrolejářský institut Austrian Schilling: rakouský šilink Best Available Techniques, nejlepší dostupné techniky dle definice čl. 2(11) Směrnice Belgian Franc: belgický frank Biochemical Oxygen Demand: biochemická spotřeba kyslíku za x dnů (5 or 7) indikuje obsah biologicky odbouratelných organických látek v odpadních vodách (BSK) Best Available Techniques Reference Document: referenřní dokument BATů Benzen, Toluen, Ethylbenzen, Xylen European Chemical Industry Council: Rada Evropského chemického průmyslu Chemical Oxygen Demand: CHSK – indikuje mnoţství chemicky oxidovatelných organických látek v odpadních vodách European Refinery Association for Environment, Health and Safety Corrugated Plate Interceptor: sedimentace na zvlněných deskách Continuously Stirred Tank Reactor: nepřetrţitě míchaný reaktor BREF Čištění odpadních vod a odpadních plynů v chemickém průmyslu Dissolved Air Flotation: flotace rozpuštěným vzduchem 1,1,1-Trichloro-2,2-bis-(p-chlorofenyl)ethan; pesticid German Mark: německá marka Direct Toxicity Assessment: hodnocení přímé toxicity koncentrace znečišťující látky ve vodě, která způsobuje měřitelné negativní účinky na 50% testované populace European Integrated Pollution Prevention and Control Bureau Emission Limit Value: emisní limitní hodnota (ELH) Eco-Management and Audit Scheme: Schéma eko-managementu a auditu dle CR 761/2001 Energy and Material Flow Analysis: analýza toků materiálů a energie Environmental Management System: systém environmentálního managementu Extractable Organic Halides: extrahovatelné organické halogenidy Environmental Quality Objectives: cíle environmentální kvality Environmental Quality Standards: normy environmentální kvality Electrostatic Precipitator: elektrostatický odlučovač Euro (měna) Flue Gas Desulphurisation: odsiřování kouřových plynů Finnish Mark: finská marka Fibreglass-reinforced Plastic: plast zpevněný skelným vláknem Granular Activated Carbon: granulované aktivní uhlí British Pound: britská libra Good Manufacturing Practice: dobrá výrobní praxe Hazardous Air Pollutants: nebezpečné látkym znečišťující ovzduší High Efficiency Air Filter: vysoce účinný filtr vzduchu High Efficiency Particle Air (filter): vysoce účinný filtr na odstranění TZL ze vzduchu Higher Explosion Limit: horní mez výbušnosti Health, Safety and Environment: zdraví, bezpečnost, ţivotní prostředí Induced Air Flotation: indukovaná flotace vzduchem International Chamber of Commerce: mezinárodní obchodní komora Síť EU pro implementaci a vymáhání environmentálního práva Integrated Pollution Prevention and Control: integrovaná prevence a omezování znečištění Infrared: infračervené International Organisation for Standardisation: mezinárodní normalizační organizace
437
Reference LC50 LCA LDAR LEL LID LVIC LVOC MEK MF MIBK NF NFL NH4-N NO2-N NO3-N OFC ORP OSPAR PAC PAH PCDDs PCDF p.e. PM PMx POP PPI PSA PTFE PVC RO SAC SBA SCA SCR plynech SCWO SIC SME SNCR SPC SVI TA TD TF TL
TM
koncentrace znečišťující látky ve vodě, která způsobuje 50% mortalitu testované populace Life Cycle Assessment: hodnocení ţivotního cyklu Leak Detection and Repair: detekce a opravy úniků (tečení) Lower Explosion Limit: dolní mez výbušnosti Lowest Ineffective Dilution; nejniţší neúčiné zředění číselná hodnota jako převrácená hodnota zředění (bezrozměrná) odpadních vod, při němţ nejsou pozorovány ţádné účinky BREF Velkoobjemová anorganická chemie BREF Velkobjemová organická chemie Metyletylketon Mikrofiltrace (membránový proces, sekce odpadních vod) Metylisobutylketon Nanofiltrace (membránový proces, sekce odpadních vod) Dutch Gulden holandský zlatý Amonium (vypočteno jako N) Dusitan (vypočteno jako N) Dusičnan (vypočteno jako N) BREF Čistá organická chemie Redox potenciál Konvence na ochranumořského prostředí severovýchodního Atlantiku Powdered Activated Carbon: práškové aktivní uhlí Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: polycyklické aromatické uhlovodíky Polychlorované dibenzodioxiny Polychlorované dibenzofurany Populační ekvivalent Particulate Matter: tuhé znečišťující látky (TZL – ovzduší znečišťující látky) TZL, x µm aerodynamický průměr (znečištění ovzduší) Persistent Organic Pollutant. Persistentní organické znečišťující látky Parallel Plate Interceptor: odlučovač s paralelními deskami Pressure-swing Adsorption: adsorpce s proměnným tlakem Polytetrafluorethene (TEFLON) Polyvinylchlorid Reverzní osmóza (membránový proces, sekce odpadních vod) Strong Acid Cation Exchanger: silně kyselý kationický inotoměnič Strong Base Anion Exchanger: silně bázický anionický inotoměnič Specific Collection Area:poměr plochy elektrod k průtoku plynu v elektrostatickém odlučovači Selective Catalytic Reduction: selektivní katalytická redukce obsahu NOx v kouřových Super Critical Water Oxidation: superkritická (nadkritická) oxidace vody BREF Speciální anorganická chemie Small and Medium-size Enterprises: malé a střední podniky Selective Non-catalytic Reduction selektivní nekatalytická redukce obsahu NOx Statistical Process Control: statistické řízení procesů Sludge Volume Index: objemový index kalu – objem 1 g aktivovaného kalu v ml po sedimentaci za specifických podmínek Algae toxicity; toxicita pro řasy – stanovení netoxicity odpadních vod pro zelenou řasu (Scenedesmus subspicatus CHODAT) s pouţitím různého ředění odpadní vody; bezrozměrná hodnota, ředicí faktor Daphniae toxicity; toxicita pro dafnie – stanovení akutní netoxicity odpadních vod pro dafnie (Daphnia magna STRAUS) při exposici 24 h, s pouţitím různého ředění odpadní vody; hodnota je bezrozměrná, představuje ředicí faktor Fish toxicity; toxicita pro ryby – stanovení akutní netoxicity odpadních vod pro ryby (Leuciscus idus L.) při exposici 48 h, s pouţitím různého ředění odpadní vody; hodnota je bezrozměrná, představuje ředicí faktor Luminescent bacteria toxicity; toxicita pro luminiscentní bakterie – krátké stanovení inhibičního účinku (sublethálních toxických účinků) odpadní vody na světlo emitující Photobacterium phosphoreum, s pouţitím různého ředění odpadní vody; hodnota je bezrozměrná, představuje ředicí faktor Mutagenity; mutagenita – stanovení nejniţšího zředění, při němţ není pozorována ţádná genotoxicita odpadních na testovací organizmus Salmonella typhimurium TA 1535/pSK 1002; s pouţitím různého ředění odpadní vody; hodnota je bezrozměrná, představuje ředicí faktor
438
Reference TOC TSS UASB UF USD USEPA UV VCM VOC VOX VRU WAC WBA WEA WEER WWTP
Total Organic Carbon: celkový organický uhlík Total Suspended Solids: celkové nerozpuštěné látky v odpaní vodě Upflow Anaerobic Sludge Blanket: anaerobní proces/reaktor se vznášejícím se kalovým mrakem Ultrafiltrace (membránový proces, sekce odpadních vod) US-Dollar United States Environmental Protection Agency Americká agentura ochrany ţivotního prostředí Ultrafialové Vinylchlorid (monomer) Volatile Organic Compounds: těkavé organické sloučeníny Volatile Organic Halides: těkavé organické halogenidy Vapour Recovery Unit: rekuperační jednotka par Weak Acid Cation Exchanger: slabě kyselý kationický inontoměnič Weak Base Anion Exchanger: slabě bázický kationický iontoměnič Whole Effluent Assessment: celkové zhodnocení odpadních toků (vod) Whole Effluent Environmental Risk: environmentální riziko celkových odpadních vod Waste Water Treatment Plant: čistírna odpadních vod (ČOV)
Pojmy, pouţité v tomto dokumentu Aerobní procesy Anaerobní procesy Anoxická denitrifikace Biologické odstranění ţivin Sloţka Obsah Vlivy do více prostředí Denitrifikace Difusní (rozptýlené) emise Ředicí faktor
Odpadní tok Emise Výduch vzduchu (výfuk)
biologické čisticí procesy, probíhající v přítomnosti kyslíku biologické čisticí procesy, které probíhají bez přítomnosti kyslíku proces, jímţ je dusičnanový dusík biologicky konvertován na plynný dusík bez přítomnosti kyslíku odstranění dusíku a fosforu biologickými čisticími procesy látka, obsaţená ve směsi (tj. v odpadní vodě, odpadním plynu nebo vzduchu) látka obsaţená v mediu moţný přenos environmentálního zatíţení z jedné sloţky ţivotního prostředí do jiných sloţek biologický proces, jímţ se dusičnany konvertují na dusík a jiné konečné plynné produkty emise, které nejsou vypouštěny specifickým vypouštěcím místem (komínem a pod.) [cww/tm/154]. pouţit při stanovení toxicity odpadních vod; definován jako poměr celkového objemu vzorku po zředění k mnoţství odpadní vody, obsaţené ve vzorku kdyţ bylo zjištěno, ţe nejsou jiţ pozorovány ţádné toxické účinky na testované organizmy; vysoké ředicí faktory se rovnají velké toxicitě odpadních vod odpadní tok (odpadní vody nebo odpadního plynu) vypouštěný z procesu, ze zařízení, nebo lokality. přímé nebo nepřímé uvolňování látek, vibrací, tepla nebo hluku; z individuálních nebo rozptýlených zdrojů do ovzduší, vody nebo půdy, dle definice čl. 2(5) Směrnice tok vzduchu (odpadního plynu) ze zařízení znečištěného plynnými sloţkami o nízkých koncentracích
439
Reference Stávající zařízení
zařízení v provozu nebo existující před datem účinnosti této Směrnice podle čl.. 2(4) Směrnice Kouřový plyn odpadní plyn, generovaný spalovacím procesem Náhodné (fugitivní) emise jakékoliv emise těkavých organických látek, neobsaţené v odpadních plynech, do půdy, ovzduší a vody a rovněţ jako rozpouštědla v produktech. Zahrnují nezachycené emise, uvolňované do vnějšího prostředí okny, dveřmi, výduchy a podobnými otvory [cww/tm/88]. Halogenovaná organická látka organická sloučenina, obsahující nejméně jeden atom bromu, chlóru, fluoru nebo jodu na jednu molekulu. Zařízení stacionární technická jednotka, kde se provádí alespoň jedna činnost, uvedená v Příloze I Směrnice a jakékoliv přímo navazující činnosti, které mají technickou vazbu s činnostmi, prováděnými v místě a které mohou mít účinky na emise a znečištění (čl. 2(3) Směrnice). Doplňovaná voda voda, přidávaná do procesu k nastartování nebo udrţování reakce, přípravě roztoků, míchání reakčních sloţek, jejich ředěni a pod. Matečný louh: tok odpadní vody, přímo vznikající ze syntézy nebo chemické reakce, obecně s velkou koncentrací produktu, výchozích sloţek nebo vedlejších produktů, zvláště počáteční vodné fáze Nitrifikace biologický proces, jimţ se amonium konvertuje nejprve na dusitan a pak na dusičnan Najíţdění/odstavování provozu činnost, kterým se zařízení nebo jeho sloţky uvádějí do provozu nebo do klidu. Pravidelně se střídající fáze provozních činností nejsou povaţovány za najíţdění a odstavování [cww/tm/88]. Látka chemický prvek a jeho sloučeniny, jak je definováno v čl. 2(1) Směrnice Významná změna změna v provozu která, podle názoru kompetentního úřadu můţe mít významné negativní účinky na lidské bytosti nebo ţivotní prostředí, jak je definováno v čl. 2(1) Směrnice Těkavá organická sloučenina jakákoliv organická sloučenina, která má při teplotě 293.15 K tenzi par 0.01 kPa a více nebo má odpovídající těkavost při specifických podmínkách pouţití [cww/tm/88]. Odpadní plyn konečný tok vypouštěného plynu, obsahující těkavé organické sloučeniny (VOC) nebo jiné znečišťující látky z komína nebo ze zařízení na omezování emisí do ovzduší [cww/tm/88]. Odpadní voda odpadní tok vody z chemických procesů, úpravy produktů, přípravy surovin, čištění zařízení, skladování, manipulačních činností. Sráţková voda a nepřímá chladicí voda nejsou zahrnuty v důsledku různých definic odpadní vody v jednotlivých členských státech. Místo toho je sráţková voda a její čištění pojednána odděleně. Chladicí voda je pojednána v příslušném horizontálním BREF Průmyslové chladicí systémy.
440
Reference
REFERENCE [cww/tm/4] Metcalf& Eddy, Inc., Inţenýring odpadních vod – Čištění, likvidace, znovuvyuţití, 3rd edition, revised by Tchobanoglous, Burton, McGraw-Hill, New York, 1991 [cww/tm/26] Příručka kondicionace odpadních vod Betz 9th edition, Betz Laboratories, Inc., Trevose, 1991 [cww/tm/27] Environment Agency (UK), HMSO, 1997 Technical Guidance Note A4, Techniky čištění odpadních vod [cww/tm/46] Bundesministerium für Umwelt, Jugend und Familie, Wien 1994 Braun et al. Biologické čištění odplynů v Rakousku Stav a budoucnost biologického způsobu čištění odplynů [cww/tm/48] CONCAWE, Mayl999 Document No. 99/01, Nejlepší dostupné techniky sniţování emisí z rafinérií [cww/tm/50] Fonds der Chemischen Industrie, Frankfurt/M. 1995 Obor ţivotního prostředí - Ovzduší Textheft 22 [cww/tm/51] RIZA (NL), 1990 Přehled technik čištění průmyslových odpadních vod [cww/tm/53] VDI, Düsseldorf l996 VDI 3478 Biologické čištění odpadních plynů Biologické pračky a bioreaktory [cww/tm/64] BASF, July 1999 Provozní techniky čištění odplynů/odtahů vzduchu [cww/tm/67] VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemie-ingenieurwesen, 1999 4. GVC-Kongres odpadních vod 1999, Preprinty [a] Rosenwinkel et al., Membranverfahren in der industriellen Abwasserbehandlung, p 183 et seq [b] Neumann et al., Einsatz der BAYER-Hochleistungs-Flotationstechnik als zusätzliche Verfahrensstufe der Klärtechnik, p 327 et seq [c] John et al., Weiterentwicklung vertikal durchströmter Nachklärbecken, p 483 et seq [d] Biener et al., Systematische Reduktion des Wasserverbrauchs und des Abwasseranfalls, p 71 et seq [cww/tm/70]
441
Reference Tauw, Feb 2000 InfoMil, Holandské poznámky k čištění odpadních plynů [cww/tm/71] ENTEC UK Ltd., 1996 Environmental Technology Best Practice Programme, Guide GG12, Zachycování, rekuperace a znovuvyuţití ředidel z proudů plynů, bohatých na ředidla [cww/tm/72] CEFIC, Dec 1999 IPPC referenční dokument BAT. Čištění odpadních vod/odpadních plynů v chemii Příspěvek k managementu odpadních vod a odpadních plynů [cww/tm/74] Environmentální Procesy '98, Zpracování uhlovodíků 71-118, Aug 1998 [cww/tm/75] Paques Bio Systems B.V., Apr 1997, Jansen, Buisman, Biologické odstraňování SO2 z kouřových plynů [cww/tm/76] European Lime Association, 1999 Vápenné a dolomitické produkty pro čištění pitné vody, odpadních vod a čistírenských kalů [cww/tm/77] Naval Facilities Engineering Service Center (USA), June 1998 Technická knihovna omezování znečištění ozbrojených sil USA, http: //enviro .nfesc.navy.mil/p2library [cww/tm/78] Verfahrenstechnik, Mar 1999 Kaiser, Lehner, Stripování parou a vzduchem pro rekuperaci čpavku z odpadních vod [cww/tm/79] Environment Agency (UK), Apr 1994 Technical Guidance Note A3, Technika omezování znečištění pro odstraňování TZL a stopových látek [cww/tm/80] Environment Agency (UK), Febr 1994 Technical Guidance Note A2, Technika omezování znečištění pro odstraňování emisí par rozpouštědel [cww/tm/81] P. Kunz, Nakládání s odpadními vodami, Vogel Verlag, Würzburg, 2nd Edition 1990 [cww/tm/82] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit / LAWA, Germany 2000 Odkazy a vysvětlivky příloze 22 zákona o odpadních vodách 442
Reference
[cww/tm/83] Omezování znečištění evropských vod, Vol 7, 1, 1997 Meyer, Hanke, Sniţování vypouštění znečištění dusíkem a fosforem z výrobního komplexu Bayer Dormagen [cww/tm/84] InfoMil, Feb 2000 Holandské poznámky k BAT pro velkoobjemový průmysl organických sloučenin [cww/tm/85] W.L. GORE & Ass., 1999 Plinke et al., Katalytická Filtrace – likvidace dioxin v rukávovém filtru nepublikováno [cww/tm/86] Linnhoff et al., Aug 1998 Inteligentní zesíťování toků provozních vod v chemickém průmyslu http://www.linnhoffinarch.com/Resources/Pinch.html [cww/tm/87] DVWK Regeln 134/1997, Technická pravidla pro vodě nebezpečné látky - čistírny odpadních vod jako záchytná zařízení [cww/tm/88] Směrnice rady 1999/13/EC, 11.3.1999 [cww/tm/89] US-EPA, 1995 AP-42 Příručka výpočtů emisí, sekce 7.1 Uskladnění organických kapalin http://www.epa.gov./ttn/chief/ap42.html [cww/tm/90] US-EPA OAQPS, Dec 1999 NÁDRŢE 4.06 PRO Windows http://www.epa.gov/ttnchie1/tanks.html [cww/tm/91] Nalco Chemical Company, Vodohospodářská příručka NALCO, 2nd Edition, McGraw-Hill, New York, 1988 [cww/tm/92] ENTEC UK Ltd., 1996 Environmental Technology Best Practice Programme, Guide GG37, Hospodárné separační techniky pro minimalizaci odpadů a odpadních toků [cww/tm/93] ENTEC UK Ltd., 1997 Environmental Technology Best Practice Programme, Guide GG54, Hospodárné membránové techniky pro minimalizaci odpadů a odpadních toků
443
Reference [cww/tm/94] Environment Agency (UK), Nov 1993 Technical Guidance Note Al, Pokyny pro efektivní polní hořáky v petrochemickém, plynárenském naftařském a dalších oborech [cww/tm/95] Environmental Protection Agency (Ireland), May 1996 Povolování podle IPPC BATNEEC Pokyny pro chemický průmysl [cww/tm/96] North Ostrobothnia Regional Environment Centre, June 2000 Příklady čištění odpadních vod a odpadních plynů ve finském chemickém průmyslu [cww/tm/97] DHV Water BV, Febr 1996 Giesen, van der Molen, Crystalactor®: čištění odpadních vod krystalizací bez vzniku odpadů [cww/tm/100] Biothane Systems International, 2000 Biologické čištění odpadních vod: KoSa Netherlands BY [cww/tm/101] Paques BV, Netherlands, Oct 1991 Buisman, Biologické odstraňování zinku a síranů z odpadních vod [cww/tm/102] 1996 EPD Proceedings, 1996 de Vegt, Buisman Odstraňování sloučenin síry a těţkých kovů s pouţitím bioprocesnich technologií [cww/tm/105] BAYER AG, April 2000 Čistírny odpadních vod firmy BAYER [cww/tm/106] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Vysoce účinný filtr TZL (HEPA), Vzduchový filtr s ultra nízkou penetrací (ULPA) [cww/tm/107] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA Dec 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Cyklóny [cww/tm/108] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA Dec 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Separační komory [cww/tm/110] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA My 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Pračky s vláknitým loţem 444
Reference [cww/tm/111] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Patrové / věţové pračky [cww/tm/112] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA My 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Pračka s tryskou [cww/tm/113] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Mokrá pračka / věţ s náplní [cww/tm/114] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Mokrá pračka sprchová komorová / věţová [cww/tm/115] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA July 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Venturiho pračka [cww/tm/116] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA June 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Katalytické spalovací zařízení [cww/tm/117] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA June 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Polní hořák [cww/tm/118] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA June 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Spalovací zařízení rekuperačního typu [cww/tm/119] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA June 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Regenerativní spalovací zařízení [cww/tm/120] EPA-CICA Fact Sheet, Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Thermální spalovací zařízení
US-EPA
June
1999
[cww/tm/121] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Tkaninový filtr – Typ s mechnickým oklepáváním, Typ s mechnickým oklepáváním s podporou sonickou houkačkou 445
Reference
[cww/tm/122] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Tkaninový filtr – Typ čištěný pulsním proudem vzduchu [cww/tm/123] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA April 2000 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Tkaninový foltr – Typ čištěný reverzací poudu vzduchu, Typ čištěný reverzací poudu vzduchu s podporou sonickou houkačkou, Typ čištěný reverzním ofukováním [cww/tm/124] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA May 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Suchý elektrostatický odlučovač (ESP) – Typ drát – trubka [cww/tm/125] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA May 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Suchý elektrostatický odlučovač (ESP) – Typ drát – deska [cww/tm/126] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA May 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Mokrý elektrostatický odlučovač (ESP) – Typ drát – trubka [cww/tm/127] EPA-CICA Fact Sheet, US-EPA May 1999 Fakta o technice omezování znečištění ovzduší Mokrý elektrostatický odlučovač (ESP) – Typ drát – deska [cww/tm/128] VITO (Belgium), Aug 2000 SLSS Technické listy [cww/tm/129] Betz Dearborn, Jan 1993 Hartung, Pouţití metod kvality v čištění odpadních vod TAPPI Journal, 1993 [cww/tm/130] UBA (Berlin), Mai 2000 Návrh podkladového dokumentu OSPAR pro rozpracování programů a opatření k hodnocení celkových odpadních vod [cww/tm/131] Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment, the Netherlands, Sept 1999 Holandské poznámky k BAT pro rafinérie minerálních olejů [cww/tm/132] Ullmannova Encyclopedie průmyslové chemie 6th edition, Electronic Release Wiley-VCH Verlag, Weinheim, Germany 2000
446
Reference [cww/tm/133] UBA (Wien) Formaldehyd [cww/tm/135] US-EPA, Clean Air Technology Center, May 1999 Volba adsorpčního systému pro VOC: Uhlík, Zeolity nebo polymery [cww/tm/137] US-EPA, Clean Air Technology Center, Nov. 1999 Technický Bulletin: Oxidy dusíku (NOx), proč a jak je zvládnout [cww/tm/138] US-EPA, Control Technology Center, April 1995 Moţnosti omezování a prevence emisí čpavku [cww/tm/143] US-EPA AP-42, 5th edition, Volume 1, 1995 Kapitola 13.5 Průmyslové polní hořáky [cww/tm/146] Sackewitz, Umwelt 29 (1999) Nr. 4, pp 16 -18 Způsoby stripování vzduchem pro čištění dílčích toků Provozní zkušenosti z čistíren v Göttingenu a Cuxhavenu [cww/tm/147] SEPA (Scotland), Environment Agency (England, Wales) Pollution Prevention Guidelines 18 Řízení poţární vody a hlavních úniků provozních kapalin [cww/tm/148] SEPA (Scotland), Environment Agency (England, Wales) Pollution Prevention Guidelines 21 Plánování rekce na náhodné úniky znečištění [cww/tm/149] UBA (WIEN), 2000 Ecker, Winter Stav techniky v rafinériích s ohledem na Směrnici IPPC Monographien Band 119 [cww/tm/150] US-EPA, ICAC, Control Technology Information Stručný popis technik omezování znečišťování ovzduší http://www.epa.gov/earth1r6/6pd/air/pd-l/noxcont.htm [cww/tm/151] UmweltMagazin, Mai 2000, pp 48 Karl, Nová biologie s pevným loţem čistí obtíţné znečištění
447
Reference [cww/tm/152] US-EPA Protokol pro výpočty emisí z tekoucího zařízení http://www.epa.gov/ncepihom/Catalog/EPA453R95017.html [cww/tm/153] World Oil Magazine August 2000, Vol. 221, No. 8 Úspěšné provozní zkoušky vedou k vyuţití uzavřeného hořáku http://www.worldoil.com/magazine/MAGAZINE DETAIL.asp?ART_ID= AR=Aug-00
1255&MONTH_YE
[cww/tm/154] IMPEL Network, December 2000 Difuzní emise VOC http://europa.eu.int/comm/environment/impel/vocemissions.htm [cww/tm/155] The European Parliament and the Council, 4th December 2000 Směrnice 2000/76/EC o spalování odpadů [cww/tm/156] Infomil, December 1999 Holandské poznámky k BAT pro výrobu kyseliny dusičné [cww/tm/157] Infomil/ADEME, March 2001 NOXCONF 2001 Mezinárodní conference: Průmyslové znečišťivání ovzduší Omezování znečištění emisemi NOX a N2O: panel dostupných technik Paris la Défense, 21st and 22nd March 2001 [a] Gry, Session 8, Chemical Industry Program ke sníţení emisí NOX z výroby HNO3 pomocí selektivní katalytické redukce [cww/tm/158] CEFIC, November 2000 IPPC BAT Referenční Dokument Monitorování Emisí Příspěvek chemického průmyslu Definice [cww/tm/159] Berlin 1999 Příručka čištění odpadních vod ATV 4th edition [cww/tm/160] Německá informace
[cww/tm/161] Kluwer Academic Publishers 1994 Mulder, M. Energetické nároky procesů membránové separace in: Crespo, Böddeker (ed.): Membrane Processes in Separation and Purification
448
Reference
[cww/tm/162] UBA Berlin, 20.10.2000 Klasifikace toxicity, Celkové hodnocení odpadních vod (WEA) a test toxicity [cww/tm/163] INERIS, 2001 Membránový bio reaktor [cww/tm/164] INERIS, 2001 Biofiltr pro čištění průmyslových odpadních vod [cww/tm/165] UBA Berlin, 1999 K. Diehl, U. Hagendorf, J. Hahn Kompilace dat bio testů (Anglický souhrn) [cww/tm/166] Verband der Chemischen Industrie e.V., May 2000 Erklärung des Verbandes der Chemischen Industrie Cíle čištění odpadních vod v chemickém průmyslu [cww/tm/167] CEN as Member of TWO on Monitoring, version July 1999 Seznam norem CEN pro monitorování emisí z průmyslových závodů pod směrnicí IPPC [cww/tm/168] Parftec Limited, Wolverhampton (UK) 1999 KN-Filtr – Celokovový systém filtrace v obtíţných aplikacích omezování plynných emisí
449
