Konkluzje BAT dla przemysłu metali nieżelaznych

W dniu 30 czerwca 2016 r. w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej (L174/32) opublikowana została decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2016/1032 z dnia 13 czerwca 2016 r. ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik BAT w odniesieniu do przemysłu metali nieżelaznych zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE.

Według art. 215 ust. 1 ustawy Poś organ właściwy do wydania pozwolenia zintegrowanego dokonuje analizy jego warunków do 29 grudnia 2016 r. Zgodnie z art. 215. 4. pkt 2 w przypadku gdy analiza dokonana na podstawie ust. 1 wykaże konieczność zmiany pozwolenia zintegrowanego, organ właściwy do wydania pozwolenia niezwłocznie wzywa prowadzącego instalację do wystąpienia z wnioskiem o zmianę pozwolenia w terminie roku od dnia doręczenia wezwania, określając zakres tego wniosku mający związek ze zmianami wynikającymi z dokonanej analizy. Prowadzący instalacje mają czas na ich dostosowanie do konkluzji BAT do dnia 29 czerwca 2020 r.

Zawarte w decyzji wymagania dotyczą rodzajów działalności określonych w sekcji 2.1; 2.5 i 6.8 załącznika I do dyrektywy 2010/75/UE, to jest:

- prażenia lub spiekania rudy metalu, łącznie z rudą siarczkową (sekcja 2.1),

- obróbki metali nieżelaznych (sekcja 2.5) obejmującą:

a) produkcję metali nieżelaznych z rud metali, koncentratów lub surowców wtórnych w wyniku procesów metalurgicznych, chemicznych lub elektrolitycznych,

b) topienie, łącznie ze stapianiem, metali nieżelaznych, łącznie z produktami z odzysku i eksploatacja odlewni metali nieżelaznych, o wydajności topienia przekraczającej 4 tony dziennie dla ołowiu i kadmu lub 20 ton dziennie dla wszystkich innych metali,

- produkcji węgla twardego palonego lub elektrografitu, w drodze spalania lub grafityzacji (sekcja 6.8).

W zakresie emisji substancji do powietrza konkluzje BAT określają następujące obowiązki dla operatorów instalacji:

- wdrożenie systemu zarządzania środowiskowego,

- rozpoznanie źródeł emisji niezorganizowanej pyłu, określenie działań ograniczających emisję niezorganizowaną i ich wdrożenie,

- zarządzanie gazami odpadowymi (odgazami) poprzez:

• określenie BAT-AEL,

• ustalenie obowiązku przechwytywania (zbierania) odgazów,

• określenie sposobów oczyszczania odgazów i urządzeń ochronnych,

• doprecyzowanie wymagań wobec nadzoru nad urządzeniami poprzez:

- obowiązkowe stosowanie systemu obsługi technicznej (BAT 4),

- obowiązkowe stosowanie systemu kontroli procesów (BAT 3), w tym:

• materiałów wsadowych zgodnie z procesem i stosowanymi technikami redukcji emisji,

• monitorowanie kluczowych parametrów urządzeń do redukcji emisji do powietrza,

- monitorowanie emisji.

Prowadzący instalację może stosować inne techniki, niż wymienione w konkluzjach BAT, o ile zapewnią one co najmniej równoważny poziom ochrony środowiska.

System zarządzania środowiskowego

Analogicznie, jak we wszystkich opublikowanych wcześniej konkluzjach, w decyzji KE 2016/1032 określono obowiązek wdrożenia systemu zarządzania środowiskowego oraz sprawowanie nadzoru nad emisjami poprzez rozwiązania systemowe. Wymagania określono w zakresie ogólnych cech systemu oraz poprzez uszczegółowienie właściwe dla produkcji metali nieżelaznych. W poniższej tabeli przedstawiamy zestawienie wymagań wobec systemu zarzadzania środowiskowego dla przemysłu metali nieżelaznych na tle konkluzji dla pozostałych sektorów.

Wymagania systemowe	Konkluzje BAT (branża / data decyzji KE)
	Metale nieżelazne	Wspólne techniki oczysz-czania	Płyty drewno-pochodne	Rafi-nerie	Papier-nie	Chloro-alkalia	Cement i wapno	Gar­barnie	Szkło	Żelazo i stal
	13.06. 2016	30.05. 2016	20.11. 2015	09.10. 2014	26.09. 2014	09.12. 2013	26.03. 2013	11.02. 2013	28.02. 2012	28.02. 2012
Ogólne wymagania systemowe
Zaangażowanie kierownictwa, w tym kadry kierowniczej wyższego szczebla	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Określenie polityki ochrony środowiska i ciągłe doskonalenie instalacji	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Planowanie i ustalenie niezbędnych procedur, celów i zadań w powiązaniu z planami finansowymi i inwestycjami	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Wdrożenie procedur (9 zasad BAT 1d)	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Sprawdzanie efektywności i podejmowanie działań naprawczych (monitorowanie i pomiary, zapobieganie, zapisy, audyty zewnętrzne)	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Przegląd systemu zarządzania środowiskowego przeprowadzony przez kadrę kierowniczą wyższego szczebla pod kątem stałej przydatności systemu, jego prawidłowości i skuteczności;	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Podążanie za rozwojem czystszych technologii	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Uwzględnienie na etapie projektowania nowego zespołu urządzeń i przez cały okres jego eksploatacji wpływu na środowisko wynikającego z ostatecznego wycofania instalacji z eksploatacji	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Regularne stosowanie sektorowej analizy porównawczej	√	√	√	√	√	√	√	√	√	√
Wymagania sektorowe dla systemów zarządzania środowiskowego
Plan działania dotyczący rozproszonych emisji pyłów	BAT 6	–	BAT 23	–	–	–	–	–	–	–
System obsługi technicznej	BAT 4	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Wykaz strumieni gazów odlotowych	–	BAT 2	–	–	–	–	–	–	–	–
Plan zarządzania odorami	–	BAT 20	BAT 9	–	–	–	–	–	–	–
Kontrola jakości surowców	–	–	BAT 2b	–	–	–	–	BAT 2	–	–
Prowadzenie w zakładzie ewidencji miejsc, w których odbywają się poszczególne etapy procesu w celu łatwiejszego wycofania instalacji z eksploatacji	–	–	–	–	–	–	–	√	–	–

Szczególną rolę w systemie zarządzania środowiskowego w decyzji KE 2016/1032 odgrywa:

- plan działania dotyczący rozproszonych emisji pyłów (BAT 6), który powinien obejmować oba środki:

a) identyfikację najbardziej istotnych źródeł rozproszonych emisji pyłów (z wykorzystaniem np. normy EN 15445),

b) określenie i wdrożenie odpowiednich działań i technik w celu zapobiegania emisjom rozproszonym lub ograniczania ich przez określony czas,

- system obsługi technicznej (BAT 4), którego celem jest ograniczanie emisji zorganizowanych zanieczyszczeń poprzez zwiększenie wydajności systemów redukcji emisji.

Oba ww. środki mają kluczowe znaczenie dla ochrony powietrza atmosferycznego w sektorze metali nieżelaznych z uwagi na znaczenie dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego emisji zanieczyszczeń, głównie pyłów i zawartych w nich metali. Konkluzje BAT określają obowiązek skutecznego ograniczania ryzyka oddziaływania zarówno emisji ze źródeł niezorganizowanych, jak i efektywnego zmniejszania ładunków zanieczyszczeń ze źródeł zorganizowanych. Wobec emisji niezorganizowanej cel ten powinien być realizowany przez uzyskanie wiedzy o głównych źródłach emisji, w tym z zastosowaniem przywołanej powyżej normy bazującej na wynikach pomiarów stężeń substancji w powietrzu i modelowaniu rozprzestrzeniania zanieczyszczeń (w niektórych przypadkach norma jest trudna do zastosowania) oraz określenie działań zapobiegawczych i ich wdrożenie. Ogólne wskazówki dla programów ograniczania emisji niezorganizowanej pyłów przedstawiamy w zakładce Program ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu w zakładzie przemysłowym: metody obliczeniowe, kryteria wyboru rozwiązań.

Techniki ograniczania emisji rozproszonych ze składowania surowców określa BAT 7, zawierający między innymi wskazanie do:

- magazynowania materiałów pylących w zamkniętych budynkach, silosach lub kontenerach,

- zraszania wodą lub zamgławiania (z lub bez dodatków, takich jak lateks),

- stosowania układów aspiracji gazów i pyłów z punktów przeładunku i zsypu,

- regularnego czyszczenia obszaru składowania i w razie potrzeby zwilżania wodą,

- ułożenia hałd równolegle do dominującego kierunku wiatru,

- nasadzeń ochronnych, stosowania barier wiatrochronnych lub kopców w celu ograniczenia prędkości wiatru i narażenia hałd materiału łatwo pylącego na erozję wietrzną,

- formowania jednego stosu zamiast kilku, jeśli jest taka możliwość.

Techniki ograniczania emisji rozproszonych z obróbki i transportu surowców określa natomiast BAT 8, rekomendując:

- stosowanie przenośników zamkniętych lub pneumatycznych,

- odprowadzanie pyłu z punktów wyładunku, odpowietrzeń silosów, przenośników pneumatycznych, przesypów pomiędzy transporterami, i kierowanie zapylonego powietrza do systemu filtracji,

- zraszanie materiału podczas obróbki,

- minimalizowanie odległości transportu,

- ograniczanie wysokości zrzutu z taśmociągów, ładowarek lub dźwigów (chwytaków),

- wyregulowanie prędkości otwartych taśmociągów < 3,5 m/s,

- minimalizowanie prędkości staczania lub swobodnego spadania materiałów,

- mycie kół i podwozi pojazdów wykorzystywanych do przewozu lub obsługi materiałów pylących,

- regularne i planowe sprzątanie dróg,

- minimalizowanie przekazywania materiałów pomiędzy procesami.

Techniki ograniczania emisji rozproszonych z procesów produkcji metali określa BAT 9. Zasadą o ogólnym zastosowaniu jest zapewnienie jak najwyższej skuteczności zbierania odgazów i ich oczyszczania. Służyć ma temu między innymi System obsługi technicznej (BAT 4), którego celem jest zapewnienie wysokich osiągów urządzeń oczyszczających odgazy i niezawodności ich działania. Ma to istotne znacznie z uwagi na rygorystyczne poziomy emisji BAT-AEL.

Poziomy emisji BAT-AEL

W poniższej tabeli przedstawiamy poziomy emisji wybranych substancji odpowiadające najlepszym dostępnym technikom dla poszczególnych gałęzi przemysłu metali nieżelaznych.

Sektor przemysłu metali nieżelaznych

Poziom emisji BAT-AEL (mg/Nm3)

Pył

LZO

PCDD  / PCDF

SO2

NOX

B(a)p

HF

Fluorki ogółem

HCl

Cl2

Hg

Pb

Zn

Cd

Ni

Produkcja miedzi

2÷15 (prze-ważnie 2÷5)

3÷30

≤ 0,1 *

50÷500

–

–

–

–

–

–

0,01 ÷ 0,05

–

–

–

–

Produkcja aluminium

2÷25 (prze-ważnie 2÷5)

≤ 10÷30

≤ 0,1 *

≤ 2,5÷15 **

–

0,001 ÷0,01

0,3÷3

≤ 1,5

≤ 5÷10

≤ 1

–

–

–

–

Produkcja ołowiu lub cyny

2÷5

10÷40

≤ 0,1 *

50÷350

–

–

–

–

–

–

≤ 1

–

–

–

Produkcja cynku lub kadmu

2÷5

2÷20

≤ 0,1 *

≤ 500

–

–

≤ 0,3

–

≤ 1,5

–

–

≤ 1

≤ 0,1

–

Produkcja metali szlachetnych

2÷5

–

≤ 0,1 *

50÷480

70÷150

–

–

–

≤ 5÷10

0,5÷2

–

–

–

–

Produkcja żelazostopów

2÷5

–

≤ 0,05 *

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

Produkcja niklu lub kobaltu

2÷5

–

–

–

–

–

–

–

–

≤ 1

–

–

–

≤ 1

Produkcja węgla lub grafitu

2÷10

≤ 10÷40

–

–

–

0,001 ÷0,015

–

–

–

–

–

–

–

–

* ng I-TEQ/Nm³

** kg/t Al

Wymagane konkluzjami BAT poziomy emisji BAT-AEL określono w odniesieniu do jednego z dwóch czasów uśredniania stężeń:

- średniej dziennej, rozumianej jako średnia z okresu 24 godzin obliczona dla ważnych średnich wartości półgodzinnych lub godzinnych uzyskanych w wyniku ciągłych pomiarów,

- średniej z okresu pobierania próbek, oznaczającej średnią wartość z trzech kolejnych pomiarów, z których każdy trwał co najmniej 30 minut. W przypadku procesów wsadowych można zastosować średnią z reprezentatywnej liczby pomiarów dokonanych przez cały okres trwania danego procesu wsadowego lub wynik pomiaru prowadzonego przez cały okres trwania danego procesu wsadowego.

Ogólne techniki ograniczania emisji zorganizowanych

Poniżej przedstawiamy technik ogólne, które są rekomendowane do stosowania w wielu gałęziach przemysłu metali nieżelaznych.

Selekcja i dobór surowców:

- termiczne lub mechaniczne oczyszczanie wstępne surowców wtórnych w celu zminimalizowania organicznego zanieczyszczenia materiału wsadowego do pieca (BAT 9a),

- separacja składników niemetalicznych i metali obcych (BAT 74, BAT 86),

- wybór i dostarczenie surowców zgodnie z rodzajem pieca i stosowanymi technikami redukcji emisji (BAT 26k, BAT 45, BAT 46d, BAT 48, BAT 83a, BAT 84a, BAT 98a, BAT 99a),

- projekt pieca i techniki redukcji emisji zgodne z dostępnymi surowcami (BAT 46),

- stosowanie surowców o niskiej zawartości rtęci, w tym poprzez współpracę z dostawcami w celu usunięcia rtęci z materiałów wtórnych (BAT 11a),

- stosowanie surowców i paliw o niewielkiej zawartości siarki (BAT 60a),

- ługowanie alkaliczne surowców mineralnych, które zawierają siarkę w postaci siarczanów  (BAT 100a).

Opublikowane konkluzje BAT nie zawierają wymagań zawartych w obowiązujących regulacjach prawnych, np. ograniczenia stosowania heksachloroetanu (HCE) w przemyśle przetwórczym aluminium, powodującego emisję sześciochlorobenzenu. Prowadzący instalację są zobowiązani do ich przestrzegania równolegle z wymaganiami najlepszych dostępnych technik. Zgodnie z art. 205 ustawy Prawo ochrony środowiska nieprzekraczanie wielkości emisji wynikającej z zastosowania najlepszych dostępnych technik nie zwalnia również z obowiązku dotrzymania standardów jakości środowiska.

Kontrolowanie i sterowanie parametrami procesu, w szczególności parametrami wytopu takimi jak:

- temperatura: BAT 26g, BAT 92h, BAT 93d, BAT 97a,

- ciśnienie: BAT 26c, BAT 27a, BAT 28a, BAT 30a, BAT 32b, BAT 92c, BAT 127, BAT 135b, BAT 139a, BAT 166,

- przepływ gazów: BAT 9g.

Scentralizowane systemy oczyszczania:

Jedną z podstawowych technik ograniczania emisji pierwotnych i emisji wtórnych jest kolektorowanie odgazów pochodzących ze źródeł głównych i urządzeń pomocniczych, i kierowanie ich do systemu redukcji emisji, co umożliwia zoptymalizowanie wydajność i skuteczności oczyszczania. Przykład tej techniki zawiera BAT 24, BAT 65b i c, BAT 111c, BAT 131a, BAT 138a. Scentralizowany system redukcji umożliwia prowadzenie procesu oczyszczania odgazów z zachowaniem wysokiego poziomu kontroli procesu i sterowania. Zakres monitoringu kluczowych parametrów pracy systemu obejmuje pomiar składników gazowych (zanieczyszczeń i tlenu), temperatury, spadku ciśnienia, wydatku reagentów, przepływu cieczy oraz pH płuczek, parametrów prądu elektrofiltrów. Na podstawie bieżących informacji o procesie oraz o parametrach odgazów możliwe jest regulowanie pracy systemu oczyszczania, np. poprzez:

- modyfikowanie mocy ciągu ze źródeł oparów, których intensywność emisji zmienia się w trakcie cyklów ładowania, topienia i spuszczania,

- regulację mocy palnika, i zapewnienie minimalnego przepływu odgazów w czasie operacji ładowania prowadzonych przy otwartych drzwiach.

Uszczelnianie urządzeń i przechwytywanie emisji:

Uniwersalną metodą ograniczania emisji w przemyśle metali nieżelaznych jest eliminacja nieszczelności urządzeń, np. poprzez stosowanie pokryw i uszczelnień otworów wsadowych, pokryw rynien spustowych i osłon punktów spustu, zamknięć kadzi, obudowy kadzi typu „dog house”, itp. Jeśli jest to możliwe, wraz z uszczelnieniem należy stosować układy wytwarzające podciśnienie w urządzeniu, które w przypadku niewyeliminowanych nieszczelności uniemożliwią wydostawanie się odgazów z urządzenia. Odgazy z układów podciśnieniowych są kierowane do urządzeń oczyszczających.

Emisje, do których dochodzi pomimo uszczelnień i podciśnienia w urządzeniu powinny być przechwytywane możliwie blisko punktu uwolnienia. Do tego celu stosuje się okapy, obudowy, np. obudowy pieców wentylowanymi osłonami oraz wyposażenie osłon uszczelniających w odciągi.

Trzecim stopniem oddzielania źródeł emisji od środowiska, po hermetyzacji i wyposażeniu urządzeń w okapy, jest doszczelnianie hal produkcyjnych (BAT 26i, BAT 92e, BAT 135a). Zastosowanie tej metody jest możliwe przy dostatecznie dużym ograniczeniu unosu zanieczyszczeń do wnętrza hali, skorelowanym z wydajnością układu wentylacji obiektu. Zastosowanie trójstopniowego układu tłumienia emisji umożliwia całkowitą kontrolę nad ładunkiem substancji wprowadzanych do atmosfery.

Powiązanie urządzeń technologicznych z urządzeniami ochronnymi:

Przykładem tego rodzaju rozwiązań może być wymóg określony dla urządzeń piecowych w sektorze produkcji metali szlachetnych (BAT 135d). Zintegrowanie elektrycznych układów sterowania pieca oraz wyciągu odgazów i filtra zabezpiecza przed eksploatacją źródła emisji, jeśli układ aspiracji odgazów i ich oczyszczania nie został uprzednio włączony. Zwiększenie dyspozycyjności urządzeń ochronnych uzyskuje się również między innymi poprzez dodatkowy układ zasilania w energię elektryczną na wypadek awarii układu podstawowego lub zasilanie urządzeń ochronnych wprost z głównego obwodu elektrycznego, który w przypadku awarii zasilania jest obsługiwany przez agregat rezerwowy (BAT138b).

Granulowanie surowców pylących:

Ograniczenie emisji z operacji przeładunku, mieszania i załadunku surowców łatwo pylących uzyskuje się między innymi poprzez zmianę ich postaci z pylistej na granulat. Zastosowanie tej techniki przewiduje BAT 26a, BAT 90e,  BAT 92j.

Rodzaje urządzeń i metody oczyszczania odgazów

Podstawowymi urządzeniami do odpylania odgazów są: filtry workowe, elektrofiltry oraz odpylacze mokre.

Redukcję emisji NOx uzyskuje się stosując palniki niskoemisyjne, palniki paliwowo-tlenowe oraz recyrkulację spalin.

Emisję SO₂ oraz HCl ogranicza się stosując adsorpcję i absorpcję z reakcją chemiczną (reagenty alkaliczne). Zmniejszenie emisji dwutlenku siarki można uzyskać również poprzez zastosowanie paliw o niskiej zawartości siarki lub absorpcję w polieterach.

Do usuwania z odgazów rtęci rekomenduje się adsorpcję na węglu aktywnym w połączeniu z usuwaniem adsorbentu z odgazów poprzez filtrację lub metodę selenową (HgSe). Oprócz metod „końca rury” BAT uwzględnia również stosowanie surowców o niskiej zawartości rtęci (BAT 11a).

Emisje związków organicznych (LZO, WWA, dioksyn i furanów) ogranicza się poprzez:

- dopalanie termiczne lub katalityczne,

- rozkład biologiczny (filtr biologiczny, płuczka biologiczna),

- optymalizację warunków spalania,

- eliminację spadków temperatury przy załadunku pieca poprzez dozowanie surowców małymi porcjami (system ładowania pieca częściowo zamkniętego), dzięki czemu ogranicza się skalę rekombinacji dioksyn i furanów,

- unikanie wysokiej emisji pyłów przy temperaturze odgazów > 250 °C (ograniczenie emisji PCDD/F),

- adsorpcję dioksyn i furanów wraz z odpylaniem odgazów,

- szybkie chłodzenie odgazów z poziomu temperatury 400 °C do 200 °C (ograniczenie emisji PCDD/F),

- zastosowanie zastrzyku tlenu w górnej strefie pieca (ograniczenie emisji PCDD/F).

Monitoring emisji

Opublikowane konkluzje BAT określają zakres i częstotliwość obowiązkowego monitoringu emisji w zależności od rodzaju produkcji i procesu. Pomiar ciągły może być wymagany wobec następujących zanieczyszczeń:

- pył,

- rtęć i jej związki,

- dwutlenek siarki,

- tlenki azotu wyrażone jako NO₂,

- suma lotnych związków organicznych,

- fluorki gazowe wyrażone jako HF,

- chlorki gazowe wyrażone jako HCl,

Zakres pomiarów okresowych może obejmować następujące substancje:

- antymon i jego związki,

- arsen i jego związki,

- kadm i jego związki,

- chrom (VI) i jego związki,

- miedź i jej związki,

- nikiel i jego związki,

- ołów i jego związki,

- tal i jego związki,

- cynk i jego związki,

- niektóre inne metale,

- rtęć i jej związki,

- dwutlenek siarki,

- tlenki azotu wyrażone jako NO₂,

- suma lotnych związków organicznych,

- formaldehyd,

- fenol,

- dioksyny i furany,

- kwas siarkowy,

- amoniak,

- benzo(a)piren,

- fluorki gazowe wyrażone jako HF,

- fluorki ogółem,

- chlorki gazowe wyrażone jako HCl,

- chlor,

- siarkowodór,

- fosforowodór,

- suma arsenowodoru i antymonowodoru.

Tekst konkluzji BAT dostępny jest na stronie Dziennika Urzędowego Unii Europejskiej: decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2016/1032 z dnia 13 czerwca 2016 r. ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) w odniesieniu do przemysłu metali nieżelaznych zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE.

Projekt dokumentu referencyjnego BAT dla przemysłu metali nieżelaznych dostępny jest na stronie Biura IPPC: Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries, Final Draft (October 2014).

W materiale wykorzystano zdjęcia na licencji 123rf.com