Abfälle

5.5.1 Abfallvermeidung

Abfall ist in der chemischen Industrie ein wichtiges Problem. Aus ökonomischer Sicht und aus Umweltgesichtspunkten gibt es starke Anreize für die Verringerung der Erzeugung von Abfall. Um Informationen über Anfallstellen, Zusammensetzung, Menge und Schwankungsbreite aller Abfälle zu sammeln, werden Abfallauditierungen durchgeführt. Als Faustregel sollten die Vermeidungstechniken entsprechend der Hierarchie des Abfallmanagements [Environment Agency (E&W), 1999 #6] angewandt werden, nämlich:

• Die Entstehung von Abfall an der Anfallstelle vermeiden: Abfälle, die durch unvollständige Umwandlung, durch Abbau oder Zerstörung von Rohstoffen (z. B. Teere, unerwünschte Nebenprodukte) entstehen, können ein Hinweis auf die Ineffizenz des Prozesses sein. Sie werden durch prozessintegrierte Maßnahmen vermieden, welche Rohstoffe, Betriebsbedingungen oder sogar den Prozessweg optimieren.

• Minimieren von unvermeidbar entstehenden Abfällen: Viele Stoffe des Prozesses (z. B. Säuren, Laugen, Ton, Lösemittel) führen zu Abfall (z. B. verbrauchte Säuren, verbrauchte Laugen, verbrauchter Ton, verbrauchte Lösemittel). Es handelt sich dabei um Abfallströme mit großen Volumina und geringem Wert, die häufig mit Prozesschemikalien verunreinigt sind und nur schwierig in einer kosteneffektiven Weise behandelt werden können. Falls der Einsatz solcher Prozesschemikalien notwendig ist, ist es Ziel, deren Verbrauch zu minimieren (z. B. durch Erhöhung der Katalysatorstandzeit) und einen brauchbaren Ausgang für den entstandenen Abfall zu finden.

• Recycling von Abfall - entweder intern oder extern. Verbrauchte Katalysatoren werden im allgemeinen regeneriert, insbesondere wenn sie wertvolle oder toxische Metalle enthalten. Dies sollte aber erst erfolgen, nachdem ihr Einsatz im Prozess hinterfragt wurde und die Deaktivierung der Katalysatoren durch Optimierung der Prozessbedingungen minimiert wurde. Die Rückgewinnung von Metallen aus Katalysatoren wird im BREF über ‘Nichteisenmetalle’ beschrieben.

5.5.2 Abfallverminderung

Die Wahl einer Behandlungstechnik ist spezifisch für den Prozess und die Art der Anfallstellen des Abfalls. Die Entstehung von Abfall ist so spezifisch für die Prozesse, dass es nicht möglich ist, allgemein erreichbare Emissionswerte zu bestimmen. Außerdem behandeln viele Betriebe ihre eigenen Abfälle nicht selbst, sondern beauftragen spezialisierte Firmen.

Wo auch immer die Verminderungstechniken betrieben werden, sind Managementsysteme für die Lagerung, den Umgang, den Transport und die Entsorgung/Vernichtung des Abfalls notwendig. Abfall wird für gewöhnlich entsprechend seiner Menge oder der Konzentration ‘gefährlicher’ Verbindungen (z. B.

Schwermetalle, persistente organische Chemikalien) und seinen physikalischen/chemischen Eigenschaften (z. B.

pyrophor, eluierend) eingestuft.

Als allgemeine Faustregel werden zur Behandlung der in Abschnitt 4.3 ausgewiesenen Abfallarten die folgenden Techniken eingesetzt.

Kapitel 5

Herstellung organischer Grundchemikalien 123

• Katalysatoren. Katalysatoren haben aufgrund chemischer Deaktivierung, physikalischer Zersetzung oder Verschmutzung eine endliche Standzeit. Katalysatoren basieren häufig auf teuren, exotischen Metallen.

Dies stellt einen ökonomischen Anreiz für die Regeneration des Katalysators (entweder am oder außerhalb des Standorts) dar. Wenn sie physikalisch betrachtet nicht mehr brauchbar sind, werden inerte Katalysatorträgermaterialien deponiert.

• Verbrauchte Reinigungsmedien. Medien wie Aktivkohle, Molekularsiebe, Filterhilfsmittel, Trocknungsmittel und Ionentauscherharze werden eingesetzt, um das Produkt von Verunreinigungen zu reinigen. Wo möglich, werden die Medien regeneriert. Sie können aber auch (unter angemessenen Bedingungen) deponiert oder verbrannt werden.

• Organische Prozessrückstände. Schwerflüchtige Rückstände aus Destillationskolonnen, Behälterschlämme usw. können als Rohstoff in einem anderen Prozess oder, um den Heizwert zu nutzen, als Brennstoff eingesetzt werden. Wenn dies nicht möglich ist, werden sie (unter angemessenen Bedingungen) verbrannt.

• Verbrauchte Reagenzien. Wenn verbrauchte Reagenzien (z. B. organische Lösemittel) nicht zurückgewonnen oder als Brennstoff eingesetzt werden können, werden sie für gewöhnlich (unter angemessenen Bedingungen) verbrannt.

5.6 Wärme

Obwohl dies weniger offensichtlich als bei Emissionen in Luft und Wasser ist, wird ‘Wärme’ in Artikel 2 der IVU-Richtlinie als eine Emission definiert. Die Existenz von Wärmefreisetzungen kann ein Hinweis auf einen Prozess mit geringer Energieeffizienz sein. Der ökonomische Nutzen einer verbesserten Energieeffizienz besteht in verringerten Energiekosten. Der Nutzen für die Umwelt besteht in geringeren Wärmefreisetzungen und Kohlendioxid-Emissionen.

Die Techniken zur Minimierung von Wärmefreisetzungen aus der LVOC-Industrie sind stark von den örtlichen Umständen eines Prozesses abhängig. Im allgemeinen bieten neue Anlagen bessere Möglichkeiten für Energieeinsparungen als bestehende Anlagen.

‘Harte’ Techniken können den Einbau neuer Technik, Anpassungen des Prozesses, Wärmetausch und geringfügige Verbesserungen der Anlagenausrüstung umfassen. Wärmeisolierung wird bei Behältern und Rohrleitungen nachgerüstet, bei denen damit der Energieverbrauch, die Materialabnutzung und Fluktuationen der Prozesstemperatur minimiert werden können.

Konventionelle autonome Kraftwerke haben einen gesamten energetischen Wirkungsgrad von nur 35 - 40 %.

Bei integrierten chemischen Betrieben kann dagegen mit Kraft-Wärme-Kopplung in größerem Umfang ein energetischer Wirkungsgrad von insgesamt 70 - 90 % [CEFIC, 1999 #17] erreicht werden. LVOC-Prozesse können auch Möglichkeiten für bessere Wirkungsgrade bieten, indem ein Energieverbund außerhalb der Grenze des Standortes erwogen wird (z. B. Wärmeübertragung zu anderen Standorten – sogenannte ‘industrielle Ökologie’, Fernwärme, CO2-Export) [InfoMil, 2000 #83].

Auch auf Umweltmanagementsystemen basierende ‘weiche’ Techniken spielen eine bedeutende Rolle. Dies kann die volle Zuordnung der Energiekosten zu jedem Prozess umfassen, die interne Berichterstattung über Energieverbrauch/ Wirkungsgrad, externes Benchmarking und Energieaudits unter Einsatz der Pinch-Analyse™. Mit der Pinch-Analyse™ werden zunächst alle Wärmequellen und -senken eines Prozesses erfasst und dann die Wärmetransfers mit dem Ziel der Optimierung des gesamten energetischen Wirkungsgrades in Übereinstimmung gebracht. Zum Beispiel kann die bei einer exothermen Reaktion erzeugte Energie auf eine Anlage (entweder direkt oder indirekt) übertragen werden, die einen Wärmebedarf hat. Solche Energiebe-triebsüberprüfungen sollten untrennbarer Bestandteil der Genehmigung aller wesentlichen Änderungen des Prozesses sein.

Es kann sein, dass aus technischen oder ökonomischen Gründen das niedrigste aus einem Prozess resultierende Energieniveau nicht genutzt werden kann. Diese Energie kann durch Kühlung mit Luft und/oder durch Kühlwassersysteme an die Umgebung abgegeben werden. Kühlsysteme sollten aber als letzte Möglichkeit zur Behandlung der anfallenden Wärme angesehen werden.

Kapitel 5

124 Herstellung organischer Grundchemikalien

5.7 Erschütterungen

Auch Erschütterungen sind in Artikel 2 der EU-Richtlinie 96/61/EC als Emission definiert. Um Erschütterungen zu verringern, kann eine Kombination primärer und sekundärer Maßnahmen eingesetzt werden. Diese können umfassen:

• Auswahl einer erschütterungsarmen Ausrüstung (z. B. gleichmäßig laufende Maschinen anstelle von pulsierenden Maschinen, Schraubenkompressoren anstelle von Kolbenkompressoren)

• Erschütterungsfreie Montagen (z. B. auf Unterbauten aus Gummi montierte Pumpen)

• Quellen der Erschütterungen von der Umgebung trennen (z. B. getrennte Fundamente für Kolbenkompressor und für die jeweiligen Verbindungsrohre)

• Die Nähe potentieller Empfänger (z. B. Wohnbezirke) im Planungsstadium mit berücksichtigen.

5.8 Lärm

Auch Lärm ist Artikel 2 der EU-Richtlinie 96/61/EC als Emission definiert. Lärm ist bei den meisten LVOC-Anlagen ein Dauerthema. Apparaturen wie Kompressoren, Pumpen, Fackeln und Dampfauslässe können jedoch besondere Probleme aufwerfen.

Zur Lärmminderung kann eine Kombination primärer und sekundärer Maßnahmen eingesetzt werden, zum Beispiel:

• Vermeidung von Lärm durch geeignete Konstruktion (z. B. Vermeidung von Resonanzschwingungen)

• Schallabsorber (z. B. für Sicherheitsventile, Verbrennungsmaschinen)

• Lärmmindernde Kabinen/ Einkapselung von Lärmquellen (z. B. Verdichtungsgeräte, Zentrifugen)

• Lärmmindernde Planung der Gebäude

• Die Nähe potentieller Empfänger (z. B. Wohnbezirke) im Planungsstadium mit berücksichtigen.

Tabelle 5.17 zeigt die Zielwerte der Schwedischen Environment Protection Agency [SEPA, 2001 #146] für externe Lärmexposition aus neuen und bestehenden Anlagen.

Lärmpegeläquivalente in dB(A) Maximaler Lärmpegel; ‘FAST’

(22 – 07) Augenblicklicher Lärm bei Nacht

in der Nähe von Gebäuden;

Ausbildungsstätten und im Freien, bei denen das Naturerlebnis bedeutsam ist ⁽²⁾

Neu 40

Bestehend 45 Neu 35

Bestehend 40 Neu 35

Bestehend 40 Neu & Bestehend 50

1. Die Anforderungen für die Nacht sind bei Ausbildungsstätten nicht anzuwenden 2. Nur wenn der Bebauungsplan diese in der Planung als bedeutsam ausweist

Tabelle 5.17: Zielwerte für externen industriellen Lärm aus neuen und bestehenden Anlagen [SEPA, 2001 #146]

Bei der Anwendung der Schwedischen Lärm-Richtlinien [SEPA, 2001 #146] gibt es folgende Besonderheiten:

Kapitel 5

Herstellung organischer Grundchemikalien 125

• Die Zielwerte sind im Zusammenhang mit den örtlichen Umständen der jeweiligen Anlagen zu betrachten.

Die tatsächlichen Anforderungen der Genehmigung können dann höher oder niedriger sein.

• Die Werte für ‘neue Anlagen’ sind gleichzeitig langfristige Zielwerte für bestehende Anlagen. Sie werden bei bestehenden Anlagen angewandt, wo dies technisch und ökonomisch machbar ist.

• Die Zielwerte gelten für über einen gesamten Zeitraum (i.e. Tag, Abend oder Nacht) durchgeführte Tätigkeiten. Wenn es sich um Tätigkeiten für Teilzeiträume handelt, werden Lärmpegeläquivalente berechnet.

• Wenn der Schall wiederholende Impulse (z. B. von Nietmaschinen, Förderanlagen, Entladen von Eisenschrott, etc.) und/ oder laute Tonbestandteile enthält, ist der Zielwert des Schallpegeläquivalentwertes um 5 dB(A) niedriger als in der obigen Tabelle aufgeführt.

• Die Erweiterung einer bestimmten Anlage darf nicht zu einem erhöhten Schallpegel für die Gesamtanlage führen.

• Wird einer der Zielwerte um mehr als 5 dB(A) überschritten, werden für bestehende Anlagen unverzüglich lärmmindernde Maßnahmen gefordert.

Die Messung von Lärmpegeln nach den Schwedischen Richtlinien umfasst die folgenden Anforderungen [SEPA, 2001 #146]:

• Ausrüstung. Die Messung der Lärmpegeläquivalente sollte mit einem Dosimeter erfolgen. In Fällen, in denen ein Lärmpegelgerät eingesetzt wird, sollte dieses den Anforderungen der IEC 179 genügen (Präzisionslärmpegelmessgerät) oder IEC-651 (Typ 1). Wenn ein Lärmpegelmessgerät eingesetzt wird, sollte ein A-Filter aktiv sein und die Betriebsart der Messung auf ‘FAST’ geschaltet sein. Das Mikrofon sollte einen Windschutz haben.

• Bedingungen. Die Messung sollte vom Wind abgewandt erfolgen, bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von weniger als 5 m/s (bestimmt in einer Höhe von 10 m). Bei Windgeschwindigkeiten unter 2 m/s sollte die Messung bei klarem Wetter oder in der Nacht durchgeführt werden. Bei kontinuierlich arbeitenden Unternehmen wird bevorzugt in der Nacht gemessen. Der Hintergrundlärmpegel sollte mindestens 10 dB(A) niedriger sein als der Pegel aus dem Betrieb. Wenn möglich, sollte der Hintergrundpegel zur gleichen Zeit aufgezeichnet werden. In einigen Fällen kann eine Berechnung des Hintergrundpegels geeignet sein, zum Beispiel für Straßenverkehrslärm.

• Messpunkte. Der Lärmpegel sollte an repräsentativen Punkten der die Industrie umgebenden Gebiete gemessen werden. Sie sollten stets benachbarte Gebäude umfassen, auch wenn diese nicht an den betrachteten Standort angrenzen. Als Minimum sollten vier Messpunkte benutzt werden, wobei jeder den Anforderungen für Messungen im Freien genügt. Die Messung sollte 1.5 m über den Boden erfolgen. Eine Messung im Freien wird nicht durch Reflektionen beeinflusst. Lagen, bei denen der Abstand zu einer reflektierenden Oberfläche im Vergleich zum direkten Schall einen ausreichenden Dämpfungseffekt ausübt, können auch wie Messungen im Freien betrachtet werden. Unter bestimmten Bedingungen können genau so gut reflektierenden Messungen benutzt werden. Die Überwachung einer einzelnen Lärmminderungsmaßnahme sollte erfolgen, indem die Änderung der Schallemission und nicht die Änderung der Lärmexposition gemessen wird.

Im Dokument Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU) Referenzdokument über die besten verfügbaren Techniken für die Herstellung organischer Grundchemikalien Februar 2002 mit ausgewählten Kapiteln in deutscher Übersetzung (Seite 174-177)