zum Übereinkommen von 1979 über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung betreffend Schwermetalle
Abgeschlossen in Aarhus, Dänemark, am 24. Juni 1998
Zustimmung des Landtags: 18. September 2003
Inkrafttreten für das Fürstentum Liechtenstein: 22. März 2004
Die Vertragsparteien,
entschlossen, das Übereinkommen über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung durchzuführen;
besorgt darüber, dass Emissionen bestimmter Schwermetalle nationale Grenzen überschreiten und Schäden an Ökosystemen mit Bedeutung für Umwelt und Wirtschaft verursachen und sich schädlich auf die menschliche Gesundheit auswirken können;
in Anbetracht dessen, dass Verbrennungs- und Industrieprozesse die vorrangigen anthropogenen Quellen von Emissionen von Schwermetallen in die Atmosphäre sind;
im Bewusstsein, dass Schwermetalle natürliche Bestandteile der Erdrinde sind und dass viele Schwermetalle in bestimmten Formen und angemessenen Konzentrationen lebensnotwendig sind;
unter Berücksichtigung vorhandener wissenschaftlicher und technischer Daten über die Emissionen, geochemischen Prozesse, den atmosphärischen Transport und die Auswirkungen von Schwermetallen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt sowie über Minderungsverfahren und -kosten;
im Bewusstsein, dass es Techniken und Verfahren zur Reduzierung der durch die Schwermetallemissionen verursachten Luftverunreinigung gibt;
im Bewusstsein, dass die wirtschaftlichen Bedingungen von Ländern im Zuständigkeitsbereich der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN-ECE) unterschiedlich sind und sich die Wirtschaft in bestimmten Ländern im Übergang zur Marktwirtschaft befindet;
entschlossen, Massnahmen zur Vorbeugung, Verhinderung oder Minimierung der Emissionen bestimmter Schwermetalle und ihrer entsprechenden Verbindungen unter Berücksichtigung des Vorsorgegrundsatzes gemäss Grundsatz 15 der Erklärung von Rio zu Umwelt und Entwicklung zu treffen;
in Bekräftigung dessen, dass die Staaten nach der Charta der Vereinten Nationen und den Grundsätzen des Völkerrechts das souveräne Recht haben, ihre eigenen Naturschätze gemäss ihrer eigenen Umwelt- und Entwicklungspolitik zu nutzen, sowie die Pflicht, dafür zu sorgen, dass durch Tätigkeiten, die unter ihrer Hoheitsgewalt oder Aufsicht ausgeübt werden, der Umwelt in anderen Staaten oder Gebieten ausserhalb der Grenzen der staatlichen Hoheitsgewalt kein Schaden zugefügt wird;
im Bewusstsein, dass Massnahmen zur Begrenzung der Emissionen von Schwermetallen auch zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit in Gebieten ausserhalb des Zuständigkeitsbereichs der UN-ECE einschliesslich der Arktis und internationaler Gewässer beitragen würden;
in der Erkenntnis, dass die Minderung der Emissionen bestimmter Schwermetalle zusätzlichen Nutzen für die Minderung der Emissionen anderer Schadstoffe mit sich bringen kann;
im Bewusstsein, dass weitere und effektivere Massnahmen zur Begrenzung und Verringerung der Emissionen bestimmter Schwermetalle erforderlich sein können und dass beispielsweise von den Auswirkungen ausgehende Studien eine Grundlage für weitere Massnahmen darstellen können;
in Anbetracht des wichtigen Beitrags des privaten Sektors und der Nichtregierungsorganisationen zu den Kenntnissen über die mit Schwermetallen in Verbindung gebrachten Auswirkungen, vorhandene Alternativen und Minderungsverfahren und ihre Rolle bei der Reduzierung der Emissionen von Schwermetallen;
im Bewusstsein der Massnahmen zur Begrenzung von Schwermetallen auf nationaler Ebene und in internationalen Foren;
sind wie folgt übereingekommen:
Anhang III
Beste verfügbare Techniken zur Begrenzung der Emissionen von Schwermetallen und ihren
Verbindungen aus den in Anhang II aufgeführten Kategorien von Quellen
I. Einleitung
1. Mit diesem Anhang sollen den Vertragsparteien Leitlinien zur Ermittlung bester verfügbarer Techniken für ortsfeste Quellen gegeben werden, die es ihnen ermöglichen, die Verpflichtungen des Protokolls zu erfüllen.
2. Der Begriff "Beste verfügbare Techniken" (Best available techniques - BAT) steht für die effektivste und am weitesten fortgeschrittene Stufe der Entwicklung von Tätigkeiten und entsprechenden Verfahren und verweist darauf, dass bestimmte Techniken praktisch dazu geeignet sind, die Grundlage für Emissionsgrenzwerte zu liefern, die so beschaffen sind, dass Emissionen und ihre Auswirkungen auf die Umwelt als Ganzes verhindert und, wo dies nicht praktikabel ist, generell reduziert werden:
- Der Begriff "Techniken" betrifft sowohl die eingesetzte Technologie als auch die Art und Weise, in der die Anlage geplant, gebaut, in Stand gehalten, betrieben und ausser Betrieb gesetzt wird;
- "verfügbare" Techniken bedeutet, dass sie in einem Massstab entwickelt wurden, der ihre Realisierung in dem relevanten Sektor der Industrie unter wirtschaftlich und technisch tragfähigen Bedingungen bei Berücksichtigung der Kosten und Vorteile erlaubt, unabhängig davon, ob die Techniken innerhalb des Territoriums der fraglichen Vertragspartei angewendet werden oder von dort stammen, solange sie für den Betreiber auf vernünftigem Wege zugänglich sind;
- "beste" heisst am effektivsten im Hinblick auf die Erreichung eines hohen allgemeinen Schutzniveaus der Umwelt als Ganzes.
Bei der Ermittlung der besten verfügbaren Techniken sollte generell bzw. in spezifischen Fällen den nachstehenden Faktoren besondere Beachtung geschenkt werden unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Kosten und des Nutzens einer Massnahme sowie das Vorsorge- und Vermeidungsprinzip:
- Einsatz abfallarmer Technologien;
- Verwendung mindergefährlicher Stoffe;
- Förderung der Rückgewinnung und Verwertung von Stoffen, die im Prozess gebildet und verwendet worden sind, sowie von Abfällen;
- Vergleichbare Betriebsprozesse, -einrichtungen oder -methoden, die im industriellen Massstab erfolgreich erprobt worden sind;
- Technologische Fortschritte und Veränderungen bei den wissenschaftlichen Kenntnissen und Erkenntnissen;
- Art, Auswirkungen und Umfang der betreffenden Emissionen;
- Inbetriebnahmetermine für neue oder bestehende Anlagen;
- Zur Einführung der besten verfügbaren Technik benötigte Zeit;
- Verbrauch und Beschaffenheit der in dem Prozess verwendeten Rohstoffe (einschliesslich Wasser) und ihre Energieeffizienz;
- Notwendigkeit der Verhinderung bzw. Minimierung der Gesamtauswirkungen der Emissionen auf die Umwelt und der Risiken für sie;
- Notwendigkeit der Verhütung von Unfällen und der Minimierung ihrer Folgen für die Umwelt.
Das Konzept der besten verfügbaren Techniken zielt nicht darauf ab, eine bestimmte Technik oder Technologie vorzuschreiben; es müssen auch die technischen Merkmale der betreffenden Anlage, ihr geografischer Standort und die örtlichen Umweltbedingungen berücksichtigt werden.
3. Die Informationen zur Leistungsfähigkeit und zu den Kosten der Emissionsbegrenzung stützen sich auf amtliche Unterlagen des Exekutivorgans und seiner Nebenorgane, insbesondere auf Dokumente, die bei der Task Force für Schwermetallemissionen und der für Schwermetalle zuständigen Ad-hoc-Arbeitsgruppe eingingen und von ihnen geprüft wurden. Darüber hinaus wurden andere internationale Informationen über beste verfügbare Techniken zur Emissionsbegrenzung berücksichtigt (z.B. die technischen Hinweise der Europäischen Gemeinschaft zu BAT, die PARCOM-Empfehlungen zu BAT und die direkt von Experten zur Verfügung gestellten Informationen).
4. Die Erfahrungen mit neuen Produkten und neuen Anlagen, die mit emissionsarmen Techniken arbeiten, sowie aus der Nachrüstung vorhandener Anlagen wachsen ständig. Dies kann eine Änderung und Aktualisierung dieses Anhangs erforderlich machen.
5. In diesem Anhang ist eine Reihe von Massnahmen mit verschiedenen Kosten- und Effizienzmerkmalen aufgeführt. Welche Massnahmen für einen bestimmten Fall ausgewählt werden, ist von einer Reihe von Faktoren abhängig und kann von diesen Faktoren eingeschränkt werden, zu denen wirtschaftliche Gegebenheiten, die technologische Infrastruktur, vorhandene Einrichtungen zur Emissionsbegrenzung, die Sicherheit, der Energieverbrauch und die Frage zählen, ob es sich um eine neue oder bestehende Quelle handelt.
6. In diesem Anhang werden die Emissionen von Cadmium, Blei und Quecksilber sowie ihrer Verbindungen in fester (partikelgebundener) und/oder gasförmiger Gestalt berücksichtigt. Auf die Speziation dieser Verbindungen wird hier im Allgemeinen nicht eingegangen. Dennoch wurde die Effizienz von Einrichtungen zur Emissionsbegrenzung im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften des Schwermetalls insbesondere im Falle von Quecksilber berücksichtigt.
7. Die in mg/m
3ausgedrückten Emissionswerte beziehen sich auf Standardbedingungen (Volumen bei 273,15 K, 101,3 kPa, Trockengas) ohne Korrektur für den Sauerstoffgehalt - sofern nicht anders angegeben - und werden gemäss Entwurf des Europäischen Komitees für Normung (Comité européen de normalisation, CEN) und in einigen Fällen nach einzelstaatlichen Probenahme- und Überwachungsverfahren berechnet.
II. Allgemeine Möglichkeiten für die Verringerung der Emissionen von Schwermetallen und ihrer Verbindungen
8. Es gibt verschiedene Möglichkeiten für die Begrenzung oder Vermeidung von Schwermetallemissionen. Die Massnahmen zur Verringerung von Emissionen konzentrieren sich auf nachgeschaltete Technologien und Prozessmodifikationen (einschliesslich Wartung und Betriebskontrolle). Folgende Massnahmen, die je nach den technischen und/oder wirtschaftlichen Bedingungen durchgeführt werden können, stehen zur Verfügung:
a) Anwendung emissionsarmer Prozesstechnologien, insbesondere in Neuanlagen;
b) Abgasreinigung (sekundäre Minderungsmassnahmen) mit Filtern, Wäschern, Absorbern usw.;
c) Wechsel oder Aufbereitung von Rohstoffen, Brennstoffen und/
oder anderen Einsatzmaterialien (z.B. Verwendung von Rohstoffen mit niedrigem Schwermetallgehalt);
d) beste Betriebsführungspraktiken wie gute Haushaltsführung, Programme zur vorbeugenden Instandhaltung oder Primärmassnahmen wie die Kapselung von stauberzeugenden Anlagen;
e) geeignete Umweltmanagementtechniken zur Verwendung und Entsorgung bestimmter Produkte, die Cd, Pb und/oder Hg enthalten.
9. Es ist notwendig, Minderungsverfahren zu überwachen, damit geeignete Begrenzungsmassnahmen und -praktiken ordnungsgemäss durchgeführt werden und eine wirksame Emissionsminderung erreicht wird. Die Überwachung der Minderungsverfahren umfasst:
a) die Erarbeitung eines Verzeichnisses der oben genannten Minderungsmassnahmen, die bereits verwirklicht wurden;
b) den Vergleich der tatsächlichen Verringerung der Cd-, Pb- und Hg-Emissionen mit den Zielen des Protokolls;
c) die Bestimmung der Cd-, Pb- und Hg-Emissionsmengen aus relevanten Quellen mit geeigneten Techniken;
d) die regelmässige Überprüfung durch Aufsichtsbehörden, um einen weiterhin effizienten Betrieb zu gewährleisten.
10. Massnahmen zur Emissionsminderung sollten kosteneffizient sein, wobei bei den Überlegungen zur Kostenwirksamkeit von den jährlichen Gesamtkosten pro eingesparter Schadstoffeinheit (einschliesslich Kapital- und Betriebskosten) ausgegangen werden sollte. Die Kosten für die Emissionsminderung sollten auch im Verhältnis zum Gesamtprozess gesehen werden.
III. Techniken zur Emissionsbegrenzung
11. Die wichtigsten Kategorien verfügbarer Techniken für die Minderung von Cd-, Pb- und Hg-Emissionen sind Primärmassnahmen wie die Roh- und/oder Brennstoffsubstitution und emissionsarme Prozesstechnologien sowie Sekundärmassnahmen wie die Begrenzung diffuser Emissionen und die Abgasreinigung. Sektorspezifische Techniken sind in Kapitel IV aufgeführt.
12. Die Angaben zur Effizienz gründen sich auf Betriebserfahrungen und gelten als aussagekräftig hinsichtlich der Leistungsfähigkeit bestehender Anlagen. Die Gesamteffizienz zur Minderung der Emissionen aus Punktquellen und diffusen Quellen ist in starkem Masse von der Effizienz der Gasreinigungs- und Staubabscheidungssysteme (z.B. Absaughauben) abhängig. Es sind Auffang /Abscheidegrade von über 99 % nachgewiesen worden. In bestimmten Fällen hat es sich gezeigt, dass die Gesamtemissionen durch Massnahmen zur Emissionsbegrenzung um 90 % und mehr verringert werden können.
13. Bei partikelgebundenen Emissionen von Cd, Pb und Hg können die Metalle mittels Entstaubungsanlagen aufgefangen werden. Typische Staubkonzentrationen nach der Abgasreinigung mit ausgewählten Verfahren sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die meisten dieser Massnahmen werden im Allgemeinen sektorübergreifend angewendet. In Tabelle 2 ist die voraussichtliche Mindestleistung ausgewählter Verfahren zur Abscheidung von gasförmigem Quecksilber angegeben. Die Anwendung dieser Massnahmen ist an bestimmte Prozesse gebunden und besonders dann von Bedeutung, wenn die Quecksilberkonzentrationen im Abgas hoch sind.
Leistung von Entstaubungsanlagen, ausgedrückt als Stundenmittel der Staubkonzentration im Reingas
Tabelle 1
| |
Staubkonzentrationen nach der Reinigung (mg/m3)
|
|
Gewebefilter
|
< 10
|
|
Gewebefilter, Membrantyp
|
< 1
|
|
elektrostatische Trockenabscheider
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< 50
|
|
elektrostatische Nassabscheider
|
< 50
|
|
Hochleistungswäscher
|
< 50
|
|
Anmerkung:
Bei mittlerem und niederem Druck arbeitende Wäscher und Zyklone weisen im Allgemeinen eine niedrigere Staubabscheideleistung auf.
|
Voraussichtliche Mindestleistung von Quecksilberabscheidern, ausgedrückt als Stundenmittel der Quecksilberkonzentration im Reingas
Tabelle 2
| |
Quecksilbergehalt nach der Reinigung (mg/m3)
|
|
Selenfilter
|
< 0,01
|
|
Selenwäscher
|
< 0,2
|
|
Aktivkohlefilter
|
< 0,01
|
|
Aktivkohleeindüsung + Staubabscheider
|
< 0,05
|
|
Odda-Norzink-Chloridprozess
|
< 0,1
|
|
Bleisulfidprozess
|
< 0,05
|
|
Bolkem-(Thiosulfat)-Prozess
|
< 0,1
|
14. Es ist dafür Sorge zu tragen, dass diese Techniken zur Emissionsbegrenzung keine anderen Umweltprobleme hervorrufen. Ein Verfahren sollte nicht allein auf Grund seiner geringen Emissionen in die Luft ausgewählt werden, wenn dessen Einsatz die Umweltauswirkungen im Hinblick auf die Schwermetallemissionen - beispielsweise auf Grund einer stärkeren Abwasserbelastung - insgesamt verschlechtert. Zu berücksichtigen ist ferner der Verbleib des aus der verbesserten Abgasreinigung stammenden abgeschiedenen Staubs. Hat der Umgang mit solchen Abfällen negative Auswirkungen auf die Umwelt zur Folge, dann verringert sich dadurch der Nutzen der geringeren Staub- und Abgasemissionen in die Luft.
15. Massnahmen zur Emissionsminderung können vorrangig auf Prozesstechniken wie auch auf die Abgasreinigung gerichtet sein. Beide Varianten bestehen nicht unabhängig voneinander; die Wahl eines speziellen Prozesses könnte die Anwendung einiger Abgasreinigungsmethoden ausschliessen.
16. Die Auswahl einer Technik zur Emissionsminderung erfolgt unter Beachtung von Parametern wie der Schadstoffkonzentration und/ oder der -speziation im Rohgas, dem Gasvolumenstrom, der Gastemperatur usw. Daher können sich die Anwendungsgebiete überschneiden; in einem solchen Fall ist die am besten geeignete Technik nach fallspezifischen Gegebenheiten auszuwählen.
17. Nachstehend werden geeignete Massnahmen zur Verringerung von Abgasemissionen in verschiedenen Sektoren beschrieben. Dabei sind diffuse Emissionen zu berücksichtigen. Die Staubemissionsbegrenzung im Zusammenhang mit dem Umschlag, dem innerbetrieblichen Transport und der Lagerung von Rohstoffen oder Nebenprodukten ist für die weiträumige Verbreitung zwar nicht von Belang, kann aber für die örtliche Umwelt eine Rolle spielen. Die Emissionen lassen sich verringern, indem diese Tätigkeiten in vollkommen eingehauste Gebäude verlagert werden, die mit Lüftungs- und Entstaubungseinrichtungen, Sprühanlagen oder anderen geeigneten Mitteln zur Emissionsbegrenzung ausgestattet sein können. Bei Lagerung auf nicht überdachten Flächen sollte die Oberfläche des Materials auf andere Weise geschützt werden, damit sie nicht vom Wind mitgerissen werden. Haldenflächen und Strassen sollten sauber gehalten werden.
18. Die in den Tabellen aufgeführten Zahlen zu Investitionen und Kosten wurden von verschiedenen Quellen zusammengestellt und sind äusserst fallspezifisch. Sie sind in USD von 1990 (1 USD [1990] = 0,8 ECU [1990]) angegeben und werden von Faktoren beeinflusst wie Anlagenkapazität, Abscheideeffizienz und Rohgaskonzentration, Technologieart und der Frage, ob eine Neuanlage oder eine Nachrüstung gewählt wird.
IV. Sektoren
19. Dieses Kapitel enthält für jeden relevanten Sektor eine Tabelle mit den wichtigsten Emissionsquellen, den Emissionsbegrenzungsmassnahmen auf der Grundlage der besten verfügbaren Techniken, dem spezifischen Abscheidegrad der Massnahmen und gegebenenfalls die damit verbundenen Kosten. Sofern nicht anders angegeben bezieht sich der Abscheidegrad in den Tabellen auf Abgasemissionen aus Kaminen.
Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kesseln von Versorgungs- und Industrieunternehmen (Anlage II, Kategorie 1)
20. Die Verbrennung von Kohle in Kesseln von Versorgungs- und Industrieunternehmen stellt eine bedeutende Quelle anthropogener Quecksilberemissionen dar. In Kohle ist der Schwermetallgehalt normalerweise um einige Grössenordnungen höher als in Erdöl oder -gas.
21. Durch Massnahmen für einen verbesserten Wirkungsgrad der Energieumwandlung und zur Energieeinsparung wird der Brennstoffbedarf gesenkt, wodurch zugleich die Schwermetallemissionen zurückgehen. Ebenso führt die die Verbrennung von Erdgas oder alternativen Brennstoffen mit einem geringen Schwermetallgehalt an Stelle von Kohle zu einer bedeutenden Verringerung der Emissionen von Schwermetallen wie Quecksilber. Die Kombiprozesstechnologie mit integrierter Kohlevergasung (integrated gasification combined-cycle IGCC) ist eine neue Anlagentechnologie im Kraftwerkssektor, die sich durch ein geringes Emissionspotenzial auszeichnet.
22. Mit Ausnahme von Quecksilber werden Schwermetalle in fester Form gebunden mit Flugaschepartikeln emittiert. Unterschiedliche Technologien zur Kohleverbrennung sind mit unterschiedlich starker Flugaschebildung verbunden: Kessel mit Rostfeuerung 20 - 40 %, Wirbelschichtfeuerung 15 %, Kesselfeuerung mit trockenem Schlackeabzug (Kohlenstaubfeuerung) 70 - 100 % Gesamtascheanfall. Es wurde festgestellt, dass der Schwermetallgehalt im Flugascheanteil mit geringer Partikelgrösse höher ist.
23. Durch Aufbereitung, z.B. "Wäsche" oder "biologische Behandlung", von Kohle verringert sich der Schwermetallgehalt, der auf die anorganischen Bestandteile der Kohle zurückzuführen ist. Der Umfang, in dem die Schwermetalle bei dieser Technologie entfernt werden, variiert jedoch sehr stark.
24. Mit elektrostatischen Abscheidern (ESA) oder Gewebefiltern (GF) kann ein Staubabscheidegrad von insgesamt mehr als 99,5 % erzielt werden, in vielen Fällen mit Staubkonzentrationen im Reingas von etwa 20 mg/m3. Mit Ausnahme von Quecksilber lassen sich Schwermetallemissionen um mindestens 90 - 99 % verringern, wobei der niedrigere Wert für die leichter flüchtigen Elemente zutrifft. Eine niedrige Filtertemperatur trägt dazu bei, den Gehalt des Abgases an gasförmigem Quecksilber zu reduzieren.
25. Durch den Einsatz von Techniken zur Verringerung der Emissionen von Stickstoffoxiden, Schwefeldioxid und Partikeln aus dem Abgas können auch Schwermetalle beseitigt werden. Mittels geeigneter Abwasserbehandlung sollten eventuelle "medienübergreifende" Auswirkungen vermieden werden.
26. Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, variiert der Grad der Quecksilberabscheidung bei Anwendung der oben genannten Techniken je nach Anlage sehr stark. Es wird weiter an der Entwicklung von Verfahren für die Quecksilberabscheidung geforscht, aber solange derartige Verfahren im industriellen Massstab nicht zur Verfügung stehen, ist die Nennung einer besten verfügbaren Technik für den spezifischen Zweck der Quecksilberabscheidung nicht möglich.
Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Emissionsminderung bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe
Tabelle 3
|
Emissionsquelle
|
Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
|
Abscheidegrad (%)
|
Minderungskosten
|
|
Verbrennung von Heizöl
|
Umstellung von Heizöl auf Gas
|
Cd, Pb: 100; Hg: 70 - 80
|
äusserst fallspezifisch
|
|
Verbrennung von Kohle
|
Umstellung von Kohle auf Brennstoffe mit geringeren Schwermetallemissionen
|
Staub: 70 - 100
|
äussert fallspezifisch
|
| |
ESA (kaltseitig)
|
Cd, Pb: > 90; Hg: 10 - 40
|
Spezifische Investitionen 5 - 10 USD/m3Abgas je Stunde (> 200,000 m3/h)
|
| |
Abgas-Nassentschwefelunga
|
Cd, Pb: > 90; Hg: 10 - 90b
|
-
|
| |
Gewebefilter (GF)
|
Cd: > 95; Pb: > 99; Hg: 10 - 60
|
Spezifische Investitionen 8 - 15 USD/m3Abgas je Stunde (> 200,000 m3/h)
|
|
a Der Grad der Hg-Abscheidung wächst mit dem Anteil an ionischem Quecksilber. Anlagen zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction) bei rohgasseitigem Betrieb erleichtern die Hg(II)-Bildung.
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|
b Diese Anlagen dienen in erster Linie der SO2-Reduktion. Die Verringerung des Schwermetallgehalts ist ein Nebeneffekt. (Spezifische Investitionen 60 - 250 USD/kWel.)
|
Primärbereich der Eisen- und Stahlindustrie (Anhang II, Kategorie 2)
27. In diesem Abschnitt werden die Emissionen von Sinteranlagen, Pelletanlagen, Hochöfen und Stahlwerken mit Sauerstoffblaskonverter behandelt. Emissionen von Cd, Pb und Hg treten in Verbindung mit Partikeln auf. Der Schwermetallgehalt im emittierten Staub ist von der Zusammensetzung der Rohstoffe und den bei der Stahlerzeugung zugesetzten Legierungsmetallen abhängig. Die wichtigsten Massnahmen zur Emissionsminderung sind in Tabelle 4 aufgeführt. Es sollten möglichst Gewebefilter verwendet werden; ist dies auf Grund der Bedingungen nicht machbar, können elektrostatische Abscheider und/oder Hochleistungswäscher eingesetzt werden.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung im Primärbereich der Eisen- und Stahlindustrie
Tabelle 4
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Emissionsquelle
|
Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
|
Staubabscheidegrad (%)
|
Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
|
|
Sinteranlagen
|
Emissionsoptimiertes Sintern
|
ca. 50
|
-
|
| |
Wäscher und ESA
|
> 90
|
-
|
| |
Gewebefilter
|
> 99
|
-
|
|
Pelletanlagen
|
ESA + Kalkreaktor + Gewebefilter
|
> 99
|
-
|
| |
Wäscher
|
> 95
|
-
|
|
Hochöfen
|
GF / ESA
|
> 99
|
ESA: 0,24 - 1/Mg Roheisen
|
|
Gichtgasreinigung
|
Nasswäscher
|
> 99
|
-
|
| |
elektrostatische Nassabscheider
|
> 99
|
-
|
|
Sauerstoffblaskonverter
|
Primärentstaubung: Nassabscheider/ESA/GF
|
> 99
|
elektrostatischer Trockenabscheider: 2,25/Mg Stahl
|
| |
Sekundärentstaubung: elektrostatischer Trockenabscheider/GF
|
> 97
|
GF: 0,26/Mg Stahl
|
|
Diffuse Emissionen
|
Förderbänder in geschlossener Ausführung, gekapselte Bauweise, Befeuchten von gelagertem Einsatzmaterial, Strassenreinigung
|
80 - 99
|
-
|
28. Bei der Anwendung bester verfügbarer Technologien im Primärbereich der Eisen- und Stahlindustrie können die prozessbezogenen spezifischen Gesamtstaubemissionen auf die folgenden Werte reduziert werden:
Sinteranlagen 40 - 120 g/Mg
Pelletanlagen 40 g/Mg
Hochofen 35 - 50 g/Mg
Sauerstoffblaskonverter 35 - 70 g/Mg.
29. Durch die Reinigung der Abgase mit Gewebefiltern wird der Staubgehalt im Reingas auf weniger als 20 mg/m3gesenkt, während bei elektrostatischen Abscheidern und Wäschern 50 mg/m3erreicht werden (im Stundenmittel). Jedoch gibt es im Primärbereich der Eisen- und Stahlindustrie viele Gewebefilteranwendungen, die weit niedrigere Werte ermöglichen.
30. Direktreduktions- und -schmelzprozesse befinden sich in der Entwicklung und könnten in der Zukunft Sinteranlagen und Hochöfen ablösen. Die Anwendung dieser Technologien erfolgt in Abhängigkeit der Eigenschaften der Erze und erfordert die Verarbeitung des entstehenden Produkts in einem Elektrolichtbogenofen, der mit geeigneten Minderungseinrichtungen ausgestattet sein sollte.
Sekundärbereich der Eisen- und Stahlindustrie (Anhang II, Kategorie 3)
31. Es ist sehr wichtig, alle Emissionen wirksam aufzufangen. Dies kann durch die Installation von Einhausungen oder beweglichen Abzugshauben bzw. mit Hilfe von Absaugsystemen für das gesamte Gebäude geschehen. Die gefassten Abgase müssen gereinigt werden. Für alle staubemittierenden Prozesse im Sekundärbereich der Eisen- und Stahlindustrie ist die Entstaubung mit Gewebefiltern, bei denen der Staubgehalt im Reingas auf weniger als 20 mg/m3gesenkt wird, als beste verfügbare Technik anzusehen. Kommt diese Technik auch für die Minimierung diffuser Emissionen zum Einsatz, so wird die spezifische Staubemission (einschliesslich der unmittelbar mit dem Prozess im Zusammenhang stehenden diffusen Emissionen) nicht über den Bereich von 0,1 bis 0,35 kg/Mg Stahl hinausgehen. Es gibt viele Beispiele für einen Reingas-Staubgehalt unter 10 mg/m3im Falle einer Verwendung von Gewebefiltern. Dabei liegt die spezifische Staubemission normalerweise unter 0,1 kg/Mg.
32. Zum Schmelzen von Schrott kommen zwei unterschiedliche Ofenarten zum Einsatz: Siemens-Martin-Öfen und Elektrolichtbogenöfen, wobei der Einsatz von SM-Öfen gegenwärtig ausläuft.
33. Der Gehalt an den hier untersuchten Schwermetallen im emittierten Staub hängt von der Zusammensetzung des Eisen- und Stahlschrotts und den bei der Stahlerzeugung zugesetzten Legierungsmetallen ab. Messungen am Elektrolichtbogenofen haben gezeigt, dass emittiertes Quecksilber zu 95 % und Cadmiumemissionen zu 25 % als Dämpfe auftreten. Die wichtigsten Massnahmen zur Emissionsminderung sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung im Sekundärbereich der Eisen- und Stahlindustrie
Tabelle 5
|
Emissionsquelle
|
Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
|
Staubabscheidegrad (%)
|
Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
|
|
Lichtbogenofen
|
ESA
|
> 99
|
-
|
| |
GF
|
> 99,5
|
GF: 24/Mg Stahl
|
Eisengiessereien (Anhang II, Kategorie 4)
34. Es kommt vor allem darauf an, alle Emissionen wirksam zu erfassen. Dies lässt sich durch die Installation von Einhausungen oder beweglichen Abzughauben bzw. mittels Absaugsystemen für das gesamte Gebäude erreichen. Die gefassten Emissionen müssen gereinigt werden. In Eisengiessereien wird mit Kupolöfen, Elektrolichtbogenöfen und Induktionsöfen gearbeitet. Vor allem beim Schmelzen und, in geringem Masse, auch beim Giessen treten direkte Partikelemissionen und gasförmige Schwermetallemissionen auf. Diffuse Emissionen entstehen bei der Rohstoffaufbereitung, beim Schmelzen, Giessen und Gussputzen. Die wichtigsten Massnahmen zur Emissionsminderung sind in Tabelle 6 zusammen mit den erreichbaren Abscheidegraden und, sofern verfügbar, den Kosten angegeben. Mit diesen Massnahmen lassen sich die Staubkonzentrationen auf mindestens 20 mg/m3verringern.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung in Eisengiessereien
Tabelle 6
|
Emissionsquelle
|
Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
|
Staubabscheidegrad (%)
|
Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
|
|
Lichtbogenofen
|
ESA
|
> 99
|
-
|
| |
GF
|
> 99,5
|
GF: 24/Mg Eisen
|
|
Induktionsofen
|
GF/Trockenabsorption + GF
|
> 99
|
-
|
|
Kaltwindkupolofen
|
Abzug unter Gicht: GF
|
> 98
|
-
|
| |
Abzug über Gicht:
|
|
|
| |
GF + Vorentstaubung
|
> 97
|
8-12/Mg Eisen
|
| |
GF + Chemisorption
|
> 99
|
45/Mg Eisen
|
|
Heisswindkupolofen
|
GF + Vorentstaubung
|
> 99
|
23/Mg Eisen
|
| |
Desintegrator/ Venturi-Wäscher
|
> 97
|
-
|
35. Die Eisengiessereiindustrie umfasst eine Vielzahl äusserst verschiedenartiger Produktionsstätten. Bei bestehenden kleineren Anlagen stellen die aufgeführten Massnahmen unter Umständen nicht die beste verfügbare Technik dar, wenn sie wirtschaftlich nicht tragbar sind.
Primär- und Sekundärbereich der Nichteisenmetallindustrie (Anhang II, Kategorien 5 und 6)
36. In diesem Abschnitt geht es um die Emissionen von Cd, Pb und Hg und ihrer Begrenzung im Primär- und Sekundärbereich der Erzeugung von Nichteisenmetallen wie Blei, Kupfer, Zink, Zinn und Nickel. Auf Grund der Vielzahl der im Einzelnen eingesetzten Rohstoffe und angewendeten Prozesse ist es möglich, dass in diesem Sektor beinahe alle Arten von Schwermetallen und Schwermetallverbindungen emittiert werden. Für die in diesem Anhang untersuchten Schwermetalle ist besonders die Produktion von Kupfer, Blei und Zink relevant.
37. Am Beginn der Verarbeitung der Quecksilbererze und -konzentrate steht das Zerkleinern und mitunter das Klassieren. Anreicherungsverfahren spielen keine grosse Rolle, obwohl in einigen Anlagen bei der Verarbeitung geringhaltiger Erze Flotationsverfahren genutzt werden. Dazu wird das zerkleinerte Erz in kleinen Betrieben in Retorten oder bei Grossbetrieben in Öfen auf jene Temperatur erwärmt, bei der Quecksilber(II)-sulfid sublimiert. Der entstehende Quecksilberdampf wird in einem Kühlsystem kondensiert und als Quecksilbermetall aufgefangen. Die sich in Kondensatoren und Becken absetzende Masse sollte entfernt, mit Kalk behandelt und in die Retorte bzw. den Ofen zurückgeführt werden.
38. Zur effizienten Rückgewinnung von Quecksilber können die folgenden Verfahren angewendet werden:
- Massnahmen zur Verringerung der Staubbildung im Bergbau und bei der Lagerung einschliesslich der Minimierung der Haldengrösse;
- indirekte Beheizung des Ofens;
- möglichst trockene Lagerung des Erzes;
- Senkung der Temperatur des Gases beim Eintritt in den Kondensator auf nur 10 bis 20 °C über dem Taupunkt;
- möglichst niedrige Austrittstemperatur; und
- Leiten der Reaktionsgase durch einen der Kondensationsstufe nachgeschalteten Wäscher und/oder einen Selenfilter.
Die Staubbildung kann durch indirekte Beheizung, separate Verarbeitung von Feinkornklassen des Erzes und die Kontrolle des Erzwassergehaltes niedrig gehalten werden. Staub sollte mit Zyklonen und/oder elektrostatischen Abscheidern aus dem heissen Reaktionsgas entfernt werden, bevor es in die Quecksilberkondensationsstufe gelangt.
39. Bei der Goldgewinnung durch Amalgamierung können ähnliche Massnahmen wie bei Quecksilber angewendet werden. Die Gewinnung von Gold erfolgt auch auf anderem Wege als durch Amalgamieren; diese Verfahren sind für Neuanlagen zu bevorzugen.
40. Nichteisenmetalle werden vornehmlich aus schwefelhaltigen Erzen gewonnen. Aus technischen und Produktqualitätsgründen müssen die Abgase gründlich entstaubt (< 3 mg/m3) und möglicherweise auch einer zusätzlichen Quecksilberabscheidung unterzogen werden, bevor sie einer SO3-Kontaktanlage zugeführt werden, wodurch auch die Schwermetallemissionen abnehmen.
41. Gegebenenfalls sollten Gewebefilter verwendet werden. Es kann ein Staubgehalt im Reingas von weniger als 10 mg/m3erzielt werden. Der bei pyrometallurgischen Produktionsprozessen anfallende Staub sollte innerhalb oder ausserhalb des Betriebes unter Beachtung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes aufgearbeitet werden.
42. Was die Primärbleigewinnung anbelangt, so liegen erste Erkenntnisse vor, die darauf schliessen lassen, dass es interessante neue Technologien zur Direktschmelzreduktion gibt, bei denen kein Sintern der Konzentrate erfolgt. Diese Verfahren stehen für eine neue Generation autogener Direktschmelztechnologien für Blei, bei denen die Umwelt nicht so stark belastet und weniger Energie verbraucht wird.
43. Sekundärblei wird hauptsächlich aus gebrauchten Pkw- und Lkw-Batterien gewonnen, die vor dem Eintrag in den Schmelzofen demontiert werden. Bei dieser besten verfügbaren Technik sollte ein Schmelzvorgang in einem Kurztrommelofen oder Schachtofen durchgeführt werden. Mit Sauerstoff-Brennstoff-Brennern können Abgasvolumen und Flugstaubanfall um 60 % gesenkt werden. Durch Reinigung des Abgases mit Gewebefiltern lassen sich Staubkonzentrationen im Reingas von 5 mg/m3erzielen.
44. Die Primärzinkproduktion erfolgt durch ein Verfahren mit Röstung, Laugung und Elektrolyse. Drucklaugung kann als Alternative zur Röstung angewendet und je nach den Konzentratmerkmalen für Neuanlagen als BAT betrachtet werden. Emissionen aus der pyrometallurgischen Zinkgewinnung im Imperial-Smelting-Schachtofen (IS-Schachtofen) können durch Verwendung einer doppelglockigen Gichtöffnung und Reinigung mit leistungsstarken Wäschern, effiziente Absaugung sowie Reinigung der bei der Schlacke- und Bleiabtrennung anfallenden Gase und gründliche Reinigung (< 10 mg/m3) der CO-reichen Ofenabgase auf ein Mindestmass abgesenkt werden.
45. Zur Gewinnung von Zink aus oxidierten Rückständen kommt ein IS-Ofen zum Einsatz. Sehr geringwertige Rückstände und Flugstaub (z.B. aus der Stahlindustrie) werden zunächst in Drehrohröfen (Wälz-Öfen) behandelt, in denen hochzinkhaltiges Oxid entsteht. Die Verwertung von metallischen Werkstoffen erfolgt durch Einschmelzen entweder in Induktionsöfen, in Öfen mit direkter oder indirekter Beheizung mit Erdgas oder flüssigen Brennstoffen oder in vertikalen New-Jersey-Retorten, die sich zur Wiederaufbereitung einer grossen Vielzahl oxidischer und metallischer Sekundärmaterialien eignen. Zudem kann Zink durch ein Schlackenverblaseverfahren auch aus Bleiofenschlacken rückgewonnen werden.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung im Primärbereich der Nichteisenmetallindustrie
Tabelle 7a
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Emissionsquelle
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Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
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Staubabscheidegrad (%)
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Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
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Diffuse Emissionen
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Absaughauben, Einhausung usw. Abgasreinigung durch GF
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> 99
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-
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Rösten/Sintern
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Presswind-Sintern: ESA + Wäscher (vor der Doppelkontakt-Schwefelsäureanlage) + GF für Abgase
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-
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7-10/Mg H2SO4
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Herkömmliches Schmelzen (Reduktion im Schachtofen)
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Schachtofen: Gichtverschluss/ wirksame Absaugung von Abstichöffnungen + GF, Giessrinnenabdeckung, doppelglockige Gichtöffnung
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-
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-
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Imperial-Smelting-Verfahren
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Hochleistungswäsche
Venturi-Wäscher
doppelglockige Gichtöffnung
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> 95
-
-
|
-
-
4/Mg gewonnenes Metall
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Drucklaugen
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Anwendung in Abhängigkeit von den Laugungsmerkmalen der Konzentrate
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> 99
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standort-spezifisch
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Direktschmelz-Reduktionsver-fahren
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Schwebeschmelzen, z.B. Kivcet-, Outokumpu- und Mitsubishi-Verfahren
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-
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-
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Badschmelzen, z.B. rotierender Sauerstoffblaskonverter, Ausmelt-, Isasmelt-, QSL- und Noranda-Verfahren
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Ausmelt:
Pb 77, Cd 97; QSL: Pb 92, Cd 93
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QSL: Betriebskosten 60/Mg Pb
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Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung im Sekundärbereich der Nichteisenmetallindustrie
Tabelle 7b
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Emissionsquelle
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Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
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Staubabscheidegrad (%)
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Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
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Bleigewinnung
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Kurztrommelofen: Absaughauben für Abstichöffnungen + GF; Rohrkondensator, Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
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99,9
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45/Mg Pb
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Zinkgewinnung
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Imperial-Smelting-Verfahren
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> 95
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14/Mg Zn
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46. Im Allgemeinen sollten die Verfahren mit einer wirksamen Staubabscheidevorrichtung sowohl für Primärgase als auch für diffuse Emissionen kombiniert werden. Die wichtigsten Massnahmen zur Emissionsminderung sind in den Tabellen 7 a) und b) aufgeführt. Durch die Verwendung von Gewebefiltern wurden in einigen Fällen Staubkonzentrationen im Reingas von unter 5 mg/m3erreicht.
Zementindustrie (Anhang II, Kategorie 7)
47. In Zementöfen können Sekundärbrennstoffe wie Altöl oder Altreifen zum Einsatz kommen. Beim Einsatz von Abfällen gelten unter Umständen die Emissionsbestimmungen für Abfallverbrennungsprozesse und beim Einsatz von gefährlichen Abfällen - je nach der in der Anlage verbrannten Menge - die Emissionsbestimmungen für das Verbrennen gefährlicher Abfälle. In diesem Abschnitt geht es jedoch um Öfen, die mit fossilen Brennstoffen befeuert werden.
48. In allen Stufen der Zementherstellung, die aus dem Materialtransport, der Rohstoffaufbereitung (Brecher, Trockner), dem Klinkerbrennprozess und der Zementherstellung besteht, werden Partikel emittiert. Mit den Rohstoffen, fossilen Brennstoffen und den als Brennstoff eingesetzten Abfällen gelangen Schwermetalle in den Zementofen.
49. Für den Klinkerbrennprozess stehen folgende Öfen zur Verfügung: langer Nassdrehrohrofen, langer Trockendrehrohrofen, Drehrohrofen mit Zyklonvorwärmer, Drehrohrofen mit Rostvorwärmer, Schachtofen. Im Hinblick auf den Energiebedarf und die Möglichkeiten der Emissionsbegrenzung sind Drehrohröfen mit Zyklonvorwärmern zu bevorzugen.
50. Zur Wärmerückgewinnung werden die Abgase von Drehrohröfen durch das Vorwärmsystem und die Mahltrockner (sofern vorhanden) geführt, bevor sie entstaubt werden. Der abgeschiedene Staub wird wieder zum Einsatzmaterial zurückgeführt.
51. Mit den Abgasen werden weniger als 0,5 % des in den Ofen gelangenden Bleis und Cadmiums freigesetzt. Der hohe Alkaligehalt und die Waschwirkung im Ofen begünstigen die Einbindung von Metallen im Klinker- bzw. Ofenstaub.
52. Die Schwermetallemissionen in die Luft können beispielsweise dadurch verringert werden, dass ein Teil des abgeschiedenen Staubes nicht zum Rohmaterial zurückgeführt, sondern deponiert wird. Dabei müssen jedoch im Einzelfall einer solchen Massnahme die Folgen einer Abgabe von Schwermetallen über die Deponie in die Umwelt berücksichtigt werden. Eine weitere Möglichkeit ist eine Umleitung von heissem Mehl, wobei ein Teil des kalzinierten heissen Mehls unmittelbar vor den Ofeneingang abgezogen und der Zementaufbereitung zugeführt wird. Als Alternative zur Rückführung von Einsatzmaterial kann der Staub dem Klinker zugesetzt werden. Eine weitere wichtige Massnahme ist ein sehr gut geregelter gleichmässiger Ofenbetrieb, um Notabschaltungen der elektrostatischen Abscheider zu vermeiden. Diese können durch zu hohe CO-Konzentrationen verursacht werden. Vor allem kommt es darauf an, im Falle einer Notabschaltung das Auftreten sehr hoher Schwermetallemissionen zu vermeiden.
53. Die wichtigsten Massnahmen zur Emissionsminderung sind in Tabelle 8 aufgeführt. Zur Verringerung direkter Staubemissionen von Brechern, Mühlen und Trocknern werden in erster Linie Gewebefilter verwendet, während für die Ofen- und Klinkerkühlerabgase elektrostatische Abscheider (ESA) eingesetzt werden. Mit ESA können die Staubkonzentrationen auf 50 mg/m3verringert werden. Beim Einsatz von Gewebefiltern lässt sich der Staubgehalt im Reingas auf 10 mg/m3reduzieren.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Abscheidung in der Zementindustrie
Tabelle 8
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Emissionsquelle
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Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
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Abscheidegrad (%)
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Minderungskosten
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Direkte Emissionen von Brechern, Mühlen, Trocknern
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GF
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Cd, Pb: > 95
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-
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Direkte Emissionen von Drehrohröfen, Klinkerkühlern
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ESA
|
Cd, Pb: > 95
|
-
|
|
Direkte Emissionen von Drehrohröfen
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Aktivkohleadsorption
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Hg: > 99
|
-
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Glasindustrie (Anhang II, Kategorie 8)
54. In Anbetracht der verschiedenen Glasarten, bei denen Blei als Rohstoff eingesetzt wird (z.B. Kristallglas, Kathodenstrahlröhren), sind in der Glasindustrie Bleiemissionen von besonderer Relevanz. Bei Kalknatronbehälterglas hängen die Bleiemissionen von der Qualität des in dem Verfahren verwendeten, wieder aufbereiteten Glases ab. Der Bleigehalt in Stäuben aus der Kristallglasschmelze liegt gewöhnlich bei etwa 20-60 %.
55. Staubemissionen stammen vor allem von der Gemengemischung, den Öfen, diffusen Undichtigkeiten an den Ofenöffnungen sowie dem Endbearbeiten und Blasen der Glaserzeugnisse. Sie sind hauptsächlich von der Art des verwendeten Brennstoffs, dem Ofentyp und der Art des hergestellten Glases abhängig. Mit Sauerstoff-Brennstoff-Brennern können Abgasvolumen und Flugstaub um 60 % reduziert werden. Bei elektrischer Beheizung sind die Bleiemissionen deutlich niedriger als bei Öl- oder Gasfeuerung.
56. Das Gemenge wird in Dauerwannen, Tageswannen oder Hafenöfen geschmolzen. Während des Schmelzvorgangs im periodischen Ofenbetrieb variieren die Staubemissionen sehr stark. Bei Kristallglaswannen sind die Staubemissionen höher (< 5 kg/Mg Glasschmelze) als bei anderen Wannen (< 1 kg/Mg Natron- und Kaliglasschmelze).
57. Zu den Massnahmen zur Reduzierung direkter metallhaltiger Staubemissionen zählen: die Pelletierung des Glasgemenges, die Umstellung der Beheizung von Öl/Gas-Feuerung auf Elektrisch, die Verwendung eines grösseren Anteils Scherben im Gemenge und die bessere Auswahl von Rohstoffen (Grössenverteilung) und wieder aufgearbeitetem Glas (Vermeidung bleihaltiger Anteile). Abgase können mit Gewebefiltern gereinigt werden, wodurch die Emissionskonzentrationen unter 10 mg/m3sinken. Mit elektrostatischen Abscheidern werden Reingaskonzentrationen von 30 mg/m3erreicht. Die entsprechenden Emissionsabscheidegrade sind in Tabelle 9 angegeben.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Staubabscheidung in der Glasindustrie
Tabelle 9
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Emissionsquelle
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Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
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Staubabscheidegrad (%)
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Minderungskosten (Gesamtkosten)
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Direkte Emissionen
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GF
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> 98
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-
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| |
ESA
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> 90
|
-
|
58. Ein Kristallglas ohne Bleiverbindungen befindet sich derzeit in der Entwicklung.
Chloralkaliindustrie (Anhang II, Kategorie 9)
59. In der Chloralkaliindustrie werden durch Elektrolyse einer Salzlösung Cl2, Alkalihydroxide und Wasserstoff gewonnen. Bei bestehenden Anlagen kommen üblicherweise das Amalgamverfahren und das Diaphragmaverfahren zur Anwendung. In beiden Fällen ist zur Vermeidung von Umweltproblemen die Einführung guter Praktiken notwendig. Beim Membranverfahren entstehen keine direkten Quecksilberemissionen. Ausserdem zeichnet es sich durch eine niedrigere elektrolytische Energie und einen höheren Wärmebedarf für die Aufkonzentrierung der Alkalilauge (die Gesamtenergiebilanz zeigt einen kleinen Vorteil der Membranzellentechnologie in der Grössenordnung von 10 bis 15 %) und einen kompakteren Zellenbetrieb aus. Für Neuanlagen gilt sie daher als die bevorzugte Variante. Im Beschluss 90/3 der Kommission zur Verhütung der Meeresverschmutzung vom Lande aus (PARCOM) vom 14. Juni 1990 wird empfohlen, die bestehenden, mit Amalgamzellen arbeitenden Chloralkalianlagen so bald wie möglich abzulösen und bis 2010 vollständig abzuschaffen.
60. Die konkreten Investitionen zum Austausch der Amalgamzellen durch den Membranprozess werden mit 700 bis 1000 USD/Mg Cl2Leistung beziffert. Obwohl sich unter anderem durch höhere Gebühren der Versorgungsunternehmen wie auch durch höhere Kosten für die Reinigung der Salzlösung zusätzliche Kosten ergeben könnten, werden die Betriebskosten in den meisten Fällen sinken. Dies ist vor allem auf Einsparungen auf Grund eines geringeren Energieverbrauchs sowie niedrigere Kosten für die Abwasserbehandlung und Abfallentsorgung zurückzuführen.
61. Beim Amalgamverfahren sind folgende Quellen für Quecksilberemissionen in die Umwelt anzuführen: Entlüftung des Zellraums, Prozessentlüftungsanlagen, Produkte - insbesondere Wasserstoff - und Abwasser. Bezüglich der Emissionen in die Luft ist besonders das diffus aus den Zellen in den Zellenraum emittierte Hg zu berücksichtigen. Vorbeugende Massnahmen und Kontrollen besitzen einen hohen Stellenwert und sollten entsprechend der Bedeutung der jeweiligen Quelle bei einer bestimmten Anlage Priorität geniessen. In jedem Falle sind spezielle Begrenzungsmassnahmen bei der Rückgewinnung von Quecksilber aus den in den Verfahren anfallenden Schlämmen erforderlich.
62. Zur Verringerung der Emissionen aus bestehenden Anlagen für das Amalgamverfahren können folgende Massnahmen ergriffen werden:
- Prozesskontrollmassnahmen und technische Massnahmen zur Optimierung des Zellenbetriebs, Wartung und effizientere Arbeitsmethoden;
- Abdeckungen, Abdichtungen und geregelte Absaugung;
- Reinigung der Zellenräume und Massnahmen, die seine Reinhaltung erleichtern; sowie
- Reinigung gefasster Gasströme (bestimmte belastete Luftströme und Wasserstoffgas).
63. Durch diese Massnahmen können die Quecksilberemissionen auf Werte weit unter 2,0 g/Mg Cl2-Produktionskapazität (ausgedrückt als Jahresdurchschnitt) gesenkt werden. Es gibt Beispiele für Anlagen, die Emissionen weit unter 1,0 g/Mg Cl2-Produktionskapazität erreichen. Im Ergebnis des PARCOM-Beschlusses 90/3 wurde die Forderung erhoben, dass nach dem Amalgamverfahren arbeitende bestehende Chloralkalianlagen bei Emissionen, die unter das Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung vom Lande aus fallen, bis zum 31. Dezember 1996 einen Stand von 2g Hg/Mg Cl2erreichen müssen. Da Emissionen zu einem Grossteil von guten Betriebspraktiken abhängig sind, dürften sich für den Durchschnitt Wartungszeiträume von höchstens einem Jahr als notwendig erweisen.
Verbrennung von Siedlungsabfällen, Abfällen aus dem medizinischen Bereich und gefährlichen Abfällen (Anhang II, Kategorien 10 und 11)
64. Bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen sowie von medizinischen und gefährlichen Abfällen entstehen Emissionen von Cadmium, Blei und Quecksilber. Quecksilber, ein beträchtlicher Teil des Cadmiums und kleinere Anteile Blei verdampfen bei diesem Prozess. Zur Senkung der Emissionen sollten sowohl vor als auch nach der Verbrennung besondere Massnahmen ergriffen werden.
65. Als beste verfügbare Technologie zur Entstaubung gelten Gewebefilter kombiniert mit Trocken- oder Nassverfahren zur Verminderung flüchtiger Stoffe. Mit Nassabscheidern kombinierte elektrostatische Abscheider können ebenfalls für das Erreichen niedriger Staubemissionen ausgelegt werden, doch bieten sie vor allem im Vergleich mit vorbeschichteten Gewebefiltern weniger Einsatzmöglichkeiten zur Adsorption flüchtiger Schadstoffe.
66. Bei der Anwendung von BAT zur Abgasreinigung wird die Staubkonzentration im Reingas auf einen Bereich von 10 bis 20 mg/m3vermindert. In der Praxis werden noch niedrigere Konzentrationen erreicht, und in einigen Fällen sind Werte von unter 1 mg/m3genannt worden. Die Quecksilberkonzentration kann auf einen Bereich von 0,05 bis 0,10 mg/m3(bezogen auf 11 % O2) reduziert werden.
67. Die wichtigsten Sekundärmassnahmen zur Emissionsminderung sind in Tabelle 10 aufgeführt. Es ist schwierig, allgemein gültige Daten bereitzustellen, da die relativen Kosten in USD/Tonne von einer besonders breiten Palette standortspezifischer Variablen, wie beispielsweise der Abfallzusammensetzung, abhängig sind.
68. Schwermetalle sind in allen Teilen des Siedlungsabfallstroms (z.B. Produkte, Papier, organisches Material) enthalten. Folglich können die Schwermetallemissionen verringert werden, wenn weniger Siedlungsabfällen verbrannt werden. Dies lässt sich durch verschiedene abfallwirtschaftliche Vorgehensweisen, darunter Programme zur Verwertung und die Kompostierung organischen Materials, erreichen. Darüber hinaus ist es in einigen UN-ECE-Ländern gestattet, Siedlungsabfälle auf geordneten Deponien abzulagern. Auf einer ordnungsgemäss bewirtschaften Deponie sind Cadmium- und Bleiemissionen ausgeschlossen und können Quecksilberemissionen niedriger sein als bei der Verbrennung. In verschiedenen UN-ECE-Ländern laufen Massnahmen zur Erforschung der Emission von Quecksilber aus Deponien.
Emissionsquellen, Emissionsbegrenzungsmassnahmen, Abscheidegrad und Kosten der Abscheidung bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen, Abfällen aus dem medizinischen Bereich und gefährlichen Abfällen
Tabelle 10
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Emissionsquelle
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Emissionsbegrenzungsmassnahme(n)
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Abscheidegrad (%)
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Minderungskosten (Gesamtkosten USD)
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Kamin
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Hochleistungswäscher
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Pb, Cd: > 98; Hg: ca. 50
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-
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ESA (3 Felder)
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Pb, Cd; 80-90
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10-20/Mg Abfall
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Nass-ESA (1 Feld)
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Pb, Cd: 95-99
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-
|
| |
Gewebefilter
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Pb, Cd: 95-99
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15-30/Mg Abfall
|
| |
Aktivkohleeindüsung + GF
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Hg: > 85
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Betriebskosten: ca. 2-3/Mg Abfall
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| |
Filtration mittels Aktivkohlebett
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Hg: > 99
|
Betriebskosten: ca. 50/Mg Abfall
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Anhang V
Grenzwerte für die Begrenzung der Emissionen aus grösseren ortsfesten Quellen
I. Einleitung
1. Für die Bekämpfung der Schwermetallemissionen sind zwei Arten von Grenzwerten von Belang:
- Werte für spezifische Schwermetalle oder Kategorien von Schwermetallen und
- Werte für Partikelemissionen im Allgemeinen.
2. Prinzipiell können Grenzwerte für Partikel nicht die spezifischen Grenzwerte für Cadmium, Blei und Quecksilber ersetzen, weil die Menge der mit Partikelemissionen assoziierten Metalle je nach Verfahren unterschiedlich ausfällt. Die Einhaltung dieser Grenzwerte trägt jedoch erheblich zur Reduzierung der Schwermetallemissionen im Allgemeinen bei. Zudem ist die Überwachung von Partikelemissionen in aller Regel billiger als die Überwachung einzelner Schadstoffe, und eine kontinuierliche Überwachung der einzelnen Schwermetalle ist im Allgemeinen nicht realisierbar. Daher sind die Grenzwerte für Partikel von grosser praktischer Bedeutung und werden in diesem Anhang in den meisten Fällen auch als Ergänzung oder Ersatz für spezifische Grenzwerte für Cadmium, Blei oder Quecksilber angegeben.
3. Grenzwerte, die in mg/m3ausgedrückt werden, beziehen sich auf Standardbedingungen (Volumen bei 273,15 K, 101,3 kPa, Trockengas) und werden als Durchschnittswert einstündiger Messungen, die sich über mehrere Betriebsstunden - in der Regel 24 Stunden - erstrecken, berechnet. Anfahr- und Abschaltzeiten sollten ausgeklammert werden. Die Mittelungszeit kann verlängert werden, falls dies zur Erzielung hinreichend genauer Überwachungsergebnisse erforderlich ist. Im Hinblick auf den Sauerstoffgehalt des Abgases gelten die für ausgewählte grosse ortsfeste Quellen angegebenen Werte. Jede Verdünnung zum Zwecke der Verringerung der Konzentrationen von Schadstoffen in Abgasen ist unzulässig. Grenzwerte für Schwermetalle beziehen sich auf den festen, den gasförmigen und den dampfförmigen Zustand des Metalls und seiner Verbindungen, angegeben als das Metall. Werden Grenzwerte für Gesamtemissionen (ausgedrückt als g/Einheit der Produktion bzw. Kapazität) angegeben, beziehen sie sich auf die Summe der als Jahreswert gefassten Abgas- und diffusen Emissionen.
4. Kann die Überschreitung angegebener Grenzwerte nicht ausgeschlossen werden, werden entweder die Emissionen oder ein Betriebsparameter, der angibt, ob eine Abgasreinigungsanlage ordnungsgemäss betrieben und gewartet wird, überwacht. Die Überwachung von Emissionen bzw. Betriebsindikatoren sollte kontinuierlich erfolgen, wenn der ausgestossene Massenfluss der Partikel grösser als 10 kg/h ist. Werden die Emissionen zur Überwachung herangezogen, müssen die Luftschadstoffkonzentrationen in Abgas führenden Kanälen auf repräsentative Weise gemessen werden. Bei diskontinuierlicher Überwachung der Partikelemissionen sollten die Konzentrationen in regelmässigen Abständen gemessen werden, mit mindestens drei unabhängigen Messungen je Überprüfung. Die Probenahme und Analyse aller Schadstoffe sowie Referenzmessungen zur Kalibrierung automatischer Messsysteme werden nach den vom Europäischen Komitee für Normung (Comité européen de normalisation, CEN) bzw. der Internationalen Organisation für Normung (ISO) festgelegten Normen durchgeführt. Nationale Normen gelten solange, bis CEN- und ISO-Normen vorliegen. Sie können auch zu Grunde gelegt werden, wenn sie Ergebnisse liefern, die den CEN- und ISO-Normen gleichwertig sind.
5. Bei kontinuierlicher Überwachung ist von einer Einhaltung der Grenzwerte auszugehen, wenn keine der auf der Grundlage des 24-Stunden-Mittels errechneten Emissionskonzentrationen den Grenzwert überschreitet oder wenn das 24-Stunden-Mittel des überwachten Parameters nicht über dem korrelierten Wert des Parameters liegt, der bei ordnungsgemässem Betrieb und ordnungsgemässer Wartung der Abgasreinigungsanlage während einer Überprüfung aufgestellt wurde. Bei der diskontinuierlichen Emissionsüberwachung gelten die Bestimmungen als erfüllt, wenn der gemittelte Messwert je Überprüfung nicht den Grenzwert überschreitet. Eine Übereinstimmung mit jedem der Grenzwerte, ausgedrückt als Gesamtemissionen je Produktionseinheit oder jährliche Gesamtemissionen, liegt vor, wenn der ermittelte Wert - wie oben beschrieben - nicht überschritten wird.
II. Spezifische Grenzwerte für ausgewählte grössere ortsfeste Quellen
Verbrennung fossiler Brennstoffe (Anhang II, Kategorie 1):
6. Grenzwerte beziehen sich auf 6 % O2in Abgas bei festen Brennstoffen und 3 % O2bei flüssigen Brennstoffen.
7. Grenzwerte für Partikelemissionen bei festen und flüssigen Brennstoffen: 50 mg/m3.
Sinteranlagen (Anhang II, Kategorie 2):
8. Grenzwert für Partikelemissionen: 50 mg/m3.
Pelletanlagen (Anhang II, Kategorie 2):
9. Grenzwert für Partikelemissionen:
a) Mahlen, Trocknen: 25 mg/m3; und
b) Pelletieren: 25 mg/m3; oder
10. Grenzwert für Partikelgesamtemissionen: 40 g/Mg produzierte Pellets.
Hochöfen (Anhang II, Kategorie 3):
11. Grenzwerte für Partikelemissionen: 50 mg/m3.
Elektrolichtbogenöfen (Anhang II, Kategorie 3):
12. Grenzwert für Partikelemissionen: 20 mg/m3.
Gewinnung von Kupfer und Zink, einschliesslich Imperial-Smelting-Öfen (Anhang II, Gruppen 5 und 6):
13. Grenzwert für Partikelemissionen: 20 mg/m3.
Gewinnung von Blei (Anhang II, Kategorien 5 und 6):
14. Grenzwert für Partikelemissionen: 10 mg/m3.
Zementindustrie (Anhang II, Kategorie 7):
15. Grenzwert für Partikelemissionen: 50 mg/m3.
Glasindustrie (Anhang II, Kategorie 8):
16. Grenzwerte beziehen sich auf verschiedene O2-Konzentrationen im Abgas in Abhängigkeit von der Ofenart: Wannenöfen: 8 %; Hafenöfen und Tageswannen: 13 %.
17. Grenzwert für Bleiemissionen: 5 mg/m3.
Chloralkaliindustrie (Anhang II, Kategorie 9):
18. Grenzwerte beziehen sich auf die Gesamtmasse des von einer Anlage in die Luft freigesetzten Quecksilbers, und zwar unabhängig von der Emissionsquelle und ausgedrückt als Jahresmittelwert.
19. Grenzwerte bestehender Chloralkalianlagen werden von den im Exekutivorgan zusammentretenden Vertragsparteien spätestens zwei Jahre nach dem Zeitpunkt des Inkrafttretens dieses Protokolls neu bewertet.
20. Grenzwert für neue Chloralkalianlagen: 0,01 g Hg/Mg Cl2-Produktionskapazität.
Siedlungsabfälle, medizinische Abfälle und gefährliche Abfälle (Anhang II, Kategorien 10 und 11):
21. Grenzwerte beziehen sich auf eine O2-Konzentration von 11 % im Abgas.
22. Grenzwert für Partikelemissionen:
a) 10 mg/m3bei der Verbrennung gefährlicher und medizinischer Abfälle;
b) 25 mg/m3bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen.
23. Grenzwert für Quecksilberemissionen:
a) 0,05 mg/m3bei der Verbrennung gefährlicher Abfälle;
b) 0,08 mg/m3bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen;
c) Grenzwerte für quecksilberhaltige Emissionen, die bei der Verbrennung von medizinischen Abfällen entstehen, werden von den im Exekutivorgan zusammentretenden Vertragsparteien spätestens zwei Jahre nach dem Datum des Inkrafttretens dieses Protokolls neu bewertet.