Ugrás a tartalomhoz

Vegyipari folyékony hulladékok

Dr. Kurdi Róbert (2011)

1.5 Új üzemek tervezési feladatai, hulladékcsökkentési stratégiák

1.5 Új üzemek tervezési feladatai, hulladékcsökkentési stratégiák

Új üzemet tervezni bonyolultabb feladat, mint a régit átalakítani, azonban itt nincsenek már működő, beállított berendezések, amik a tervezést, a hulladékcsökkentési stratégia kialakítását gátolnák. A folyamattervezés során nem egy kész tervet készítünk el, hanem számos egyéb alternatívát, és a döntési mechanizmusban ezek közül lesz a legjobb kiválasztva.

Új vegyipari üzemek esetében több tervezési szinten kell kidolgozni a megfelelő stratégiákat:

• Termékkoncepció kialakítása,
• Laboratóriumi kísérletek,
• Folyamattervezés,
• Részletes, gépészeti tervezés.

A hulladékcsökkentés szempontjait nem a komplex rendszerben kell először vizsgálnunk, hanem az egyes döntési szinteken.

1.5.1 Termékkoncepció kialakítása

Elmúltak azok az idők amikor egy üzem, gyár felépítése nem azzal a kérdéssel kezdődött, hogy lesz-e kereslet a termékre. Egy termék gyártását tehát a piaci kereslet és kínálat viszonya dönti el, beleértve a gazdaságossági szempontokat is. Jellemzően egy kereslet-kínálat szintű döntés előkészítői nem gondolnak a technológiai paraméterekre, azonban a döntés meghozatalában a környezetvédelem szempontjait is érvényesíteni kell. A szempontok érvényesítéséhez elegendő néhány kérdésre megadni a választ.

  • A szükséges nyersanyag, az adalékanyagok, a termék és az esetlegesen keletkező hulladékok a veszélyes anyagok kategóriájába tartoznak-e? Vannak-e speciális környezetvédelmi előírások a felhasznált vagy keletkező anyagokkal szemben?

  • A szükséges nyersanyag milyen szennyeződéseket tartalmaz? A szennyeződések miatt keletkező hulladék veszélyesnek minősül? Amennyiben mellékreakció lejátszódik, akkor ez kiváltható-e a nyersanyagok tisztításával?

  • Az alkalmazott technológia BAT technikának minősül-e?

  • A keletkező hulladékot a gyárban feltudják dolgozni? A maradék hulladék jogszabályoknak megfelelő elhelyezéséről, megsemmisítéséről tudnak-e gondoskodni?

A kérdésekre adott válaszok segítenek kiválasztani a megfelelő technológiát és már előre képet kapunk a felmerülő környezetvédelmi, hulladékkezelési problémákról, feladatokról.

1.5.2 Laboratóriumi és félüzemi kísérletek, technológiai méretnövelés

Minden technológiai eljárás az első kísérlettől a megvalósításig, egy fejlődési pályát fut be. A kívánt mennyiségű és minőségű termék előállítását teljesíteni képes üzemi eljáráshoz csak többlépcsős, tudatos fejlesztő munka eredményeként lehet eljutni. Ennek fő állomásai a laboratóriumi kísérlet, a félüzemi kísérlet, a próbaüzem és a nagyüzem.

A részletes tervezés előtt a költségminimalizálás, és a maximális üzembiztonság elérése valamint a hulladékcsökkentés szempontjából, gondos laboratóriumi és félüzemi vizsgálatok végzésére, s azok eredményeinek a figyelembe vételére van szükség, hiszen a feladat az egész technológia paramétereinek a meghatározása.. Ezeket a méréseket azonban gyakran elhagyják, mivel azok is nagyon költségesek és időigényesek.

Alapvető különbség a laboratóriumi és a félüzemi kísérletek között nem a reaktorok méretében lehet, hanem a megválaszolandó kérdésekben. A laboratóriumi vizsgálatok az egyes paraméterek közötti kapcsolatok tisztázására irányulnak, szigorúan ellenőrzött körülmények között. A különböző paraméterek hatásait el kell választani, hogy befolyásuk a teljes rendszer működésére jobban érthető legyen. A teljes folyamat ismeretével lehetőség nyílik a különböző technológiai konfigurációk célszerű tervezésére. A fél-üzemi vizsgálatok legfőbb célja, hogy tervezési változatokat dolgozzon ki a legvalószínűbb körülményekre. Mindenféle lehetséges hatást számításba kell venni a tervezésnél, hogy a szükséges ellenintézkedésekre kellően felkészülhessenek.

A cél nem a kitermelési százalék maximalizálása, hiszen 99%-os kitermelés sem elég jó, ha a maradék 1 % mérgező nem kezelhető hulladékká alakul át. Meg kell állapítani az egységnyi termék előállításakor várhatóan keletkező hulladék mennyiségét. Figyelni kell arra, hogy minden hulladékot azonosítsunk a technológia során, például a leállási, újraindítási veszteségeket is. Abban az esetekben, amikor többlépcsős, bonyolult szakaszos technológiákat használnak, sokkal több hulladék keletkezhet, mind az azonos kapacitású folyamatos üzemben. Éppen ezért nagyon fontos a laboratóriumi kísérleteknél és az ehhez tartozó technológiai méretnöveléseknél, hogy egy adott termék előállításánál minél egyszerűbb, folyamatos technológiát fejlesszünk ki.

1.5.3 Folyamattervezés

Jelen anyagban nem célunk a vegyipari folyamattervezés hatalmas irodalmának a feldolgozása, csak a hulladékcsökkentéssel, hulladékkezeléssel kapcsolatos részeket emelnénk ki. A környezetvédelem szempontjait figyelembe vehetik üzemi és vállalati szinten is. Üzemi szinten minden egyes technológiai folyamatot, gyártósorokat és az ott felmerülő hulladékkezeléssel kapcsolatos problémákat vizsgáljuk14 . Vállalati vagy más néven, felső szinten a vállalat egészére vizsgáljuk a környezetvédelem szempontjait, az egyes üzemek egymásra gyakorolt hatásait, de nem vizsgáljuk az egyes technológiai lépéseknél felmerülő problémákat15 .

Egy helyesen megválasztott reaktor határozza meg az egész rendszert, az egész folyamatot. A reaktor üzemeltetésekor különös figyelmet kell szentelni az adalékanyagok bevitelének minimalizálására, hiszen ezek a hulladékok keletkezését valószínűsíthetik. Ha egy adalék- vagy segédanyag használata elkerülhetetlen, akkor olyat kell választani, aminek a kezelésére megvannak a pontos és megbízható környezetvédelmi technológiák.

Cohen és Allen tanulmányukban16 egy finomító üzembeli példán szemlélteti a folyamattervezés során. A technológiai sor számos pontján a szennyvíz fenol szennyeződést mutatott, ugyanakkor a rendszer más elemei fenolt igényeltek. A feladat adott volt, a keletkezett fenolt a szennyvízből ki kell nyerni, amit extrakcióval és adszorpcióval oldottak meg. A hulladékkeletkezésének csökkentése mellett jelentős nyersanyag költséget is meg tudtak takarítani.

1.5.4 Szisztematikus stratégia az anyaghulladékok csökkentésére

Mizsey publikációjában17 egy szisztematikus stratégia alkalmazását javasolta a hulladékcsökkentési eljárások kidolgozásában. Az egyes üzemekben a technológiák kismértékű változtatásával elérhető az anyagjellegű hulladékok csökkentése. Ezt követően gazdasági szempontból kell megvizsgálnunk a hulladékkezelési módszereket. Az egyes gazdasági alternatívákat viszont csak akkor szabad figyelembe venni, ha a keletkezett hulladékkezelésének nincsenek speciális környezetvédelmi szabályai.

1.3. ábra - Szisztematikus hulladékcsökkentési stratégia a vegyi üzemek és a vegyigyár szintjén

1.3. ábra. Szisztematikus hulladékcsökkentési stratégia a vegyi üzemek és a vegyigyár szintjén


Mielőtt az egyes üzemekben lényeges technológiai változtatásokat hajtanánk végre, meg kell vizsgálni, hogy hasznosítható-e valamelyik üzem hulladéka nyersanyagként a vegyigyáron belül egy másik üzemben. Ezt a technikát zártrendszerű recirkulációs technológiának nevezzük14. Az ilyen technológiák lényege a vegyipari gyárak tudatos tervezése úgy, hogy az egyik üzemben keletkező mellékterméket a másik üzemben nyersanyagként tudjuk felhasználni. Ha semmiképp nem tudunk zárt rendszerű termelést kialakítani, akkor üzemi szinten kell törekedni a hulladékok minimalizálására. A fentiek szerint meg nem szüntethető hulladékokat ártalmatlanítjuk, elégetjük, vagy lerakjuk.