Несжигающие технологии для уничтожения СОЗ Дэррил Ласкомб (Darryl Luscombe) PhD независимый експерт (Канада) – конзултант организации Арника 07-08-2014 / Астана
«Усиление гражданского общества Казахстана для улучшения химической безопасности в Казахстане»
Стокгольмская Конвенция Стокгольмская Конвенция определяет, что стороны, ее подписавшие, должны принять такие меры, чтобы отходы, содержащие стойкие органические загрязнители (СОЗ): “Удалялись таким образом, чтобы содержащиеся в них стойкие органические загрязнители уничтожались или необратимо преобразовывались и не проявляли свойств стойких органических загрязнителей или удалялись иным экологически безопасным образом в том случае, если уничтожение или необратимое преобразование не являются экологически предпочтительным вариантом;…” (Статья 6, (d) (ii)) И дальше надо предпринимать такие меры, чтобы отходы содержащие СОЗы:
“Не разрешалось удалять таким образом, который может приводить к рекуперации, рециркуляции, утилизации, прямому повторному использованию или альтернативным видам использования СОЗ.” (Статья 6 (d) (iii))
Стокгольмская Конвенция Выбранная технология уничтожения СОЗ должна: Предупредить образование полихлорированных диоксинов, фуранов и других непреднамеренных СОЗ. Предупредить выбросы диоксинов/фуранов и других непреднамеренных СОЗ. Не образовывать отходы, содержащие СОЗ. Не использовать такие методы уничтожения СОЗ, которые их не уничтожают как, например, свалки или вторичная переработка в любой форме.
Критерии уничтожения Эффективность уничтожения (DE) определяется в пересчете на все СОЗ, вступающие в процесс с одной стороны и выходящих во всех побочных продуктах и выбросах в окружающую среду (напр. газообразных, твёрдых и жидких) - с другой стороны, т.е. DE предполагает полное уничтожение СОЗ в процессе выбранной технологии. Эффективность уничтожения и переноса (DRE) определяется в пересчете на все СОЗ, вступающие в процесс с одной стороны и содержащих СОЗ в выбросах в воздух - с другой стороны. Не включает жидкие выбросы или СОЗ в образующихся отходах.
Выбор технологии По критериям Стокгольмской Конвенции Эффективность уничтожения СОЗ (подсчет количества всех СОЗ, входящих в процесс и выбрасываемых в окружающую среду
Способность учесть количество всех СОЗ в процессе, включая все образующиеся отходы, эмиссии Способность обработать повторно, если надо, снова весь материал, остатки, газообразные и жидкие отходы
Полная доступность информации о процессе История применения и коммерческая (рыночная ) доступность Охрана здоровья и безопасность труда
Использование опасных материалов и процессов Одобрение технологии обществом и присутствие общественности при решении
Заметки по эффективности уничтожения Многие из технологий для уничтожения СОЗ сумеют достичь большой ценности и эффективности уничтожения. Что касается DE, данные из больших проектов по уничтожению не всегда отвечают реальным возможностям определённой технологии. Это касается использования в таких проектах уровней очистки низких, чем позволяет технология по политическим или экономическим причинам. В зависимости от обстоятельств значительные уровни СОЗ остаются в очищенной почве, отходах и после очистки. Любой проект по очистке от СОЗ должен установить достаточно строгие нормативы для уровня уничтожения СОЗ вместе с достаточным контролем над тем, как технология работает (частый отбор проб и их анализ, отчёты по пробам).
Заметки по эффективности уничтожения Требования DE должны принимать во внимание потенциал вредных побочных продуктов, образующихся в процессе обработки и требовать отбора образцов на наличие СОЗ и других вредных веществ во всех стоках и остаточных веществах. Требованием любых восстановительных мероприятий или проектов по очистке должно являться разрушение всех СОЗ до максимально возможной степени и гарантия того, что цели очистки состояли в том, чтобы гарантировать, что никакие токсичные отходы не остаются на месте после завершения такого восстановительного мероприятия.
Предотвращение эмиссий СОЗ У большинства используемых систем есть некоторый потенциал для выброса газов из-за требований техники безопасности или нормативных требований. Например, регуляторы давления в случае неполадок в системе. У технологий, разработанных для уничтожения СОЗ отдельными партиями (в отличии от систем с непрерывной подачей СОЗ), будет самый высокий потенциал для максимизации предотвращения эмиссий СОЗ и тестирования на потенциальные эмиссии СОЗ.
Предотвращение эмиссий СОЗ У технологий, которые работают при комнатной температуре и давлении, будет самый большой потенциал для максимизации предотвращения эмиссий во время обработки. Любые технологии, которые используют высокие температуры и давление, имеют высокий потенциал выброса газов при неполадках в процессе, если не будут применяться определенные резервные системы. Контролирующие органы должны требовать максимального достижимого уровня предотвращения эмиссий СОЗ, в соответствии с нормами здравоохранения, безопасности и охраны окружающей среды.
Сжигающие технологии Согласно ФАО, крупномасштабные установки для сжигания отходов являются очень дорогими, а мелкомасштабные установки для сжигания отходов могут не подойти для разрушения сильно хлорированных материалов. Любой способ сжигания потребует значительных инвестиций в устройства контроля загрязнения воздуха для минимизации эмиссии диоксинов и других токсичных продуктов неполного сгорания.
Сжигание производит существенное количество твердых отходов (например, зола) и остаточных продуктов, которые нужно утилизировать ответственным способом. Зола уноса и другие остатки содержат высокие уровни диоксинов и других СОЗ, и эти отходы нужно утилизировать соответствующим образом.
Сжигающие технологии Экспорт отходов СОЗ для сжигания в Европе или Северной Америке не обязательно является легким решением. Расходы на переупаковку и транспортировку могут быть высокими, и многие предложения по межнациональным поставкам СОЗотходов для сжигания встречаются в штыки местными сообществами, проживающими рядом с установками для сжигания отходов. Недавно намеченная отгрузка отходов ГХБ из Австралии во Франции для сжигания была отклонена французским правительством на том основании, что “Транспорт опасных отходов... является экологическим отклонением”. “Такие отходы, "нужно обрабатывать возле источника их производства…”
Сжигание Не соответствует критериям для уничтожения СОЗ. По существу открытый процесс, с большими количеством выбрасываемых газов. Попытка устранить выбросы в атмосферу существенно увеличивает затраты и сложность системы, что влияет на дальнейшие стоки опасных отходов. Известный источник диоксинов и фуранов и других СОЗ в воздушных, твердых и жидких отходах. Спорный вопрос, подвергается значительной общественной оппозиции. Запуск установки для сжигания отходов требует существенных инвестиций и непрерывного потока опасных отходов в течение многих десятилетий для гарантии прибыльности.
Несжигающие технологии Многие проверенные технологии доступны для широкого диапазона отходов СОЗ. Соответствует критериям для соответствующих технологий для разрушения отходов СОЗ. Позволяет сдерживать все технологические потоки для последующей обработки в случаях сбоя системы или разрушения менее ожидаемого. Не является значительным источником загрязнения СОЗ из-за более высокой эффективности разрушения и способности сдерживать все стоки для последующей обработки. Более приемлемо для местных сообществ для разрушения запасов СОЗ и загрязненных мест, чем сжигание.
Химическое восстановление в газовой фазе ПХД
Основные продукты газовой фазы химического восстановления ПХБ
Окись углерода
Метан
Водород
Температура (> 850°C) Водород (> 65%) Пар (20-30%) Хлористый водород Полихлорированные бифенилы
Плюс некоторое количество легких углеводородов
Несжигающие технологии Разложение сверхвысоким давлением Биовосстановление Осново-катализируемое разложение Каталитическая гидрогенизация Разрушение в присутствии меди Газофазное химическое восстановление Гидродехлорирование Опосредованное электрохимическое окисление
Метод трет-бутоксида калия (tBuOK) Плазменные технологии Технология сольватированного электрона Звуковая технология Сверхкритическое водное окисление Натрий-термическое восстановление Разложение нагревом в вакууме Витрификация
Технологии, выбранные для детального рассмотрения после оценки Разложение сверхвысоким давлением Осново-катализируемое разложение
Каталитическая гидрогенизация Разрушение в присутствии меди Газофазное химическое восстановление Технология сольватированного электрона Натриетермическое восстановление Сверхкритическое водное окисление
Общий обзор технологий Высокий DE
Сдерживание остатков/отходов
Коммерческая доступность
Коммерческий опыт с СОЗ *
Поставщики
Разложение сверзвысоким давлением
p
Высокое
p
Средний
Несколько
Осново-катализируемое разложение
p
Высокое
p
Обширный
Несколько
Каталитическая гидрогенизация
p
Высокое
p
Ограниченный
Два Один
Разрушение в присутствии меди
p
Высокое
p
Очень ограниченный
Газофазное химическое восстановление
p
Высокое
p
Средний
Один
Плазменные системы
p
Низкое-высокое
p
Средний
Несколько
Технология сольватированного электрона
p
Высокое
p
Ограниченный
Один
Натриетермическое восстановление
p
Высокое
p
Обширный
Много
Сверхкритическое водное окисление
p
Высокое
p
Средний
Несколько
* Обширный = много лет коммерческого использования от разных поставщиков. Средний = много лет коммерческого использования от одного или более поставщиков. Ограниченный = несколько лет опыта, минимум от одного поставщика. Очень ограниченный = доступный только от одного поставщика с ограниченным коммерческим применением.
Частичный список поставщиков Технология
Поставщик
Адрес штаб-квартиры
Вебсайт
Размол на шаровой мельнице
Environmental Decontamination Ltd (EDL)
Окленд, Новая Зеландия
www.edl-asia.com
Размол на шаровой мельнице
Radical Planet Research Institute Co. Ltd.
Нагоя, Айти, Япония
www.radicalplanet.co.jp/en/
Основокатализируемое разложение
BCD Technologies Pty Ltd (subsidiary of ToxFree Solutions Ltd)
Нарангба, Квинсленд, Австралия
www.bcdtechnologies.com.au
Основокатализируемое разложение *
BCD Group Inc. (Держатель патента, выдает лицензии на ОКР поставщикам)
Огайо, США
www.bcdinternational.com
Каталитическая гидрогенизация
Hydrodec Group PLC
Лондон, Англия
www.hydrodec.com/
ГХВ
Natural Energy Systems Inc.
Онтарио, Канада
www.naturalenergyinc.com
Технология сольватированного электрона
Commodore Environmental Services (дочерняя компания Oasis Systems LLC)
Брумфилд, Колорадо, США
www.oasissystems.com
Натриетермическое восстановление
Kinectrics Inc.
Онтарио, Канада
www.kinectrics.com
Натриетермическое восстановление
Powertech Labs Inc.
Сюррей, Британская Колумбия, Канада
www.powertechlabs.com
Натриетермическое восстановление
Transformer Maintenance Services (TMS) (formerly ESI Group Australia)
Хьюм, АСТ, Австралия
www.tmsa.com.au
Натриетермическое восстановление *
Dr. Bilger Umweltconsulting GmbH
Ханау, Германия
www.bilgergmbh.de
* Прим: многие поставщики ОКР работают 20 лет, некоторые по специальным проектам, другие на постоянной основе в Мексике, Испании, Европе. Многие поставщики предлагают натриетермическое восстановление в Европе, Азии, Северной Америке и Европе.
Ориентировочная цена обработки Технология
Поставщик
ПХД масла
Почвы
Конденсаторы
Трансформаторы
Размол на шаровой мельнице 1
EDL
$300/т
$250/т
$300/т
$300/т
Основокатализируемое разложение 2
Многочисленны е
$0.7-2.2/кг в зависимости от отходов
$300/м3
Каталитическая гидрогенизация 1
Hydrodec Group PLC
5-50ч/млн ПХД:$0.40/л 50-500ч/млн ПХД: $0.80/л >500ч/млн ПХД: $4.00/л
Natural Energy Systems Inc.
$2,300/т - за 100% ПХД отходы
$500/т допускается низкий % ПХД.
$1,300/т допускается 40% ПХД.
$1,300/т допускается 40% ПХД.
Технология сольватированного электрона 1
Oasis Systems /Commodore
$5512 $6614/т
$5512 $6614/т
$5512 $6614/т
$5512 $6614/т
Натриетермическое восстановление 1
Kinectrics Inc
$0.9 - $7/л
$500-1700/т
$500-1700/т
Натриетермическое восстановление 1
ESI Group
$0.35 до $0.85/л (до 3000 ч/млн)
$1,700 — $4,250/т
$800 — $1,220/т
Газофазное химическое восстановление
1
$680 — $1,700/т
Информация представлена поставщиками, все цены приведены в долларах США. Фактическая стоимость может отличаться в зависимости от места. Источники: 1. SNC LAVALIN Inc., Демонстрационный проект по управлению и утилизации ПХД. Анализ вариантов обработки и утилизации ПХД для Социалистической Республики Вьетнам. Финальный отчет для Всемирного банка, июль 2008. 2. Секретариат Базельской Конвенции (ND). Технологии разрушения и обеззараживания ПХД и других СОЗ по Базельской Конвенции. Руководство по обучению менеджера проектов по работе с опасными отходами. Том С. Осново-катализируемое разложение.
Осново-катализируемое разложение Примеры коммерческого использования: Многочисленные проекты восстановления Суперфонда в США. Более 100,000 тонн загрязненной почвы очищали от диоксинов, ПХД, пестицидов. Очищение места проведения Олимпийских игр в Сиднее в 2000 в Хоумбуш-Бэй включало очищение 400 тонн хлорированных бензолов/диоксинов Более 2500 тонн ПХД обработано в отремонтированном сооружении в Мексике S. D. Meyers de Mexico. 3500 тонн пестицида ГХГ обработано между 2002-2002 в Испании IHOBE S.A. Коммерческую работу по очищению от ПХД в Австралии с 1992 выполняет BCD Technologies Pty Ltd.
Source: Secretariat of the Basel Convention (ND). Destruction and Decontamination Technologies for PCBs and other POPs Wastes under the Basel Convention. A Training Manual for Hazardous Waste Project Manager. Volume C.
Осново-катализируемое разложение Крупномасштабная обработка загрязненной почвы и отходов в Сполане, Чешская Республика. Включала 200 тонн пестицидов и 1200 тонн концентратов диоксинов/пестицидов при восстановлении 35000 тонн почвы.
Source: Secretariat of the Basel Convention (ND). Destruction and Decontamination Technologies for PCBs and other POPs Wastes under the Basel Convention. A Training Manual for Hazardous Waste Project Manager. Volume C.
Процесс натриетермического осстановления Примеры коммерческого использования: Kinectrics Inc обработала более 17,000 тонн ПХД с 1985 года. Лицензиат Kinectrics в Японии обрабатывает 100%-й ПХД с 2005 года.
Новый завод Kinectrics был недавно построен на Филиппинах для обработки ПХД в этой стране. Sanexen Environmental Services Inc., Канада обработали 25,000 тонн ПХД-жидкостей с 1985 года.
Powertech Labs, Канада, обработали более 14,000 тонн ПХД с 1987. Многочисленные другие поставщики предлагают технологию натриетермического восстановления в Европе, Азии и Америках. Source: Secretariat of the Basel Convention (ND). Destruction and Decontamination Technologies for PCBs and other POPs Wastes under the Basel Convention. A Training Manual for Hazardous Waste Project Manager. Volume C.
Процесс натриетермического осстановления – уничтожение запасов ПХД на Филипинах Примеры коммерческого использования: Уничтожение запасов ПХД в маслах на Филипинах в рамках проекта UNIDO/GEF
Технологии предварительной обработки Технологии, которые не разрушают СОЗ, но могут быть использованы для предварительной обработки СОЗ/отходов до разрушения. Например, чтобы удалить СОЗзагрязнения из почвы, бочек, строительных материалов, и т.д.
Обрабатывание в автоклаве Косвенная термодесорбция Термодесорбция на месте Очистка растворителем
Заключение
Несжигающие технологии: Коммерчески доступны для разрушения СОЗ.
Могут соответствовать всем фундаментальным требованиям Стокгольмской конвенции по СОЗ. Препятствуют дальнейшему выбросу диоксинов и СОЗ в окружающую среду. Являются предпочтительным методом утилизации СОЗ-отходов.
Спасибо за внимание Дэррил Ласкомб / независимый експерт (Канада) и Йиндржих Петрлик / Aрника jindrich.petrlik@arnika.org
Подробности: www.english.arnika.org С финансовой поддержкой Европейского Союза и GGF, IPEN «Усиление гражданского общества Казахстана для улучшения химической безопасности в Казахстане»