T E M AT N U M E R U I W O D A I Ś C I E K I
Wodne problemy • • •
technologie demineralizacji wody sposoby na osady zarobić na ściekach
Energetyczne fakty i mity > 40
Struktura przemyślana
> 52
Winny jest chlor
> 68
SPIS TREŚCI
T E M AT N U M E R U : WO DA I Ś C I E K I
22
T E M AT N U M E R U
I
WO DA I Ś C I E K I
10 I ZARABIANIE NA ŚCIEKACH? TO MOŻLIWE! Piotr Glamowski, Piotr Czupryński, Marta Czekaj, Maciej Płotka, Witold Żukowski 16 I DOBRA, LEPSZA, JESZCZE… Dorota Sąkol-Sikora 22 I NASTĘPCZYNI CZTERDZIESTOLATEK Aldona Senczkowska-Soroka 24 I W KOTLE NIE TYLKO WĘGIEL Eugeniusz Orszulik 28 I PO PIERWSZE… WODA Zygmunt Katolik, Urszula Mielcarek 36 I MATEMATYKA A WODA CHŁODZĄCA Jan Kwiatkowski
NASTĘPCZYNI CZTERDZIESTOLATEK
ELEKTROENERGETYKA
POZA KONTROLĄ
Fot. BMP
62
E L E K T RO E N E R G E T Y KA
Małgorzata Niestępska Fot. 123rf
40 I ENERGETYCZNE FAKTY I MITY Daniel Borsucki 46 I CZYSTA, TANIA ENERGIA Andrzej Strupczewski 52 I STRUKTURA PRZEMYŚLANA Michał Wierzbowski, Wojciech Łyżwa 58 I OSIEMNASTKA BEŁCHATOWA Aldona Senczkowska-Soroka 60 I POMAGAMY WYŁAWIAĆ Z TŁUMU B2B 62 I POZA KONTROLĄ Małgorzata Niestępska
fotoreportaż z elektrociepłowni Fortum w Zabrzu
REMONTY I UR 68 I 72 I
WINNY JEST CHLOR Agata Mlonka-Mędrala POD CZUJNYM OKIEM Grzegorz Bzymek, Mariusz Banaszkiewicz, Wojciech Radulski, Krzysztof Dominiczak
80
CIEPŁOWNICTWO
WYKLUCZENI Małgorzata Kołodziej-Nowakowska Fot. 123rf
CIEPŁOWNICTWO 80 I WYKLUCZENI Małgorzata Kołodziej-Nowakowska
PA L I WA 84 I ENERGIA Z ODPADÓW Andrzej Kacprzak, Zbigniew Bis
FELIETON 90 I CZAS PŁYNIE, A WŁAŚCIWIE TO CZAS NAM UCIEKA Jerzy Łaskawiec ECiZ 6/2016 3
O D R E DA KC J I
Aldona Senczkowska-Soroka redaktor wydania tel. 32/415 97 74 wew. 20 tel. kom. 792 809 881 e-mail: aldona.soroka@e-bmp.pl
Życie A
lbert Einstein napisał, że „Ludzie są jak morze, czasem łagodni i przyjaźni, czasem burzliwi i zdradliwi. Przede wszystkim to jednak tylko woda”. Tak, człowiek składa się w aż ok. 70% właśnie z H2O. Choć jest ona niebezpiecznym żywiołem, nie sposób bez niej przetrwać – woda warunkuje życie ludzi, zwierząt, roślin i… energetyki.
D
la tej ostatniej woda jest surowcem strategicznym. Bez niej nie sposób wyobrazić sobie pracy elektrowni. Ale w czasach zmian klimatu coraz trudniej i o wodę, jak i sprostać zmieniającemu się prawu w zakresie korzystania z niej. O zaostrzających się wymaganiach dot. jakości wody zdemineralizowanej do uzupełniania obiegów wodnoparowych bloków energetycznych pisze dr inż. Dorota Sąkol-Sikora. Tu na ratunek przychodzą wciąż udoskonalane technologie. Jedną z nich jest technologia uzdatniania w oparciu o procesy membranowe, na którą zdecydowano się w należącej do Forum elektrociepłowni w Zabrzu, gdzie wcześniej stosowano techniki jonowymienne.
4 ECiZ 6/2016
E
lementem dbałości o wodę w energetyce jest nie tylko jej odpowiednie przygotowanie, ale też oczyszczanie ścieków. W Polsce pracują już (i budują się kolejne) instalacje mokrego odsiarczania spalin – kolejny emitor ścieków. Technologia, o której przeczytać państwo możecie na s. 10, zakłada kontrolowane usunięcie niebezpiecznych dla środowiska metali i ich późniejsze wykorzystanie komercyjne. Jest to bardzo istotne w kontekście potrzeby uniknięcia konieczności zagospodarowania osadów jako odpadów niebezpiecznych.
P
amiętamy, że woda jest nie „tylko”, jak pisał Einstein, ale „aż” ważnym elementem naszego życia i bycia – cywilizacje rozwijały się przecież przy wielkich rzekach. Pamięta o tym także branża energetyczna, która doskonali gospodarkę wodno-ściekową, by spełnić coraz bardziej rygorystyczne wymogi w zakresie ochrony środowiska. Uczy się, ale i czeka z niepokojem na szczegóły dot. nowego Prawa wodnego.
Wydawca: BMP spółka z ograniczoną odpowiedzialnością spółka komandytowa KRS: 0000406244, REGON: 242 812 437 NIP: 639-20-03-478 ul. Morcinka 35 47-400 Racibórz tel./fax 32 415 97 74 tel.: 32 415 29 21, 32 415 97 93 energetyka@e-bmp.pl www.kierunekenergetyka.pl
Rada Programowa: prof. Jan Popczyk, przewodniczący Rady Programowej, Politechnika Śląska prof. Andrzej Błaszczyk, Politechnika Łódzka Wiesław Chmielowicz, prezes zarządu ECO SA Juliusz Jankowski, główny analityk biznesowy, Departament Regulacji i Relacji Zewnętrznych PGNiG TERMIKA dr hab. inż. Maria Jędrusik, prof. nadzw. PWr, Politechnika Wrocławska Mieczysław Kobylarz, dyrektor ENGIE Energia Polska S.A. prof. Janusz Lewandowski, Politechnika Warszawska prof. Stanisław Mańkowski, Politechnika Warszawska dr inż. Andrzej Sikora, prezes zarządu Instytutu Studiów Energetycznych Sp. z o.o., Akademia Górniczo-Hutnicza im St. Staszica w Krakowie Jerzy Łaskawiec, ekspert ds. energetyki Waldemar Szulc prof. nzw. dr hab. inż. Krzysztof Wojdyga, Politechnika Warszawska
Prezes zarządu BMP Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. Adam Grzeszczuk Redaktor naczelny Przemysław Płonka Redakcja Aldona Senczkowska-Soroka Redakcja techniczna Maciej Rowiński, Marek Fichna Prenumerata, kolportaż Aneta Jaroszewicz Sprzedaż: Beata Fas, Magda Kozicka, Ewa Zygmunt, Jolanta Mikołajec, Małgorzata Pozimska, Magdalena Widrińska
Druk: FISCHER POLIGRAFIA Cena 1 egzemplarza – 23,15 zł + 8% VAT Wpłaty kierować należy na konto: Bank Spółdzielczy w Raciborzu Nr konta: 40 8475 0006 2001 0014 6825 0001 Prenumerata krajowa: Zamówienia na prenumeratę instytucjonalną przyjmuje firma Kolporter Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A.. Informacje pod numerem infolinii 0801 40 40 44 lub na stronie internetowej http://dp.kolporter.com.pl/
Magazyn kierowany jest do prezesów, dyr. ds. technicznych i głównych specjalistów (mechaników, automatyków, energetyków) reprezentujących branżę energetyczną, organizatorów targów, sympozjów, imprez branżowych, urzędów, ministerstw, instytutów, wyższych uczelni oraz biur projektowych. Redakcja nie odpowiada za treść reklam. Niniejsze wydanie jest wersją pierwotną czasopisma Wykorzystywanie materiałów i publikowanie reklam opracowanych przez wydawcę wyłącznie za zgodą redakcji. Redakcja zastrzega sobie prawo do opracowywania nadesłanych tekstów oraz dokonywania ich skrótów, możliwości zmiany tytułów, wyróżnień i podkreśleń w tekstach. Artykułów niezamówionych redakcja nie zwraca. Fot. BMP. Fot na okładce: 123rf
Z D J Ę C I E N U M E RU
Z M O D E R N I Z O WA N Y PGE Energia Odnawialna zakończyła prowadzoną od kwietnia modernizację powłoki ochronnej zbiornika górnego Elektrowni Wodnej Żarnowiec – największej elektrowni szczytowo-pompowej w Polsce. Znajdujący się na płaskowyżu zbiornik górny elektrowni wodnej zajmuje powierzchnię 136 hektarów i magazynuje ponad 13 mln metrów sześciennych wody Źródło i fot. PGE Energia Odnawialna
ECiZ 6/2016 5
kierunekenergetyka . pl
PGNiG TERMIKA kupiła Spółkę Energetyczną „Jastrzębie”
Chłodnia kominowa nr 3 w Elektrowni Opole nabiera kolorów
PGNiG TERMIKA zawarła umowę z Jastrzębską Spółką Węglową (JSW) na zakup 100 proc. akcji Spółki Energetycznej „Jastrzębie” (SEJ). Transakcja stanowi kolejne wzmocnienie segmentu ciepłowniczego w Grupie Kapitałowej PGNiG. SEJ będzie dla PGNiG TERMIKA jednym z filarów rozwoju w zakresie energetyki przemysłowej.
Rozpoczęto malowanie powłoki zewnętrznej chłodni kominowej nr 3 (dla bloku energetycznego nr 5). Jest to element zabezpieczenia płaszcza chłodni kominowej przed szkodliwym działaniem czynników atmosferycznych.
W ramach umowy, zawartej 11 sierpnia br., PGNiG TERMIKA S.A. zakupiła 100 proc. akcji Spółki Energetycznej „Jastrzębie” S.A. za kwotę prawie 372 milionów złotych. Poprzez kolejną dużą akwizycję PGNiG umacnia ogólnopolski zasięg TERMIKI. – Konsekwentnie realizujemy strategię PGNiG S.A. i wzmacniamy segment ciepłowniczy. Dzisiaj zrobiliśmy kolejny krok do realizacji tego celu. Dzięki przejęciu SEJ zyskujemy nowe moce w zakresie ciepłownictwa i energetyki przemysłowej. Budujemy wokół PGNiG TERMIKA grupę prężnie funkcjonujących spółek. Widzimy tu duży potencjał wzrostu, który pozytywnie przełoży się na wartość całej Grupy Kapitałowej PGNiG – powiedział Piotr Woźniak, prezes zarządu PGNiG S.A. SEJ zajmuje się wytwarzaniem ciepła, energii elektrycznej, chłodu i sprężonego powietrza. Rocznie sprzedaje 1500 TJ ciepła oraz 380 GWh energii elektrycznej. Głównymi odbiorcami spółki są kopalnie JSW oraz PEC Jastrzębie, którego PGNiG TERMIKA jest właścicielem od kwietnia br. W ramach transakcji uregulowana została przyszła współpraca między SEJ a JSW. Zawarte zostały długoterminowe kontrakty na dostawy od JSW do SEJ węgla oraz metanu, a także na sprzedaż z SEJ do JSW ciepła, energii elektrycznej, chłodu i sprężonego powietrza. Źródło i fot.: PGNiG TERMIKA
6 ECiZ 6/2016
– Już w 2009 roku Elektrownia Opole ogłosiła konkurs plastyczny dla uczniów szkół podstawowych i gimnazjów, w którym mieli przedstawić, jak wyobrażają sobie nowe bloki energetyczne i chłodnie kominowe – mówi Bernard Ptaszyński, dyrektor Oddziału Elektrownia Opole. – Celem było przyjazne wkomponowanie projektowanej inwestycji w istniejącą infrastrukturę elektrowni i lokalny krajobraz. Wszystkie prace konkursowe potraktowane zostały jako inspiracja dla autorów grafiki, a że było ich niemal 1000, to było w czym wybierać. Najlepszym okazał się projekt Pauliny Dudzik, wówczas uczennicy Publicznego Gimnazjum nr 7 w Opolu – wyjaśnia Ptaszyński. Do ochrony płaszcza i konstrukcji żelbetowej zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz chłodni kominowej nr 3, posłuży ok. 31 ton żywicy epoksydowej i ok. 10 ton żywicy poliuretanowej. Dodatkowo, chłodnia od strony zewnętrznej zostanie pomalowana powłoką akrylową w 9 kolorach, która oprócz walorów dekoracyjnych stanowić będzie dodatkową ochronę konstrukcji. Źródło i fot.: PGE
C I E K AW O S T K I
Ile?
Elektrociepłownia Żerań może potencjalnie zaświecić około 6 milionów żarówek o mocy 60 W.
Źródło: PGNiG TERMIKA
Fot. freeimages.com
Z P O R TA L U
KOmPLeKSOWa reaLIZaCja INWeStYCjI Z ZaKreSu eNerGetYKI CIePLNej § kompleksowa, uwzględniająca wszystkie branże, budowa przepompowni dla sieci cieplnych w celu poprawy ich zdolności przesyłowych § modernizacja układów hydraulicznych ciepłowni w celu ograniczenia energochłonności oraz dostosowania źródła ciepła do zmieniających się warunków pracy systemu ciepłowniczego § kompleksowa realizacja instalacji kogeneracyjnych opartych na technologii silników tłokowych zasilanych paliwami gazowymi oraz turbin OrC wykorzystujących różne typy biomasy; szeroki zakres mocy, wykonanie standardowe lub ciche, dowolny wariant zabudowy, możliwość produkcji chłodu i pary § wykonanie, dostawa i montaż kompaktowych węzłów cieplnych, wodnych lub parowych o zakresie mocy od kilku kW do kilkudziesięciu mW, wykonanych w różnych wariantach: indywidualne lub grupowe, jednolub wielofunkcyjne, sterowane autonomicznie lub pracujące w ramach centralnego systemu sterowania i nadzoru
Oferta Obejmuje: § analizę założeń techniczno-ekonomicznych § przygotowanie projektu technicznego § dostawę i montaż urządzeń § uruchomienie instalacji § szkolenie załogi § całodobowy serwis gwarancyjny i pogwarancyjny
www.metrolog.com.pl Metrolog Sp. z o.o. ul. Kościuszki 97, 64-700 Czarnków tel. +48 67 255 34 39, faks +48 67 255 20 63 metrolog@metrolog.com.pl
Oddział Poznań ul. Piątkowska 212a, 61-693 Poznań tel./faks +48 61 868 85 07 poznan@metrolog.com.pl
fot. photogenica.pl
Z P O R TA L U
Ciepła woda systemowa leci z kranu natychmiast po odkręceniu, jej dostawy są niezawodne, a koszty niższe. Porozumienie na objęcie programem 100 procent budynków właśnie podpisała ze spółdzielnią „Przyszłość” Energetyka Cieplna Opolszczyzny.
798
Ocieplenie klimatu i coraz bardziej upalne lata wpływają na popularyzację urządzeń klimatyzacyjnych w krajach, gdzie dotychczas panował klimat umiarkowany, takich jak Polska. Przekłada się to na zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną w miesiącach letnich, co stanowi obciążenie dla krajowych systemów energetycznych. Rozwiązaniem, które mogłoby pomóc w odciążeniu sieci mogą się okazać alternatywne metody produkcji chłodu rozwijane przez Fortum.
– to rekordowa liczba uczestników Sympozjum ENERGETYKA BEŁCHATÓW 2016 (relacja s. 58)
Fot. freeimages.com
Fot. freeimages.com
ECO rozwija na szeroką skalę program dostarczania lokatorom jednej z największych spółdzielni mieszkaniowych w Opolu tzw. ciepłej wody systemowej, czyli rozwiązania, które pozwoli wyeliminować przestarzałe piecyki gazowe wraz z kłopotami, jakie sprawiają ich przeglądy, naprawy, wymiany i użytkowanie.
Chłód z rzeki, morza lub… ciepła sieciowego
RO Z M A I TO Ś C I
„ Energetyka Cieplna Opolszczyzny rzeczywiście inwestuje w „Przyszłość” i to niemało. Program pełnej obsługi wszystkich mieszkań spółdzielni obliczony jest na najbliższe 10 lat i będzie kosztował ECO 3 miliony złotych. ECO rozbuduje istniejące węzły cieplne centralnego ogrzewania w 50 budynkach mieszkalnych w Opolu – o dodatkowy moduł ciepłej wody. Drugi wariant inwestycji to likwidacja istniejących węzłów grupowych centralnego ogrzewania i zastąpienie ich dwufunkcyjnymi węzłami wraz z przyłączami do budynków mieszkalnych spółdzielni. Źródło: ECO
– Niektóre z założeń, jakie przyjęliśmy dla nowej stacji DEMI, to ograniczenie ilości zużywanego kwasu solnego i ługu sodowego oraz ograniczenie ilości zrzucanych ścieków. Nowa stacja miała wykorzystywać techniki membranowe i tak się też stało. Stanisław Jagustyn, specjalista ds. eksploatacji w EC Zabrze
Intensywne i powracające fale gorąca powodują, że Polacy coraz chętniej korzystają z urządzeń klimatyzacyjnych zarówno w obiektach użyteczności publicznej czy sklepach, jak również w domach i mieszkaniach. Tymczasem energochłonna klimatyzacja w okresie szczytowego zapotrzebowania na moc może stać się problemem dla obciążonej sieci energetycznej. Według ekspertów jedna elektryczna centrala do produkcji chłodu o mocy 125 kW, chłodząca pomieszczenia biurowe o średniej powierzchni użytkowej, może zużywać ok. 1 MWh energii dziennie. – Rosnące temperatury powodują, że konieczne jest poszukiwanie nowych źródeł chłodzenia. Fortum posiada szerokie doświadczenie w realizacji tego typu projektów, zarówno na świecie, jak i w Polsce. Od 2013 roku rozwijamy w naszym kraju innowacyjne rozwiązanie pozwalające na produkcję chłodu z ciepła sieciowego. W ramach tego projektu współpracowaliśmy między innymi z naukowcami z Politechniki Częstochowskiej, a w najbliższym czasie planujemy uruchomienie urządzenia adsorpcyjnego, zasilanego z ciepła sieciowego i kolektorów słonecznych w historycznej Elektrociepłowni Zabrze. Niedawno mieliśmy również okazję zaprezentować wyniki naszych prac podczas konferencji zorganizowanej przez Ministerstwo Energii, które jest zainteresowane promocją chłodu z ciepła sieciowego – mówi Piotr Górnik, dyrektor ds. produkcji Fortum. Źródło: Fortum
ECiZ 6/2016 9
Fot. freeimages.com
ECO: Porozumienie dla Przyszłości
kierunekenergetyka . pl
T E M AT N U M E R U
I WO DA I Ś C I E K I
Zarabianie na ściekach? To możliwe! dr Piotr Glamowski, Piotr Czupryński, dr Marta Czekaj EDF Polska
Maciej Płotka Purolite Polska
dr hab. inż. prof. PK Witold Żukowski Politechnika Krakowska
W odpowiedzi na potrzebę poszukiwania nowych, niezawodnych i dużo sprawniejszych metod oczyszczania ścieków oraz na coraz bardziej restrykcyjne regulacje Unii Europejskiej, Dział Badań i Rozwoju EDF Polska, wspólnie z Purolite, opracowali unikalną na skalę światową technologię usuwania metali ciężkich ze ścieków pochodzących z instalacji mokrego odsiarczania spalin (IMOS) w energetyce.
D
zięki wykorzystaniu tej innowacyjnej metody możliwe będzie minimalizowanie negatywnego wpływu na środowisko ubocznych produktów powstających w procesie wytwarzania energii w fazie spalania paliw kopalnych (węgiel) oraz w fazie oczyszczania spalin. Produktami uzyskiwanymi w wyniku zastosowania tej technologii są koncentraty metali ciężkich oraz metali wartościowych rynkowo, np. metali ziem rzadkich oraz metali szlachetnych.
Fot.123rf
Innowacja na skalę światową
10 ECiZ 6/2016
W ciągu najbliższych lat w Polsce zostaną uruchomione kolejne instalacje mokrego odsiarczania spalin przy węglowych blokach energetycznych, podczas pracy których pojawi się strumień nowych ścieków oraz osadów. Efektywne oczyszczanie ścieków z IMOS, poprzez selektywne usunięcie niebezpiecznych dla środowiska metali i ich późniejsze wykorzystanie komercyjne, jest bardzo istotne w kontekście potrzeby
uniknięcia konieczności zagospodarowania osadów jako odpadów niebezpiecznych. W odróżnieniu od obecnie funkcjonujących rozwiązań rynkowych z innych dziedzin przemysłu, proponowana technologia nie będzie powodowała powstawania typowych poprocesowych odpadów niebezpiecznych, których późniejsza utylizacja zwiększyłaby koszty produkcji. Nowa technologia umożliwia bowiem kontrolowane wyizolowanie koncentratów poszczególnych grup pierwiastków z materiału wejściowego, w którym ich stężenie jest dużo niższe niż w innych procesach. W świetle pozyskiwania koncentratów metali krytycznych dla gospodarki, zastosowanie technologii pozwalających na ich pozyskanie bez degradacji środowiska przyrodniczego, stanowi dodatkowy zysk ekologiczny. Omawianą metodą odzysku pierwiastków będą potencjalnie zainteresowane kraje wysokorozwinięte
T E M AT N U M E R U
I
WO DA I Ś C I E K I
w obszarze Unii Europejskiej, Stanów Zjednoczonych oraz rynków wschodzących. Instalacja jest bowiem pierwszą tego typu, nieopierającą się całkowicie na dobrze poznanych technologiach hydrometalurgicznych, a pracującą w oparciu o żywice jonowymienne, których inne typy pracują na stacjach uzdatniania wody w elektrowniach i elektrociepłowniach. Wykorzystywane są one również do odzysku metali szlachetnych w bogatych w te surowce ściekach z kopalni czy też instalacji odzysku rud metali kolorowych.
Projekt z potencjałem Poszukiwanie nowych źródeł krytycznych surowców dla gospodarki i rozwoju nowych technologii stało się w ostatnich latach przedmiotem szeregu opracowań strategicznych. Jednym z przykładów jest „Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego w sprawie utylizacji i eksploatacji odpadów przemysłowych i górniczych w Unii Europejskiej w celach gospodarczych i środowiskowych (opinia z inicjatywy własnej) (2012/C 24/03)”, która
„
Nowa technologia umożliwia kontrolowane wyizolowanie koncentratów poszczególnych grup pierwiastków z materiału wejściowego
wskazuje, że jednym z priorytetów polityki zarządzania ww. odpadami powinno być „opracowanie technologii umożliwiających odzyskiwanie materiałów o kluczowym znaczeniu oraz materiałów, które mogą być szkodliwe dla zdrowia ludzkiego i środowiska”. Odpowiedzią na to jest rozwiązanie Działu Badań i Rozwoju EDF Polska oraz Purolite, które obejmuje zastosowanie jonitów do obniżenia emisji metali ciężkich (m.in. Hg, Pb, Cd i in.) wraz z możliwością uzyskania wartościowych ekonomicznie koncentratów związków metali z ubocznych produktów spalania (UPS-popioły, żużle) oraz produktów oczyszczania spalin (ścieki i osady z instalacji mokrego odsiarczania spalin – IMOS). W tym kontekście należy zwrócić
uwagę, że postępujący w ostatnich latach rozwój technologii separacji pozwala na opłacalny odzysk m.in. cennych rynkowo pierwiastków, których stężenie w materiale wejściowym wynosi mniej niż 0,01%. Coraz szersze zastosowanie metali krytycznych, w tym metali ziem rzadkich, w nowych technologiach jest przyczyną wzrastającego popytu. Poniżej przedstawiono przykład sytuacji rynkowej dla pierwiastków ziem rzadkich (REY), gdzie zastosowanie nowych technologii wykorzystujących te surowce spowodowało gwałtowne zapotrzebowanie oraz związany z nim wzrost cen. Ww. pierwiastki znalazły szerokie zastosowanie w ró ż n o ro d nych gałęziach przemysłu
ECiZ 6/2016 11
T E M AT N U M E R U
I WO DA I Ś C I E K I
– od produkcji elektroniki, przez przemysł chemicz- podziemnych lub odkrywkowych, powodując tym ny, po niskoemisyjne technologie energetyczne. Ich samym znaczącą degradację środowiska przyrodninajwiększym dostawcą (zaspokajającym ok. 95% czego. Do podstawowych skutków środowiskowych światowego zapotrzebowania) jest Chińska Republika należą: deformacja powierzchni ziemi, przesuszenie Ludowa (PRC), posiadająca 35% ogółu światowych wierzchnich warstw gruntów oraz zaburzanie stosunzasobów REY. W krajach członkowskich UE, USA ków wodnych (obniżanie poziomu wód gruntowych, czy Japonii REY/REO wpisano na listę surowców zasolenie wód powierzchniowych, itp.). Odzysk metali, w analiza tym metali ziem rzadkich, wpłynie więc na krytycznych i wprowadzono szereg programów oraz m.in. Opracowanie innowacyjnej technologii poprzedziła właściwości działań zaradczych, mających na celu zabezpieczenie zmniejszenie śladu ekologicznego zakładów produkfizykochemicznych UPS z następującymi wnioskami: ich zasobów. Poszukiwanie nowych źródeł REY oraz cyjnych energetyki oraz przemysłu wykorzystującego potwierdzono zmianę zawartości metali wraz z kolejnymi strefami odpylania ich odzysk stanowi jedno z takich działań, w których ten rodzaj metali. w elektrofiltrze, to UPS, uzyskiwane w procesach spalania paliw ko analizowanepalnych, UPS, amogą w szczególności osady źródło z IMOS, posiadają korzystny rozkład metali stanowić obiecujące odzysku. Proces badawczy w praktyce ziem rzadkich, Ze względu na stałe zapotrzebowanie i konieczność Opracowanie innowacyjnej technologii poprzedzi przeprowadzone wstępne się testy metali z popiołów lotnych jak właściwości i z osadówfizykochemicznych UPS uniezależniania od ługowania dostaw zewnętrznych, uzy- ła m.in. analiza IMOS udowodniły, iż istnieje możliwość odzysku wartościowych ekonomicznie skane w wyniku pracy innowacyjnej instalacji kon- z następującymi wnioskami: pierwiastków. centraty pierwiastków cennych ekonomicznie znajdą • potwierdzono zmianę zawartości metali wraz odbiorców praktycznie w każdym sektorze, w którym z kolejnymi strefami odpylania w elektrofiltrze, są wykorzystywane – zarówno • analizowane a w szczególności osady z IMOS, Wyniki badańpierwiastki różnych te typów UPS pozwoliły najako porównanie ich UPS, parametrów półprodukt produkt docelowy. posiadająrynkowo korzystnymetali. rozkład metali ziem rzadkich, fizykochemicznych – pod czy kątem zawartości metali ciężki i innych cennych • przeprowadzone Dodatkowo Dział Dzięki Badań odzyskowi i Rozwojukoncentratów EDF Polskawartościowych dokonał oszacowania potencjału wstępne odzyskutesty ługowania metali oprócz ograniczenia wyczerpywania się złóż, z popiołów lotnych, jak i z osadów IMOS udowodpierwiastków metali, dla swoich spółek Grupy EDF wraz z analizą dostępnych metod możliwe będzie uniknięcie negatywnych skutków i wysokosprawną niły, iż istnieje możliwość hydrometalurgicznych. Jako rekomendowaną, niskokosztową metodęodzysku wartościowych RYS. 1 środowiskowych związanych i wzboekonomicznie pierwiastków. wskazano możliwość wykorzystania żywic z wydobyciem jonowymiennych. Ogólny schemat gacaniem rud. Metale ziem rzadkich wydobywane przebiegu prac są ze złóż tradycyjnymi metodami w kopalniach Wyniki badań różnych typów UPS pozwoliły badawczych na porównanie ich parametrów fizykochemicznych – pod kątem zawartości metali ciężki i innych cennych rynkowo metali. Dodatkowo Dział Badań i Rozwoju Bilans pierwiastków EDF Polska dokonał oszacowania potencjału odzysku oraz testy laboratoryjne Badania przemysłowe pierwiastków dla swoich spółek Grupy EDF wraz z analizą dostępnych metod hydrometalurgicznych. Jako rekomendowaną, niskokosztową i wysokosprawBudowa i testy instalacji ną metodę wskazano możliwość wykorzystania żywic pilotażowej jonitów jonowymiennych. Prace rozwojowe W pierwszym etapie projektu opracowany bilans pierwiastków dla bloku energetycznego pozwolił na Opracowanie technologii określenie jakościowe i ilościowe spodziewanych wykorzystującej żywice jonowymienne strumieni metali w ściekach i osadach z IMOS m.in. do usuwania i odzysku metali w zależności od strumienia wejściowego w paliwie regeneracji pojawiły się też wysokie stężenia takich pierwiastków, jak La,wapiennego, Pr, Tb, Gd,jako Ag dwóch czy czy w mączce z kamienia Ir. Dodatkowo wytypowano żywice nieregenerowalne, oczyszczające odciek z IMOS z Hg, kluczowych źródeł metali. Ze względu na wybraną Cu oraz częściowo z Pb i Cd. technologię do usuwania metali, jaką są żywice jono-
RYS. 1 Ogólny schemat przebiegu prac badawczych
12 ECiZ 6/2016
Jonit -4n Jonit
Jonit 1
W pierwszym etapie projektu, opracowany pierwiastków Układ bilans jonitów – praca szeregowa lub dla bloku równoległa energetycznego pozwolił na określenie jakościowe i ilościowe spodziewanych strumieni Nadawa metali w ściekach i osadach z IMOS m.in. w zależności od strumienia wejściowego w paliwie czy w mączce z kamienia wapiennego, jako dwóch kluczowych źródeł metali. Ze względu na wybraną technologię do usuwania metali, jaką są żywice jonowymienne, jako główny ………………… strumień, na którym pracowała instalacja do usuwania metali, zostały wybrane ścieki z IMOS. Materiał ten został rekomendowany do dalszych prac w projekcie. W ramach drugiego etapu (badania laboratoryjne mas jonitowych) przetestowano pracę kolumn jonitowych w ścieku z IMOS charakteryzującym się m.in. wysokim zasoleniem RYS. 2 (20-40g chlorków/l ścieku). Określono sprawności usuwania i odzysku Eluaty i koncentraty metali określonych grup Schemat pracy instalacji jonitowej pierwiastków oraz wytypowano żywice do testów w skali pilotażowej. W wyniku prac laboratoryjnej żywicę regenerowalną do dalszych prac na instalacji pilotowej. Sorbent ten wytypowano doprowadził do całkowitego usunięcia 5 pierwiastków (Zn, Pb, Ni, Cd oraz Cu). Co więcej, RYS. 2 Schemat instalacji jonitowej laboratoryjnej ograniczył o niemal 50% stężenie pracy Mn obecnego w dużej ilości w nadawie. W eluacie po
Odciek oczyszczony z metali
W trzecim etapie projektu wybudowano instalację pilotową o wydajności do 1 m3/h. 3