Anhang V

Beste verfügbare Techniken zur Begrenzung der Emissionen persistenter organischer
Schadstoffe aus größeren ortsfesten Quellen

I. Einleitung

1. 1.Mit diesem Anhang sollen den Vertragsparteien des Übereinkommens Leitlinien zur Ermittlung bester verfügbarer Techniken gegeben werden, die es ihnen ermöglichen, die Verpflichtungen aus Artikel 3 Absatz 5 des Protokolls zu erfüllen.2.Der Begriff „beste verfügbare Techniken“ (Best available techniqu – BAT) steht für die wirksamste 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 verringert werden:

1. – 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;
2. – „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 Hoheitsgebiets der fraglichen Vertragspartei angewendet werden oder von dort stammen, solange sie für den Betreiber auf vernünftigem Wege zugänglich sind;
3. – „beste“ heißt wirksamste im Hinblick auf die Erreichung eines hohen allgemeinen Schutzniveaus der Umwelt als Ganzes.

Bei der Ermittlung der besten verfügbaren Techniken soll generell bzw. in spezifischen Fällen den nachstehenden Faktoren besondere Beachtung geschenkt werden unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Kosten und Nutzen einer Maßnahme sowie des Vorsorge- und Vermeidungsprinzips:

1. – Einsatz abfallarmer Technologien;
2. – Verwendung mindergefährlicher Stoffe;
3. – Förderung der Rückgewinnung und Verwertung von Stoffen, die in dem Prozess gebildet und verwendet worden sind, sowie von Abfällen;
4. – vergleichbare Betriebsprozesse, -einrichtungen oder –methoden, die im industriellen Maßstab erfolgreich erprobt worden sind;
5. – technologische Fortschritte und Veränderungen bei den wissenschaftlichen Kenntnissen und Erkenntnissen;
6. – Art, Auswirkungen und Umfang der betreffenden Emissionen;
7. – Inbetriebnahmetermine für neue oder bestehende Anlagen;
8. – zur Einführung der besten verfügbaren Technik benötigte Zeit;
9. – Verbrauch und Beschaffenheit der in dem Prozess verwendeten Rohstoffe (einschließlich Wasser) und ihre Energieeffizienz;
10. – Notwendigkeit der Verhinderung bzw. Minimierung der Gesamtauswirkungen der Emissionen auf die Umwelt und der Risiken für sie;
11. – 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 geographischer Standort und die örtlichen Umweltbedingungen berücksichtigt werden.

1. 3.Die Informationen zur Leistungsfähigkeit und zu den Kosten von Begrenzungsmaßnahmen stützen sich auf Dokumente, die bei der Task Force und der für POP zuständigen Arbeitsgruppe eingingen und von ihnen geprüft werden. Sofern nicht anders angegeben, werden die auf Betriebserfahrungen basierenden aufgeführten Techniken als gut eingeführt angesehen.4.Die Erfahrungen aus neuen Anlagen, die mit emissionsarmen Techniken arbeiten, sowie der Nachrüstung vorhandener Anlagen wachsen ständig. Daher sind eine regelmäßige Überarbeitung und Änderung dieses Anhangs erforderlich. Für Neuanlagen ermittelte beste verfügbare Techniken (BAT) können gewöhnlich für bestehende Anlagen eingesetzt werden, sofern eine angemessene Übergangszeit eingeräumt wird und die Techniken angepasst werden.5.In diesem Anhang ist eine Reihe von Begrenzungsmaßnahmen mit verschiedenen Kosten- und Effizienzmerkmalen aufgeführt. Welche Maßnahmen für einen bestimmten Fall ausgewählt werden, ist von einer Reihe von Faktoren abhängig, zu denen wirtschaftliche Gegebenheiten, die technologische Infrastruktur und Kapazität sowie bestehende Maßnahmen zur Begrenzung der Luftverunreinigung zählen.6.Die wichtigsten POP, die von ortsfesten Quellen emittiert werden, sind:

1. a) polychlorierte Dibenzo-p-dioxine/-furane (PCDD/F);
2. b) Hexachlorbenzol (HCB);
3. c) polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK).

Einschlägige Definitionen befinden sich in Anhang III dieses Protokolls.

II. Größere ortsfeste Quellen von POP-Emissionen

1. 7.PCDD/F werden bei thermischen Prozessen, bei denen organische Stoffe und Chlor eine Rolle spielen, als Ergebnis einer unvollständigen Verbrennung oder chemischen Reaktion emittiert. Größere ortsfeste Quellen von PCDD/F können unter anderem sein:

1. a) Abfallverbrennung einschließlich Abfallmitverbrennung;
2. b) thermische metallurgische Verfahren, zB Herstellung von Aluminium und anderen Nichteisenmetallen, Eisen und Stahl;
3. c) Verbrennungsanlagen zur Energiegewinnung;
4. d) Kleinfeuerungsanlagen und
5. e) spezielle chemische Produktionsprozesse, bei denen Zwischenverbindungen und Nebenprodukte freigesetzt werden.

1. a) Holz- und Kohleheizungen in privaten Haushalten;
2. b) offene Feuer wie Abfallverbrennung, Waldbrände und Verbrennung von Ernterückständen;
3. c) Koks- und Anodenproduktion;
4. d) Aluminiumherstellung (nach dem Söderberg-Verfahren) und
5. e) Anlagen zur Imprägnierung von Holz, ausgenommen der Fall, dass diese Kategorie bei einer Vertragspartei nicht signifikant zu den PAK-Gesamtemissionen (im Sinne des Anhangs III) beiträgt.

1. a) Abfallverbrennungsanlagen einschließlich Anlagen zur Abfallmitverbrennung;
2. b) thermische Quellen in der metallurgischen Industrie und
3. c) die Verwendung chlorierter Brennstoffe in Ofenanlagen.

III. Allgemeine Konzepte für die Begrenzung der POP-Emissionen

1. 10.Für die Begrenzung oder Verhinderung von POP-Emissionen aus ortsfesten Quellen gibt es mehrere Konzepte. Dazu zählen der Ersatz relevanter Einsatzstoffe, Prozessmodifikationen (einschließlich Wartung und Betriebskontrolle) sowie die Nachrüstung bestehender Anlagen. Im Folgenden wird allgemein auf verfügbare Maßnahmen verwiesen, die getrennt oder kombiniert angewandt werden können:

1. a) Ersatz von Einsatzmaterialien, bei denen es sich um POP handelt oder bei denen eine direkte Verbindung zwischen den Materialien und POP-Emissionen aus der Quelle besteht;
2. b) beste Umweltschutzpraktiken wie gute Betriebspraxis, Programme zur vorbeugenden Instandhaltung oder Prozessveränderungen wie geschlossene Systeme (beispielsweise in Kokereien oder Verwendung inerter Elektroden bei der Elektrolyse);
3. c) Modifikation der Prozessgestaltung zur Sicherstellung einer vollständigen Verbrennung und damit Verhinderung der Bildung persistenter organischer Schadstoffe durch die Steuerung von Parametern wie Verbrennungstemperatur und Verweilzeit;
4. d) Verfahren zur Abgasreinigung wie thermische oder katalytische Verbrennung bzw. Oxidation, Staubabscheidung, Adsorption;
5. e) Behandlung von Rückständen, Abfällen und Klärschlamm, beispielsweise auf thermischem Weg oder durch Inertisierung.

IV. Techniken für die Verringerung der PCDD/F-Emissionen

A. Abfallverbrennung

1. 13.Unter Abfallverbrennung wird das Verbrennen von Siedlungsabfällen, gefährlichen Abfällen, Abfällen aus dem medizinischen Bereich und von Klärschlamm verstanden.14.Die wichtigsten Maßnahmen zur Begrenzung von PCDD/F-Emissionen aus Abfallverbrennungsanlagen sind:

1. a) Primärmaßnahmen bei der Verbrennung von Abfällen;
2. b) Primärmaßnahmen bei Prozesstechniken;
3. c) Maßnahmen zur Steuerung physikalischer Parameter des Verbrennungsprozesses und der Abgase (zB Temperaturstufen, Abkühlungsgeschwindigkeit, O₂-Gehalt usw.);
4. d) Abgasreinigung und
5. e) Behandlung von Rückständen aus dem Reinigungsprozess.

1. a) Abgaskühlung (sehr effektiv und verhältnismäßig preiswert);
2. b) Zusatz von Inhibitoren wie Triethanolamin oder Triethylamin (kann auch Stickstoffoxide reduzieren), aus Sicherheitsgründen müssen aber Nebenreaktionen bedacht werden;
3. c) Einsatz von Staubabscheidern, die für Temperaturen zwischen 800 und 1 000°C ausgelegt sind, zB Keramikfilter und Zyklone;
4. d) Einsatz von Systemen mit elektrischer Tieftemperatur-Entladung und
5. e) Vermeidung von Flugascheablagerungen im Abgassystem.

• herkömmliche Staubabscheider zur Verringerung der partikelgebundenen PCDD/F;
• selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction – SCR) oder selektive nichtkatalytische Reduktion (Selective Non-catalytic Reduction – SNCR);
• Adsorption mit Aktivkohle oder -koks in Festbett- oder Wirbelschichtsystemen;
• verschiedene Adsorptionsmethoden und optimierte Nassstaubabscheidesysteme mit Aktivkohle, Herdofenkoks, Kalk und Kalksteinlösungen in Festbett-, Fließbett- und Wirbelschichtreaktoren. Durch Verwendung einer geeigneten Aktivkoks-Filterhilfsschicht auf der Oberfläche eines Schlauchfilters lässt sich der Abscheidegrad von gasförmigen PCDD/F verbessern;
• H₂O₂-Oxidation und
• katalytische Verbrennungsverfahren unter Verwendung verschiedener Katalysatorarten (dh. Pt/Al₂O₃ oder Kupfer-Chromit-Katalysatoren mit unterschiedlichen Aktivatoren zur Stabilisierung der Oberfläche und Verlangsamung des Alterungsprozesses der Katalysatoren).

Vergleich verschiedener Maßnahmen zur Abgasreinigung und Prozessmodifikationen bei
Abfallverbrennungsanlagen zur Verringerung der PCDD/F-Emissionen

Tabelle 1

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

1. 21.In vielen Ländern können Anlagen zur Verbrennung medizinischer Abfälle eine große Quelle von PCDD/F-Emissionen darstellen. Bestimmte Abfälle aus dem Medizinbereich wie menschliches anatomisches Material, infektiöser Abfall, Nadeln, Blut, Plasma und Zytostatika werden als Sonderform gefährlicher Abfälle behandelt, während andere medizinische Abfälle häufig vor Ort im Chargenbetrieb verbrannt werden. Verbrennungsöfen mit diskontinuierlicher Arbeitsweise können den gleichen Anforderungen hinsichtlich der PCDD/F-Reduktion gerecht werden wie andere Abfallverbrennungsanlagen.22.Die Vertragsparteien mögen in Erwägung ziehen, die Verbrennung kommunaler und medizinischer Abfälle in großen regionalen Anlagen statt in kleineren durchzuführen. Dadurch kann sich die Anwendung bester verfügbarer Technologien kostengünstiger gestalten.23.Behandlung von Rückständen aus der Abgasreinigung. Anders als Aschen aus Verbrennungsöfen enthalten diese Rückstände verhältnismäßig hohe Konzentrationen an Schwermetallen, organischen Schadstoffen (einschließlich PCDD/F), Chloriden und Sulphiden. Ihre Entsorgung muss daher gut kontrolliert werden. Insbesondere in Nassabscheidesystemen entstehen große Mengen saurer, kontaminierter flüssiger Abfälle. Es bestehen einige Spezialbehandlungsverfahren. Dazu zählen unter anderem:

1. a) katalytische Behandlung von Gewebefilterstäuben bei niedrigen Temperaturen und Sauerstoffknappheit;
2. b) Wäsche von Gewebefilterstäuben nach dem „3-R-Prozess2“ (Extraktion von Schwermetallen durch Säuren und Zerstörung organischer Bestandteile durch Verbrennung);
3. c) Verglasung von Gewebefilterstäuben;
4. d) weitere Immobilisierungsverfahren und
5. e) Anwendung der Plasmatechnologie.

B. Thermische Prozesse in der metallurgischen Industrie

1. 24.Bestimmte Verfahren der metallurgischen Industrie können wichtige verbleibende Quellen von PCDD/F-Emissionen sein. Dies sind:

1. a) Primärbereich der Eisen- und Stahlindustrie (zB Hochöfen, Sinteranlagen, Pelletieranlagen in der Eisenhüttenindustrie);
2. b) Sekundärbereich der Eisen- und Stahlindustrie und
3. c) Primär- und Sekundärbereich der Nichteisenmetall-Industrie (Kupferproduktion). PCDD/F-Emissionsbegrenzungsmaßnahmen für die metallurgische Industrie sind in Tabelle 2 zusammenfassend aufgeführt.

Verringerung der Emission von PCDD/F in der metallurgischen Industrie

Tabelle 2

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

Sinteranlagen

1. 26.In Sinteranlagen der Eisen- und Stahlindustrie wurden im Allgemeinen PCDD/F-Emissionen im Bereich von 0,4 bis 4 ng TEQ/m3 gemessen. Eine Einzelmessung in einer Anlage ohne jegliche Begrenzungsmaßnahme ergab eine Emissionskonzentration von 43 ng TEQ/m3.27.Halogenverbindungen können die Bildung von PCDD/F verursachen, wenn sie im Beschickungsmaterial (Koksgrus, Salzgehalt im Erz) und in zugesetztem verwertetem Material (zB Walzzunder, Gichtgasstaub aus Hochöfen, Filterstäube und Schlamm aus der Abwasserbehandlung) in Sinteranlagen gelangen. Ähnlich wie bei der Müllverbrennung besteht jedoch kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Chlorgehalt des Beschickungsmaterials und PCDD/F-Emissionen. Eine geeignete Maßnahme kann darin bestehen, die Verwendung kontaminierter Rückstände zu vermeiden und Walzzunder vor dem Einsatz in die Sinteranlage zu entölen oder zu entfetten.28.Die wirksamste Verringerung von PCDD/F-Emissionen lässt sich durch eine Kombination verschiedener Sekundärmaßnahmen wie folgt erzielen:

1. a) Eine beträchtlichte Verringerung von PCDD/F-Emissionen wird durch die Rückführung von Abgas in den Kreislauf erreicht. Außerdem wird der Abgasstrom erheblich reduziert, wodurch die Kosten für die Installation zusätzlicher Abluftreinigungsanlagen sinken;
2. b) die Installation von Gewebefiltern (in einigen Fällen kombiniert mit elektrostatischen Abscheidern) oder elektrostatischen Abscheidern bei der Eindüsung von Aktivkohle-Herdofenkoks-Kalkstein- Gemischen in das Abgas;
3. c) es sind Waschverfahren entwickelt worden, die eine Kühlung des Abgases, Auswaschung durch Hochleistungswäsche und Trennung durch Tropfenabscheidung beinhalten. Emissionswerte von 0,2 bis 0,4 ng TEQ/m³ können erzielt werden. Durch den Zusatz geeigneter Adsorptionsmittel wie Braunkohlenkoks/Kohlengrus lässt sich eine Emissionskonzentration von 0,1 ng TEQ/m³ erreichen.

Primär – und Sekundärbereich der Kupferproduktion

1. 29.In vorhandenen Anlagen der primären und sekundären Kupferproduktion kann nach der Abgasreinigung ein PCDD/F-Emissionsgrad von einigen wenigen Pikogramm bis zu 2 ng TEQ/m3 erreicht werden. Vor der Optimierung der Aggregate emittierte ein einzelner Kupferschachtofen bis zu 29 ng TEQ/m3 PCDD/F. Im Allgemeinen variieren die PCDD/F-Emissionswerte dieser Anlagen stark, was auf die großen Unterschiede zwischen den Rohstoffen zurückzuführen ist, die bei den verschiedenen Aggregaten und Verfahren zum Einsatz kommen.30.Im Allgemeinen eignen sich für eine Verringerung der PCDD/F-Emissionen folgende Maßnahmen:

1. a) Vorsortierung von Schrott;
2. b) Vorbehandlung von Schrott, zB Ablösen von Kunststoff oder PVC-Überzügen, Vorbehandlung von Kabelschrott nur unter Einsatz kalter/mechanischer Verfahren;
3. c) rasche Kühlung heißer Abgase (und dabei Ausnutzung der Wärme), zur Absenkung der Verweilzeit im kritischen Temperaturbereich des Abgassystems;
4. d) Verwendung von Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft bei der Feuerung, oder Sauerstoffeindüsung im Schachtofen (dadurch vollständige Verbrennung und Minimierung des Abgasvolumens);
5. e) Adsorption in einem Festbettreaktor oder Wirbelstrahlstrom-Reaktor mit Aktivkohle oder Herdofenkoks und
6. f) katalytische Oxidation.

Stahlerzeugung

1. 31.Die PCDD/F-Emissionen von Konverterstahlwerken zur Stahlerzeugung und von Heißwindkupolöfen, Elektroöfen und Elektrolichtbogenöfen zum Schmelzen von Gusseisen liegen weit unter 0,1 ng TEQ/m3. Bei Kaltwindöfen und Drehrohröfen (Schmelzen von Gusseisen) sind die PCDD/Femissionen höher.32.Bei Elektrolichtbogenöfen der Sekundärstahlerzeugung kann ein Emissionskonzentrationswert von 0,1 ng TEQ/m3 erreicht werden, wenn folgende Maßnahmen zur Anwendung kommen:

1. a) getrenntes Sammeln von Emissionen vom Ein- und Austrag und
2. b) Verwendung eines Gewebefilters oder eines elektrostatischen Abscheiders in Verbindung mit Kokseindüsung.

Schmelzanlagen der Sekundäraluminiumindustrie

1. 34.Die PCDD/F-Emissionen von Umschmelzanlagen in der Sekundäraluminiumindustrie liegen im Bereich von ungefähr 0,1 bis 14 ng TEQ/m3. Diese Werte sind von der Bauart der Schmelzaggregate, den zum Einsatz kommenden Materialien und den Abgasreinigungsverfahren abhängig.35.Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein- und mehrstufige Gewebefilter mit dem zusätzlichen Einsatz von Kalkstein/Aktivkohle/Herdofenkoks vor dem Filter eine Emissionskonzentration von 0,1 ng TEQ/m3 bei einer 99%igen Reduktionseffizienz erreichen.36.Folgende Maßnahmen können ebenfalls in Erwägung gezogen werden:

1. a) Minimierung und getrennte Entfernung und Reinigung von Abgasströmen, die unterschiedlich mit Schadstoffen belastet sind;
2. b) Vermeidung des Absetzens von Partikeln aus dem Abgas;
3. c) rasches Passieren des kritischen Temperaturbereichs;
4. d) verbesserte Vorsortierung von Aluminiumschredderschrott durch Schwimm-Sink- und Wirbelstrom- Trennung und
5. e) Verbesserung der vorhergehenden Säuberung von Aluminiumschrott durch Reinigung von ölbehafteten Spänen und Trocknung.

C. Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kesseln von Versorgungs- und Industrieunternehmen

1. 40.Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kesseln von Versorgungs- und Industrieunternehmen (Wärmekapazität 50 MW) wird die auf Grund des reduzierten Brennstoffbedarfs verbesserte Energieeffizienz und -einsparung bei sämtlichen Schadstoffen zu einem Rückgang der Emissionen führen. Auch die PCDD/F-Emissionen werden dadurch sinken. Chlor aus Kohle oder Öl zu entfernen wäre hinsichtlich der Kosten keine günstige Maßnahme, doch abgesehen davon wird auch der zunehmende Einsatz von Gaskraftwerken zur Verminderung der PCDD/F-Emissionen in diesem Sektor beitragen.41.Es sei darauf hingewiesen, dass ein Zusetzen von Abfall (Klärschlamm, Altöl, Gummiabfälle usw.) zum Brennstoff einen spürbaren Anstieg der PCDD/F-Emissionen zur Folge haben könnte. Die Verbrennung von Abfällen zur Energiegewinnung soll nur in Anlagen erfolgen, die über Abgasreinigungssysteme mit hocheffizienter PCDD/F-Reduktion verfügen (siehe Beschreibung in Abschnitt A).42.Die Anwendung von Verfahren zur Verringerung der Emission von Stickstoffoxiden, Schwefeldioxid und Partikeln aus dem Abgas kann auch die PCDD/F-Emissionen mindern. Der Einsatz dieser Techniken zur PCDD/F-Entfernung wird je von Anlage zu Anlage unterschiedlich effizient erfolgen. Die Forschungen zur Entwicklung von Verfahren für die PCDD/F-Beseitigung gehen weiter, aber solange derartige Verfahren im industriellen Maßstab nicht zur Verfügung stehen, sind Angaben zur besten verfügbaren Technik für den spezifischen Zweck der PCDD/F-Beseitigung nicht möglich.

D. Kleinfeuerungsanlagen

1. 43.Bei ordnungsgemäßem Einsatz genehmigter Brennstoffe tragen Kleinfeuerungsanlagen weniger stark zu den PCDD/F-Gesamtemissionen bei. Außerdem können je nach Art und Qualität der Brennstoffe, Anzahl und Nutzung der Anlagen in einem Gebiet große regionale Unterschiede auftreten.44.Bei offenen Feuerstellen in privaten Haushalten ist die Ausbrandrate für Kohlenwasserstoffe in Brennstoffen und Abgasen schlechter als bei großen Verbrennungsanlagen. Dies gilt insbesondere für den Einsatz fester Brennstoffe wie Holz und Kohle mit PCDD/F-Emissionskonzentrationen im Bereich von 0,1 bis 0,7 ng TEQ/m3.45.Das Verbrennen von Verpackungsmaterial zusammen mit festen Brennstoffen bewirkt eine Erhöhung der PCDD/F-Emissionen. Obwohl die Verbrennung von Abfall und Verpackungsmaterial in einigen Ländern verboten ist, kann sie in privaten Haushalten gelegentlich praktiziert werden. Auf Grund steigender Entsorgungsgebühren ist davon auszugehen, dass Abfälle in Feuerungsanlagen in privaten Haushalten verbrannt werden. Die Verwendung von Holz zusammen mit Verpackungsmüll kann zu einem Anstieg der PCDD/F-Emissionen von 0,06 ng TEQ/m3 (ausschließlich Holz) auf 8 ng TEQ/m3 (bezogen auf 11 Vol.-% O2) führen. Diese Resultate wurden anhand von Untersuchungen in verschiedenen Ländern bestätigt; in Abgasen von Kleinfeuerungsanlagen, in denen Abfallstoffe verbrannt wurden, wurden Werte bis zu 114 ng TEQ/m3 (bezogen auf 13 Vol.-% Sauerstoff) gemessen.46.Die Emissionen von Kleinfeuerungsanlagen lassen sich verringern, wenn der Brennstoff von guter Qualität ist und keine Abfälle, halogenierte Kunststoffe und andere Materialien verbrannt werden. Zur Erreichung dieses Ziels können sich öffentliche Informationsprogramme für die Käufer/Betreiber von Kleinfeuerungsanlagen als nützlich erweisen.

E. Holzbefeuerte Anlagen (Kapazität < 50 MW)

1. 47.Messergebnisse für holzbefeuerte Anlagen zeigen, dass in Abgasen, insbesondere bei ungünstigen Ausbrandbedingungen und/oder wenn die verbrannten Stoffe einen höheren Gehalt an Chlorverbindungen aufweisen als normales unbehandeltes Holz, PCDD/F-Emissionen über 0,1 ng TEQ/m3 auftreten. Einen Hinweis auf eine mangelhafte Verbrennung liefert der Gesamtkohlenstoffgehalt im Abgas. Es ist festgestellt worden, dass zwischen CO-Emissionen, Ausbrandqualität und PCDD/F-Emissionen direkte Zusammenhänge bestehen. In Tabelle 3 sind einige Emissionskonzentrationen und -faktoren für holzbefeuerte Anlagen zusammengefasst dargestellt.

Quantitätsbezogene Emissionskonzentrationen und -faktoren für holzbefeuerte Anlagen

Tabelle 3

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1. 48.Im Vergleich zu Holz, bei dem es sich nicht um Abfall handelt, führt die Verbrennung von Abbruchholz auf Wanderrosten zu verhältnismäßig hohen PCDD/F-Emissionen. Eine Primärmaßnahme zur Emissionsreduktion besteht darin, den Einsatz behandelter Holzabfälle in holzbefeuerten Anlagen zu vermeiden. Die Verbrennung von behandeltem Holz soll nur in Anlagen erfolgen, die über die zur Minimierung der PCDD/F-Emissionen geeignete Abgasreinigung verfügen.

V. Techniken für die Verringerung von PAK-Emissionen

A. Koksproduktion

1. 49.Während der Produktion von Koks werden PAK vor allem dann in die Umgebungsluft freigesetzt, wenn

1. a) der Ofen über die Fülllöcher beschickt wird;
2. b) an der Ofentür, den Steigrohren und den Fülllochdeckeln Undichtigkeiten auftreten und
3. c) das Ausdrücken und Kühlen des Kokses ablaufen.

1. a) Beschickung der Koksöfen:

1. – Verringerung der Emission von Partikeln beim Beladen der Füllwagen mit Einsatzkohle aus dem Bunker;
2. – geschlossene Systeme für die Kohlezufuhr, wenn Kohlevorwärmung erfolgt;
3. – Absaugen von Füllgasen und anschließende Behandlung durch Einleiten entweder in den benachbarten Ofen oder über eine Sammelleitung in einen Verbrennungsofen und eine nachgeschaltete Entstaubungsanlage. In einigen Fällen können die abgesaugten Gase auf den Füllwagen verbrannt werden, doch arbeiten diese Systeme hinsichtlich Umweltschutz und Sicherheit weniger zufrieden stellend. Durch Einspritzung von Dampf oder Wasser in die Steigrohre soll für eine ausreichende Saugwirkung gesorgt werden;

1. b) die an den Fülllochdeckeln während der Verkokung auftretenden Emissionen sollen vermieden werden durch

1. – Verwendung hocheffizienter Abdichtungen an den Fülllochdeckeln;
2. – Verschmieren der Fülllochdeckel nach jedem Füllvorgang mit Ton (oder einem gleichermaßen wirksamen Material);
3. – Säuberung der Fülllochdeckel und -rahmen vor dem Verschließen der Fülllöcher;
4. – Freihalten der Ofendecken von Kohlerückständen;

1. c) zur Vermeidung von Gas- und Teeremissionen sollen die Steigrohrdeckel mit Wasserverschlüssen ausgestattet sein, und ihre ordnungsgemäße Funktion soll durch regelmäßige Säuberung aufrechterhalten werden;
2. d) die maschinelle Ausrüstung zum Betrieb der Koksofentüren soll mit Systemen zur Reinigung der Dichtungsflächen an den Ofentürrahmen und Ofentüren ausgerüstet sein;
3. e) Koksofentüren:

1. – Verwendung hochwirksamer Abdichtungen (zB federbelastete Membrantüren);
2. – die Abdichtungen an den Ofentüren und Türrahmen sollen nach jeder Betätigung gründlich gereinigt werden;
3. – die Türen sollen so ausgeführt sein, dass darin Partikelabsaugsysteme mit Anschluss an eine Entstaubungsanlage (über eine Sammelleitung) während des Koksausdrückvorgangs installiert werden können;

1. f) die Koksüberleitmaschine soll mit einem integrierten Abdeckungs-, Festkanal- und ortsfesten Gasreinigungssystem (beispielsweise einem Gewebefilter) ausgestattet sein;
2. g) zur Kühlung des Kokses sollen emissionsarme Verfahren angewendet werden, zB trockene Kokskühlung. Dem Nasslöschverfahren ist eine trockene Kokskühlung vorzuziehen, wenn dabei durch Einsatz eines geschlossenen Kreislaufsystems kein Abwasser entsteht. Die Bildung von Stäuben beim Umsetzen von trockengelöschtem Koks soll verringert werden.

Begrenzung der PAK-Emissionen bei der Kokserzeugung

Tabelle 4

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

B. Anodenproduktion

1. 60.Die bei der Anodenherstellung entstehenden PAK-Emissionen erfordern eine ähnliche Vorgehensweise wie bei der Koksproduktion.61.Für die Reduktion der Emission von PAK-belastetem Staub kommen folgende Sekundärmaßnahmen zur Anwendung:

1. a) elektrostatische Teerabscheidung;
2. b) Kombination eines herkömmlichen elektrostatischen Teerfilters mit einem elektrostatischen Nassabscheider als effizientere technische Maßnahme;
3. c) thermische Nachverbrennung der Abgase und
4. d) Trockenwäsche mit Kalkstein/Petrolkoks oder Aluminiumoxid (Al₂O₃).

Begrenzung der PAK-Emissionen bei der Anodenproduktion

Tabelle 5

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

C. Aluminiumindustrie

1. 63.Aluminium wird aus Aluminiumoxid (Al2O3) durch Schmelzflusselektrolyse in elektrisch in Reihe geschalteten Wannen (Zellen) gewonnen. Bei den Anlagen wird je nach Anodenart zwischen vorgebrannten und Söderberg-Elektroden unterschieden.64.Bei den Bädern mit vorgebrannter Elektrode bestehen die Anoden aus gebrannten Kohleblöcken, die nach teilweisem Abbrand ausgetauscht werden. Die Söderberg-Anoden, die aus einem Gemisch aus Petrolkoks und Steinkohlenteerpech, der als Bindemittel dient, bestehen, werden in der Zelle gebrannt.65.Beim Söderberg-Verfahren werden sehr hohe PAK-Emissionen freigesetzt. Zu deren Eindämmung werden als Primärmaßnahmen ua. bestehende Anlagen modernisiert und Prozesse optimiert. Auf diese Weise könnten die PAK-Emissionen um 70–90% gesenkt werden. Ein Emissionsgrad von 0,015 kg B(a)P/t Al wäre erreichbar. Ein Austausch der vorhandenen Wannen mit Söderberg-Elektroden durch Wannen mit vorgebrannten Elektroden wäre nur nach einer umfassenden Neugestaltung der bestehenden Verfahren möglich, hätte jedoch eine fast vollständige Beseitigung der PAK-Emissionen zur Folge. Diese Austauschmaßnahmen sind mit sehr hohen Investitionskosten verbunden.66.Tabelle 6 ist eine Zusammenfassung der Maßnahmen zur Begrenzung der PAK-Emissionen bei der Aluminiumproduktion.

Begrenzung der PAK-Emissionen bei der Aluminiumgewinnung nach dem Söderberg-Verfahren

Tabelle 6

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

D. Kleinfeuerungsanlagen

1. 67.Insbesondere bei der Verbrennung von Holz oder Kohle lassen sich PAK-Emissionen bei Öfen oder offenen Feuerstellen feststellen. Private Haushalte sind vermutlich eine signifikante Quelle von PAK-Emissionen. Zurückzuführen ist dies auf Feuerstellen und Kleinfeuerungsanlagen in Haushalten, in denen feste Brennstoffe verbrannt werden. In einigen Ländern ist Kohle der übliche Brennstoff für Öfen. Auf Grund der höheren Verbrennungstemperaturen und der einheitlicheren Brennstoffqualität von Kohle setzen Kohleöfen weniger PAK frei als Öfen mit Holzfeuerung.68.Außerdem ist festzustellen, dass PAK-Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen durch Systeme mit optimierten Betriebsmerkmalen (zB Ausbrandgüte) wirksam begrenzt werden können. Gute Verbrennungsbedingungen erhält man bei Optimierung der Ausführung der Brennkammer und der Luftzufuhr. Es gibt verschiedene Techniken zur Optimierung der Verbrennungsbedingungen und zur Minderung der Emissionen. Verschiedene Techniken wirken sich in höchst unterschiedlichem Maße auf die Emissionen aus. So reduziert ein moderner holzbefeuerter Kessel mit Wasserspeicher entsprechend dem Stand der Technik die Emissionen im Vergleich zu einem veralteten Kessel ohne einen solchen Behälter um mehr als 90%. Ein moderner Kessel weist drei verschiedene Verbrennungszonen auf: eine Zone zur Holzvergasung, eine Gasverbrennungszone aus Keramik oder einem anderen für Temperaturen von etwa 1 000°C geeigneten Material und eine Konvektionszone. Der Konvektionsteil, in dem das Wasser die Wärme absorbiert, soll ausreichend dimensioniert sein, damit die Gastemperatur von 1 000°C auf 250°C oder darunter gesenkt werden kann. Es gibt auch verschiedene Techniken, mit denen veraltete Kessel mit Wasserspeichern, Keramikeinsätzen und Pelletbrennern nachgerüstet werden können.69.Mit einer optimierten Ausbrandgüte lassen sich niedrige Emissionen von Kohlenmonoxid (CO), Gesamtkohlenwasserstoffen (THC) und PAK erreichen. Die Festlegung von Grenzwerten (Bauartzulassungsvorschriften) für die Emission von CO und THC wirkt sich auch auf die PAKEmissionen aus. Bei niedrigen CO- und THC-Emissionen gehen auch die PAK-Emissionen zurück. Da die PAK-Messung wesentlich teurer ist als die Messung von CO, ist es kostengünstiger, einen Grenzwert für CO und THC festzulegen. Derzeit wird an einem Vorschlag für eine CEN-Norm für kohle- und holzbefeuerte Kessel bis zu 300 kW gearbeitet (siehe Tabelle 7).

Entwurf für CEN-Normen 1997

Tabelle 7

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Anmerkung: Emissionskonzentration in mg/m³ bezogen auf 10% O₂.

1. 70.Die Emissionen von Kleinfeuerungsanlagen lassen sich wie folgt reduzieren:

1. a) bei bestehenden Feuerungsanlagen durch öffentliche Informations- und Aufklärungsprogramme über einen ordnungsgemäßen Ofenbetrieb, den ausschließlichen Einsatz von unbehandeltem Holz, die Brennstoffaufbereitung und die richtige Trocknung von Holz wegen des Feuchtigkeitsgehalts und
2. b) bei neuen Feuerungsanlagen durch die Anwendung von Produktnormen gemäß CEN-Normenentwurf (und gleichwertigen Produktnormen der Vereinigten Staaten und Kanadas).

Begrenzung der PAK-Emissionen bei Kleinfeuerungsanlagen

Tabelle 8

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^a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion.

E. Anlagen zur Holzkonservierung

1. 73.Die Konservierung von Holz mit PAK-haltigen Kohleteerprodukten zählt zu den großen Quellen von PAK-Emissionen in die Luft. Die Emissionen können während der Imprägnierung des Holzes an sich, aber auch während der Lagerung, des Transports und der Verwendung des imprägnierten Holzes in die Luft freigesetzt werden.74.Die PAK-haltigen Kohleteerprodukte mit der breitesten Verwendung sind Carbolineum und Creosot. Bei beiden handelt es sich um Kohleteerdestillate zum Schutz von Holz (Schnittholz) gegen den Befall durch biologische Schädlinge.75.Für die Verringerung der PAK-Emissionen aus Anlagen zur Holzkonservierung und Holzlager gibt es verschiedene Möglichkeiten, die einzeln oder kombiniert eingesetzt werden können:

1. a) Anforderungen an die Lagerungsbedingungen zur Verhinderung der Verschmutzung des Bodens und der Oberflächengewässer durch ausgewaschene PAK und kontaminiertes Regenwasser (zB regenwasserundurchlässige Lagerplätze, Überdachung, Wiederverwendung von kontaminiertem Wasser für den Imprägnierungsprozess, Qualitätsauflagen für das hergestellte Material);
2. b) Maßnahmen zur Minderung atmosphärischer Emissionen von Anlagen zur Holzimprägnierung [beispielsweise soll erhitztes Holz vor dem Transport zum Lagerplatz von 90°C auf mindestens 30°C abgekühlt werden. Als beste verfügbare Technik (BAT) soll jedoch ein alternatives Verfahren, bei dem unter Druck stehender Dampf unter Vakuumbedingungen zur Imprägnierung von Holz mit Creosot verwendet wird, besonders erwähnt werden.];
3. c) die optimale Aufbringung von Holzschutzmittel, das für das behandelte Holzprodukt vor Ort einen angemessenen Schutz gewährleistet, kann als beste verfügbare Technik (BAT) gewertet werden, weil dadurch das Produkt weniger häufig ersetzt werden muss und somit die Emissionen aus Anlagen zur Holzimprägnierung verringert werden;
4. d) Verwendung von Holzschutzprodukten mit einem geringeren Gehalt an PAK, bei denen es sich um POP handelt:

1. – eventuelle Verwendung von modifiziertem Creosot, einer zwischen 270 und 355°C siedenden Fraktion der Destillation, die sowohl die Emission der stärker flüchtigen PAK als auch die Emission der schwerer flüchtigen, stärker toxischen PAK verringert;
2. – die Vermeidung des Einsatzes von Carbolineum würde ebenfalls die PAK-Emissionen reduzieren;

1. e) Bewertung und danach gegebenenfalls Verwendung von Alternativen, wie diejenigen in Tabelle 9, sodass der Einsatz von PAK-basierten Produkten auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann.

Mögliche Alternativen zum Holzschutz mit Produkten auf PAK-Basis

Tabelle 9

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Schlagworte

Vorsorgeprinzip, Betriebseinrichtung, Betriebsmethode, Kostenmerkmal, Holzheizung, Koksproduktion, Kapitalkosten, Investitionskosten, Aktivkoks, Festbettsystem, Festbettreaktor, Fließbettreaktor, Eisenindustrie, Primärbereich, Metallbehandlungsanlage, Eintrag, Vorspülen, Versorgungsunternehmen, Energieeinsparung, Emissionsfaktor, Eisenwerk, Füllrahmen, Gasemission, Abdeckungssystem, Festkanalsystem, Füllvorgang, Betriebskosten, Kohlenteerprodukt, Informationsprogramm

Zuletzt aktualisiert am

30.01.2018

Gesetzesnummer

20003888

Dokumentnummer

NOR40061755