|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2003
Listopad
Czyściwo poligraficzne - odpad czy surowiec?
|
|
Czyściwo poligraficzne to materiał pochodzenia naturalnego lub syntetycznego służący do usuwania zanieczyszczeń powierzchni. Jego skuteczność jest uzależniona od właściwości samego czyściwa, jak też od właściwości usuwanych zanieczyszczeń. W zależności od rodzaju procesu lub operacji jednostkowej, w których jest wykorzystywane, czyściwo jest w różnym stopniu obciążone substancjami zanieczyszczającymi, w tym również niebezpiecznymi. Dlatego też wykorzystany, zabrudzony materiał winien być poddawany selektywnej zbiórce i magazynowaniu w zam-kniętych pojemnikach.
|
W zakładach poligraficznych materiał ten jest wykorzystywany głównie do czyszczenia i konserwacji walców farbowych oraz form drukowych, zespołów służących do laminowania, klejenia i lakierowania [1]. Niekiedy bywa wykorzystywany do czyszczenia powierzchni urządzeń stosowanych w innych procesach pomocniczych. Wzrost masy czyściwa w pełni wykorzystanego (odpadowego) w stosunku do masy wyjściowej (czystego) wskazuje na obecność substancji, które stanowią odpad w procesie technologicznym, a są usuwane za pomocą czyściwa [1,3,5].
Skład i właściwości fizykochemiczne zanieczyszczeń eliminowanych przez czyściowo decydują o jego dalszych losach. Zanieczyszczenia zawarte w odpadowym czyściwie stanowią głównie [1,5]:
• węglowodory alifatyczne, alkohole, estry, aminy, sulfozwiązki itp.
• węglowodory alifatyczno-aromatyczne (np. toluen)
• pozostałości farb, klejów i lakierów poligraficznych
• inne związki chemiczne, których obecność wynika ze składu preparatów stosowanych w różnych operacjach i procesach poligraficznych.
Zatem skład i właściwości fizykochemiczne świadczące o obecności związków z przewagą niedegradowalnych biologicznie (np. benzyna, toluen, farby) albo o długim czasie rozpadu (alkohole alifatyczne, detergenty) oraz silna tendencja do parowania składników zanieczyszczeń (weglowodory alifatyczne) sprawiają, że wykorzystane czyściwo poligraficzne jest odpadem niebezpiecznym i podlega szczegółowym procedurom postępowania.
W tabeli 1 zamieszczono kody klasyfikacji poligraficznego czyściwa odpadowego zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 27 IX 2001 r. [1,2].
Na mocy przytoczonej powyżej ustawy użytkownik czyściwa i jednocześnie wytwórca czyściwa odpadowego jest zobowiązany ewidencjonować jego ilość i jakość zgodnie z przyjętym katalogiem oraz listą odpadów niebezpiecznych [1].
Ilości i rodzaje wytwarzanego czyściwa odpadowego są różne w różnych zakładach poligraficznych ze względu na rodzaj stosowanych technik poligraficznych oraz procesów pomocniczych. Wielkości te zależą między innymi od ilości i rodzajów substancji stosowanych w konkretnych sposobach drukowania, od poziomu zawansowania technicznego (m.in. automatyzacji) maszyn poligraficznych oraz operacji i procesów jednostkowych, od skali i zróżnicowania produkcji oraz od sposobu użytkowania samego czyściwa (możliwość minimalizacji ilości wytwarzania czyściwa odpadowego u źródła jego powstawania) [1].
Z przyjętej kategoryzacji czyściwa (tabela 1) wynika, że w aspekcie prawnym odpadem niebezpiecznym jest czyściwo zanieczyszczone farbami drukarskimi, lakierami ochronnymi i zmywaczami farb. Nasuwa się pytanie, czy skala zjawiska jest tak duża, że stanowi ono istotne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Na podstawie wstępnych szacunków można by stwierdzić, że problem jest niewielki, okazuje się jednak, że tak nie jest. Z wyników ankiety przeprowadzonej w kilku losowo wybranych zakładach poligraficznych wynika, że czyściwo zaliczane do odpadów niebezpiecznych stanowi około 40% wszystkich odpadów niebezpiecznych wytwarzanych przez ten przemysł (rys. 1). W stosunku do całkowitej ilości odpadów wytwarzanych przez przemysł poligraficzny stanowi to około 6% (rys. 2).
Drukowanie nie jest procesem ciągłym, zmiana wykonywanych operacji i procesów jednostkowych jest dokonywana nawet kilka razy dziennie, co skutkuje koniecznością częstego i intensywnego oczyszczania powierzchni. Zatem zużyte czyściwo zawiera niekiedy bardzo zróżnicowany skład resztkowych farb i środków myjących. Skład zmywaczy jest uzależniony od rodzaju stosowanych farb, które z kolei są funkcją techniki drukowania (offset, fleksografia, wklęsłodruk, sitodruk, itd.). Główne rodzaje farb i środków myjących mogących występować w czyściwie poligraficznym sklasyfikowano na uproszczonym schemacie (Rys. 3) [3–5]. Innym zagadnieniem jest zróżnicowanie składu zanieczyszczeń. Zagadnienie to, ze względu na swą złożoność, musi być przedmiotem odrębnych szczegółowych analiz [6].
Akcesja naszego kraju do Unii Europejskiej wymusza konieczność wprowadzenia szeregu procedur dostosowawczych do standardów Unii, w tym również w dziedzinie ochrony środowiska. Przemysł poligraficzny w Polsce stoi przed koniecznością stosowania standardów europejskich w zakresie ochrony środowiska naturalnego zarówno w sferze prawa, jak i praktyki gospodarczej [7].
Ustawa „Prawo ochrony środowiska” czyni przepisy obowiązujące w naszym kraju spójnymi z prawem Unii Europejskiej, a ustawa „O odpadach” określa zasady postępowania z odpadami, w szczególności zasady zapobiegania powstawaniu odpadów oraz ograniczania ich negatywnego oddziaływania na środowisko, a także odzysku lub bezpiecznego unieszkodliwiania. Dotyczy to również czyściwa poligraficznego [8,9].
Ustawy nakładają na przedsiębiorców obowiązki prowadzenia odpowiedzialnej polityki gospodarowania również odpadowym czyściwem poligraficznym. Właściwe postępowanie z tym odpadem wnosi swój udział w zahamowanie wzrastającej degradacji ekosystemów.
Wszystkie działania powodujące powstawanie odpadowego czyściwa poligraficznego powinny być prowadzone z zachowaniem następujących zasad [1]:
• należy dążyć do minimalizacji powstawania tego odpadu lub, jeśli jest to trudne w praktycznej realizacji, maksymalnie ograniczać jego negatywne oddziaływanie na środowisko na każdym etapie procesu technologicznego, bez względu na jego rodzaj, oraz po jego zakończeniu
• należy rozważyć zgodny z zasadami bezpieczeństwa dla środowiska naturalnego odzysk pierwotnego materiału czyściwa, jeżeli jest to możliwe przy obecnym stanie wiedzy i techniki
• w razie braku możliwości realizacji ekologicznie korzystnych rozwiązań wymienionych wyżej należy zagwarantować zgodne z zasadami ochrony środowiska pełne unieszkodliwianie czyściwa odpadowego, którego powstaniu nie udało się zapobiec lub którego nie udało się poddać procedurze odzysku
• trzeba mieć świadomość, że składowane mogą być wyłącznie materiały odpadowe, których utylizacja inną metodą nie była możliwa z przyczyn technicznych albo kiedy ograniczenia ekologiczne i ekonomiczne uniemożliwiły taką drogę postępowania.
Wtórne wykorzystanie odpadowego czyściwa poligraficznego polega na jego zastosowaniu w celach [1,3,5]:
• odzysku pierwotnego materiału czyściwa (materiału bazowego) drogą jego pełnej fizycznej, fizykochemicznej (lub inną metodą) regeneracji
• wykorzystania jako materiału paliwowego lub komponentu materiałów paliwowych (obecność energetycznych związków węglowodorowych, np. alifatycznych i alifatyczno-aromatycznych)
• dla których ustalenie podstaw procesowych jest obecnie przedmiotem intensywnych badań naukowych i wdrożeniowych.
Obecnie w naszym kraju unieszkodliwianie odpadowego czyściwa poligraficznego polega na poddawaniu go procesom przekształcania – najczęściej termicznego, fizycznego i chemicznego – w celu odzyskania energii, oraz doprowadzenia pozostałości do stanu, który jest obojętny dla życia lub zdrowia ludzi oraz względem środowiska naturalnego. Zgodnie z obowiązującym prawem ochrony środowiska zakłady poligraficzne również mają obowiązek wykorzystania odpadów w formie surowców wtórnych, jeżeli jest to technologicznie i ekonomicznie uzasadnione [1].
W Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 2 XI 1998 r. określono rodzaje odpadów, które powinny być wykorzystywane w celach przemysłowych, oraz warunki, jakie muszą być spełnione przy ich wykorzystaniu [1,10]. W celach gospodarczego wykorzystania powinny być wyselekcjonowane materiały odpadowe mające cechy i właściwości umożliwiające, przy aktualnym stanie techniki, technologii i organizacji, ich wykorzystanie. W przypadku czyściwa poligraficznego dotyczy to materiałów odpadowych, które mogą [1]:
• stanowić odnowiony materiał do oczyszczania powierzchni (regeneracja) przy zachowaniu wielokrotnego wykorzystania i ewentualnym uzupełnianiu części zniszczonej chemicznie lub mechanicznie
• stanowić częściowy zamiennik dotychczas stosowanego czyściwa (np. jednorazowego) w danym procesie produkcyjnym
• być stosowane do eliminacji lub ograniczania negatywnego oddziaływania procesu produkcyjnego na środowisko na skutek emisji substancji innych niż te, które stanowią zanieczyszczenia w czyściwie poligraficznym
• po przetworzeniu (regeneracji) stanowić materiał mający cechy wyrobu użytkowego dla potrzeb innych branż.
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 21 X 1998 r. określa szczegółowe zasady usuwania, wykorzystywania i unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, w tym również czyściwa [11]. Z podanych wyżej kierunków wynika, że ekologicznie korzystnym sposobem gospodarowania czyściwem w zakładach poligraficznych staje się ekonomicznie uzasadniony odzysk materiałowy lub energetyczny. Oznacza to następującą kolejność stosowanych rozwiązań utylizacyjnych [1]:
• minimalizacja ilości czyściwa użytkowanego w zakładzie
• recykling części bazowej czyściwa (materiału czyściwa) i, jeśli to możliwe, składników zanieczyszczeń zawartych w czyściwie odpadowym
• zmiana formy wykorzystania połączona z uzyskaniem energii
• składowanie czyściwa odpadowego w hermetycznych pojemnikach.
Podstawowym warunkiem prawidłowej gospodarki zanieczyszczonym czyściwem jest selekcja – najlepiej w miejscu jego powstawania. Zapobiega to wzajemnemu zanieczyszczaniu odpadów gromadzonych w pojemnikach zbiorowych, jak również powstawaniu bezpowrotnych strat materiału czyściwa, które mogłoby zostać wykorzystane jako surowiec wtórny, a w naszych warunkach często znajduje się w odpadach składowanych na wysypiskach. Zanieczyszczone czyściwo nie powinno być składowane na wysypiskach, ponieważ zawiera szereg substancji chemicznych, które woda wymywa i unosi do cieków powierzchniowych i podziemnych.
Pełne unieszkodliwianie czyściwa odpadowego może być przeprowadzane następującymi metodami [1,4,5]:
• rozkład termiczny całej masy (wytlewanie, spalanie, piroliza, witryfikacja) i odzysk zmagazynowanej w masie energii lub gazów energetycznych
• eliminacja obcej fazy organicznej przez pełny rozdział podstawowego materiału czyściwa (bazy) od ładunku zanieczyszczeń
• fizykochemiczna regeneracja czyściwa i zawrócenie go do ponownego wykorzystania; utylizowanie powstających w wyniku regeneracji ścieków znanymi metodami fizykochemicznymi i biologicznymi
• trwałe zabezpieczenie przez zam-knięcie w pojemniku odpornym na zniszczenie chemiczne lub mechaniczne (składowanie lub deponowanie).
Eliminacja zanieczyszczonego czyściwa poprzez spalanie przy pełnym dostępie tlenu (w temperaturze 850–1050oC) pozwala na zmianę stanu fizycznego materiału oraz wielokrotne zmniejszenie jego objętości, jak również na odzyskanie energii. Pozostałość po procesie spalania stanowi materiał o niskim poziomie wymywalności składników toksycznych, jednak nadal będący odpadem niebezpiecznym. Energia odzyskana z tego procesu może zostać wykorzystana w dowolny sposób.
Alternatywą spalania jest piroliza (rozkład chemiczny substancji bez dostępu powietrza, prowadzony w temperaturze 400–800oC). W porównaniu ze spalaniem piroliza zapewnia mniejsze zanieczyszczenie środowiska emisjami toksycznymi oraz mniejsze zużycie paliwa wspomagającego. Pomimo ewidentnych zalet w stosunku do spalania nie jest to metoda bezodpadowa i wymaga dodatkowych procedur związanych z odpadami popirolitycznymi [1,4].
Obecnie nadal poszukuje się metod, które pozwalałyby na odnawianie zabrudzonego czyściwa poligraficznego i przekształcanie go z odpadu w materiał o charakterze użytkowym. Wiadomo, że możliwy jest odzysk materiału bazowego czyściwa, analogicznie jak wielu innych substancji, przy zastosowaniu środków chemicznych w warunkach wysokich temperatur. Technologia ta jest przyjazna środowisku, a powstające w procesie regeneracji ścieki zostają chemicznie podczyszczone, a w końcowym etapie w pełni utylizowane metodami biologicznymi, głównie opartymi na metodzie osadu czynnego, lub metodami z utwierdzoną biomasą (złoża biologiczne) [12–14]. W tym procesie zanieczyszczone czyściwo po regeneracji zachowuje swoje pierwotne cechy i może zostać ponownie zastosowane do oczyszczania powierzchni. Dzięki regeneracji materiał ten może być stosowany wielokrotnie, nawet kilkadziesiąt razy, i nie zmienia przy tym swych cech pierwotnych i właściwości użytkowych. Zanieczyszczone czyściwo po regeneracji nie jest odpadem, tylko materiałem użytkowym kierowanym do ponownego zastosowania. Zgodnie z artykułem 3 punktu 1 ustawy o odpadach, odpadami są substancje lub przedmioty należące do jednej z kategorii określonych w załączniku nr 1 do ustawy, których wytwórca pozbywa się, zamierza pozbyć się lub do ich pozbycia się jest zobowiązany [9]. W przedstawionym powyżej rozwiązaniu zużyte czyściwo jest przekazywane do zakładu świadczącego usługi czyszczenia, to znaczy, że zakład poligraficzny nie zamierza się tego materiału pozbywać, a jedynie zleca wykonanie usługi jego regeneracji. W związku z powyższym zanieczyszczone i następnie regenerowane czyściwo nie jest odpadem w myśl art. 3 pkt. 1 ustawy o odpadach z dnia 27 IV 2001 r. [9].
Przytoczone wyżej przykłady nie wyczerpują zagadnienia utylizacji i zagospodarowania czyściwa. Mogą one być pomocne dla użytkownika tego materiału w wyborze kierunku działań, wskazując jednocześnie pole dla różnych rozwiązań innowacyjnych.
Literatura
1. B. Stankiewicz, I. Kwiatkowska: Gospodarka odpadami w zakładach poligraficznych, Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Poligraficznego (wydanie II), Wydawnictwo COBRPP Warszawa 2002.
2. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 IX 2001 r. w sprawie katalogu odpadów, Dz. U. Nr 112, poz. 1206 z dnia 8 X 2001 r.
3. Materiały Zakładu Regeneracji Czyściwa SZOP, Inowrocław-Latkowo.
4. J. Hoppe, K. Janowska, A. Kowalska, W. Sepre, P. Śleboda, J. Żak: Poligrafia a ochrona środowiska. Najlepsze dostępne techniki (BAT) dla przemysłu poligraficznego, INTEGRAF/EGF. Polska Izba Druku. Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Poligraficznego (wydanie I), ISBN 83-906844-7-0, Wydawnictwo COBRPP, Warszawa 1999.
5. S. Żak, K. Faryńska: Badania własne, Zakład Badawczo-Wdrożeniowy Gejzer, Inowrocław-Latkowo.
6. S. Żak, J. Hoppe, K. Faryńska: Charakterystyka fizykochemiczna i termiczna czyściwa poligraficznego – w przygotowaniu.
7. G. Wielgosiński: Standardy Unii Europejskiej w zakresie ochrony środowiska w odniesieniu do małych i średnich przedsiębiorstw. Materiały Ogólnopolskiej Konferencji Poligrafów (Polski Przemysł Poligraficzny po przystąpieniu do Unii Europejskiej), Inowrocław 2002.
8. Ustawa „Prawo ochrony środowiska” z dnia 27 VIII 2001 r., Dz. U. Nr 62, poz. 627.
9. Ustawa „O odpadach” z dnia 27 IV 2001 r., Dz. U. Nr 62, poz. 628.
10. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 VII 1998 r. w sprawie określenia odpadów, które powinny być wykorzystane w celach przemysłowych, oraz warunków, jakie muszą być spełnione przy ich wykorzystywaniu Dz. U. Nr 90, poz.573.
11. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 X 1998 r. w sprawie szczegółowych zasad usuwania, wykorzystania i unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, Dz. U. Nr 145, poz. 942 z dnia 2 XII 1998 r.
12. S. Żak, W. Wolniewicz, A. Brończak, P. Brończak: Urządzenie do podczyszczania ścieków z procesów regeneracji czyściwa, Zgłoszenie patentowe, 2001, P-349817.
13. S. Żak, A. Brończak, W. Wolniewicz, P. Brończak: Sposób podczyszczania ścieków z procesu regeneracji czyściwa, Zgłoszenie patentowe, 2001, P-349818.
14. T. Bujnowicz, K. Bujnowicz: Sposób regeneracji czyściwa, Zgłoszenie patentowe, 2001, P-350633.
Sławomir Żak1, Jerzy Hoppe2, Katarzyna Faryńska3, Waldemar Wolniewicz3, Andrzej Brończak3, Piotr Brończak3
1 Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Akademia Techniczno-Rolnicza, 85-326 Bydgoszcz, ul. Seminaryjna 3
2 Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Poligraficznego, 00-958 Warszawa, ul. Miedziana 11
3 Zakład Badawczo-Wdrożeniowy Gejzer, 88-100 Inowrocław, Inowrocław-Latkowo 34
|
|
|
|
