Ekologia i Ochrona Zdrowia

Techniki BAT dla branży chemicznego przygotowania powierzchni możemy podzielić na trzy główne grupy: zagadnienia projektowe, monitoring oraz systemy zarządzania środowiskowego. Dla każdej z tych grup poradniki [2] i dokumenty referencyjne [3] wskazują wiele rozwiązań poprawiających efektywność procesów produkcyjnych. Ponieważ rozwiązania te nie są zbiorem przepisów prawnych, a zostały wypracowane przez sam przemysł, to są one ciągle aktualizowane wraz z postępem technologicznym i naukowym. Wdrażając BAT w swoje procesy produkcyjne możemy być zatem pewni, że będą one prowadzone w oparciu o najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne. Długoterminowo rozwiązania te, poza względami środowiskowymi, są jednocześnie najefektywniejsze ekonomicznie i decydują o konkurencyjności na coraz bardziej wymagającym rynku. Warto pamiętać również, że ideą przy opracowywaniu najlepszych technik nie było nigdy ograniczanie stosowania jakichkolwiek technologii, o ile nie istnieje efektywny i ekonomicznie uzasadniony zamiennik gwarantujący uzyskanie odpowiedniej jakości produktu. Jedyne co należy jednak mieć na uwadze, to sposób podejścia BAT do kosztów procesu produkcyjnego. W tym przypadku do wyliczenia całkowitego kosztu wytworzenia produktu wlicza się nie tylko koszt inwestycji, stosowanych surowców czy materiałów, ale również koszty środowiskowe ponoszone przez zakład. Przy niekorzystnym doborze technologii opłaty emisyjne ponoszone każdego roku, koszt zagospodarowania odpadów niebezpiecznych czy oczyszczania ścieków mogą stanowić istotne obciążenie dla technologii i skutkować brakiem konkurencyjności na rynku. Dopiero takie kompleksowe podejście do kalkulacji kosztów pozwala na pełne zrozumienie idei BAT. Możliwość wdrożenia poszczególnych rozwiązań BAT zależy od wielu czynników, a kluczowym na pewno jest wielkość instalacji. W przypadku instalacji IPPC rozwiązania zostaną poniekąd narzucone wymogami prawa i będą konieczne, aby instalacja powstała i mogła zostać uruchomiona. Dla pozostałych instalacji dobór technik pozostawia wiele swobody. 

Zagadnienia projektowe

Najprościej oczywiście zagadnienia projektowe wdrożyć na etapie planowania i budowy instalacji. W przypadku instalacji już istniejących wiąże się to przeważnie z koniecznością jej zatrzymania i przebudowy/modernizacji. Zakres prac i koszty są oczywiście zależne od stanu wyjściowego oraz wybranego rozwiązania docelowego. Każdorazowo dla instalacji istniejącej warto wdrożenie nowych rozwiązań poprzedzić odpowiednim monitoringiem wpływu na środowisko, zużycia mediów i surowców oraz analizą zebranych danych. Monitoring jest zresztą jedną z zalecanych technik w ramach BAT i powinien być punktem wyjściowym do dalszych działań.
Z uwagi na charakter prowadzonych procesów obróbczych, które najczęściej realizowane są poprzez zanurzenie lub natrysk kąpieli w postaci roztworów wodnych, głównym kierunkiem działań prośrodowiskowych w ramach BAT są techniki mające na celu obniżenie zużycia wody lub emisji ścieków. Ze stosowaniem kąpieli wodnych wiąże się również konieczność ich podgrzewania i mieszania, co nie pozostaje bez wpływu na emisję do powietrza oraz zużycie energii na oba te procesy. 

Jednym z kluczowych założeń BAT w zakresie projektowym jest dobór odpowiedniej niskoemisyjnej technologii lub zastąpienie już istniejącego rozwiązania nowocześniejszym. Idealnym przykładem dla procesów obróbki przed lakierowaniem może być zamiana obróbki chromem VI na obróbki bezchromowe, np. tytanowe lub tytanowo-cyrkonowe. Rozwiązanie to pozwala już na wstępie uniknąć emisji znacznych ilości zanieczyszczeń w postacie ścieków, odpadów niebezpiecznych oraz emisji do powietrza, co z kolei przekłada się na niższe koszty prowadzenia procesu. Z tych samych przyczyn nie zaleca się używania w procesach odtłuszczania powierzchni rozpuszczalników organicznych, których stosowanie, poza znacznymi kosztami, jest istotnym problemem środowiskowym. Niskie temperatury wrzenia i wysoka lotność skutkują dużymi stratami w wyniku parowania, a w konsekwencji wysoką emisją do środowiska substancji niebezpiecznych klasyfikowanych jako LZO, dla których opłaty środowiskowe z tytułu emisji do powietrza są bardzo wysokie. Wobec powyższego BAT rekomenduje stosowanie wodnych kąpieli myjących na bazie kwasów lub zasad z dodatkiem detergentów, które również gwarantują skuteczne czyszczenie powierzchni przy prawie zerowej emisji do powietrza. Jeżeli stosowanie rozpuszczalników organicznych jest konieczne i podyktowane wymaganiami jakościowymi, to oczywiście jest możliwe, ale zaleca się wtedy pełną hermetyzację urządzeń, co z kolei znacznie podnosi koszt wykonania instalacji.
Kolejnym przykładem BAT o ogromnym znaczeniu dla procesów prowadzonych w roztworach wodnych jest kwestia zużycia wody i ilości powstających ścieków z procesów obróbki i płukania, szczególnie w przypadku płukania wielostopniowego (kilka wanien płuczących po procesie). W przypadku instalacji IPPC zastosowanie płukania kaskadowego jest warunkiem koniecznym, aby uzyskać zgodę na budowę i eksploatację instalacji. W pozostałych instalacjach jest to rozwiązanie warte zastosowania z uwagi na zdecydowanie niższe zużycie wody oraz ilość powstających ścieków. Dobrze zaprojektowane kaskady pozwalają na nawet kilkudziesięcioprocentowe obniżenie zapotrzebowania na wodę płuczącą. Rozwiązanie to ma kluczowe znaczenie dla kosztów prowadzenia procesu z uwagi na cenę wody, koszt podczyszczania i zagospodarowania ścieków. 
Wiele uwagi w poradnikach BAT poświęcone jest zagadnieniu regeneracji kąpieli procesowych i wód płuczących. Ilość rekomendowanych rozwiązań jest tak duża, że ich przytoczenie wymagałoby opisania w kilku artykułach. Dobór odpowiedniej techniki i stopień jej zaawansowania jest zależny oczywiście od rodzaju kąpieli i zawartych w niej substancji. Opisane metody obejmują proste procesy filtracji, oczyszczanie wód płuczących na żywicach jonowymiennych czy regenerację kąpieli procesowych pozwalającą na jej wielokrotne zastosowanie. Rozwiązania te są godne rozważenia z uwagi na minimalizację kosztów zużycia wody i środków chemicznych. Dodatkowo pozwalają na znaczne zmniejszenie ilości powstających ścieków i odpadów niebezpiecznych, co skutkuje znaczną redukcją kosztów produkcji. 
W przypadku stosowania roztworów wodnych istotnym aspektem środowiskowym jest zużycie energii, która głównie służy podgrzewaniu kąpieli, ich mieszaniu oraz wentylacji ogólnej czy też usuwającej opary znad wanien i z wnętrza tuneli obróbczych. Głównymi założeniami BAT w tym zakresie są: stosowanie procesów niskotemperaturowych, odpowiednie zabezpieczenie izolacją termiczną zbiorników kąpieli oraz sposób mieszania kąpieli procesowych. Efektywne mieszanie jest warunkiem koniecznym dla zapewnienia dostępu cieczy roboczych do powierzchni elementów obrabianych, natomiast może być realizowane na różne sposoby. W przypadku kąpieli działających w podwyższonych temperaturach warto unikać mieszania za pomocą sprężonego powietrza. Jest to bardzo skuteczne rozwiązanie, jednak skutkuje bardzo dużym parowaniem, a w konsekwencji znaczną utratą ciepła oraz emisją zanieczyszczeń do powietrza.