Τεχνολογίες επεξεργασίας ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών αποβλήτων.

0
2892
Οι εταιρείες μιλούν για το περιβάλλον

Η παρούσα εργασία, που παρουσιάστηκε στην Ημερίδα «Τεχνολογίες Διαχείρισης Στερεών Αποβλήτων» που διοργάνωσε ο Πανελλήνιος Σύλλογος Χημικών Μηχανικών και το Επιστημονικό και Επιμορφωτικό Κέντρο Χημικών Μηχανικών στις 14 Οκτωβρίου 2004 στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου, αναδημοσιεύεται σήμερα από το econews.
Περίληψη

Βάσει των εθνικών και κοινοτικών θεσμικών ρυθμίσεων που αφορούν στην εναλλακτική διαχείριση των Αποβλήτων Ηλεκτρικού και Ηλεκτρονικού Εξοπλισμού (Νόμος 2939/2001 και Κοινοτικές Οδηγίες 2002/95/ΕΚ και 2002/96/ΕΚ, όπως ενσωματώθηκαν στο ελληνικό θεσμικό πλαίσιο με το Π.Δ. 117/5.3.2004), οι εθνικοί στόχοι εναλλακτικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ έχουν τεθεί στη συλλογή και κατάλληλη επεξεργασία κατ’ ελάχιστο 4 kgΑΗΗΕ/κάτοικο.έτος έως τις 31 Δεκεμβρίου 2006, ώστε να επιτυγχάνονται συγκεκριμένοι βαθμοί αξιοποίησης, επαναχρησιμοποίησης και ανακύκλωσης των υλικών και κατασκευαστικών τους στοιχείων. Η οργάνωση του εθνικού Συλλογικού Συστήματος Εναλλακτικής Διαχείρισης των ΑΗΗΕ (Σ.Σ.Ε.Δ.Α.Η.Η.Ε.) έχει αρχίσει να υλοποιείται με ευθύνη των παραγωγών ΗΗΕ, ενώ απομένει η κατασκευή των απαραίτητων υποδομών και εγκαταστάσεων επεξεργασίας και διάθεσης των αποβλήτων αυτών, με ιδιωτική πρωτοβουλία.

Η παρούσα εισήγηση έχει ως σκοπό να παρουσιάσει τα αποτελέσματα έρευνας που πραγματοποιήθηκε την άνοιξη του 2004, και συγκεκριμένα τις μεθόδους και τεχνολογίες επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται διεθνώς για την ανάκτηση, ανακύκλωση και αξιοποίηση των ΑΗΗΕ, με αναφορά στις διεθνείς βέλτιστες διαθέσιμες τεχνικές (best available techniques). Παρουσιάζονται επίσης τεχνικά και οικονομικά στοιχεία των εφαρμοζόμενων τεχνολογιών, λαμβάνοντας υπόψη και το ρυθμιστικό χαρακτήρα της αγοράς, η οποία καθορίζει τις τιμές πώλησης των ανακυκλωμένων υλικών.

Abstract

The Greek National targets for the sustainable management of Waste from Electrical and Electronic Equipment (WEEE), as defined by the latest EU Directives and Greek laws, are set to the separate collection and treatment of 4 kg of WEEE per inhabitant and per year until the end of 2006. For that reason, a National WEEE Management System is being established, in the framework of which several WEEE Recycling Facilities will be constructed, under private initiative.

This article aims to present the outcomes of a research study that took place in 2004, referring to the treatment methods and practices that are being used in international level, in order to recover, recycle and reuse WEEE materials and components, with regard to best available techniques. The technical and financial characteristics of the applied technologies are also being presented, with regard to the regulatory character of the international market, which determines the vending prices of recycled materials.

Εισαγωγή

Η παραγωγή προϊόντων Ηλεκτρικού και Ηλεκτρονικού Εξοπλισμού (ΗΗΕ) αποτελεί σήμερα έναν από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους τομείς βιομηχανικής παραγωγής στο δυτικό κόσμο. Η τεχνολογική καινοτομία και η διεύρυνση της αγοράς επιταχύνουν συνεχώς τη διαδικασία αντικατάστασης των ειδών αυτών, προκαλώντας αντίστοιχη αύξηση στις διατιθέμενες ως απόβλητα ποσότητές τους. Τα ΗΗΕ απορρίπτονται ως απόβλητα μετά από την ολοκλήρωση του χρόνου ζωής τους ή έπειτα από την αντικατάστασή τους με νέο εξοπλισμό σύγχρονης τεχνολογίας.

Η Οδηγία 2002/96/ΕΚ ήρθε να καλύψει το κενό της Εναλλακτικής Διαχείρισης των ΑΗΗΕ, θέτοντας ποσοτικούς στόχους για την ξεχωριστή συλλογή, ανάκτηση, ανακύκλωση και αξιοποίηση των ΑΗΗΕ, ανάλογα με την κατηγορία στην οποία εντάσσονται. Οι κύριες κατηγορίες ΗΗΕ, όπως ορίζονται στην Οδηγία και στο Προεδρικό Διάταγμα 117/5.3.2004 με το οποίο αυτή ενσωματώθηκε στο ελληνικό θεσμικό πλαίσιο, καθώς και οι στόχοι συλλογής, ανάκτησης, ανακύκλωσης και αξιοποίησής τους παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα.

Οι εταιρείες μιλούν για το περιβάλλον

Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων, εγκρίθηκε με την Υπουργική Απόφαση 105134/10-7-2004 του Υπουργού ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. το Συλλογικό Σύστημα Εναλλακτικής Διαχείρισης ΑΗΗΕ με τίτλο ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΣΥΣΚΕΥΩΝ Α.Ε., το οποίο αποτελεί το μοναδικό έως σήμερα εγκεκριμένο φορέα εναλλακτικής διαχείρισης ΑΗΗΕ στην Ελλάδα. Η ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΣΥΣΚΕΥΩΝ Α.Ε. προχωράει στην οργάνωση του έργου της, ενώ για την κανονική έναρξη της λειτουργίας του Συστήματος απομένει η αδειοδότηση και κατασκευή των απαραίτητων Μονάδων Επεξεργασίας των ΑΗΗΕ.

Έρευνα – Συλλογή Στοιχείων

Η παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της συνεργασίας μεταξύ των εταιρειών διαχείρισης αποβλήτων Τεχνική Προστασίας Περιβάλλοντος Α.Ε. και POLYECO Α.Ε. με τις εταιρείες συμβούλων μηχανικών και περιβάλλοντος Ενέργεια–Περιβάλλον–Τοπική Ανάπτυξη (Ε.Π.Τ.Α.) ΕΠΕ και Z-Technologies, με στόχο τη διασαφήνιση των τεχνικών και χρηματοδοτικών λεπτομερειών για το σχεδιασμό και την κατασκευή Μονάδας Επεξεργασίας για όλες τις κατηγορίες των ΑΗΗΕ.

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στηρίχθηκε στη συλλογή στοιχείων, στην ανάλυσή τους, στη σύγκριση και στην αξιολόγηση των εφαρμοζόμενων τεχνολογιών σύμφωνα με τεχνικά, περιβαλλοντικά, οικονομικά και κοινωνικά κριτήρια.

Τα στοιχεία τα οποία συλλέχθηκαν στα πλαίσια της έρευνας αφορούσαν:
1. Στοιχεία παραγωγής ΑΗΗΕ στην Ελλάδα, σε εθνικό και νομαρχιακό επίπεδο
2. Στοιχεία σύστασης υλικών και κατασκευαστικών στοιχείων ανά κατηγορία ΑΗΗΕ
3. Στοιχεία Ευρωπαϊκών φορέων διαχείρισης ΑΗΗΕ, εταιρειών παραγωγής και διακίνησης εξοπλισμού επεξεργασίας ΑΗΗΕ και εταιρειών αξιοποίησης / καταστροφής υλικών από την επεξεργασία των ΑΗΗΕ
4. Στοιχεία χρησιμοποιούμενων τεχνολογιών επεξεργασίας ΑΗΗΕ (τεχνικά και οικονομικά)
5. Στοιχεία μεθόδων διάθεσης υλικών και κατασκευαστικών στοιχείων των ΑΗΗΕ

Τα παραπάνω στοιχεία συλλέχθηκαν από μία ποικιλία πηγών, όπως: διαθέσιμη βιβλιογραφία, τεχνικά φυλλάδια παραγωγών ΗΗΕ, τεχνικά φυλλάδια φορέων διαχείρισης ΑΗΗΕ, εταιρειών παραγωγής και διακίνησης εξοπλισμού επεξεργασίας ΑΗΗΕ και εταιρειών αξιοποίησης/ καταστροφής υλικών από την επεξεργασία των ΑΗΗΕ, λήψη οικονομικοτεχνικών προσφορών, προηγούμενες μελέτες, διαδίκτυο, προσωπικές επαφές.

Τεχνολογίες Επεξεργασίας ΑΗΗΕ

Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των ΑΗΗΕ κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες, αυτές που έχουν ως σκοπό τη μείωση του όγκου και σε αυτές που επιτελούν το διαχωρισμό μεταξύ των διαφορετικών υλικών και κατασκευαστικών στοιχείων από τα οποία αποτελούνται τα ΑΗΗΕ.

Τεχνολογίες μείωσης όγκου
Τεμαχισμός (shredding)
Ο τεμαχισμός συνήθως εφαρμόζεται στο αρχικό στάδιο μιας Μονάδας Επεξεργασίας ΑΗΗΕ. Τα εισερχόμενα ΑΗΗΕ θρυμματίζονται μέσω πτώσης ή κοπής, με στόχο τη μείωση του όγκου τους και ως αποτέλεσμα τη βελτίωση της ομοιογένειας των προκύπτοντων τεμαχίων και άρα της ικανότητας ξεχωριστής συλλογής τους μέσω ειδικών τεχνολογιών διαχωρισμού υλικών. Ο τεμαχισμός αποτελεί μια από τις σημαντικότερες διεργασίες επεξεργασίας των ΑΗΗΕ, καθώς βελτιώνει την ποιότητα των προκύπτοντων υλικών και άρα την τιμή πώλησής τους.

Τα μεγέθη των τεμαχίων στην έξοδο του τεμαχισμού ποικίλουν ανάλογα με το είδος των ΑΗΗΕ και τις απαιτήσεις της επεξεργασίας. Συνήθως επιλέγονται μεγέθη εξόδου υλικών της τάξης των 50 έως 100 mm.

Οι κυριότεροι τύποι τεμαχιστών είναι οι σφυρόμηλοι, θραυστήρες κρούσης και περιστροφικοί κόπτες. Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει μία νέα τεχνολογία που προωθείται από την εταιρεία MeWa, με την οποία ο τεμαχισμός των ΑΗΗΕ πραγματοποιείται μέσω σύγκρουσης των συσκευών μεταξύ τους υπό καθεστώς υψηλής πίεσης. Με τον τρόπο αυτό, οι συσκευές διαλύονται στα διαφορετικά κατασκευαστικά τους μέρη, χωρίς να κόπτονται τα ομοιογενή κομμάτια. Ως αποτέλεσμα, μειώνονται αισθητά οι απαιτήσεις αποσυναρμολόγησης και απορρύπανσης στην αρχή της όλης διαδικασίας, έχουν διατυπωθεί όμως ενστάσεις σχετικά με την καθαρότητα του τελικού υλικού λόγω της εισόδου στον τεμαχιστή επικινδύνων κατασκευαστικών στοιχείων, π.χ. μπαταρίες, πυκνωτές, κλπ..

Κονιορτοποίηση (granulation)
Η κονιορτοποίηση στηρίζεται σε παρόμοιες τεχνικές με τον τεμαχισμό, οδηγώντας στην παραγωγή υλικών σαφώς μικρότερης κοκκομετρίας (10-20 mm), ώστε να είναι ευκολότερος ο τελικός διαχωρισμός των κλασμάτων των ΑΗΗΕ σε επόμενα στάδια. Στη ροή της επεξεργασίας των ΑΗΗΕ, η κονιορτοποίηση χρησιμοποιείται συνήθως σε τελικό στάδιο, πριν το διαχωρισμό του κλάσματος Cu και Al, καθώς και πλαστικού από το κοινό ρεύμα των αποβλήτων.

Επιπροσθέτως, η κονιορτοποίηση χρησιμοποιείται και για την προετοιμασία της απομάκρυνσης ορισμένων υλικών των ΑΗΗΕ που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν προβλήματα σε επόμενες διατάξεις επεξεργασίας, όπως π.χ. η ύπαρξη τεμαχίων Fe στην περίπτωση του επαγωγικού διαχωρισμού Cu και Al μέσω Eddy-Currents.

Kατά τη διαδικασία της κονιορτοποίησης θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη μέριμνα ώστε να αποφεύγεται η εισπνοή της προκύπτουσας σκόνης από το προσωπικό. Για το λόγο αυτό είθισται η χρήση ειδικών συστημάτων αποκονίωσης, τα οποία προσφέρονται συνήθως από τον κατασκευαστή των διατάξεων κονιορτοποίησης (granulators).

Συμπίεση
Η συμπίεση εφαρμόζεται στην επεξεργασία των ΑΗΗΕ συνήθως σε τελικό στάδιο, για την αύξηση της πυκνότητας των διαχωρισμένων υλικών, μειώνοντας τον όγκο που αυτά καταλαμβάνουν. Η σκοπιμότητα υιοθέτησής της ως διαδικασίας σε μία Μονάδα Επεξεργασίας ΑΗΗΕ, έχει να κάνει με καθαρά οικονομικοτεχνικούς λόγους, καθώς συντελεί στη μείωση του κόστους μεταφοράς των ανακτημένων υλικών, λόγω μειωμένου όγκου.

Τεχνολογίες διαχωρισμού υλικών και κατασκευαστικών στοιχείων
Μαγνητικός Διαχωρισμός
Με το μαγνητικό διαχωρισμό επιτυγχάνεται ο διαχωρισμός των σιδηρούχων υλικών των ΑΗΗΕ, λόγω του μαγνητικού τους χαρακτήρα. Συχνά δεν απαιτείται ισχυρό μαγνητικό πεδίο για το διαχωρισμό των σιδηρούχων τμημάτων των ΑΗΗΕ, αρκεί να έχουν προηγηθεί οι κατάλληλες διατάξεις μείωσης όγκου (τεμαχισμός ή κονιορτοποίησης) που εξασφαλίζουν την ομοιογένεια των κομματιών. Τα συνηθέστερα είδη μαγνητών που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των ΑΗΗΕ είναι τα μαγνητικά τύμπανα και οι μαγνητικοί ιμάντες.

Η χρήση των μαγνητών αποτελεί μία από τις σημαντικότερες διεργασίες διαχωρισμού υλικών μέσα σε μια Μονάδα Επεξεργασίας ΑΗΗΕ, καθώς επιτελεί την ανάκτηση του σιδήρου των ΑΗΗΕ, μίας εκ των σημαντικότερων πηγών κέρδους των Μονάδων αυτών. Η μεγάλη ποσότητα σιδηρούχων μετάλλων στα ΑΗΗΕ, σε συνδυασμό με την υψηλή αγοραστική τους αξία, αλλά και το χαμηλό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας των ηλεκτρομαγνητών καθιστά επιτρεπτή και, συχνά, αναγκαία τη χρήση ενός σημαντικού αριθμού μαγνητών σε μία Μονάδα Επεξεργασίας ΑΗΗΕ.

Επαγωγικός Διαχωρισμός (Eddy Current)
Ο επαγωγικός διαχωρισμός, με τη χρήση διατάξεων Eddy Current, χρησιμοποιείται για την ανάκτηση του Al και του Cu από το κοινό κλάσμα των ΑΗΗΕ. Το Eddy Current αποτελείται από έναν περιστρεφόμενο ρότορα κατασκευασμένο από φυσικό μόνιμο μαγνήτη που περιστρέφεται με ταχύτητα μέσα σε ένα μεταλλικό τύμπανο, δημιουργώντας επαγωγικά μαγνητικά πεδία ικανά να έλκουν και να απομακρύνουν το Al και το Cu. Τα Eddy-Currents μπορούν να επιτύχουν πολύ μεγάλη ανάκτηση των μη σιδηρούχων μετάλλων, ανάλογα με το μέγεθος των εισερχόμενων υλικών. Για αυτό το λόγο, συνηθίζεται τα Eddy Currents να ακολουθούν διατάξεις κονιορτοποίησης.

Η ανάκτηση μη σιδηρούχων μετάλλων σε μία Μονάδα Επεξεργασίας ΑΗΗΕ αποτελεί μία από τις κυριότερες πηγές εσόδων, καθώς οι τιμές πώλησης του ανακτημένου Cu και του Al είναι αρκετά μεγαλύτερες από των υπολοίπων υλικών.

Ηλεκτροστατικός Διαχωρισμός
Ο ηλεκτροστατικός διαχωρισμός εκμεταλλεύεται την ανομοιομορφία ηλεκτρικής αγωγιμότητας που εμφανίζουν τα διάφορα υλικά τα οποία δομούν τα ΑΗΗΕ. Με την εφαρμογή ηλεκτρικών πεδίων, οι ηλεκτροστατικοί διαχωριστές επιτυγχάνουν το διαχωρισμό μετάλλων – μη μετάλλων (π.χ. Cu-πλαστικών καλωδίων) με ιδιαίτερα μεγάλη απόδοση ως προς την καθαρότητα των επί μέρους κλασμάτων.

Αεροδιαχωρισμός
Ο αεροδιαχωρισμός αποτελεί διεργασία ταξινόμησης ενός ανομοιγενούς μείγματος, όπως είναι και τα ΑΗΗΕ, στα επί μέρους υλικά υπό την επίδραση αέρα. Βασίζεται στις διαφορετικές τροχιές που διαγράφουν τα διαφορετικής σύστασης σωματίδια μέσα σε στρώμα αέρα, κυρίως λόγω της επίδρασης της βαρύτητας. Η επιτυχία του διαχωρισμού εξαρτάται από την ταχύτητα του εμφυσούμενου αέρα, το χρόνο παραμονής, την υγρασία, το βάρος και το σχήμα των σωματιδίων.

Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι αεροδιαχωριστές στην περίπτωση των ΑΗΗΕ είναι οι αεροδιαχωριστές τύπου zig-zag, οι οποίοι αποτελούνται από ένα ή περισσότερα κανάλια ορθογώνιας τομής, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους σε ορισμένη γωνία ώστε να σχηματίζουν ένα σχήμα zig-zag. Το προς διαχωρισμό υλικό πέφτει στο κανάλι από μία περιστρεφόμενη βαλβίδα, ενώ παράλληλα από το κάτω μέρος του καναλιού τροφοδοτείται αέρας. Τα ελαφρά σωματίδια παρασύρονται προς τα επάνω ενώ τα βαρύτερα κατευθύνονται προς τα κάτω, κατά μήκος του καναλιού. Ο αέρας λόγω των ακμών που προεξέχουν, σχηματίζει μία δίνη και τα βαριά αντικείμενα πέφτουν στο κατώτερο τμήμα του καναλιού. Τα τοιχώματα του αεροδιαχωριστήρα είναι καλυμμένα με ελαστικό στρώμα, ενώ ένα σύστημα δόνησης εμποδίζει την συγκέντρωση σε ένα σημείο. Με τον τρόπο αυτό διαχωρίζονται τα ελαφρά κλάσματα των αποβλήτων από τα βαρέα.

Διαχωρισμός Ειδικού Βάρους
Με το διαχωρισμό ειδικού βάρους, αξιοποιείται η διαφορά στο ειδικό βάρος των διαφορετικής σύστασης υλικών που περιέχονται στα ΑΗΗΕ, Τεχνικές οι οποίες χρησιμοποιούνται, αφορούν τη χρήση κυκλώνα, φυγοκεντρικών διαχωριστήρων και διαχωριστήρων υγρής κλίνης. Ως διαχωρισμός ειδικού βάρους θα μπορούσε να θεωρηθεί και ο αεροδιαχωρισμός.

Ο διαχωρισμός ειδικού βάρους χρησιμοποιείται συνήθως για το διαχωρισμό βαρέων-ελαφρών κλασμάτων (όπως ανοξείδωτο ατσάλι, πλαστικό, κλπ.) των ΑΗΗΕ. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η ανάκτηση ομοιογενών και υψηλής αγοραστικής ικανότητας τμημάτων, αυξάνοντας τα επιτελούμενα ποσοστά ανάκτησης και τη βιωσιμότητα της Μονάδας Επεξεργασίας ΑΗΗΕ.

Οικονομικά στοιχεία

Η επιλογή ενός σχήματος επεξεργασίας ΑΗΗΕ πραγματοποιείται έπειτα από το συνυπολογισμό και συναξιολόγηση τεχνικών, οικονομικών, περιβαλλοντικών και κοινωνικών κριτηρίων.

Λαμβανομένου υπόψη του γεγονότος ότι η κατασκευή Μονάδων Επεξεργασίας ΑΗΗΕ στην Ελλάδα θα πραγματοποιηθεί μέσω ιδιωτικών πρωτοβουλιών, η οικονομική -επιχειρηματική διάσταση πρόκειται να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο.

Στην οικονομικοτεχνική ανάλυση για τη Μονάδα Επεξεργασίας ΑΗΗΕ που σχεδιάστηκε ως αποτέλεσμα της παρούσας έρευνας, λήφθηκαν υπόψη συγκεκριμένα στοιχεία κέρδους και κόστους, τα οποία παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα.

<%image(20041021-ewaste_table2.jpg|480|350|Οι εταιρείες μιλούν για το περιβάλλον)%>

Η επίδραση της οικονομίας αγοράς στον όλο σχεδιασμό είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς καθορίζει τόσο τις τιμές πώλησης των ανακυκλωμένων υλικών, διάθεσης των επικινδύνων στοιχείων, καθώς και σχεδόν όλα τα κόστη του ανωτέρω πίνακα.

Συμπεράσματα

Συμπερασματικά, κατά το σχεδιασμό μίας Μονάδας Επεξεργασίας ΑΗΗΕ, θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή τόσο στην επιλογή των κατάλληλων μεθόδων και τεχνολογιών επεξεργασίας και διαχείρισης των ΑΗΗΕ, ούτως ώστε αφ’ενός να πληρούνται οι περιβαλλοντικοί όροι και στόχοι και αφ’ετέρου να επιτυγχάνεται η επιχειρηματική βιωσιμότητα.

Η παρούσα εργασία μπορεί να αποτελέσει τη βάση πάνω στην οποία θα βασιστεί η έρευνα, ανάλυση, και λήψη αποφάσεων όσον αφορά το σχεδιασμό Μονάδων Επεξεργασίας ΑΗΗΕ στην Ελλάδα.

Στάθης Β. Χρήστος, Περιβαλλοντολόγος M.Sc., Τμήμα Περιβαλλοντικής Διαχείρισης, ΕΠΤΑ ΕΠΕ, hstathis@epta.gr,

Χαλαράκης Ελευθέριος, Δρ. Χημικός Μηχανικός ΕΜΠ, Τμήμα Έρευνας & Ανάπτυξης, Τεχνική Προστασίας Περιβάλλοντος Α.Ε., lchalarakis@epe.gr

Σχόλια