Genvinding af afvaskningsmidler i den grafiske brancheIndholdsfortegnelse
2. Projektmål og -gennemførelse 3. Udvælgelse af vaskemidler 4. Oparbejdning på laboratoriet 5. Pilotforsøg hos virksomhederne 6. Økonomiberegninger 7. Dimensionering af fuldskalaanlæg 8. Alternative oprensningsmetoder 9. Patentundersøgelse 10. Konklusion og fremtidsmuligheder Bilag 1: Vurdering og datablade, inkl. datablade for sepiolit, og beskrivelser af aktiveret alumina Bilag 2: Pilotanlæg Bilag 7: Billeder af forsøgsanlægget ForordRådet for Genanvendelse og Mindre Forurenende Teknologi under Miljøstyrelsen har bevilget støtte til et projekt vedrørende "Genvinding af afvaskningsmidler i den grafiske branche". Projektet er ansøgt af Grafisk Arbejdsgiverforening. MILJØ-KEMI, Dansk Miljø Center A/S har for Grafisk Arbejdsgiverforening udarbejdet projektforslag og gennemført den tekniske del af projektet. Projektets formål er at udvikle en metode til behandling og oparbejdning af affaldsemulsioner fra afvaskning af offsetmaskiner med henblik på størst mulig genanvendelse. Ved at oparbejde og genanvende affaldsemulsioner bliver mængden af flydende affald fra offsettrykkerier kraftigt reduceret, da store dele af det flydende affald stammer fra rengøringen af disse maskiner. Projektet omfatter laboratorieforsøg, pilotafprøvning og afprøvning hos to pilotvirksomheder. Grafisk Arbejdsgiverforening har forestået den overordnede projektledelse. Den praktiske del af projektet er gennemført af MILJØ-KEMI, Dansk Miljø Center A/S i samarbejde med Phønix -trykkeriet og Levison & Johnsen & Johnsen. En følgegruppe med følgende sammensætning har været knyttet til projektet: Carsten Bøg, Grafisk Arbejdsgiverforening (formand) Projektet er startet i december 1997 og afsluttet i december 1999. Forord, litteraturliste, bilag m.v. Sammenfatning og konklusionerBaggrund Rengøringen omfatter afrensning af farvevalser, gummidug, farvekasse m.v. Til rengøringen anvendes vaskemidler, der typisk er baseret på mineralske eller vegetabilske olier. Efter rengøring må rester af vaskemidlet afrenses. Afrensningen af vaskemiddel foregår manuelt eller automatisk og enten ved tør afrensning eller ved afskylning med vand. Manuel afrensning sker hovedsagelig på små trykværk som en tør metode. Automatisk afrensning foregår på de større maskiner. Den anvendte teknik er oftest afskylning med vand, hvor den benyttede vandmængder typisk er 5-10 gange mængden af afvaskningsmiddel. Ved denne afvaskning dannes en affaldsemulsion, som opsamles og bortskaffes til Kommunekemi. Affaldsemulsionen består af vand, vaskemiddel og "skidt". Udviklingen går i retning af flere og flere trykkerimaskiner med automatiske vaskesystemer. Projektmål Der er tilstræbt udviklet en regenereringsmetode der bredt kan anvendes til størstedelen af vaskemiddelaffald fra danske offset trykkerier. Projektforløb Der blev i den indledende fase foretaget en gennemgang af litteratur og datablade, som GA havde indsamlet. Gennemgangen viste, at vaskemidlerne kunne opdeles i tre forskellige typer: mineralsk baserede, vegetabilsk baserede og blandingsprodukter. Dette stemmer i øvrigt godt overens med resultaterne fra Grakuprojektet "Afvaskere til offset, 1997-98". For at vælge den mest anvendelige regenereringsmetode blev der til test og afprøvning udvalgt 2 vaskemidler - på henholdsvis vegetabilsk og mineralsk basis. Valget blev Solren som repræsentant for den traditionelle mineralsk baserede afvasker. Solren blev valgt, da den har været på markedet i mange år og stadig har stor udbredelse. Wash & Clean 2000 blev valgt som repræsentant for de vegetabilsk baserede afvaskningsmidler. Denne afvasker ligger i virkemåde meget langt fra Solren, da den er relativt nyudviklet med et stort indhold af overfladeaktive stoffer. Hvis der ses bort fra dette indhold af overfladeaktive stoffer, er grundsammensætningen her næsten identisk med flere andre, lidt ældre afvaskningsmidler. Med dette valg dækkes således en stor del af markedet for de vegetabilske afvaskere. For at kunne vurdere og derefter vælge den "rigtige" oprensningsmetode har to trykkerier deltaget i projektet. Trykkerierne er Phønix og LJJ. Til forsøgene er anvendt affaldsemulsioner fra disse to virksomheder, hvor også pilotforsøgene er gennemført. Udover at de to trykkerier anvender de ønskede vaskemidler, producerer begge svanemærkede tryksager og har implementeret miljøledelse efter ISO 14001. Desuden er begge verificerede efter EMAS. Dette betyder, at begge trykkerier er frontløbere på miljøområdet og kan se muligheden for at forbedre produktionen ved at implementere anlæg til oparbejdning af affaldsemulsioner. For at finde potentialet for genvinding af vaskemiddel blev der gennemført indledende laboratorieundersøgelser, som viste et genvindingspotentiale på op til 20% af affaldsemulsionen som vaskemiddel samt op til 80 % som vand. Med denne viden om potentialet er der foretaget en screening af tekniske muligheder for opdeling af affaldet i mindst to faser. Til brydningen af emulsionen blev afprøvet en række simple fysiske enhedsoperationer, som f.eks. filtrering, centrifugering og opvarmning. Solren var fra start splittet i to faser, så indsatsen blev lagt på Wash & Clean 2000. Det endelige valg faldt på opvarmning, fordi metoden er ukompliceret, billig og ikke kræver tilsætning af nye kemiske stoffer. Efter at metode og procestid for spaltningen af emulsionen var valgt, blev forskellige metoder for oprensning af henholdsvis vand- og oliefase afprøvet. De 2 vandfaser kunne renses til en visuel god kvalitet ved at tilsætte en passende mængde af lermineralet sepiolit. Hvis dette behandlede vand skal afledes til offentlig kloak uden opblanding med andet spildevand, viste det sig nødvendigt at lade vandet passere gennem et aktivt kulfilter. Oliefasen oprenses ved adsorption på aktiveret alumina, da dette materiale viste sig mest velegnet til oprensning af begge typer af oliefase (vaskemiddel). På basis af de gennemførte undersøgelser og vurderinger blev der designet og bygget et pilotanlæg. Dette anlæg blev opstillet hos MILJØ-KEMI, hvor de første forsøg, justeringer og ændringer blev gennemført. Resultatet af forsøgene var en "optimeret" procesgang. Herudover blev resultater og teori fra laboratorieundersøgelserne bekræftet i pilotskala. Pilotanlægget blev overført til Phønix. Al regenereret vaskemiddel blev genbrugt uden problemer. Den rensede vandfase blev også genbrugt uden problemer. Konklusionen på pilotforsøgene hos Phønix var, at Wash & Clean 2000 kan genbruges i et 75/25 forhold med frisk vare uden problemer, og at vandet tilsvarende kan genbruges i et forhold på 50/50, samtidig med at det affald, der genereres ved rengøringsprocessen, bliver reduceret med 70%. Efter pilotforsøgene hos Phønix blev anlægget overflyttet til LJJ. Også her blev al regenereret Solren uden problemer genanvendt. Hos LJJ blev der ikke gennemført forsøg med genbrug af renset vandfase. Det må dog formodes, at samme genbrugsgrad som ved Phønix kan opnås her, da der ikke stilles særlige krav til vandet. Konklusionen på pilotforsøgene hos LJJ er, at Solren kan genbruges uden problemer i et 75/25 forhold med frisk vare, samt at det flydende affald, der skal afhændes til Kommunekemi, blev reduceret med ca. 85%. På basis af undersøgelser og erfaringer hos henholdsvis MILJØ-KEMI og de to trykkerier blev et fuldskalaanlæg dimensioneret og prissat. Økonomi Med denne pris og de driftsomkostninger, der er oplyst af henholdsvis trykkerier og produktleverandører, har det været muligt at beregne en simpel tilbagebetalingstid for de to typer af afvaskningsmidler. Ved trykkerier med en størrelse og forbrug af Wash & Clean som hos Phønix, findes en simpel tilbagebetalingstid på 1,3-3,6 år. Årsagen til disse korte tilbagebetalingstider skal findes i en høj pris og et højt mængdemæssig forbrug for vegetabilske vaskemidler. Ved trykkerier af samme størrelse og med samme forbrug af Solren som LJJ, findes en simpel tilbagebetalingstid på mere end 10 år. Årsagen til den lange tilbagebetalingstid er et lille forbrug sammenholdt med den lave pris. Konklusion Den udviklede metode kan håndtere og oparbejde både mineralsk og vegetabilsk baserede vaskemidler. Projektet har dokumenteret, at både genvundet vaskemiddel og vand kan genbruges direkte på en offset-trykkerimaskiner, uden at det har givet anledning til problemer med drift eller trykkvalitet. Pilotafprøvninger har vist, at anvendelse af den udviklede metode ikke blot vil reducere miljøbelastningen, men at metoden også er økonomisk attraktiv på trykkerier, der anvender vegetabilske vaskemidler. Ingen af de to deltagende trykkerier har ønsket at etablere det endelige fuldskalaanlæg. De har hver for sig haft forskellige grunde hertil, men resultatet er, at det ikke indenfor projektets rammer har været muligt at bygge og installere et endeligt fuldskalaanlæg. Under projektforløbet er to andre teknologier blevet udviklet af andre leverandører og tilbydes nu kommercielt. Disse teknologier vurderes anvendelige, men kan hver for sig kun anvendes til bestemte typer af vaskemidler. Teknologien udviklet i dette projekt kan anvendes over for alle type af vaskemidler. Der er således tale om en teknologi med langt bredere anvendelse end de eksisterende alternativer. Det er vor vurdering, at anlæg til regenerering af vaskemiddel affald i løbet af de næste 5-10 år vil blive etableret hos størstedelen af de større offsettrykkerier og at teknologien udviklet i dette projekt for en række af disse trykkerier vil være det mest oplagte valg. Dette vil ikke mindst været tilfældet i forbindelse med, at trykkerierne skifter fra mineralsk baserede vaskemidler til vegetabilske vaskemidler. Summary and conclusionsThe background for this project is the widespread desire of the graphic trade to minimise their consumption of resources and the costs for the cleaning of offset printing machines. The cleaning process includes cleaning of ink rollers, rubber cloth, ink box, etc. Detergents used for the cleaning are typically mineral-based or vegetable detergents. After the cleaning process, remnants of detergent have to be removed. The removal of detergent remnants is done either manually or automatically in a dry-cleaning process or by rinsing with water. Manual cleaning is mainly done as a dry-cleaning method in small printing units. Cleaning of large machines is done automatically. The technique applied is usually rinsing with water. The water quantities applied are 5 to 10 times as big as the detergent quantity. During this rinsing process a waste emulsion is generated, which is collected and transferred to Kommunekemi. The waste emulsion generated consists of water, detergent and "dirt". The development tends towards an increase in the number of printing machines equipped with automatic washing systems. Project objective It has been attempted to develop a regeneration method, which is widely applicable for most detergent waste in Danish offset printing works. Course of the project A review of literature and data sheets collected by GA was carried through during the introductory project phase. This review showed that the detergents could be divided into three different kinds, i.e. mineral-based detergents, vegetable detergents and mixed products. This is quite in line with the results obtained through the Graku project "Detergents for Offset, 1997-98". Two detergents - a vegetable and a mineral-based detergent - were selected in order to find the most applicable regeneration method. The product "Solren" was selected as a representative of the traditional mineral-based detergents. Solren was selected because it has been available on the marked for many years and still is prevailing. Wash & Clean 2000 was selected to represent vegetable detergents. Being a rather recently developed product with major content of surface active substances, Wash & Clean 2000’s mode of operation differs greatly from that of Solren. If its content of surface active substances is not taken into account, its basic composition is almost identical with several others, somewhat older detergents. Thereby, this selection of detergents covers a wide range of available vegetable detergents. Two printing works participated in the project in order to allow assessment of and choosing the "correct" cleaning method. The printing works were Phønix and Levison & Johnsen & Johnsen. The tests were made with waste emulsions from these two companies, and the pilot tests as well were performed at these printing works. These two printing works do not only use the wanted detergents; they also both produce "swan-marked" printed matters, and both have implemented environmental management according to ISO 14001. Besides, both are verified by EMAS. This means that both companies are precursors in the field of environment and see the possibilities to improve their production by installing plants for the processing of waste emulsion. Introductory laboratory examinations were made in order to assess the potential for recovery of detergents. The examinations showed a recovery potential of up to 20% of the waste emulsion as detergent and 80% as water. Knowing this potential, the technical possibilities of splitting the waste into at least two phases were examined. In order to break the emulsion a number of simple physical operations such as filtering, centrifugation and heating were tested. Solren was split into two phases right from the beginning; therefore efforts only had to be made with Wash & Clean 2000. Heating was the final choice, because the method is uncomplicated, inexpensive and doesn’t require any chemical additives. Once method and processing time for splitting the emulsion had been decided, various methods for cleaning of water and oil phases were tested. By adding an appropriate amount of the clay mineral sepiolite, the two water phases could be cleaned till they appeared in a visually good quality. If this treated water shall be discharged into the sewer before it is mixed with other wastewater, the authorities would only approve its quality after it had passed through an activated carbon filter. The oil phase is cleaned by adsorption on activated alumina, as this material proved the most suited for cleaning of both types of oil phase (detergent). Based on the examinations and assessments made, a pilot plant was designed and built. This plant was built at MILJØ-KEMI, where the first tests, adjustments and changes were made. The tests resulted in an "optimised" process, and results and theoretical values obtained from laboratory analyses were confirmed in pilot scale. The pilot plant was transferred to Phønix. All regenerated detergent was reused without problems. The purified water phase as well was reused without problems. The conclusion arrived at in the pilot tests at Phønix was that Wash & Clean 2000 could be reused without problems in a ratio of 75/25 with fresh goods, and that the water could be reused in a ratio of 50/50. At the same time the waste generated during the cleaning process is reduced by 70%. After the pilot tests at Phønix the plant was moved to Levison & Johnsen & Johnsen. At LJJ as well all regenerated Solren could be reused without problems. No tests with reuse of purified water phase were performed at LJJ. However, it may be expected that the same degree of reuse as obtained at Phønix can also be achieved at LJJ, as no special requirements are made for the water. The conclusion of the pilot tests at LJJ was that Solren can be reused without problems in a ratio of 75/25 with new goods, and that the amount of liquid waste that is passed on to Kommunekemi is reduced by 85%. A full-scale plant was dimensioned and prices for it were fixed on the basis of examinations and experience gained at MILJØ-KEMI and the two printing works. Economy This price and the operating costs stated by the printing works and the product suppliers made it possible to calculate a simple payback time for both types of detergent. A simple payback time of 1.3 to 3.6 years is found for printing works of Phønix’ size and with Phønix’ consumption of Wash & Clean. The reason for this short payback time is the high price and the large quantities of vegetable detergents consumed. Printing works of LJJ’s size and with their consumption of Solren will get a simple payback time of more than 10 years. The reason for this long payback time is the small consumption compared with the low price. Conclusion With the developed method it is possible to handle and re-process both mineral-based and vegetable detergents. Through the project it has been verified that recovered detergent and water can be directly used for offset printing machines without causing problems for operation and printing quality. Pilot tests have shown that use of the developed method will not only reduce the environmental strain; it is also financially attractive for printing works that use vegetable detergents. None of the two printing works wanted to install the final full-scale plant. Both had their reasons why they didn’t want it, but the result is that it has not been possible to build and install a final full-scale plant within the framework of the project. Two other technologies were developed during the project and are now commercially available. These technologies are assessed as applicable, but both are only applicable for certain types of detergents. The technology developed through this project can be used for all types of detergents. This makes it a technology that can be used much more widespread than the existing alternatives. We estimate that plants for regeneration of detergent waste will be installed in the majority of large-scale offset printing works during the coming 5-10 years and that the technology developed through this project will be the natural choice for a number of these printing works - not least when the printing works replace mineral-based by vegetable detergents. 1. IndledningDer findes i Danmark ca. 600 offsettrykkerier - alle med et løbende behov for rengøring af trykkemaskinerne for at sikre en tilstrækkelig høj kvalitet. Rengøringen omfatter afrensning af farvevalser, gummidug, farvekasse, modtrykcylinder og fugtevalser. Rengøringshyppigheden varierer meget, afhængig af farveskift, produktionsstop som følge af justeringer eller vanskeligheder med f.eks. papirstøv eller tilsmudsning af fugtevalser. Til rengøringen anvendes vaskemidler, der typisk er baseret på mineralske eller vegetabilske olier. Efter rengøring må rester af vaskemidlet afrenses. Afrensningen af vaskemiddel foregår manuelt eller automatisk og enten ved tør afrensning eller ved afskylning med vand. Ved manuel afrensning anvendes oftest en tør metode (aftørring med en klud). Den manuelle afrensning foretages hovedsagelig på små trykkerimaskiner og medfører kun en lille affaldsmængde i form af brugte klude, der bortskaffes til vask eller som industriaffald. Automatisk afrensning foregår på de større maskiner, hvor størsteparten af tryksagerne produceres. Den anvendte teknik er oftest afskylning med vand. De benyttede vandmængder varierer, men ligger typisk i intervallet 5-10 gange mængden af afvaskningsmiddel. Ved denne afvaskning dannes en affaldsemulsion, som opsamles og bortskaffes til Kommunekemi. Affaldsemulsionen består af vand, vaskemiddel og "skidt". Udviklingen i branchen (ark-offset) går fra små trykte serier mod større serier og fra små anlæg til større anlæg. De fleste nye anlæg er fra starten "født" med automatiske vaskesystemer. Denne tendens skubber udviklingen fra manuel tør afrensning mod automatiske systemer. I de fleste automatiske systemer foregår afvaskningen ved væske/væskeafrensning. Denne udvikling bevirker, at den genererede affaldsmængde fra afrensning i fremtiden må forventes at stige. Der er derfor et ønske i branchen om at få udviklet en teknik, som kan minimere affaldsmængden og eventuelt regenerere affaldet til helt eller delvis genbrug. De mineralsk baserede vaskemidler udgør p.t. størsteparten af det samlede forbrug. Der er imidlertid et generelt ønske om at skifte til vegetabilske vaskemidler, for at forbedre arbejdsmiljøet og for at reducere VOC-udledningen. På længere sigt vil miljø mærkningsordninger som Svanemærket sandsynligvis også medvirke til et øget forbrug af vegetabilske produkter. Dette skift går imidlertid trægt, bl.a. fordi de automatiske vaskeprogrammer, der findes på de nuværende trykkerimaskiner, ikke passer til de vegetabilske vaskemidler. Programmerne skal ændres og tilpasses, før afvaskningen kan fungere tilfredsstillende. Et andet problem er af teknisk art - de vegetabilske vaskemidler har tendens til at påvirke gummidugens fysiske karakteristika i uheldig retning. Der er således endnu et stykke vej, før de tekniske problemer er løst og substitutionen fra mineralske til vegetabilske vaskemidler kan gennemføres fuldt ud. Udover disse tekniske problemer er der også en økonomisk barriere, da de vegetabilske vaskemidler er dyrere end de mineralske og forbruget tilsyneladende også større. Det vurderes, at skiftet fra mineralske til vegetabilske vaskemidler nok løbende vil ske i løbet af de næste 15-20 år. Ved projektets start havde ingen af projektdeltagerne kendskab til kommercielle anlæg, der kunne oparbejde denne type af affaldsemulsioner til genbrug. For at definere målgruppen og dermed potentialet for dette projekt er der foretaget en vurdering af, hvor trykværkerne er placeret. Ved opstart af projektet i 1997 blev det af branchen vurderet, at halvdelen af trykværkerne i Danmark er placeret hos ca. 200 virksomheder. Hos disse virksomheder anvendes 75% af det indkøbte vaskemiddel på trykkerimaskiner med fuldautomatiske afvaskningsprogrammer. Disse ca. 200 virksomheder er derfor den primære målgruppen for projektet. Målgruppen repræsenteres af:
Det overordnede formål med projektet har derfor været at udvikle og dokumentere en metode til oparbejdning af affaldsfraktionen fra afvaskning af trykvalser, hvorved de totale affaldsmængder og kemikalieforbruget reduceres væsentligt. 2. Projektmål og -gennemførelseDet overordnede mål med projektet er at udvikle og dokumentere en metode til oparbejdning af affaldsfraktionen fra afvaskning af trykvalser, hvorved de totale affaldsmængder og kemikalieforbruget reduceres væsentligt. Projektet er gennemført som en række faser, hvor den opnåede viden løbende er anvendt til at optimere indsatsen i den efterfølgende fase.
3. Udvælgelse af vaskemidler3.1 SammendragDet var målet med denne fase at udvælge nogle få repræsentative vaskemidler til det videre arbejde. På denne måde kan det videre projektarbejde målrettes og optimeres og alligevel dække bredt. Kravet til de udvalgte vaskemidler er, at de så vidt muligt kan betegnes som repræsentative for størstedelen af forbruget i den danske branche og dermed dække størstedelen af markedet. Som repræsentative vaskemidler er udvalgt to produkter: Clean & Wash 2000 og Solren. Valget af disse to produkter begrundes i deres meget forskellige sammensætning - vegetabilsk og mineralsk baseret. Såfremt der kan udvikles en metode, der kan håndtere affaldsemulsioner fra begge disse produkter, vurderes det sandsynligt, at metoden også kan håndtere størstedelen af de øvrige affaldsemulsioner, der forekommer i Danmark. 3.2.FremgangsmådeUd fra en teoretisk gennemgang af datablade og litteratur m.v. samt ud fra drøftelser med de deltagende virksomheder er der udvalgt produkter til det videre arbejde. Herefter blev der indhentet affaldsemulsioner genereret ved afvaskning med de udvalgte vaskemidler. Disse emulsioners sammensætning blev analyseret og vurderet. Disse analyser gav et klart billede af blandingsforholdene mellem vaskemiddel og vand samt hvilke forureninger, der skal fjernes fra de enkelte faser, før de kan genbruges. Analyserne gav endvidere et indtryk af fordelingen af de vaskeaktive stoffer i de enkelte faser efter afvaskningen. Dette er af væsentlig betydning for at få afklaret, om der ved genbrug skal suppleres med overfladeaktive stoffer og i givet fald i hvilken grad. Der blev således tilvejebragt dokumentation af fysiske og kemiske forhold før og efter afvaskningen. Disse forhold danner grundlaget for, hvilket oprensningskoncept, der blev valgt i det videre forløb. De enkelte dele af forløbet af udvælgelse og dokumentation fremgår af de efterfølgende afsnit. 3.3 Datablade, litteratur og leverandøroplysningerDer er gennemgået og vurderet en række datablade, indsamlet af Grafisk Arbejdsgiverforening. Databladene gav meget begrænset specifik kemisk information. Det var således ikke muligt ud fra databladene at klarlægge den nøjagtige sammensætning af vaskemidlerne. Studiet viste dog, at vaskemidlerne principielt kan opdeles i tre forskellige kategorier: mineralske kulbrintedestillater, estre (baseret på vegetabilske olier eller syntetiske) og blandingsprodukter af begge typer. Endvidere tilsættes flere produkter overfladeaktive stoffer (tensider) for at forbedre vaskemidlernes evne til at emulgere med vand og derved lette afskylningen med vand. Spektret af vaskemidler må betegnes som meget bredt, såvel fysisk som kemisk. 3.3.1 Kulbrintedestillater Sammensætningen varierer fra produkt til produkt. De mineralsk baserede produkter kan opdeles i to hovedgrupper - letflygtige og ikke-flygtige kulbrinteblandinger - afhængig af deres kogepunkt. 3.3.2 Estre 3.3.3 Additiver 3.3.4 Vaskemidler anvendt ved de deltagende virksomheder Hos LJJ anvendes Solren - et let flygtigt afvaskningsmiddel baseret på en mineralsk kulbrinteblanding. Hos Phønix anvendes Clean & Wash 2000, som er en 3.-4. generations vegetabilsk afvasker. Generationen refererer til produktets udviklingsmæssige stade. Første generation består af "rene" vegetabilske estre, i anden generation er der sket mindre ændringer, og der kan spores "tilsætningsstoffer", mens 3.-4. generation er næste trin i udviklingen med tilsætning af stadig flere tilsætningsstoffer. Clean & Wash 2000 er et af de mest sammensatte vegetabilske vaskemidler, der findes på markedet. En succesfuld udvikling af en metode til behandling af affaldsfraktionen fra dette produkt vil derfor sikre en metode, der er i stand til at håndtere endog meget kompleks sammensatte produkter. "Solren", som sælges af Akzo Nobel, vurderes at have en stor markedsandel. Markedets reelle størrelse og markedsandel er dog ikke bestemt. Der er tale om et produkt, som har været på markedet i mange år. Endvidere forhandles Solren af en af de største kemikalie- og trykfarveleverandører til den grafiske industri. "Wash & Clean 2000", som forhandles af Coates & Lorilleux, minder meget om "Vegeol" og "Tryk A". Disse tre produkter har - ifølge deres respektive leverandører - hver især en pæn markedsandel. "Wash & Clean" er et forholdsvis nyudviklet vaskemiddel og et nyere produkt end både "Vegeol" og "Tryk A". Den store forskel mellem "Wash & Clean" og de to ældre vaskemidler "Vegeol" og "Tryk A" er, at "Wash & Clean" har et relativt større indhold af overfladeaktive stoffer, som bevirker, at dette vaskemiddel har en bedre emulgeringsevne. 3.4 LaboratorieundersøgelserFormålet med laboratorieundersøgelserne var at få et klart billede af den fysiske og kemiske sammensætning af afvaskningsmidlet før afvaskning og af emulsionen efter afvaskning. Der er udarbejdet dokumentation for de fysiske og kemiske forhold, der hersker i de faser, der opstår ved afvaskningen. Denne dokumentation har dannet grundlag for at vurdere, hvad der kunne forventes ved oparbejdning af affaldsemulsionen. Til undersøgelserne er anvendt affaldsemulsioner hentet hos henholdsvis Phønix-trykkeriet samt Levison & Johnsen & Johnsen. Affaldsemulsionens faser blev separeret og undersøgt. Sammensætning af affaldsemulsioner:
Fasefordelingen viser, at affaldsmængden kan reduceres kraftigt, hvis vandfasen kan fjernes og ikke indgår i affaldet til Kommunekemi. Hvis oliefasen kan genbruges, er der mulighed for at reducere affaldsmængden yderligere. En potentiel samlet reduktion på mere end 90% af affaldsmængden er derfor mulig. De to hovedfaser (olie og vand) blev undersøgt for deres kemiske sammensætning, hvorved fordelingen af de aktive stoffer i vaskemidlerne mellem faserne kunne vurderes. Ved at sammenholde dette med sammensætningen af det rene afvaskemiddel fås en indikation af, hvilke - og hvor stor en del - af de aktive stoffer der kan genvindes: Mineralsk afvaskningsmiddel (SOLREN):
Analyserne af de adskilte faser fra affaldsfraktionen viser, at oliefasen er praktisk taget uændret i forhold til det oprindelige vaskemiddel, bortset fra at tørstofindholdet blev forøget ved afvaskning og faseseparering. Resultaterne tolkes derhen, at oliefasen sandsynligvis kan genbruges direkte, hvis den kan separeres fra affaldsemulsionen. Vegetabilsk afvaskningsmiddel (Wash & Clean 2000):
Oliefasens sammensætning er praktisk taget som for det oprindelige produkt, men der er et relativt stort tørstofindhold i vandfasen. Dette indikerede, at en del aktivt stof overføres til vandfasen. Det betyder, at noget af det aktive stof "forsvinder" fra oliefasen, som derfor måske skal suppleres med aktivt stof før genbrug. 3.5 Konklusion på de indledende undersøgelser 4. Oparbejdning på laboratoriet4.1 Resultaterne fra oparbejdning på laboratoriet, sammendragUdfra en strategi om så vidt muligt at undgå anvendelse af ekstra kemikalier, valgte vi at fokusere på fysiske teknikker til oparbejdning af affaldsemulsionerne. Der er fundet en metode, hvor affaldsemulsioner kan oparbejdes til genanvendeligt vaskemiddel, vand samt en reduceret mængde affald. Metoden kan anvendes på affald fra både Phønix og LJJ. Den valgte metode er baseret på simple fysiske enhedoperationer, hvor der ikke er krav til de store proceskundskaber. Der blev bygget et pilotanlæg, som fungerede efter de fundne principper. Pilotforsøg med dette anlæg klarlagde og optimerede selve procesgangen, og der blev genvundet en mængde vaskemiddel, som sideløbende blev genanvendt hos Phønix. 4.2 Emulsionsbrydning og adskillelse af faserBlandt gængse og mulige teknikker til at bryde olie-/vandemulsioner kan nævnes; opvarmning, afkøling, pH-justering, udsaltning og membran filtrering. Den overordnede strategi ved metodeudviklingen var, at anvendelse af ekstra kemikalier så vidt muligt skulle undgås. Der er flere årsager til at vælge denne strategi. Ved pH-justering eller udsaltning tilsættes kemikalier, som kan forringe vaskemidlet eller udsætte trykkerimaskinerne for potentiel korrosion. Hertil kommer, at tilsætning af forskellige kemikalier kræver et proces knowhow, som næppe altid kan forventes at være til stede hos det personale, der skal håndtere det endelige anlæg. Før forsøg med at bryde selve affaldsemulsionen blev der gennemført filtreringsforsøg med det formål at forrense emulsionen for større partikulære forureninger:
Næste skridt fra forsøg med selve opsplitningen af emulsionerne:
Efterfølgende forsøg har vist, at forureningerne i emulsionen gennemgår en eller anden form for koagulering og sedimentation. Dette indikerede, at en "simpel" metode til brydning af de to emulsioner er varmebehandling ved den pågældende emulsions kogepunkt efterfulgt at henstand. Varmebehandling blev valgt af følgende årsager:
En efterfølgende optimering af procestemperaturen har resulteret i, at varmebehandlingen blev fastlagt til 80oC. Denne temperatur blev anvendt ved de videre forsøg. Sammenhængen mellem emulsionsbrydning og reaktionstid er undersøgt ved den fundne reaktionstemperatur: Brydning af affaldsemulsioner:
* 5% sort fase og 5% klar fase Som det fremgår af skemaet, spalter Solren øjeblikkelig i to faser, mens Wash & Clean 2000 har en længere optimal henstandstid. 4.3 Oprensning af de adskilte faserFlere småforsøg skulle afklare, hvilke enhedsoperationer der var mest velegnede til oprensning af de enkelte faser. Et overordnet krav var, at det skal være metoder, der kan anvendes på begge typer vandfaser og begge typer organiske faser, således at den endelige metode kan anvendes på "alle" typer af affaldsemulsioner. Ved den første gennemgang blev kun den tekniske præstation vurderet. 4.3.1 Oprensning af vandfaser De mest oplagte metoder var:
Der blev afprøvet to kommercielle flokkuleringsmidler, som begge har stor udbredelse indenfor spildevandsrensning. Der blev forsøgt med både en anionisk og en kationisk flokkulant. Afhængig af forureningernes ladning vil den anioniske henholdsvis den kationiske fungere bedst, da den vil tiltrække forureninger med modsat ladning. Formålet med flokkulering er, at forureningerne danner agglomerater, som simpelt vil kunne frafiltreres. Vandfase tilsat 1% flokkuleringsmiddel:
Da de to afprøvede flokkuleringsmidler ikke antyder noget brugbart, forkastes princippet med at foretage flokkulering af vandfasen. Ved at tilsætte lermineraler kan man ofte fremprovokere adsorption af urenhederne i en vandfase. Det tilsatte mineral forbedrer en efterfølgende filtrering ("sandfilter"-effekt). Der blev derfor indledningsvis testet flere forskellige mineraler (attapulgit, moler, bentonit og sepiolit). Efter denne "screening" blev bentonit og sepiolit valgt til nærmere undersøgelse, da begge disse mineraler ofte anvendes som adsorptions- og flokkuleringsmiddel indenfor f.eks. spildevandsrensning. Begge mineraler har endvidere forholdsvis høj affinitet overfor organiske forbindelser, som derfor bliver absorberet (ikke adsorberet) af mineralet. Lermineral-tilsætning:
* Dette resultat er opnået ved for lav dosering af sepiolit (ca. 1%) Ved opslemning af det "rigtige" mineral var det muligt at oprense vandfaserne for visuelle urenheder og derefter fraseparere lerdelen. Vandfaserne var efter behandling stadig svagt farvede. Der blev forsøgt yderligere rensning med aktivt kul. Denne oprensning fjernede en væsentlig del af de organiske stoffer, der var tilbage i vandfasen. Analyser viste: Analyseresultat for renset vandfase fra Wash & Clean 2000 emulsion:
Analyseresultat for renset vandfase fra Solren emulsion:
Farven forsvandt fra vandfaserne ved behandling med aktivt kul. Begge vandfaser virker nitrifikationshæmmende, om end kun i mindre grad. Der blev ikke påvist hæmning efter den traditionelle hæmningsmetode for iltoptagelse. Det kan konkluderes, at en rensning gennem et aktivt kulfilter kan sikre, at spildevandet overholder normale udledningskrav med hensyn til giftighed for det kommunale spildevandsrensningsanlæg. 4.3.2 Oprensning af oliefaser
Metoderne er vurderet således:
Det blev besluttet at koncentrere indsatsen om de mineralske granulater, som kan adsorbere og frafiltrere urenhederne. De afprøvede mineraler, har alle været anvendt til oprensning af vegetabilske olier for mindre partikulære forureninger samt adsorption af opløste farvestoffer (klaring af olier). Mineraltilsætning:
Sepiolit blev fravalgt, da det kvæller kraftigt ved kontakt med olie, hvilket resulterer i en uhåndterlig viskøs ler-slamkage. Både alumina og silica er faste stoffer, som er stabile i en oliefase. Dette bevirker, at de begge er lette at håndtere. De indledende undersøgelser baseret på laboratorietest indikerede, at alumina var at foretrække frem for silica. 4.4 Beskrivelse af test for kvalitetEn oparbejdet oliefase bør undersøges for kvaliteten, for at brugeren kan vurdere produktets kvalitet. Testmetoder har især stor betydning, når vaskemidler har et specificeret indhold af overfladeaktive stoffer. På denne baggrund blev der fokuseret på testmetoder for vaskemidler, som indholder overfladeaktive stoffer. Disse testmetoder vil i høj grad være produktspecifikke, hvilket betyder, at de beskrevne metoder kun virker på det beskrevne produkt, men kan virke som idégenerator til udarbejdelse af andre testmetoder for andre produkter. 4.4.1 Wash & Clean 2000 Formålet med estrene er at virke som "opløsningsmiddel" for trykfarverester. Tensiderne skal forbedre vaskemidlets emulgeringsevne med vand og derved sikre, at valserne bliver rene ved afskylning med vand. Kvaliteten af Wash & Clean 2000 kontrolleres af producenten ved en massefyldetest. Årsagen til at denne test kan anvendes er, at der er en relativ stor forskel i massefylden på emulgatorkoncentratet og esterblandingen. Hertil kommer, at en massefyldemåling er nem at gennemføre. Ved de første 3 pilotforsøg hos MILJØ-KEMI blev der udtaget oprensede prøver til ekstern kvalitetskontrol hos leverandøren. Leverandøren tilsatte samme emulgatorblanding, som anvendes i det rene Wash & Clean 2000. I nedenstående tabel ses resultaterne af de gennemførte målinger:
Alle målinger blev gennemført ved 22oC. På basis af målingerne har det været muligt at finde en sammenhæng mellem massefylden på det oprensede produkt og tilsætning af emulgator for at opnå samme specifikationer på produktet som på det oprindelige vaskemiddel. Af regressionkoefficienten fremgår det, at der er en linear sammenhæng mellem målt massefylde og tilsat mængde emulgator. 4.5 Forsøg med tekniske varerTil oprensning af henholdsvis vandfaser og organiske faser blev alle indledende laboratorieforsøg gennemført med produkter af laboratoriekvalitet. Efterfølgende er identificeret leverandører af tekniske produkter. 4.5.1 Sepiolit til oprensning af vand Handelsnavnet er PANGEL-9, og det anvendes i den danske industri især indenfor farve- og lakproduktion. Prisen var i 1998/99 ca. 15 kr./kg ved levering i sække. 4.5.2 Silica og alumina til oprensning af oliefase En leverandør med produkter til ca. 85 kr./kg for aktiveret silica og 80 kr./kg for aktiveret alumina - dog var begge produkter i en anden kornstørrelse end den ønskede - blev fundet i USA. Denne alumina virkede ikke tilfredsstillende ved selve oprensningsprocessen, muligvis på grund af kornstørrelsen (for grovkornet). Sideløbende blev afprøvet en kommerciel aktiveret silica fra en anden europæisk leverandør, som desværre ikke fungerede til oprensning af Wash & Clean 2000. På et senere tidspunkt lykkedes det at opspore den eneste europæiske producent, Martinswerke, af aktiveret alumina. Alle pilotforsøg er blevet gennemført med alumina fra Martinswerke. Denne producent producerede endvidere 200 kg specielt til projektet, således at arbejdet fortsatte med et produkt med de rette specifikationer (samme kornstørrelse som laboratorievaren). Produktets kvalitet var tilfredsstillende, og prisen (1998/99) lå på 3,- DM/kg. 4.6 Opbygning af pilotanlæg og pilotforsøgUdfra laboratorieforsøgene blev der dimensioneret, beskrevet og opbygget et pilotanlæg med en kapacitet på ca. 250 l affaldsemulsion i døgnet. Med denne kapacitet har pilotanlægget samme størrelse som et fuldskalaanlæg Den oprindelige procesgang ved pilotforsøgene var tænkt som følger:
Tegning af det oprindelige pilotanlæg fremgår af bilag 2. Allerede ved første forsøg blev det konstateret, at ét er teori, et andet praksis:
Disse ændringer var nødvendige for at få anlægget til at fungere efter hensigten. 4.6.1 Pilotforsøg hos MILJØ-KEMI Når denne affaldsemulsion kunne oparbejdes til noget brugbart, vurderes det at være relativt nemt at overføre erfaringerne til Solren-"emulsion". De to billeder i bilag 7 A og B viser pilotanlægget opstillet hos MILJØ-KEMI. Pilotforsøgene hos MILJØ-KEMI gav mange praktiske erfaringer, som gav anledning til ændringer af både anlæg og procedurer, før det kunne overflyttes til Phønix-trykkeriet: 4.6.1.1.Emulsion Ved spaltningen af emulsionen blev der foretaget flere forsøg, hvorved der blev fundet frem til en "optimeret" procesgang:
Billederne i bilag 7 D og E viser de tre forskellige faser efter den termiske adskillelse. 4.6.1.2Oliefase
Oliefasen er inden oprensningen visuelt mørk tenderende til sort, afhængig af i hvor høj grad urenhederne er "koagulerede" eller ej. Oliefasen skal være "vandfri", når den pumpes ind på søjlen. Ved højt vandindhold blev vandet optaget af aluminaen under dannelse af hydreret alumina. Under hydreringen udvider granulatet sig, hvilket resulterede i at kolonnen tilstoppedes. Ved oprensningen af oliefasen fik vi følgende erfaringer:
4.6.1.3 Vandfase
Erfaringerne fra oprensningerne gav følgende svar på de stillede spørgsmål:
Den klare vandfase over bundfældet slam pumpes direkte til genanvendelse på trykmaskinen eller til kloak. Bilag 7 I viser en typisk vandprøve efter oprensning med sepiolit. 4.6.1.4 Mættet kolonnemateriale
Ved denne behandling kan aluminaen reaktivere, så den kan genbruges. Vasketrinnet kan eliminere, men det store olieindhold bevirker, at forbrændingen bliver svær at styre. Hvis forbrændingen kommer ud af kontrol stiger temperaturen over de ønskede 700oC. Ved højere temperaturer "dødbrændes" aluminaen, således at den ikke mere virker adsorberende. Det har ikke været muligt at styre forbrændingen godt nok, hvilket har resulteret i en ikke optimal regenerering. I bilag 7 J ses den visuelle forskel mellem nyt, mættet og regenereret alumina. 4.6.1.5 Genanvendelse af regenereret vaskemiddel 4.6.1.6 Konklusion på pilotforsøg hos MILJØ-KEMI 5. Pilotforsøg hos virksomhederne5.1 Sammenfatning af pilotforsøgeneFormålet med pilotforsøgene hos de to virksomheder var at afklare:
Da der kun er blevet bygget et enkelt pilotanlæg, er forsøgene blevet gennemført i to tempi. Første pilotforsøg fandt sted hos Phønix - herefter hos Levison & Johnsen & Johnsen. På begge virksomheder lykkedes det at køre med pilotanlægget, genbruge al regenereret vaskemiddel og samle så megen erfaring, at det blev muligt at dimensionere og beskrive, hvordan et fuldskalaanlæg skal designes. 5.2 Pilotforsøg hos Phønix100 liter vaskemiddel er på laboratoriet oparbejdet til forsøgsvis genbrug hos Phønix Trykkeriet. Vaskemidlet var genbrugt uden problemer i produktionen, bortset fra at trykkerimaskinen en enkelt gang har haft et enkelt stop på grund af en tilstoppet dyse. Årsagen til tilstopningen er aldrig fundet. 5.2.1 Driftsforsøg Selve driften af pilotanlægget har været forholdsvis problemfri, men Phønix oplevede, at anlægget kræver megen manuel håndtering, og at der var en del "tunge løft". Bortset fra dette fungerede pilotanlægget teknisk set tilfredsstillende. Det oprensede produkt blev anvendt direkte på trykkerimaskinen i et forhold oprenset/frisk vaskemiddel 50/50 og til sidst i forholdet 75/25. Der blev i alt genanvendt ca. 200 liter oprenset produkt uden produktionsproblemer. Selv ved et blandingsforhold på 75/25 var det ikke nødvendigt at supplere med ekstra tensider for at opnå tilstrækkelig god afvaskning. Dette betyder, at Phønix ikke har anvendt kontrolanalyse for tensidindhold. Det betyder endvidere, at den anvendte tensidmængde i ubrugt Wash & Clean 2000 tilsyneladende ligger langt over det indhold, der er nødvendigt for at vaskemidlet opfylder de krav, der stilles hos Phønix. Sideløbende med genbrug af vaskemidlet blev renset vand genbrugt til afskylning i vaskeprogrammet på trykkerimaskinen i et forhold 50/50 med blødgjort vand. Dette genbrug har ikke givet anledning til nogen form for driftsproblemer. Der er ikke foretaget nogen optimering af den returnerede mængde vand. For at vandforbruget balancerer med det genvundne/rensede vand, skal forholdet være ca. 1/3 frisk vand til 2/3 genbrugt. Affaldsmængden blev i forsøgsperioden reduceret med ca. 70%.Ved optimering vil vandforbruget kunne reduceres med 70%. Konklusionen på pilotforsøgene hos Phønix er derfor, at såvel oprenset vaskemiddel som vand kan genbruges direkte på trykkerimaskinen. 5.2.2 Ønskede ændringer på anlæg Anlægget skal være mindst halvautomatisk, og håndteringen må ikke tage længere tid end den tid, der p.t. anvendes til håndtering af affaldsemulsionen fra trykkerimaskinen. For at opfylde disse krav skal følgende delopgaver løses:
Baggrunden for disse delopgaver kan kommenteres på følgende måde:
Totalt set tog det således ca. 1½ mandetime at gennemføre en cyklus. Dette tidsforbrug skal reduceres. 5.3 Pilotforsøg hos Levison & Johnsen & JohnsenI modsætning til pilotforsøgene hos Phønix blev der ikke oprenset større mængder emulsion hos MILJØ-KEMI, inden pilotanlægget blev opstillet hos Levison & Johnsen & Johnsen. Der var således ikke foretaget foreløbige afprøvninger af oprenset vaskemiddel, inden anlægget blev stillet op. 5.3.1 Driftsforsøg I driftsperioden hos LJJ blev der behandlet ca. 1100 l emulsion. Der er oparbejdet ca. 50 kg Solren, som blev anvendt direkte på maskinen i forhold på 50-75% regenereret til 25-50% frisk Solren. Der blev ikke observeret problemer af nogen art ved anvendelse af oparbejdet Solren. Sideløbende med genbrug af vaskemidlet skulle der være genbrugt renset vand til afskylning. Det kunne imidlertid ikke lade sig gøre, da al procesvand til afskylning hos LJJ befinder sig i et lukket selvstændigt rørsystem. Dette vand bliver anvendt på de fleste trykkerimaskiner og anvendes også som fugtevand. Ved at bringe oprenset vand ind i dette system er det umuligt at dokumentere, hvor det blev brugt. Hertil kom risikoen for, at en opblanding med fugtevand og spredning ved anvendelse til luftbefugtning ville kunne give problemer. I forbindelse med de gennemførte forsøg er affaldsmængden blevet reduceret med ca. 85%. Da vandet ikke er forsøgt genbrugt, er det ikke afklaret, i hvilken grad vandforbruget kan reduceres, men et kvalificeret gæt er, at det vil kunne reduceres med min. 60%. Konklusionen på pilotforsøgene hos LJJ er derfor, at oprenset vaskemiddel kan genbruges. Genbrug af vand er ikke afprøvet. 5.3.2 Ønskede ændringer på anlæg Kravene fra LJJ svarer helt til kravene fra Phønix. Hertil kommer krav, som for de flestes vedkommende skyldes et principielt dårligt materialevalg til opbygningen af pilotanlægget:
Baggrunden for disse delopgaver kan kommenteres på følgende måde:
Totalt set tog det således ca. 1½ mandetime at gennemføre en cyklus, hvilket ikke er tilfredsstillende. Alle disse fysiske ændringer er taget med i betragtning ved udarbejdelsen af det "rigtige" produktionsanlæg. 6. Økonomiberegninger6.1 Sammendrag af økonomiberegningerBaseret på de praktiske forsøg på laboratorierne og hos de deltagende virksomheder og på de priser, som vi kender på henholdsvis kemi, forbrug, affaldsomkostninger, anlægspris osv. er der foretaget rentabilitetsberegninger for de enkelte virksomheder. Følgende kan konstateres:
6.2 Phønix TrykkerietAlle økonomiske beregninger blev foretaget på basis af oplysninger fra leverandører og Phønix samt de resultater, der blev opnået ved de praktiske forsøg på trykkeriet. Basisoplysninger angående indkøbte kemikalier, baseret på 1999-priser:
Hos Phønix Trykkeriet blev der i driftsperioden behandlet og genereret følgende mængder:
Ved beregningerne er det forudsat, at anlægget ikke kræver mere manuel tilsyn/håndtering end den nuværende affaldshåndtering, dvs. ingen ekstraudgift til mandskab. På basis af ovenstående produktionstal er de gennemsnitlige besparelser ved behandling af 1 liter affaldsemulsion og tilbagebetalingstiderne ved forskellige affaldsgenereringer beregnet på grundlag af en anslået anlægsinvestering. Affaldsgenerering er valgt til 10.000 l/år og 20.000 l/år, da disse mængder repræsenterer affaldsgenereringen ved henholdsvis 1 og 2 større trykkerimaskiner. Investeringen i et regeneringsanlæg er sat til 160.000,- kr.
* Med 10% "ekstra" emulgator har man sikret sig, at emulgatorindholdet er på samme niveau som ved anvendelse af frisk afvasker. Da der ved en enkelt af regenereringerne blev genereret en stor mængde mellemfase samt en lille mængde vaskemiddel, vurderes det, at de beregnede besparelser og tilbagebetalingstider i tabellen er konservative. Ved at foretage en kritisk vurdering af de opnåede forsøgsresultater og sammenholde disse med de forsøg der blev gennemført hos MILJØ-KEMI, fremkommer følgende optimistiske besparelser og tilbagebetalingstider:
* Med 10% "ekstra" emulgator har man sikret sig, at emulgatorindholdet er på samme niveau som ved anvendelse af frisk afvasker. Under de givne forudsætninger konkluderes det, at tilbagebetalingstiden for det pågældende fuldskalaanlæg vil ligge et sted mellem 1,3 og 3,6 år, afhængigt af anlæggets belægningsgrad og afhængigt af, om det bliver nødvendigt at tilsætte ekstra emulgator til det regenererede vaskemiddel. 6.3 Levison & Johnsen & JohnsenAlle økonomiske beregninger er foretaget på basis af oplysninger fra leverandører og LJJ samt på de resultater, der er opnået ved de praktiske forsøg på trykkeriet. Basisoplysninger angående indkøbte kemikalier, baseret på 1999-priser:
Hos LLJ er følgende mængder blevet behandlet og genereret:
Håndteringen af anlægget er forudsat ikke at kræve mere manuel tilsyn/håndtering end den nuværende affaldshåndtering, dvs. ingen ekstraudgift til mandskab. På basis af ovenstående produktionstal er beregnet gennemsnitlige besparelser ved behandling af 1 liter affaldsemulsion, tilbagebetalingstid ved en affaldsgenerering på 10.000 l/år og en anlægsinvestering på 160.000,- kr. Denne mængde svarer til affaldsgenereringen ved 1 større trykkerimaskine.
Som det fremgår, er tilbagebetalingstiden lang. Årsagen er, at der anvendes betydeligt mindre mængder vaskemiddel ved mineralsk baserede produkter end ved anvendelse af vegetabilske afvaskere. Der kan derfor ikke genvindes de store mængder, som ville give de økonomiske gevinster. Miljømæssigt er der dog stadig den fordel, at mængden af flydende affald bliver reduceret med mere end 80%, når såvel vaskemiddel som vand genbruges. Den overordnede økonomiske konklusion er, at det nyudviklede anlæg med fordel vil kunne anvendes på de trykkerier, hvor der anvendes vegetabilske afvaskere, men ikke på trykkerier, hvor der anvendes mineralske afvaskere, idet:
7. Dimensionering af fuldskalaanlægPå basis af de forskellige erfaringer, der blev høstet af MILJØ-KEMI, Phønix og LJJ, har det været muligt at beskrive, dimensionere og prissætte et fuldskalaanlæg. Det overordnede dimensioneringsgrundlag kan oplistes således:
7.1 Sammendrag af dimensioneringenDer er dimensioneret et fuldskala halvautomatisk anlæg med kapacitet til oparbejdning af 250-750 l/døgn affaldsemulsion. Kapaciteten afhænger af forholdet mellem vaskemiddel og vand i affaldsemulsionen. I tilfældet med Wash & Clean 2000 fra Phønix er kapaciteten 250 l/døgn, mens kapaciteten med Solren fra LJJ er 750 l/døgn. Ved Solren er det kapaciteten af reaktorbeholderen, der er den dimensionerende faktor, mens det med Wash & Clean 2000 er aluminasøjlen. Med det beskrevne anlæg er der således mulighed for at behandle 50.000 - 150.000 l/år afhængig af emulsionstype. Denne kapacitet vil være tilstrækkelig for størstedelen af alle danske offsettrykkerier. Anlægget fremstilles i det væsentligste af rustfrit stål og polypropylen. Dette materialevalg sikrer både temperatur- og kemikaliebestandighed. Fysisk kan anlægget stilles op indenfor et frit gulvareal på 2 x 1 m. Hertil kommer, at det kræver udsugning fra reaktor. Selve processen kræver kun et enkelt tryk på en knap, manuel dosering af sepiolit ved vandfase, udpumpning af lerslam og manuel udskiftning af kolonnemateriale. Prisen for det beskrevne anlæg, inkl. opsætning og styring, er 160.000,- kr. ekskl. det installationsarbejde, der evt. er nødvendigt hos virksomheden (3 x 380 V, 220 V, vand og afløb). Se bilag 3. 7.2 ProcesgangDen ønskede procesgang kan kort summeres i følgende punkter:
Til denne beskrivelse af fuldskalaanlægget skal der knyttes følgende kommentarer, før procesgangen for de tre faser beskrives:
Herefter splittes procesgangen reelt op i tre uafhængige processer, som efterfølgende skal beskrives hver for sig: 7.2.1 Vandfase
Der kan knyttes følgende kommentarer til de enkelte enhedsoperationer:
7.2.2 Mellemfase 7.2.3 Oliefase
Der kan knyttes følgende kommentarer til de nævnte procestrin:
7.3 Manuel håndtering og tidsforbrugKravet om minimal manuel håndtering og tidsforbrug stiller store krav til anlægget, da der skal findes en passende grad af automatisering - så høj automatisering, at anlægget ikke virker belastende, men ikke så høj, at operatøren bliver helt umyndiggjort. Ved udformningen af dette fuldskalaanlæg er der således forsøgt skabt en passende balance ved vurdering af følgende:
Til disse 3 delområder skal der knyttes følgende kommentarer:
Total set vil installationen af dette oprensningsanlæg i realiteten ikke forøge arbejdsindsatsen for medarbejderne, da det ekstra arbejde, der opstår, opvejes af mindre håndtering af flydende affald. 7.4 Fysisk udformningDen fysiske udformning af selve anlægget er bestemt af flere parametre:
Disse tre uafhængige parametre kan kommenteres som følger:
Baseret på ovennævnte beskrivelse af såvel procedure, lovkrav og fysisk udformning har leverandøren af pilotanlægget udarbejdet tegninger og afgivet et tilbud på at fremstille fuldskalaanlæg for 160.000,- kr. 8. Alternative oprensningsmetoderUnder projektforløbet er der dukket to kommercielle metoder op til oparbejdning af affald fra afvaskning. Disse to metoder sælges sammen med vaskemidlerne, således at kunden får et totalkoncept. De to metoder bliver kort beskrevet som følger: 8.1 HIAB-metodeDenne regenereringsmetode er baseret på vakuumdestillation. Metoden er begrænset til kun at kunne håndtere flygtige vaskemidler, dvs. den begrænser sig til mineralske produkter. Der henvises til bilag 4 for nærmere beskrivelse. Fremgangsmåden kan beskrives som følger:
Efter genvindingen af vaskemidlet tilsættes en foreskrevet mængde emulgatorblanding, da overskud af emulgator ender i posen sammen med de øvrige affaldsprodukter. Løsningsmetoden er god, da den er simpel og uden mange håndteringer. Størstedelen af vaskemidlet bliver genvundet, men alle emulgatorer går tabt. Al vand bliver destilleret, hvilket bevirker, at det kan bruges næsten ukritisk igen. Det har ikke været muligt at få rigtige driftsdata fra leverandøren, så derfor må der henvises til bilagene angående økonomien ved denne anlægstype. Den største ulempe ved dette anlæg er, at det ikke kan anvendes til vegetabilske afvaskere på grund af deres høje kogepunkter. Anlægget synes at være en acceptabel løsning de steder, hvor man anvender mineralsk baserede vaskemidler, dvs. de steder hvor teknologien udviklet i dette projekt af økonomiske grunde ikke er attraktiv. 8.2 Druck ChemieDette afvaskningskoncept omfatter både kemi og maskine. Også her er det ideen at levere en totalløsning. Se bilag 5. Principperne i oprensningsmetoden er baseret på rene fysiske enhedsoperationer. Metoden begrænses af, at den kun kan håndtere tungtflygtige (vegetabilsk baserede afvaskere), samt af at affaldsblandingen skal være demulgerende, dvs. at emulsionen er selvspaltende efter nogen tid. Selve regenereringsanlægget er meget simpelt. Det består reelt af mekanisk filtrering gennem flere fysiske filtre med opsplitning af de to faser. Alle fysiske forureninger fanges af filtrene, som med passende mellemrum skal udskiftes. Vandfasen passerer 3 olieudskillere og til slut en aktiv kulfiltrering. Fremgangsmetoden kan beskrives på følgende måde:
Efter genvindingen af vaskemidlet tilsættes en foreskrevet mængde emulgatorblanding, da en del af emulgatoren forsvinder med vandfasen. Løsningsmetoden er god, da den er simpel og ikke kræver mange håndteringer. Størstedelen af vaskemidlet bliver genvundet. Det har ikke været muligt at få oplyst rigtige driftsdata fra leverandøren. Derfor må der henvises til bilagene angående økonomien ved denne anlægstype. Den største ulempe ved dette anlæg er, at metoden kun er anvendelig til affaldsemulsioner der er demulgerende. Dette er efter alt at dømme en meget stor begrænsning ved metoden. Metoden kan ligeledes ikke anvendes til letflygtige produkter. 9. PatentundersøgelseFor at vurdere projektets kommercielle muligheder er der foretaget en patentmæssig nyhedsundersøgelse over den udviklede nye teknologi. Se bilag 6. Formålet med nyhedsundersøgelsen var at undersøge, om teknologien/metoden var beskyttet, og om der evt. kan udtages patent på metoden. 9.1 Sammenfatning af undersøgelsenKonklusionen på nyhedsundersøgelsen blev:
Det betyder, at den udviklede metode tilsyneladende ikke krænker andre patenter. Det betyder også, at metoden muligvis vil kunne patenteres indenfor det snævre område: oparbejdning af affaldsemulsioner fra offsetmaskiner. Der er ikke p.t. foretaget tiltag til en patentering. 10. Konklusion og fremtidsmulighederDet kan konkluderes, at det i projektet er lykkedes at udvikle en relativ simpel metode til oparbejdning af de affaldsemulsioner, der fremkommer ved rengøringen af offset-trykkerimaskiner. Projektmålet er således nået. Den udviklede metode kan håndtere og oparbejde både mineralsk og vegetabilsk baserede vaskemidler. For at kunne oparbejde emulsionerne til brugbare produkter, stilles der kun krav om, at emulsionerne ikke er varmestabile ved 80° C Dette krav var opfyldt for begge de vaskemidler, der blev udvalgt og afprøvet i dette projekt, og som anses som repræsentative for størsteparten af anvendte vaskemidler. Den valgte metode er udelukkende baseret på fysiske principper. Oparbejdelsen af affaldet indebærer således ikke brug af kemiske stoffer. Projektet har dokumenteret, at både genvundet vaskemiddel og vand kan genbruges direkte på offset-trykkerimaskiner, uden at det har givet anledning til problemer med drift eller trykkvalitet. Projektet har således vist, at der kan etableres et "lukket" vaskemiddel- og vandkredsløb rundt om offset-trykkerimaskiner ved etablering af et regenereringsanlæg som det udviklede. Som et delresultat har projektet dokumenteret, at affaldsmængderne fra rengøringsprocessen på offset-trykkerimaskiner med våd/våd afvaskning kan reduceres kraftigt, således at mængden af flydende affald til Kommunekemi bliver reduceret. Pilotafprøvninger har vist, at anvendelse af den udviklede metode ikke blot vil reducere miljøbelastningen, men at metoden også er økonomisk attraktiv på trykkerier, der anvender vegetabilske vaskemidler. Teknologien er afprøvet i to trykkerier med et pilotanlæg, der i størrelse og kapacitet svarer til et fuldskalaanlæg. Ud fra afprøvningerne af pilotanlægget er det endelige fuldskalaanlæg designet og prissat. Ingen af de to deltagende trykkerier har ønsket at etablere det endelige fuldskalaanlæg. De har hver for sig haft forskellige grunde hertil, men resultatet er, at det ikke indenfor projektets rammer har været muligt at bygge og installere et endeligt fuldskalaanlæg. Under projektforløbet er to andre teknologier blevet udviklet af andre leverandører og tilbydes nu kommercielt. Disse teknologier vurderes anvendelige, men kan hver for sig kun anvendes til bestemte typer af vaskemidler. Teknologien udviklet i dette projekt kan anvendes over for alle type af vaskemidler. Der er således tale om en teknologi med langt bredere anvendelse end de eksisterende alternativer. Det er vor vurdering, at anlæg til regenerering af vaskemiddelaffald i løbet af de næste 5-10 år vil blive etableret hos størstedelen af de større offsettrykkerier, og at teknologien udviklet i dette projekt for en række af disse trykkerier vil være det mest oplage valg. Dette vil ikke mindst været tilfældet i forbindelse med, at trykkerierne skifter fra mineralsk baserede vaskemidler til vegetabilske vaskemidler. Selve denne substitution vil ske i forbindelse med, at trykkerimaskinerne udskiftes, hvorved der åbnes mulighed for at substituere, hvilket ikke er muligt på mange af de eksisterende maskiner. Priserne på vegetabilsk baserede vaskemidler ligger noget højere end de mineralsk baserede. Når dette sammenholdes med et større forbrug per produceret enhed, giver det et økonomisk incitament til indføring af regenereringsanlæg. En tendens, der vil påvirke udviklingen hen mod implementering af regenereringsanlæg er, at der i forbindelse med miljømærkning af tryksager stilles krav til råvare og mængde ved fremstilling. Der er derfor allerede nu et incitament til at indføre regenerering af affald, da produkterne derved vil blive en bedre miljø-core. Når kendskabet til regenereringsteknikker bliver mere udbredt, vil kriterierne for miljømærkning blive skærpet. Denne skærpning vil bevirke, at producenter skal anvende regenereringsteknikker, hvis de ønsker at kunne miljømærke deres produkter. For mindre virksomheder er der ikke et økonomisk incitament for at installere regenereringsanlæg på grund af de små affaldsmængder. Får at hjælpe disse mindre trykkerier miljømæssigt og måske økonomisk kunne man forestille sig centrale regenereringsanlæg. Om det vil blive økonomisk fordelagtigt for selv små trykkerier, er svært at vurdere på nuværende stade, men Grafisk Arbejdsgiverforenings igangværende projekt "Formidling og information om affaldshåndtering i grafiske virksomheder" vil kunne afklare, om denne idé er bæredygtig eller ej. Bilag 1 Vurdering af databladeGrafisk Arbejdsgiverforening Genvinding af afvaskningsmidler i den grafiske branche - Datablade Formål: Det var endvidere formålet at påpege hvilke generelle forbedringer der kan ønskes ved disse datablade. Kommentarer Generelt kan det siges at de store kemikoncerner (Akzo og BASF) leverer gode og detaljerede datablade, medens de øvrige godt kunne trænge til en ekstra gennemgang. Coates Lorilleux har leveret rimelige datablade. De bærer tydeligt præg af at de er udarbejdet på baggrund af AKZO. Der er desværre indsneget sig flere fejl i denne konversion. Databladene fra DSS er rimelige, men der er nogle fejl. Hindsgauls og Piculells datablade har en del direkte fejl og fejlmærkninger. Erik Levion bærer tydelig præg af at de er oversat fra tysk, og der er ikke taget hensyn til de danske særregler om indhold Konklusion Tom Hornshøj-Møller Vurdering af sikkerhedsdatablade - sagsnr. 7967-15 CLEAN & WASH 2000: Pkt. 8: Pkt. 11: Pkt. 12: Pkt. 13: TRYK "A": Pkt. 3: Pkt. 8, 11, 12 og 13: Se ovenstående - generelt rimelige datablade H-15 Automat rensevæske: Pkt. 3: 11 og 15: kort og klart de vigtigste farer (og ikke angivelse af sikkerhedsforanstaltninger) Pkt. 5: Pkt. 7: Pkt. 8: Pkt. 10: Pkt. 13: Pkt. 15: - nogle fejl i databladet og ikke så oplysende Solvask: - Godt datablad, meget detaljeret Solren: - godt datablad Vegeol MEG: Pkt. 8: Pkt. 13: - i øvrigt et godt datablad Vegeol CEG: - godt datablad, meget detaljeret K+E Rens B: Pkt. 12: Pkt. 13: - i øvrigt godt og detaljeret datablad K+E Rens VEG: - se ovenstående CPS Daglig Afvask Sx: Pkt. 2: Pkt. 3: Pkt. 7 og 8: Pkt. 10: Pkt. 12: Pkt. 13: Pkt. 15: - generelt: ikke særlig detaljeret datablad CPS Daglig Afvask Ex: - se ovenstående Color OFF-Z: Pkt. 2: Pkt. 7 og 8: Pkt. 11: Pkt. 12: Pkt. 13: Pkt. 15: - meget tynd brugsanvisning Böttcherin-produkter: Pkt. 2: Pkt. 3: Pkt. 4: Pkt. 8: Pkt. 10: Pkt. 11: Pkt. 12: Pkt. 13: Pkt. 15: Generelt er min mening at databladene fra Akzo (Casco) Nobel og BASF er gode og detaljerede. Databladene fra Coates Lorilleux er også rimeligt gode, men dog ikke så godt udarbejdede som dem fra Akzo (det er samme skabelon, der er brugt). Databladet fra DSS er nogenlunde, men der er alligevel nogle fejl og mangler. Dette gælder ligeledes databladet fra Hindsgaul Grafisk ApS. Endelig bærer databladene fra Erik Levison tydeligt præg af, at de er oversat fra tysk, men ikke tilpasset de danske regler - hvilket de naturligvis skal være. Hvis du vil have det uddybet eller har spørgsmål, så sig til. 30/03/98-IA
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||