| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Nyttiggørelse af kommunal indsamlet PVC-affald

Sammenfatning og konklusioner

• Behandlingspris for kommunalt indsamlet PVC-affald med Watech metoden

Baggrund og formål

Watech (tidligere NKT Research Center) har udviklet en ny proces til behandling eller recycling af PVC affald fra kabler. Det er vist, at processen også kan anvendes til behandling af PVC bygningsaffald. Der er opbygget et pilotanlæg som er placeret hos NKT Cables. Pilotanlægget er opbygget som en komplet minifabrik, der kan modtage PVC affald og omdanne dette til produkterne salt, koks, olie og tungmetalprodukt. Processen er kendetegnet ved, at der kun dannes produkter (salt, koks, olie og tungmetalprodukt) og minimum af fast affald. Processen gennemføres på en sådan måde, at der heller ikke dannes spildevand.  Processen består af to adskilte procestrin, hvor første trin er ”PLASTSEP” processen. I PLASTSEP separeres usorteret PVC-affald i en letplastfraktion (polyetylen mv.), en PVC-fraktion (rent PVC-affald) samt en række rene metalfraktioner (kobber, aluminium og jern). Det rensede PVC-affald fra PLASTSEP behandles herefter i den udviklede pyrolyseproces kaldet ”WAPRO”.  I WAPRO sker behandlingen af PVC-affald med samtidig tilsætning af en passende kalkkilde. Disse processer (PLASTSEP® og WAPRO®) er tidligere afrapporteret overfor Miljøstyrelsen i MST projektrapport M3281. Der henvises hertil vedrørende de tekniske detaljer i processen.

Der er i dette projekt taget udgangspunkt i anvendelse af disse to ovennævnte processer for behandling af PVC affald. Det har været hovedformålet at få belyst hvorvidt PVC-affald indsamlet via kommunale indsamlingsordninger kan behandles med samme processer.  Samtidig var det målet at videreudvikle processerne og udvikle behandlingsprocedurer for reelt forekomne affaldssammensætninger, med reelt forekomne variationer samt undersøge renheden af de udvundne produkter.

Detaljerede formål med arbejdet var

- at belyse sammensætningen af kommunalt indsamlet PVC affald

- at vise hvilken sortering, der kræves for at affaldet kan behandles i WAPRO^â processen.

- at karakteriser de fremkomne produkter efter WAPRO® processen

- at vurdere omkostningsniveauet for behandling af PVC affaldet

- at vurdere de miljømæssige konsekvenser ved behandling af PVC affaldet

- at finde en metode til rensning af oliekondensat for eventuelle klorider

- at deltage i miljø- og samfundsøkonomiske studier vedrørende PVC håndtering

- at undersøge muligheden for yderligere raffinering af saltproduktet fra sambehandling af røggasaffald og PVC affald

Undersøgelsen

Denne rapport beskriver resultaterne, der er opnået i studiet “Nyttiggørelse af kommunalt indsamlet PVC affald”. Studiet er udført af RGS90 Watech med Uffe Rahbek som projektleder. Projektet er udført med økonomisk støtte fra Miljøstyrelsens program for renere produkter. Som en del af undersøgelsen er leveret data til to miljøøkonomiske studier af forskellige processer til behandling af PVC affald.

• Det første studie var ”PVC Recovery Options, Concept for Environmental and Economic System Analysis”, ref.1 ledet af Vinyl 2010. Arbejdet er færdigt og rapporten kan ses på Internettet

• Den anden undersøgelse, var en dansk Miljø- og samfundsmæssig analyse af behandling af PVC affald, der blev igangsat af Miljøstyrelsen. I dette studie sammenlignes deponi, forbrænding, Watech metoden og Stigsnæs metoden. Studiet er endnu ikke publiceret.

Hovedkonklusioner

Mængden af PVC affald fra to kommuners genbrugsstationer er blevet bestemt og PVC affaldet er blevet karakteriseret for indhold af andre emner end PVC samt analyseret for indhold af bly og cadmium. Det viste sig vanskeligt at skaffe bare nogenlunde rene fraktioner af PVC affald, fordi en del kommuner har den praksis, at affald til deponi blandes i større containere for at spare plads på indsamlingsstederne. I nogle kommuner var PVC derfor blandet med byggeaffald og dette giver en yderligere udgift til sortering, når det skal nyttiggøres.

PVC affaldet, der blev brugt i dette studie, blev indsamlet i containere, der var specielt opstillet til PVC affald og med en tydelig mærkning og en forklaring på hvilken type af affald, der var ønsket i containeren. Dette affald viste sig på trods heraf også at indeholde betydelige mængder af andre materialer end PVC. Det var især indhold af anden plast og metaller, men også træ, husholdningsaffald og elektronikaffald betød at en bedre sortering eller forbehandling er hensigtsmæssig, men ikke nødvendig før affaldet kunne nyttiggøres i WAPRO®. Sorteringen blev foretaget med henblik på at fjerne ikke plastfraktioner. Dernæst blev affaldet neddelt til ca. 8 mm og sorteringen blev foretaget med PLASTSEP®, der er forbehandlingsmetode til WAPRO®.

Sorteringen af plastaffaldet ved PLASTSEP® processen resulterede i at henholdsvis 65 % og 75 % af affaldet kunne udsorteres som PVC, der kunne videre behandles i WAPRO®.

Det sorterede PVC affald kunne pyrolyseres og mellemprodukterne kunne behandles i WAPRO®. Produkterne fra behandling af det kommunalt indsamlede PVC affald havde samme kvalitet som tidligere set ved behandling af andet PVC affald (kabelaffald og bygnings PVC affald).

Det kommunalt indsamlede affald bestod af en stor del tagplader og blødgjort PVC (f.eks. badebassiner, legetøj og regntøj). Ved pyrolysen indvindes med denne type PVC-affald betydeligt mere olie end ved kabel affald. Til gengæld indvindes der ikke så meget salt og koks. Der blev udført pyrolyse i pilotanlægget, hvor en blanding af kommunalt indsamlet PVC blev pyrolyseret sammen med kabel PVC. Denne blanding blev ligeledes nyttiggjort uden procestekniske problemer.

Såvel tagplader som det blødgjorte PVC affald indeholder cadmium og bly. Hvis de koncentrationer af tungmetallerne, som er fundet i dette studie er repræsentative for alt kommunalt indsamlet PVC-affald, så bliver der årligt deponeret ca. 500 kg cadmium og ca. 10 tons bly sammen med PVC affaldet. Det skønnes dog, at det indsamlede PVC affald delvist er af nyere dato, og det er sikkert, at bly og cadmiumindholdene kan være op til 10 gange højere i ældre PVC-affald. I WAPRO® processen koncentrerer disse tungmetaller i en filterkage, der kan køres til metalgenvinding eller særskilt deponi.

Behandling af kommunalt indsamlet PVC affald kræver et specielt fældningstrin for cadmium fra saltproduktet. Ekstra udgiften til dette ekstra procestrin er så lav, at den ingen betydning har for behandlingsprisen.  Forbehandling og reaktionsbetingelser kan foregå på samme måde som for kabel PVC eller byggeaffalds PVC. Det er også vist at PVC-affaldet kan blandes med andre typer PVC-affald uden procestekniske problemer.

Det indvundne salt produkt kan indeholder andre stoffer end calcium, især hvis en uren kalkkilde anvendes ved behandlingen i WAPRO®. Det er vist, at det er muligt at fremstille calciumklorid, natriumklorid og kaliumklorid til renheder, der svarer til kommercielle produkter og derved kan værdien af saltprodukterne øges.

Behandlingsprisen for PVC affald er vurderet i forbindelse med Watechs deltagelse flere miljø og samfundsmæssige analyser. Med sambehandling af røggasaffald og skønnede danske PVC affaldsmængder vil behandlingsprisen udgøre 800 – 900 kr./ton affaldsplast.

Projektresultater

Det har ikke været muligt at få en præcis registrering for mængderne af PVC affald, der køres til deponi fra de undersøgte kommuner, fordi affaldet registreres sammen med andet affald til deponi.

Mængde og sammensætning af kommunalt indsamlet PVC affald i Danmark

Mængde, sammensætning og tiden for at fylde en container er blevet anvendt til at vurdere mængden af PVC affald pr. indbygger. Hvis disse erfaringstal bruges til at beregne indsamlingspotentialet i hele Danmark findes 7.300 tons PVC/år med tallene fra Tølløse som grundlag og 8.000 tons PVC/år med tallene fra Holbæk som grundlag. Sammen med disse PVC mængder vil der fremkomme 25-35 % andet affald især letplast. Det estimeres, at der i alt vil kunne indsamles mellem 10.000 og 12.500 tons PVC-affald i Danmark. Hertil kommer den mængde af PVC-affald, der indsamles ved WUPPI ordningen (1.500 – 2.000 tons pr. år). Desuden ender en del PVC affald i vore forbrændingsanlæg, men det vil være omkostningskrævende, at få udsorteret større mængder af dette PVC affald til nyttiggørelse i WAPRO®.

Kommunalt indsamlet PVC affald fra to genbrugspladser i henholdsvis Tølløse og Holbæk kommuner er analyseret for indhold af PVC og tungmetaller. Landkommunen Tølløse leverer betydeligt mere stift PVC, hovedsagelig fra tagplader mens Holbæk kommune overvejende indsamler blødt PVC.

Indholdet af PVC i ”PVC affald” blev fundet til 65 % i Holbæk og 75 % i Tølløse, d.v.s. målt i forhold til den totale plastaffaldsmængde. Den del af affaldet, der ikke var PVC var hovedsagelig letplast, men der blev også fundet en del metaller, træ, husholdningsaffald og elektronikaffald.

Koncentrationen af tungmetaller i PVC delen var 1100-2300 ppm bly og 60-100 ppm cadmium. Det skal bemærkes, at der i kabelaffald og byggeaffald tidligere er målt 10 gange så høje blyindhold.

PVC affaldet med en variation på op til 80 % tagplader og ned til 10 % tagplader blev pyrolyseret i laboratoriet. WAPRO® processen er stabil overfor disse udsving i sammensætningen. Fra behandlingen i WAPRO® processen fremkom dog mere organisk kondensat (olie) end behandling af samme mængde kabel affald ville have gjort.

Produkter fra behandling af kommunalt indsamlet PVC affald

Koksproduktet kunne udvaskes til en bly koncentration under 1000 ppm og cadmium under 10 ppm i pilot skala forsøg.  Disse metalindhold i koksproduktet var under de succeskriterier for tungmetalindhold, der tidligere blev fastlagt sammen med Miljøstyrelsen.

Saltproduktet (Calciumklorid) kunne fremstilles uden bly (< 0,1 ppm Pb) og cadmium (< 0,05 ppm Cd). I laboratorie forsøgene med kommunalt indsamlet PVC var det nødvendigt at foretage en sulfid polering ved pH 9,5 for at bringe cadmium koncentrationen under 0,05 ppm. Disse indhold i saltproduktet er ligeledes under de succeskriterier for tungmetalindhold, der tidligere blev fastlagt sammen med Miljøstyrelsen.

En effektiv renseproces til det organiske kondensat blev udviklet således at WAPRO® kan levere et olieprodukt (organiske oliekondensater) med et klorid indholdet på under 2-10 g/kg og dioxin-indholdet samtidig blev målt til 3-11 ng I-TEQ/kg.

Sortering af kommunalt indsamlet PVC affald

Samlet vurderes det kommunalt indsamlede PVC affald til at være en meget inhomogen type plast affald, der indeholder en del affald, der kan sorteres fra.

PLASTSEP® processen er i stand til at frasortere den del af affaldet, der er enten brændbart eller foreligger som rene metaller. I det undersøgte affald udgjorde denne mængde 25-35 vægt-% af affaldet. De rene metaller kunne sendes til genbrug eller recycling via eksisterende ordninger og letplasten kunne genbruges ved mekanisk recycling eller afsættes til energiudnyttelse.

Produkter fra sambehandling af kommunalt indsamlet PVC affald med røggasaffald

Endelig udførtes der forsøg med separation af blandet salt, der var fremkommet ved behandling af røggasrensningsaffald (RGA) med Halosep processen. Halosep processen behandler røggasaffald ved sur stabilisering eller alkalisk stabilisering. Saltproduktet herfra svarer til anvendelse af en uren kalkkilde (røggasaffald) i WAPRO®. Der blev lavet forsøg med et calciumkloridrigt saltprodukt med røggasaffald fra Amagerforbrænding (sur stabilisering), et mindre calciumkloridrigt saltprodukt med røggasaffald fra Amagerforbrænding (alkalisk stabilisering) samt et saltprodukt, der havde højere natriumklorid og kaliumklorid koncentration med røggasaffald fra Vestforbrænding (alkalisk stabilisering).

Det blev undersøgt om natriumklorid, kaliumklorid og calciumklorid kunne adskilles i en enkel saltseparationsproces, således at der kunne laves produkter med specifikationer, som svarer til kommercielt tilgængelige saltprodukter.

Det blev vist, at det var muligt at fremstille tre saltprodukter, der var rige på henholdsvis natriumklorid, kaliumklorid og calciumklorid med anvendelse af røggasaffald fra Amagerforbrænding som kalkkilde, (sur stabilisering) og med anvendelse af røggasaffald fra Vestforbrænding som kalkkilde, (alkalisk stabilisering).  Med anvendelse af røggasaffald fra Amagerforbrænding som kalkkilde, (sur stabilisering) kunne natriumklorid fremstilles med mere end 90 % renhed. Kaliumklorid (gødningssalt) kunne ikke isoleres i dette tilfælde, men endte i calciumklorid produktet. Sammensætningen af calciumklorid produktet var på trods heraf tæt på de kommercielle specifikationer for vejsalt.

Med anvendelse af røggasaffald fra Vestforbrænding som kalkkilde (alkalisk stabilisering) kunne kaliumklorid (gødningssalt) fremstilles mere end 90 % ren. Med røggasaffald fra Amagerforbrænding som kalkkilde,(alkalisk stabilisering) kunne natriumklorid og kaliumklorid ikke umiddelbart separeres. Det blev vist, at dette skyldtes opløst sulfat. Ved en sur stabilisering vil det opløste calciumklorid fra kalk (calciumkarbonat) undertrykke opløsning af sulfat, der vil forblive i røggasaffaldet som gips.

Behandlingspris for kommunalt indsamlet PVC-affald med Watech metoden

På grundlag af de indsamlede mængder fra Tølløse og Holbæk kommuner vil et estimat for indsamlingspotentialet for kommunalt PVC affald i hele Danmark være 10.000-12.500 tons ”Indsamlet PVC affald” eller ca. 7.300-8.000 tons rent PVC affald/år. Dette affald vil samlet indeholde 20-40 tons bly og 1-2 tons cadmium, som kan koncentreres i et tungmetal produkt med WAPRO®.

Kommunalt indsamlet PVC affald vil kunne behandles med samme omkostningsniveau som andet undersøgt PVC affald (kabelaffald og bygningsaffald) såfremt der kan skaffes affald af samme renhed, som det, der er brugt her i studiet. Beregninger i de Miljø og Samfundsmæssige analyser har vist, at behandlingsprisen for kommunalt indsamlet PVC ved sambehandling i af plastaffald med røggasaffald fra forbrændingsanlæg med Watech processer vil udgøre 800 – 900 kr./ton.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 December 2006, © Miljøstyrelsen.