Monografia nr 1: Oddziaływanie przemysłu na środowisko naturalne cz. 1

W podręczniku wykorzystano, za zgodą Departamentu Ocen Oddziaływania na Środowisko Ministerstwa Środowiska (pismo Ministerstwa Środowiska DOOŚ- 078-6732/07/EK z dnia 14.09.2007 r. ), fragmenty następujących przewodników metodycznych BAT:

1. Najlepsze Dostępne Techniki BAT – wytyczne dla produkcji żelaza i stali huty zintegrowane,
2. Najlepsze Dostępne Techniki BAT – wytyczne dla produkcji stali – stalownie elektryczne z odlewaniem stali,
3. Najlepsze Dostępne Techniki BAT – wytyczne dla branży przetwórstwa żelaza i stali – walcownie gorące,
4. Najlepsze Dostępne Techniki BAT – wytyczne dla branży produkcji żelaza i stali – produkcja żelazostopów,
5. Najlepsze Dostępne Techniki BAT – wytyczne dla branży koksowniczej.

Przewodniki metodyczne zostały sfinansowane ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na zamówienie Ministra Środowiska.

Hutnictwo żelaza i stali charakteryzuje się dużą różnorodnością procesów technologicznych, w różnym stopniu powodujących zanieczyszczenie powietrza, wód oraz ziemi, w wyniku składowania odpadów. Procesom produkcyjnym, zwłaszcza surowcowym, towarzyszy wydzielanie się zanieczyszczeń pyłowych i gazowych, takich jak dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, tlenki azotu, węglowodory i inne. Woda zużywana w procesach produkcyjnych zanieczyszczona jest zawiesinami, olejami mineralnymi i różnymi związkami chemicznymi.

Spośród instalacji hutnictwa żelaza i stali najbardziej szkodliwe są wydziały surowcowe, występujące w hutach zintegrowanych. W Polsce, takich hut było jeszcze w latach osiemdziesiątych XX wieku kilkanaście, zaś obecnie pozostały tylko dwie tj.: ArcelorMittal Poland S.A. Oddział w Dąbrowie Górniczej oraz Oddział w Krakowie. W odróżnieniu od hut wytwarzających stal, ze złomu w hutach zintegrowanych produkujących stal z surowca pierwotnego, którym jest ruda żelaza, potrzebne są więc dodatkowo koksownie, spiekalnie i wielkie piece.

W produkcji koksu powodem zanieczyszczenia atmosfery są głównie nieszczelności urządzeń, przez które przechodzi część produktów destylacji węgla kamiennego, wodę zanieczyszczają produkty węglopochodne.

W spiekalniach, spiekanie połączone jest ze spaleniem koksiku, a spaliny z procesu spiekania zawierają pył, SO₂, CO₂ , CO, NO₂ i inne. Równocześnie zaletą spiekania jest to, ze proces ten pozwala na wykorzystanie różnego rodzaju odpadów żelazonośnych z procesów hutniczych i spoza hutnictwa.

W procesie wielkopiecowym zagrożenia dla atmosfery stanowią uchodzący gaz wielkopiecowy, pyl z wsadu wielkopiecowego, opary unoszące się nad rynnami surówki i żużla. Zanieczyszczeniu szlamem ulega woda z mokrego oczyszczania gazu wielkopiecowego, woda z procesu granulacji żużla wielkopiecowego.

Stal wytwarzana jest w konwertorach tlenowych lub piecach elektrycznych. W obu procesach ma miejsce emisja pyłowo-gazowa. Występuje ona również w procesie pozapiecowej obróbki stali w piecach kadziowych, a także w niewielkim stopniu, w procesach ciągłego odlewania stali.

W procesach przeróbki plastycznej stali występują mniejsze niż w procesach surowcowych zagrożenia dla środowiska. Zagrożenia te powodują głównie piece do wygrzewania wsadu do walcowania i kucia, konieczność stosowania wody i olejów w procesie walcowania, konieczność trawienia wyrobów, np. blach.

Hutnictwo żelaza i stali wytwarza około jednego Mg toksycznych gazów i około 250-600 kg odpadów stałych, takich jak żużle, pyły, szlamy, zgorzelina itp. na Mg wyprodukowanej stali. W podstawowej części są to żużle (60-70%), zbywane w przemyśle cementowym, w budownictwie drogowym i w inżynierii lądowej. Różne metody odzysku żużla wielkopiecowego pozwalają już dzisiaj na odzysk prawie 100% tego żużla, natomiast odzysk żużla konwertorowego, a zwłaszcza żużla z elektrycznych pieców lukowych jest jeszcze niepełny.

Dostosowanie się do wymogów norm środowiskowych oraz minimalizacja lub pełne usunięcie szkód spowodowanych działalnością w przeszłości, jest koniecznością i ważnym elementem utrzymania konkurencyjnej pozycji hutnictwa na tle całej gospodarki. Pozytywny wkład sektora w Polsce w wysiłkach na rzecz redukcji emisji CO₂ i innych gazów cieplarnianych jest niekwestionowany. W zakresie realizacji programu restrukturyzacji w warstwie technologicznej, zlikwidowano część wielkich pieców wytwarzających surówkę i żelazostopy oraz wszystkie piece martenowskie. Likwidacja pieców martenowskich była spowodowana wyłącznie względami ochrony środowiska. W wyniku tych dokonań środowisko naturalne zostało istotnie odciążone z emisji gazów i pyłów.

Czynnikiem ograniczającym emisję gazów i pyłów w hutnictwie żelaza i stali, było również zmniejszenie produkcji stali, z powodu fizycznej likwidacji około 60,0% zdolności produkcyjnych. Kolejnym czynnikiem ograniczającym emisję gazów i pyłów, obok likwidacji przestarzałych urządzeń i technologii, były inwestycje proekologiczne zrealizowane w sektorze w latach 1989-1999. Ograniczono energo i materiałochłonność produkcji. Emisje podstawowych zanieczyszczeń do powietrza – NO_X, SO₂ i pyłów – uległy zmniejszeniu. Wszystkie zakłady sektora hutnictwa żelaza i stali posiadają wymagane decyzje dotyczące emisji zanieczyszczeń do środowiska, tzw. pozwolenia zintegrowane [1-3].

Hutnictwo żelaza i stali kieruje się więc w stronę zrównoważonego rozwoju, tak w swej polityce, jak i w praktyce. Firmy próbują zwiększyć wiarygodność wieloma sposobami, poprzez politykę z zakresu ochrony środowiska i systemów zarządzania. Wszystko to przyczynia się do zrównoważonego rozwoju, a to wspomaga ewolucję w tym przemyśle. Żelazo należy do zasobów nieodnawialnych, a jego ilość w skorupie ziemskiej jest ograniczona. Ale fakt, ze może być wielokrotnie poddawane recyklingowi (jako złom stalowy) gwarantuje jego dostępność. Ponieważ światowa konsumpcja stali rośnie, panuje tendencja do wzrostu udziału złomu stalowego w całkowitym spożyciu.

Recykling jest pozytywny z ekonomicznego punku widzenia. Przekłada się on na oszczędność energii i dostępność zasobów o wysokiej jakości. Ponadto jest on pozytywny w aspekcie środowiskowym, gdyż oznacza on czystsze procesy i mniejsze zniszczenie gleby i zasobów naturalnych [4]. Celem jaki sobie obecnie stawia hutnictwo żelaza i stali jest huta „bez odpadów”.

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie Czytelnikowi charakterystyki oddziaływania na środowisko naturalne wybranych instalacji hutnictwa żelaza i stali.

Zaprezentowano nowe podejście do zagadnień ochrony środowiska w hutnictwie, które związane są z nowymi uwarunkowaniami prawnymi. Dotyczą one m.in. wprowadzenia obowiązku posiadania pozwoleń zintegrowanych na korzystanie ze środowiska, czy tez zagadnień związanych z emisją dioksyn i furanów. Problematykę emisji do poszczególnych komponentów środowiska oraz sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaływania na środowisko przedstawiono w kontekście wytycznych Najlepszej Dostępnej Techniki BAT zgodnych z filozofię Dyrektywy 96/61/WE w sprawie zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń, zwanej popularnie Dyrektywą IPPC.