Questo documento riguarda le attività industriali specificate nelle sezioni 3.3 e 3.4 dell allegato 1 della direttiva 96/61/CE, ossia:

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1 SINTESI 1) Introduzione Il presente documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili (BAT) nell industria del vetro è il risultato di uno scambio di informazioni svoltosi ai sensi dell articolo 16, paragrafo 2, della direttiva 96/61/CE del Consiglio sulla prevenzione e la riduzione integrate dell inquinamento. Il documento va interpretato alla luce della prefazione, che ne illustra gli obiettivi e l uso. Questo documento riguarda le attività industriali specificate nelle sezioni 3.3 e 3.4 dell allegato 1 della direttiva 96/61/CE, ossia: 3.3 Impianti per la fabbricazione del vetro compresi quelli destinati alla produzione di fibre di vetro, con capacità di fusione di oltre 20 tonnellate al giorno. 3.4 Impianti per la fusione di sostanze minerali compresi quelli destinati alla produzione di fibre minerali, con una capacità di fusione di oltre 20 tonnellate al giorno. Ai fini del presente documento le attività industriali che rientrano in queste descrizioni contenute nella direttiva sono denominate industria del vetro, che si considera suddivisa in otto settori in base ai prodotti fabbricati, anche se esiste inevitabilmente una certa sovrapposizione. Gli otto settori sono: vetro per contenitori; vetro piano; fibre di vetro a filamento continuo; vetro per uso domestico; vetro speciale (compreso il vetro solubile); lane minerali (con due sottosettori, lana di vetro e lana di roccia); fibre ceramiche; fritte. Il documento è strutturato in sette capitoli e quattro allegati che contengono informazioni supplementari. I sette capitoli e i quattro allegati sono: 1. Informazioni generali 2. Processi e tecniche applicati 3. Consumi e livelli di emissione attuali 4. Tecniche da considerare nella determinazione delle BAT 5. Conclusioni sulle BAT 6. Tecniche emergenti 7. Conclusioni e raccomandazioni 8. Allegato 1 - Esempio di dati di emissione di un impianto 9. Allegato 2 - Esempio di equilibri dello zolfo 10. Allegato 3 - Monitoraggio 11. Allegato 4 - Legislazione degli Stati membri Scopo della sintesi è riassumere i principali risultati del documento. Data la natura del documento principale, in una sintesi così breve è impossibile presentarne tutte le complessità e le sottigliezze. La sintesi contiene quindi riferimenti al testo principale, ma è opportuno sottolineare che nel determinare le BAT per qualsiasi impianto particolare si deve fare riferimento unicamente al documento principale nella sua interezza, in quanto se si basano le decisioni in materia sulla sola sintesi si rischia di isolare le informazioni dal contesto e di non valutare correttamente le complessità delle questioni trattate. 2) L industria del vetro Il capitolo 1 fornisce informazioni di riferimento generali sull industria del vetro. L'obiettivo è permettere una comprensione generale dell industria del vetro per aiutare i responsabili decisionali a valutare le informazioni riportate più avanti nel documento nel contesto di tutti i fattori che influiscono su questo settore industriale. L industria del vetro nell Unione europea (UE) è estremamente diversificata, in termini sia di prodotti fabbricati sia di tecniche di fabbricazione impiegate. I prodotti vanno dai complessi i

2 calici in cristallo al piombo fatti a mano al vetro float (o vetro semidoppio) fabbricato in elevate quantità per il settore edile e quello automobilistico. Le tecniche di fabbricazione variano dai piccoli forni elettrici impiegati nel settore delle fibre ceramiche ai forni a recupero con bruciatori laterali utilizzati nel settore del vetro piano, con una capacità produttiva che può arrivare fino a 700 tonnellate al giorno. L industria del vetro comprende anche molti impianti di minori dimensioni la cui capacità di fusione è inferiore al limite di 20 tonnellate al giorno indicato nell allegato 1 della direttiva. L industria del vetro è essenzialmente un settore di produzione di materie prime, anche se sono stati sviluppati diversi sistemi per aggiungere valore ai prodotti fabbricati in quantità elevate e garantire la competitività di questa industria. Oltre l 80% della sua produzione viene venduto ad altri settori, e l industria del vetro nel suo complesso dipende in gran parte dal settore edile nonché da quello alimentare e delle bevande. Tuttavia, alcuni settori più piccoli limitata fabbricano prodotti tecnici o di consumo di valore elevato. Nel 1996 la produzione totale dell industria del vetro nell Unione europea era stimata a 29 milioni di tonnellate (escluse fibre ceramiche e fritte). La tabella seguente riporta una ripartizione indicativa per settore. ii Settore % della produzione totale nell UE (1996) Vetro per contenitori 60 Vetro piano 22 Fibre di vetro a filamento continuo 1,8 Vetro per uso domestico 3,6 Vetro speciale 5,8 Lane minerali 6,8 Ripartizione approssimativa della produzione dell industria del vetro suddivisa per settore (tranne i settori delle fibre ceramiche e delle fritte) Il capitolo 1 fornisce per ogni settore informazioni suddivise nelle seguenti sezioni: visione d'insieme del settore, prodotti e mercati, considerazioni commerciali e finanziarie, principali questioni ambientali. Data la varietà dell industria le informazioni fornite sono molto diverse per ogni settore. A titolo di esempio, il successivo paragrafo riporta una sintesi delle informazioni relative al settore del vetro per contenitori. Per tutti i settori vengono forniti dati comparabili, ove disponibili. Con una produzione che rappresenta circa il 60% di quella totale, il settore del vetro per contenitori è il più importante dell industria del vetro dell Unione europea. Esso è incentrato sulla fabbricazione di contenitori in vetro quali bottiglie e barattoli, sebbene tra i suoi prodotti possano essere compresi anche alcuni articoli di vasellame da tavola fatti a macchina. Nel 1997 il settore ha prodotto oltre 17,3 tonnellate di articoli in vetro utilizzando i 295 forni presenti nell Unione europea. Esistono circa 70 imprese e 140 impianti. Il vetro per contenitori viene prodotto in tutti gli Stati membri tranne il Lussemburgo. Il settore delle bevande costituisce circa il 75% del tonnellaggio totale di contenitori in vetro per imballaggio. I principali concorrenti sono i materiali per imballaggio alternativi quali acciaio, alluminio, composti di cartone, plastica. Uno sviluppo significativo nel settore è stato l aumento dell uso di vetro riciclato. Nell Unione europea il tasso medio di utilizzo dei rifiuti di consumo nel settore del vetro per contenitori è di circa il 50% del totale delle materie prime in entrata, con alcuni impianti che arrivano ad utilizzare fino al 90% del vetro di scarto. 3) Processi applicati Il capitolo 2 descrive i processi e le tecniche di fabbricazione comunemente impiegati nell industria del vetro. La maggior parte dei processi può essere suddivisa in cinque fasi fondamentali: movimentazione dei materiali, fusione, formatura, lavorazione a valle e imballaggio.

3 Il carattere estremamente vario dell industria del vetro comporta l uso di un ampia gamma di materie prime. Le tecniche impiegate per la movimentazione dei materiali, comuni a molti settori, sono descritte nella sezione 2.1 del BREF. Il problema principale consiste nel controllo della polvere proveniente dalla movimentazione di materiali fini. Le principali materie prime per la fusione sono i materiali vetrificabili (quali sabbia silicea e rottami di vetro), i materiali intermedi/di modificazione (quali carbonato di sodio, carbonato di calcio, feldspato) e i coloranti/decoloranti (quali cromite, ossido di ferro). La fusione, ossia la combinazione ad elevata temperatura delle singole materie prime per formare vetro fuso, costituisce la fase centrale nell'attività di produzione del vetro. Il processo di fusione è una complessa combinazione di reazioni chimiche e processi fisici, che può essere suddiviso in diverse fasi: riscaldamento, fusione primaria, finitura e omogeneizzazione, condizionamento. Qui di seguito sono riassunte le principali tecniche di fusione. Nel settore della lana di roccia e in quello delle fritte si usano diverse tecniche, che vengono descritte in dettaglio nel documento principale. La produzione di vetro è un attività ad alta intensità energetica e la scelta della fonte di energia, della tecnica di riscaldamento e del metodo di recupero del calore riveste un importanza fondamentale nella progettazione del forno. La stessa scelta costituisce altresì uno dei fattori più importanti che influiscono sull efficienza energetica e ambientale dell operazione di fusione. Le tre principali fonti di energia per la produzione del vetro sono il gas naturale, l olio combustibile (nafta) e l elettricità. I forni a rigenerazione impiegano sistemi di recupero rigenerativo del calore. I bruciatori sono normalmente posizionati all interno o al di sotto delle prese di gas di scarico/aria di combustione. Il calore presente nei gas di scarico viene utilizzato per preriscaldare l aria prima della combustione facendo passare i gas di scarico attraverso una camera contenente materiale refrattario, che assorbe il calore. Il forno riscalda su un solo lato alla volta. Dopo circa venti minuti, la combustione si inverte e l aria di combustione viene fatta passare attraverso la camera precedentemente riscaldata dai gas di scarico. Si possono raggiungere temperature di preriscaldamento fino a 1400 C e ottenere quindi livelli di efficienza termica molto elevati. Nel forno a rigenerazione con bruciatori laterali, le prese di combustione e i bruciatori sono posizionati lungo i lati del forno e le due camere del rigeneratore sono collocate su entrambi i lati del forno. Nel forno a rigenerazione con bruciatori frontali i principi di funzionamento sono i medesimi, con la differenza che le due camere di rigenerazione sono situate a un estremità del forno. I forni a recupero impiegano scambiatori di calore (denominati recuperatori) per il recupero del calore, con un preriscaldamento continuo dell aria di combustione tramite i gas di scarico. Le temperature di preriscaldamento dell aria sono limitate a circa 800 C per i recuperatori in metallo. La capacità di fusione (per unità di area della vasca di fusione) specifica dei forni a recupero è inferiore di circa il 30% rispetto a quella dei forni a rigenerazione. I bruciatori sono collocati lungo ogni lato del forno, in senso trasversale rispetto al flusso del vetro e producono una combustione continua su entrambi i lati. Questo tipo di forno viene usato principalmente nei casi in cui sia necessaria un elevata flessibilità di funzionamento con una spesa finanziaria iniziale minima, in particolare qualora l impresa sia di dimensioni troppo piccole per rendere l uso di rigeneratori economicamente fattibile. Questa soluzione è più adeguata per gli impianti di ridotte capacità, sebbene i forni con capacità di fusione più elevate (fino a 400 tonnellate al giorno) non siano inusuali. Nei forni a ossicombustibile l aria di combustione è sostituita dall'ossigeno (purezza > 90%). L eliminazione della maggior parte dell azoto dall atmosfera di combustione riduce di circa due terzi il volume dei gas di scarico, consentendo un risparmio di consumo di energia del forno perché non è necessario riscaldare l azoto presente nell atmosfera alla temperatura delle fiamme. Anche la formazione di NO X termici risulta considerevolmente ridotta. Nel complesso, i forni a ossicombustibile presentano le stesse caratteristiche strutturali delle vasche di fusione iii

4 semplici, con diversi bruciatori laterali e un'unica apertura di sfiato dei gas di scarico. Tuttavia, i forni progettati per la combustione con ossigeno non impiegano sistemi di recupero del calore per preriscaldare l ossigeno che alimenta i bruciatori. I forni elettrici sono costituiti da un corpo rivestito di materiale refrattario sostenuto da un telaio in acciaio, con elettrodi inseriti nella parte laterale, superiore o più comunemente nella parte inferiore del forno. L energia necessaria per la fusione è fornita tramite riscaldamento resistivo mentre la corrente passa attraverso il vetro fuso. La tecnica viene solitamente applicata in forni di piccole dimensioni in particolare per la produzione di vetro speciale. Esiste un limite di dimensione massimo alla fattibilità economica dei forni elettrici, che dipende dal costo dell elettricità rispetto ai combustibili fossili. La sostituzione dei combustibili fossili nel forno elimina la formazione di prodotti di combustione. La fusione basata sull'uso combinato di combustibile fossile ed elettricità può assumere due forme: produzione di calore prevalentemente con combustibile fossile con riscaldamento elettrico supplementare; o riscaldamento prevalentemente elettrico con il supporto di un combustibile fossile. Il riscaldamento elettrico supplementare è un metodo usato per aggiungere ulteriore calore a un forno di produzione di vetro con il passaggio di una corrente elettrica attraverso elettrodi posti nella parte inferiore del bacino. Una tecnica meno comune consiste nell uso di gas o di olio (nafta) come combustibile di supporto per un forno a riscaldamento prevalentemente elettrico. I forni di fusione discontinui vengono impiegati quando occorrono quantità di vetro più ridotte, in particolare se la formulazione del vetro varia regolarmente. In questi casi si ricorre ai forni a crogioli o a bacino giornaliero per fondere specifiche miscele vetrificabili di materia prima. Molti di questi tipi di processi di produzione del vetro non rientrerebbero nel campo di applicazione della direttiva IPPC perché la capacità di fusione corrispondente è probabilmente inferiore a 20 tonnellate al giorno. Un forno a crogioli consiste fondamentalmente in una sezione inferiore per preriscaldare l aria di combustione e in una sezione superiore nella quale si trovano i crogioli e che serve da camera di fusione. I forni a bacino giornaliero sono un tipo di impianto derivato dai forni a crogioli in modo da ottenere capacità maggiori, dell ordine di 10 tonnellate al giorno. Dal punto di vista strutturale sono più simili al quadrangolo di un forno tradizionale, ma vengono caricati continuamente con miscela vetrificabile ogni giorno. Per migliorare le prestazioni e l efficienza ambientale sono stati progettati speciali tipi di vasche di fusione, fra le quali le più note sono quelle conosciute con il nome di LoNOx e Flex. Nei paragrafi che seguono, per ogni settore vengono descritti aspetti del processo principale e le tecniche impiegate nell industria del vetro. Quello del vetro per contenitori è un settore vario nel quale sono applicate quasi tutte le tecniche di fusione descritte in precedenza. Il processo di formatura si svolge in due fasi: la formatura iniziale del vetro grezzo per pressatura con un pistone o per soffiatura con aria compressa, e l operazione di stampaggio finale per soffiatura per ottenere la forma cava finita. Questi due processi vengono quindi denominati rispettivamente "pressatura e soffiatura" e "soffiatura e soffiatura". La produzione di contenitori avviene quasi esclusivamente per mezzo di macchine lineari IS (Individual Section). Il vetro piano viene prodotto quasi esclusivamente con forni a rigenerazione con bruciatori laterali. Il principio fondamentale del processo di produzione di questo tipo di vetro consiste nel colare il vetro fuso su un bagno di stagno fuso e di formare un nastro con il lato superiore e quello inferiore che si dispongono parallelamente per azione della forza di gravità e della tensione superficiale. Una volta estratto dal bagno di stagno il nastro di vetro viene fatto passare attraverso un forno di ricottura a rulli, che raffredda gradualmente il vetro per ridurre le tensioni residue. Per migliorare le prestazioni del prodotto si può procedere a un deposito molecolare di metalli e/o ossidi metallici direttamente in linea (ottenendo, per esempio, un tipo di vetro a bassa emissività). iv

5 Le fibre di vetro a filamento continuo vengono prodotte utilizzando forni a recupero o a ossicombustibile. Il vetro fluisce dal forno nei canali di alimentazione dove passa attraverso una serie di filiere poste alla base. Il vetro viene tirato attraverso le estremità delle filiere in modo da formare filamenti continui, che vengono tirati insieme e passati su un rullo o un nastro, che applica un rivestimento acquoso ad ogni filamento. I filamenti rivestiti vengono raggruppati in fasci (fili) per le ulteriori fasi di lavorazione. Quello del vetro per uso domestico è un settore vario che comprende numerosi prodotti e processi, che vanno dal complesso cristallo al piombo fatto a mano ai metodi meccanizzati ad alto volume usati per la produzione in serie di vasellame da tavola. In questo settore vengono impiegate quasi tutte le tecniche di fusione descritte in precedenza, dai forni a crogioli ai forni a rigenerazione di grandi dimensioni. I processi di formatura sono automatici, manuali o semiautomatici e a seconda della produzione gli articoli di base possono essere sottoposti a operazioni di finitura a freddo (per esempio il cristallo al piombo viene spesso tagliato e lucidato). Anche quello del vetro speciale è un settore molto diversificato, che comprende una vasta gamma di prodotti fra i quali possono esistere notevoli differenze sotto il profilo della composizione, del metodo di fabbricazione e dell uso. Le tecniche più comuni sono i forni a recupero, i forni a ossicombustibile, i forni a rigenerazione, i forni elettrici e i forni a bacino giornaliero. La presenza di una gamma così ampia di prodotti significa che nel settore vengono utilizzate molte tecniche di formatura, fra le quali alcune delle più importanti sono: produzione per pressatura e soffiatura; laminazione; pressatura; processo di formatura di nastri; estrusione di tubi; processo di tiratura; e dissoluzione (vetro solubile). I forni per la lana di vetro sono normalmente vasche di fusione elettriche, a gas a rigenerazione, o a ossicombustibile. Il vetro fuso fluisce lungo un canale di alimentazione e attraverso filiere a un solo foro in macchine di filatura rotative centrifughe. La formazione delle fibre avviene tramite azione centrifuga con attenuazione mediante gas a fiamma calda. Sulle fibre viene spruzzata una soluzione acquosa di resina fenolica. La fibra rivestita di resina viene tirata mediante aspirazione su un nastro trasportatore, passando poi attraverso un forno per l'essiccatura e la cottura del prodotto. La lana di roccia viene normalmente prodotta con il cubilotto a vento caldo a coke. Il materiale fuso si raccoglie sul fondo del forno e fluisce lungo un breve passaggio nella macchina di filatura. Viene usata aria per attenuare le fibre e dirigerle sui nastri di raccolta. Sulle fibre viene spruzzata una soluzione acquosa di resina fenolica tramite una serie di ugelli. Il resto del processo è sostanzialmente simile a quello della lana di vetro. La fibra ceramica viene prodotta utilizzando esclusivamente forni elettrici. Il materiale fuso viene ridotto in fibre tramite rulli ad alta velocità o un getto d aria ad elevata pressione e le fibre vengono trascinate su un nastro di raccolta. A questo punto il prodotto può essere imballato o lavorato in lastre per essere imballato come prodotto o feltrato all'ago, con la possibilità di ulteriori lavorazioni a valle. Nella produzione di fritta si impiegano sia i forni continui sia i forni discontinui. È una prassi comune produrre ridotte quantità di miscela vetrificabile per un ampia varietà di formulazioni. I forni per la produzione di fritta sono in linea di massima riscaldati a gas naturale o a olio combustibile (nafta), e molti impianti sono del tipo a ossicombustibile. I forni continui possono essere con bruciatori laterali o con un unico bruciatore frontale. I forni discontinui sono vasche a forma di scatola o cilindriche con rivestimento interno in materiale refrattario, montate in modo da consentire un certo grado di rotazione. Il materiale fuso può essere temprato direttamente in un bagno di acqua, o raffreddato tra rulli raffreddati ad acqua in modo da ottenere un prodotto a lamelle. v

6 4) Consumo e livelli di emissione Il capitolo 3 fornisce informazioni sui valori di consumo e i livelli di emissione rilevati nell industria del vetro in tutti i processi e le tecniche descritti nel capitolo 2. Sono esaminati i fattori di produzione e i prodotti dell industria nel suo complesso, e poi per ogni settore sono formulate considerazioni più specifiche. In questo capitolo sono individuate le caratteristiche fondamentali e le fonti delle emissioni e le questioni energetiche. Le informazioni permetteranno di valutare i dati relativi alle emissioni e ai consumi per qualsiasi impianto particolare per l eventuale richiesta di un autorizzazione, di esaminarli rispetto ad altri processi impiegati nel medesimo settore o nell industria del vetro nel suo complesso. Gli input principali possono essere suddivisi in quattro categorie principali: materie prime (materiali che fanno parte del prodotto), energia (combustibili ed elettricità), acqua e materiali ausiliari (ausili di lavorazione, materiali di pulizia, prodotti chimici per il trattamento dell acqua, ecc.). Le materie prime impiegate nell industria del vetro sono in larga misura composti inorganici solidi, minerali presenti in natura o prodotti artificiali e variano dai materiali estremamente grezzi alle polveri finemente frammentate. Anche i liquidi e i gas sono ampiamente utilizzati, come materiali ausiliari e come combustibili. Nel documento principale la tabella 3.1 elenca le materie prime più comuni utilizzate per la produzione del vetro. Le materie prime impiegate nella formatura del prodotto e in altre attività a valle (per esempio rivestimenti e leganti) sono più specifiche di ogni settore e sono trattate in sezioni successive. L industria del vetro nel suo complesso non consuma elevate quantità di acqua, usata principalmente per il raffreddamento, la pulitura e l umidificazione delle miscele vetrificabili. La produzione del vetro è un processo ad alta intensità energetica e i combustibili possono quindi costituire un elemento di produzione rilevante dei processi. Nell industria del vetro le principali fonti di energia sono l'olio combustibile (nafta), il gas naturale e l elettricità. Le questioni in materia di energia e combustibili sono trattate nella sezione e nelle sezioni specificamente dedicate ai singoli settori. Gli output principali del processo si possono suddividere in cinque categorie principali: prodotto, emissioni nell atmosfera, rifiuti liquidi, residui di processo solidi, energia. Tutti i settori dell industria del vetro comportano l uso di materie prime in polvere, granulari o friabili. L immagazzinamento e la movimentazione di questi materiali costituiscono un importante fattore potenziale di emissioni di polvere. Le maggiori sfide ambientali per l industria del vetro sono le emissioni nell atmosfera e il consumo energetico. La produzione di vetro è un attività ad alta intensità energetica e a temperatura elevata che comporta l emissione di prodotti della combustione e l ossidazione ad alte temperature dell azoto atmosferico, quali anidride solforosa, anidride carbonica e ossidi di azoto. Le emissioni provenienti dai forni contengono anche polvere e in misura minore metalli. Si calcola che nel 1997 le emissioni nell atmosfera dell industria del vetro fossero costituite da tonnellate di polvere, tonnellate di NO X, tonnellate di SO X e 22 milioni di tonnellate di CO 2 (compresa la produzione di energia). Questi valori costituivano circa lo 0,7% delle emissioni totali di queste sostanze nell Unione europea. Il consumo energetico totale dell industria del vetro era di circa 265 PJ. Nella tabella seguente sono riassunte le principali emissioni derivanti dalle attività di fusione nell industria del vetro. Emissione Particolato Ossidi di azoto Fonte/Commenti Condensazione dei componenti volatili della miscela vetrificabile. Impurità di materiale fine nella miscela vetrificabile. Prodotto della combustione di alcuni combustibili fossili. NO X termici dovuti alle elevate temperature delle vasche di fusione. Decomposizione dei composti di azoto presenti nei materiali della miscela vetrificabile. Ossidazione dell azoto contenuto nei combustibili. vi

7 Emissione Ossidi di zolfo Cloruri/HCl Fluoruri/HF Metalli pesanti (per esempio V, Ni, Cr, Se, Pb, Co, Sb, As, Cd) Anidride carbonica Monossido di carbonio Acido solfidrico Fonte/Commenti Zolfo presente nel combustibile. Decomposizione dei composti di zolfo nei materiali della miscela vetrificabile. Ossidazione dell acido solfidrico nelle operazioni dei cubilotti a vento caldo. Presenti sotto forma di impurità in alcune materie prime, in particolare nel carbonato di sodio artificiale. NaCl utilizzato come materia prima in alcuni vetri speciali. Presenti come impurità minore in alcune materie prime. Aggiunti come materia prima nella produzione di smalto per conferire determinate proprietà al prodotto finito. Aggiunti come materia prima nel settore delle fibre di vetro a filamento continuo e in alcune miscele vetrificabili per migliorare la fusione o per ottenere un vetro con determinate proprietà, quali l opalescenza. Laddove si aggiungono fluoruri alla miscela, normalmente sotto forma di fluospato, le emissioni non controllate possono essere molto elevate. Presenti sotto forma di impurità secondarie in alcune materie prime, rottami di vetro riciclato, e combustibili. Utilizzati nei fondenti e nei coloranti nell industria delle fritte (prevalentemente piombo e cadmio). Utilizzati in alcune formulazioni di vetro speciale (per esempio cristallo al piombo e alcuni vetri colorati). In alcuni vetri trasparenti si usa il selenio come colorante (vetro bronzo), o decolorante. Prodotto della combustione. Emessa in seguito alla decomposizione dei carbonati nei materiali della miscela vetrificabile (per esempio carbonato di sodio, carbonato di calcio). Prodotto della combustione incompleta, in particolare nei cubilotti a vento caldo. Formato dalle materie prime o dallo zolfo dei combustibili nei cubilotti a vento caldo in seguito alle condizioni riducenti presenti in parti del forno. Sintesi delle emissioni nell atmosfera derivanti dalle attività di fusione Le emissioni derivanti dalle attività a valle possono variare in misura notevole tra i vari settori e sono esaminate nelle sezioni specificamente dedicate ad ognuno di essi. Anche se tra le tecniche di fusione impiegate in molti settori esistono analogie, le attività a valle tendono ad essere specifiche. Le emissioni nell atmosfera possono essere dovute a: applicazione di rivestimenti e/o essiccatura, lavorazioni secondarie (quali taglio, lucidatura, ecc.), alcune operazioni di formatura di prodotti (quali lana minerale e fibra ceramica). In linea generale, le emissioni nell acqua sono relativamente basse e le questioni importanti che riguardano in modo specifico l industria del vetro sono in numero limitato. Esistono tuttavia attività svolte in alcuni settori che richiedono di essere ulteriormente approfondite e vengono affrontate nelle sezioni specificamente dedicate ai singoli settori, in particolare il vetro per uso domestico, il vetro speciale e la fibra di vetro a filamento continuo. Una caratteristica comune alla maggioranza dei settori è che la maggior parte dei rottami di vetro prodotti internamente viene riciclata nel forno. Le principali eccezioni sono costituite dal settore delle fibre di vetro a filamento continuo, dal settore delle fibre ceramiche e dai prodotti per i quali la qualità riveste un ruolo fondamentale nei settori del vetro speciale e del vetro per uso domestico. Nei settori della lana minerale e delle fritte esiste una notevole differenza nella vii

8 quantità di materiale di scarto riciclato nel forno, che può variare da zero al 100% di alcuni impianti di produzione di lana di roccia. 5) Tecniche da considerare nella determinazione delle BAT Molti settori dell industria del vetro impiegano forni continui di grandi dimensioni con una durata di vita che può arrivare fino a dodici anni. Questi forni costituiscono un considerevole impegno di capitale e il loro funzionamento continuo e la ristrutturazione periodica cui sono sottoposti comportano un naturale ciclo di investimenti nel processo. I più importanti progressi della tecnologia di fusione possono essere sfruttati nel modo più economico se coincidono con ristrutturazioni dei forni e ciò vale anche per le complesse misure di abbattimento secondarie. Nel corso del ciclo operativo di un forno è tuttavia possibile apportare molti miglioramenti al suo funzionamento, fra cui l applicazione di tecniche secondarie. Questa sintesi descrive in breve le principali tecniche per la riduzione di ogni sostanza emessa dalle attività di fusione e da alcune delle operazioni a valle, concentrandosi prevalentemente sulle emissioni nell atmosfera in quanto esse costituiscono generalmente le emissioni più significative dei processi di produzione del vetro. Il capitolo 4 fornisce una descrizione dettagliata di ogni tecnica e illustra i livelli di emissioni raggiunti, l applicabilità della tecnica, le questioni finanziarie e altre considerazioni connesse. Particolato Le tecniche per controllare le emissioni di particolato comprendono misure secondarie, in generale precipitatori elettrostatici e filtri a manica e misure primarie. I precipitatori elettrostatici consistono in una serie di elettrodi di scarica ad alta tensione con i corrispondenti elettrodi collettori. Le particelle vengono caricate elettricamente e successivamente separate dal flusso di gas sotto l'azione del campo elettrico. I precipitatori elettrostatici sono molto efficaci nel raccogliere la polvere in un campo di valori compreso tra 0,1 µm e 10 µm, con un efficienza di raccolta globale che può arrivare fino al 95-99%. Le prestazioni effettive dipendono principalmente dalle caratteristiche dei gas di scarico e dal tipo di precipitatore. In linea di principio, questa tecnica è applicabile a tutti gli impianti nuovi o esistenti in tutti i settori (fatta eccezione per i cubilotti per la produzione di lana di roccia a causa del rischio di esplosione). I costi potrebbero essere maggiori per gli impianti esistenti, in particolare in caso di limiti di spazio. Nella maggior parte delle applicazioni si può presumere che un moderno precipitatore elettrostatico a due o tre stadi adeguatamente progettato possa arrivare a una portata di 20 mg/m 3. Usando tipi di precipitatori ad alto rendimento o in presenza di condizioni favorevoli è spesso possibile ottenere una riduzione delle emissioni. I costi variano considerevolmente e dipendono in larga misura dalla prestazioni richieste e dal volume dei gas di scarico. I costi di impianto (compresa la depurazione dei gas acidi) sono generalmente compresi tra 0,5 e 2,75 milioni di euro, mentre i costi di esercizio vanno da 0,03 a 0,2 milioni di euro all anno. I sistemi con filtro a manica impiegano una membrana in tessuto permeabile ai gas, ma in grado di trattenere la polvere, che si deposita sul tessuto o al suo interno e man mano che lo strato superficiale si ispessisce diventa il materiale filtrante dominante. La direzione del flusso dei gas può essere dall interno della manica all esterno o viceversa. I filtri in tessuto sono estremamente efficaci e possono garantire un efficienza di raccolta pari al 95-99%. È possibile raggiungere limiti di emissioni di particolato compresi tra 0,1 mg/m 3 e 5 mg/m 3 e livelli costantemente inferiori a 10 mg/m 3 nella maggior parte delle applicazioni. La capacità di raggiungere livelli così bassi può essere una caratteristica importante se le polveri contengono quantità rilevanti di metalli le cui emissioni devono essere ridotte il più possibile. viii

9 In linea di principio, i filtri a manica si possono applicare a tutti gli impianti nuovi o esistenti in tutti i settori. Data la loro potenziale tendenza a intasarsi in determinate circostanze, essi non sono scelti in tutte le applicazioni. Nella maggior parte dei casi esistono soluzioni tecniche a questi problemi, che tuttavia possono comportare un costo. I costi di impianto e di esercizio sono in larga misura paragonabili a quelli dei precipitatori elettrostatici. Le tecniche di controllo primarie si basano principalmente sulle variazioni delle materie prime e sulle modifiche di forno/metodo di riscaldamento. Nella maggior parte delle applicazioni le tecniche primarie non sono in grado di raggiungere livelli di emissione paragonabili a quelli dei filtri a manica e dei precipitatori elettrostatici. Ossidi di azoto (NO X ) Le tecniche di controllo delle emissioni di NO X più appropriate sono generalmente: misure primarie, fusione con ossicombustibile, riduzione chimica tramite combustibile, riduzione catalitica selettiva (selective catalytic reduction - SCR) e riduzione non catalitica selettiva (selective non-catalytic reduction - SNCR). Le misure primarie si possono suddividere in due tipi principali: modifiche della combustione "tradizionale" e tipi speciali di forni o sistemi di ottimizzazione della combustione. Anche il riscaldamento a ossicombustibile è una tecnica primaria, ma viene trattato a parte, considerata la sua natura specifica. Le modifiche della combustione tradizionale si basano normalmente su una riduzione del rapporto aria/combustibile, una minore temperatura di preriscaldamento, una combustione per fasi e bruciatori a bassa emissione di NO X, o una combinazione di queste tecniche. I costi di impianto sono in linea di massima piuttosto contenuti e i costi di esercizio sono spesso inferiori grazie a un minore uso di combustibile e a una migliore combustione. In questo settore sono stati compiuti notevoli progressi, ma le riduzioni delle emissioni che si possono ottenere dipendono chiaramente dal punto di partenza. Riduzioni dell ordine del 40-60% dei NO X non sono inconsuete e in alcune applicazioni sono stati raggiunti livelli di emissioni inferiori a mg/nm 3. Sono stati messi a punto speciali tipi di forni con ridotte emissioni di NO X, quali le vasche di fusione LoNOx. Questi tipi di forni hanno consentito di conseguire ottimi risultati, ma alcuni vincoli di processo ne limitano le possibilità di applicazione. Il processo FENIX è un pacchetto di ottimizzazione della combustione basato su misure primarie appositamente adattato per ogni specifico forno. Sono stati registrati risultati di 510 mg/nm 3 e di circa 1,1 kg/tonnellata di massa di vetro fuso, ma al momento della stesura di questo documento il numero di esempi è limitato. Il riscaldamento a ossicombustibile comporta la sostituzione dell aria di combustione con ossigeno. L eliminazione della maggior parte dell azoto dall atmosfera di combustione riduce di circa due terzi il volume dei gas di scarico, rendendo quindi possibili risparmi di energia in quanto non è necessario riscaldare l azoto atmosferico alla temperatura delle fiamme. La formazione di NO X termici risulta notevolmente ridotta, perché l unico azoto presente nell atmosfera di combustione è quello residuo contenuto nell ossigeno/combustibile, quello derivante dalla scomposizione dei nitrati e quello proveniente dall eventuale aria parassita. Il principio del riscaldamento a ossicombustibile è ormai consolidato e in linea di massima si può ritenere applicabile all industria nel suo complesso, anche se alcuni settori (in particolare il vetro piano e il vetro per uso domestico) lo considerano ancora una tecnologia in via di sviluppo con rischi finanziari potenzialmente elevati. È in corso un notevole lavoro di sviluppo e questa tecnica si sta diffondendo man mano che il numero di impianti aumenta. Questa tecnica presenta aspetti molto complessi che sono esaminati in dettaglio nel capitolo 4. La competitività economica della tecnica dipende in larga misura dall entità dei risparmi energetici (e dai relativi costi delle tecniche di abbattimento alternative) rispetto al costo dell ossigeno. La fattibilità tecnica ed economica di questa tecnica dipende in massima parte dai problemi specifici di ogni impianto. ix

10 La riduzione chimica tramite combustibile comprende le tecniche in cui al flusso dei gas di scarico si aggiunge combustibile per ridurre chimicamente i NO X in N 2 attraverso una serie di reazioni. Il carburante non brucia, ma subisce un processo di pirolisi formando radicali che reagiscono con i componenti dei gas di scarico. Le due tecniche principali che sono state sviluppate per essere usate nell industria del vetro sono il processo 3R e il processo di ribruciatura. Attualmente entrambe le tecniche sono limitate ai forni a rigenerazione. Il processo 3R è stato interamente sviluppato per essere applicato nell industria e il processo di ribruciatura è stato sperimentato nel normale ciclo produttivo industriale e ha fornito risultati promettenti. Il processo 3R può raggiungere livelli di emissioni inferiori a 500 mg/nm 3 che corrispondono a un aumento dell uso di carburante del 6-10%. Si spera che al termine della fase di sviluppo il processo di ribruciatura raggiunga livelli di emissioni comparabili. È possibile ridurre fortemente le maggiori quantità di energia utilizzate per entrambe le tecniche ricorrendo a sistemi di recupero dell energia e combinando le tecniche con misure primarie. La riduzione catalitica selettiva (SCR) consiste in una reazione di NO X con ammoniaca in un letto catalitico generalmente a una temperatura di circa 400 C. La maggior parte delle applicazioni nell industria del vetro richiede l impiego di impianti a tre stadi che comprendano l abbattimento delle polveri e la depurazione dei gas acidi. Gli impianti sono normalmente progettati in modo da ottenere riduzioni del 75-95% e in genere si possono raggiungere livelli di emissioni inferiori a 500 mg/nm 3. Il costo della SCR dipende principalmente dal volume dei gas di scarico e dalla riduzione di NO X desiderata. In generale, i costi di impianto (compresi i precipitatori elettrostatici e gli impianti di depurazione) variano da 1 a 4,5 milioni di euro e i costi di esercizio da 0,075 a 0,5 milioni di euro all anno. In linea di principio, la SCR si può applicare alla maggior parte dei processi nell industria del vetro e agli impianti nuovi o esistenti. Sussistono tuttavia alcuni problemi che in determinati casi possono limitare l applicabilità della tecnica. Per esempio, la tecnica non è stata sperimentata per i forni a olio combustibile pesante (nafta), la lana di vetro o la fibra di vetro a filamento continuo. La riduzione non catalitica selettiva (SNCR) funziona sulle stesse basi della SCR, ma le reazioni avvengono a temperature più elevate ( C) senza l'uso di un catalizzatore. La SNCR non richiede l abbattimento delle polveri o la depurazione dei gas acidi. In generale è possibile ottenere un efficienza di riduzione del 30-70%, e il fattore critico è costituito dalla disponibilità di un quantitativo sufficiente di ammoniaca ai valori di temperatura corretti. I costi di impianto sono compresi tra 0,2 a 1,35 milioni di euro e i costi di esercizio da a euro all anno, a seconda delle dimensioni del forno. In linea di principio, la tecnica è applicabile a tutti i processi di produzione del vetro e a tutti gli impianti nuovi o esistenti. Il limite principale all applicabilità di questo tipo di riduzione è la possibilità o meno di introdurre il reagente in un punto del sistema dei gas di scarico dove sia possibile mantenere la temperatura corretta per un adeguato tempo di reazione. Questo aspetto riveste una particolare importanza negli impianti esistenti e per i forni a rigenerazione. Ossidi di zolfo (SO X ) Le principali tecniche di controllo delle emissioni di SO X sono la selezione del combustibile, la formulazione della miscela vetrificabile e la depurazione dei gas acidi. Nei processi con riscaldamento a olio (nafta) la fonte principale di SO X è l ossidazione dello zolfo contenuto nel combustibile. La quantità di SO X proveniente dai materiali della miscela vetrificabile varia a seconda del tipo di vetro, ma in linea generale nei casi in cui si brucia olio le emissioni di SO X provenienti dal combustibile superano quelle prodotte dai materiali della miscela vetrificabile. La soluzione più logica per ridurre le emissioni di SO X consiste nel diminuire il contenuto di zolfo del combustibile. L olio combustibile (nafta) è disponibile in diversi tenori di zolfo (< 1%, < 2%, < 3% e > 3%), e il gas naturale è sostanzialmente privo di zolfo. La conversione a un tipo di combustibile con un minore tenore di zolfo di solito non comporta un aumento dei costi, fatta eccezione per il prezzo più alto del combustibile. La conversione al riscaldamento a gas richiede l impiego di diversi bruciatori e altre modifiche. I prezzi dei vari combustibili variano fortemente nel tempo e tra i vari Stati membri, ma in linea x

11 di massima i combustibili con minore tenore di zolfo sono più costosi. Come spiegato nel capitolo 5 le questioni finanziarie e politiche associate alla fissazione dei prezzi e alla disponibilità dei combustibili sono tali che si ritiene che la scelta del combustibile esuli dall ambito di questo documento. Negli impianti in cui si usa il gas naturale come combustibile le emissioni di SO X sono tuttavia inferiori, e negli impianti a olio un livello di zolfo pari o inferiore all 1% viene considerato rispondente al concetto di BAT. Lo stesso vale nel caso in cui si brucino combustibili con tenore di zolfo più elevato, qualora si adottino misure di abbattimento per raggiungere livelli di emissione equivalenti. Nella produzione tradizionale del vetro, i solfati costituiscono la fonte principale di emissioni di SO X provenienti dai materiali della miscela vetrificabile. I solfati sono gli agenti di finitura più comunemente usati, oltre a costituire importanti agenti ossidanti. Nella maggior parte dei moderni forni di produzione del vetro i livelli dei solfati provenienti dalla miscela vetrificabile sono stati ridotti ai minimi valori possibili, che variano a seconda del tipo di vetro. Le questioni legate alla riduzione dei solfati della miscela vetrificabile vengono esaminate nella sezione e quelle relative al riciclo della polvere raccolta con filtri/precipitatori elettrostatici nella sezione Nella produzione di lana di roccia importanti fonti di emissione di SO 2 (oltre al coke) sono l uso di scorie di altoforno e di bricchette di cemento nella miscela vetrificabile. La disponibilità di coke o di scorie a basso tenore di zolfo è limitata a causa delle ridotte forniture che si possono effettuare entro distanze economicamente convenienti. In generale è possibile eliminare le scorie dalla maggior parte delle miscele vetrificabili, fatta eccezione per la produzione di limitati quantitativi di fibra bianca per applicazioni specifiche. L uso di bricchette di materiale di scarto cementato implica il raggiungimento di un equilibrio tra la riduzione al minimo dei rifiuti e la riduzione delle emissioni di SO X, che spesso dipende dalle priorità specifiche e si deve considerare in associazione alla depurazione dei gas acidi. Questo punto viene discusso in modo approfondito nei capitoli 4 e 5 del documento principale. I principi di funzionamento dei processi di depurazione per via secca o semisecca sono gli stessi. Il materiale reattivo (assorbente) viene introdotto e distribuito nel flusso dei gas di scarico. Questo materiale reagisce con i SO X formando un solido che deve essere eliminato dal flusso dei gas di scarico tramite un precipitatore elettrostatico o un sistema con filtro a manica. Le sostanze assorbenti scelte per eliminare i SO X sono efficaci anche nell eliminare altri gas acidi. Nel processo a secco la sostanza assorbente è una polvere secca (solitamente Ca(OH) 2, NaHCO 3, o Na 2 (CO) 3 ). Nel processo semisecco la sostanza assorbente (solitamente Na 2 CO 3, CaO o Ca(OH) 2 ) si aggiunge sotto forma di sospensione o di soluzione e il vapore acqueo raffredda il flusso dei gas. Le riduzioni ottenute con queste tecniche dipendono da un certo numero di fattori quali la temperatura dei gas di scarico, la quantità e il tipo di sostanza assorbente aggiunta (o più precisamente dal rapporto molare tra la sostanza reagente e le sostanze inquinanti) e la dispersione della sostanza assorbente. La sezione descrive i livelli di efficienza ottenuti con le varie sostanze assorbenti e i diversi processi. Il riciclo completo della polvere raccolta con i filtri, compreso il materiale di rifiuto solfatato, viene spesso considerato un opzione economica e ambientale ragionevole, laddove sia tecnicamente realizzabile. La riduzione totale di emissioni di SO X è limitata (da considerazioni di equilibrio di massa) alla riduzione alla fonte ottenuta con la sostituzione del solfato nelle materie prime con la polvere raccolta. (Si tratta senza dubbio di una soluzione aggiuntiva rispetto ad altre misure primarie appropriate per ridurre l'input complessivo di zolfo immesso). Per ridurre le emissioni di gas acidi può essere quindi necessario considerare un canale di smaltimento esterno per una parte del materiale raccolto. La determinazione della migliore forma di tutela dell ambiente nel complesso può essere spesso specifica per ogni sito e può comportare il raggiungimento di un equilibrio tra priorità potenzialmente contrastanti di riduzione sia del materiale di rifiuto sia delle emissioni di SO X. In questi casi un equilibrio dello zolfo presente nel processo è essenziale nel determinare i livelli di emissione compatibili con il concetto di BAT. xi

12 Con il riciclo delle polveri raccolte con filtri a circuito chiuso, i livelli di emissione di SO X attualmente osservati sono di solito compresi tra 200 e 800 mg/nm 3 per la combustione con gas naturale e 800 e 1600 mg/ Nm 3 con olio combustibile (nafta) all 1% di S. La maggior parte degli impianti di depurazione di SO X installati ha un sistema di depurazione a secco a una temperatura di circa 400 C, che corrisponde alla temperatura dei gas di scarico ottenuta da un forno efficiente del tipo a rigenerazione. A queste temperature si può registrare una riduzione di SO X di circa il 50%. È possibile ottenere un maggior tasso di riduzione di SO X a temperature di circa 200 C e con atmosfera umida, ma ciò richiede ulteriori considerazioni. La depurazione di SO X è un settore molto complesso che è stato vivamente dibattuto al gruppo di lavoro tecnico. È essenziale quindi considerare appieno l'esame e la spiegazione presentate nei capitoli 4 e 5. Fluoruri (HF) e cloruri (HCl) Le emissioni di HF e HCl provengono generalmente dalla volatilizzazione dei fluoruri e dei cloruri nei materiali della miscela vetrificabile, presenti sotto forma di impurità, o aggiunti appositamente per conferire al vetro specifiche caratteristiche di prodotto o di lavorazione. Le principali tecniche di riduzione di queste emissioni sono la modifica o la depurazione della miscela vetrificabile. Quando gli alogenuri sono presenti sotto forma di impurità, in genere è possibile controllare le emissioni selezionando le materie prime, anche se la depurazione viene spesso impiegata quando la selezione delle materie prime non è sufficiente o la depurazione serve per controllare altre sostanze. Nei casi in cui gli alogenuri vengono usati per conferire particolari caratteristiche, per ottenere queste stesse caratteristiche con altri mezzi si può ricorrere a due metodi principali, ossia la depurazione o la riformulazione della miscela vetrificabile. Con la riformulazione sono stati ottenuti risultati particolarmente positivi nel settore delle fibre di vetro a filamento continuo. Emissioni provenienti da attività diverse dalla fusione Le emissioni provenienti dalle lavorazioni a valle sono specifiche di ogni settore e sono descritte in dettaglio nella sezione 4.5 del documento principale. Fatta eccezione per il settore della lana minerale, le emissioni sono in linea di massima inferiori rispetto a quelle provenienti dalle attività di fusione. Le tecniche di abbattimento si basano in genere su tecniche tradizionali di raccolta della polvere e di depurazione a umido con un certo grado di ossidazione termica. Nei processi di lavorazione della lana minerale esiste la possibilità di notevoli emissioni dall applicazione e dalla cottura dei materiali leganti a base di resina organica. Le tecniche per controllare queste emissioni sono descritte in dettaglio nella sezione del documento principale. Emissioni nell acqua In generale, le emissioni nell acqua sono relativamente ridotte e sono poche le questioni che riguardano in modo specifico l industria del vetro. L acqua viene usata principalmente per scopi di pulizia e di raffreddamento e può essere facilmente riciclata o trattata con tecniche standard. Problemi particolari di contaminazione organica possono emergere in relazione ai processi di lavorazione della lana minerale e della fibra di vetro a filamento continuo, mentre in quelli di lavorazione del vetro speciale, delle fritte e del vetro per uso domestico si possono presentare problemi legati ai metalli pesanti (in particolare il piombo). La tabella seguente individua le principali tecniche potenziali per controllare le emissioni nell acqua. xii

13 Trattamento fisico/chimico Setacciamento Scrematura Sedimentazione Centrifugazione Filtrazione Neutralizzazione Aerazione Precipitazione Coagulazione e flocculazione Trattamento biologico Fanghi attivati Biofiltrazione Elenco delle potenziali tecniche di trattamento delle acque di scarico nell industria del vetro Rifiuti solidi La maggior parte delle attività dell industria del vetro è caratterizzata da una produzione relativamente limitata di rifiuti solidi. Molti processi non presentano flussi intrinseci significativi di sottoprodotti. I principali residui di processo sono materie prime inutilizzate, vetro di scarto non convertito nel prodotto, e materiale di rifiuto. Fra gli altri rifiuti solidi si possono citare il materiale refrattario di scarto e la polvere raccolta negli impianti di abbattimento o nelle condotte. I rifiuti non fibrosi sono in genere facilmente riutilizzabili nel processo e sono in fase di sviluppo tecniche per riciclare altri rifiuti. Il riciclo dei rifiuti si sta espandendo in misura sempre maggiore man mano che gli incentivi finanziari diventano sempre più numerosi, in particolare l'aumento dei costi di smaltimento. I principali residui di processo presenti nell industria del vetro e le tecniche per controllarli sono esaminati nella sezione 4.7 del documento principale. Energia La produzione del vetro è un processo ad alta intensità energetica e la scelta della fonte di energia, della tecnica di riscaldamento e del metodo di recupero del calore rivestono un importanza fondamentale per la progettazione del forno e l efficienza economica del processo. La stessa scelta costituisce anche uno dei principali fattori che influiscono sull efficienza ambientale ed energetica dell operazione di fusione. In generale, l energia necessaria per la fusione del vetro rappresenta oltre il 75% del fabbisogno energetico totale del processo di fabbricazione del vetro. Il costo dell energia necessaria per la fusione costituisce uno dei maggiori costi di esercizio degli impianti di produzione del vetro e ciò rappresenta per gli operatori un notevole incentivo a ridurre l uso di energia. Le principali tecniche per ridurre l uso di energia sono elencate di seguito e vengono esaminate in dettaglio nel documento principale. Tecnica di fusione e tipo di forno (ad esempio, rigeneratori, recuperatori, fusione elettrica, combustione con ossicombustibile e riscaldamento elettrico supplementare). Controllo della combustione e scelta del combustibile (ad esempio bruciatori a bassa emissione di NO X, combustione stechiometrica, riscaldamento con nafta/gas). Uso di rottami di vetro. Caldaie con recupero del calore. Preriscaldamento di rottami di vetro/miscela vetrificabile. xiii

14 6) Sintesi delle conclusioni sulle BAT Il capitolo 5 presenta le conclusioni sulle migliori tecniche disponibili per attuare la prevenzione e la riduzione integrate dell inquinamento nell industria del vetro. Il capitolo contiene un introduzione, una sezione generale e conclusioni specifiche per ogni settore. È inteso che le "BAT generali" del capitolo 5 potrebbero essere usate per valutare l attuale efficienza degli impianti esistenti o una proposta di nuovo impianto, fornendo quindi un aiuto nella determinazione delle condizioni basate sulle "BAT" appropriate per quel particolare impianto. I dati presentati non sono valori limite di emissione e non devono essere intesi come tali. I valori limite di emissione appropriati per ogni caso specifico devono essere determinati tenendo conto degli obiettivi della direttiva IPPC e di considerazioni locali. Il capitolo 5 è stato redatto dopo molte discussioni e riformulazioni in seno al gruppo di lavoro tecnico. Il contesto e le sottigliezze delle conclusioni sono molto importanti ed è difficile riassumere il capitolo senza compromettere questi aspetti e il laborioso dibattito che sono stati necessari per pervenire alla posizione attuale. Questa sintesi descrive le principali conclusioni del capitolo 5, ma per una piena comprensione è fondamentale consultare l intero documento e in particolare il testo del capitolo 5. Questa sintesi evidenzia alcune questioni generali dell industria del vetro e riassume quindi le principali conclusioni generali ricorrendo ad un approccio basato essenzialmente sulla sostanza. Una conclusione importante emersa dai lavori è stata che l industria del vetro è talmente varia che spesso risulta inopportuno specificare tecniche particolari. L approccio generale adottato nel capitolo 5 consiste nell individuare i livelli di efficienza indicativi delle migliori tecniche disponibili, pur riconoscendo che il modo migliore per raggiungere questi livelli potrebbe differire da processo a processo. Generalità Una caratteristica importante di molti impianti dell industria del vetro è la ristrutturazione periodica dei forni, anche se l entità della ristrutturazione può essere diversa. Il fatto di coordinare l attuazione di determinate tecniche in modo tale da farla coincidere con una ristrutturazione può offrire vantaggi tecnici ed economici, ma non in tutti i casi. Il ciclo di ristrutturazione significa altresì che nel determinare il procedimento adeguato in termini di BAT complessive è importante tener conto dell età del forno. Le condizioni di riferimento per il capitolo 5 sono: Per i gas della combustione: secchezza, temperatura 0 C (273 K), pressione 101,3 kpa, 8% di ossigeno per volume (vasche di fusione continue), 13% di ossigeno per volume (vasche di fusione discontinue). Per gli impianti a ossicombustibile l espressione delle emissioni corrette a 8% di ossigeno è poco importante, e le emissioni provenienti da questi impianti si devono esaminare in termini di massa. Per gli altri gas (comprese le emissioni provenienti dai forni di cottura e di essiccatura senza termodistruzione dei gas di coda): temperatura 0 C (273 K), pressione 101,3 kpa senza correzione della concentrazione dell ossigeno o del vapore acqueo. Nel documento principale, i livelli di emissioni associati alle BAT sono presentati sotto forma di gamme di valori sia per la concentrazione di emissione (mg/m 3 ) sia per le emissioni massiche (kg/tonnellata di vetro fuso), per consentire di confrontare le varie tecniche utilizzate per i forni e dare un indicazione del relativo impatto ambientale. Per i forni a combustibile fossile la relazione tra massa e concentrazione dipende prevalentemente dal consumo energetico specifico per la fusione, ma questo varia in misura rilevante in funzione di un gran numero di fattori fra cui la tecnica di fusione, le dimensioni del forno e il tipo di vetro. Nel caso di un industria così diversificata è difficile porre direttamente in relazione i dati sulle concentrazioni e sulle emissioni massiche senza presentare gamme così ampie da sminuire il valore delle conclusioni numeriche. L approccio adottato consiste quindi nel fornire i dati sulle concentrazioni come xiv

15 base delle BAT e nell avvalersi di fattori di conversione indicativi basati sui moderni forni a efficienza energetica per determinare i dati delle emissioni massiche che "in linea generale equivalgono a" questi livelli di concentrazione. Ai fini di questa sintesi i livelli delle emissioni associati alle BAT sono forniti solo sotto forma di concentrazione, fatta eccezione per i casi in cui vengono esaminate tecniche quali il riscaldamento con ossicombustibile e le emissioni massiche risultano il mezzo più significativo per descrivere i livelli di efficienza. Per quanto riguarda la massa per tonnellata di vetro fuso si deve fare riferimento all analisi dei fattori di conversione contenuta nella sezione 5.2 e alle sezioni specificamente dedicate ai singoli settori del capitolo 5. Particolato/Polvere La conclusione sulle emissioni di polvere è risultata in linea di massima comparabile per tutti i settori ed è riassunta nel paragrafo seguente. Vi sono state due eccezioni di secondaria importanza a questa conclusione. Per le fibre ceramiche si è ritenuto che il livello di emissione associato alle BAT sia inferiore a 10 mg/nm 3 a causa della natura del particolato. Per i processi di produzione di fritta, la conclusione generale è quella illustrata di seguito, ma si è riconosciuto che alcuni impianti richiederebbero un certo grado di sviluppo per raggiungere questi livelli. In generale, si ritiene che la BAT per controllare le emissioni di polvere provenienti dai forni nell industria del vetro sia l uso di un precipitatore elettrostatico o di un sistema con filtro a manica, abbinato eventualmente a sistemi secchi o semisecchi di depurazione dei gas acidi. Il livello di emissioni associato a queste tecniche ritenuto conforme al concetto di BAT è di 5-30 mg/nm 3, che in genere equivale a meno di 0,1 kg/tonnellata di vetro fuso. I valori inferiori della scala forniti si possono prevedere in linea generale per i sistemi con filtro a manica. Questi dati si basano su un periodo di determinazione della media tipico compreso tra un minimo di 30 minuti e un massimo di 24 ore. In alcuni casi l applicazione delle BAT per le emissioni di metalli può tradursi in una riduzione dei livelli di emissione di polvere. In seno al gruppo di lavoro tecnico sono emersi pareri divergenti riguardo al fatto che i benefici ambientali dell abbattimento secondario della polvere giustificassero in tutti i casi i costi più elevati. La conclusione generale è tuttavia che in definitiva l abbattimento secondario della polvere rappresenta una BAT per la maggior parte dei forni per la produzione del vetro, a meno che non si riesca a raggiungere emissioni equivalenti con le misure primarie. I vantaggi e gli svantaggi delle tecniche primarie e secondarie sono esaminati in modo approfondito nelle sezioni e Ossidi di azoto Per queste sostanze è particolarmente difficile pervenire a conclusioni definitive sulle BAT. In particolare, è difficile stabilire livelli di emissione generali che si applichino a più settori. È indispensabile quindi che i dati forniti in questa sezione vengano intesi unicamente come sintesi indicativa delle conclusioni presentate nel capitolo 5. Basare l'esame delle condizioni dell'autorizzazione BAT sulle informazioni contenute in questa sintesi, senza fare riferimento al documento principale, significherebbe isolare completamente i dati dal loro contesto, con il risultato che si utilizzerebbero termini di paragone inutilmente rigorosi o eccessivamente flessibili. Per gli ossidi di azoto la scelta delle tecniche che rappresentano le BAT dipende in gran parte da questioni legate al sito, in particolare la tecnica di fusione utilizzata e l età del forno. Alcune tecniche possono raggiungere risultati differenti in applicazioni diverse e comportare costi che variano a seconda delle condizioni specifiche del sito. Per i processi di produzione del vetro per contenitori, del vetro piano, del vetro speciale (compreso il vetro solubile), della lana minerale e della fritta si ritiene che il livello di emissione degli ossidi di azoto (espressi come NO 2 ) associato alle tecniche che il linea generale xv

16 costituiscono le BAT sia di mg/nm 3. Anche se il livello di emissione associato alle BAT è in linea di massima identico, le tecniche utilizzabili per raggiungere questi livelli, i relativi costi e le difficoltà di applicazione variano tra i diversi settori. Esistono varie situazioni in cui occorrono ulteriori considerazioni e i livelli di emissione indicati in precedenza possono non essere appropriati, come nel caso in cui siano necessari nitrati, siano usati determinati materiali riciclati o un forno si avvicini al temine del suo ciclo operativo. Queste considerazioni assumono una notevole importanza e sono esaminate nelle sezioni del capitolo 5 specificamente dedicate a ogni singolo settore. Al momento della stesura di questa sintesi il settore delle fibre di vetro a filamento continuo attraversa un periodo di transizione per quanto attiene al controllo di NO X, che rende difficile formulare conclusioni definitive in materia di BAT. La tecnica più promettente sembra essere la fusione con ossicombustibile, anche se con le misure primarie sono stati conseguiti alcuni risultati positivi e non esistono ostacoli tecnici insormontabili all uso della SNCR. In generale si ritiene che in questo settore la BAT per gli ossidi di azoto (espressi come NO 2 ) sia la fusione con ossicombustibile, e che il livello di emissione associato alle BAT sia pari a 0,5 1,5 kg/tonnellata di vetro fuso. Questa affermazione non è una conclusione definitiva, ma piuttosto un giudizio equilibrato basato sulle informazioni disponibili al momento della redazione di questo documento. Si riconosce che la tecnica comporta ancora un elemento di rischio finanziario, ma si prevede che nel medio termine essa diventerà più diffusamente accettata come BAT. Nei casi in cui sono praticabili altre tecniche, si ritiene che per i forni ad aria/combustibile un livello comparabile di emissione conforme al concetto di BAT sia pari a mg/nm 3. Analogamente è difficile formulare conclusioni definitive per i livelli di NO X nel settore del vetro per uso domestico. Esistono alcune questioni specifiche di questo settore che influiscono sulle opzioni in materia di controllo di NO X, alcune delle quali possono essere illustrate operando un confronto con il settore del vetro per contenitori, ad esempio vincoli legati a livelli di qualità potenzialmente più elevati, minori volumi di produzione, minori dimensioni medie dei forni; limitazioni relative ai rottami di vetro, temperature più elevate e tempi di permanenza più lunghi. Tutti questi fattori comportano un maggior consumo energetico specifico e un aumento delle possibilità di formazione di NO X. In generale, se la fusione elettrica (al 100% o prevalentemente elettrica) è economicamente redditizia e in particolare per la produzione di cristallo al piombo, cristallo e vetro opalino essa è considerata BAT. In questo caso, il livello di emissione associato alle BAT sarebbe in linea generale di 0,2 1,0 kg/tonnellata di vetro fuso. Se la fusione elettrica non è economicamente redditizia, si possono usare altre tecniche. Il settore del vetro per uso domestico impiega un ampia varietà di tipi di forni e la tecnica più appropriata è in generale specifica per ogni singolo impianto. Dato il tempo necessario per lo sviluppo e la realizzazione delle tecniche, si prevede che il livello di emissione di ossidi di azoto (espressi come NO 2 ) associato alle BAT sia di mg/nm 3 (o di 0,5 1,5 kg/tonnellata di vetro fuso per la fusione con ossicombustibile). Questo dato si basa sull uso (o su una combinazione di) misure primarie (modifiche della combustione), riscaldamento con ossicombustibile, SNCR, SCR o 3R/Ribruciatura (solo i forni a rigenerazione). I cubilotti per la produzione di lana di roccia in genere non producono considerevoli emissioni di NO X ed è possibile raggiungere valori di emissione inferiori a 0,5 kg/tonnellata di materiale fuso senza controlli specifici. Qualora si usino forni a bacino si ritiene che il livello di emissione associato alle BAT sia equivalente a quello relativo alla produzione di lana di vetro. La fibra ceramica viene prodotta esclusivamente con forni elettrici e le emissioni di NO X sono di norma significativamente inferiori a 0,5 kg/tonnellata di materiale fuso. Ossidi di zolfo La determinazione dei livelli di emissione associati alle BAT per ogni settore è una questione complessa con molti aspetti interconnessi e talvolta contrastanti che sono esaminati in dettaglio xvi

17 nei capitoli 5 e 4, mentre le informazioni presentate in questo documento vengono fornite solo a titolo di sintesi indicativa. Uno dei fattori più importanti è la scelta del combustibile e il suo tenore di zolfo, per cui le condizioni per la combustione a olio e a gas vengono trattate separatamente. Inoltre, alcune formulazioni, in particolare il vetro sodico-calcico, richiedono l uso di solfati nella miscela vetrificabile, e tendono chiaramente a generare emissioni di SO 2 non abbattuto più elevate. Nella maggior parte dei casi le BAT per le emissioni di polvere comportano l uso di sistemi di abbattimento della polvere, che spesso comprendono la depurazione dei gas acidi, aspetto di cui si tiene conto nei livelli di emissione associati alle BAT proposti nel capitolo 5. I rifiuti solfatati prodotti si possono di norma riciclare con le materie prime introdotte nel forno per evitare la generazione di un flusso di rifiuti solidi. Esiste tuttavia un limite alle possibilità di utilizzo del vetro come materiale di assorbimento dello zolfo e il sistema può raggiungere rapidamente un equilibrio nei casi in cui viene riemessa una quantità significativa dello zolfo riciclato. Nel caso di un riciclo completo della polvere, l effetto di desolforizzazione del depuratore può essere limitato dalla capacità del vetro di assorbire lo zolfo. Per ridurre ulteriormente le emissioni di SO 2 può essere necessario considerare un canale di smaltimento esterno o, se attuabile, ridurre il tenore di zolfo del combustibile. Le opzioni economicamente efficienti per riciclare il materiale al di fuori dell impianto sono estremamente limitate e il più probabile canale di smaltimento è costituito dalle discariche, con il risultato di un flusso di rifiuti solidi. Da un punto di vista di un approccio ambientale integrato è necessario considerare le priorità relative della riduzione delle emissioni di SO 2 e la possibile produzione di un flusso di rifiuti solidi. L approccio più adeguato può variare a seconda del processo e per questo motivo i livelli di emissione vengono presentati per i casi in cui è prioritaria la riduzione di SO 2 e quelli in cui la priorità è la riduzione dei rifiuti. In pratica esistono molti esempi in cui si può ottenere una riduzione del livello di emissioni con un riciclo totale della polvere. La tabella seguente riassume i livelli di emissione associati alle BAT per ogni settore e per le varie situazioni. Anche in questo caso si tratta solo di una sintesi indicativa e per tener conto di tutte le complessità che la questione comporta si deve fare riferimento al capitolo 5. xvii

18 Settore Vetro per contenitori con riduzione di SO 2 come priorità Vetro per contenitori con riduzione dei rifiuti come priorità Vetro piano con riduzione di SO 2 come priorità Vetro piano con riduzione dei rifiuti come priorità Fibre di vetro a filamento continuo Livelli di emissione delle BAT (mg SO 2 /Nm 3 ) combustione combustione a gas a olio Commenti < 800 < 1500 Qualora il bilancio di materia non consenta di raggiungere i valori di cui sopra < 800 < 1500 Qualora il bilancio di materia non consenta di raggiungere i valori di cui sopra. < Se nella miscela vetrificabile sono presenti solfati, il valore per la combustione a gas può raggiungere 800. Per la combustione a olio, il limite superiore si riferisce al riciclo della polvere. Vetro per uso domestico Se il contenuto di solfato nella miscela vetrificabile è basso, il valore per la combustione a gas è < 200. I valori massimi si riferiscono al riciclo della polvere. Vetro speciale compreso vetro solubile Lana di vetro Lana di roccia (riscaldamento con coke) con riduzione e riciclo dei rifiuti come priorità Lana di roccia (riscaldamento con coke) con riduzione di SO 2 come priorità Fibra ceramica (fusione elettrica) I valori massimi si riferiscono al riciclo della polvere. generalmente Generalmente vetro a basso < 50 contenuto di solfato. (a) < 600 (b) < 1100 (c) < 1400 (a) < 200 (b) < 350 (c) < 420 < 0,5 kg/tonnellata di materiale fuso (a) Carica di roccia (b) 45% di bricchette cementate (c) bricchette cementate con polvere filtrata (a) Carica di roccia (b) 45% di bricchette cementate (c) bricchette cementate con polvere filtrata Solo forni elettrici, la concentrazione varia a seconda dei casi. Fritte < La combustione a olio è rara. Sintesi indicativa dei livelli di emissione di ossido di zolfo associati alle BAT (espresse come SO 2 ) xviii

19 Altre emissioni provenienti dalla fusione Ognuna delle sezioni del capitolo 5 specificamente dedicate ai singoli settori ha una sottosezione che riguarda le emissioni provenienti dalle operazioni di fusione diverse da polvere, NO X e SO X. Le più significative di queste altre emissioni sono costituite in generale da cloruri (espressi come HCl), fluoruri (espressi come HF), e metalli e relativi composti. Alcuni metalli sono raggruppati insieme e indicati con il termine Gruppo 1 o Gruppo 2. I metalli che non rientrano in questi gruppi sono specificati singolarmente, a causa della loro maggiore tossicità, o trattati solo nell ambito della categoria della polvere, in quanto la loro ridotta tossicità non giustifica alcuna considerazione particolare. I due gruppi vengono indicati nella tabella riportata di seguito. Metalli e relativi composti del Gruppo 1 Arsenico Cobalto Nickel Selenio Cromo VI Metalli e relativi composti del Gruppo 2 Antimonio Piombo Cromo III Rame Manganese Vanadio Stagno Classificazioni dei metalli e dei relativi composti Le conclusioni BAT in merito a queste sostanze sono state generalmente equivalenti per la maggior parte dei settori. Si ritiene che la BAT per controllare queste emissioni sia una scelta delle materie prime volta a ridurre al minimo le emissioni, abbinata alla depurazione dei gas acidi, ove opportuno. La depurazione dei gas acidi può non essere sempre necessaria per proteggere le apparecchiature di abbattimento o raggiungere i valori indicati per i SO X. In questi casi, si ritiene che la depurazione dei gas acidi costituisca la BAT se i livelli individuati di seguito non sono raggiungibili con le misure primarie. I livelli di emissione associati alle BAT per le sostanze inquinanti specificate dovrebbero essere: Cloruri (espressi come HCl) < 30 mg/nm 3 Fluoruri (espressi come HF) < 5 mg/nm 3 Metalli (gas + fase solida) (Gruppo 1 + Gruppo 2) < 5 mg/nm 3 Metalli (gas + fase solida) (Gruppo 1) < 1 mg/nm 3 Nei settori delle fritte e del vetro speciale in alcuni casi esiste la possibilità di emissioni di cadmio e tallio. Il livello di emissione associato alle BAT per questi metalli e i relativi composti è < 0,2 mg/nm 3. Per la produzione di fibre di vetro a filamento continuo il livello di emissione di fluoruri associato alle BAT è 5-15 mg/nm 3. Il limite inferiore di questo campo di valori si riferisce ai composti senza aggiunta di fluoruri mentre il limite superiore si riferisce a quelli con aggiunta di fluoruri. Nel settore della lana di roccia i livelli di emissione associati alle BAT sono forniti anche per il monossido di carbonio e l acido solfidrico e sono rispettivamente < 200 mg/nm 3 e < 5 mg/nm 3. Processi a valle I processi a valle variano in misura notevole a seconda del settore e degli impianti interessati; si deve fare riferimento alle sezioni del capitolo 5 specificamente dedicate ai singoli settori. Fatta eccezione per la lana minerale, sono qui riportati alcuni livelli di emissione indicativi associati alle BAT. Non tutte le sostanze si trovano in tutti gli impianti o settori e certune vengono trattate in alcune delle sezioni specificamente dedicate ai singoli settori in quanto si applicano a xix

20 un solo settore. Nonostante questi problemi, esiste una certa comunanza tra i tipi di tecniche applicabili quando è opportuno un abbattimento secondario. Cloruri (espressi come HCl) < 30 mg/nm 3 Fluoruri (espressi come HF) < 5 mg/nm 3 Particolato < 20 mg/nm 3 Metalli (gas + fase solida) (Gruppo 1 + Gruppo 2) < 5 mg/nm 3 Metalli (gas + fase solida) (Gruppo 1) < 1 mg/nm 3 Emissioni nell acqua Le emissioni acquose provenienti dalle attività dell industria del vetro sono generalmente basse e non specifiche dell industria. Alcune attività possono tuttavia dar luogo a emissioni acquose più significative. In linea generale si ritiene che i livelli di emissione di seguito forniti siano adeguati per proteggere l ambiente acquatico e sono indicativi dei livelli di emissione che si raggiungerebbero con quelle tecniche generalmente considerate rappresentative delle BAT. Essi non rappresentano necessariamente i livelli raggiunti attualmente nell industria, ma si basano sulla valutazione del gruppo di lavoro tecnico (TWG). Solidi in sospensione < 30 mg/l Richiesta chimica di ossigeno (nota 1) mg/l Ammoniaca (Kjeldahl) < 10 mg/l Solfato < 1000 mg/l Fluoruro mg/l Arsenico < 0,3 mg/l Antimonio < 0,3 mg/l Bario < 3,0 mg/l Cadmio < 0,05 mg/l Cromo (totale) < 0,5 mg/l Rame < 0,5 mg/l Piombo (nota 2) < 0,5 mg/l Nickel < 0,5 mg/l Stagno (nota 3) < 0,5 mg/l Zinco < 0,5 mg/l Fenolo < 1,0 mg/l Acido borico 2-4 mg/l ph 6,5-9 Olio minerale < 20 mg/l (Nota 1) Per il settore delle fibre di vetro a filamento continuo questo valore è considerato pari a 200 mg/l. In generale, la richiesta chimica di ossigeno è piuttosto bassa e il livello effettivo associato alle BAT può dipendere dall acqua ricevente che, se è particolarmente sensibile, può comportare livelli inferiori a questo valore. (Nota 2) Attualmente si ritiene che per i processi di produzione di vetro per uso domestico che utilizzano quantità significative di composti di piombo il livello più appropriato sia pari a 1,0 mg/l. Non esistono ostacoli tecnici insormontabili al raggiungimento del valore di 0,5 mg/l, e dato il tempo necessario per lo sviluppo e l attuazione di tecniche adeguate questo valore può essere raggiunto. (Nota 3) Per i processi di produzione di vetro per contenitori che impiegano depuratori ad acqua per trattare le emissioni a valle è più appropriato un livello di < 3 mg/l. In determinate circostanze, anche lo scarico in un impianto di trattamento delle acque di scarico o in un altro impianto di trattamento al di fuori dell'impianto può costituire una BAT. Laddove viene proposto questo approccio, si deve tener conto dell adeguatezza dell impianto ricevente. 7) Conclusioni e raccomandazioni xx