Tämä referenssiasiakirja sisältää johdannon (yleiskatsaus, luku 1) ja viisi pääosaa:

Transkriptio

1 TIIVISTELMÄ Tämä massa- ja paperiteollisuuden parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskeva referenssiasiakirja on neuvoston direktiivin 96/61/EY 16 artiklan 2 kohdan perusteella toteutetun tietojenvaihdon tulos. Asiakirjaa on tarkasteltava suhteessa esipuheessa esitettyihin tavoitteisiin ja käyttötarkoitukseen. Paperi koostuu itse asiassa kuiduista ja kemikaaleista, jotka vaikuttavat sen ominaisuuksiin ja laatuun. Kuitujen ja kemikaalien lisäksi sellun ja paperin valmistuksessa tarvitaan runsaasti vettä ja energiaa höyryn ja sähkön muodossa. Näin ollen tärkeimmät sellun ja paperin valmistukseen liittyvät ympäristökysymykset koskevat päästöjä veteen ja ilmaan sekä energiankulutusta. Lisäksi jätteestä odotetaan tulevan vähitellen yhä tärkeämpi huolenaihe ympäristön kannalta. Paperinvalmistuksessa tarvittavaa sellua voidaan tuottaa ensiökuidusta kemiallisin tai mekaanisin menetelmin tai keräyspaperista. Paperitehdas voi käyttää joko muualla tuotettua tai samalla tehdasalueella valmistettua sellua. Tässä asiakirjassa käsitellään eri kuiduista valmistetun sellun ja paperin valmistukseen liittyviä ympäristökysymyksiä integroiduissa ja integroimattomissa massa- ja paperitehtaissa. Integroimattomat sellutehtaat (markkinasellu) valmistavat pelkästään sellua, joka myydään avoimilla markkinoilla. Integroimattomat paperitehtaat käyttävät ostosellua paperintuotannossaan. Integroiduissa massa- ja paperitehtaissa sellun ja paperin valmistus tapahtuu samalla tehdasalueella. Sulfaattisellutehtaat ovat joko integroimattomia tai integroituja, kun taas sulfiittisellutehtaat on yleensä integroitu paperinvalmistukseen. Mekaanisen massan valmistus ja uusiokuidun käsittely ovat yleensä osa paperinvalmistusta, mutta muutamissa yksittäistapauksissa ne muodostavat itsenäisen prosessin. Tässä asiakirjassa ei käsitellä ympäristökysymyksiä, jotka liittyvät massan- ja paperinvalmistusprosessia edeltäviin prosesseihin, kuten metsänhoitoon, muualla tapahtuvaan prosessikemikaalien valmistukseen ja raaka-aineiden kuljetukseen, eikä massan- ja paperinvalmistusprosessia seuraaviin vaiheisiin kuten paperin jalostamiseen tai painamiseen. Ympäristökysymyksiä, jotka eivät liity nimenomaan sellun ja paperin tuotantoon ei käsitellä tässä asiakirjassa tai niitä käsitellään vain lyhyesti. Tällaisia kysymyksiä ovat kemikaalien varastointi ja käsittely, työturvallisuus ja vaaratekijät, lämpö- ja voimalaitokset, jäähdytys- ja tyhjiöjärjestelmät sekä raakaveden käsittely. Tämä referenssiasiakirja sisältää johdannon (yleiskatsaus, luku 1) ja viisi pääosaa: sulfaattisellun valmistusprosessi (luku 2) sulfiittisellun valmistusprosessi (luku 3) mekaanisen massan ja kemimekaanisen massan valmistusprosessi (luku 4) uusiokuidun käsittely (luku 5) ja paperinvalmistus ja siihen liittyvät prosessit (luku 6). Jokaisessa näistä luvuista on viisi pääjaksoa IPPC BAT -referenssiasiakirjojen yleisen jaottelun mukaisesti. Useimpien lukijoiden ei tarvitse lukea koko asiakirjaa, vaan ainoastaan ne osuudet, jotka ovat kiinnostavia kyseisen tehtaan kannalta. Esimerkiksi sulfaattisellutehtaita käsitellään vain luvussa 2, integroituja sulfaattisellu- ja paperitehtaita luvuissa 2 ja 6 ja keräyspaperia käyttäviä integroituja tehtaita luvuissa 5 ja 6. Asiakirjan lopussa on lähdeluettelo sekä termit ja lyhenteet käsittävä sanasto, joka helpottaa asiakirjan ymmärtämistä. Yleiskatsaus (luku 1) sisältää tilastotietoja paperinkulutuksesta sekä sellun ja paperin tuotannon maantieteellisestä sijoittumisesta Euroopassa, joitakin taloudellisia näkökohtia, yleiset tiedot massan ja paperin valmistuksesta sekä tärkeistä ympäristökysymyksistä ja Euroopan massa- ja i

2 paperitehtaiden luokittelun. Yleiskatsaus päättyy yleisiin huomautuksiin parhaimman käytettävissä olevan tekniikan määrittelemisestä alalla, jolle on luonteenomaista tuotteiden ja prosessien (tai prosessiyhdistelmien) moninaisuus sekä suuri määrä prosessiin integroituja teknisiä ratkaisuja. Jokaisessa viidessä luvussa käsitellään seuraavia asioita: käytössä olevat prosessit ja menetelmät, tärkeimmät ympäristökysymykset, esim. resurssien ja energian tarve, päästöt ja jätteet, päästöjen vähentämiseen, jätteiden minimointiin ja energian säästämiseen liittyvien menetelmien kuvaus, parhaan käytettävissä olevan tekniikan määritteleminen ja kehitteillä olevat menetelmät. Päästö- ja kulutuslukuja tarkasteltaessa on muistettava, että eri maiden tiedot eivät ole aina suoraan vertailukelpoisia, koska eri jäsenvaltioissa käytetään erilaisia mittausmenetelmiä. (Ks. liite III, jossa on lisätietoja asiasta. Eri menetelmät eivät kuitenkaan muuta tämän asiakirjan perusteella tehtyjä päätelmiä.) Parhaan käytettävissä olevan tekniikan määrittelemisessä eri menetelmien tarkastelut ovat rakenteeltaan samanlaiset ja käsittävät menetelmän lyhyen kuvauksen, tärkeimmät ympäristönsuojelun tasoa koskevat tiedot, soveltuvuuden, kerrannaisvaikutukset, käyttökokemukset, taloudelliset näkökohdat, menetelmän käyttöönoton tärkeimmät syyt, esimerkkitehtaat ja lähdekirjallisuuden. Parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa käsittelevässä osuudessa tarkastellaan tekniikan soveltamiseen liittyviä päästö- ja kulutustasoja. Parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevat päätelmät perustuvat käytännön kokemuksiin sekä teknisen työryhmän asiantuntijoiden arviointeihin. Sellun ja paperin valmistus on monimutkainen ala, joka koostuu useasta prosessivaiheesta ja erilaisista tuotteista. Useat erilaiset raaka-aineet sekä valmistusprosessit voidaan kuitenkin tarkastelua varten jakaa muutaman yksikön toiminnoiksi. Tässä asiakirjassa ympäristökysymyksiä ja päästöjen/jätteen syntymisen estämiseen ja vähentämiseen liittyviä menetelmiä sekä energian ja raaka-aineiden kulutuksen vähentämistä tarkastellaan erikseen viiden luokan osalta (luvut 2 6). Nämä luokat jaetaan tarkastelussa tarpeen mukaan edelleen alaluokiksi. Asiakirjasta käy ilmi alan monimuotoisuus tarkasteltaessa Euroopan paperiteollisuuden raakaaineita, energianlähteitä, tuotteita ja prosesseja. Jokaisessa tuoteryhmässä on kuitenkin tiettyjä raaka-aineita ja tuotteita, jotka eroavat vakiotuotteiden valmistuksesta ja joilla voi olla vaikutusta toimintaolosuhteisiin ja parannusmahdollisuuksiin. Tämä pätee erityisesti paperitehtaisiin, jotka tuottavat suuren määrän erilaisia paperilaatuja peräkkäin samoilla koneilla tai paperitehtaisiin, jotka valmistavat erikoislaatuja. Tietojenvaihdon ansiosta on voitu tehdä parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevia päätelmiä. Parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa kuvaavat jaksot kussakin luvussa helpottavat ymmärtämään parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa ja päästöjä koskevia kysymyksiä. Tärkeimmistä tuloksista on jäljempänä yhteenveto. Yleiset parhaat käytettävissä olevat tekniikat kaikkia prosesseja varten Tietojenvaihdon aikana kävi ilmi, että tehokkain menetelmä vähentää päästöjä/kulutusta ja parantaa taloudellista kannattavuutta on parhaan käytettävissä olevan prosessin ja puhdistuslaitteistojen käyttöönotto yhdessä seuraavien toimenpiteiden kanssa: henkilökunnan ja toiminnanharjoittajien opastus, koulutus ja motivointi prosessinhallinnan optimointi teknisten yksikköjen ja puhdistuslaitteistojen riittävä ylläpito ympäristönhallintajärjestelmä, jolla optimoidaan ympäristöasioiden hallinta, lisätään ympäristötietoisuutta ja joka sisältää tavoitteet, toimenpiteet, prosessit, työohjeet yms. ii

3 Paras käytettävissä oleva tekniikka sulfaattisellun valmistukseen (luku 2) Sulfaattisellun valmistusprosessi on vallitseva sellun keittoprosessi maailmassa, koska sellusta tulee vahvaa ja menetelmä soveltuu kaikille puulajeille. Sulfaattiselluprosessissa jätevedet, hajukaasut ja muut päästöt ilmaan sekä energiankulutus ovat huomion kohteena. Joissakin maissa myös jätteestä odotetaan tulevan huolenaihe ympäristön kannalta. Tärkeimmät raakaaineet ovat uusiutuvia luonnonvaroja (puu ja vesi) sekä keitossa ja valkaisussa tarvittavia kemikaaleja. Päästöt veteen sisältävät pääasiassa orgaanisia aineita. Jätevedet valkaisimosta, jossa käytetään klooria sisältäviä valkaisukemikaaleja, sisältävät orgaanisesti sidottuja klooriyhdisteitä, joita mitataan AOX-luvulla. Jotkut tehtaista vapautuvat yhdisteet ovat myrkyllisiä vesieliöstölle. Värillisten aineiden päästöt voivat vaikuttaa haitallisesti vastaanottajavesistön eliöstöön. Ravinnepäästöt (typpi- ja fosforipäästöt) voivat aiheuttaa vastaanottajavesistön rehevöitymistä. Puusta irtoavat metallit vapautuvat pieninä pitoisuuksina, mutta suuren määrän vuoksi kuormitus voi olla merkittävää. Klooripitoisten ja kloorittomien orgaanisten aineiden määrää sellutehtaiden jätevedessä on voitu pienentää huomattavasti lähinnä prosessia kehittämällä. Sulfaattisellutehtaiden parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ovat: puun kuorinta kuivana tehostettu ligniininpoisto ennen valkaisua pidentämällä tai kehittämällä keittoa ja lisäämällä happivalkaisuvaiheiden määrää erittäin tehokas ruskean massan pesu ja ruskean massan seulonnan suljettu kierto valkaisu ilman alkuaineklooria (EFC), jolloin AOX on pieni, tai valkaisu ilman kloorikemikaaleja (TCF) valkaisimon veden osittainen kierrätys, lähinnä emäksisen prosessiveden kierrätys tehokas vuotojen ja läikkyneiden nesteiden seuranta-, tukahduttamis- ja talteenottojärjestelmä haihduttamon lauhteen erottaminen ja käyttö uudelleen mustalipeän haihduttamon ja soodakattilan riittävä kapasiteetti, jotta voidaan käsitellä lisääntynyt lipeä- ja kuiva-ainekuorma puhtaiden jäähdytysvesien kerääminen ja käyttö uudelleen riittävän suuret läikkyneen tai vuotaneen keittoliuoksen ja talteenotetun liuoksen sekä likaisen lauhteen puskurisäiliöt äkillisten kuormitushuippujen ja tilapäisten häiriöiden estämiseksi ulkoisissa jäteveden puhdistuslaitoksissa primaarinen ja biologinen puhdistus (prosessiin integroitujen menetelmien lisäksi) Valkaistua ja valkaisematonta sulfaattisellua valmistavissa tehtaissa parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden yhdistelmän soveltamiseen liittyvät päästöt veteen ovat seuraavat: Määrä m 3 /Adt COD BOD Kok. kiintoaine AOX Kok. N Kok. P Valkaistu sellu ,3 1,5 0,6 1,5 < 0,25 0,1 0,25 0,01 0,03 Valkaisematon ,2 0,7 0,3 1,0 0,1 0,2 0,01 0,02 sellu Nämä päästöt ovat vuoden keskiarvoja. Veden määrä perustuu oletukseen, että jäähdytysvesi ja muu puhdas vesi puretaan erikseen. Arvot käsittävät ainoastaan sellun valmistuksen. Integroiduissa tehtaissa päästöihin on lisättävä paperinvalmistuksessa (ks. luku 6) syntyvät päästöt tuotevalikoiman mukaan. Toisen merkittävän ympäristökysymyksen muodostavat eri lähteistä peräisin olevat poistokaasupäästöt. Päästöjä ilmaan aiheutuu soodakattilasta, meesauunista, kuorikattilasta, hakevarastosta, keittimestä, sellun pesusta, valkaisimosta, valkaisukemikaalien valmistuksesta, iii

4 haihdutuksesta, seulonnasta, pesusta, valkolipeän valmistuksesta ja erilaisista säiliöistä. Prosessin eri vaiheissa vapautuvat hajapäästöt ovat osa näitä päästöjä. Tärkeimpiä yksittäisiä päästölähteitä ovat soodakattila, meesauuni ja apukattilat. Päästöt koostuvat pääasiassa typen oksideista, rikkiyhdisteistä kuten rikkidioksidista ja haisevista pelkistyneistä rikkiyhdisteistä. Lisäksi muodostuu hiukkaspäästöjä. Parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ilmaan vapautuvien päästöjen vähentämiseksi ovat seuraavat: Väkevien hajukaasujen kerääminen ja poltto ja tuloksena syntyvien SO 2 -päästöjen hallinta: Väkevät kaasut voidaan polttaa soodakattilassa, meesauunissa tai erillisessä kattilassa, jossa typen oksidien muodostumista voidaan estää. Jälkimmäisen savukaasut sisältävät runsaasti SO 2 :a, joka otetaan talteen pesurissa. Myös eri lähteistä peräisin olevat laimeat hajukaasut otetaan talteen ja poltetaan ja tuloksena muodostuvat SO 2 -päästöt hallitaan. Soodakattilasta vapautuvia pelkistyneiden rikkiyhdisteiden (TRS) päästöjä vähennetään tehokkaalla polton valvonnalla ja CO-mittauksilla. Meesauunista vapautuvia pelkistyneiden rikkiyhdisteiden päästöjä vähennetään säätelemällä ylimääräisen hapen määrää, käyttämällä vähän rikkiä sisältävää polttoainetta ja säätelemällä uuniin lisättävän meesan liukoisen jäännösnatriumin pitoisuutta. Soodakattilasta vapautuvia SO 2 -päästöjä säädellään polttamalla soodakattilassa kiintoainepitoisuudeltaan hyvin kuivaa mustalipeää ja/tai käyttämällä savukaasupesuria. Lisäksi parhaaseen käytettävissä olevaan tekniikkaan kuuluu soodakattilasta, meesauunista ja apukattiloista vapautuvien NO x -päästöjen hallinta (eli varmistetaan sopiva ilman määrä ja jakautuminen kattilassa) säätelemällä poltto-olosuhteita sekä uusilla tai kunnostetuilla laitteistoilla myös rakenteiden avulla. Apukattiloista vapautuvia SO 2 -päästöjä vähennetään käyttämällä kuorta, kaasua, vähän rikkiä sisältävää öljyä ja hiiltä tai vähentämällä S-päästöjä pesurin avulla. Soodakattilasta, apukattiloista (joissa poltetaan biopolttoaineita ja/tai fossiilisia polttoaineita) ja meesauunista vapautuvat savukaasut puhdistetaan tehokkailla sähkösuotimilla pölypäästöjen vähentämiseksi. Valkaistua ja valkaisematonta sulfaattisellua valmistavissa tehtaissa parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden yhdistelmän soveltamiseen liittyvät päästöt ilmaan ovat jäljempänä olevan taulukon mukaiset. Päästötasot ovat vuoden keskiarvoja normaaliolosuhteissa. Apukattiloista vapautuvia päästöjä, jotka liittyvät esim. sellun ja/tai paperin kuivauksessa tarvittavan höyryn tuotantoon ei ole otettu mukaan taulukkoon. Apukattiloiden päästötasot on esitetty jäljempänä apukattiloiden parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevassa osuudessa. Valkaistu ja valkaisematon sulfaattisellu Pöly SO 2 (S:nä) NOx (NO+NO 2 NO 2 :na) TRS (S:nä) 0,2 0,5 0,2 0,4 1,0 1,5 0,1 0,2 Arvot käsittävät ainoastaan sellun valmistuksen. Näin ollen integroituja tehtaita koskevat luvut käsittävät ainoastaan sulfaattisellun valmistuksessa syntyvät päästöt eivätkä sisällä paperinvalmistuksessa tarvittavaa energiaa tuottavista höyrykattiloista tai voimalaitoksista vapautuvia päästöjä ilmaan. Paras käytettävissä oleva tekniikka jätteen vähentämiseksi on minimoida kiinteän jätteen muodostuminen ja ottaa talteen, kierrättää tai käyttää uudelleen näitä materiaaleja aina kun se on käytännössä mahdollista. Jätejakeiden kerääminen erikseen ja varastointi lähteellä voivat olla edistää tämän tavoitteen saavuttamista. Jos kerättyä materiaalia ei voida käyttää uudelleen prosessissa, parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään jäännösten/jätteen ulkoista iv

5 hyödyntämistä korvaamaan toista raaka-ainetta tai orgaanisten materiaalien polttoa tähän tarkoitukseen soveltuvissa kattiloissa energian talteenottamiseksi. Höyryn ja sähkön kulutuksen vähentämiseksi ja näiden sisäisen tuotannon lisäämiseksi on käytettävissä joitakin menetelmiä. Energiataloudellisessa integroimattomassa sellutehtaassa mustalipeän ja kuoren poltosta saatava energiamäärä on suurempi kuin koko valmistusprosessissa tarvittava energiamäärä. Polttoöljyä tarvitaan kuitenkin tietyissä tilanteissa, kuten käynnistettäessä, sekä monilla tehtailla lisäksi meesauunissa. Energiataloudelliset sulfaattisellu- ja paperitehtaat kuluttavat lämpöä ja sähköä seuraavasti: integroimattomat valkaistua sulfaattisellua valmistavat tehtaat: GJ/Adt prosessilämpöä ja 0,6 0,8 MWh/Adt sähköä integroidut valkaistua sulfaattisellua ja paperia (esim. päällystämätöntä hienopaperia) valmistavat tehtaat: GJ/Adt prosessilämpöä ja 1,2 1,5 MWh/Adt sähköä integroidut valkaisematonta sulfaattisellua ja paperia (esim. kraftlaineria) valmistavat tehtaat: 14 17,5 GJ/Adt prosessilämpöä ja 1 1,3 MWh/Adt sähköä. Paras käytettävissä oleva tekniikka sulfiittisellun valmistukseen (luku 3) Sulfiittisellua valmistetaan paljon vähemmän kuin sulfaattisellua. Sellun valmistuksessa voidaan käyttää erilaisia keittokemikaaleja. Tässä asiakirjassa keskitytään magnesiumsulfiittia käyttävään prosessiin, koska se on kapasiteetin ja tehtaiden lukumäärän kannalta tärkeä Euroopassa. Sulfaatti- ja sulfiittisellun valmistusprosessit ovat monessa suhteessa samanlaisia, joten mahdollisuudet käyttää erilaisia sisäisiä ja ulkoisia menetelmiä päästöjen vähentämiseksi ovat myös samankaltaisia. Näiden kahden kemiallisen sellun valmistusprosessin suurimmat erot ympäristön kannalta ovat keittoprosessin kemiassa, kemikaalien valmistus- ja talteenottojärjestelmässä sekä sulfiittisellun vähäisempi valkaisun tarve, koska se on luonnostaan vaaleampaa. Sulfiittisellun valmistuksessa kiinnostuksen kohteena ovat jätevedet ja päästöt ilmaan kuten sulfaattisellun valmistuksessakin. Tärkeimmät raaka-aineet ovat uusiutuvia luonnonvaroja (puu ja vesi) sekä keitossa ja valkaisussa tarvittavia kemikaaleja. Päästöt veteen sisältävät pääasiassa orgaanisia aineita. Jotkut tehtaista vapautuvat yhdisteet ovat myrkyllisiä vesieliöstölle. Värillisten aineiden päästöt voivat vaikuttaa haitallisesti vastaanottajavesistön eliöstöön. Ravinnepäästöt (typpi- ja fosforipäästöt) voivat aiheuttaa vastaanottajavesistön rehevöitymistä. Puusta irtoavat metallit vapautuvat pieninä pitoisuuksina, mutta suuren jätevesimäärän vuoksi kuormitus voi olla merkittävää. Sulfiittisellun valkaisussa vältetään tavallisesti klooria sisältävien valkaisukemikaalien käyttöä eli käytetään klooritonta valkaisumenetelmää. Näin ollen valkaisimon jätevedet eivät sisällä merkittäviä määriä orgaanisesti sitoutuneita klooriyhdisteitä. Parhaan käytettävissä olevan tekniikan määrittämiseen tarvittavia tietoja on tavallisesti saatavilla vähemmän sulfiittisellua kuin sulfaattisellua valmistavista tehtaista. Tämän vuoksi tässä voidaan kuvailla ainoastaan joitakin menetelmiä yhtä tarkkaan kuin sulfaattisellun valmistusta koskevassa osassa. Kuvaus perustuu teknisen työryhmän asiantuntijoilta parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevan tietojenvaihdon aikana saatuihin tietoihin. Käytettävissä oleva aineisto oli suhteellisen pieni. Aineiston vähyyttä kompensoi osittain sulfiitti- ja sulfaattiprosessin samankaltaisuus. Useat ympäristön pilaantumista ehkäisevät ja säätelevät menetelmät, joita käytetään sulfaattisellun valmistuksessa, ovat monelta osin käyttökelpoisia myös sulfiittisellun valmistuksessa. Tapauksissa, joissa sulfaatti- ja sulfiittisellun valmistusprosessit eroavat selvästi toisistaan, on pyritty keräämään tarvittavat tiedot. Menetelmien kuvaukseen ja parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskeviin päätelmiin oli kuitenkin mahdollista käyttää ainoastaan Itävallasta, Saksasta ja Ruotsista kerättyjä tietoja. Päästöjä veteen on voitu vähentää merkittävästi prosessin sisäisillä toimenpiteillä. v

6 Sulfiittisellutehtaiden parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ovat: puun kuorinta kuivana tehostettu ligniininpoisto ennen valkaisua pidentämällä tai kehittämällä keittoa erittäin tehokas ruskean massan pesu ja ruskean massan seulonnan suljettu kierto tehokas vuotojen ja läikkyneiden nesteiden seuranta-, tukahduttamis- ja talteenottojärjestelmä valkaisimon kiertojen sulkeminen käytettäessä natriumiin perustuvia keittoprosesseja klooriton valkaisu (TCF) laihalipeän neutralointi ennen haihdutusta sekä lauhteen suurimman osan käyttö prosessissa tai sen anaerobinen käsittely keittoliuoksen tai talteenotettavan liuoksen tai likaisten lauhteiden aiheuttaman tarpeettoman kuormituksen ja tilapäisten häiriöiden estämiseksi ulkoisissa jätevedenpuhdistamoissa riittävän suuria puskurisäiliöitä pidetään tarpeellisina prosessiin integroitujen menetelmien lisäksi primaarista ja biologista puhdistusta pidetään sulfiittisellutehtaiden parhaana käytettävissä olevana tekniikkana Valkaistua sulfiittisellua valmistavissa tehtaissa parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden yhdistelmän soveltamiseen liittyvät päästöt veteen ovat seuraavat: Valkaistu sellu Määrä m 3 /Adt COD BOD Kok. kiintoaine AOX Kok. N Kok. P ,0 2,0 0,15 0,5 0,02 0,05 Nämä päästöt ovat vuoden keskiarvoja. Jäteveden määrä perustuu oletukseen, että jäähdytysvesi ja muu puhdas vesi puretaan erikseen. Arvot käsittävät ainoastaan sellun valmistuksen. Integroiduissa tehtaissa päästöihin on lisättävä paperinvalmistuksessa (ks. luku 6) syntyvät päästöt tuotevalikoiman mukaan. Toisen merkittävän ympäristökysymyksen muodostavat eri lähteistä peräisin olevat poistokaasupäästöt. Päästöjä ilmaan vapautuu eri lähteistä, joista merkittävimpiä ovat soodakattila ja kuorikattila. Laimeampia SO 2 -pitoisia päästöjä vapautuu pesussa ja seulonnassa sekä haihduttamon tuuletusaukoista ja erilaisista säiliöistä. Osa päästöistä vapautuu hajapäästöinä prosessin eri vaiheissa. Päästöt sisältävät pääasiassa rikkidioksidia, typen oksideja ja pölyä. Parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ilmaan vapautuvien päästöjen vähentämiseksi ovat: väkevöityjen SO 2 -päästöjen kerääminen ja talteenotto painetasoiltaan erilaisissa säiliöissä SO 2 -hajapäästöjen kerääminen eri lähteistä ja niiden käyttäminen soodakattilassa polttoilmana soodakattilasta/-kattiloista vapautuvien SO 2 -päästöjen säätely käyttämällä sähkösuotimia ja monivaiheisia savukaasupesureita, keräämällä ja puhdistamalla tuuletusaukoista vapautuvat kaasut apukattiloista vapautuvien SO 2 -päästöjen vähentäminen käyttämällä kuorta, kaasua, vähän rikkiä sisältävää öljyä ja hiiltä tai säätelemällä S-päästöjä hajukaasupäästöjen vähentäminen tehokkailla keräysjärjestelmillä soodakattilasta ja apukattiloista vapautuvien NO x -päästöjen vähentäminen säätelemällä poltto-olosuhteita vi

7 apukattiloista vapautuvien savukaasujen puhdistus tehokkailla sähkösuotimilla pölypäästöjen vähentämiseksi päästöt optimoiva jäännösten poltto ja energian talteenotto Parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden soveltamiseen liittyvät päästötasot ovat jäljempänä olevan taulukon mukaiset. Apukattiloista vapautuvia päästöjä, jotka liittyvät esim. sellun ja/tai paperin kuivauksessa tarvittavan höyryn tuotantoon, ei ole otettu mukaan taulukkoon. Apukattiloiden parhaaseen käytettävissä olevaan tekniikkaan liittyvät päästötasot on esitetty jäljempänä apukattiloiden parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevassa osuudessa. Pöly SO 2 (S:nä) NOx (NO 2 :na) Valkaistu sellu 0,02 0,15 0,5 1,0 1,0 2,0 Päästötasot ovat vuoden keskiarvoja normaaliolosuhteissa. Arvot käsittävät ainoastaan sellun valmistuksen. Näin ollen integroituja tehtaita koskevat luvut käsittävät ainoastaan sellun valmistuksessa syntyvät päästöt eivätkä paperinvalmistuksessa tarvittavaa energiaa tuottavista apukattiloista tai voimalaitoksista vapautuvia päästöjä ilmaan. Paras käytettävissä oleva tekniikka jätteen vähentämiseksi on minimoida kiinteän jätteen muodostuminen ja ottaa talteen, kierrättää tai käyttää uudelleen näitä materiaaleja aina kun se on käytännössä mahdollista. Jätejakeiden kerääminen erikseen ja varastointi lähteellä voivat edistää tavoitteen saavuttamista. Jos kerättyä materiaalia ei voida käyttää uudelleen prosessissa, parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään jäännösten/jätteen ulkoista hyödyntämistä korvaamaan toista raaka-ainetta tai orgaanisten materiaalien polttoa tähän tarkoitukseen soveltuvissa kattiloissa energian talteenottamiseksi. Höyryn ja sähkön kulutuksen vähentämiseksi ja näiden sisäisen tuotannon lisäämiseksi on käytettävissä useita menetelmiä. Sulfiittisellutehtaat ovat lämmön ja sähkön suhteen omavaraisia, sillä ne hyödyntävät vahvalipeän, kuoren ja puujätteen lämpöarvon. Integroiduissa tehtaissa tarvitaan lisähöyryä ja sähköä, joita tuotetaan joko tehdasalueella tai sen ulkopuolella. Integroidut sulfiittisellu- ja paperitehtaat kuluttavat GJ/Adt prosessilämpöä ja 1,2 1,5 MWh/Adt sähköä. Paras käytettävissä oleva tekniikka mekaanisen massan ja kemimekaanisen massan valmistukseen (luku 4) Mekaanisen massan valmistuksessa puukuidut erotetaan toisistaan puuhun kohdistettavan mekaanisen energian avulla. Tavoitteena on säilyttää suurin osa ligniinistä, jotta saadaan hyvä tuotto lujuusominaisuuksiltaan ja vaaleusasteeltaan hyvää massaa. Käytössä on kaksi erilaista pääprosessia: hiokeprosessissa tukkeja painetaan pyörivää hiomakiveä vasten ja samalla käytetään vettä apuna ja hierrettä valmistetaan kuiduttamalla haketta jauhinlevyjen välissä Massan ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa lisäämällä prosessilämpötilaa ja hierteen ollessa kyseessä hakkeen kemiallisella esikäsittelyllä. Jos puuta pehmitetään kemikaaleilla ja kuidutetaan paineen avulla, massanvalmistusprosessin tuotetta kutsutaan kemihierteeksi (CMTP). Tässä asiakirjassa käsitellään myös kemihierteen valmistusta. Mekaanisen massan valmistus on yleensä integroitu paperinvalmistukseen. Tämän vuoksi parhaan käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen liittyvät päästötasot ilmoitetaan integroiduille massa- ja paperitehtaille (kemihierteen valmistusta lukuun ottamatta). Mekaanisessa ja kemimekaanisessa massan valmistuksessa kiinnostuksen kohteena ovat jätevedet sekä hiomakoneen ja jauhimen käyttämiseen tarvittavan sähkön kulutus. Tärkeimmät vii

8 raaka-aineet ovat uusiutuvia luonnonvaroja (puu ja vesi) sekä valkaisussa tarvittavia kemikaaleja (kemihierteen valmistuksessa tarvitaan lisäksi kemikaaleja hakkeen esikäsittelyyn). Paperinvalmistusprosessin aikana tarvitaan lisäksi prosessin avuksi tai tuotteen ominaisuuksien parantamiseksi erilaisia lisäaineita. Päästöt veteen ovat pääasiassa orgaanisia aineita, jotka vapautuvat veteen liuenneina tai dispergoituneina. Jos mekaanista massaa valkaistaan yhdessä tai kahdessa alkalisessa peroksidivaiheessa, orgaanisten saasteiden määrä kasvaa merkittävästi. Peroksidivalkaisu aiheuttaa noin 30 kg O 2 /Adt suuruisen COD-lisäkuormituksen ennen käsittelyä. Jotkut tehtaista vapautuvat yhdisteet ovat myrkyllisiä vesieliöstölle. Ravinnepäästöt (typpi- ja fosforipäästöt) voivat aiheuttaa vastaanottajavesistön rehevöitymistä. Puusta irtoavat metallit vapautuvat pieninä pitoisuuksina, mutta suuren määrän vuoksi kuormitus voi olla merkittävää. Suuri osa menetelmistä, joiden perusteella parhaimmat käytettävissä olevat tekniikat määritellään, liittyvät veteen laskettavien päästöjen vähentämiseen. Mekaanisen massan valmistusprosessissa vesijärjestelmät ovat tavallisesti melko suljettuja. Paperikoneelta saatavaa ylimääräistä puhdistettua vettä käytetään tavallisesti korvaamaan kierrosta massan ja rejektien mukana poistuvaa vettä. Mekaanista massaa valmistavien tehtaiden parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ovat: puun kuorinta kuivana rejektihäviöiden minimointi tehokkaitten rejektinkäsittelyvaiheiden avulla veden kierrätys uudelleen mekaanisen massan valmistusosastolla massa- ja paperitehtaan vesijärjestelmien tehokas erottaminen käyttämällä sakeuttajia vastavirtaan toimiva kiertovesijärjestelmä paperitehtaalta sellutehtaalle integraatioasteen mukaan riittävän suurten puskurisäiliöiden käyttäminen prosessissa muodostuvalle väkevöidylle jätevedelle (lähinnä kemihierteellä) jätevesien primaarinen ja biologinen puhdistus ja joissain tapauksissa myös flokkulointi tai kemiallinen saostus Kemihierrettä valmistavilla tehtailla tehokkaana jäteveden puhdistusjärjestelmänä pidetään myös anaerobisen ja aerobisen menetelmän yhdistelmää. Lisäksi saastuneimman jäteveden haihduttaminen ja tiivisteen polttaminen sekä loppuosan aktiivilietekäsittely voivat olla hyvä ratkaisu etenkin kunnostettavilla tehtailla. Parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden yhdistelmän soveltamiseen liittyvät päästötasot ilmoitetaan erikseen integroimattomille kemihierretehtaille ja integroiduille mekaanista massaa ja paperia valmistaville tehtaille. Nämä päästöt ovat vuoden keskiarvoja. Integroimaton kemihierretehdas (vain massan valmistuksen osuus) Integroitu mekaanista massaa ja paperia valmistava tehdas (esim. sanomalehtipaperia, LWC- tai SC-paperia valmistava tehdas) Määrä m 3 /t COD BOD Kok. kiintoaine ,5 1,0 0,5 1, ,0 5,0 0,2 0,5 0,2 0,5 AOX Kok. N Kok. P 0,1 0,2 0,005 0,01 < 0,01 0,04 0,1 0,004 0,01 viii

9 Integroiduissa kemihierretehtaissa päästöihin on lisättävä paperinvalmistuksessa (ks. luku 6) syntyvät päästöt tuotevalikoiman mukaan. Integroituja mekaanista massaa ja paperia valmistavia tehtaita koskevat päästötasot sisältävät sekä massan valmistuksen että paperinvalmistuksen päästöt ja yksikkönä on kg epäpuhtautta / tuotettu paperitonni. Mekaanisen massan valmistuksessa COD-arvot ovat riippuvaisia etenkin peroksidilla valkaistavan kuidun osuudesta, koska peroksidivalkaisu aiheuttaa suuremman orgaanisten aineiden kuormituksen ennen puhdistusta. Tämän vuoksi suurimmat päästöluvut, jotka liittyvät parhaimman käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen, tarkoittavat sellaisten paperitehtaiden päästöjä, joissa peroksidilla valkaistun kuumahierteen osuus on suuri. Päästöt ilmaan ovat lähinnä lämmön ja sähkön tuotannossa apukattiloista vapautuvia päästöjä sekä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC). Haihtuvia orgaanisia yhdisteitä vapautuu hakekasoista ja hakkeen pesusta ja höyryn talteenoton lauhteista sekä jauhimista, joissa on haihtuvia puun osia. Osa päästöistä vapautuu hajapäästöinä prosessin eri vaiheissa. Parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ilmaan vapautuvien päästöjen vähentämiseen ovat tehokas jauhimien lämmön hyödyntäminen ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöjen vähentäminen saastuneessa höyryssä. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöjen lisäksi mekaanisen massan valmistuksessa muodostuu päästöjä, jotka eivät liity itse prosessiin vaan aiheutuvat energiantuotannosta tehdasalueella. Lämpöä ja sähköä tuotetaan polttamalla erilaisia fossiilisia polttoaineita tai uusiutuvia puujäännöksiä kuten kuorta. Apukattiloiden parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa tarkastellaan jäljempänä. Paras käytettävissä oleva tekniikka jätteen vähentämiseksi on minimoida kiinteän jätteen muodostuminen ja ottaa talteen, kierrättää tai käyttää uudelleen näitä materiaaleja aina kun se on käytännössä mahdollista. Jätejakeiden kerääminen erikseen ja varastointi lähteellä voivat edistää tämän tavoitteen saavuttamista. Jos kerättyä materiaalia ei voida käyttää uudelleen prosessissa, parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään jäännösten/jätteen ulkoista hyödyntämistä korvaamaan toista raaka-ainetta tai orgaanisten materiaalien polttoa tähän tarkoitukseen soveltuvissa kattiloissa energian talteenottamiseksi. Näin voidaan minimoida rejektien sijoittaminen kaatopaikalle. Höyryn ja sähkön kulutuksen vähentämiseksi voidaan käyttää erilaisia toimenpiteitä. Energiataloudelliset mekaanista massaa ja paperia valmistavat tehtaat kuluttavat lämpöä ja sähköä seuraavasti: Integroimaton kemihierretehdas: Massan kuivaukseen voidaan käyttää talteenotettua prosessilämpöä, joten primaarista höyryenergiaa ei tarvita. Sähkön kulutus on 2 3 MWh/Adt. Integroidut sanomalehtipaperitehtaat kuluttavat prosessilämpöä 0 3 GJ/t ja sähköä 2 3 MWh/t. Höyryn tarve on riippuvainen sulpun seossuhteesta ja jauhimien höyryn talteenoton määrästä. Integroidut LWC-paperitehtaat kuluttavat prosessilämpöä 3 1 GJ/t ja sähköä 1,7 26 MWh/t. On huomattava, että LWC-paperiin käytettävä kuitu sisältää yleensä vain noin kolmanneksen PGW- tai TMP-massaa, ja loppu on valkaistua sulfaattisellua sekä täyteaineita ja päällystyspastaa. Jos samalla tehdasalueella tuotetaan valkaistua sulfaattisellua (integroitu tehdas), sulfaattisellun valmistuksen vaatima energia on lisättävä energiankulutukseen valmistettavan seoksen mukaisesti. Integroidut SC-paperitehtaat kuluttavat prosessilämpöä 1 6 GJ/t ja sähköä 1,9 2,6 MWh/t. Paras käytettävissä oleva tekniikka uusiokuidun käsittelyyn (luku 5) Uusiokuidusta on tullut välttämätön raaka-aine paperiteollisuudelle, koska se on edullisempaa kuin ensiömassa ja koska monet Euroopan maat edistävät keräyspaperin uusiokäyttöä. Keräyspaperin käsittely vaihtelee tuotettavan paperilaadun (esim. pakkauspaperi, ix

10 sanomalehtipaperi, testlaineri tai pehmopaperi) sekä käytettävän sulpun seossuhteen mukaan. Yleensä uusiokuidun käsittelyprosessit voidaan jakaa kahteen pääryhmään: Prosessit, joissa käytetään ainoastaan mekaanista puhdistusta eli prosessi ei sisällä siistausta. Tällöin tuotteina saadaan testlaineria, aallotuskartonkia, kartonkia tai taivekartonkia yms. Prosessit, joihin sisältyy sekä mekaanisia että kemiallisia käsittelyjä eli prosessiin sisältyy siistaus. Tuotteita ovat esim. sanomalehtipaperi, pehmopaperi, paino- ja kopiopaperi, aikakauslehtipaperi (SC/LWC), jotkin taivekartonkilaadut tai siistattu keräyspaperimassa. Uusiokuidusta valmistettavan paperin raaka-aineina käytetään pääasiassa keräyspaperia, vettä, lisäaineita sekä energiaa höyrynä ja sähkönä. Vettä tarvitaan suuria määriä prosessi- ja jäähdytysvedeksi. Paperinvalmistusprosessin aikana tarvitaan lisäksi prosessin avuksi tai tuotteen ominaisuuksien parantamiseksi erilaisia lisäaineita. Keräyspaperin valmistusprosessin ympäristövaikutukset aiheutuvat pääasiassa päästöistä veteen ja ilmaan sekä kiinteästä jätteestä (erityisesti jos siistattua massaa pestään kuten pehmopaperitehtailla). Päästöjä ilmaan syntyy lähinnä energian tuotannon yhteydessä poltettaessa fossiilisia polttoaineita voimalaitoksilla. Suurin osa keräyspaperia käyttävistä tehtaista on integroitu paperinvalmistukseen. Tämän vuoksi parhaan käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen liittyvät päästötasot ilmoitetaan tässä integroiduille tehtaille. Suuri osa menetelmistä, joiden perusteella parhaimmat käytettävissä olevat tekniikat määritellään, liittyvät veteen laskettavien päästöjen vähentämiseen. Keräyspaperia käyttävien tehtaiden parhaita käytettävissä olevia tekniikoita ovat: vain vähän saastuneen veden erottaminen saastuneesta vedestä ja prosessiveden kierrätys optimoitu veden käsittely (vesikierto), veden puhdistus selkeyttämällä, flotaatiolla tai suodattamalla ja prosessiveden kierrätys eri tarkoituksiin vesikiertojen selkeä erottaminen ja prosessiveden kierto vastavirtaan veden puhdistus ja käyttö siistaamoilla (flotaation avulla) tasausaltaan käyttö ja primaarinen puhdistus biologinen jäteveden puhdistus: Tehokas ratkaisu siistattujen laatujen sekä olosuhteista riippuen myös siistaamattomien laatujen käsittelyssä syntyvän jäteveden puhdistukseen on aerobinen biologinen puhdistus ja joissain tapauksissa myös flokkulointi ja kemiallinen saostaminen. Siistaamattomille laaduille soveltuu paremmin jäteveden mekaaninen puhdistus ja sitä seuraava anaerobinen-aerobinen biologinen puhdistus. Tällaisten tehtaiden on yleensä käsiteltävä väkevämpiä jätevesiä, koska vesikierto on suljetumpi. biologisella puhdistusmenetelmällä käsitellyn veden osittainen kierrätys: Mahdollisuudet kierrättää vettä riippuvat tuotettavista paperilaaduista. Siistatuilla paperilaaduilla tämä menetelmä kuuluu parhaimpiin käytettävissä oleviin tekniikoihin. Menetelmän edut ja haitat on kuitenkin selvitettävä tarkkaan, ja lisäkäsittely on yleensä tarpeen (tertiaarinen käsittely). sisäisten vesikiertojen puhdistus Keräyspaperia käyttävissä integroiduissa tehtaissa parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden soveltamiseen liittyvät päästötasot ovat seuraavat: Mää rä m 3 /t COD BOD Kok. kiintoaine Kok. N Kok. P AOX x

11 Uusiokuitua käyttävät integroidut tehtaat, joissa ei käytetä siistausta (tuotteina esim. Wellenstoff, testlaineri, valkoinen kartongin pintakerros, taivekartonki, jne.) Uusiokuitua käyttävät tehtaat, joissa käytetään siistausta (tuotteina esim. sanomalehti-, paino- ja kirjoituspaperi, jne.) Uusiokuitua käyttävät pehmopaperitehtaat < 7 0,5 1,5 <0,05 0,15 0,05 0,15 0,02 0,05 0,002 0, <0,05 0,2 0,1 0,3 0,05 0,1 0,005 0, ,0 4,0 <0,05 0,5 0,1 0,4 0,05 0,25 0,005 0,015 <0,005 <0,005 <0,005 Päästöt ovat vuoden keskiarvoja, ja ne esitetään erikseen siistauksen sisältäville ja sisältämättömille prosesseille. Jäteveden määrä perustuu oletukseen, että jäähdytysvesi ja muu puhdas vesi puretaan erikseen. Arvot on laskettu integroiduille tehtaille eli tehtaille, joissa on sekä keräyspaperin käsittelyä että paperinvalmistusta. Uusiokuitua käyttävän paperitehtaan tai tällaisten tehtaiden yhteenliittymän jätevesien yhteistä puhdistusta kunnallisessa jätevedenpuhdistamossa pidetään myös parhaana käytettävissä olevana tekniikkana, jos puhdistusmenetelmä soveltuu paperitehtaan jätevesien käsittelyyn. Tällaisen yhteisen jätevedenpuhdistusjärjestelmän tehokkuus olisi laskettava ja poistettavien epäpuhtausmäärien tai päästöjen pitoisuuksien tasot määriteltävä ennen kuin tätä vaihtoehtoa pidetään parhaana käytettävissä olevana tekniikkana. Uusiokuitua käyttävien tehtaiden päästöt ilmaan liittyvät lähinnä lämmöntuotantolaitoksiin ja joskus myös sähköntuotantoon. Energian säästäminen vähentää näin myös päästöjä ilmaan. Voimalaitoksissa on tavallisesti vakiokattilat, joten niitä voidaan tarkastella samoin kuin muitakin voimalaitoksia. Energiankulutuksen ja ilmaan vapautuvien päästöjen vähentämiseksi seuraavia toimenpiteitä pidetään parhaina käytettävissä olevina tekniikoina: lämmön ja sähkön tuotantoa yhdessä, olemassa olevien kattiloiden parantamista ja laitteiston vaihtamista vähemmän energiaa kuluttaviin laitteistoihin. Parhaan käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen liittyvät päästötasot on esitetty jäljempänä apukattiloiden parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevassa osuudessa. Paras käytettävissä oleva tekniikka jätteen vähentämiseksi on minimoida kiinteän jätteen muodostuminen ja ottaa talteen, kierrättää tai käyttää uudelleen näitä materiaaleja aina kun se on käytännössä mahdollista. Jätejakeiden kerääminen erikseen ja varastointi lähteellä voivat olla edistää tämän tavoitteen saavuttamista. Jos kerättyä materiaalia ei voida käyttää uudelleen prosessissa, parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään jäännösten/jätteen ulkoista hyödyntämistä korvaamaan toista raaka-ainetta tai orgaanisten materiaalien polttoa tähän tarkoitukseen soveltuvissa kattiloissa energian talteenottamiseksi. Kiinteän jätteen määrää voidaan vähentää optimoimalla kuidun talteenotto parantamalla sulpun valmistuslaitoksia, optimoimalla sulpun valmistuksen puhdistusvaiheiden määrä, käyttämällä paineflotaatiota vesikiertojen puhdistukseen linjassa kuitujen ja täyteaineiden talteenottamiseksi ja prosessiveden puhdistamiseksi. On löydettävä tasapaino raaka-aineen puhtauden, kuituhäviöiden ja energiantarpeen sekä kustannusten välillä. Nämä vaihtelevat yleensä paperilaadun mukaan. Kaatopaikalle sijoitettavan kiinteän jätteen määrän vähentämistä pidetään xi

12 parhaana käytettävissä olevana tekniikkana. Määrää voidaan vähentää käsittelemällä rejektiä/hylkyä ja lietettä tehtaalla tehokkaasti (veden poisto) kuiva-ainepitoisuuden lisäämiseksi ja polttamalla liete ja/tai rejekti tämän jälkeen energian hyödyntämiseksi. Prosessissa syntyvä tuhka voidaan käyttää raaka-aineena rakennusaineteollisuudessa. Rejektin ja lietteen polttoon on useita vaihtoehtoisia menetelmiä. Niiden käyttökelpoisuus riippuu tehtaan koosta ja jossain määrin höyryn ja sähkön tuotantoon käytettävästä polttoaineesta. Energiataloudelliset keräyspaperia käyttävät paperitehtaat kuluttavat lämpöä ja sähköä seuraavasti: integroitu uusiokuitua käyttävä paperitehdas, jossa prosessiin ei sisälly siistausta (tuotteina esim. testlaineri, fluting): prosessilämpöä 6 6,5 GJ/t ja sähköä 0,7 0,8 MWh/t integroitu pehmopaperia valmistava tehdas, jossa on siistaamo: prosessilämpöä 7 12 GJ/t ja sähköä 1,2 1,4 MWh/t integroitu sanomalehti- tai paino- ja kirjoituspaperitehdas, jossa on siistaamo: prosessilämpöä 4 6,5 GJ/t ja sähköä 1 1,5 MWh/t Paras käytettävissä oleva tekniikka paperinvalmistukseen ja siihen liittyviin prosesseihin (luku 6) Paperinvalmistuksessa käytettävien kuitujen valmistusta käsitellään luvuissa 2 5. Luvussa 6 kuvaillaan paperin ja kartongin valmistusta erillään sellun valmistuksesta. Tämä lähestymistapa on valittu, koska paperi- ja kartonkikoneeseen liittyy samoja prosesseja kaikissa tehtaissa, on sitten kyse sellun tuotantoon integroidusta tai integroimattomasta tehtaasta. Paperinvalmistuksen käsitteleminen osana integroidun paperitehtaan toimintaa vaikeuttaisi teknistä kuvausta. Lisäksi lukumääränä mitattuna suurin osa Euroopan paperitehtaista on integroimattomia tehtaita. Tämä luku koskee myös integroituja paperitehtaita paperinvalmistuksen osalta. Paperi valmistetaan kuiduista, vedestä ja kemiallisista lisäaineista. Lisäksi koko prosessiin tarvitaan paljon energiaa. Sähköä kuluu pääasiassa erilaisten moottoreiden käyttämiseen sekä hiertämiseen massan valmistuksessa. Prosessilämpöä tarvitaan lähinnä veden, muiden nesteiden ja ilman lämmittämiseen, veden haihduttamiseen paperikoneen kuivatusosassa ja höyryn muuttamisessa sähköksi (kombivoimalaitoksissa). Vettä tarvitaan suuria määriä prosessi- ja jäähdytysvedeksi. Paperinvalmistusprosessin aikana tarvitaan lisäksi prosessin avuksi tai tuotteen ominaisuuksien parantamiseksi erilaisia lisä- ja apuaineita. Paperitehtaiden ympäristökysymyksistä tärkeimpiä ovat päästöt veteen sekä energian ja kemikaalien kulutus. Lisäksi syntyy kiinteää jätettä. Päästöjä ilmaan syntyy lähinnä energian tuotannon yhteydessä poltettaessa fossiilisia polttoaineita voimalaitoksilla. Parhaita käytettävissä olevia tekniikoita veteen vapautuvien päästöjen vähentämiseksi ovat: eri paperilaatujen valmistuksessa tarvittavan vedenkäytön minimointi lisäämällä prosessiveden kierrätystä ja parantamalla vesijärjestelmien hallintaa vesijärjestelmien sulkemisesta mahdollisesti aiheutuvien haittojen hallinta kiertoveden, (puhtaan) suodatteen ja hylyn tasapainoisen varastointijärjestelmän luominen sekä vettä säästävien rakenteiden, tekniikoiden ja koneiden käyttö, mikäli mahdollista, esim. koneita tai osia vaihdettaessa tai laitoksia kunnostettaessa häiriöpäästöjen esiintymistiheyttä ja vaikutuksia vähentävät toimenpiteet puhtaiden jäähdytys- ja tiivistysvesien kerääminen ja käyttö uudelleen tai erillinen purku päällystyksessä muodostuvien jätevesien erillinen puhdistus mahdollisesti vaarallisten aineiden korvaaminen vaarattomammilla aineilla jätevesien puhdistus käyttämällä hyväksi tasausallasta primaaripuhdistus, sekundaaripuhdistus biologisella ja/tai joissakin tapauksissa kemiallisella menetelmällä (saostus tai flokkulointi): Jos käytetään ainoastaan kemiallista xii

13 puhdistusta, COD-päästöt ovat jonkin verran suuremmat, mutta ne koostuvat pääasiassa helposti hajoavasta aineksesta. Integroimattomissa paperitehtaissa parhaan käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen liittyvät päästötasot on esitetty seuraavassa taulukossa päällystetylle ja päällystämättömälle hienopaperille sekä pehmopaperille erikseen. Eri paperilaatujen välillä ei ole kuitenkaan huomattavia eroja. Parametri Yksiköt Päällystämätön hienopaperi Päällystetty hienopaperi Pehmopaperi BOD 5 paperia 0,15 0,25 0,15 0,25 0,15 0,4 COD paperia 0,5 2 0,5 1,5 0,4 1,5 Kok. kiinto-aine paperia 0,2 0,4 0,2 0,4 0,2 0,4 AOX paperia < 0,005 < 0,005 < 0,01 Kok. P paperia 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,015 Kok. N paperia 0,05 0,2 0,05 0,2 0,05 0,25 Määrä m 3 /t paperia Päästöt ovat vuoden keskiarvoja, ja niissä ei oteta huomioon sellun valmistusta. Vaikka nämä arvot on laskettu integroimattomille tehtaille, niitä voidaan käyttää myös integroitujen tehtaiden paperinvalmistusyksikköjen päästöjen arviointiin. Jäteveden määrä perustuu oletukseen, että jäähdytysvesi ja muu puhdas vesi puretaan erikseen. Paperitehtaan tai paperitehtaiden yhteenliittymän jätevesien yhteistä puhdistusta kunnallisessa jätevedenpuhdistamossa pidetään myös parhaana käytettävissä olevana tekniikkana, jos puhdistusmenetelmä soveltuu paperitehtaan jätevesien käsittelyyn. Tällaisen yhteisen jätevedenpuhdistusjärjestelmän tehokkuus olisi laskettava ja poistettavien epäpuhtausmäärien tai päästöjen pitoisuuksien tasot määriteltävä ennen kuin tätä vaihtoehtoa pidetään parhaana käytettävissä olevana tekniikkana. Integroimattomista paperitehtaista vapautuu päästöjä ilmaan lähinnä höyrykattiloista ja voimalaitoksilta. Näissä käytetään tavallisesti vakiokattiloita, eivätkä ne eroa muista polttolaitoksista. Näin ollen voidaan olettaa, että niitä hoidetaan kuten muitakin kapasiteetiltaan samanlaisia apukattiloita (ks. jäljempänä olevaa kohtaa). Kiinteän jätteen käsittelyssä parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään syntyvän jätemäärän minimointia sekä uudelleen käytettävissä olevan materiaalin mahdollisimman tehokasta talteenottoa, uudelleenkäyttöä ja kierrättämistä. Jätteiden kerääminen erikseen lähteellä ja jäännösten/jätteiden välivarastointi voivat olla eduksi, jotta suurempi osa jätteestä saadaan käytettyä uudelleen tai kierrätettyä kuin sijoitettua kaatopaikalle. Muita käytettävissä olevia menetelmiä ovat kuitu- ja täyteainehäviöiden pienentäminen, ultrasuodatuksen käyttö päällystyksessä syntyvien jätevesien talteenotossa (voidaan käyttää vain päällystetyillä paperilaaduilla) sekä tehokas vedenpoisto jäännöksistä ja lietteestä, jolloin niiden kuivaainepitoisuudesta tulee korkea. Kaatopaikalle sijoitettavan jätemäärän vähentämistä etsimällä jätteen hyödyntämismahdollisuuksia ja käyttämällä jätettä mahdollisuuksien mukaan kierrättämällä tai polttamalla se energian talteenottamiseksi pidetään parhaana käytettävissä olevana tekniikkana. Tämän alan parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään yleensä energiataloudellisten tekniikkojen käyttöä. Energiansäästöön on useita mahdollisuuksia valmistusprosessin eri vaiheissa. Tavallisesti nämä toimenpiteet liittyvät prosessilaitteiston vaihto-, kunnostus- tai parannusinvestointeihin. On huomattava, että energiansäästötoimenpiteillä pyritään yleensä saavuttamaan myös muita etuja kuin energiasäästöjä. Investointien tärkeimpiä perusteita ovat tuotannon tehostaminen, tuotteiden laadun parantaminen ja kokonaiskustannusten pienentäminen. Energiasäästöjä voidaan saada käyttämällä energian käyttöä ja sen tehokkuutta xiii

14 tarkkailevaa järjestelmää, poistamalla vesi tehokkaammin rainasta paperikoneen puristinosassa käyttämällä leveänippipuristustekniikkaa (tai kenkäpuristintekniikkaa) sekä käyttämällä muita energiataloudellisia menetelmiä kuten esim. suursakeussulputusta, energiataloudellista hiertoa, paperiradan muodostusta kaksoisviiraa käyttämällä, optimoituja tyhjiöjärjestelmiä, nopeudeltaan säädettävissä olevia moottoreita tuulettimissa ja pumpuissa, tehokkaita ja sopivankokoisia sähkömoottoreita, höyrylauhteen talteenottoa, lisäämällä liimapuristuksen kiinteän aineksen osuutta ja käyttämällä poistoilman lämmön talteenottojärjestelmiä. Höyryn käyttöä voidaan vähentää integroimalla prosessi huolellisesti pinch-analyysin avulla. Energiataloudelliset integroimattomat paperitehtaat kuluttavat lämpöä ja sähköä seuraavasti: Integroimattomat päällystämätöntä hienopaperia valmistavat tehtaat kuluttavat prosessilämpöä 7 7,5 GJ/t ja sähköä 0,6 0,7 MWh/t. Integroimattomat päällystettyä hienopaperia valmistavat tehtaat kuluttavat prosessilämpöä 7 8 GJ/t ja sähköä 0,7 0,9 MWh/t. Integroimattomat pehmopaperia uudesta kuidusta valmistavat tehtaat kuluttavat prosessilämpöä 5,5 7,5 GJ/t ja sähköä 0,6 1,1 MWh/t. Paras käytettävissä oleva tekniikka apukattiloille Apukattiloista vapautuu ilmaan päästöjä, jotka vaihtelevat massa- tai paperitehtaan todellisen energiataseen sekä ulkoisten polttoaineiden ja mahdollisten biopolttoaineiden kuten kuoren ja puujätteen käytön mukaan. Massa- ja paperitehtaissa, jotka valmistavat massaa ensiökuidusta, on tavallisesti kuorikattilat. Integroimattomissa paperitehtaissa ja uusiokuitua käyttävissä paperitehtaissa päästöjä ilmaan vapautuu lähinnä höyrykattiloista ja/tai voimalaitoksista. Näissä käytetään tavallisesti vakiokattiloita, eivätkä ne eroa muista polttolaitoksista. Näin ollen voidaan olettaa, että niitä hoidetaan kuten muitakin kapasiteetiltaan samanlaisia apukattiloita. Tämän vuoksi tässä käsitellään apukattiloiden yleisesti hyväksyttyä parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa vain lyhyesti. Mahdollisia menetelmiä ovat: lämmön ja sähkön yhteistuotanto, jos lämpö/sähkö-suhde sen sallii uudistuvien luonnonvarojen kuten puun ja puujätteen käyttö polttoaineena, jos näitä syntyy, fossiilisista polttoaineista syntyvien CO 2 -päästöjen vähentämiseksi apukattiloista vapautuvien NO x päästöjen hallinta säätämällä poltto-olosuhteita ja käyttämällä polttimia, joissa näiden kaasujen syntymistä voidaan estää SO 2 -päästöjen vähentäminen käyttämällä kuorta, kaasua ja vähän rikkiä sisältäviä polttoaineita tai hallitsemalla S-päästöjä tehokkaiden sähkösuotimien (tai pussisuodattimien) käyttö kiinteitä polttoaineita polttavissa apukattiloissa pölyn poistamiseksi. Massa- ja paperiteollisuudessa käytettävien erilaisia polttoaineita polttavien apukattiloiden parhaan käytettävissä olevan tekniikan käyttöön liittyvät päästöt on esitetty jäljempänä olevassa taulukossa. Päästöt ovat vuoden keskiarvoja normaaliolosuhteissa. Tuotteen ominaispäästöt ilmaan ovat kuitenkin hyvin riippuvaisia paikallisista olosuhteista (esim. polttoaineen tyyppi, laitoksen koko ja tyyppi, integroitu vai integroimaton tehdas, sähkön tuotanto). Päästö Hiili Raskas polttoöljy Kaasuöljy Kaasu mg S/MJ <5 < 15 polttoainetta (50 100) 5 (50 100) 5 mg NO x /MJ polttoainetta mg pölyä/ Nm % O 2 3 % O 2 3% O 2 3% O 2 6% O 2 Biopolttoaine (esim. kuori) (50 80 SNCR) 3 (50 80 SNCR) 3 (40 70 SNCR) 3 xiv

15 Selite: 1) Rikkipäästöt öljyä tai hiiltä käyttävistä kattiloista vaihtelevat vähän rikkiä sisältävän öljyn tai hiilen saatavuuden mukaan. Rikkipäästöjä voidaan vähentää jossain määrin kalsiumkarbonaatti-injektiolla. 2) Käytettäessä ainoastaan polttoa. 3) Sekundaarisia menetelmiä (esim. SNCR-laitteistoa) käytettäessä, tavallisesti vain suurissa laitoksissa. 4) Tehokkaita sähkösuotimia käytettäessä. 5) Pesuria käytettäessä, eli ainoastaan suurissa laitoksissa. On huomattava, että massa- ja paperiteollisuudessa käytettävät apukattilat vaihtelevat kooltaan huomattavasti ( MW). Pienillä kattiloilla voidaan käyttää kohtuullisin kustannuksin vain vähän rikkiä sisältäviä polttoaineita ja polttoa käyttäviä menetelmiä, kun taas isommilla kattiloilla voidaan käyttää erilaisia säätelytoimenpiteitä. Tämä ero käy ilmi edellä olevasta taulukosta. Suurempi arvo liittyy pienten laitosten parhaaseen käytettävissä olevaan tekniikkaan, ja se saavutetaan huolehtimalla polttoaineen laadusta ja sisäisistä toimenpiteistä, alemmat arvot (sulkeissa) saavutetaan lisätoimenpiteillä kuten käyttämällä SNCR-menetelmää. Nämä kuuluvat isompien laitosten parhaaseen käytettävissä olevaan tekniikkaan. Kemikaalien ja lisäaineiden käyttö Massa- ja paperiteollisuudessa käytetään monia erilaisia kemikaaleja, jotka vaihtelevat tuotettavan paperilaadun, prosessin laadun ja kulun sekä tuotteelta vaadittavien ominaisuuksien mukaan. Toisaalta tarvitaan prosessikemikaaleja sellun valmistukseen, toisaalta kemiallisia lisäja apuaineita käytetään paperin tuotannossa. Lisäaineiden avulla paperiin saadaan erilaisia ominaisuuksia, ja kemialliset apuaineet tehostavat valmistusprosessia ja ehkäisevät tuotantokatkoksia. Kemikaalien käytössä parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidetään kaikki käytettävät kemikaalit ja lisäaineet sisältävän tietokannan käyttöä sekä korvausperiaatteen noudattamista. Tämä tarkoittaa, että käytetään aina vaarattomampia tuotteita, jos se on mahdollista. Kemikaalien käsittelyyn ja varastointiin liittyviä häiriöpäästöjä maaperään ja veteen ehkäistään sopivien toimenpiteiden avulla. Osapuolten yksimielisyys Suurin osa teknisen työryhmän jäsenistä ja tietojenvaihtofoorumin seitsemännen kokouksen osanottajista tukee tässä asiakirjassa esiteltyjä päätelmiä. Euroopan paperiteollisuuden liitto (CEPI) sekä jotkin jäsenvaltiot eivät antaneet täyttä tukeaan lopulliselle luonnokselle ja vastustivat joitakin tässä asiakirjassa mainittuja päätelmiä. Jäljempänä mainitaan joitakin tärkeimmistä vastustuskohteista, joita tarkastellaan lähemmin luvussa 7. CEPI ja yksi jäsenvaltio omaksuivat kannan, että uusien ja toimivien sekä suurien ja pienten tehtaiden välisiä taloudellisia eroja ei ole otettu riittävästi huomioon ja että tähän referenssiasiakirjaan olisi pitänyt kirjata selvät erot näiden välille. Lisäksi CEPI ja kolme jäsenvaltiota uskovat, että tyypillinen tehdas ei kykene samanaikaisesti saavuttamaan kaikkia tässä esitettyjä päästö- ja kulutustasoja, jotka liittyvät parhaana käytettävissä olevana tekniikkana pidettävän sopivan tekniikoiden yhdistelmän käyttöön. Niiden mielestä riittävän yhtenäistä arviointia kaikista parametreistä ei ole suoritettu. Tämän näkemyksen vastaisesti on kuitenkin voitu osoittaa tehtaita, jotka saavuttavat edellä esitetyt päästötasot samanaikaisesti, ja suurin osa teknisen työryhmän jäsenistä ei ollut edellä esitetyn näkemyksen kannalla. Näiden yleisten asioiden lisäksi on muutamia yksittäisiä asioita, joita koskevat päätelmät eivät saaneet yksimielistä tukea teknisessä työryhmässä. CEPIn ja kahden jäsenvaltion mielestä kokonaiskiintoaineen määrän valkaistun sulfaattisellun valmistuksessa tulisi olla enintään 2,0 eikä 1,5 parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa sovellettaessa. CEPIn ja yhden jäsenvaltion mielestä jotkin eri paperilaatujen valmistuksen parhaan käytettävissä olevan tekniikan soveltamiseen liittyvät päästö- ja kulutustasot ovat liian tiukkoja. Toisaalta joidenkin teknisen työryhmän jäsenten mielestä tietyt parhaan käytettävissä olevan tekniikan mukaiset päästötasot ovat aivan liian suuria, kun otetaan huomioon eräiden massa- ja paperitehtaiden viimeisimmät saavutukset. xv

16 Euroopan ympäristöjärjestöjen yhteistyöelimen, EEB:n, mielestä sulfaattisellutehtaiden ECFvalkaisu ei täytä parhaan käytettävissä olevan tekniikan vaatimuksia ennalta varautumisen ja ennalta ehkäisyn periaatteiden osalta. EEB:n mielestä jätevesien tertiaariseen puhdistukseen pitäisi sisällyttää myös otsoni-, peroksidi- tai UV-säteilykäsittely, jota seuraisi biosuodatus. xvi