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Le Partenariat Public – Privé GTZ – Holcim Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Directives Ciment

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Le Partenariat Public – Privé GTZ – Holcim

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentB

Ces directives s’adressent aux divers groupes d’intérêt et décideurs des secteurs public et privé actifs dans les domaines de la gestion des déchets et de la production cimentière. Ce document donne un aperçu général des conditions dans lesquelles on peut avoir recours au co-processing tout en énonçant un certain nombre de principes de base. Les directives formulent des recom-mandations et donnent les expériences spécifiques à certains pays, mais ne doivent pas être utilisées comme un schéma directeur. Chaque personne, pays ou organisme qui s’engage dans le co-processing de déchets doit développer ses propres normes en harmonie avec le cadre légal existant et en s’appuyant sur les conventions internationales et les conditions nationales et loca-les. Ces directives n’engagent pas légalement, ni ne constituent une obligation, représentation ou garantie de la part de l’auteur ou distributeur du document, ni d’ailleurs un conseil technique, com-mercial, légal ou autre.

Même si toutes précautions possibles ont été prises et un grand soin a été appliqué lors de la réunion des informations contenues dans les présentes directives, personne au sein de Holcim Group Support Ltd et Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH (GTZ) et/ou aucun/e des filiales, directeurs, collaborateurs, consultants, cocontractants, cadres ou employés respectifs n’accepte une responsabilité quelle qu’elle soit pour d’éventuelles erreurs ou omissions dans ces directives ou en relation avec celles-ci. Par ailleurs, les informations n’impliquent aucune opinion ou approbation de la part de ces personnes physiques ou morales.

En tout état de cause, la relation entre les entités légales, individus ou autres personnes mention-nées dans ces directives (ils s’agit toujours de personnes) doit être considérée comme une rela-tion entre personnes indépendantes et rien dans ces directives ne peut être interprété de façon à associer ou relier ces personnes entre elles, constituer un groupe, faire d’une personne l’agent d’une autre ou d’un groupe ou le membre d’un groupe, créer un partenariat, une filiale, agence ou joint venture entre ces personnes.

Copyright © 2006 Holcim Group Support Ltd et Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbHTous droits reserves.

Note Importante

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C Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

L’un des objectifs majeurs de ces Directives est de contribuer à améliorer de manière générale la gestion des déchets en mettant à disposition une information objective sur le co-processing des déchets dans l’industrie cimentière. De nombreux échanges et des sessions de travail particuliè-rement denses ont été nécessaires pour atteindre cet objectif ambitieux.

Ce projet de Directives a été préparé conjointement par des experts de Holcim et de GTZ, avec le soutien d’experts extérieurs de l’industrie cimentière ainsi que d’organisations travaillant dans le domaine de la coopération internationale. L’élaboration du document a été coordonnée par l’Institut d’Ingénierie Environnementale de l’Université des Sciences Appliquées de Bâle, Suisse.

L’équipe de management en charge de ce partenariat public - privé souhaite exprimer ses sincè-res remerciements aux experts de Holcim et de la GTZ ainsi qu’à tous ceux qui ont participé à ce travail, en investissant leur temps et en partageant leurs informations et leur savoir.

Participants au lancement du partenariat, Bonn, Allemagne en Septembre 2003

Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH (GTZ) D. Ziegler, W. Schimpf P.O. Box 5180 65726 EschbornAllemagneTél. +49 6196 79 0Fax +49 6196 79 11 [email protected]

Holcim Group Support LtdB. Dubach, J-P. DegréHagenholzstr. 858050 ZürichSuisse Tél. +41 58 858 82 30Fax +41 58 858 82 [email protected]

Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW D. MutzGründenstrasse 404132 MuttenzSuisse Tél. +41 61 467 42 42Fax +41 467 44 [email protected]

Sur ces Directives

Pour toute information supplémentaire contactez : www.coprocem.com

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentD

Ces Directives sont le résultat d‘un partenariat entre les secteurs public et privé notamment la Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH (GTZ) (coopération technique allemande) et le groupe cimentier Holcim Group Support Ltd (Holcim) afin de promouvoir le co-processing des déchets dans les fours à ciment, c‘est-à-dire l‘utilisation de déchets en même temps que d‘autres matériaux pour produire du ciment. Holcim ( Y www.holcim.com ) est l’un des principaux fournis-seurs de ciment, de béton et d’agrégats à l’échelle mon-diale. La GTZ ( Y www.gtz.de ) est une agence étatique pour la coopération internationale et le développement durable active dans le monde entier. Les conclusions et les recommandations de ces Directives sont basées sur l’expérience acquise dans des pays industrialisés et des pays en voie de développement, ainsi que par les sec-teurs public et privé.

Les Directives sont également basées sur d‘autres initiatives entreprises par des organisations bilatérales ou multilatérales concernant l‘amélioration de la ges-tion des déchets à l‘échelon national et local, ainsi que sur les efforts mis en œuvre par l‘industrie cimentière pour réduire les impacts sur l‘environnement résultant de la production de ciment.

Une attention toute particulière a été accordée au travail entrepris dans le cadre de l‘Initiative Durable du Ciment (CSI) du Conseil Mondial des Affaires pour le Développement Durable (WBCSD) qui examine les op-tions pour l‘amélioration des performances environne-mentales et la responsabilité sociale des entreprises.

L‘utilisation du co-processing dans la production du ciment contribuera à réaliser les objectifs fixés à l‘Agenda 21 du “Sommet de la Terre” à Rio de Janeiro (1992), la Déclaration de Johannesburg sur le Dévelop-pement Durable (2002) et les Objectifs du Millénaire pour le Développement.

Les Directives ont été préparées en prenant en considération toutes les conventions internationales en la matière telles que les Conventions de Bâle et de Stockholm et la Convention Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique (Protocole de Kyoto).

Eviter la génération de déchets et en réduire la quantité est la meilleure manière de traiter les problè-mes actuels des déchets partout dans le monde. La priorité doit être accordée, là où cela est possible, aux concepts de Production Propre (CP), de recyclage et de réutilisation. Le co-processing des déchets n‘est pas en contradiction avec la hiérarchie des déchets

[ Y voir Figure 1, page 9 ], car il peut être considéré comme une technologie permettant la récupération d‘énergie et de matières premières.

Ces Directives ont en général une approche visant à réduire les problèmes des déchets existants dans les pays en développement, en encourageant simultané-ment l‘utilisation de déchets comme source alternative d‘énergie primaire et de matières premières brutes dans les fours à ciment.

Un partenariat fiable entre les secteurs public et privé est la clé du succès pour développer au maximum l‘avantage du co-processing des déchets dans les fours à ciment. Des technologies innovantes et le savoir-faire technique sont disponibles et seront développés da-vantage par le secteur privé, alors que le secteur public doit veiller à ce que les normes environnementales soient respectées et que les règlements en matière de santé et de sécurité soient appliqués et respectés.

Il est communément admis que le co-processing de déchets dans les fours à ciment implique :Y Le respect et l’application de toutes les lois et règle-

ments (parfois la législation relative au traitement des déchets n’existe pas encore ou alors est en cours d’amendement pour se conformer aux derniers déve-loppements techniques)

Y Un personnel technique et des responsables gouver-nementaux chargés de la réglementation et du contrôle ayant une bonne connaissance et de l‘expé-rience dans le domaine de l‘incinération des déchets, y compris des déchets toxiques/dangereux

Y Une mise en œuvre appropriée du cadre juridique pour toutes les activités de gestion des déchets com-binée à un contrôle effectué par les autorités et une application stricte des règles

Y L‘élaboration de programmes locaux de sensibilisa-tion et de plans locaux d’urgence en plus des pro-grammes nationaux

Y Des programmes de santé et de sécurité pour le per-sonnel qui risque d’entrer en contact avec des dé-chets dangereux

Y Une approche de “responsabilité collective” et équi-valente des secteurs privé et public

Y Une transparence de la communication et de l‘infor-mation.

Un comportement éthique, une bonne gouver-nance et une responsabilité sociale sont donc les condi-tions préalables à une mise en œuvre efficace des Di-rectives.

Préambule

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E Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

1.0 Résumé ......................................................................................................................................................1

2.0 Introduction .............................................................................................................................................. 3

3.0 Objectif, groupes cibles et limites des Directives .................................................................................... 5

4.0 Définitions générales et principes du co-processing ............................................................................. 7

5.0 Principales caractéristiques du co-processing dans l‘industrie du ciment .......................................... 11 5.1 Production du ciment .......................................................................................................................................11 5.2 Le co-processing dans l‘industrie du ciment ................................................................................................ 13 5.2.1 Le procédé et son application ............................................................................................................................................ 13 5.2.2 Co-processing et gestion des déchets ...........................................................................................................................14 5.2.3 Prétraitement : Des déchets aux AFR .............................................................................................................................16 5.2.4 Financements de la gestion des déchets et le principe pollueur-payeur .........................................................16 5.3 Conditions de mise en œuvre du co-processing .......................................................................................... 17 5.3.1 Défis institutionnels du co-processing .......................................................................................................................... 17 5.3.2 Domaines de développement des capacités ............................................................................................................... 17 5.3.3 Mise en œuvre du développement des capacités .....................................................................................................18 5.3.4 Mise en œuvre des directives .............................................................................................................................................19

6.0 Conditions pour le co-processing dans les fours à ciment ....................................................................21 6.1 Aspects juridiques ............................................................................................................................................ 21 6.1.1 Principes .....................................................................................................................................................................................21 6.1.2 Cadre juridique .........................................................................................................................................................................21 6.1.3 Cadre institutionnel .............................................................................................................................................................. 22 6.1.4 Contrôle des émissions et sélection des déchets : des normes applicables sont nécessaires ............... 22 6.1.5 Processus d‘octroi de permis pour le co-processing ................................................................................................ 24 6.1.6 Etablissement de la référence de base – Test de combustion ..............................................................................26 6.2 Aspects environnementaux de la production de ciment et du prétraitement des AFR .......................27 6.2.1 Principes .................................................................................................................................................................................... 27 6.2.2 Emissions significatives ....................................................................................................................................................... 27 6.2.3 Génération des émissions et techniques de réduction ..........................................................................................29 6.2.4 Contrôle et surveillance des émissions .........................................................................................................................30 6.2.5 Impact environnemental des polluants dans les produits ..................................................................................... 31 6.2.6 Lixiviation des polluants incorporés à partir du béton ............................................................................................ 31 6.2.7 Commentaires particuliers concernant les dioxines et les furannes ............................................................... 32 6.2.8 Gestion des poussières du four et des by-pass .......................................................................................................... 33 6.3 Questions opérationnelles ............................................................................................................................ 34 6.3.1 Principes spécifiques ............................................................................................................................................................ 34 6.3.2 Approvisionnement en déchets et en AFR .................................................................................................................. 35 6.3.3 Transport, manipulation et stockage des matériaux ............................................................................................... 35 6.3.4 Aspects opérationnels .........................................................................................................................................................36 6.3.5 Système de contrôle de la qualité.....................................................................................................................................37 6.3.6 Contrôle et audit ..................................................................................................................................................................... 38

Table des Matières

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentF

6.4 Santé et sécurité au travail (OH&S) ............................................................................................................. 39 6.4.1 Principes ....................................................................................................................................................................................39 6.4.2 Piliers d‘un système de santé et de sécurité au travail (OH&S) ........................................................................ 40 6.4.3 Organisation pour la sécurité ............................................................................................................................................ 42 6.4.4 Plan d‘action en cas de déversement accidentel ...................................................................................................... 43 6.4.5 Plans d‘urgence ...................................................................................................................................................................... 43 6.5 Questions de communication et de responsabilité sociale ...................................................................... 43 6.5.1 Principes et conditions requises ...................................................................................................................................... 43 6.5.2 Importance de la communication ...................................................................................................................................44 6.5.3 Approche systématique de la communication ..........................................................................................................44

Table des Matières

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G Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Liste des études de cas .................................................................................................................................................i-ixx Cas n°1 Sélection des points d’introduction adéquats – L’exemple de Lägerdorf, Holcim Allemagne .....................iCas n°2 Un concept intégré de gestion des déchets – L’exemple de Cartago, Costa Rica .......................................... iii Cas n°3 Prétraitement des déchets – L’exemple d’Energis, Groupe Holcim, Albox, Espagne.......................................v Cas n°4 Divers aspects de la procédure d’autorisation – L’exemple de la Rhénanie Westphalie

du Nord, Allemagne ............................................................................................................................................................... viiCas n°5 Contrôle des émissions et reporting – Les expériences de Holcim ..................................................................... ix Cas n°6 Prétraitement des déchets – L’exemple d’Ecoltec, Mexique ................................................................................... xi Cas n°7 Test d’incinération avec contrôle des PCDD/PCDF –L’exemple des Philippines............................................xiii Cas n°8 Laboratoire de contrôle de la qualité pour les AFR – L’exemple de Resotec, Brésil ....................................... xv Cas n°9 Récupération des déchets de l’Erika – L’exemple du soutien de Holcim

au nettoiement de la marée noire causée par le pétrolier Erika, France .......................................................xviiCas n°10 Panels consultatifs communautaires – L’exemple d’Energis, Albox, Espagne ...............................................xix

Liste des annexes ...................................................................................................................................................... A1-A53Annexe 1 Bibliographie, littérature et liens Internet ....................................................................................................................A2Annexe 2 Déchets utilisés comme AFR en Europe et au Japon ...............................................................................................A5Annexe 3 Développement de l‘utilisation de combustibles alternatifs dans

l‘industrie cimentière en Allemagne ..............................................................................................................................A7Annexe 4 Sources de contacts et d‘information ........................................................................................................................... A8Annexe 5 Liste de matériaux adaptés au co-processing ......................................................................................................... A10 Annexe 6 Exemple d‘une charte “Acceptation – Refus” de déchet .......................................................................................A18Annexe 7 Valeurs limites des déchets et des AFR .......................................................................................................................A19Annexe 8 Justification de l’exclusion de certaines matières du co-processing .............................................................. A22Annexe 9 Modèle de permis ................................................................................................................................................................ A25Annexe 10 Formulaire de demande de permis ..............................................................................................................................A30Annexe 11 Processus d‘octroi de permis .......................................................................................................................................... A34Annexe 12 Information sur les tests d’incinération ......................................................................................................................A35Annexe 13 EPER – le Registre Européen des Emissions Polluantes pour l‘industrie du ciment ..................................A37Annexe 14 Gammes des émissions et techniques de réduction ............................................................................................ A38Annexe 15 Valeurs limites des émissions totales pour des fours à ciment pratiquant

le co-processing de déchets .............................................................................................................................................A41Annexe 16 Résumé du rapport WBCSD/UNEP sur les POP ....................................................................................................... A42Annexe 17 Modèle d‘un dossier d’acceptation d’un déchet .................................................................................................... A45Annexe 18 Modèle de schéma de contrôle qualité .....................................................................................................................A49Annexe 19 Analyse de situation – comment faire ? .....................................................................................................................A50

Abbréviations chimiques et générales & glossaire ...................................................................................................... A51

Glossaire……………… ......................................................................................................................................................... A53

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1 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Depuis le début des années 1970, différents types de déchets ont été traités avec succès par co-processing comme combustibles et matières premières alternatifs (AFR) dans des fours à ci-ment en Europe, au Japon, aux Etats-Unis, au Canada et en Australie.

Les présentes Directives proposent de recueillir les leçons tirées de cette expérience et de les offrir particu-lièrement aux pays en voie de développement ayant besoin d’améliorer leurs appro-ches dans la gestion des déchets. Certains de ces pays auront besoin d’assis-tance pour le dé-veloppement des capacités avant de lancer des programmes AFR.

Les Directives s’adressent à l’ensemble de l’indus-trie cimentière et à tous ses intervenants ; elles sont le résultat d’un partenariat entre le secteur public et le secteur privé, notamment la GTZ (Coopération techni-que allemande) et le groupe cimentier Holcim Ltd. Les conclusions et recom-mandations présentées sont is-sues des expériences acquises dans les pays industriali-sés, les pays en voie de développement ainsi que celles des secteurs public et privé. Ces conclusions sont égale-ment basées sur d’autres initiatives entreprises par des organisations bilatérales ou multilatérales concernant l’amélioration de la gestion des déchets à l’échelon na-tional et local, ainsi que sur les efforts mis en œuvre par l’industrie cimentière pour réduire les impacts sur l’en-vironnement résultant de la production de ciment. Elles reflètent les lois et les conventions internationales.

L’utilisation des AFR peut diminuer les impacts environnementaux liés aux déchets, détruire en toute sécurité des déchets dangereux, réduire les émissions de gaz à effets de serre, faire baisser le coût de gestion des déchets et réaliser des économies dans l’industrie du ciment. Cette utilisation contribuera à réaliser les objectifs fixés à l’Agenda 21 du “Sommet de la Terre” à Rio de Janeiro (1992), la Déclaration de Johannesburg sur le Développement Durable (2002) et les Objectifs du Millénaire pour le Développement.

Il y a toutefois quelques règles et principes de base qui doivent être respectés.

L’utilisation des AFR doit respecter la hiérarchie de traitement des déchets, être intégrée dans des pro-grammes de gestion de déchets et ne pas gêner les ef-forts visant à leur réduction. L’application d’un certain nombre de règles de base doit permettre d’éviter les impacts négatifs de l’utilisation des AFR sur les émis-sions des fours de cimenterie. Le co-processing ne doit

pas nuire à la qualité du ciment produit. Les pays qui envisagent le co-processing ont besoin d’un cadre légis-latif et réglementaire approprié. Des lois nationales doivent définir les principes de base régissant le co-pro-cessing ainsi que ses conditions requises et ses normes. Les régulateurs et les opérateurs doivent effectuer des tests de référence de base avec des combustibles et des matériaux conventionnels afin de pouvoir les comparer aux résultats obtenus par la suite avec des AFR. Cer-tains déchets ne doivent jamais être traités par co-pro-cessing : cela va des déchets municipaux non triés et certains déchets provenant des hôpitaux aux explosifs et autres déchets radioactifs. D’autres déchets doivent être préparés préalablement à leur utilisation et les approches AFR doivent tenir compte de la nécessité de réglementer et gérer de manière effective les plates-formes de prétraitement nécessaires à cet effet.

Suivre certaines règles de base garantit que l’utili-sation des AFR ne modifie pas les émissions à la chemi-née d’un four à ciment. Ces règles incluent l’introduc-tion des combustibles alternatifs dans les zones les plus appropriées du four, l’introduction de matières à forte teneur en composés volatils dans la zone de haute température seulement et éviter de prendre en charge des matières contenant des polluants que le four ne peut pas retenir, comme par exemple le mercure. Les émissions doivent être surveillées ; pour certaines la surveillance doit être effectuée une fois par an seule-ment, pour d’autres de manière continue. Des évalua-tions des impacts environnementaux (EIE) doivent être faites pour s’assurer de la conformité avec les normes environnementales ; l’évaluation des risques peut iden-tifier les faiblesses du système et les analyses du flux de matières et d’énergie contribuent à une utilisation optimale des ressources.

Les exploitants cimentiers doivent s’assurer de la traçabilité des AFR avant de les accepter pour co-pro-cessing et tous les AFR doivent être analysés au préala-ble. Le transport des déchets et des AFR doit être conforme aux réglementations. Les usines doivent avoir développé, mis en œuvre et communiqué à leurs em-ployés, des plans d’urgence en cas de déversement acci-dentel ou d’incident. Lors des phases de démarrage et d’arrêt des installations, et pour les conditions intermé-diaires, des procédures indiquant comment traiter les déchets doivent être documentées et rendues accessi-bles aux opérateurs. Les usines doivent avoir des systè-

1.0 Résumé

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment2

mes de contrôle de la qualité bien programmés et fonctionnels ainsi que des protocoles de surveillance et d’audit.

Les risques peuvent être minimisés en localisant les usines de manière adéquate, en termes d’emplace-ment environnemental, de proximité à la population et aux agglomérations et d’impact de la logistique et du transport. Les usines doivent être conçues avec une bonne infrastructure en termes de solutions techni-ques pour les émanations gazeuses, les odeurs, la pous-sière, les infiltrations dans le sol ou dans les eaux de surface, ainsi que la protection contre les incendies. Tous les aspects liés à l’utilisation des AFR doivent être bien documentés, car la documentation et l’informa-tion sont la base de l’ouverture et de la transparence, dans le domaine de la santé et de la sécurité, que ce soit dans l’usine ou en dehors.

L’encadrement et les employés doivent être formés en ce qui concerne la manutention et le traitement des AFR. La formation des nouveaux ouvriers et des sous-traitants quant aux opérations dangereuses doit être achevée avant le démarrage des activités de co-proces-sing. Le renouvellement périodique de la certification doit être prévu pour les ouvriers et les sous-traitants. Une formation d’intégration doit être prévue pour tous les visiteurs et les tiers. La compréhension des risques et de la manière de les réduire est un élément clé de la formation. Former les autorités constitue la base de l’instauration de la crédibilité.

Le démarrage d’un programme AFR nécessite une communication ouverte avec toutes les parties prenan-tes. Il faut fournir toute l’information nécessaire pour permettre aux parties concernées de comprendre l’ob-

jectif du co-processing, le contexte, la fonction des parties impliquées et les processus de décisions. Recon-naître des erreurs fait partie de la transparence, et conduit à mettre en place des mesures correctives. Il convient d’être crédible et consistant, et de cultiver un esprit de dialogue ouvert et respectueux à l’égard des cultures différentes.

Dans le cadre de ces Directives on a mis la barre très haute en termes d’exigences environnementales, sociales, de santé et de sécurité, les objectifs restent néanmoins réalistes et atteignables. Des buts ambi-tieux sont nécessaires pour atteindre les objectifs fixés (p.ex. les objectifs du millénaire pour le développe-ment). Néanmoins on ne peut pas s’attendre à ce que le secteur public d’un pays donné, voir chaque producteur de ciment ou entreprise de gestion des déchets dans le monde, puisse implémenter rapidement les nouvelles normes proposées. Pour atteindre cet objectif, un pro-gramme d’action par étapes spécifiques au pays en question doit être développé et celui-ci devra de préfé-rence faire l’objet d’un consensus entre les secteurs public et privé.

L’augmentation des populations du monde en voie de développement va de pair avec une intensification des problèmes de gestion des déchets et un besoin croissant de ciment et de béton pour la construction de logements et pour l’infrastructure du développement. L’utilisation de déchets comme combustibles et matiè-res alternatives dans des fours à ciment peut, si elle est correctement menée, aider à gérer la problématique des déchets tout en contribuant au développement durable de notre monde en général.

1.0 Résumé

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3 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

L‘utilisation rationnelle des combustibles fossiles non-renouvelables, les gaz à effet de serre et le réchauffe-ment planétaire, les résidus toxiques et la contamina-tion des ressources en eau et des sols sont au premier plan des préoccupations écologiques et des débats pu-blics. Les préoccupations de l‘économie des affaires quant à elles ont trait à la compétitivité des prix, à la concurrence mondiale et à la rentabilité. Le défi auquel la société d‘aujourd‘hui fait face est de trouver un équi-libre entre la pro tection de l‘environnement et les inté-rêts économiques.

L‘industrie du ciment consomme une importante quantité d‘énergie et de ressources naturelles. Elle contri-bue également au développement et à la modernisation des villes et des infrastructures à l‘échelle planétaire. L‘industrie cimentière, en propre ou au travers de ses associations professionnelles, ne cesse d‘œuvrer pour une amélioration de la performance environnementale, tout en optimisant l‘utilisation des ressources naturelles en en réduisant sa consommation globale d‘énergie.

La consommation de ciment est en hausse, particu-lièrement dans les pays en voie de développement et dans les pays en transition. La production mondiale de ciment en 2003 était de 1,94 milliards de tonnes (tonnes métriques) contre 1,69 milliards de tonnes en 2001, mar-quant ainsi une croissance régulière estimée à 3,6%, im-putable à la forte demande des pays en développement et des pays en transition. L’Europe représente 14,4% de la consommation totale, les Etats-Unis d‘Amérique 4,7%, le reste de l‘Amérique de 6,6%, l‘Asie 67,5% (la Chine à elle seule représentant 41,9% ), l‘Afrique 4,1% et le reste du Monde 2,7%. La consommation de ciment en 2004 était évaluée à 260kg par habitant. (Source : Cembureau1)

Les meilleures technologies disponibles (BAT – best available technologies) doivent être utilisées2 autant que possible, ce qui permet d‘importantes réductions de la consommation d‘énergie. Au cours des 20 dernières an-nées, l’industrie cimentière européenne a réduit sa consommation d‘énergie d’environ 30% soit une écono-mie d‘environ 11 millions de tonnes de charbon par an.

De plus, la substitution de combustibles fossiles et de matières premières brutes par des déchets (AFR – Combustibles et Matières Premières Alternatifs), en fours

de cimenteries réduit davantage les émissions globales de CO2 que dans le cas où ces déchets sont traités par incinération ou élimination sans récupération d‘énergie.

L‘industrie du ciment présente une image hétéro-gène. Des groupes internationaux, dont les parts de mar-ché augmentent, exportent généralement leurs stan-dards internes partout dans le monde et c’est ainsi que lorsque de nouvelles usines sont construites, les meilleu-res techniques disponibles sont mises en oeuvre. D‘un point de vue technique tous les types de fours à ciment conviennent pour le co-processing. Toutefois, des techno-logies plus anciennes, polluantes et moins intégrées, sont graduellement abandonnées en raison de normes plus strictes et/ou de meilleures pratiques volontairement adoptées. Des cimenteries plus anciennes peuvent ne pas atteindre les prescriptions des BAT ou des normes relatives à l‘éthique des affaires, aux droits du travail, à la santé, à la sécurité et à l‘environnement. La situation va-rie d’un pays à l’autre, en raison de la structure du marché du ciment et de l‘état des réglementations.

La gestion inappropriée des déchets constitue un défi dans les pays en voie de développement et dans les pays en transition. Dans la plupart de ces pays, les dé-chets sont déversés dans les égouts, enfouis ou brûlés sur les sites de production, mis en décharge de manière illégale dans des sites non appropriés ou transportés vers des décharges qui ne répondent pas aux normes exigées pour l’élimination définitive des déchets dans le respect de l’environnement. De telles pratiques en-gendrent des contaminations du sol, des ressources en eau et de l’air, entraînant une détérioration durable des conditions de vie et de l’état sanitaire des populations riveraines. Des substances toxiques et des composés peu dégradables s’échappent dans l’environnement ; ils se propagent dans l’air sur des distances importantes et peuvent entrer dans la chaîne alimen-taire et ainsi affecter la santé humaine et animale.

Plusieurs facteurs peuvent causer ces problèmes :Y Très peu de pays en voie de développement ont une

stratégie de gestion intégrée des déchets et possè-dent une infrastructure technique appropriée pour l‘élimination des déchets de manière contrôlée et sans risque pour l‘environnement

1 Cembureau, est l‘organisation professionnelle de l‘industrie du ciment en Europe ; elle compte 25 membres et est basée à Bruxelles 2 Des informations utiles concernant les BAT peuvent être trouvées dans les deux documents ci-après :

- Cembureau, 1999. Meilleures techniques disponibles pour l‘industrie du ciment - Contrôle et prévention intégrés de la pollution (IPPC) 2001. Document de référence sur les meilleures techniques disponibles dans

l‘industrie de fabrication de ciment et de chaux

2.0 Introduction

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Pays Pourcentage d‘énergie thermique substituée par des AFR

Année

France 32% 2003Allemagne 42% 2004Norvège 45% 2003Suisse 47% 2002

USA 25% 2003

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment4

Y Alors même que des lois portant sur le traitement contrôlé des déchets existent souvent, ces lois ne sont pas souvent correctement appliquées

Y L‘élimination non contrôlée est généralement la ma-nière la moins coûteuse pour traiter les déchets. Par ailleurs, la volonté du générateur des déchets à enga-ger des dépenses importantes pour une élimination adaptée, est très limitée

Y Les décideurs politiques n‘accordent que rarement l‘attention requise à la question de la gestion des déchets et ne connaissent peut-être pas suffisam-ment l‘impact sur la santé humaine et le coût élevé pour remédier aux dégâts provoqués par le traite-ment non contrôlé des déchets.

Un consensus existe sur l‘urgence à améliorer la gestion des déchets et plusieurs solutions sont en cours de discussion : Eviter de générer des déchets, produire plus propre, responsabiliser les producteurs, gestion des chaînes d‘approvisionnement et utilisation soute-nable des ressources naturelles sont seulmenet quel-ques unes des stratégies mises en oeuvre. Malgré le progrès réalisé au niveau technique et une prise de conscience accrue au niveau social et politique, le pro-blème des quantités croissantes de déchets persiste. Le “Zéro déchet” est une vision digne d‘être explorée, mais nous sommes très loin de sa réalisation.

Pour l‘élimination définitive des déchets, l‘installa-tion d‘unités d‘incinération modernes ou de centres d’enfouissement sûrs sont des options courantes dans

les pays de l‘OCDE, mais cela nécessite non seulement des investissements très importants, mais également des frais d‘exploitation élevés et un personnel qualifié. Un four à ciment performant peut constituer une op-tion de traitement/valorisation sans risques pour l‘en-vironnement pour une palette importante de déchets.

L‘utilisation de différents types de déchets comme combustibles et matières premières alternatifs (AFR) dans des fours à ciment ou dans des installations simi-laires a été mise en œuvre avec succès depuis le début des années 1980 en Europe [ Y voir Annexe 2 : utilisation de combustibles alternatifs dans l‘industrie européenne et japonaise du ciment ], au Japon, aux USA, au Canada et en Australie. Y Le tableau 1 donne un aperçu de la substitution énergétique obtenue par utilisation d’ AFR dans certains pays.

Les pays industrialisés ont plus de 20 années d‘ex-périence positive dans le co-processing des déchets [ Y voir Annexe 3 : Développement des AFR en Allemagne ]. Les questions qui se posent sont pourquoi les déchets ne sont pas encore utilisés couramment comme AFR dans les cimenteries des pays en voie de développement et pourquoi le co-processing a-t-il été si peu promu comme une forme écologiquement bénéfique de valorisation énergétique et de matière. Les principales causes sont une connaissance limitée du potentiel des AFR et des exigences législatives et institutionnelles relatives au co-processing, des réserves politiques, des incertitudes juri-diques et les préoccupations du public et des ONG qui

Tableau 1 : Part des AFR dans la demande totale en combustibles de l‘indus-trie cimentière dans des pays sélectionnés (Source : CEMBUREAU, SINTEF)

3 les “Directives Techniques de la Convention de Bâle sur l‘Incinération sur Terre”, SBC, 1995 (paragraphes 26–27)– les “Directives techniques générales pour la gestion sans risques pour l‘environnement des déchets consistant de, contenant ou

contaminés par des polluants organiques persistants”, SBC, 2004 (Section G.2.c)

2.0 Introduction

craignent des impacts sur l‘environnement et la santé.Dans le contexte de la Convention de Bâle3, le co-

processing de déchets dangereux dans la production de ciment a été reconnu comme une méthode de traite-ment de déchets sans risques pour l‘environnement. Ses Directives traitent de l’utilisation de déchets dangereux dans la production du ciment, et des conditions aux-quelles le co-processing de déchets doit être soumis.

Ces Directives sont destinées à ce que les décideurs et le public concerné prennent conscience du co-proces-sing comme outil de gestion des déchets, et à une amé-lioration de la qualité des discussions et de la prise de décisions dans le domaine de la gestion des déchets.

Page 13: Directives Ciment

5 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

3.0 Objectif, Groupes cibles et limites des DirectivesNous avons essayé de rendre ces Directives applicables dans tous les pays, indépendamment de leur situation géographique ou de leur niveau d‘industrialisation. Toutefois, elles sont destinées principalement au co-processing des déchets dans les pays en voie de déve-loppement et dans les pays en transition, offrant ainsi une solution alternative sans risque pour l‘environne-ment et financièrement intéressante pour un grand nombre de déchets. Un des principaux objectifs de ces Directives sera de contribuer à réduire les lacunes exis-tant dans la gestion des déchets. Elles visent par ailleurs à donner une information objective concernant le co-processing des déchets dans l‘industrie du ciment. [ Une liste exhaustive de littérature et de liens Internet sur ce sujet est jointe en Annexe 1 ]

Les Directives ont pour objectif de fournir aux dif-férents groupes cibles des informations pertinentes concernant (i) les conditions techniques et juridiques, (ii) les normes environnementales, de sécurité et de santé ainsi que (iii) les exigences professionnelles requi-ses pour s’assurer de ce que le co-processing des déchets ne produise pas d‘impact négatif sur l‘environnement et sur la santé de l‘homme.

Les Directives donnent un aperçu des stratégies pour communiquer et impliquer les différentes parties prenantes, ainsi que des recommandations relatives au cadre juridique requis pour guider le processus d‘obten-tion de permis, ainsi que les procédures de contrôle et de mise en application.

Les Directives offrent des liens avec des organisa-tions, des institutions et des sociétés actives dans le do-maine du co-processing. Elles offrent également des moyens pour renforcer les capacités à tous les niveaux, afin d‘assurer une application adaptée de la technologie.

Outre ces objectifs clés, les Directives ont égale-ment pour objectif de :Y Promouvoir le dialogue entre les autorités publiques,

les entreprises privées et la société civile, afin d’amé-liorer le processus de discussion entre les différents groupes

Y Accroître la sensibilisation et renforcer le savoir-faire technique, ce qui peut avoir des effets positifs sur tout le secteur de la gestion des déchets

Y Montrer que les déchets peuvent constituer une ressource alternative pour la valorisation énergéti-que et matière.

Les Directives couvrent l’ensemble des sujets rela-tifs aux AFR, depuis leur préparation avant introduction dans les fours à ciment (prétraitement) jusqu’à leur traitement des les fours comme source d‘énergie et de matière première alternative (co-processing). Elles trai-tent également la question du stockage, du transport et de la sensibilisation environnementale. Les aspects relatifs aux carrières et à la réutilisation du béton ne sont pas traités dans ces Directives.

Les Directives s‘adressent aux groupes cibles suivants :Y Les organisations gouvernementales et les

institutions publiquesY Les communautés localesY Les organisations non – gouvernementalesY L‘industrie du ciment, ses associations et ses

fédérationsY Les exploitants d’installations de traitement de

déchetsY Les laboratoires s’occupant du contrôle

de la qualité de déchetsY Les générateurs de déchets

Page 14: Directives Ciment
Page 15: Directives Ciment

7 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

4.0 Définition Générale et Principes du Co-ProcessingDans le contexte de ces Directives, les définitions ci-après sont utilisées :Y Déchet : la Directive Cadre Européenne sur les Dé-

chets 75/442/EEC, Article 1 définit comme déchet “toute substance ou objet dont (a) le détenteur se défait ou a l‘intention de se défaire ou doit se défaire, ou (b) qui doit être traité afin de protéger la santé publique ou l‘environnement”. Le déchet peut être sous forme solide, liquide ou pâteuse. Tout déchet peut être défini par son origine (industrie, agriculture, mines, etc.). Par conséquent une liste de déchets adap-tée doit toujours être établie au niveau national afin d‘aider à créer une compréhension générale et à défi-nir un cadre juridique. Dans tous les cas où aucune liste spécifique n‘a été définie, le Catalogue Européen des Déchets (EC) pourra servir de référence.

Y Déchets dangereux et non dangereux : la Directive Européenne 91/689/EC sur les déchets dangereux dé-finit ces déchets en faisant référence à deux annexes qui évaluent la dangerosité d‘un produit (nocif, irri-tant, combustible…). Cependant la législation peut être très différente d‘un pays à l‘autre (sauf à l‘inté-rieur de l‘UE), ce qui engendre des différences pour déterminer si un déchet est dangereux ou non. Dans le cas des pays où la classification des déchets n‘existe pas, il est recommandé de se reporter à la Liste des Déchets de la Convention de Bâle4 ou au Catalogue Européen des déchets5.

Y Co-processing : Ce terme a trait à l‘utilisation de dé-chets dans des procédés industriels tels que la produc-tion de ciment, de chaux ou d‘acier, des centrales électriques ou d‘autres grandes installations de combustion. Bien que l‘UE qualifie ce procédé de “co-

incinération”, dans le contexte de ces Directives, “co-processing” signifie la substitution de combustible fossiles et de matières premières par des déchets. Il s‘agit donc de récupération d‘énergie et de matière à partir de déchets. Le co-processing est expliqué en détail au Y Chapitre 5.

Y AFR (Combustible et matières premières de substitu-tion) : Ce terme se réfère aux déchets qui seront traités par co-processing, et notamment les déchets de plasti-que et de papier/carton provenant d‘activités commer-ciales et industrielles ( déchets d‘emballage ou résidus de production de l‘industrie manufacturière), des pneus usés, des déchets de biomasse (paille, déchets de bois non traité, boues de station d’épuration sé-chées), des déchets de textile, des résidus provenant d‘opérations de démontage de véhicules (résidus de broyage automobile – RBA) et des déchets industriels dangereux tels que des huiles usées, des boues indus-trielles, des sciures imprégnées et des solvants usés ainsi que des pesticides obsolètes, des médicaments et des produits chimiques et pharmaceutiques périmés.

Y Prétraitement : Transformer des déchets en AFR né-cessite le respect de certaines normes. Les AFR ne sont pas toujours constitués d’un seul flux de déchet spéci-fique tels que des pneus ou des solvants, mais doivent être préparés à partir de différents types de déchets avant d‘être utilisés comme combustible ou matière de substitution dans la cimenterie. Un processus de prétraitement est alors nécessaire afin d’obtenir une gamme d‘AFR qui soit conforme aux spécifications techniques et administratives de la production de ci-ment, et afin de garantir que les normes environne-mentales soient respectées.

4 http://www.basel.int/text/con-e-rev.pdf5 http://www.vrom.nl/get.asp?file=/docs/milieu/eural_engelse_versie.pdf

Page 16: Directives Ciment

Principe I

Le co-processing respecte la hiérarchie de traitement des déchets : ( Y voir Figure 1 )Y Le co-processing n’entravera pas les efforts de réduction des déchets à la source et les déchets

ne seront pas utilisés dans les fours à ciment si des méthodes de valorisation écologiquement et économiquement meilleures sont disponibles.

Y Le co-processing doit être considéré comme faisant partie intégrante de la gestion moderne de traitement des déchets, étant donné qu’il propose une solution de valorisation respectueuse de l’environnement, dans le cadre de la gestion des déchets.

Y Le co-processing est en ligne avec les principaux accords environnementaux internationaux, à savoir les Conventions de Bâle et de Stockholm.

Principe II

Éviter les émissions additionnelles et les retombées négatives sur la santé humaine :Y Éviter ou réduire au strict minimum les effets négatifs de la pollution sur l’environnement

ainsi que les risques en découlant pour la santé humaine.Y Du point de vue statistique, les émissions atmosphériques ne doivent pas être supérieures

à celles émises lors de la production de ciment avec des combustibles traditionnels.

Principe III

La qualité du ciment produit doit rester inchangée :Y Le produit (clinker, ciment, béton) ne doit pas être utilisé abusivement pour piéger

les métaux lourdsY Le produit ne devrait avoir aucun impact négatif sur l’environnement, comme démontré

par exemple par le biais de tests de lixiviation.Y La qualité du ciment devra permettre une récupération en fin de cycle de vie.

Principe IV

Les sociétés qui s’engagent dans la voie du co-processing doivent être compétentes :Y Elles doivent avoir un bon suivi de conformité aux normes environnementales et de sécurité,

et fournir des informations pertinentes au public et aux autorités compétentes.Y Elles doivent disposer du personnel, des procédés et des systèmes prouvant leur engagement

en matière de protection de l’environnement, de santé et de sécurité.Y Elles doivent garantir que toutes les exigences sont conformes aux lois, aux normes et aux

réglementations applicables.Y Elles doivent être capables de contrôler les entrants et les paramètres des procédés requis

pour un traitement par co-processing efficace.Y Elles doivent entretenir de bons rapports avec le public et les autres parties prenantes sur le

plan des programmes de gestion des déchets au niveau local, national et international.

Principe V

La mise en œuvre du co-processing doit tenir compte des circonstances nationales :Y Les exigences et besoins spécifiques d’un pays doivent être reflétés dans les

réglementations et les procédures.Y Une mise en œuvre progressive permettra d’acquérir les capacités requises et la mise

en place d’organisations pour le suivi adéquat de l’activité.Y L’introduction du co-processing doit aller de pair avec d’autres processus de changement

dans le domaine de la gestion des déchets d’un pays.

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment8

Les principes généraux mentionnés ci-après doivent être suivis :

4.0 Définition Générale et Principes du Co-Processing

Page 17: Directives Ciment

Volume de déchets

EviterMinimiser

Valorisation Matière(Recyclage et réutilisation)

Co-processingIncinération

Prétraitementphysico-chimique

Décharge

Incinération ou décharge non

contrôlée

Avantages

Valo

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ion

éner

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9 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Le co-processing de déchets ne doit être pratiqué que lorsque la génération de déchets ne peut être évitée ou les déchets réutilisés de manière plus favorable pour l’environnement ( Y Principe I ). L’intégration du co-pro-cessing dans la hiérarchie de traitement des déchets est illustrée par le schéma ci-après. La hiérarchie de la ges-tion des déchets est définie comme suit :Y La solution idéale est d‘éviter ou de prévenir la produc-

tion de déchets. Ceci ne peut être réalisé qu‘à travers une politique stricte de production qui assure que certaines matières ne sont pas générées en tant que déchets.

Y La minimisation ou la réduction des déchets à la source, en particulier en appliquant le concept d‘une “produc-tion plus propre” ou en changeant les habitudes du consommateur relatives aux emballages notamment.

Y La valorisation de déchets par recyclage direct et réu-tilisation de matériaux primaires (métal au métal ou papier au papier). Cela comprend aussi d‘autres tech-nologies telles que le compostage ou la digestion anaérobique des déchets.

Y Le co-processing – valorisation énergétique et ma-tière à partir de déchets comme produit de substitu-tion de l‘énergie fossile et des matières premières naturelles.

Y L‘incinération est en fait une technologie d‘élimina-tion de déchets utilisée pour en réduire le volume. Elle permet également la récupération d‘énergie mais pas la valorisation matière.

Y Le prétraitement physico-chimique est un procédé destiné à stabiliser les déchets avant leur élimination définitive.

Y L‘enfouissement contrôlé est la méthode couram-ment utilisée pour l‘élimination définitive de déchets non recyclables.

Y L‘incinération et la mise en décharge non contrôlées, souvent accompagnés d‘un brûlage à l’air ou de dé-charge sauvage, sont toujours les méthodes les plus répandues pour l‘élimination de déchets dans les pays en voie de développement, ce qui constitue une me-nace sérieuse pour les ressources naturelles et la santé. Cette forme d‘élimination de déchets est à proscrire.

Tout programme ou concept de gestion de déchets doit prendre en considération cette hiérarchie de traitement. Chaque fois que c’est possible, la génération de déchets doit être évitée ou alors les déchets doivent être utilisés en tant que valorisation énergétique ou matière. En ef-fet, c’est la solution la plus appropriée d’un point de vue environnemental et économique pour chaque pays. Ce-pendant, cela prendra vraisemblablement un certain temps avant que cette approche soit pleinement appli-quée dans les pays en voie de développement.

L’éco-équilibre ou Analyse du Cycle de Vie (LCA) est un outil qui peut être utilisé pour évaluer les avantages des différentes solutions de gestion des déchets. Il don-ne des informations quant aux impacts sur l’environne-ment, en comparant les différentes options de réutilisa-

tion, de recyclage et d’élimination des déchets. La LCA permet aux autorités gouvernementales de déterminer la meilleure alternative pour les différents types de dé-chets, ce qui leur permet de mettre au point une straté-gie de gestion des déchets tenant compte de la situa-tion environnementale locale, de l’intérêt social et des conditions économiques. Les critères pour définir l’op-tion de traitement la plus appropriée pourront varier d’un pays à l’autre et dépendront beaucoup de la taille de l’industrie et de l’infrastructure donnée. En utilisant la LCA comme outil standard dans le système de gestion environnementale, conformément à ISO14001, il est pos-sible pour les sociétés d’évaluer le potentiel d’améliora-tion ainsi que les différentes étapes du processus à mettre en œuvre.

Figure 1: Hiérarchie de la gestion des déchets

Page 18: Directives Ciment
Page 19: Directives Ciment

11 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

5.0 Principales Caractéristiques du Co-Processing dans l‘Industrie du Ciment

5.1 Production du ciment

La production du ciment est un processus particulière-ment consommateur de matières. Après l’extraction, le broyage et l’homogénéisation des matières premières naturelles, la première étape dans la fabrication du ci-ment est la calcination du carbonate de calcium, suivie par la cuisson à haute température de l’oxyde de cal-cium qui en résulte, avec de la silice, de l’alumine et de l’oxyde de fer afin pour former le clinker. Le clinker est ensuite broyé ou moulu avec du gypse et d’autres élé-ments pour produire du ciment. Des carrières de calcai-res naturels tels que le grès calcaire, la marne ou la craie constituent la source de carbonate de calcium. Silice, oxyde de fer et alumine se trouvent dans divers minerais et minéraux tels que le sable, les schistes, l’argile et le minerai de fer. Toutefois les résidus de procédés indus-triels sont de plus en plus utilisés comme substituts aux matières premières naturelles. La production d’une ton-ne de clinker nécessite environ 1,5 à 1,6 tonnes de matiè-res premières naturelles. La majeure partie de la matière se transforme pendant le procédé, sous forme d’émis-sions atmosphériques de dioxyde de carbone durant la réaction de calcination (CaCO3YCaO + CO2).

La production de ciment se caractérise aussi par ses besoins élevés en énergie qui représentent en gé-néral 30 à 40% des coûts de production (sans compter les coûts d’investissement). Traditionnellement le char-bon était utilisé comme combustible primaire, mais une large gamme d’autres combustibles est égale-ment utilisée, tels que le coke de pétrole, le gaz naturel et le pétrole. Outre ces combustibles fossiles, divers types de déchets sont utilisés comme source d’énergie. La cuisson du clinker est effectuée dans un four rotatif, soit d’un dispositif voie humide ou four long voie sè-che, soit d’un procédé semi-humide ou semi-sec type grille Lepol, ou de précédés voie sèche à tour de pré-chauffage ou à précalcinateur1. La meilleure technique disponible pour la production de clinker est un four voie sèche à étages avec précalcinateur. Les cimente-ries modernes ont une consommation énergétique de 3000 à 3300 MJ par tonne de clinker, alors que le pro-cédé voie humide à fours consomme jusqu’à 6000 MJ par tonne de clinker.

6 Une description détaillée des différents types de fours figure dans les chapitres 3.4 & 3.5 du document BAT de CEMBUREAU (2000). Le document peut être téléchargé en utilisant le lien ci-après : http://www.cembureau.be/Documents/Publications/CEMBUREAU_BAT_Reference_Document_2000-03.pdf

Figure 2 : Le processus de production de ciment (Source : VDZ)

Page 20: Directives Ciment

Caractéristiques Température et temps de séjour

Température au niveau de la tuyère principale

>1450°C : matière>1800°C : flamme

Temps de séjour à la tuyère principale

>12–15 sec >1200°C>5–6 sec >1800°C

Température au précalcinateur

>850°C : matière>1000°C : flamme

Temps de séjour au précalcinateur >2–6 sec >800°C

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment12

5.0 Principales Caractéristiques du Co-Processing dans l‘Industrie du Ciment

Les émissions atmosphériques les plus préoccupantes des cimenteries sont les oxydes d‘azote (NOx), le dioxy-de de soufre (SO2) et les poussières. Les autres émis-sions significatives du procédé cimentier sont les oxy-des de carbone (CO, CO2), les composés organiques vo-latils (COV), les dioxines (PCDDs) et les furanes (PCDFs) ainsi que les métaux. Les valeurs des émissions dépen-dent principalement des matières entrant dans le pro-cédé (matières primaires et combustibles), du niveau de température et de la teneur en oxygène pendant les différentes étapes de la combustion. En outre, les émis-

sions provenant du four peuvent être influencées par la forme et la température de la flamme, la géométrie de la chambre de combustion, la réactivité du combusti-ble, la présence d’humidité, le temps disponible pour la réaction et le configuration de la tuyère.

Bien que les très hautes températures au niveau de la tuyère principale soient la cause principale de la formation de NOx, , cette chaleur permet de détruire complètement les substances organiques indésirables contenues dans les matières introduites dans le four, ce qui constitue un grand avantage environnemental.

Des poussières sont libérées par le procédé de produc-tion de ciment, issues de sources fixes (cheminée du four, cheminée du refroidisseur, cheminées de broyeur à ciment) ou comme des poussières fugitives (poussière dispersée à partir des stocks, des sites de transfert de matière et au cours du transport par route). La majeure partie des poussières est constituée de matière pre-mière pure pulvérisée. En seconde position par ordre d’importance, viennent les poussières produites par les broyeurs à clinker et à ciment. A de rares exceptions près, le procédé de production de ciment ne produit pas d’effluents liquides. Toute l’eau consommée (principale-ment pour le refroidissement des gaz) est libérée dans l’air sous forme de vapeur d’eau. La qualité de l’eau de surface peut être dégradée si des pluies importantes emportent une grande quantité de poussières d’une usine ou autre installation directement vers des récep-tacles d’eau avoisinants.

L’optimisation du procédé de combustion du clin-ker ainsi que le développement continu et l’introduc-tion de techniques de réduction des émissions (tels que des filtres à poussière, des unités de désulfurisation ou de réduction sélective non catalytique) ont permis de réduire les émissions des fours à ciment de manière extrêmement significative.

Le procédé et ses impacts sur l’environnement, ainsi que les meilleures technologies disponibles sont décrits de manière exhaustive dans le document de référence publié dans le cadre du Processus Européen de Prévention et de Réduction Intégrée de la Pollution7 ainsi que dans les Direc-tives directrices sur les meilleures techniques disponibles et meilleures pratiques environnementales8. Par ailleurs la “Cement Soustainability Initiative – CSI” du Conseil mon-dial des entreprises pour le développement durable (WBCSD) a également produit des directives sur le co-pro-cessing reflétant un consensus du secteur privé.

7 http://eippcb.jrc.es8 http://www.pops.int/documents/batbep_advance/French_Draft_BAT-BEP_Guidance.pdf

Tableau 2 : Température et temps de séjour dans le procédé de fabrication du clinker

Page 21: Directives Ciment

1 2

4

3

5 6

2

3

4 5

6

Temp. gaz. Caractéristiques particulières

2000–1050 Combustion complète des organiques. Cendres intégralement incorporés dans le clinker comme matière première

1200–880 SO2 et HCI retenus par la présence de CaO 880–100 Fonctionnement comme un laveur à sec de 5 étages pour les gaz de combustion

80–100 Dépoussiérage efficace à 99.999 %

Clinker

Éfluentgazeux

Silo

Matières premièresnaturelles et alternatives

123456

Refroidisseur clinkerFour rotatifPrécalcinateurPréchauffeur (à cyclones)Broyeur cruFiltre à manches (ou électrostatique)

Combustibles traditionnelset alternatifs

13 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

5.2.1 Le procédé et son applicationLe co-processing se réfère à l’utilisation de dé-

chets dans les processus industriels, tels que la produc-tion de ciment, de chaux ou d’acier, dans les centrales électriques et dans toute autre procédé de combus-tion. Le co-processing signifie la substitution de com-bustible primaire et de matières premières par des dé-chets. Il s’agit d’un procédé de valorisation énergétique et de matière à partir de déchets. Les déchets utilisés pour le co-processing sont appelés combustibles et matières premières alternatifs (AFR).

Divers points d’introduction peuvent être utilisés pour alimenter le procédé de production de ciment en AFR. Les points d’introduction les plus utilisés sont :Y via la tuyère principale située à la sortie du four rotatif Y via une goulotte située au niveau de la chambre de

transition à l’entrée du four rotatif (pour les combusti-ble grossiers )

Y via des brûleurs secondaires vers la conduite d’élévation

Y via les brûleurs situés au niveau du de précalcinateur Y via une gouttière d’alimentation située au niveau du

précalcinateur (pour les combustibles grossiers) Y via une entrée située au milieu du four dans le cas de

fours longs voie sèche ou voie humide (pour combusti-bles grossiers).

[ Y voir étude de cas n°1 : Sélection de points d’introduc-tion adéquats – L’exemple de Lägerdorf, Holcim Germany ]

Les matières premières alternatives sont introdui-tes dans le four de la même manière que les matières premières traditionnelles, c’est-à-dire via l’approvision-nement en farine brute. Les matières premières alterna-tives qui contiennent des composés volatilisables à basse température (par exemple les hydrocarbures) doivent être introduites dans les zones à hautes tempé-rature du four (comme indiqué ci-dessus).

Les caractéristiques du co-processing pendant le processus de production sont les suivantes :Y Les conditions alcalines et le malaxage intensif du

procédé favorisent l‘adsorption de composés volatils depuis la phase gazeuse. Ce lavage de gaz interne permet d’atteindre de faibles d‘émissions de compo-sés tels que SO2, HCl, NH3 et, à l‘exception du mercure et du thallium, ceci est également valable pour la plupart des métaux lourds

Y Les réactions du clinker à 1450°C permettent l‘incor-poration des cendres et, en particulier, la liaison chimique des métaux au clinker

Y La substitution directe du combustible fossile par des déchets hautement calorifiques permet d’optimiser la récupération énergétique de manière significative.

5.2 Co-Processing dans l‘Industrie du Ciment

Figure 3 : Procédé de fabrication du clinker et caractéristiques spécifiques (exemple : four précalcinateur)

Page 22: Directives Ciment

Traitementphysicochimique RecyclageDéchargeIncinérateurs

Générateursdedéchets

Collecteettransportpublicouprivédedéchets

Pre-processing(plate-forme)

Co-processing(fours)

Collecteettransportsupervisés

parcompagniecimentière

Déchargenon-contrôlée

= Activités directement liées à AFR

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment14

5.0 Principales Caractéristiques du Co-Processing dans l‘Industrie du Ciment

5.2.2 Co-processing et gestion des déchets

Le co-processing de déchets dans les fours à ciment offre des avantages tant pour l’industrie du ciment que pour les autorités responsables de la gestion des déchets. L’avantage pour la production de ciment réside dans l’op-portunité de réaliser des économies de combustibles fossiles et de consommation de matières premières na-turelles, contribuant ainsi à une production plus durable sur le plan environnemental. Un des avantages pour les autorités et les communautés est que cette méthode de valorisation de déchets permet d’utiliser des installa-tions existantes, sans devoir investir dans un incinéra-teur neuf dédié ou un centre d’enfouissement sécurisé.

Le co-processing doit être envisagé dans toute ap-proche de gestion de déchets solides. Une analyse dé-taillée du système, comparant non seulement les techno-logies individuelles de traitement de déchets, mais aussi examinant l’interface des procédés associés (collecte, stockage, recyclage et élimination), aidera à optimiser la gestion des déchets d’un point de vue écologique, social et économique. On fera alors appel aux outils d’analyse des bilans matières et énergie, ainsi que des éco-bilans.

[ Y voir étude de cas n°2 : Concept intégré de gestion des déchets – L’exemple de Cartago, Costa Rica ]

Les déchets municipaux consistent de matériels hétérogènes. Dans les pays en développement il s’agit principalement de déchets organiques (déchets de cui-sine etc.) et inertes (sable, cendre) et d’une petite partie post-consommatoire (emballages, matériels électri-ques. Les matériels valables pour le recyclage sont sou-vent récupérés par des chiffonniers (secteur informel) voir des coopératives (secteur formel). Dans certains cas les déchets organiques sont utilisés pour la production de biogaz (digestion anaérobique) ou le compostage. Ce qui est valable pour les déchets industriels se vérifie aussi pour les déchets municipaux : seuls les déchets triés d’une composition connue et d’une valeur calorifi-que définie peuvent être adaptés comme AFR. La sélec-tion doit être basée sur la hiérarchie des déchets et les impacts sociaux du recyclage en tant qu’activité géné-ratrice de revenus pour la population urbaine pauvre. A chaque fois que possible le secteur informel devrait participer aux activités de collecte et de tri.

Figure 4 : Traitement des déchets et co-processing : la chaîne des AFR

Page 23: Directives Ciment

15 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Dans la mesure où les émissions d‘un four à ci-ment sont liées à la spécificité du site, selon le procédé de production et les matières utilisées, un système de contrôle et de surveillance des déchets entrants et d‘optimisation de leurs points d‘introduction, sont des aspects importants à prendre en considération.

Le co-processing n‘est pas seulement la substitu-tion de combustibles traditionnels par des déchets, mais il peut également contribuer à la valorisation de matières premières. Y Le tableau 3 ci-après donne quel-ques exemples de récupération de matières premières à partir de différentes sources de déchets. Pour plus d‘in-formation sur la sélection des déchets : Y voir 6.1.4.

Composants Déchets Sources industrielles

Argile / Al2O3Y Résidus de revêtementsY Boue de recyclage d‘aluminium

Y FonderiesY Industrie de l‘aluminium

Calcaire / CaCO3Y Chaux industrielleY Boue de chaux

Y Procédés de neutralisationY Traitement d‘effluents

Silicate / SiO2Y Sable de fonderiesY Sols contaminés

Y FonderiesY Réhabilitation des sols

Oxyde de fer / Fe2O3

Y Pyrite grillée (calcinée)Y Boue de l’industrie mécaniqueY Boue rouge

Y Traitement de surfaceY MétallurgieY Traitement d’effluents industriels

Si-Al-Ca-FeY Cendres volantes Y Sables broyés

Y IncinérateurY Fonderies

Soufre / SY Gypse de désulfurisation de gazY Gypse de synthèse

Y IncinérateurY Procédés de neutralisation

Fluorine Y Boue de filtre CaF2 Y Industrie de l‘aluminium

Tableau 3 : Classification des matières premières alternatives (Source : VDZ)

Page 24: Directives Ciment

Co-processingTransportPre-

traitementTransportCollecteMarché

desdéchets/Clients

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment16

5.0 Principales Caractéristiques du Co-Process-ing dans l‘Industrie du Ciment

5.2.3 Prétraitement : des déchets aux AFRLes déchets se présentent sous différentes formes et de différentes qualités. La transformation de déchets en AFR nécessite certains standards. De nombreux types de déchets ne peuvent pas être utilisés directement comme AFR dans le four à clinker, mais doivent subir un procédé de préparation. Cette étape permet d‘obtenir un flux qui est conforme aux spécifications techniques du procédé de production de ciment et garantit ainsi

que les normes environnementales sont respectées. Les centres de prétraitement des déchets assurent le stockage des déchets entrants ainsi que les processus de broyage, de mélange et d‘homogénéisation. Les centres de prétraitement peuvent émettre de la poussière, des odeurs, des composés organiques volatils (COV) et du bruit. [ Y voir Etude de cas n°3 : Prétraitement de déchets – L’exemple de Energis, Groupe Holcim, Albos, Espagne ]

Figure 5 : Des déchets aux AFR : opérations de prétraitement

Le principe du pollueur/payeur doit être à la base de l’analyse économique et financière du co-processing. Ceci signifie que ceux qui produisent les déchets (p.ex. l’industrie) ou sont responsables pour leur manipulation (p.ex. les municipalités) doivent les gérer de la meilleure manière possible pour l’environnement. Le coût de cette obligation dépend des différentes options de traitement disponibles sur le marché, de l’énergie contenu dans les déchets ou de leur valeur matérielle, des normes techni-ques requises et des lignes directrices d’une politique environnementale spécifique au pays donné.

Le co-processing signifie un coût additionnel pour le producteur de ciment en ce qui concerne la collecte, le prétraitement, le stockage et l’introduction des AFR dans le four ainsi que le contrôle qualité et le reporting. Ces coûts sont en général composés de dépenses cou-rantes (personnel et équipement), d’amortissement, d’intérêts et de risque d’entreprise. Lors ce que la struc-ture de l’approvisionnement et le système de monito-ring s’améliorent, les coûts baissent.

La valeur des déchets (positive ou négative) sur le marché est fluctuante et dépends du prix du pétrole et

d’autres matières premières, la concurrence sur le mar-ché ainsi que les coûts des traitements alternatifs. Nor-malement le coût total du prétraitement et du co-pro-cessing est plus élevé que le gain en énergie et les éco-nomies réalisées sur les combustibles traditionnel, de manière à ce que une taxe doit être levée. Dans quelques rares cas néanmoins, les déchets peuvent avoir une va-leur marchande intéressante : Ceci arrive lors ce que la somme des coûts de production et d’investissement pour les AFR est plus basse que le prix des énergies fos-siles et des matières premières sur le marché.

Une grande partie de la pollution environnemen-tale et de la manipulation inadaptée des déchets dé-coule d’une mise à prix inadéquate de biens et de servi-ces. Pour assurer que l’élimination des déchets ne soit pas seulement organisé en tenant compte de critères économiques mais également écologiques, des instru-ments basés sur le marché comme des taxes environne-mentales, mesures d’incitation ou de compensation doivent être mises en place. Pour être efficaces, ces ins-truments doivent être strictement appliqués et pourvus de pénalités en cas de non-respect.

5.2.4 Le financement de la gestion des déchets et le principe pollueur/payeur

Page 25: Directives Ciment

17 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Le co-processing des AFR représente un challenge pour les cimentiers et les autorités chargées de la réglemen-tation. Les cimentiers doivent comprendre et contrôler tous les impacts du co-processing des déchets sur le procédé de production, le produit fini, l‘environnement et sur la santé et la sécurité des ouvriers. L‘autorité en charge de la réglementation doit comprendre toutes ces questions afin de pouvoir jouer son rôle de surveillance des impacts sur l‘environnement et sur la santé et la sécurité au travail. Les deux parties doivent enfin com-prendre les préoccupations du public eu égard aux ef-fets négatifs éventuels du co-processing, et ils doivent élaborer des processus de communication efficaces en vue d‘expliquer leurs activités et d‘éviter des conflits.

Dans certains cas, les défis sont plus complexes. La législation environnementale n‘existe pas dans tous les pays. Dans d‘autres pays le cadre réglementaire existe mais n‘est pas appliqué en raison du manque de res-sources humaines, de sensibilisation ou du manque de ressources. Dans la plupart des pays en voie de dévelop-pement, il y a un manque d‘information sur la méthodo-logie d’analyse des émissions et sur l‘évaluation des données analytiques fournies par le contrôle continu des émissions. Les statistiques relatives aux déchets sont plus ou moins inexistantes et les systèmes de do-cumentation sur la traçabilité des déchets sont incon-nus. Le manque de plans de gestion des déchets ne permet pas un traitement optimisé des déchets tant fi-nancièrement qu’environnementalement. Par consé-quent, l‘accent doit être mis sur le développement des capacités de l‘organisme chargé de la réglementation pour garantir une application efficace du co-processing tout en tenant dûment compte de l‘environnement.

5.3.2 Domaines de développement des capacitésLes points suivants peuvent être considérés comme des questions de base lorsqu‘un processus de développe-ment des capacités est envisagé :Y Est-ce que le cadre législatif et réglementaire envi-

ronnemental est adapté pour la mise en œuvre du co-processing ?

Y Est-ce qu’il existe des réglementations pour assurer un prétraitement sécurisé des déchets ? Est-ce que les autorités ont des capacités de réglementation suffisantes ?

Y Existe-t-il un plan intégré de gestion des déchets in-cluant l‘utilisation optimisée des déchets pour les

circonstances locales données ? Les politiques natio-nale et locale de gestion des déchets nécessitent-el-les des développements supplémentaires ou des mi-ses à niveau ?

Y Est-ce que l‘industrie et les autorités comprennent et utilisent le concept de la hiérarchie de traitement des déchets ?

Y Est-ce que les autorités sont qualifiées pour autoriser, contrôler et surveiller le co-processing ? Dans quelle mesure l‘organisme administratif nécessite-t-il un sup-port dans les processus d‘octroi de permis et d‘exercice de la surveillance ?

Y Existe-t-il un système efficace et compréhensible de contrôle de qualité relatif à l‘origine des déchets, aux livraisons, à l‘expédition des AFR et au produit fini issu de du co-processing (clinker, ciment) ? La surveillance systématique, associée à des audits périodiques effec-tués par des tiers indépendants, permet-elle d’assurer que les opérations sont conformes aux autorisations et aux autres conditions internes ou externes ?

Y Est-ce que la cimenterie est en mesure de se conformer aux conditions de surveillance ? Est-ce que les équipe-ments requis et le personnel formé sont disponibles ?

Y Est-ce que des laboratoires indépendants de contrôle (sociétés de service nationales ou régionales) sont dis-ponibles et expérimentés pour la surveillance et le contrôle de la qualité des AFR et des émissions ?

Y Est-ce que la cimenterie intéressée par le traitement des AFR répond déjà aux normes environnementales nationales pour l’utilisation du combustible et des ma-tières premières traditionnels ?

Y Est-ce que des conditions adaptées pour le transport, le stockage et la manutention des déchets sont assu-rées ? Existe-il des accords de coopération entre les in-dustries qui produisent des déchets et les cimenteries permettant la livraison et l‘utilisation optimisées des déchets ? Les centres de prétraitement et les compa-gnies de transport disposent-ils des autorisations né-cessaires et sont-ils fiables ?

Y Existe-t-il des plans d‘urgence adaptés ?Y Est-ce que les normes de santé et de sécurité au travail

sont assurées ? Est-ce que le management et le per-sonnel des cimenteries ainsi que les compagnies de transport sont suffisamment formés pour manipuler des matières dangereuses ?

5.3 Conditions de Mise en Œuvre du Co-Processing

5.3.1 Défis institutionnels du co-processing

Page 26: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment18

5.0 Principales Caractéristiques du Co-Processing dans l‘Industrie du Ciment

Le développement des capacités s‘entend comme étant le processus de renforcement des capacités des indivi-dus, des organisations, des compagnies et des sociétés pour une utilisation effective et efficace des ressources. Dans le contexte de ces Directives, le développement de capacité englobe en premier lieu le transfert de connais-sances, d‘expériences, de compétences et des valeurs. Il comprend également l‘amélioration des systèmes de gestion et l‘extension du réseau. Changer la gestion et la médiation dans des situations de conflit est un élément essentiel du développement institutionnel.

Lorsque les décideurs, nationaux et locaux, pren-nent la décision d‘intégrer le co-processing dans les systèmes de gestion des déchets, le cadre juridique et institutionnel doit être adapté et les personnes impli-quées (tant les autorités que le secteur privé) ont be-soin d‘une connaissance approfondie de ce qu‘implique une telle décision. Une stratégie globale de renforce-ment des capacités doit être conçue et agréée par l’en-semble des intervenants concernés. La formation peut être assurée par le biais d‘organisations bilatérales et multilatérales ou en coopération avec celles-ci (c‘est-à-dire les points focaux nationaux des conventions inter-nationales telle celle de Bâle ou de Stockholm). Les as-sociations cimentières, les instituts de recherche et les universités peuvent également assurer cette mission de formation. Y L‘Annexe 4 indique des contacts et des supports d’information.

Les objectifs de la stratégie de renforcement des capacités peuvent inclure des informations sur des as-pects juridiques, techniques, sociaux, environnemen-taux et financiers de la gestion des déchets en général et du co-processing en particulier. Le chapitre suivant donne un aperçu des différents domaines où le déve-loppement des capacités et la formation peuvent être requis. Dans la mesure où les conditions varient d‘un pays à l‘autre, il faut convenir d‘une stratégie de renfor-cement des capacités au cas par cas, minutieusement conçue et incluant un concept de formation globale.Les autorités qui octroient les permis et celles qui assu-rent la surveillance doivent se concentrer sur leur fonc-tion de coordination et de mise en application. Par conséquent les autorités ne doivent pas nécessaire-ment fournir toutes les connaissances et expériences mais elles peuvent s‘appuyer également sur l‘expertise externe. Néanmoins les agents chargés directement de

délivrer les autorisations, du contrôle et des procédures d‘application doivent avoir une compréhension appro-fondie du co-processing. Une formation peut alors s‘avérer nécessaire, notamment dans les domaines suivants :Y Formulation d‘une politique de gestion des déchetsY Formulation et interprétation des statistiques relati-

ves aux déchetsY Autorisation et surveillance du co-processingY Evaluation de nouvelles matières pour le co-proces-

sing et qualification de l’origine des déchetsY Surveillance des opérations et du transport (métho-

dologie pour l’analyse des émissions, évaluation des données analytiques)

Y Gestion de la santé et de la sécurité au travail des ouvriers à l‘intérieur de la cimenterie et durant le transport

Y Application des réglementations nationales et des permis

Y Communication systématique avec les parties pre-nantes et le public

Le personnel de la cimenterie des différents dépar-tements impliqués (production, qualité, AFR, juridique, santé et sécurité, etc.) peut avoir besoin d‘une forma-tion relative :Y Au contrôle des déchets et des AFRY A l‘exploitation des installations de prétraitement et

de co-processing conformément au règles internesY A la santé et la sécurité au travailY A la communication Y A la surveillance interne des aspects environnemen-

taux (émissions)Y Aux techniques d‘audit et aux protocoles d‘auditY A la re-certification périodique des employés et des

sous-traitantsDes auditeurs externes, des sociétés de et des ex-

perts fiables et bien formés issus des secteurs public et privé exerçant dans le domaine de la gestion des dé-chets sont nécessaires pour assurer la réussite du co-processing. Pour garantir la qualité et simplifier le tra-vail administratif, la certification des sociétés de recy-clage et de transport, des laboratoires de contrôle et de contrôle intérieur et extérieur ainsi que des experts in-dividuels revêt une importance majeure.

Producteurs de déchets et sociétés de prétraite-ment et de transport doivent être impliqués dans l‘or-

5.3.3 Mise en œuvre du développement des capacités

Page 27: Directives Ciment

19 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

ganisation et le traitement préalables à la livraison des déchets à la cimenterie. L‘efficacité nécessite l‘optimisa-tion des flux de déchets, leur tri, leur préparation pour une manipulation en toute sécurité dès l’origine ainsi que des installations adaptées pour le transport et le stockage. Le management et le personnel impliqués doivent être formés en conséquence.

5.3.4 Mise en œuvre des directivesLes présentes directives recommandent des normes environnementales et sociales tout comme des exigen-ces techniques et juridiques. Il ne faut pas les considé-rer comme des lois obligatoires (voir note importante page B). Leur application améliore néanmoins l’accepta-tion du co-processing des déchets en four de cimente-rie. Pour la mise en oeuvre des principes ambitieux, mais réalistes, une approche par étape est préconisée en se référant aux conditions cadres prévalentes dans les différents pays.

Nous devons comprendre que le niveau de dévelop-pement économique, de conscience environnementale, de bonne gouvernance, les priorités politiques et les ha-bitudes culturelles influencent la dynamique du proces-sus de modernisation de la gestion des déchets dans un pays donné. L’implémentation du co-processing doit être vu comme faisant partie de ce processus de changement et progressera de manière différente selon les pays.

Les directives devraient être mises en œuvre dans un esprit de coopération entre les secteurs publics et privés. Ceci n’arrivera pas du jour au lendemain, les pha-ses doivent s’emboiter au fur et à mesure selon les cir-constances politiques, sociales et légales tout en étant basées sur des étapes réalistes et accessibles.

Le moteur derrière l’introduction du co-processing en accord avec les présentes lignes directrices peut être une association nationale des cimentiers, un cimentier individuel ou le secteur public. Qui que ce soit devrait toutefois le faire de manière transparente et en collant à un calendrier bien défini.

Page 28: Directives Ciment
Page 29: Directives Ciment

Principe 1

Un cadre législatif et réglementaire approprié doit être mis en place :Y Le co-processing devra être intégré dans la législation globale relative à la protection

de l’environnement et à la gestion des déchets avant que ce procédé ne soit reconnu comme une alternative viable pour la gestion des déchets.

Y Des réglementations et des normes légalement contraignantes sont nécessaires pour garantir la sécurité juridique et pour assurer un haut niveau de protection de l’environnement

Y L’application de la loi constitue la clé d’une mise en œuvre et d’une commercialisation réussies des AFR.

Principe 2

Définir un état de référence avec les combustibles et les matières premières traditionnels :Y Contrôler et surveiller les entrants, les produits et les émissions pendant le fonctionnement

de la cimenterie avec des combustibles traditionnels et des matières premières naturelles.Y Évaluer la situation environnementale présente avant le démarrage de toute opération de

co-processing des déchets.Y Utiliser les données de cet état de référence pour définir l’impact potentiel des AFR sur

l’environnement sur la base d’évaluations standardisées de l’impact sur l’environnement (EIE).

Principe 3

Impliquer toutes les autorités compétentes pendant le processus de délivrance des autorisations :Y Instaurer la crédibilité avec les autorités par le biais d’une communication ouverte, cohérente et

continue.Y Prendre en considération les meilleures techniques disponibles et s’efforcer à les appliquer.Y L’exploitant de la cimenterie devra fournir toutes les informations nécessaires devant permettre

aux autorités d’évaluer le choix du co-processing.Y Mettre en place, très en amont, des commissions locales de concertation, incluant les autorités,

pour faciliter l’échange d’informations, d’opinions et de savoir-faire.

21 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

6.1 Aspects Juridiques

6.1.1 Principes

La législation nationale doit définir les principes fonda-mentaux du co-processing en cimenterie. Elle doit en-suite définir concrètement les normes et les conditions du co-processing. Sans règles juridiquement spécifi-ques, les autorités ne seront pas en mesure de contrôler la conformité des installations ou de mettre en applica-tion un haut niveau de protection environnementale.

Le cadre réglementaire doit refléter les véritables capacités des autorités chargées de l’environnement. Des normes sophistiquées sont difficilement maîtrisables par les autorités, surtout dans des pays en voie de déve-loppement. Des critères clairement définis, aisément ap-plicables et facilement évaluables sont plus appropriés. En vue d’intégrer le co-processing dans la politique et la législation nationale de traitement des déchets, les orga-

nismes de réglementation, l’industrie cimentière et ainsi que les autres intervenants doivent fournir au pays et au secteur un apport spécifique aux institutions nationales chargées de formuler des lois et des règlements.

S’il n’existe aucune législation spécifique relative au co-processing, la cimenterie intéressée par l’utilisa-tion des AFR doit préparer toute la documentation né-cessaire avant de commencer une quelconque activité de co-processing ou de prétraitement de déchets. Elle doit faire une demande de permis selon la loi environ-nementale générale en vigueur, en étroite coopération avec les autorités, basée sur les bonnes pratiques exis-tantes. Des expériences internationales et régionales et un échange d’information sur les meilleures pratiques devraient être envisagés.

6.1.2 Cadre juridique

Page 30: Directives Ciment

6.1.3 Cadre institutionnel

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment22

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Les expériences des pays qui autorisent le co-processing, montrent clairement qu’il est préférable de centraliser le processus d‘octroi de permis, la surveillance et l‘exer-cice du contrôle en un organisme administratif unique.

Une faible mise en application des lois trouve souvent son origine dans un manque de sensibilisation ou un manque de ressources en terme de contrôle et de surveillance. Par conséquent le renforcement des capacités des organismes administratifs et de la régle-mentation peut s’avérer nécessaire [ Y voir Chapitre 5.3. ci-dessus ] afin d‘assurer, d‘une part, que tous les dé-chets générés sont traités dans le respect de l‘environ-nement et, d‘autre part, que le co-processing est cor-rectement mis en œuvre.

Les fonctionnaires responsables du processus d‘oc-troi des permis et chargés du contrôle et de la surveillan-ce, doivent avoir une bonne formation technique et des connaissances juridiques adéquates. Il n‘est pas toutefois nécessaire que les autorités fournissent toute la connais-sance ainsi que l‘expérience requise ; elles peuvent s’ap-puyer sur l‘expertise extérieure. Il est par contre absolu-ment nécessaire pour le bon déroulement du processus, de disposer de sociétés et d‘experts qualifiés et fiables.

6.1.4 Contrôle des émissions et sélection des déchets : des normes applicables sont nécessaires

Le cadre réglementaire doit fournir des règles qui peu-vent être facilement mises en œuvre. Des normes na-tionales d’émissions doivent être appliquées par les autorités compétentes et transcrites dans les permis dans tous les cas. Dans les limites des normes, les spé-cifications techniques pour le co-processing et les dé-chets à utiliser peuvent varier d’un pays à l’autre, ou même d‘une cimenterie à l‘autre.

Une attention particulière doit être accordée au contrôle et à la surveillance fiable des émissions dans la mesure où il s’agit de l’un des aspects les plus sensibles du co-processing. Dans de nombreux pays, des normes pour les émissions industrielles existent déjà mais elles ne cou-vrent pas les émissions des cimenteries qui utilisent des AFR. Y Le Chapitre 6.2.2 donne un aperçu détaillé des im-pacts sur l‘environnement et du contrôle des émissions.

Dérivé du catalogue européen des déchets, une liste de déchets adaptés au co-processing a été préparée [ Y voir Annexe 5 ]. Cette liste indique que le co-proces-sing est applicable pour un large éventail de déchets et

non pas limité à certains déchets spécifiques. N éan-moins, la question de savoir quel type de déchets peut être utilisé ne peut recevoir une réponse uniforme. Cette réponse doit être basée sur le procédé de production de clinker considéré, sur les compositions des matières pre-mières et des combustibles, sur les points d‘introduction, sur le processus de lavage des gaz, sur la réglementation locale si elle existe et sur les problèmes inhérents à la gestion de déchets [ Y voir aussi le Chapitre 6.3.2 ]. Le schéma “Acceptation – Refus” figurant à Y l‘Annexe 6 peut ainsi aider les exploitants à décider du type de dé-chets qu’ils peuvent utiliser par co-processing. Une règle de base est que les déchets acceptés comme AFR doivent apporter une plus-value dans le procédé cimentier :Y Une valeur calorifique de la partie organiqueY Une valeur matière de la partie minérale

Dans certains cas les fours à ciment peuvent aussi être utilisés comme outil pour l‘élimination sans danger de déchets spéciaux tels que des pesticides obsolètes, des PCB ou des produits pharmaceutiques périmés. Dans ce cas toutefois, des accords et des nor-mes spécifiques doivent être élaborés au cas par cas entre l‘autorité chargée de la réglementation et les ex-ploitants de la cimenterie. Une telle activité d‘élimina-tion doit être menée comme un effort conjoint entre les secteurs public et privé.

Comme indiqué dans Y les Annexes 2 et 5, une vaste gamme de déchets peut être utilisée comme AFR. Les plus couramment utilisés sont un mélange de pa-piers souillés, de carton, de plastique, de textile, d’em-ballages souillés, de pneus et de bois ; tous les déchets solides provenant des ménages, commerces ou indus-tries de production ainsi que des services. On citera également les déchets liquides tels que les huiles usées, les solvants ou les boues de charbon issues du secteur des transports ou autres dérivés des activités indus-trielles. Certains déchets peuvent être livrés directe-ment à la cimenterie sous forme de lots uniques, alors que d‘autres doivent subir un prétraitement pour être conformes aux spécifications requises. Dans quelques cas (par exemple les déchets ménagers, les déchets hospitaliers), le co-processing ne peut être mis en œu-vre qu‘après des phases de prétraitement telles que le tri, l‘inertage, la neutralisation ou le traitement thermi-que. Un contrôle régulier de la qualité des déchets col-lectés et livrés contribue à garantir une utilisation sans problèmes des AFR en cimenterie.

Page 31: Directives Ciment

23 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

La qualité des intrants détermine la qualité du produit final. Par conséquent il faut être attentif à la sélection des matières premières et des combustibles, qu‘ils proviennent de sources primaires ou alternatives. Toutes les ressources naturelles utilisées dans la pro-duction du ciment (matières premières et combusti-bles) contiennent des polluants tels que des métaux lourds ; par conséquent une étude de la base de réfé-rence est particulièrement recommandée. Les données obtenues grâce à cette étude aident les exploitants à comprendre la teneur en polluants des intrants tradi-tionnels et à démontrer ultérieurement si l‘utilisation des AFR permet une amélioration des conditions envi-ronnementales.

Les conditions requises pour le procédé, les objec-tifs de qualité du produit fini ou la réglementation rela-tive aux émissions sont autant de facteurs qui détermi-neront le choix des paramètres chimiques et physiques des déchets potentiels que l‘on envisage d‘utiliser. Les objectifs de la procédure de sélection des AFR et de leur utilisation sont les suivants :Y Remplir toutes les conditions légales concernant la pol-

lution, la santé, la sécurité et les normes techniquesY Garantir que le déchet utilisé comme AFR subit le

traitement le plus favorable comparativement à d‘autres techniques de traitement

Y Exclure tout impact préjudiciable au produit ou au procédé de production

Y Minimiser les coûts financiers et économiques de gestion des déchets pour la collectivité.

Dans de nombreux pays, les organismes chargés de la réglementation ont introduit des valeurs maxima-les pour les polluants autorisés dans les déchets sélec-tionnés susceptibles d’être à transférés dans les AFR et également pour les AFR pré-traités. Y L‘Annexe 7 donne un exemple de ces valeurs dans différents pays. Il n‘existe pas de valeurs seuils génériques dans la me-sure où différents critères, dépendant de la situation locale, sont appliqués, tels que par exemple :Y Les politiques environnementales nationales Y L‘importance de l‘impact de l‘industrie du ciment dans

le contexte du développement industriel régional Y Les efforts pour harmoniser les lois et normes supra-

régionales Y Les polluants dans des matières premières tradition-

nelles

Y Les traitements alternatifs pour les déchets disponibles Y La fixation d’une valeur calorifique minimale Y Le degré de toxicité des polluants dans les déchets Y Les spécifications requises pour la qualité du ciment.

Dans tous les pays où le co-processing sera utilisé, de telles listes de paramètres doivent être préparées et régulièrement révisées par les autorités nationales ou locales en coopération avec les associations cimentiè-res. L‘objectif est de déterminer des valeurs moyennes adaptées aux conditions et aux exigences locales (sur une base nationale ou selon une approche par usine). Cette tâche devrait faire l‘objet d‘une attention particu-lière durant la phase de développement des capacités.

Les permis de co-processing doivent définir les dé-chets susceptibles d‘être traités dans les fours à ciment. A titre d‘exemple, la directive Européenne 2000/76/EC9 prévoit explicitement au paragraphe 4 de son Article 4 que “le permis octroyé par l‘autorité compétente pour une installation d‘incinération ou de co-incinération doit, (….) donner une liste explicite des catégories de déchets qui peuvent être traités”. Les exploitants de ci-menteries doivent respecter ces dispositions.

L‘objectif majeur des processus de permis et d‘exercice du contrôle est de garantir que seuls les dé-chets appropriés pour le procédé seront utilisés et que les opérations de traitement des AFR se déroulent de manière correcte. Les instances chargées de la régle-mentation et les exploitants de cimenterie doivent pouvoir suivre le cheminement intégral des déchets vers le lieu de leur traitement, soit directement depuis le site de génération par le biais du producteur, soit par l‘intermédiaire de sociétés de collecte / de prétraite-ment. La qualité des matières destinées au co-proces-sing est cruciale. Les données relatives à la qualité des déchets et à la surveillance des émissions constituent la base des discussions avec les intervenants extérieurs. Ces données constituent par ailleurs des outils utiles pour répondre aux préoccupations des riverains et op-poser des arguments pertinents à ceux qui pensent que les cimenteries sont utilisées comme des “poubelles pour l‘élimination non – contrôlée de déchets”.

Afin d‘éviter une surcharge administrative liée à trop de décisions au cas par cas, des permis peuvent être délivrés pour des types génériques de déchets ; toutefois certaines exceptions existent [ Y voir Tableau 4 ci-après ].

9 On trouvera la Directive européenne en suivant le lien suivant : http://europa.eu.int/comm/environment/wasteinc/newdir/2000-76_en.pdf

Page 32: Directives Ciment

Clinker enrichi en polluants

Valeurs d’émission

Sécurité & Santé

Potentiel de recyclage

Enfouissement une meilleure option

Impact negatif sur fonctionne-ment du four

Déchets électroniques X X X

Batteries entières X X X X

Déchets infectieux biologique/ déchets médicaux

X

Déchets acides et corrosifs X X X

Explosifs X X X

Déchets contenant de l‘amiante X X

Déchets radioactifs X X

Déchets municipaux non triés X X X X

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment24

Table 4 : Liste de déchets non-adaptés pour le co-processing avec les principales raisons de l’exclusion du processus

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Le Co-processing ne doit être entrepris que si tou-tes les pré-conditions sont réunies en ce qui concerne la sécurité environnemetale, la sécurité et santé humaine et les critères socio-économiques et opérationnels. Compte tenu de ces exigences, tous les déchets ne peu-vent pas être utilisés pour le co-processing. Les déchets figurant dans Y le Tableau 4 ne sont pas appropriés pour le co-processing en four de cimenterie. Des expli-cation supplémentaires sur les critères d’exclusion sont données en Y Annexe 8.

Les exploitants de cimenteries doivent connaître les quantités et les caractéristiques des déchets disponi-bles avant de faire une demande d’un permis de co-pro-cessing. Cependant une communication ouverte et une consultation régulière entre les secteurs public et privé contribueront à réduire d’éventuels frictions et malen-tendus et à développer une procédure d’obtention de permis satisfaisante pour les parties concernées.

6.1.5 Processus d‘octroi de permis pour le co-processingIl convient de ne pas délivrer de permis génériques pour des groupes de déchets puisque ces permis seraient de portée trop générale rendant ainsi la traçabilité des dé-chets depuis le générateur jusqu’à la cimenterie particu-lièrement difficile à assurer. Il est important de connaître l‘origine de chaque type de déchet et sa composition afin de garantir un co-processing sûr. Des contrats doivent être signés avec les sociétés de collecte ou de transport afin de garantir le respect de ces conditions.

On pourra accepter des permis génériques unique-

ment dans le cas où les déchets sont préparés sur des centres sites de prétraitement, comme par exemple :Y des combustibles solides de substitution (sciures im-

prégnées, combustibles dérivés de déchets, fluffs),Y des combustibles liquides de substitutionainsi que dans les cas de déchets bien définis et dont l’utilisation est acquise depuis longtemps dans les usi-nes à ciment (p.ex. des pneus usagés)

Les installations de prétraitement acceptent diffé-rents types de déchets adaptés pour le co-processing mais qui, en raison de leur état physique ne peuvent pas être toujours introduits directement dans le four. Il est donc nécessaire de préparer, à partir de ces déchets, un flux unique de déchets sous forme d‘un combustible de substitution liquide ou solide, conforme aux spécifi-cations administratives et techniques des cimenteries. Dans ce cas la traçabilité est garantie.

L’exploitant de la cimenterie qui s‘engage dans le co-processing des déchets, est chargé de la repsonsabi-lité principale pour l‘ensemble de la procédure, y com-pris l’obtention d‘un permis et l’assurance de la qualité. Sa demande doit inclure une description détaillée de tous les processus appliqués dans son usine, des don-nées exhaustives sur tous les matières destinées au co-processing et un concept détaillé d‘auto-contrôle. Grâce à ces documents, l‘autorité dispose d‘un aperçu de la qualité des déchets et des émissions attendues. Les autorités ne doivent pas accepter des dossiers in-complets de demande de permis.

L’exploitant de la cimenterie ne doit solliciter un

Page 33: Directives Ciment

25 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

permis qu‘après avoir pris en considération les élé-ments ci-après : Y L’ensemble du procédé de production de ciment (ma-

tière première, combustible fossile, type de four, etc.)Y Les caractéristiques du marché des déchetsY Les marchés de déchets de proximité, afin d’envisa-

ger d‘éventuels transferts transfrontaliersUne procédure d‘obtention de permis bien docu-

mentée doit fournir des informations détaillées sur les spécifications de l‘usine [ Y voir ci-joint le modèle de procédure d‘obtention de permis, en Annexe 9 ] , et four-nir les informations suivantes :Y Les matières premières naturelles, les combustibles

fossiles, les déchets traités, la manipulation et la pré-paration

Y Les volumes attendus par flux de déchetsY Le point d‘introduction dans le procédé pour chaque

flux de déchetsY Les critères physico-chimiques pour chaque flux de

déchetsY Les principaux équipements y compris la capacité de

l‘usine et les conditions d‘exploitation (et notamment la température et la pression), quand elles sont signi-ficatives pour une pollution potentielle

Y Les équipements de réduction des pollutions atmos-phériques tels que épurateurs, filtres, tours d‘absorp-tion, dépoussiéreurs, etc.

Y Les points de rejetsY Les produits intermédiaires, la manipulation des dé-

chets, leur conditionnement et stockageY Le plan de contrôle pour les déchets entrants et les

AFR pré-traitésY Les sources d‘eau et les traitements utilisés pour les

eaux de refroidissement du processus, les eaux de rejets etc., lorsque ces éléments sont significatifs pour une potentielle pollution ou pour les rejets

Y Description de l‘état des émissions : technologie de prévention de la pollution, contenu et composition des émissions

Y Description des combustibles secondaires : produc-tion, traitement, installation utilisée et garantie du système d‘approvisionnement et de qualité

Y Investigation sur de effets dommageables potentiels des polluants dans la sphère d‘influence de l‘usine (la sphère d‘influence est une zone d‘évaluation située dans un rayon équivalent à 50 fois la hauteur de la cheminée).

– Réactions physico-chimiques des substances émises – Dangers potentiels, importance toxicologique et

environnementale – Charge en polluants et facteurs de protection dans

la sphère d‘influence de l‘usine – Charge d‘émission des composés majeurs – Voie, durée et aire des effets qui nécessitent des

mesures de protection – Mesures appropriées pour éviter des effets pol-

luants sur l‘environnement – Les valeurs des émissions évaluées dans les zones

considérées sont comparées aux différentes réfé-rences, valeurs limites et nombres du guide pour l‘environnement. Dans le cas de la production de ci-ment les polluants à considérer sont : les poussières, les NOx, le SO2, les COV, les métaux lourds et les PCDD/PCDF

Y Maintien des normes industrielles de santé et de sé-curité

Y Description des méthodes d‘information du public.Lorsque le dossier de demande d’autorisation est

complet (un modèle de formulaire de demande est joint en Y Annexe 10), il doit être adressé aux autorités pour examen et décision. Toutefois, un processus de commu-nication permanent avec les autorités peut éviter des retards dans l’obtention du permis [ Y voir diagramme de processus d‘obtention de permis en Annexe 11 ].

Le rôle et la responsabilité de la cimenterie sollici-tant un permis sont de :Y Etablir un premier contact avec l‘autorité compétente

et avec l‘autorité statutaire consultativY Préparer le dossier de demande, établir une demande

de modification des combustibles et des matières premières signifiant un changement majeur du pro-cessus

Y Organiser des réunions de discussion sur la procédure et sur la participation publique

Y Une identification écrite, une description et une éva-luation des effets de l‘activité projetée.

Le rôle et la responsabilité de l‘autorité qui délivre le permis sont de :Y Examiner le dossier de demande et tous les formulairesY Impliquer les autres autorités concernées dans le proces-

sus de consultation (santé, transport, économie)Y Organiser la participation publique : information publi-

que, inspection publique d‘un dossier de demande, en-quête publique

Y Faire l’évaluation environnementaleY Evaluer les s risques avec des équipes interdisciplinairesY Statuer sur le dossier après approbation par l‘autorité

Page 34: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment26

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

compétente (avec des exigences supplémentaires, p.ex. imposition, condition, limitation dans le temps, réserves concernant la révocation). [ Y voir Etude de cas n°4 : Di-vers aspects de la procédure d’autorisation – L’exemple de la Rhénanie Westphalie du Nord, Allemagne ]

6.1.6 Etablissement de la référence de base – Test de combustion

Les émissions provenant des fours à ciment (à l‘excep-tion des NOx et de quelques métaux lourds) sont indui-tes par la distillation des composés volatils contenus dans la matière première lors des opérations de pré-chauffage (notamment dans l‘échangeur à cyclone ou le précalcinateur). Les composés volatils ne sont prati-quement jamais répartis de manière homogène dans une carrière de matière première, et fluctuent ainsi dans le temps en fonction de la partie en exploitation. De plus, les processus dynamiques de formation et de réduction dans les phénomènes de circulation interne au four, ainsi que les modes d’exploitation du four ont un impact sur les émissions.

Une prévision d’évolution des émissions sur base

de savoir faire d‘expert et, si besoin est, de test d‘expul-sion et d‘analyses chimiques fournirait des informa-tions pertinentes. Cependant, les autorités et les inter-venants externes préfèrent souvent que les émissions soient mesurées.

Dans le cas où un test de combustion est requis, les règles simples énoncées ci-après doivent être appliqués :Y L’essai de référence de base se déroule sur une période

de mesure de 4 à 6 jours sans qu’aucun AFR ne soit introduit, pendant laquelle :

– Poussières, SO2, NOx et COV sont mesurés de manière continue

– HCl, NH3, benzène, PCDD/F et métaux lourds sont mesurés.

Y Le test d‘essai de combustion est identique au test de référence, à la différence que les AFR sont introduits dans le procédé et les mesures effectuées.

Pour le co-processing de déchets très dangereux (comme les pesticides et déchets contenant des PCB – polychlorobiphényle) un test d’incinération devrait être effectué pour démontrer l’efficacité à 99,9999% de la destruction et de l’élimination. Une description dé-taillée de ces tests d’incinération pour vérification des performances se trouve en Y Annexe 12.

Page 35: Directives Ciment

Principe 4

Les règles doivent être respectéesY L’utilisation des AFR n’a pas d’impact négatif sur les émissions au niveau de la cheminée d’une

cimenterie si les règles suivantes sont respectées : – Tous les combustibles alternatifs doivent être introduits directement dans les zones à hautes tem-

pératures du four (c’est à dire, via la tuyère, le milieu du four, la chambre de transition, le brûleur secondaire (boite à fumée) ou le précalcinateur)

– Il en va de même pour les matières premières alternatives ayant une teneur élevée en matières volatiles (matières organiques, soufre)

– Limiter le taux de concentration des polluants dans les matières alternatives pour lesquelles le processus de production du ciment présente une capacité de rétention insuffisante (comme le mercure Hg)

Y Les lignes de production de ciment devront être dotées d’un système permettant l’introduction des poussières de filtres directement dans les broyeurs à ciment.

Principe 5

Le contrôle des émissions est obligatoireY Les émissions doivent être contrôlées afin de démontrer : – La conformité aux règlements et accords nationaux – La conformité aux règles de la compagnie – La fiabilité du contrôle qualité initial des entrants.

Principe 6

Le prétraitement des déchets est requis pour certains flux de déchetsY Pour un fonctionnement optimal, les fours nécessitent une grande stabilité des matières

premières et des flux de combustibles, en termes de qualité et de quantité. Pour certains types de déchets, cette condition peut uniquement être atteinte en les prétraitant.

Principe 7

Les évaluations des impacts sur l’environnement (EIE) doivent confirmer la conformité aux normes environnementales :Y Les évaluations des risques constituent un moyen efficace d’identification des faiblesses du système.Y Les analyses des flux de matières et les bilans énergétiques aident à optimiser les ressources utilisées.

6.2.2 Emissions significatives

27 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

6.2.1 Principe

6.2 Aspects Environnementaux de la Production de Ciment et du Prétraitement des AFR

Chaque pays doit définir ses paramètres de polluants et les seuils des émissions industrielles tout en pre-nant en considération le développement industriel et économique global. En Europe ces émissions sont par exemple définies par la Directive Européenne sur l‘inci-nération des déchets (2000/76/EC) et par le Registre Européen des Emissions Polluantes ( EPER 2001, Y voir Annexe 13 ). Ce dernier couvre 50 polluants et donne des seuils pour des émissions dans l‘air et dans l‘eau (kg/an). En Europe aucune émission dans le sol et dans l‘eau provenant des fours à ciment n‘atteint les seuils EPER. Les Etats-Unis disposent d‘un registre similaire

Cimenteries : Les émissions dans l‘air et plus parti-

culièrement celles des fours considérées comme impor-tantes par la Directive Européenne sur l‘incinération de déchets et par l‘EPER comprennent :Y Les Poussières10, SO2, NOx (somme des NO et de NO2),

CO, COV Y HCl, HF, NH3, PCDD/PCDF, BenzèneY Hg, Tl, Cd et autres métaux lourds.

La surveillance et le reporting des émissions de-vraient inclure les composants mentionnés au Y Tableau 5 ci-après. Ces conditions requises pour le contrôle des émissions atmosphériques des cimenteries sont ambi-tieuses mais elles sont recommandées comme standards pour la réglementation des émissions dans l‘atmosphère.

10 Poussière de gaz totale propre (après passage dans un équipement de dépoussiérage). Dans le cas des cheminées principales d‘un four à ciment, plus de 95% de la poussière de gaz propre atteint la qualité PM10, c‘est à dire à matière particulaire [=PM] inférieure à 10 microns

Page 36: Directives Ciment

Composant Fréquence

Poussières, SO2, NOx, CO, COV De manière continue

HCl, NH3De manière continue ou au moins une fois par an

Benzène, Hg, métaux lourds,Dioxine, Furanne (PCDD/F) Une fois par an

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment28

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Le calcul et le reporting des émissions de CO2 se fait selon le protocole Ciment du WBCSD11.

Etant donné la nature volatile du mercure, une attention spéciale doit être accordée à la teneur en mercure du matériel utilisé pour la production de clin-ker (conventionnel ou AFR) ainsi qu’aux procédures opérationnelles.

Tableau 5 : Fréquence du contrôle des émissions pour des composants significatifs

LE MERCURELe mercure (Hg), bio-cumulatif, constitue un risque pour la santé et, dans toutes ses formes chimiques, il est fortement toxique pour l‘homme. C‘est un élément relativement rare et sa concentration dans la croûte terrestre n‘est que de 0,00005%. Il existe ou dans sa forme naturelle ou en tant que polluant introduit dans l‘environnement. En raison de sa nature volatile et de sa présence dans les combustibles fossiles utilisés dans de nombreux procédés industriels, le mercure est libéré dans l‘atmosphère à partir d‘une grande variété de sources d‘émission anthropogéniques.

On le trouve aussi dans presque toutes les matiè-res premières du ciment et dans le charbon. Le mercure peut entrer en quantités variables dans le procédé du ciment via les matières premières et les combustibles fossiles. Le co-processing de déchets contenant du mer-cure, tels que des pesticides, des boues, etc., peut consti-tuer une source additionnelle de mercure. En raison de sa nature physique, le mercure n‘est pas capté dans la matrice du clinker. Il forme des composés gazeux qui ne sont pas piégés dans le four rotatif et dans la zone de préchauffage. A l’inverse, les composés gazeux se condensent sur les particules de matières premières dans le broyeur à cru et au niveau du collecteur de poussière au cours des l‘opération de broyage. Ainsi le mercure s‘accumule dans le cycle des matières pendant les opérations de broyage et s‘échappe dans

l‘environnement pendant les phases d‘opérations di-rectes. Les émissions de mercure peuvent être minimi-sées par installation d’un by-pass externe, et en intro-duisant directement les poussières des filtres au broyeur à ciment. Pour réduire les émissions de mercure, il est nécessaire de limiter l’apport de mercure introduit dans le système du four via les matières premières et les combustibles, conventionnels et alternatifs.

La Directive Européenne 2000/76/EC sur l‘inci-nération des déchets ainsi que le règlement américain MACT sur l‘incinération de déchets dangereux limi-tent les émissions de mercure à 0,05 mg/Nm3, un seuil qui devrait être respecté par tous les exploitants de cimenteries. Dans des conditions normales de fonc-tionnement, les fours à ciment n‘ont aucun problème pour se conformer à cette limite. C‘est également vrai dans le cas où des combustibles alternatifs sont utili-sés pour remplacer les combustibles fossiles. Une utili-sation responsable des AFR implique de faire des analyses sur les matières entrant dans le procédé afin de déterminer leur teneur en Hg et ainsi proscrire leur utilisation lorsque leur teneur en Hg est élevée. Des études effectuées en Allemagne et portant sur les dif-férences entre le co-processing et d’autres formes de traitement des déchtes ont montré que seul le mer-cure doit être considéré comme un élément à “risque” pour le co-processing.

Installations de prétraitement des AFR.Dans le guide du document de l‘EPER, les émissions suivantes sont mentionnées comme pouvant provenir d’installations de gestion de déchets :

CH4, CO, CO2, NH3, NOx, SOx, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, HCB, PCDD/F, TCM, TCE, HAP, HCl, HF, COV et les poussières

Il est peu probable que des émissions normales dans l‘atmosphère, dans le sol et dans l‘eau, provenant d‘installations de prétraitement, atteignent les seuils EPER pour un des polluants. Néanmoins, la surveillance et le reporting des émissions doivent être faites confor-mément aux réglementations applicables localement.

11 Rapport sur les normes du calcul et du reporting du CO2 pour l’industrie cimentière : http://www.wbcsd.org/web/publications/cement-tf1.pdf

Page 37: Directives Ciment

29 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Cimenteries.

Emissions atmosphériques : Les causes des émissions dans l‘atmosphère issues de la production de ciment, les niveaux des émissions et les techniques appropriées de réduction des sont indiqués en Y Annexe 14. Dans la mesure où il n‘y a pas de changement significatif des émissions dans le co-processing réalisé selon les techni-ques les plus récentes, l‘annexe est aussi applicable aux opérations de co-processing en four de cimenterie.Eau et sol : En règle générale les cimenteries ne produi-sent pas d‘eau industrielle polluée. Elles génèrent des eaux usées domestiques à partir de différents secteurs de l‘usine, qui sont évacuées vers des installations de traitement des eaux usées appartenant à l‘usine ou au secteur public. Les impacts sur le sol peuvent avoir pour origine des émissions fugitives de poussières ; ils sont normalement limités à la zone de l‘usine (et de la car-rière). La croissance de la végétation peut être affaiblie par les dépôts de poussière.Bruit : Il est en général généré par les ventilateurs et compresseurs, les réducteurs de vitesse, les broyeurs à boulets, les refroidisseurs planétaires et la circulation des véhicules. Les mesures pour y remédier sont routi-nières et comprennent des barrières anti-bruit, l‘amor-tissement et l‘isolation contre le bruit ou, dans le cas idéal, l‘éloignement du site de la cimenterie des agglo-mérations. La santé et la sécurité des employés et des résidents exigent habituellement une combinaison de toutes ces mesures de réduction.

Usines de prétraitement des AFR

Emissions atmosphériques : Les émissions à l‘atmos-phère provenant d‘une installation de prétraitement des AFR dépendront des types de déchets traités et du procédé de traitement utilisé. Des émissions de pous-

sière et de COV peuvent être générées et des techniques de réduction appropriées doivent par conséquent être mises en place. Des techniques courantes de réduction des COV sont les suivantes : piégeage à l‘azote, traite-ment biologique, charbon actif et traitement thermi-que. En règle générale, la poussière est réduite par utili-sation de filtres à manches. Eau et sol : Les émissions potentielles dans l‘eau et dans le sol provenant d‘une installation de prétraitement des AFR dépendront des types de déchets traités et du pro-cédé de traitement utilisé. Des techniques de réduction appropriées doivent être mises en place. Des procédés de réduction des pollutions dans l’eau différents peu-vent être mises en œuvre, seuls ou combiné, selon la nature et le degré de agents polluants et du récepteur (eau de surface, traitement de l‘eau sur le site, station industrielle ou urbaine collective) :Y Sédimentation, séparateurs hydrocarbures/huiles/

bouesY Charbon actif (suffisant si l‘eau est peu contaminée)Y Traitement physico-chimiqueY Traitement biologiqueY Traitement thermique (pour eau fortement polluée).

Les sous-produits de ces installations (charbon ac-tif usé, boues, hydrocarbures, huiles, etc.) peuvent être réintroduits dans le processus de production de ciment en vue de leur valorisation/élimination, ou être achemi-nés vers des installations de traitement externes.Odeurs et bruit : Les activités de traitement des AFR peuvent être une source considérable d’odeurs mais les effets dépendent des types de déchets traités et des procédés de traitement utilisés. Des techniques appro-priées de réduction doivent être mises en place, telles que : piégeage à l’azote, traitement biologique, charbon actif et traitement thermique. Les mesures contre le bruit sont routinières et incluent celles déjà précédem-ment citées.

6.2.3 Génération des émissions et techniques de réduction

Page 38: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment30

Cimenteries

Emissions dans l‘atmosphère : Les paramètres ci-après devraient être mesurés dans toutes les usines (voir la Directive européenne 2000-76-EC) ; les valeurs limites de ces paramètres figurent dans Y l‘Annexe 15) :Y De manière continue : Poussières, SO2, NOx et COVY Une fois par an au minimum : HCl, NH3, benzène,

PCDD/F, Hg et autres métaux lourds Pour les mesures continues il faut utiliser des ana-

lyseurs en ligne fiables. Pour ce qui concerne les mesu-res effectuées une fois par an, les cimenteries doivent sélectionner des sociétés de service nationales ou inter-nationales. De manière à ce que les données sur les émissions puissent être comparées au niveau interna-tional, celles-ci seront converties et exprimées en [mg de …/Nm3, gaz sec à teneur en O2 de 10%] en moyennes journalières.

Durant les mesures effectuées une fois par an, les sociétés de service doivent aussi mesurer les poussiè-res, le SO2, les NOx et les COV, et comparer les résultats aux moyennes respectives obtenues pour les mesures continues durant la même période. En cas de variations excessives, l‘exactitude des mesures continues et dis-continues doit être vérifiée.

Le rapport standard doit comprendre, pour les me-sures continues :Y La moyenne annuelle des moyennes journalièresY Le nombre de moyennes journalières dépassant une

valeur limiteY La déviation standard des moyennes journalières

Le rapport standard pour les mesures périodiques doit inclure la valeur de la moyenne arithmétique de toutes les mesures discontinues d’une année (s’il y en a plus d’une).Sol et eau : Les cimenteries ne génèrent pas d’eaux usées spécifique à la production de ciment, mais seule-ment des eaux usées domestiques, qui sont rejetées une installation de traitement des eaux usées publique ou appartenant à l’usine. Les procédures standards sont utilisées pour contrôler la qualité des effluents et pour définir le traitement approprié.Poussière : Si des matières volatiles telles que des mé-taux lourds ou des organiques entrent dans le système, elles peuvent être transférées dans la poussière des cheminées principales. Si les électrofiltres sont à l’arrêt,

ces particules sont diffusés et peuvent affecter les sols à proximité des cheminées. Dans une cimenterie mo-derne conçue selon les règles de l’art une partie de la poussière directe des filtres est introduite directement dans les broyeurs à ciment : ceci évite l’accumulation des polluants dans le circuit de production, et, par voie de conséquence, toute émission significative et pollu-tion résultante des sols.Odeurs et bruit : Aucune méthode de contrôle spécifi-que de ces nuisances n’est connue : il s’agit d’un contrô-le de routine. Alors que les mesures des émissions sono-res sont parfois effectuées dans l’usine et autour de l’usine, les mesures des odeurs sont complexes, non fia-bles et comparativement coûteuses. Il n’y a pas de cas connu de mesure d’odeurs dans et aux alentours d’une cimenterie. [ Y voir Etude de cas n°5 : Contrôle des émis-sions et reporting – Les expériences de Holcim ]

Installations de traitement des AFR

Emissions ‘atmosphériques : Les centres de prétraite-ment AFR doivent être contrôlés et des échantillons des émissions prélevés par un laboratoire d‘essais indépen-dant externe au moins une fois par an. Les conditions des inspections et les tests d’émissions doivent être décrits dans les conditions du permis / de la licence de l’installation. La société de contrôle doit se conformer aux conditions exigées par les réglementations locales, tant en ce qui concerne les compétences que la rédac-tion du rapport.Sol et eau : Les eaux de lavage et de traitement peuvent constituer une importante source de pollution de l‘eau. Des valeurs limites de rejets par polluant doivent faire partie intégrante du permis et la conformité des rejets doit être contrôlée. Des émissions dans le sol et la nap-pe ne doivent pas se produire, sauf incident. Toutefois, il est nécessaire d’évaluer la base de référence relative au niveau de pollution de la nappe phréatique et du sol, préalablement à la construction ou au démarrage du centre de prétraitement des déchets, dans l’éventualité de recours. Odeurs et bruit : Aucun contrôle spécifique n‘est requis, dans la mesure où le niveau de bruit doit être relative-ment faible Toutefois des mesures peuvent être mises en place pour la santé et la sécurité des ouvriers, ainsi que pour l‘évaluation de l‘impact environnemental, no-

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

6.2.4 Contrôle et surveillance des émissions

Page 39: Directives Ciment

31 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

tamment lorsque de nouveaux équipements sont mis en service. La mesure des odeurs peut s’avérer complexe et peu fiable. Toutefois, il est nécessaire d’évaluer la ba-se de référence relative au niveau des nuisances olfacti-ves et du bruit, préalablement à la construction ou au démarrage du centre de prétraitement des déchets, dans l’éventualité de plaintes futures des voisins ou recours. [ Y voir Etude de cas n°6 : Prétraitement des déchets – L’exemple de Ecoltec, Mexique ]

6.2.5 Impact environnemental des polluants dans les produits

Certains métaux lourds (Hg, Tl, Cd, Sb, As, Pb, Cr) sont qualifiés de polluants car s‘ils sont absorbés en quantité excessive par des organismes vivants, ils peuvent donner lieu à des troubles de la santé. Il en est de même pour les polluants organiques (p.ex. PCDD/F). Comme les métaux lourds sont présents dans toutes les matières entrant dans le procédé cimentier, conventionnelles ou alternati-ves, on en retrouve dans le ciment produit.

La teneur en métaux lourds du clinker fabriqué sans AFR varie considérablement selon l‘emplacement géo-graphique et/ou géologique des matières premières. De longues investigations ont montré que, statistiquement, l‘effet des AFR sur la teneur en métaux lourds du clinker est marginal. La seule exception est que l‘utilisation ex-cessive de pneus augmentera la teneur en zinc.

Les polluants organiques des matières introduites dans les zones à haute température du four, sont complè-tement détruits et les cendres inorganiques sont incor-porées dans le produit final.

Le mortier et le béton agissent comme un système “à barrières multiples” contre la libération des métaux. Ceci est dû notamment à :

Y l‘incorporation des métaux dans la structure cristal-line du clinker

Y l‘incorporation des métaux dans le produit d‘hydra-tation dans le ciment

Y la formation de minéraux insolublesY le piégeage des métaux dans la structure dense du

béton.

Les évaluations de la qualité environnementale du ci-ment et du béton sont basées sur les caractéristiques de lixiviation des métaux dans l‘eau et le sol. Plusieurs scénarios d‘exposition doivent être considérés :Y exposition de structures de béton en contact direct

avec la nappe phréatique (applications “primaires”)Y exposition de mortier ou béton à l‘eau potable dans

les systèmes d‘adduction (canalisations en béton) ou de stockage (réservoirs en béton) ; (ce sont des appli-cations de “service à vie”)

Y réutilisation de déchets de béton de démolition recy-clé dans les granulats, les constructions routières, le remplissage de barrages, etc. (applications “secondai-res” ou “de recyclage”)

Y enfouissement de déchets de béton (applications de “fin de vie”).

La lixiviation des éléments traces du béton, dans l’intervalle des valeurs pH significatives d’un point de vue environnemental (7 à 11), est un processus de diffusion, à savoir extrêmement lent. Toutefois tous les métaux n’ont pas les mêmes caractéristiques de lixiviation.

Les principaux résultats des nombreuses études sur la lixiviation entreprises pour évaluer l‘impact envi-ronnemental des métaux lourds piégés dans le béton sont les suivants :Y Les quantités de micro-éléments lixiviés à partir du

béton monolithique (applications “à vie” et de recy-clage) sont inférieures ou très proches des valeurs li-mites de détection des méthodes analytiques les plus sensibles

Y Aucune différence significative n‘a été observée dans le comportement de lixiviation des micro-éléments entre différents types de ciments produits avec ou sans combustibles ou matières premières alternatifs.

Y Le comportement à la lixiviation de béton fabriqué avec différents types de ciment est similaire

Y Cependant, les quantités lixiviées de certains élé-ments tels que le chrome, l‘aluminium et le baryum peuvent, dans certaines conditions, être proches des limites fixées pour les normes de l‘eau potable ; le chrome hexavalent du ciment est soluble dans l‘eau et peut être lixivié à un niveau plus élevé que d‘autres métaux contenus dans le béton. Par conséquent l‘in-troduction de chrome dans le ciment et le béton doit être limitée autant que possible

Y Des essais de laboratoire et des études sur le terrain

6.2.6 Lixiviation des polluants incorporés à partir du béton

Page 40: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment32

ont montré que les valeurs limites applicables (p.ex. les spécifications pour la nappe phréatique ou l‘eau potable) ne sont pas dépassés tant que la structure en béton reste intacte (p.ex. dans les applications primaires ou “service à vie”)

Y Il est possible que certains métaux tels que l‘arsenic, le chrome, le vanadium, l‘antimoine ou le molybdène (appelés “oxyanions”) aient un comportement à la lixiviation plus rapide, particulièrement quand la structure en mortier ou béton est détruite au cours du broyage ou d‘autres procédés visant à en réduire le volume (p.ex. pendant les étapes du recyclage telles que l‘utilisation comme granulats dans les fonda-tions de routes, ou dans les scénarios de fin de vie tels que l‘enfouissement)

Y Comme il n‘existe pas de relation simple et consis-tante entre la quantité lixiviée d’éléments traces et leur concentration totale dans le béton ou le ciment, leur teneur dans les ciments ne peut pas être utilisée comme un critère environnemental.

Dans les cas où la concentration en métaux lourds dépasse le niveau habituel trouvé dans les ciments fa-briqués sans utilisation d’AFR, il y a lieu d’effectuer des tests de lixiviation.

Pour différents scénarios d’expositions de béton et de mortier, des tests de lixiviation et des procédures d’évaluation différents doivent être appliqués. Des pro-cédures d’essai standardisées existantes ont été mises au point principalement pour la réglementation relati-

ve aux déchets et les normes sur l’eau potable. Des procédures harmonisées et standardisées pour tester la conformité basée sur les scénarios d’exposition ci-des-sus restent cependant une nécessité.

6.2.7 Commentaires particuliers concernant les dioxines et les furannes

La Convention de Stockholm sur les Polluants Organi-ques Persistants (POPs) liste les fours à ciment qui trai-tent des déchets dangereux comme une source poten-tielle d‘émissions de PCDD/PCDF. Bien qu’il existe des exceptions, les émissions de PCDD/PCDF des fours à ci-ment sont généralement inférieures à 0,1 ng l-TEQ/Nm3, indépendamment de l’utilisation ou non d’AFR. La Convention de Stockholm régule aussi les HCB et PCB est demande plus d’information de l’industrie.

Il existe une étude exhaustive réalisée par l‘UNEP et le WBCSD, concernant les POPs et le co-processing (le résumé du rapport figure en Y Annexe 16), qui fait ressortir les éléments suivants :Y Les fours à ciment, à de faibles exceptions près,

n‘émettent pas de PCCD/F en quantités significatives.Y Si des PCCD/F sont produites, il s’agit généralement

de produits de réaction de substances organiques contenues dans les matières premières, volatilisées à partir de la farine crue et qui agissent comme des précurseurs de la nouvelles formation de PCCD/F dans les parties plus froides du processus.

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

DIOxINES ET FURANNESToute introduction de chlore en présence de matière orga-nique peut potentiellement provoquer la formation de di-benzodioxines polychlorées (PCDD) et de dibenzofurannes polychlorés (PCDF) au cours des processus de combustion. Les PCDD et les PCDF peuvent être formées dans et après le préchauffeur et dans le dispositif de dépoussiérage si des précurseurs de chlore et d‘hydrocarbures sont présents en quantités suffisantes dans la matière première. Il est connu que des dioxines et des furannes peuvent se reconstituer lors de la synthèse de novo dans l‘intervalle de températures de refroidissement entre 450° à 200°C. Il est donc important que les gaz, en quittant le four, soient refroidis rapidement dans cet intervalle de températures. En raison de la longue durée de séjour dans le four et des fortes températures, les émissions de PCDDs et de PCDFs sont généralement faibles

dans des conditions stables du four. En Europe, la produc-tion de ciment est rarement une source significative d‘émis-sions de PCDD/F. Les données rapportées indiquent que les fours à ciment peuvent se conformer à des émissions de 0,1 ng TEQ/Nm3, soit la valeur limite stipulée par la législation européenne pour les installations d‘incinération de déchets dangereux (Directive du Conseil 94/67/EC). En Allemagne, des mesures effectuées dans 16 cimenteries (fours VS avec préchauffeur et fours Lepol) indiquent que la concentration moyenne s‘élève à 0,02 ng TE/m3 environ.

Source : Prévention et Contrôle Intégrés de la Pollution (IPPC) : Document de Référence sur la meilleure technolo-gie disponible dans les industries de fabrication de ciment et de chaux, 12/2001

Page 41: Directives Ciment

33 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Y Les fours longs voie sèche et les fours voie humide sont plus susceptible d‘émettre des PCCD/F que les nouvelles techniques de fours à cyclones / précalcina-teur, dans le cas où la matière première contient des substances organiques défavorables (aussi bien natu-relles qu‘alternatives).

Y Les émissions de PCCD/F sont indépendantes de l‘uti-lisation de combustibles (alternatifs) si les principes généraux d‘un bon contrôle du processus sont res-pectés.

[ Y voir Etude de cas n°7 : Test d’incinération avec contrôle des émission de PCCD/PCCF – L’exemple des Philippines ]

6.2.8 Gestion des poussières du four et des by-passEn cas d‘absorption excessive de chlore avec les matiè-res d‘alimentation, les fours à ciment présentent des problèmes d’exploitation, car les matières traitées sont collantes. Ces problèmes se résolvent en extrayant une partie des gaz du four à l‘endroit de la plus forte concen-tration en chlore. Lors de la trempe à l‘air, le chlore se condense sur les particules de poussière et peut alors être retiré du système au moyen de dispositifs de dé-

poussiérage. Le produit qui en résulte (ou produit inter-médiaire) est appelé poussières de by-pass (BpD).

Dans certains cas, aux USA notamment, le marché exige des ciments faiblement alcalins. La volatilisation des alcalins est favorisée par l‘addition du chlore. Les deux éléments sont alors extraits en utilisant un sys-tème de by-pass générant des BpD.

Si l‘alcali est enlevé dans des fours longs à procédé humide ou sec, un type de poussière différent est pro-duit, appelé poussière de four à ciment (CKD, niveaux d‘enrichissement moyens).

Les BpD ainsi que les CKD peuvent être minimi-sées en quantité, ou ajoutées aux ciments (si les nor-mes locales le permettent) ; mais dans certains cas, el-les ne peuvent pas être entièrement réutilisées. Dans ce cas la mise en décharge est nécessaire :Y Si l’enfouissement ne peut pas être évité, il doit être

effectué en décharge contrôlée.Y Les BpD et les CKD doivent être compactés pour pré-

venir l’érosion par le vent, et la surface exposée doit être réduite.

Y Les effluents doivent être collectés et traités avant rejet.

Page 42: Directives Ciment

Principe 8

Les conditions d’approvisionnement en déchets et en AFR sont essentielles :Y La traçabilité des déchets permet d’éviter des émissions non souhaitées, de minimiser les risques

d’exploitation et d’assurer la qualité du produit final.Y La traçabilité devra être assurée au niveau des installations de prétraitement ou

de co-processing, depuis la réception jusqu’au traitement final.Y Les accords commerciaux conclus avec des clients réguliers (générateurs de déchets, collecteurs

de déchets) devront inclure des critères de qualité et de livraison pour permettre l’obtention d’un flux de déchets uniforme.

Y Les catégories de déchets inadéquats au co-processing devront être refusées.Y Tout nouveau déchet doit être soumis à une procédure détaillée d’identification de son origine,

préalablement à son acceptation.

Principe 9

Le transport, la manutention et le stockage des déchets doivent être contrôlés :Y Les directives générales en matière de transport de déchets et d’AFR doivent être conformes aux

exigences réglementaires.Y Des instructions et des équipements adaptés pour le transport, la manutention et le stockage de

déchets solides et liquides ainsi que des AFR devront être fournis et entretenus régulièrement.Y Les systèmes de transport, de dosage et d’alimentation devront être conçus de manière à mini-

miser les émissions fugitives de poussières, à éviter les déversements et l’émission de vapeurs toxiques ou nocives.

Y Des plans d’urgence et d’intervention adéquats en cas de déversement doivent être élaborés, mis en œuvre et communiqués aux employés de l’usine.

Principe 10

Les aspects opérationnels doivent être pris en considération :Y Les AFR doivent être injectés à des points d’introduction appropriés du four, déterminés par les

caractéristiques de ces AFR.Y Les conditions techniques de l’usine qui influent sur les émissions, la qualité du produit et la ca-

pacité de production devront être minutieusement contrôlées et surveillées.Y Lors des opérations de démarrage, d’arrêt ou de refoulement du four, les procédures à mettre en

œuvre pour l’alimentation des AFR doivent être documentées et accessibles aux opérateurs.

Principe 11

Le système de contrôle qualité est obligatoire :Y Des plans de contrôle documentés relatifs aux déchets et aux AFR doivent être élaborés et mis

en oeuvre pour chaque installation de prétraitement ou de co-processing.Y Les procédures, les équipements adéquats et un personnel dûment formé pour le contrôle des

déchets et des AFR devront être disponibles.Y Des protocoles appropriés devront être mis en œuvre et communiqués aux opérateurs, en cas de

non-conformités par rapport à des spécifications données.

Principe 12

Le contrôle et l’audit permettent une traçabilité transparente :Y Des protocoles de contrôle et d’audit pour la gestion des déchets et des AFR dans les installations

de prétraitement et de co-processing doivent être élaborés et mis en œuvre.Y Des instructions et une formation adéquate doivent être fournies au personnel de la société pour

effectuer des audits internes.

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment34

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

6.3 Questions Opérationnelles

6.3.1 Principes spécifiques

Page 43: Directives Ciment

35 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

6.3.2 Approvisionnement en déchets et en AFRL’utilisation potentielle d’un déchet ou d’AFR sur un site de prétraitement ou de co-processing nécessite un pro-cessus minutieux de sélection afin de s’assurer de la conformité des déchets /AFR aux spécifications don-nées (externes et internes) et autres exigences.

Avant d’accepter un déchet proposé, celui-ci doit être soumis à un processus détaillé de qualification qui se compose des étapes suivantes :Y Identification du générateur du déchet proposéY Evaluation de l‘information existante, tel que – Activité commerciale ou type de procédé ayant gé-

néré le déchet – Elimination, stockage ou traitement intermédiaires

du déchet – Caractéristiques physiques et chimiques du déchet – Données sur la santé et la sécurité et classification

des risques (Fiches de données de sécurité, etc.) – Volume des stocks existants et rythme mensuel

prévu pour les livraisons – Conditions de transport (codes des déchets, codes

du transport, conditionnement, mode de transport, conditions légales requises)

Y Analyse complète d’un échantillon représentatif du déchet, comprenant au minimum toutes les caracté-ristiques chimiques et physiques énumérées dans le permis d’exploiter et dans les spécifications du centre.

Y Comparaison avec des spécifications données.Y Création d’une base de données relative aux déchets

en acceptation [ Y voir Annexe 17 ]Y Dans le cas où le déchet proposé est accepté, contrat

et planification pour les livraisons de déchets.Les déchets énumérés au Y Chapitre 6.1.4 et ceux

pour lesquels l‘information est insuffisante, douteuse ou peu fiable, ne doivent pas être acceptés.

6.3.3 Transport, manipulation et stockage des matériauxLe transport, le stockage et la manipulation des déchets – en particulier ceux qui ont des caractéristiques dan-gereuses – sont fréquemment soumis à des conditions légales détaillées et/ou à d’autres réglementations. Ces conditions ou réglementations locales, nationales et internationales doivent être respectées (p.ex. la Conven-tion de Bâle). Les bonnes pratiques de gestion et les engagements décrits ci-après doivent être adoptés :

Directives pour le transport. Seuls des transporteurs autorisés seront choisis pour livrer des déchets et des AFR aux sites de prétraitement et de co-processing. Les pro-priétaires et/ou les gestionnaires d’équipements de transport doivent :Y Fournir les preuves d’une bonne maintenance de leur

équipementY Employer seulement des opérateurs qualifiésY Respecter tous les règlements et toutes les conditions

légales spécifiques selon la nature des déchets livrésY Respecter strictement les procédures et les protocoles

du site de traitement, dès lors qu’ils s’y trouvent.Le responsable du site de traitement doit informer

les propriétaires et les opérateurs du transport, des conditions et des procédures applicables sur l’installa-tion et exiger des fournisseurs de déchets des preuves de la formation adaptée des opérateurs.

Directives pour le transport, la manipulation et le stoc-kage interne. Le transport, le stockage et la manipula-tion internes des déchets et des AFR doivent être faits de manière à éviter tout risque de déversements acciden-tels et de contamination de la nappe phréatique / du sol, à minimiser le risque d’incendie ou d’explosion, à contrô-ler les poussières diffuses à partir des matières sèches et à confiner les composés volatils, les odeurs et le bruit.

Les sites de prétraitement et de co-processing doi-vent :Y Elaborer et spécifier des procédures et des instruc-

tions pour le déchargement, la manipulation et le stockage des combustibles solides et liquides et des matières premières

Y Fournir des capacités de stockage et des installations de manutention suffisantes et adaptées

Y Mettre en place et communiquer des plans détaillés pour les cas de déversement accidentel et d’urgence

Y Mettre en œuvre des contrôles spécifiques aux poussiè-res diffuses durant le transport, le déchargement, l’ache-minement et la reprise des déchets des zones de stockage

Y Contrôler l’érosion par le vent et l’écoulement des eaux des stocks

Y Appliquer un design anti-incendie et anti-explosion pour toutes les installations, selon la nature des produits

Y Fournir des installations et des équipements adaptés pour supprimer ou contenir les composés gazeux volatils

Y S’assurer de la disponibilité des équipements de protec-tion et d’une formation adéquate des ouvriers sur le site.

Page 44: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment36

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Figure 6 : Points d’introduction possibles pour les AFR

6.3.4 Aspects opérationnelsUne utilisation responsable et sans danger des AFR né-cessite un choix judicieux de leurs points d’introduc-tion dans le four, aussi bien qu’un contrôle opérationnel global en fonction des caractéristiques spécifiques et des volumes des AFR.

Recommandations pour le choix du point d‘introduction Des points d‘introduction adaptés doivent être choisis en fonction des caractéristiques physiques, chimiques et (le cas échéant) toxicologiques des AFR utilisés [ Y voir Figure 6 ].

Les combustibles alternatifs doivent toujours être introduits dans les zones à hautes températures du four. Les caractéristiques physiques et chimiques du combus-tible déterminent le point d‘introduction exact, c‘est-à-dire la tuyère principale, le pré-calcinateur, le préchauf-feur ou le milieu du four (pour des fours longs voie sèche ou les fours voie humide). Les combustibles alternatifs contenant des composés toxiques stables doivent être

introduits dans la tuyère principale pour assurer une combustion complète grâce à la forte température de la flamme et aux longs temps de séjour des gaz.

Il est interdit d’introduire dans le four des matières premières alternatives contenant des composés volatils (organiques et inorganiques) via l’approvisionnement normal en farine crue, à moins qu’il n’ait été prouvé par des tests contrôlés effectués dans le four ou par des tests de laboratoire appropriés qu’aucun élément indé-sirable ne sera produit à la cheminée.

Recommandations pour le contrôle du fonctionnement du four

L‘utilisation d’ AFR ne doit pas affecter négativement le fonctionnement régulier et continu du four, ni la qualité du produit ou la performance environnementale du si-te. Par conséquent, une qualité et un rythme d‘alimen-tation constants des AFR doivent être assurés.

L‘impact des AFR sur l‘entrée totale en éléments volatils tels que le chlore, le soufre ou les alcalins, doit être très minutieusement évalué avant l‘acceptation, car ils peuvent provoquer des désordres opérationnels dans un four. Des critères spécifiques d‘acceptation doivent être établis séparément par le site pour ces éléments, sur base du procédé type et des conditions spécifiques du four.

Les principes généraux d‘un bon contrôle opéra-tionnel du four utilisant des combustibles et des matiè-res premières conventionnels doivent être appliqués. Tous les paramètres significatifs du procédé doivent en l‘occurrence être mesurés, enregistrés et évalués de ma-nière continue. Les opérateurs du four doivent recevoir une formation adaptée où l‘accent est mis, en particu-lier, sur les conditions exigées pour l‘utilisation des AFR – y compris les aspects de santé et de sécurité (OH&S) et les aspects environnementaux relatifs aux émissions.

Pour les opérations de démarrage, d‘arrêt et de refoulement du four, des instructions de travail écrites, précisant les opérations pour arrêter ou réduire l‘ali-mentation en AFR, doivent être disponibles et connues des opérateurs des fours.

La composition minérale des déchets/AFR peut changer les caractéristiques du clinker. La composition du cru doit être ajustée en conséquence, afin de respec-ter les normes chimiques établies. Des limites pour le

Page 45: Directives Ciment

37 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

chlore, le soufre et les alcalins doivent être déterminées, et les normes opérationnelles établies doivent être stric-tement respectées. Des installations de by-pass permet-tant d’augmenter l‘utilisation des AFR ne doivent être prises en considération que si des solutions appropriées pour la gestion des poussières générées par le by-pass ont été identifiées. L‘enfouissement non contrôlé des poussières générées par le by-pass est inacceptable.

L‘utilisation des AFR est faite selon les technolo-gies les plus actuelles pour les combustibles et les ma-tières premières conventionnels. Les évolutions et les améliorations techniques essentielles doivent, le cas échéant, être évaluées et adaptées.

6.3.5 Système de contrôle de la qualitéChaque site de prétraitement ou de co-processing doit établir un système complet de contrôle de la qualité pour la qualification des déchets, des livraisons de routine, des expéditions d’AFR préparés. La site de co-processing doit faire de même pour son produit fini (clinker, ciment).

Recommandations pour des plans de contrôle

Le schéma de contrôle, en Y Annexe 18, illustre le contrôle des déchets et des AFR. Le plan de contrôle doit être éla-boré en coopération avec le département commercial chargé de l‘approvisionnement en déchets, et avec le responsable du centre de prétraitement de déchets et/ou de la cimenterie.

Des contrôles de livraison pour les opérations de routine doivent être effectués pour chaque expédition in-dividuelle. Le contrôle de livraison doit porter sur les as-pects administratifs (contrôle des documents, du certificat d’acceptation des déchets/AFR, du certificat de transport, etc.) et les aspects analytiques (échantillonnage, tests/analyses, comparaison avec les spécifications).

Le plan de contrôle détaillé dépend de l‘origine et de la nature des déchets ou des AFR et comporte des spéci-fications concernant les codes d‘identification, les res-ponsabilités, le lieu et la fréquence de l‘échantillonnage, le type d’analyses, la fréquence des tests et les conditions requises du permis.

Dans les centres de prétraitement, chaque lot d‘AFR préparé doit être contrôlé avant d‘être expédié à la ci-menterie ou avant d‘être transféré aux cuves ou aux halls

de stockage. Les échantillons et les résultats des analyses doivent être conservés ou archivés pendant une période déterminée. Des tests comparatifs doivent être effectués périodiquement afin de vérifier et d‘améliorer la perfor-mance analytique du laboratoire de contrôle. [ Y voir Etude de cas n°8 : Laboratoire de contrôle de la qualité des AFR – L’exemple de Resotec, Brésil ]

Recommandations pour les procédures, les équipe-ments et la formation

Des instructions du travail documentées (procédures opérationnelles standard) pour l‘échantillonnage, les analyses, la conservation des échantillons, la mainte-nance des équipements de laboratoire (calibrage, ma-nutention, etc.), les procédures administratives et la validation des résultats doivent être disponibles et communiquées au personnel du service.

Une conception adaptée du laboratoire ainsi que des équipements d‘échantillonnage et d‘analyses doi-vent être fournis et entretenus afin de pouvoir réaliser tous les tests requis, correspondant aux types de dé-chets / AFR et au plan de contrôle.

Le personnel de service doit être formé selon les besoins spécifiques et selon la nature des déchets ou des AFR traités. Des plans de formation et de suivi docu-mentés et doivent être élaborés et conservés pour ser-vir de référence. La formation doit couvrir les aspects santé et sécurité (OH&S) ainsi que les aspects environ-nementaux.

Recommandations pour des cas de non-conformité

Des protocoles et des instructions écrits doivent être disponibles ; ils doivent préciser les mesures à prendre en cas de non-conformité aux spécifications ou règle-ments donnés. Les fournisseurs de déchets ou d‘AFR doivent être informés des livraisons non conformes.

Si les explications données par le fournisseur du déchet ne sont pas satisfaisantes, le lot doit être rejeté et les autorités doivent être informées (si le permis l’exige).

Les résultats des analyses doivent être évalués ré-gulièrement pour chaque fournisseur sur une base statistique afin d‘évaluer la performance et la fiabilité du fournisseur de déchets / AFR et de réviser périodi-quement le contrat.

Page 46: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment38

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Recommandations pour le contrôle du produit fini

Les produits finis, tels que le clinker ou le ciment, sont soumis à des procédures régulières de contrôle requises par les spécifications habituelles en matière de qualité telles qu‘elles ont été consignées dans les normes de qualité nationales ou internationales applicables.

6.3.6 Contrôle et auditUn contrôle systématique des performances d’un site associé à un audit périodique doit permettre de s’assu-rer que les opérations du site sont toujours en confor-mité avec tous les permis d‘exploitation et l’ensemble des exigences internes ou externes.

Recommandations pour le contrôle et l‘audit

La société doit effectuer des audits systématiques et périodiques pour garantir la conformité avec son per-mis de traitement de déchets, avec les conditions régle-mentaires ainsi qu‘avec les normes internes et les Di-

rectives tel que prescrit dans Y les Principes Opération-nels 8–12. La société doit former un personnel sélec-tionné issu de différents départements (production, qualité, AFR, juridique, santé et sécurité (OH&S), etc.) en techniques et protocoles d’audit.

Des audits internes doivent être effectués au moins une fois par an. Ces audits peuvent être effectués en combinaison avec les audits requis par l‘ISO 9001/14001 des systèmes de management. Des instruc-tions de travail et des protocoles d‘audit écrits (y com-pris des listes de contrôle) doivent être élaborés et fournis par la société.

Les rapports d’audit donnant les principales conclusions et recommandations doivent être soumis aux Responsables de l’entreprise pour contrôle. Les Res-ponsables doivent prendre des mesures afin de s’assu-rer que les causes premières de non-conformité soient évaluées et que les cas de non-conformité soient élimi-nés. Des audits supplémentaires par des tiers (institu-tions indépendantes) doivent être effectués périodi-quement afin de vérifier ou de compléter les résultats de l’équipe d’audit interne de la société.

Page 47: Directives Ciment

Principe 13

Le choix du site permet d’éviter les risques :Y Un emplacement adéquat (environnemental, proximité des populations concernées, impact

de la logistique/du transport) ; une bonne infrastructure (solutions techniques pour limiter les émissions, les odeurs, les poussières, l’infiltration dans les nappes phréatiques ou les eaux de surfaces, la protection contre les incendies, etc.) et un encadrement ainsi que du personnel dûment formés à la manutention et au traitement des AFR sont tous des facteurs potentiels de réduction des risques.

Principe 14Hygiène et sécurité :Y Chaque site doit disposer d’un service d’hygiène et de sécurité.Y Un responsable des risques est chargé de la disposition et des performances du service.

Principe 15

La documentation et l’information sont des impératifs :Y La documentation et l’information constituent la base d’une ouverture et d’une transparence

concernant les mesures en matière de santé et de sécurité.Y L’information doit être disponible pour le personnel et les autorités avant de démarrer une

quelconque activité de co-processing.

Principe 16

La formation doit être dispensée à tous les niveaux :Y Les responsables des sites doivent être formés avant de démarrer des activités de co-processing

sur une nouvelle installation ou sur un nouveau site. Les visites sur le terrain, à des installations déjà existantes, sont fortement recommandées.

Y La formation de nouveaux opérateurs et sous-traitants aux opérations dangereuses devra être achevée avant le démarrage des activités de co-processing. Un recyclage périodique pour les employés et les sous-traitants doit être prévu et une formation d’intégration pour tous les visiteurs et les tiers devra être incluse.

Y La compréhension des risques et de la manière de les limiter est un élément clé de la formation.Y La formation et l’information des autorités sont à la base de l’instauration de la crédibilité.

Principe 17

Plans d’urgence et d’intervention en cas de déversement accidentel :Y Une planification correcte et régulière des situations d’urgences et des plans d’actions en cas de

déversements accidentels ainsi que des exercices de simulation des plans d’urgence impliquant les industries avoisinantes et les autorités, contribuent à une utilisation des AFR en toute sécurité.

39 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

6.4 Santé et Sécurité au Travail (OH&S)

6.4.1 Principes

Page 48: Directives Ciment

Client Client

Processus de Gestion

Processus d’affaires

Pretraietement :

Co-Processing :

Processus de Support

PlannificationStratégique/GestiondelaQualitéAmelioration/GestiondesRisques

StockagedesAFR > ProductionClinker > Surveillance

ApprovisonnementenDéchets > Transport > Réception > Productiond’AFR

ResourcesHumaines/SantéetSécuritéduTravail/Environnement/Maintenance/GestiondesCrises/Finances/Communications

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment40

La santé et la sécurité professionnelles sont d’une im-portance primordiale pour le co-processing. La santé et la sécurité au travail (OH&S) sont basées sur une infor-mation minutieuse, une évaluation efficace des risques et la mise en place complète de toutes les mesures préventives. Une mesure technique est toujours préfé-rable à une mesure préventive personnelle. L’informa-tion sur les décisions concernant la santé et la sécurité au travail (OH&S) doit être disponible pour les em-ployés et les autres parties concernées. Trois piliers principaux pour la santé et de la sécurité au travail doi-vent être pris en compte lors de la mise en place d’un bon système de gestion de la santé et de la sécurité dans l’utilisation des AFR :

Evaluation et gestion des risques : Le risque zéro n’existe pas mais les risques peuvent être gérés de manière ap-propriée. L’évaluation des risques est l’étude de probabi-lité de l’occurrence, la magnitude / l’impact d’un événe-ment qui pourrait se produire. Les risques doivent être évalués par le personnel commercial, les transporteurs / les manutentionnaires de déchets, les installations de prétraitement, la cimenterie, les ingénieurs impliqués dans la conception et la sélection des équipements de manutention et de stockage des AFR. L’évaluation des risques doit être faite pendant :

Y La conception ou la modification de l’installation initiale

Y La modification du procédéY La définition des critères d’acceptation – déchets in-

terdits pour des raisons de santé et de sécurité au travail ou pour des raisons de procédé

Y La définition des postes de travail dangereux et des cas où des autorisations de travail doivent être requises

Y L’élaboration d’un programme d’hygiène industrielle spécifique pour un site, en s’assurant qu’il n’y a pas d’impact défavorable sur les ouvriers ou sur ceux qui sont exposés aux AFR

Y La détermination de quand et où le port de protec-tions individuelles est nécessaire, tel que défini par les mesures d’exposition des personnes, les concen-trations environnementales et les limites obligatoires d’exposition professionnelle (OELs)

Y L’élaboration d’un plan d’urgence pour les installa-tions de prétraitement ou de co-processing (la direc-tion du site doit s’assurer que des procédures d’ur-gence adéquates sont en place et que les employés, les autorités et les industries avoisinantes en sont informés)

Y L’inspection de l’équipement crucial et de l’équipe-ment de sécurité (élaboration d’un système de contrô-les préventifs).

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Figure 7 : Intégration de la gestion des risques et des crises dans un système de gestion de la qualité

6.4.2 Piliers d’un système de santé et de sécurité au travail (OH&S)

Page 49: Directives Ciment

41 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Les données obtenues à partir de l‘évaluation des risques peuvent être utilisées par l‘installation de pré-traitement ou de co-processing pour établir des priori-tés quant aux questions à traiter immédiatement et celles qui devront être reportées à l‘exercice budgétaire de l‘année suivante. La communication des risques identifiés et des moyens de les réduire doivent être communiqués à toutes les parties intéressées, y com-pris les autorités.

Conception de la sécurité : La conception de la sécurité est un des aspects les plus faciles et pourtant les plus souvent négligés pour assurer la santé et la sécurité au travail. Les évaluations des risques font partie du pro-cessus pour la conception de la sécurité :Y Le site et ses bâtiments doivent répondre à toutes les

exigences règlementaires existantesY L’emplacement du site doit être le moins vulnérable

possible, en se basant sur des scénarios potentiels en utilisant l‘information disponible concernant les types de déchets prévus, leur utilisation, les volumes, les dé-bits et la proximité des populations concernées

Y La configuration du site doit être dimensionnée et conçue en fonction de l‘activité prévue, et doit compren-dre suffisamment d‘espace pour l‘installation d‘une capacité croissante de production et de stockage

Y L’utilisation d’équipements bien entretenus pour le traitement et la manutention de combustibles et de matières premières alternatifs est un must, afin de di-minuer, quand cela est possible, les risques de sécurité des personnes ou des biens

Y Les zones de stockage du combustible alternatif et des matières premières secondaires doivent être conçues pour éviter ou minimiser les risques de santé et de sécu-rité des employés et des communautés avoisinantes

Y Les plans d‘ingénierie doivent être conformes aux Di-rectives ou aux codes internationaux et aux exigences légales (Seveso II, ATEX, RMP, NFPC, VDI, etc.).

L‘analyse de l’exécution d‘opérations dangereuses (dépassant les limites opérationnelles) ou des consé-quences d’une mauvaise conception (par exemple, si les bouches incendie ne sont pas sous pression, quelle est la solution de rechange par défaut ?) peut aider à déter-

miner les mesures de sécurité telles que des dispositifs de protection (portes anti-explosion, murs renforcés, conduites d‘eau parallèles, etc.) pour les procédés ou les équipement cruciaux.

Systèmes de gestion : Il est essentiel de disposer d‘un système de gestion de la santé et de la sécurité dans l’exploitation des sites qui traitent ou utilisent des AFR. La base du système de gestion peut être définie com-me suit :Y Des efforts pour l‘amélioration continue de la perfor-

mance en matière de santé et de sécurité au travail (18001, CEFIC, Responsible Care, etc.)

Y Un système d‘audit et de contrôle (planifier, faire, vérifier, agir). Rapport de gestion, audits internes, audits externes (par exemple OSHA VPP Five Star), des systèmes de santé et de sécurité au travail

Y Avoir mis en place le système documentaire (notam-ment des fiches de données de sécurité ou des docu-ments similaires, des autorisations de travail dange-reux, des registres de formation, des registres d‘inspection et de maintenance des équipements, des permis d‘exploitation, des résultats d‘audit, des résul-tats de contrôle environnemental et médical, des résultats d‘hygiène industrielle) et des descriptions de tâches associées aux considérations de santé et de sécurité au travail incluant l‘équipement de protec-tion individuelle, etc.

Y Communication obligatoire des risques – comment indiquer les risques existants ou potentiels, et notam-ment les cartes ou les zones obligatoires de port d’équipements de protection individuelle (PPE)

Y Communication avec les différentes parties prenan-tes, c‘est-à-dire les employés, les sous-traitants, la municipalité, les ONG, les autorités, et autres parties concernées

Y Formation relative à la santé et à la sécurité au travail – spécifique à un emploi ou à une tâche, comprenant des considérations de santé et de sécurité au travail (y compris l‘inspection et le contrôle régulier de tout l‘équipement de sécurité) pour tous les ouvriers po-tentiellement exposés aux AFR

Y Mise en place d‘un poste de Responsable de la santé et de la sécurité au travail.

Page 50: Directives Ciment

Responsableassurance

Chargéd’affairesextraordinaires

Responsiblesécuritéinformatique

Responsableenvironnement

Conseil d’administration

Directeur en Charge de la Gestion des Risques

Responsablesécuritétsantédutravail

Gestion des Crises

·arrêtdutravail·accident ·incendie·chantage ·grève

Responsableincendies

Drectives et Politique sur la Securité

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment42

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

6.4.3 Organisation de la sécuritéRègles générales : Un certain nombre de règles doit être appliqué pour qu’une organisation de la sécurité soit fonctionnelle et dispose d’un poids suffisant au sein de l’administration de l’entreprise :Y L’organisation pour la sécurité se situe directement en

dessous du conseil d’administration de l’entrepriseY Un risk manager, nommé par le conseil d’administra-

tion, dirige cette organisation ; ce risk manager doit être un membre du management

Y Les différents départements de sécurité sont dirigé par des responsables de la sécurité ; les tâches de ces res-ponsables n’occupent pas un travail à temps plein et la charge de travail dépend de la taille du site ; souvent un tel responsable se charge également d’autres tâches de sécurité et de santé sur le lieu de travail sur le site.

Un groupe d’intervention en cas d’urgence : Le fait de disposer d’un tel groupe est essentiel pour prendre des premières mesures en cas d’urgence :Y chaque site doit organiser un groupe d’intervention

d’urgence équipé et formé (brigade incendie ou anti déversement d’huiles, de produits chimiques)

Y la quantité, les tâches et les équipements dépendent de la taille du site, des risques existants sur ce site et de la distance aux groupes publics d’intervention les plus proches (police, pompiers, intervention chimi-que, corps médical).

Ces unités doivent subir un entrainement régulier, y compris des exercices en conditions réelles et inclure si possible les unités d’intervention du secteur public men-tionnées ci-dessus. Ceci s’applique également aux équi-pes d’action en cas de déversement (voir point suivant).

Figure 8 : Exemple d’une organisation pour la sécurité

Page 51: Directives Ciment

Principe 18

Ouverture et transparence : Y Fournir toutes les informations nécessaires pour permettre aux parties prenantes de

comprendre l’objectif du co-processing, le contexte, la fonction des parties impliquées et les procédures de prise de décisions.

Y Des débats ouverts concernant les bonnes et les mauvaises expériences / pratiques font partie de cette transparence.

Principe 19

Crédibilité et cohérence :Y Renforcer la crédibilité en étant ouvert, honnête et cohérent. La rhétorique doit être associée à

des faits avérés et à une excellente performance. Il faut éviter des écarts entre ce qui est dit et ce qui est réellement fait.

Principe 20

Cultiver un esprit de dialogue ouvert, basé sur le respect et la confiance mutuels :Y La communication signifie également la recherche de feedback et de dialogue avec les parties

prenantes et l’intégration des points de vue externes. Les personnes impliquées dans ces activi-tés de dialogue doivent être capables d’exprimer leurs points de vue sans crainte de restrictions ou de mesures disciplinaires.

Principe 21Sensibilité culturelle :Y Prendre en considération les différents environnements culturels dans lesquels nous opérons.

Il faut se fixer des objectifs et être crédible.

Principe 22 Continuité :Y Commencer très en amont, et ensuite ne plus s’arrêter de communiquer.

43 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

6.4.4 Plan d‘action en cas de déversement accidentelChaque site doit élaborer, mettre en œuvre et commu-niquer un plan d‘action détaillé en cas de déversement accidentel afin de l’endiguer et d’en assurer un net-toyage rapide. Le plan d‘action en cas de déversement accidentel doit :Y Examiner et décrire les zones potentielles de déversementY Inclure des instructions de travail et des procédures

écrites à utiliser en cas de déversementY Assigner des responsabilités aux opérateurs d‘usines

et leur procurer une formation appropriéeY Prévoir pour tous les employés de l‘usine (y compris

les sous-traitants) des équipements de protection et une formation sur la lutte contre les déversements, leur détection et les procédures de réaction immé-diate en cas de déversement

Y Définir des procédures de nettoyage et fournir les ressources nécessaires conformes aux caractéristi-ques des produits

Y Décrire les conditions et les mesures requises de si-gnalisation et de communication.

6.4.5 Plans d‘urgenceL’administration du site doit garantir que des procédu-res d’urgence sont mises en place et veiller à en infor-mer tous les employés de l’usine, les autorités responsa-bles et tout autre intervenant concerné, tels que les municipalités par exemple. Un plan d’urgence doit éga-lement permettre la gestion des imprévus; par exemple, ce qui doit être fait par le personnel et les sous-traitants du site pour alerter les industries voisines afin d’obtenir de l’aide, quand prévenir la Municipalité pour urgence, etc. Toutes les personnes qui travaillent ou sont en visite sur le site doivent connaître la disposition du site, les risques potentiels et les plans d’urgence.

6.5.1 Principes et conditions requises

6.5 Questions de Communication et de Responsabilité Sociale

Page 52: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment44

6.5.2 Importance de la communicationLa communication et l’engagement auprès des interve-nants sont l’un des facteurs de succès du co-processing de déchets en cimenterie. Certains intervenants sont satisfaits l’aspect “gagnant-gagnant” que présente le co-processing de déchets et de sous-produits comme combustibles et matières de substitution dans les fours à ciment, alors que d’autres sont préoccupés par les im-pacts potentiels sur la santé et l’environnement pou-vant résulter de la manipulation et de l’incinération de déchets. L’industrie cimentière peut être un partenaire efficace et respecté pour l’amélioration des structures municipales, des cas d’urgences ou le développement social. Cette opportunité et ces avantages doivent être communiqués ouvertement et de manière non-égoïste.

Des directives, des politiques et des règlements abordent ces préoccupations sur le plan opérationnel et scientifique mais la communication joue un rôle crucial dans leur perception par le public. [ Y voir Etude de cas n°9 : Récupération des déchets de l’Erika – L’exemple du soutien de Holcim au nettoiement de la marée noire causée par le pétrolier Erika, France ]

6.5.3 Approche systématique de la communicationLa communication doit être faite de manière systéma-tique. Cela signifie qu‘un procédé doit être initié, et que tous les intervenants ainsi que leurs besoins et leurs intérêts doivent être pris en considération afin de créer une vision partagée.

Pour être effective, la communication doit être pla-nifiée le plus tôt possible. Il est recommandé de suivre le cycle standard de communication qui consiste en :a. Une évaluation de la situationb. Une définition des objectifs de la communicationc. Une assignation de rôles et de responsabilitésd. Une identification des différents intervenants et de

leurs besoins de communicatione. Une élaboration de thèmes et de messagesf. Une réalisation d‘outils et d‘activitésg. Une évaluation des activités de communication et

une révision du cycle de communication.

Les explications ci-après donnent des conseils sur la manière de planifier et de mener les activités de communication.

Analyse de la situation : L’identification des perceptions, des attentes et des besoins fournit la base de toutes les activités de communication. Des enquêtes, des inter-views et une analyse de la couverture des événements par les médias sont les instruments à utiliser pour iden-tifier les points forts et les points faibles, les opportunités et les menaces. L’évaluation peut également fournir l’in-formation sur les préoccupations que peuvent avoir les différents intervenants. Une analyse de la situation aide également à évaluer les besoins de la communauté, là où une cimenterie est en activité, et à identifier d’éventuels projets, notamment au sein de la communauté. Y L‘An-nexe 19 explique une approche étape par étape pour ef-fectuer une analyse de la situation.

Objectifs de la communication : Ils doivent être adap-tés aux circonstances locales et/ou nationales. Les exemples incluent :

Au niveau de l‘usineY S‘assurer du soutien des employésY Gagner la confiance des voisins et des différents in-

tervenants tels que des ONG et les autorités locales, et obtenir ou maintenir l’autorisation d’exploiter.

Au plan nationalY Promouvoir la compréhension du co-processing dans

l‘industrie du ciment et faire prendre conscience de ses avantages

Y Faire prendre conscience de l‘importance du traite-ment des déchets dangereux de manière contrôlée et respectueuse de l‘environnement

Y Attirer l‘attention des décideurs politiques sur la question de la gestion des déchets dangereux

Y Soutenir l‘élaboration et l‘application obligatoire d‘un cadre réglementaire approprié

Y Promouvoir l‘acceptation et le soutien des Directives approuvées pour le co-processing de déchets dans l‘industrie du ciment à l‘échelon international.

Rôles et responsabilités : Il est important d‘assigner clairement les rôles et les responsabilités dans la com-munication. Par exemple, il faut clarifier qui est respon-sable de la coordination de la communication, des rela-tions avec les média et les autorités et de la gestion de crises.

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Page 53: Directives Ciment

Niveau Intervenants clé Activités

Local Employés, municipalités, autorités, ONG locales

Communication and panels de consultants communautaires

National Gouvernments nationaux, ONG, clientsCommunication, lobbying, dialogues des inter-venants, partenariats et adhésion à divers orga-nisations (environnementales, fédérations etc.)

Régional UE, bureaux régionaux d’organisations internationales Lobbying

International Organisations internationales (p.ex. NU), ONG internationales, WBCSD

Communication, dialogues des intervenants, partenariats et adhésion à des organisations professionnelles

45 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Les différents intervenants et leurs besoins de commu-nication : Les intervenants sont des personnes, groupes ou institutions qui sont affectés, pourraient être affectés ou pourraient se sentir affectés par le co-processing de déchets ou les activités connexes. Ils portent un intérêt à la société et à ses performances, et peuvent influencer son activité. Parmi les intervenants à prendre en considé-ration figurent les employés, les municipalités situées aux alentours des zones de production de ciment et des installations de prétraitement de déchets, les autorités à des niveaux divers, les organisations non-gouvernemen-tales, les clients, les fournisseurs, les entreprises et les associations d’entreprises et les journalistes.

Les besoins en communication des différents in-tervenants varient d‘un groupe à l‘autre. L‘analyse de la situation aide à identifier ces besoins ainsi que les lea-ders d‘opinion (personnes, groupes ou organisations selon le contexte culturel).

Thèmes et messages : Des thèmes et des messages clés peuvent être extraits de ces Directives. Ils doivent être élaborés pour les parties prenantes internes et externes. Ils doivent être adaptés aux besoins spécifiques, sur la base d‘informations recueillies au cours des étapes pré-cédentes. L‘élaboration de fiches d‘information traitant de sujets clés et la compilation de listes de questions

attendues ou fréquemment posées, fournissent une base pour la communication avec les intervenants de tous genres.

L‘engagement avec les différents intervenants contribue également à hiérarchiser les thèmes, à réduire des conflits et à forger des alliances et des principes partagés. Prendre conjointement des décisions difficiles peut être un autre acquis important résultant de l‘enga-gement des intervenants. En retour, les sociétés doivent être prêtes à consacrer du temps et des ressources et à s‘engager pour une plus grande transparence.

Un démarrage précoce avec des messages pour un développement général et durable donnera une base solide pour développer des activités de communication spécifiques et contribuera à introduire le co-processing de manière plus aisée.

Outils : Dans la mesure où l‘implication des interve-nants est fondamentale pour maintenir une autorisa-tion d’exploitation, les outils pour un engagement inte-ractif avec les parties prenantes afin de gérer et intégrer leurs attentes ont une importance toute particulière.

Les outils de la communication et de l‘engage-ment doivent être choisis en anticipant la manière d‘atteindre le plus efficacement possible les interve-nants ciblés.

Tableau 6 : Classification des groupes d’intérêts par niveaux

12 Par exemple l’adhésion à une fédération industrielle ou une association environnementale

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment46

Evaluation : Une évaluation périodique de la communi-cation et de l’engagement des intervenants donne de l’information quant à leur efficacité. L’évaluation peut être faite au moyen d’une couverture dans les médias, d’un feed-back des panels consultatifs communautai-res ou d’enquêtes. Les résultats de l’évaluation permet-tent d’adapter les thèmes, les messages et les outils aux circonstances changeantes ou à l’amélioration de l’efficacité de la communication.

En conclusion : Les Directives ci-dessus donnent un ca-dre de base pour les activités de communication. Pour des thèmes spécifiques, tels que les relations avec les médias, les relations avec les intervenants ou la com-munication en cas de crise, chaque organisation doit mettre en œuvre des procédures appropriées et une formation adaptée aux structures organisationnelles existantes et aux ressources disponibles. Si nécessaire, il faut chercher du soutien et des conseils auprès d’une agence spécialisée ou d’organisations partenaires. [ Y voir Etude de cas n°10 : Panels consultatifs commu-nautaires – L’exemple d’Energis, Albox, Espagne ]

6.0 Conditions du Co-Processing dans les Fours à Ciment

Tableau 7 : Distribution par catégorie et aperçu des outils de la communication et de l‘engagement des intervenants

Partage de l‘information Participation / consultation et coordination

Collaboration et partenariats

Interne

Y Bulletin d‘information (imprimé, email)

Y Bulletins affichés sur tableauY IntranetY Documents de briefing interneY Exposés standardY Fiches d‘informations FAQY Sites WebY Etudes de cas

Y RéunionsY AudioconférencesY Ateliers de travailY Formation

Externe

Y InternetY Rapports, différents types de

publications, brochuresY Publicité et sponsoringY Information dans la presse

(bulletin pour les médias, conférence de presse)

Y Fiches d‘informationsY Exposés standardY FAQY Etudes de cas

Y RéunionsY ConférencesY Dialogues entre parties intéresséesY Evénements ( journées portes ouvertes,

visites de sites)Y Groupes cibles: outil de recherche pour de

petites discussions en groupe, portant gé-néralement sur un thème/projet spécifique

Y Panels consultatifs communautaires – une clé pour le co-processing de déchets : des réunions régulières avec un échan-tillon représentatifs des intervenants sur différents thèmes / sujets

Y Implication de la communauté : traiter les besoins réels et contribuer au développe-ment de communautés hôtes. Etre un bon voisin impose de travailler avec les inter-venants pour aider à l‘amélioration de leur qualité de vie

Y Projets en partenariat : mettre en commun les ressources (p.ex. affaires, communauté, ONG, gouver-nement) pour réaliser un objectif social ou environne-mental commun

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Index des Études de Cas

Cas n°01 Sélection des points d’introduction adéquats – L’exemple de Lägerdorf, Holcim Allemagne i

Cas n°02 Un concept intégré de gestion des déchets – L’exemple de Cartago, Costa Rica iii

Cas n°03 Prétraitement des déchets – L’exemple d’Energis, Groupe Holcim, Albox, Espagne v

Cas n°04 Divers aspects de la procédure d’autorisation – L’exemple de la Rhénanie Westphalie du Nord, Allemagne vii

Cas n°05 Contrôle des émissions et reporting – Les expériences de Holcim ix

Cas n°06 Prétraitement des déchets – L’exemple d’Ecoltec, Mexique xi

Cas n°07 Test d’incinération avec contrôle des PCDD/PCDF –L’exemple des Philippines xiii

Cas n°08 Laboratoire de contrôle de la qualité pour les AFR – L’exemple de Resotec, Brésil xv

Cas n°09 Récupération des déchets de l’Erika – L’exemple du soutien de Holcim au nettoiement de la marée noire causée par le pétrolier Erika, France xvii

Cas n°10 Panels consultatifs communautaires – L’exemple d’Energis, Albox, Espagne xix

Page 57: Directives Ciment

BackgroundIn the 1980’s and early 1990’s co-processing of waste in cement plants was not common in Germany. As one of the first plants, Holcim Ger-many’s Lägerdorf plant started with waste oil and selected industrial waste such as diatoma-ceous earth and paper sludges. In 2004, the plant was co-processing a total volume of 118,000 t of alternative fuels, and 228,000 t of alternative raw materials.

ProcessThe Lägerdorf plant was originally equipped with two grate preheater (“Lepol”) kilns. As from 1995, kiln No.11 was put into operation. This is an SP kiln with precalciner and flash dryer for the raw ma-terial that is prepared in a wet process. This kiln was especially designed for the use of AFR. A large variety of AFR with completely different material characteristics requires different feed points to be selected in the kiln system (see fig-ure below). In Lägerdorf, examples for all types of feed points can be found.

Feed Point SelectionSludges from the treatment of drinking water are even less polluted than the virgin raw mate-rial. Hence they can be fed without further test-ing, together with the natural raw materials. Fly ash from coal-fired power plants contain resi-dues of unburned carbon and traces of mercury. In this case a comprehensive emission assess-ment (including an “expulsion test” by HGRS)

was carried out. It showed that feeding via the flash dryer does not cause any additional emis-sions, neither of organic nor of metallic origin. This was confirmed by several measurements of the stack emissions.

All other AFRs are fed directly to the “hot” part of the process where organic components would not just evaporate but be burnt completely.

Examples: Organic distillation residues from the chemical industry are considered “hazardous wastes” due to their chemical characteristics. In the calciner they are completely burned with full recovery of their considerable calorific value. Ani-mal meal – a “high risk material” that is a perfect substitute for brown coal due to its similar calo-rific value and burning behavior – is also fed to the precalciner firing, the same as fuller´s earth – a soil-type residue from the food and lubrica-tion oil industry.

The treatment of salt slags – a residue from the aluminum smelting process – provides a fine grained aluminum oxide very similar to natural clay. It is fed into the calciner as an alternative raw material where its ammonia content even contributes to the reduction of NOx from the main flame.

Other alternative fuels such as waste oil, solvents or “fluff” – the combustible fraction of sorted municipal waste – are fed directly to the main burner of the kiln system.

Selection of Adequate Feed PointsThe Example of Lägerdorf, Holcim Germany

i Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 58: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentii

Good PracticePrior to co-processing AFR, all candidate wastes are subject to a sophisticated preassessment procedure, consisting of:

Y a pre-screening step to check compliance with internal and external requirements

Y a process check to ensure compatibility with the cement kiln operations

Y a plant trial with a limited quantity of waste.

All necessary measures must be taken to protect health and safety of workers and nearby residents.

Further DevelopmentRecently the series of alternative fuels and raw materials was extended by fluffy foil and paper from municipal and commercial waste, and by shredded roof felt.

Occasionally services are rendered at the request of authorities, for example the co-pro-cessing of animal meal, or rotten or contami-

Slurry storage tanks Storage and dosing of waste

nated feed stuff. The incineration of confiscated cigarettes, drugs, counterfeit money or even out-dated banknotes has been requested in the past. These projects are typically not attractive in most cases due to the very demanding control meas-ures, and were finally accomplished by commer-cial waste incinerators available in the region.

Lessons learntAn early decision to build up a pre-processing platform would have been acceptable from to-day’s point of view. As the situation was less favo-rable for such a decision then, the intensive coop-eration with an external platform was the best compromise and is still well maintained. How-ever, waste streams and waste handling can be controlled more easily and more efficiently in a wholly owned pre-processing plant.

RefeRenceswww.coprocem.comwww. holcim.com/de

SlurryPreparationWater

OffgasFilter

Raw Materials Raw Materials

Fuels, Raw Materials

AFR Feeding Points1 - Sludges from water processing

2 - Flyash

3 - Main AFR Input

4 - AF via Main Burner

Solids Gas Water

Filitration DryerFilter Cake

Preheater

Calciner

Kiln Cooler Clinker CementMill

Additives

Cement

1

2

34

Cement Kiln Dust

Cooler Air

Tertiary Air

Page 59: Directives Ciment

iii Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

BackgroundIn Costa Rica the industry is responsible for its own waste management and the common waste disposal method is landfilling. The given infrastructure is suitable for the disposal of mu-nicipal waste but not designed for hazardous wastes. Industrial waste is collected from private companies and co-disposed at landfill sites de-signed for municipal waste. At present the only possible way to dispose of hazardous waste in an environmental sound manner would be the export to an industrialized country for final treatment.

ProcessTo improve the waste management system in the district of Cartago, an integrated waste management concept has been elaborated with a clear distribution of responsibilities between the public (responsible for municipal waste) and the private sector (in charge of industrial waste). For both waste streams, programs for waste re-duction (cleaner production), recycling and sound disposal have been initiated. In this con-text co-processing has been selected as a recov-ery and treatment technology first of all for in-dustrial waste but was also considered as a solu-tion for those leftovers from municipal waste which can’t be recycled anymore or are unsuita-ble for the disposal at a sanitary landfill.

In 2004 Holcim Costa Rica S.A. put a new state-of-the-art cement kiln into operation with auxiliary monitoring and filtering equipment.

Integrated Waste Management ConceptThe Example from Cartago, Costa Rica

The facility fulfils the requirements for co-pro-cessing waste material. The permit issued by the concerned authority allows for co-processing of four types of waste:Y Used solvents (halogen free) Y waste oil Y waste tires and rubber scrap Y plastics (except PVC).

Those waste materials are either obtained di-rectly from the waste producing industry or from the public sector. Some waste categories, like used tires or pesticide containers, are collected through environmental and health programs. Such actions have been initiated by voluntary groups in cooperation with the public sector as randomly disposed waste tires provide an ideal breeding area for dengue transmitting mosqui-toes. The illegal and unsound disposal of used pesticide containers causes harmful environ-mental impacts.

Legal FrameworkBefore 2004 co-processing of waste material in cement kilns was not regulated by national leg-islation. Holcim Costa Rica S.A. proved with test burns the ability of an environmentally sound handling and disposal of waste material in the new cement kiln. In a joint effort between the cement manufacturers and the Ministry of Health, a regulation was implemented that per-mits the co-processing of the above mentioned waste materials.

Page 60: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentiv

Good Practice Co-processing at Holcim Costa Rica SA involves high-quality work throughout the supply chain. Controlling and monitoring mechanisms mini-mize the risk for the emission of toxic substances from the waste treatment activity. Wherever possible, waste products are obtained directly from the generating industry in order to assure a good traceability of waste. The offered services by Holcim are regulated by individual contracts, depending on the waste material and the re-quired transportation. The waste oil is collected from the garages by some major lubricant man-ufacturers within their sales activities, and then delivered to Holcim.

Further DevelopmentThe existing national regulation restricts the use The existing national regulation restricts the use of the cement kiln to the co-processing of waste material with a significant calorific value only. But there is an urgent need to implement also solutions for the treatment of other hazardous wastes, including obsolete pesticides.

GTZ and Holcim Costa Rica S.A., in coopera-tion with other stakeholders from the public and private sector started to contribute in a joint effort to the elaboration of a new waste law that would introduce mechanisms to minimize the waste streams, and to optimize the re-use of waste material before final disposal is applied. In the new legislation co-processing will be consid-ered as a technical option for the recovery of material and energy.

Other joint activities launched are the classifica-tion and quantification of wastes which are gen-erated country wide and to estimate the future potential for co-processing. In order to re-spond to the new situation Holcim Costa Rica S.A applied for an increase in the number of types of waste to be permitted for co- processing.

Lessons Learnt.Co-processing was seen as waste incineration with In the past, co-processing was seen as waste incin-eration with harmful impacts on health and the environment.

With the communication policy of Holcim S.A. Costa Rica and activities to promote co-process-ing in the country (e.g. participation on the nation-al program to combat dengue fever) co-processing is now recognized as a valuable waste treatment alternative. A close and professional cooperation between the Ministry of Health, the Ministry of Environment, the local government of Cartago allowed for the integration of co-processing into a regional waste management concept. This ensured a quick start-up of local co-processing activities and it is expected that – over the long term– co-processing will be incorporated into the national waste strategy and will be applied in many more regions of the country.

RefeRenceswww.coprocem.com

Future co-processing potential: PBCs from transformers Collected waste tires

Page 61: Directives Ciment

v Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Pre-processing of Waste MaterialThe Example of Energis, Holcim Group, in Albox, Spain

BackgroundEnergis was created in 1997 as a subsidiary of Holcim Spain. The purpose of the company is to add value to Holcim Spain’s cement operations by providing waste management solutions to indus-try and communities through co-processing of waste in Holcim cement kilns. To directly ac cess the waste market, Energis established the pre-treatment plant at Albox in 2003. The plant, lo cated in southeastern Spain, transforms a wide range of solid, pasty, and liquid wastes into im-pregnated sawdust and liquid substitution fuels.

ProcessAlbox has two main production lines: (1) a shred-ding and mixing line in which solid and pasty waste is mixed with sawdust to produce impreg-nated sawdust and solid substitute fuel (CSS), and (2) a liquid storage and blending line for liq-uid substitution fuel (CSL). The lines are designed to produce 60,000 tons of CSS and 20,000 tons of CSL per year.

In July 2005 Spain introduced a law banning organic waste in landfills. This gives Albox more opportunities to find organic waste on the market.

Waste DeliveryAbout 90% of Albox’s waste is delivered in drums, 10% is transported in bulk by tanker or container truck, and a small amount is delivered in large bags.

Y Source materials for Solid Substitute Fuel (SSF) include contaminated earth and sand; resin; paint; distillation residues; sludges of ink, glue, varnish, and oil; mastic; filter cake; grease; soap; used catalyzers; and alumina sludge, etc.

Y Source materials for Liquid Substitute Fuel (LSF) include waste oil, polluted water, and halogen-ated and non-halogenated solvents, etc.

Quality AssuranceAlbox accepts waste from authorized producers or collectors only. To become authorized, the waste producer must submit a sample for analy-sis in Albox’s on-site laboratory, and permit Ener-gis representatives to visit the producer and col-lect information about its manufacturing proc-ess. If the producer and the waste meet Albox’s requirements, Albox issues a certificate. To pre-vent contamination, each delivery undergoes rigorous quality control.

Good Practice Albox does not treat wastes such as pressed drums and metal separator residues, which are sent to a foundry for recycling. Pallets are taken back by the sawdust supplier, non-polluted scrap metal is sold to a local scrap dealer, and waste that cannot be processed – such as drums that cannot be shred-ded – is sent to a third party for treatment. Thanks to preliminary testing, a strong external communi-cations policy, detailed analysis and a strict refusal policy, the percentage of refused waste is low.

Co-processing Waste Materials in Cement ProductionCase Study

Page 62: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentvi

Sawdust Half of the sawdust used in CSS production must be fresh, and substitutes may be mixed with the sawdust. The main impregnation substitute ma terial is compressed cellulose. Moisture con-tent varies significantly among deliveries and sup-pliers, and greatly affects the impregnation capa-bility of sawdust. This in turn affects the percent-age of sawdust required for CSS production.

Further DevelopmentThe plant’s success ensures a sustainable flow of AFR to Holcim Spain, offers an innovative and practical solution to waste producers and, above all, benefits the cement industry as a whole.

Lessons LearntThe design of Albox is similar to an earlier plant in Belgium: Scoribel. Albox profited from the many lessons learned at Scoribel. But market conditions in Spain and Belgium differ: 90% of the waste in

Belgium is transported in bulk, whereas 90% of the waste in Spain is transported in drums. Each drum must be sampled as part of the quality as-surance program, and properly handled and stored, which increases operational costs.

The plant faced the problem of shredder fires caused by friction between the drums, their contents and the machinery during shredding. To reduce this risk, Albox used nitrogen during the shredding operation, which increased the overall pre-processing costs. Over the past two years, Al-box has got these problems under control. It has improved its sourcing of critical spare parts, and developed a special course to teach workers how to prevent shredder fires

RefeRences www.coprocem.com

Waste reception

Bin handling

Bin drumstorage

Drum emptier

VOC

VOC

N2

HCI neutralisation

Shredding

PremixingVOC N2

Tower

Impregnation

Fe

VOC

Walking floor

CSSf

CSSg

Saw dust handling

VOC treatment

Scheme Alternative Fuel production

Energis director of quality, Isidora Diaz (left) together with Martin Berbel Granados (right) in front of the pre-processing-plant.

Page 63: Directives Ciment

vii Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Aspects of PermittingThe Example of North Rhine Westfalia, Germany

BackgroundIn Germany, cement kilns are subject to authori-zation; their operation is governed by the re-quirements of the Federal Emission Control Act. This act protects against harmful effects such as air pollution and similar problems. It forms the basis of nationwide, comprehensive laws on air quality, noise abatement and plant safety. The emission limits in exhaust gas from cement plants are regulated by the Technical Instructions on Air Quality Control, and if waste fuels are used, by the Ordinance on Incineration Plants Burning Waste and Similar Substances. This ordi-nance is based on the EU Directive 2000/76/EC.

Permit ConditionsThe key environmental issues associated with cement production in the licensing procedure are air pollution and the efficient use of energy. The application for a license must give compre-hensive specifications for the operating require-ments for the cement kiln to ensure safe com bustion of the residues, together with a description of the necessary operational meas-ures. The basic principle that is always applied to carcinogens as a requirement for issuing a li-cense states that emissions are to be restricted as far as possible. In addition to maintaining low mass concentrations, it is also important to min-imize the mass flows.

Application DocumentsY Topographical mapY Constructions documentsY Diagrammatic section of the plant,

Machine site planY Exposition of the plant, of the operation terms

of normal working conditionsY Description of the emission situation and pre-

vention of pollutionY Secondary fuels: generation, processing, quality

assurance system, utilizing installation, supplyY Air pollution emission prognosis (NOx, SO2, Di-

oxins/ Furans (PCDD/F), dust, heavy metals),Y health and safety standardsY energy saving measuresY paper for public information.

Waste InformationA key parameter is the quality of the substituted fossil fuel. A small difference in the burden of pollutants between conventional fuel and waste fuel can arise. Co-processing might still be ac-cepted by authorities who need to balance the advantages of minimizing environmental im-pacts of waste and fuel consumption against the impact of small increases in pollutants. To com-pare scenarios between “with and without waste fuel” it is advisable to define an average content of heavy metals in fossil fuels for benchmarking. It can be used for direct comparison of different types of waste fuel qualities or even serve as the basis for the development of a material specific standard. The standard could be defined as an average content of heavy metals and maximum

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 64: Directives Ciment

Daily average 10% O2, dry all values in mg/m3 dioxins and furnans in ng/m3

1) new plants2) existing plants3) exceptions may be authorized by the competent authority in cases where

SO2 and TOC do not result from the incineration of waste

Pollutant CTotal dust 30HCI 10HF 1NOx 5001/8002

Cd + TI 0.05Hg 0.05Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn,Ni, V 0.5Dioxins and Furans 0.1SO2 503

TOC 103

Continous monitoring of emissions and operating conditions:Y Total DustY Hg Y O2 volume concentrationY NOX

Y TOCY CO Y SO2

Y exhaust volume (Nm3/h)Y exhaust gas temperatureY material feed kiln inlet.

Directive 2000/76/EC incineration of waste

Components (mg/m3) Emissions (daily average values)

Emission limits in permits in Germany (daily average values)

Dust 1-15 14-20HCI 0,3-5 10HF 0,1-2,0 1SO2 100-400 350NOx 300-500 (600) 500Hg 0,005-0,03 0,03-0,05Cd + TI, < 0,001 0,05Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn,Ni, V < 0,002 0,05PCDD+PCDF (TE) [ng/m3] 0,001-0,01 0,05-0,1

Stack with monitoring platform

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentviii

content in the high calorific waste fuel. The level of calorific value in waste fuel from manufactur-ing processes is 20 ± 2 MJ/kg, while the calorific value content for the high calorific part of mu-nicipal waste is fixed at 16 MJ/kg. Monitoring EmissionsThe use of various secondary fuels is always ac-companied by extensive emissions measure-ments. A distinction is made between continuous and individual measurement. Another is made between first time- and repeat measurements, measurement for special reasons, calibrations and function tests. The measurement-relevant param-eters to be considered in measurement planning derive from regulatory requirements, e.g. the oper-ating permit, information from the technical su-pervisory body responsible for the plant and from on-site inspection.

Monitoring CombustionY The burning process has to be monitored con-

tinuously using modern process technologyY constantly fixed inspections on arrival of waste

materialsY Liquid media are sampled continuously

through trickle tubes for quality controlY the main parameters of the waste materia

must be put into the process control system on a continuous basis

Y regulations of primary energy have to follow in reliance on secondary fuel data

Y waste fuels may only be supplied during nor-mal continuous operation.

Energy Aspects The production of clinker is energy-intensive. The-oretically an average of 1.75 MJ of thermal energy is needed to burn 1kg clinker. The actual require-ment for thermal energy in modern plants is approximately 2.9 to 3.2 MJ/kg (BREF 2001) de-pending on the process, up to 4 MJ/kg. Most in-stallations use the dry process, which is the most economical in terms of energy consumption. In practice, fuels with an average net calorific value of at least hu,m 20 – 25 MJ/kg are normally used in a main firing system.

Lessons LearntPast experiences have shown that the cement industry can play an important part in the use of secondary fuels. Key factors include favorable conditions inside rotary tube kilns, optimized process and safety technology, improved exhaust gas cleaning systems and a comprehensive con-trol of the input substances.

RefeRences www.coprocem.comwww.bezreg-muenster.nrw.de

Page 65: Directives Ciment

ix Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Emissions Monitoring and Reporting (EMR)The Experiences at Holcim

Background The Holcim company is one of the leading pro-ducers of cement worldwide. Cement production requires considerable amounts of fossil energy to fire the kilns.

According to its environmental policy, Holcim strives to conserve non-renewable re-sources such as raw materials and fossil fuels.

Relative to cement production, this means use of waste-derived raw materials and fuels. Holcim has started this approach in the early 1980s and today has the highest alternative fuel rate of all cement producers. It has acquired lead-ing edge know-how in alternative fuels prepara-tion (pre-processing) and co-processing.

In many industrialized countries alternative fuel schemes (including other industries besides cement) contribute importantly to resource con-servation. They also contribute considerably to national waste management schemes. Since the cement industry is one of the early industries developing in a national economy, it can thus play an important role in the development of up-to-date national waste management schemes.

Unfortunately, many stake-holders still per-ceive waste management and cement produc-tion as a combination of two evils, combining perceptions of first generation garbage incinera-tors with the dusty cement plants of the past.

This perception is no longer valid today. Waste incinerators are built as waste-to-energy plants and include sophisticated exhaust gas cleaning equipment. Cement plants are built as modern cyclone preheater/precalciner plants with effi-cient dust suppression features and exhaust gas and air de-dusting equipment. Also, and in con-trast to most other industries, cement plant main stack emissions (with the exception of NO2) are not from the fuels, but from thermally volatil-izable components of the raw materials, expelled (roasted off) during the heating process of these materials.

Emissions from modern cement plants are largely produced by thermally volatilizable com-ponents in raw materials. With regard to com-bustion gases from main and precalciner firing, the process-inherent cyclone-type raw meal pre-heater as well as the raw mill system act as alka-line dry scrubbers. Therefore, cement kiln emis-sions do not change in the function of the fuel mix, even if it includes waste-derived materials and, of course, if some expertise is used.

To prove this and to demonstrate the stable quality of cement kiln exhaust gases, but also to know the emissions from its plants, Holcim de-cided to develop and to implement the Holcim EMR program from 2004 in all its cement plants.

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 66: Directives Ciment

A measuring team working on a main stack in South Africa

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentx

Holcim’s EMR Program Basically it was decided that the program would include the relevant emission components de-fined in the EU Waste Incineration Directive (EU 76/2000/EC).

The components – dust, SO2, NOx, VOC, often also NH3 and HCl, as well as O2 and H2O (for data evaluation purposes) – are measured continu-

ously with most up-to-date equipment from three selected main suppliers.

The components NH3, HCl, benzene, PCDD/ DF and 12 heavy metals are measured at least once a year by ac-knowledged (whenever possible) measuring in-stitutes (test houses).

The quality of the continuous measure-ments is assured by the cooperation of the Hol-cim companies with the main equipment suppli-ers in the sectors of maintenance and personnel training.

Holcim’s central technical services support the program by constantly updated documenta-tion (EMR manual and 13 Guidelines) as well as by ongoing consultancy for the Group plants.

Once a year the respective spot data and yearly averages from the continuous measure-ments are reported to corporate level in a stand-ardized way by means of the Plant Environmen-tal Profile (PEP) questionnaire.

Best practice/lessons learned The continuous emission monitoring (CEM) equipment has reached a high technical level of accuracy and reliability. In order to achieve this standard, permanent availability of the equip-ment (exceeding 90%) must be ensured. This re-quires systematic maintenance work and, most importantly, the availability of appropriate fuels, spare parts and trained personnel both at the supplier and the cement plant end.

With regard to the once a year measure-ments, the recommendation has been to select a performance test house and then to stick to it, profiting from the test house’s progress on the learning curve for even more reliable data.

Further development At the end of 2005, 90% of the Holcim stacks earmarked for EMR, had been equipped with re-spective equipment and 90% also supplied, in most cases, complete and reasonable, data from spot measurements.

New production lines will incorporate the entire EMR infrastructure including e.g. a well designed measuring platform on the main stack from the very beginning. Newly acquired plants are given three to four years to live up to Holcim’s EMR program.

RefeRences www.coprocem.com

Continuous emission moni -toring equipment in place

Measuring head with plane filter for low dust emission rates

Page 67: Directives Ciment

xi Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Pre-processing of Waste MaterialThe Example of Ecoltec, Mexico

BackgroundWastes come in different forms and qualities. The transformation of waste into Alternative Fu-els and Raw materials (AFR) must meet certain requirements. Some types of waste cannot be used directly as AFR. A single waste stream, in the form of a liquid or solid substitute fuel, therefore needs to be created. This step produces an AFR that complies with the technical specifications of cement production, and which guarantees that environmental standards are met.

ProcessEcoltec has facilities that process all types of waste. Agreements with the customers regulate the packaging and the collection/delivery condi-tions of waste materials. Transport is done in tanks or barrels or as bulk material by an exter-nal company.

Liquid waste (e.g. waste oil, solvents, etc.) is mixed and stored in tanks before being fed into the cement kiln. Solid waste (e.g. plastic packag-ing, chipped tires, waste textiles etc.) and sludgy waste (e.g. paint residues, distillation sludges, oil sludge, etc.) are mixed with clean sawdust and then shredded. During the sieving process, the fine, solid mix is separated fromthe coarse mix and then forwarded via conveyer belt to the stor-age building. The AFR is now ready to be trans-ported by truck to the cement plant.

Quality ControlQuality control is an essential part of pre-process-ing activities. First, clinker production requires that the used AFR fulfils certain requirements concern-ing calorific value, ph-value, humidity, chlorine and sulfur content. Second, accumulation of pollut-ants in the cement and excessive air emissions must be avoided. Quality control takes place in the internal laboratory, where test samples of incom-ing waste and of AFR are held ready to be fed into the cement kiln. The test samples and records of the results of the analysis are stored for security and reference purposes. The results are are re-ported to the authorities on a regular basis.

Good Practice The pre-processing activities are organized by Holcim Apasco’s pre-processing subsidiary, Ecoltec. It offers complete waste disposal solu-tions to customers, independent of whether the waste is suitable for co-processing or not. Waste not suitable for co-processing is forwarded to companies with adequate treatment facilities. For the transport of certain wastes, plastic or steel barrels are used. The plastic barrels are shredded and used as AFR. The steel barrels are forwarded for recycling once waste is removed. The barrels are squeezed flat with a special machine before recycling.

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 68: Directives Ciment

Impregnated sawdust

Scheme Alternative Fuel production

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentxii

Further DevelopmentThe mixing process of sludgy waste with solid waste is done in an open building. The Volatile Organic Compound (VOC) emissions from the sludge must be drawn away to protect occupa-tional health. A monitoring program assesses environmental impacts so managers can decide if further measures are required.

VOC emissions are involved in the forma-tion of summer smog. Common reduction tech-niques are nitrogen traps, biological treatment.

Lessons LearntThe many different types of customers and the analysis of their different wastes require atten-tion. Problems encountered in the transformation process from waste to AFR and in the clinker pro-duction due to unexpected pollutants in the waste, can be avoided by a frequent analysis of waste samples and securing the traceability of the waste from the customer to the cement kiln.

The installation and running of pre-process-ing facilities requires development of strong rela-tions with local communities. Their worries and fears about the negative effects of waste treat-ment needed to be overcome. So Ecoltec planned a series of open days for the public that included a plant tour. Beside the general rules for pre-processing, special regulations are required for certain wastes such as persistent organic pollut-ants. Although not critical from a technical point of view, there remain public concerns about the formation of dioxins and furans during the com-bustion of POPs.

RefeRences www.coprocem.com

Page 69: Directives Ciment

xiii Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Test Burns with PCDDs/PCD Monitoring The Philippines Examples

BackgroundCo-processing in the cement industry is an alter-native form of waste disposal. Especially high calorific waste can be disposed of as alternative fuels in the cement kilns to replace fossil fuels. In all incineration processes, special attention must be paid to the formation of polychlorinated di-benzo dioxins (PCDDs) and polychlorinated diben-zofurans (PCDFs) as unintentional byproducts of chlorine and hydrocarbon precursors from the raw materials.

The formation of dioxins and furans is known to occur by “de novo synthesis” during cooling within the temperature range from 450 to 200°C. This can happen during the co-processing of halo-genated waste in a kiln. In order to establish a bet-ter understanding of the destruction process in a kiln, a trail burn was proposed to measure the unin-tentional by products. The test trial was carried out in the Bulacan cement plant of the Union Cement Corporation in the Philippines in November 2004.

The ConditionsThe test was done for two reasons: Y to demonstrate that co-processing is a prag-

matic and environmentally sound way to treat waste

Y to use a batch of 1,200 tons of imported pet food, with a calorific value of 4,600 MJ and chlorine content of 1.28 %. chloride. The pet food was contaminated with mould toxins.

In comparison, the chloride content of coal used in the Bulacan plant is only in the range of zero to 0.08%. The greater amount of chlorine in the pet food in the cement process increases the probability of the formation of PCDDs/PCDFs. The trial burn in the Bulacan Cement Plant com-plied with the Clean Air Act of the Philippines.

The Bulacan cement plant is equipped with a semi-automatic facility for co-processing solid, liquid, and sludge wastes as alternative fuels. The units consist of a big feeding hopper and a con-veyer, which carries the solid waste directly to the riser duct below the inline calciner (ILC). From there the waste materials are introduced into the kiln on the secondary side.

The Test Trial All criteria for the test trial for measuring PCDDs/PCDFs emissions in the stack gas has been worked out and defined in a test protocol. Ac-cording to this protocol, the test trial must be in compliance with international regulations and procedures, like the “US-EPA Codes of the Federal Regulations (CFR) 40” and the “EU Directive 2000/76 EC on the incineration of waste”. The trial included three test runs with the following parameters:

Y A blanc test run (without pet food), second test run with a feeding rate of 1.75 tons pet food/hour and a third test run with a feeding rate of 3.5 tons pet food/hour

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 70: Directives Ciment

Stack with the monitoring platform and the adjustment of the probe into the kiln

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentxiv

Y The cement kiln did run in the “Compound mode (the normal working conditions)”

Y The sampling time of the stack gas took 6-8 hours per run. The stack gas sampling started only after all process parameters of the ce-ment kiln were stable

Y All standard operating and emission parame-ters were monitored continuously

Y The trail burn and the testing were carried out on three following days.

For the performance of the stack gas sam-pling and analysis to get reliable results the fol-lowing qualified test methods of the U.S. Envi-ronmental Protection Agency US-EAP Methods 1, 2, 3A, 4, 5, and 23 as well as the European Stand-ard EN 1948-2 were used. The stack gas was col-lected with a special probe on the stack sampling platform of the cement kiln. The PCDDs/PCDFs were collected in a combined condenser with a XAD-2 resin absorbent trap. In a specialized labo-ratory in Australia the PCDDs/PCDFs were ana-lyzed by using a high resolution gas chromatog-raphy/mass spectrometer in accordance with US-EPA Method 1613A.

The test results of the stack samples of this trial were all below 0.1 ng TEQ/Sm3, which is the limit value in the European legislation for haz-ardous waste incineration plants (Council Direc-tive 2000/76/ EC). The results reveal clearly that the co-processing of the pet food has no effect on the emissions.

Lessons LearntBefore the start of the co-processing, it is impor-tant to study the chemical structure and the de-composition process of the waste under the conditions of cement kilns.

Depending on the outcome of the evalua-tion, a trail should be carried out to evaluate the emissions in the stack gas of the cement plant as well as to calculate the risks for the environment.

Co-processing is playing a more and more a significant role in waste management in devel-oping countries. Test trails are an important tool to get information about the expected emis-sions and the behavior of the waste during the destruction process.

Good practice The decision to start co-processing waste and to carry out a test depends on the chemical compo-sition as well as the quantity of the waste. The relevant national agency should be involved in the planning process in a very early stage. Ce-ment plants should execute co-processing and test trails only if they are able to abide by the national emission standards.

RefeRences www.coprocem.com | www.gtz.de/chs

The semi-automatic co-processing facility for solid waste

Page 71: Directives Ciment

xv Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

AFR Quality Control LaboratoryThe Example of Resotec, Brazil

BackgroundResotec, a division of Holcim (Brasil) S/A, operates two waste pre-processing facilities close to its Pedro Leopoldo and Cantagalo cement plants. Each facility has an installed capacity of about 120,000 tons per year.

In order to qualify candidate waste streams for both pre-processing and co-processing in the cement kilns, Resotec has established detailed quality control plans at each plant. The control plans are based on protocols that include admin-istrative procedures, sampling strategies, and analytical test programs for wastes shipped to the facilities and finally for processed waste streams to be fed to the cement kilns. Specialized AFR laboratories are an essential part of Resotec’s waste management strategy.

ProcessAt Pedro Leopoldo, a large variety of wastes is co-processed in the kilns, including waste oils, sol-vents, industrial sludges, and impregnated solids (plastics, textiles etc.).

Pedro Leopoldo runs a modern AFR labora-tory at its pre-processing site with five trained chemists and laboratory assistants. Between 200 and 300 analyses are carried out every month on average. The major tasks of the labo-ratory include:

Y Physical and chemical characterization of incoming wastes and outgoing AFR

Y Control of legal aspects and internal technical specifications (i.e. comparison against permit-specifications and internal requirements)

Y Environmental monitoring and analysis of waste water, soil or stack emission

Y Environmental control (i.e. heavy metals analy-ses) of products of the cement plant (clinker, cement, filter dust).

The laboratory equipment comprises a com-prehensive set of state-of-the-art analytical in-struments such as ICP spectrometer (for heavy metals analyses), gas chromatograph (for organ-ics, PCBs), calorimeter (calorific value), sulfur and chlorine analyzers, flash point meter, viscosimeter and others. The total of about USD 500,000 was invested in this analytical equipment.

Zero Head Space Extractor for the Determination of Volatile Components

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 72: Directives Ciment

Service Brochure of Resotec AFR Laboratory Components

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentxvi

Good Practice All laboratory assistants receive training in com-plying with the facility’s stringent requirements with regard to analytical performance and health and safety in the workplace.

The pre-processing facility including the AFR laboratory has obtained certification against the international standards ISO 9001 (quality management) and ISO 14001 (environmental management). In the framework of these certifica-tions the laboratory has developed a series of standard operating procedures for all tests applied.

The AFR laboratory participates in various national and international interlaboratory profi-ciency tests in order to verify and improve its analytical capabilities and in order to increase the confidence of their clients.

Further DevelopmentThe AFR laboratory has started to offer its serv-ices to third parties on the market. The revenues from these external services have reduced the operating costs of the laboratory significantly.

Lessons LearntThe chemical and physical characterization of highly variable waste streams is an extremely demanding task both with regard to professional skills of laboratory personnel and to selection of analytical equipment and infrastructure.

Standardized test procedures have to be adapted frequently to the specific characteristics of a waste stream. Obtaining representative sam-ples of wastes delivered in different types of packaging, e.g. drums, or out of a load of very heterogeneous materials, requires a sophisticat-ed sampling strategy. A brochure has been pub-lished by Resotec describing the services and ca-pabilities of their AFR laboratories.

ICP Spectrometer for the Determination of Heavy Metals

Unidade Pedro Leopoldo

RefeRences www.coprocem.com www.resotec.com.br

Page 73: Directives Ciment

xvii Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Erika Waste RecoveryThe Example of Holcim Support for Oil Tanker Spill Clean-up, France

BackgroundEnvironmental disaster struck in December 1999 when the oil tanker Erika was wrecked off the coast of France, spilling thousands of tons of oil that washed ashore on the fragile beaches of Brittany.

Clean-up was hampered by rough weather, and 19,000 tons of oil produced over 300,000 tons of waste. The responsible tanker operator wanted to find a way to recycle the waste as a material or energy source.

ProcessHolcim France Benelux was engaged to help dis-pose of some of the recovered waste by co-processing the sludge as alternative fuels and raw materials (AFR) in our cement kilns. But be-fore the contract was awarded, a rigorous review was conducted and our technology carefully ex-amined in action.

The BEMTI (Boues d’Epuration Mixtes Traitées Industriellement) process set up at the Holcim Obourg plant in 1998 is unique in the ce-ment sector and is used for the recovery of chiefly mineral residues.

Trials were also carried out at the Rochefort

cement plant, where a pyrolysis kiln is used for pre-processing, before the recovery of mineral waste containing organic components (hydrocarbons).

Once the trials were successfully completed, the first waste shipment arrived at Obourg in January 2003. In all, more than 20,000 tons of pre-treated sludge (limed and pressed) were fed into the kiln lines of Holcim France-Benelux.

Good Practice The expertise that Holcim’s AFR team had ac-quired over more than 15 years in the field was key to winning the contract.

The dedication and hard work of Holcim special-ists was more than matched by the Group’s tech-nology. Holcim has an established program of sharing knowledge and multiplying good prac-tices across its global operations.

Further DevelopmentIt is clear that our AFR solutions enable the Group to respond to growing demands from in-dustry and local authorities for waste treatment across an ever-widening range of applications.

Respect for the environmental and a com-mitment to sustainable development underpin Holcim know-how, while the Group’s AFR policy provides strong and responsible principles to guide behavior.

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 74: Directives Ciment

Feeding the sludge into the kilns.

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentxviii

Lessons LearntDemonstrating the Group’s ability to contribute to difficult waste recovery solutions builds Holcim’s own experience and expertise while growing our reputation as a responsible service provider.

Now that Holcim has gained this know-how, demonstrating it so convincingly in this example, the Group is in an excellent position to offer this solution for similar environmental disasters if and when they arise.

RefeRences www.coprocem.comwww.holcim.com/sustainable

19,000 tons of spilled oil produced more than 300,000 tons of waste.

More than 20,000 tons of pretreated sludge (limed and pressed) were fed into the kiln lines of Holcim France-Benelux.

Page 75: Directives Ciment

xix Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

BackgroundIn 2003, Holcim Spain opened the waste pre-treatment platform of its AFR subsidiary Energis in Albox, Andalusia.

Running a new industrial activity in town, local management recognized the value of stake-holder engagement and dialogue with the com-munity, decided to establish a community advi-sory panel (CAP) from the beginning.

Holcim actively encourages all operational sites to engage with stakeholders and has devel-oped Guideline recommendations and a process model to assist local management in their en-gagement activities.

ProcessThe objective of the CAP is to inform and involve all relevant stakeholders regarding plant opera-tions, through active and direct dialogue. Stake-holders invited to join the group included the mayor of Albox, other local authorities, repre-sentatives of environmental and community groups, and Energis management.

The CAP sees its role as being an active company-community mediator. This extends to the development of an external coordination plan in the event of an accident, where CAP members have defined roles and follow public alert protocols.

Community Advisory PanelsThe Example of Energis in Albox, Spain

ActivitiesManagement saw the need to open the plant’s doors to the community, giving it an opportunity to see and hear first-hand about plant operations. On November 4, 2005, more than 100 guests toured the facilities. Of particular interest were areas of the plant where waste is collected and classified as well as the company laboratories where waste samples are analyzed prior to their acceptance.

Stakeholder VoicesAs a representative of the center for environmen-tal studies for the Almanzora River and a mem-ber of the NGO “Ecologistas en Accion”, Martin Berbel Granados has also taken the role of secre-tary for the CAP in Albox.

“The Albox CAP is an important tool for ‘greening’ the town through educational projects,” he said. “To ensure transparency, we will develop Guidelines for its operation, a web-site disclosing its activities, and will invite a health expert to join.”

Good PracticeHolcim has an established program of sharing knowledge and multiplying good practices across its global operations. Experiences with AFR stake-holder engagement in other locations have informed the Albox CAP’s priorities of safety and environmental performance.

Case Study Co-processing Waste Materials in Cement Production

Page 76: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Cimentxx

Further DevelopmentFollowing more than a year of operations, an assessment was undertaken seeking the input of both plant employees and panel members. Results of the review indicated that the CAP’s role was well perceived.

Yet there was potential for improvement, notably to differentiate the plant from its imme-diate neighbor, a landfill, as well as to communi-cate more about CAP activities and the value they have brought to the community.

There was also a request to focus corporate social responsibility activities on educational pri-orities, including environmental, waste and recy-cling issues.

Lessons LearntOf highest priority to the community was assur-ance about plant safety as well as the AFR process itself. During 2004-2005, three accident simula-tions were undertaken, involving plant employees and local emergency services.

As a result, recommendations to improve the plant’s emergency response were made, thus alleviating community concerns.

In a spirit of transparency, the CAP has pro-moted public access to all company documents relevant to safety and environment. These are available from the Town Hall and include impact assessments, emissions data, safety reports and hazardous waste declarations.

RefeRenceswww.coprocem.comwww.holcim.com/sustainable

Energis director of quality, Isidora Diaz (right), meets the CAP secretary Martin Berbel Granados (left). Granados believes the CAP is an important tool for ‘greening’ the town.

Page 77: Directives Ciment

A1 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Liste des annexes

Annexe 1 Bibliographie, littérature et liens Internet A2

Annexe 2 Déchets utilisés comme AFR en Europe et au Japon A5

Annexe 3 Développement de l‘utilisation de combustibles alternatifs dans l‘industrie cimentière en Allemagne A7

Annexe 4 Sources de contacts et d‘information A8

Annexe 5 Liste de matériaux adaptés au co-processing A10

Annexe 6 Exemple d‘une charte “Acceptation – Refus” de déchet A18

Annexe 7 Valeurs limites des déchets et des AFR A19

Annexe 8 Justification de l’exclusion de certaines matières du co-processing A22

Annexe 9 Modèle de permis A25

Annexe 10 Formulaire de demande de permis A30

Annexe 11 Processus d‘octroi de permis A34

Annexe 12 Information sur les tests d’incinération A35

Annexe 13 EPER – le Registre Européen des Emissions Polluantes pour l‘industrie du ciment A37

Annexe 14 Gammes des émissions et techniques de réduction A38

Annexe 15 Valeurs limites des émissions totales pour des fours à ciment pratiquant le co-processing de déchets A41

Annexe 16 Résumé du rapport WBCSD/UNEP sur les POP A42

Annexe 17 Modèle d‘un dossier d’acceptation d’un déchet A45

Annexe 18 Modèle de schéma de contrôle qualité A49

Annexe 19 Analyse de situation – comment faire ? A50

Page 78: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA2

Literature

Austrian Standard Önorm S 2100http://www.zement.at/downloads/positivliste3.pdf

BUWAL, 1998. Guidelines, Disposal of waste in cement plantshttp://www.umwelt-schweiz.ch/buwal/eng/fachgebiete/fg_abfall/anlagen/andere/zw/

Cembureau, 2002. Activity Report 2002http://www.cembureau.be/Documents/Publications/Activity_Report_2002.pdf

Cembureau, 2003. Activity Report 2003http://www.cembureau.be/Documents/Publications/Activity%20Report%202003.pdf

Cembureau, 1999. Best Available Technology for the cement industryhttp://www.cembureau.be/Documents/Publications/CEMBUREAU_BAT_Reference_Document_2000-03.pdf

Cembureau, 2003. Trace element leaching from concrete – Final Draft

Commission Decision of 16 January 2001 amending Decision 2000/532/EC as regards the list of wasteshttp://www.vrom.nl/get.asp?file=/docs/milieu/eural_engelse_versie.pdf

Commission decision, 2001. Commission decision of 16 January 2001 amending Decision 2000/532/EC as regards the list of wasteshttp://www.grc.cf.ac.uk/lrn/resources/hazardous/catalogue.php

Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and controlhttp://europa.eu.int/smartapi/cgi/sga_doc?smartapi!celexapi!prod!CELEXnumdoc&lg=en&numdoc=31996L0061&model=guichett

Directive 200/76/EC of the European Parliament and the council of 4. December 2000 on the incineration of wastehttp://europa.eu.int/comm/environment/wasteinc/newdir/2000-76_en.pdf

European Pollution Emission Register, 2004http://www.eper.cec.eu.int/eper/default.asp

European Commission– Directorate General Environment, 2003Refuse Derived Fuel, Current Practice And Perspectives (B4-3040/2000/306517/Mar/E3) Final Report. Ref: Co5087-4 http://europa.eu.int/comm/environment/waste/studies/rdf.pdf

European Environment Agency, Market-based instruments for environmental policy en Europe; EEA Technical report, no. 08/2005http://eea.eu.int/technical_report_2005_8/en/EEA_technical_report_8_2005.pdf

European Environment Agency, Using the market for cost-effective environmental policy; EEA Technical report, no. 01/2006http://reports.eea.eu.int/eea_report_2006_1/en/EEA_report_1_2006.pdf

Annex 1: Bibliography, Literature and Internet Links

Page 79: Directives Ciment

A3 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Fehrenbach, Horst: Ökobilanzielle Überprüfung von Anlagenkonzepten zur thermischen Entsorgung von Abfällen – Müllverbrennung, Kraftwerk, Zementwerk. Februar 2005.

Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) – European Commission, Dec. 2001 Reference document on Best Available Technology in the Cement and Lime manufacturing industries http://eippcb.jrc.es

Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) – European Commission, Draft Jan.2004. Draft Reference document on Best Available Technology for the waste treatments industries http://eippcb.jrc.es

Jacott, Reed, 2003. Energy Use in the Cement Industry in North America: Emissions, Waste Generation and Pollution Control, 1990–2001http://www.texascenter.org/publications/cement.pdf

Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen/MUNLV (ed.), 2003. Leitfaden zur energetischen Verwertung von Abfällen in Zement-, Kalk- und Kraftwerken in Nordrhein-Westfalen Umweltbundesamt Österreich. Szednyj I. and Schindler I., 2004. Berichte BE-237 Aktuelle Entwicklungen hinsichtlich Abfalleinsatz und Emissionsminderungstechniken in der Zementindustrie

UNEP, 1989. Basel Convention on the control of transboundary movements of hazardous wastes and their disposal adopted 22 march 1989http://www.basel.int/text/con-e-rev.pdf

UNEP, 2001.Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutantshttp://www.pops.int/documents/convtext/convtext_en.pdf

WBCSD / Batelle, 2002. Toward a Sustainable Cement Industryhttp://www.wbcsdcement.org/final_reports.asp

WBCSD, 2004. Safety in the cement industry: Guidelines for measuring and reportinghttp://www.wbcsd.ch/DocRoot/VZpgC7RnJ4V20goVx8jW/cement-safety-guide.pdf

WBCSD, 2005. Guidelines for the Selection and Use of Fuels and Raw Materials in the Cement Manufacturing Processhttp://www.wbcsd.com

WBCSD, 21005. Report on CO2 Accounting & Reporting Standard for the Cement Industry. http://www.wbcsd.org/web/publications/cement-tf1.pdf

030311, European Dioxin Inventory – Results Cementhttp://europa.eu.int/comm/environment/dioxin/stage1/cement.pdf

Page 80: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA4

Annex 1: Bibliography, Literature and Internet LinksInternet links

Cembureau, 2005http://www.cembureau.be

Verein Deutscher Zementwerke (VDZ), 2005 http://www.vdz-online.de/home.htm

Holcim, 2005http://www.holcim.com

World Business Council for Sustainable Development (WBCSD), 2005http://www.wbcsd.ch

Gesellschaft für technische Zusammenarbeit GmbH (GTZ), 2005 http://www.gtz.de

FHNW, Institute of Ecopreneurship (IEC), 2006http://www.fhnw.ch/lifesciences/iec

European Commission, 2005http://europa.eu.int/comm/environment/index_en.htm

Portland Cement Association, 2005 http://www.cement.org/

Japan Cement Association, 2005http://www.jcassoc.or.jp/Jca/English/Ue.html

The Swiss Institute of Safety and Securityhttp://www.swissi.ch

Page 81: Directives Ciment

A5 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Table 2.1: Utilization of alternative Fuels in the European Cement Industry (2002)

Annex 2: Waste used for AFR in Europe and Japan

Alternative fuels Quantity in kT/y Energy in TJ Substitution rateAnimal meal&bone meal&animal fat 760 15’000 2.0%Tires 500 13’200 1.8%Other hazardous 360 6’500 0.9%Plastic 210 5’000 0.7%Paper/ cardboards/ wood/ PAS 180 2’800 0.4%Impregnated sawdust 165 1’900 0.3%Coal slurries/ distillation residues 110 1’650 0.2%Sludge (paper fiber, sewage) 100 970 0.1%Fine/ anodes/ chemical cokes 90 1’600 0.2%RDF 40 530 0.1%Shale/ oil shale 15 130 <0.1%Packaging waste 12 260 <0.1%Agricultural & organic wastes 10 170 <0.1%Other non hazardous 730 14’100 1.9%Subtotal solid fuels (75%) 3’282 63’810 8.5%Waste oil and oiled water 380 13’500 1.8%Solvents and others 260 3’900 0.5%Other hazardous liquid fuels 170 4’300 0.6%Subtotal liquid fuels (25%) 810 21’700 2.9%Total 4’092 85’510 11.4%

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA6

Annex 2: Waste used for AFR in Europe and JapanTable 2.2: Utilization of alternative raw material

in the European cement industry (2002)

Alternative raw materials Quantity in kT/y Substitution rate

Silicon (Si)Foundry sand 131 2.2%Sand 93 1.6%

Calcium (Ca)Ca-sources 396 6.7%Waste limestone 438 7.4%

Iron (Fe)Fe-containing material 699 11.8%Blastfurnace & converter slag 215 3.6%Pyrite ash 438 7.4%

Aluminum (Al)Al-containing materials 150 2.5%Industrial sludge 137 2.3%

Si – Al – CaOther Si-Al-Ca containing material 247 4.2%Fly ash 1140 19.3%Others 1823 30.8%

Total 5907

Table 2.3: Utilization of alternative fuels in the Japanese cement industry (2001)

Type of waste Use at cement plant Weight (‘000 ton)Blast Furnace Raw Material, Mixing Material 11,915Coal Ash Raw Material, Mixing Material 5,822By-product Gypsum Raw Material(Additive) 2,568Low Quality Coal from Mine Raw Material, Fuel 574Non-iron Slag Raw Material 1,236Revolving Furnace Slag Raw Material 935Sludge etc. Raw Material, Fuel 2,235Soot & Dust Raw Material, Fuel 943Molding Sand Raw Material 492Used Tires Fuel 284Waste Oils Fuel 353Spent Activated Clay Fuel 82Waste Plastics Fuel 171Others Raw Material, Fuel 450Total 28,061

Page 83: Directives Ciment

A7 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 3: Development of the Utilization of alternative Fuels in the German Cement Industry

Source: VDZ, 2003

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Seco

ndar

y Fu

el in

%

19871990

19941995

19961997

19981999

20002001

2002

4.1

7.410.2 10.8

13.415.8

18.6

2325.7

30.3

ca. 35

Page 84: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA8

Annex 4: Sources for Contacts and InformationOrganizations offering assistance and contacts for capacity building in the field of co-processing and environmental monitoring

Name Address Contact person Field of competence

CEMBUREAU

Rue d’Arlon 551040 BrusselsBelgium-1040 Phone: +32-(0) 2 234 10 [email protected]

All about cement production

FHNW

University for Applied Sciences Northwestern SwitzerlandInstitute for EcopreneurshipSt. Jakobs-Strasse 84 4132 Muttenz, Switzerland Phone: +41-(0) 61 467 45 68 [email protected]

Dr. Dieter Mutz Training & Capacity building

GTZ

Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH (GTZ) Convention Project Chemical Safety PO Box 518065726 Eschborn, Germanywww.gtz.de/chs

Wolfgang Schimpf Chemical substances

RP-NRW

Bezirksregierung MünsterDomplatz 1-348128 Münster, GermanyPhone: + 49-(0) 251 411 [email protected]

Richard Bolwerk (Dipl. Ing) Environment. AFR, Legal Aspects

SINTEF

P.O Box 124 Bindern, NO-0314 Os-lo, Norway +47-(0) 22 06 73 [email protected]

Research DirectorKåre Helge Karstensen

Co-Processing of Hazardous Wastes, Obsolete pesticides and POPs Environment

UBA

Umweltbundesamt Postfach 33 00 2214191 Berlin, Germany Phone: +49-(0) 8903 3075 [email protected]

Dr. Silke KarcherDr. BernickeSteffi Richter

Mineral industryCement industryPOP

Page 85: Directives Ciment

A9 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Name Address Contact person Field of competence

VDZ

Verein Deutscher Zementwerke e.V. Forschungsinstitut der Zementindustrie Tannenstr. 2 40476 Düsseldorf, GermanyPhone: +49-(0) 211 45 78 [email protected]

All about cement production

WBCSD

World Business Council for Sus-tainable Development4, chemin de Conches 1231 Conches-Geneva Switzerland Phone: +41-(0) 22 8 39 31 00 [email protected]

Sustainable Develop-ment, Networking

Page 86: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA10

Annex 5: List of Waste Material suited for co-processing 13

A. Industrial Wastes

1. 0 Organic Chemical Wastes | 1.1 Mineral oils, synthetic oils and fats

05 01 00 oil sludges and solid wastes05 01 01 sludges from on-site effluent treatment05 01 03 tank bottom sludges

12 01 00 wastes from shaping (including forging, welding, pressing, drawing, turning, cutting and filing)

12 01 06 waste machining oils containing halogens (not emulsioned)12 01 07 waste machining oils free of halogens (not emulsioned)12 01 08 waste machining emulsions containing halogens12 01 09 waste machining emulsions free of halogens12 01 10 synthetic machining oils

13 01 00 waste hydraulic oils and brake fluids13 01 01 hydraulic oils, containing PCBs or PCTs13 01 02 other chlorinated hydraulic oils (not emulsions)13 01 03 non-chlorinated hydraulic oils (not emulsions)13 01 04 chlorinated emulsions13 01 05 non-chlorinated emulsions13 01 06 hydraulic oils containing only mineral oil13 01 07 other hydraulic oils

13 02 00 waste engine, gear and lubricating oils13 02 01 chlorinated engine, gear and lubricating oils13 02 02 non-chlorinated engine, gear and lubricating oils13 02 03 other engine, gear and lubricating oils

13 03 00 waste insulating and heat transmission oils and other liquids13 03 01 insulating or heat transmission oils and other liquids containing PCBs

(chlorinated waste and PCB are subject to legal limitations, maximum concentration in input and maximum T/year allowed)

13 03 02 other chlorinated insulating and heat transmission oils and other liquids13 03 03 non-chlorinated insulating and heat transmission oils and other liquids13 03 04 synthetic insulating and heat transmission oils and other liquids13 03 05 mineral insulating and heat transmission oils and other liquids

13 04 00 bilge oils13 04 01 bilge oils from inland navigation13 04 02 bilge oils from jetty sewers13 04 03 bilge oils from other navigation

13 This list is derived from the European Waste Catalogue but is not an exclusive and compulsory document. It gives a general overview of possible wastes to be used as AFR in cement kilns.

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A11 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

13 05 00 oil/water separator contents13 05 02 oil/water separator sludges13 05 03 interceptor sludges13 05 04 desalter sludges or emulsions13 05 05 other emulsions

13 06 00 oil waste not otherwise specified13 06 01 oil waste not otherwise specified

1. 0 Organic Chemical Wastes | 1.2. Petrochemical wastes

05 01 00 oil sludges and solid wastes05 01 01 sludges from on-site effluent treatment05 01 02 desalter sludges05 01 03 tank bottom sludges05 01 04 acid alkyl sludges05 01 05 oil spills05 01 06 sludges from plant, equipment and maintenance operations05 01 99 wastes not otherwise specified

05 05 00 oil desulphurisation waste05 05 01 waste containing sulphur

05 06 00 waste from the pyrolytic treatment of coal05 06 01 acid tars05 06 03 other tars05 06 04 waste from cooling columns

1. 0 Organic Chemical Wastes | 1.3 Solvents, paints, varnishes, glues (adhesive, sealants), organic rubbers

07 03 00 waste for the MFSU of organic dyes and pigments (excluding 06 11 00)07 03 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 03 02 sludges from on-site effluent treatment07 03 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 03 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 03 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 03 09 halogenated filter cakes, spent absorbents

08 01 00 wastes from the MFSU of paint and varnish08 01 01 waste paints and varnish containing halogenated solvents08 01 02 waste paints and varnish free of halogenated solvents08 01 03 waste from water-based paints and varnishes

Page 88: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA12

08 01 06 sludges from paint and varnish removal containing halogenated solvents08 01 07 sludges from paint and varnish removal free of halogenated solvents08 01 08 aqueous sludges containing paint or varnish08 01 09 wastes from paint or varnish (except 08 01 05 and 08 01 06)08 01 99 wastes not otherwise specified

08 03 00 wastes from the MFSU of printing inks08 03 01 waste ink containing halogenated solvents08 03 02 waste ink free of halogenated solvents

08 04 00 wastes from the MFSU of adhesives and sealants (including waterproofing products)

08 04 01 waste adhesive and sealants containing halogenated solvents08 04 02 waste adhesive and sealants free of halogenated solvents08 04 03 waste from water-based adhesive and sealants08 04 05 adhesive and sealants sludges containing halogenated solvents08 04 06 adhesive and sealants sludges free of halogenated solvents08 04 07 aqueous sludges containing adhesive and sealants08 04 08 aqueous liquid waste containing adhesive and sealants

14 05 00 wastes from solvent and coolant recovery (still bottoms)14 05 01 chlorofluorocarbons14 05 02 other halogenated solvents and solvent mixes14 05 03 other solvents and solvent mixes 14 05 04 sludges containing halogenated solvents14 05 05 sludges containing other solvents

1. 0 Organic Chemical Wastes | 1.4 Wastes from synthetic materials and rubbers

07 02 00 waste for the MFSU of plastics, synthetic rubber and man-made fibres07 02 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 02 02 sludges from on-site effluent treatment07 02 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 02 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 02 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 02 08 other still bottoms and reaction residues

Annex 5: List of Waste Material suited for co-processing

Page 89: Directives Ciment

A13 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

2. 0 Other Chemical Wastes

03 02 00 wood preservation waste03 02 01 non-halogenated organic wood preservatives03 02 02 organochlorinated wood preservatives

03 03 00 wastes from pulp, paper and cardboard production and processing 03 03 05 de-inking sludges from paper recycling03 03 06 fiber and paper sludge

04 01 00 wastes from the leather industry04 01 03 degreasing wastes containing solvents without a liquor phase

04 02 00 wastes from textile industry04 02 11 halogenated waste from dressing and finishing04 02 13 dye stuffs and pigments

07 01 00 waste from the manufacture, formulation, supply and use (MFSU) of basic organic chemicals

07 01 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 01 02 sludges from on-site effluent treatment07 01 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 01 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors 07 01 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 01 08 other still bottoms and reaction residues

07 04 00 waste for the MFSU of organic pesticides07 04 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 04 02 sludges from on-site effluent treatment07 04 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 04 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 04 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 04 08 other still bottoms and reaction residues

07 05 00 waste for the MFSU of pharmaceuticals07 05 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 05 02 sludges from on-site effluent treatment07 05 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 05 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 05 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 05 08 other still bottoms and reaction residues

Page 90: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA14

07 06 00 waste for the MFSU of fats, grease, soaps, detergents, disinfectants and cosmetics07 06 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 06 02 sludges from on-site effluent treatment07 06 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 06 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 06 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 06 08 other still bottoms and reaction residues

07 07 00 waste for the MFSU of fine chemical products not otherwise specified07 07 01 aqueous washing liquids and mother liquors07 07 02 sludges from on-site effluent treatment07 07 03 organic halogenated solvents, washing liquids and mother liquors07 07 04 other organic solvents, washing liquids and mother liquors07 07 07 halogenated still bottoms and reaction residues07 07 08 other still bottoms and reaction residues

08 03 00 wastes from the MFSU of printing inks08 03 03 waste from water-based inks08 03 05 ink sludges containing halogenated solvents08 03 06 ink sludges free of halogenated solvents08 03 07 aqueous sludges containing ink08 03 08 aqueous liquid waste containing ink08 03 99 wastes not otherwise specified

09 01 00 wastes from the photographic industries09 01 01 water based developer and activator solutions09 01 02 water based offset plate developer solutions09 01 03 solvent based developer solutions09 01 04 fixer solution09 01 05 bleach solutions and bleach fixer solutions

10 03 00 wastes from aluminum thermal metallurgy10 03 01 tars and other carbon-containing wastes from anode manufacture

14 01 00 waste from metal degreasing and machinery maintenance14 01 01 chlorofluorocarbons14 01 02 other halogenated solvents and solvent mixes14 01 03 other solvents and solvent mixes14 01 04 aqueous solvent mixes containing halogens14 01 05 aqueous solvent mixes free of halogens14 01 06 sludges and solid wastes containing halogenated solvents14 01 07 sludges and solid wastes free of halogenated solvents

Annex 5: List of Waste Material suited for co-processing

Page 91: Directives Ciment

A15 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

14 02 00 wastes from textile cleaning and degreasing of natural products14 02 01 halogenated solvents and solvent mixes14 02 02 solvent mixes or organic liquids free of halogenated solvents14 02 03 sludges and solid wastes containing halogenated solvents14 02 04 sludges and solid wastes containing other solvents

14 03 00 wastes from the electronic industry14 03 01 chlorofluorocarbons14 03 02 other halogenated solvents and solvent mixes14 03 03 other solvents and solvent mixes14 03 04 sludges and solid wastes containing halogenated solvents14 03 05 sludges and solid wastes containing other solvents

14 04 00 wastes from coolants, foam/aerosols propellants14 04 01 chlorofluorocarbons14 04 02 other halogenated solvents and solvent mixes14 04 03 other solvents and solvent mixes14 04 04 sludges and solid wastes containing halogenated solvents14 04 05 sludges and solid wastes containing other solvents

16 03 00 off-specification batches16 03 02 organic off-specification batches

16 05 00 chemicals and gases in containers16 05 03 other wastes containing organic chemicals,

e.g. lab chemicals not otherwise specified

17 03 00 asphalt, tar and tarred products17 03 03 tar and tar products

18 02 00 waste from research, diagnosis, prevention of diseases involving animals18 02 04 discarded chemicals

Page 92: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA16

Annex 5: List of Waste Material suited for co-processing

B. Wastes of Animal and Vegetal Origin(except municipal, textile, agricultural and hospital wastes)

1.0 Fats and oils from animal and vegetal origin

02 01 00 primary production waste02 01 01 sludges from washing and cleaning02 01 06 animal feces, urine and manure (including spoiled straw), effluent,

collected separately and treated off-site

02 02 00 wastes from the preparation and processing of meat, fish and other foods of animal origin

02 02 01 sludges from washing and cleaning02 02 03 materials unsuitable for consumption or processing02 02 04 sludges from on-site effluent treatment

02 03 00 wastes from fruit, vegetables, cereals, edible oils, cocoa, coffee and tobacco preparation, processing; conserve production; tobacco processing

02 03 01 sludges from washing, cleaning, peeling, centrifuging and separation02 03 02 wastes from preserving agents02 03 03 wastes from solvent extraction02 03 04 materials unsuitable for consumption or processing02 03 05 sludges from on-site effluent treatment

02 04 00 wastes from sugar processing02 04 03 sludges from on-site effluent treatment

02 05 00 wastes from dairy products industry02 05 01 materials unsuitable for consumption or processing02 05 02 sludges from on-site effluent treatment

02 06 00 wastes from backing and confectionery industry02 06 02 wastes from preserving agents02 06 03 sludges from on-site effluent treatment

02 07 00 wastes from the production of alcoholic and non-alcoholic beverages (excluding coffee, tea and cocoa)

02 07 01 wastes from washing, cleaning and mechanical reduction of the raw material02 07 02 wastes from spirits distillation02 07 03 wastes from chemical treatment02 07 04 materials unsuitable for consumption or processing02 07 05 sludges from on-site effluent treatment

Page 93: Directives Ciment

A17 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

C. Other Wastes

1.0 Disposed, sorted and/or stocked wastes from a waste treatment facility

05 08 00 waste from oil regeneration05 08 02 acid tars05 08 03 other tars05 08 04 aqueous liquid waste from oil regeneration

14 05 00 wastes from solvent and coolant recovery (still bottoms)14 05 01 chlorofluorocarbons14 05 02 other halogenated solvents and solvent mixtures14 05 03 other solvents and solvent mixtures 14 05 04 sludge containing halogenated solvents14 05 05 sludge containing other solvents

16 07 00 waste from transport and storage tank cleaning (except 05 00 00 & 12 00 00)16 07 01 wastes from marine transport tank cleaning, containing chemicals16 07 02 wastes from marine transport tank cleaning, containing oil16 07 02 wastes from marine transport tank cleaning, containing oil16 07 03 wastes from railway and road transport tank cleaning, containing oil16 07 04 wastes from railway and road transport tank cleaning, containing chemicals16 07 05 wastes from storage tank cleaning, containing chemicals16 07 06 wastes from storage tank cleaning, containing oil

Wastes from drums and tanks treatment facility, contaminated by one or more constituent enumerated in Annex II of Directive 91/689/CEE

19 01 00 wastes from incineration or pyrolysis of municipal and similar commercial, industrial and instit. waste19 01 08 pyrolysis wastes

19 06 00 wastes from anaerobic treatment of wastes19 06 01 anaerobic treatment sludges of municipal and similar wastes19 06 02 anaerobic treatment sludges of animal and vegetable wastes

19 07 00 landfill leachate19 07 01 landfill leachate

19 08 00 wastes from waste water treatment plants not otherwise specified19 08 03 grease and oil mixture from oil/waste water separation

20 01 00 separately collected fractions20 01 09 oil and fat20 01 12 paint, inks, adhesive and resins20 01 13 solvents20 01 16 detergents20 01 18 medicines20 01 19 pesticides20 03 00 other municipal waste20 03 04 septic tank sludge

Page 94: Directives Ciment

yes

no

no

no

no

no

yes

yes

yes

yesAF

RResolution of a local waste

management problem ?

Raw Materials** >0% andGCV* of the rest >8 MJ/kg

Accept or Refuse Flowchart for a Cement Plant Operator

refuse

GCV* of total waste > 8 MJ/kg and raw materials** = 0%

Ash >50% andraw materials** in ash >80%?

Does the waste or methodcomply with the company’s AFR policy?

accept

accept

accept

accept

refuse

Energy & Material recovery

Energy recovery

Material recovery

Waste disposal / Waste destruction

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA18

Annex 6: Example of an Accept-Refuse Chart

GCV* gross calorific value

Raw materials** CaO, SiO2, AI2O3, Fe2O3, SO3

Page 95: Directives Ciment

A19 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 7: Limit Values for Waste and AFR

1 voluntary self-commitment of the cement industry with authorities and concerned ministry2 BUWAL, Co-processing Guidelines from Switzerland3 voluntary self-commitment from the waste industry and regulations from the Government North Rhine Westfalia (NRW) Germany4 net calorific value 25 MJ/kg5 net calorific value average value 18 MJ/kg6 PET 7 PET, Polyester8 special case, flue gas cleaning for Hg

Table 7.1: Limit Values in different Permits and Regulations in Austria, Switzerland and Germany for used Wastes for co-processing

Austria1 Switzerland2 Germany3

In general combustible wastes4

Plastic, paper, textile waste, wood, etc.high calorific fraction from common waste

Solvents,spent oil,waste lacquers

In general combustible wastes5

Other was-tes for dis-posal

Plastic, paper, textile waste, wood, etc.high calorific fraction from common waste6

Solvents, spent oil

Maximum values [mg/kg]As 15 15 20 15 13 15Sb 5 20 (200)7 100 5 8004 120 20Be 5 5 2 2Pb 200 500 800 200 500 400 150Cd 2 27 20 2 5 9 4Cr 100 300 300 100 500 250 50Cu 100 500 500 100 600 700 180Co 20 100 25 20 60 12 25Ni 100 200 100 80 160 30Hg 0,5 2 2 0,5 58 1,2 1Tl 3 10 5 3 2 2V 100 100 25 10Zn 400 400Sn 10 70 100 10 70 30Cl (total) 1% 2% 1,5%

PCBs 50 100

Page 96: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA20

Annex 7: Limit Values for Waste and AFRTable 7.2: Examples of limit Values for alternative Fuels

for different Countries / Regions based on individual Permits

Parameter Unit Spain14 Belgium1 France1

Calorific values MJ/kg - - - halogens (exp.as Cl) % 2 2 2Cl % - - - F 0.20% - -S % 3% 3% 3%Ba mg/kg - - -Ag mg/kg - - -Hg mg/kg 10 5 10Cd mg/kg 100 70 -Tl mg/kg 100 30 -Sum Hg + Cd + Tl mg/kg 100 - 100Sb mg/kg - 200 -Sum Sb+ As+Co+ Ni+ Pb+ Sn+ V+ Cr mg/kg 0.50% 2500 2500As mg/kg - 200 - Co mg/kg - 200 -Ni mg/kg - 1000 -Cu mg/kg - 1000 -Cr mg/kg - 1000 -V mg/kg - 1000 -Pb mg/kg - 1000 -Sn mg/kg - - -Mn mg/kg - 2000 -Be mg/kg - 50 -Se mg/kg - 50 -Te mg/kg - 50 -Zn mg/kg - 5000 -PCBs mg/kg 30 30 25PCDDs/PCDFs mg/kg - - -Br+I mg/kg - 2000 -Cyanide mg/kg - 100 -

1 voluntary self-commitment of the cement industry with authorities and concerned ministry2 BUWAL, Co-processing Guidelines from Switzerland3 voluntary self-commitment from the waste industry and regulations from the Government North Rhine Westfalia (NRW) Germany4 net calorific value 25 MJ/kg5 net calorific value average value 18 MJ/kg6 PET 7 PET, Polyester8 special case, flue gas cleaning for Hg14 Limit values set by authorities for individual permits for cement plants in Spain, Belgium and France

Page 97: Directives Ciment

A21 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Table 7.3: Examples of limit Values for Waste to be used as alternative Raw Materials in different Countries / Regions

Parameter Unit Spain15 Belgium1 France1 Switzerland16

TOC mg/kg 2% 5000 5000 -Total halogens (expr.as Cl) % 0,.25 0.5 0.5 -F % 0,1 - - -S % 3 1 1 -Hg mg/kg 10 - - 0.5Cd mg/kg 100 - - 0.8Tl mg/kg 100 - - 1Sum Hg + Cd + Tl mg/kg 100 - - -Sb mg/kg - - - 1

Sum Sb+As+ Co+Ni+ Pb+ Sn+V+ Cr mg/kg 0.50% - - -

As mg/kg - - - 20Co mg/kg - - - 30Ni mg/kg - - - 100Cu mg/kg - - - 100Cr mg/kg - - - 100V mg/kg - - - 200Pb mg/kg - - - 50Sn mg/kg - - - 50Mn mg/kg - - - -Be mg/kg - - - 3Se mg/kg - - - 1Te mg/kg - - - -Zn mg/kg - - - 400PCBs mg/kg 30 - - 1pH mg/kg - - - -Br+I mg/kg - - - -Cyanide mg/kg - - - -

15 Limit values set by authorities for individual permits for specific cement plants in Spain, Belgium and France16 Limit values for alternative raw materials, BUWAL 1998. Guidelines Disposal of Wastes in Cement plants, table 1

Page 98: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA22

Annex 8: Justification for the Exclusion of certain Waste Material from co-processing

1. Electronic wasteE-waste is composed of computer and accessories, en-tertainment electronics, communication electronics, toys but also white goods such as kitchen devices or medical apparatus. A recent study17 of the Swiss envi-ronment agency BAFU reveals that average electronic scrap consists of 45% of metals in terms of weight, with the highest portion on heavy metals and rare metals. With 23%, plastic ranges second in the composition, and compounds of picture tubes are at 20%.

The average composition shows that electronic scrap contains on one hand substances harmful to health and the environment such as Cl, Br, P, Cd, Ni, Hg, PCB and brominated flame retardants in high concen-tration, often higher then threshold limit values as fixed in the permits.

On the other hand, the scrap contains so much scarce precious metals that all efforts have to be under-taken to recycle it. Co-processing of the plastic parts of the electronic waste would be an interesting option but requires disassembling and segregation first.

2. Entire BatteriesBatteries can be classified as automotive batteries, in-dustrial batteries and portable (consumer) batteries. Automotive batteries are mainly lead-acid batteries; industrial batteries comprise both lead-acid batteries and nickel-cadmium batteries. The portable battery consists of general purpose batteries (mainly zinc car-bon and alkaline manganese batteries), button cells (mainly mercury, zinc air, silver oxide, manganese oxide and lithium batteries) and rechargeable batteries (mainly nickel-cadmium, nickel-metal hydride, lithium ion and sealed lead-acid batteries). Most of these sub-stances are harmful to health and the environment. Co-processing of batteries would lead to an undesirable concentration of pollutants in the cement and the air emissions. Also, some battery contents, such as mercu-ry, nickel or cadmium, exceed any limit value for AFR. In addition, commercially viable battery recycling plants have been successfully introduced..

3. Infectious and biologically active medical wastesInfectious, biologically active hospital wastes are gener-ated in the human medical, in veterinary care and in the research. Examples are used blood transfusion bags, blood contaminated bandages, dialyse filters, in-jection needles, and also parts of the body and organs. Biologically active hospital wastes include pharmaceu-ticals. The disposal requires special hygienic and work safety requirements on handling, packaging and trans-portation.

The conditions in the cement kiln would be appro-priate to treat infectious and biologically active hospi-tal wastes, but would require special precautions on occupational health and safety in the supply chain of this type of waste. As the required OH&S conditions can’t be fully assured, co-processing is presently not recommended. However, the problem of inadequate handling of medical waste has persisted for years, espe-cially in developing countries. Although it is well known that segregating waste at the source is the most im-portant step in managing medical waste, this principle is not yet sufficiently applied. Even less attention is given to the ultimate safe storage and final treatment (sterilization or microwave) of infectious waste.

Small medical waste incinerators have been pro-moted and introduced in the past in many countries as a decentralized solution. However, experiences gained show that this technology is in many cases not appro-priate due to the absence of qualified personnel and the high costs associated with building, operating, maintaining and monitoring such facilities. As a conse-quence, the release of unwanted emissions (such as PCDDs and PCDFs, hydrochloric acid or heavy metals) in relatively high concentration must be considered.

As the problem persists and might become even more severe with a wider spread of infectious diseases (such as AIDS, SARS, Bird flu, Ebola etc.) co-processing might become part of the solution for final treatment, but only if defined pre-conditions in hospitals and health care centers have been introduced. Future coop

17 Schriftenreihe Umwelt Nr. 374, BUWAL, 2004

Page 99: Directives Ciment

A23 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

eration and research between international organiza-tions such as the WHO and the cement industry could result in joint activities, such as the definition of stand-ardized handling procedures.

4. Mineral acids and corrosivesMineral acids are derived from inorganic minerals. Ex-amples are hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and sulphuric acid (e.g. automotive batteries). The inorganic minerals such as S and Cl that are the main component of the acid have a negative impact on the clinker process and product quality and may lead to unwanted waste gas emissions. Acid may corrode and damage the production facilities.

Beside mineral acids, substances that can cause severe damage by chemical reaction to living tissue, or freight, or the means of transport are prohibited, as are all corrosive substances. Well known examples are alu-minium chloride; caustic soda; corrosive cleaning fluid; corrosive rust remover/preventative; corrosive paint re-mover. These types of materials should be excluded from co-processing due to the upstream collection, transport risks and handling hazards.

5. ExplosivesExplosives are any chemical compound, mixture or de-vice capable of producing an explosive-pyrotechnic ef-fect, with substantial instantaneous release of heat and gas. Examples are nitro-glycerine, fireworks, blast-ing caps, fuses, flares, ammunition, etc. Reasons to ex-clude them from co-processing are occupational safety due to the risk of uncontrolled explosions during pre-processing activities such transportation, handling, shredding etc. Explosive reactions in the cement kiln would have and negative impact on process stability.

6. AsbestosAsbestos is a name given to a group of minerals that occur naturally as masses of long silky fibers. Asbestos is known for its unique properties of being resistant to abrasion, inert to acid and alkaline solutions, and stable at high temperatures. Because of these attributes, as-bestos was widely used in construction and industry. Asbestos fibers are woven together or incorporated within other materials to create many products.

Airborne asbestos fibres are small, odourless and tasteless. They range in size from 0.1 to 10 microns in length (a human hair is about 50 microns in diameter). Because asbestos fibres are small and light, they can be suspended in the air for long periods. People whose work brings them into contact with asbestos may in-hale fibers. Once inhaled, the small, inert asbestos fib-ers can easily penetrate the body‘s defenses. They are deposited and retained in the airways and tissues of the lungs and can cause cancer. Due to this negative health impacts, the use of asbestos has been forbidden for around 25 years. (Source: Utah Department of Envi-ronmental Quality)

Asbestos-containing materials can be classified in-to one of three types: sprayed or trowelled-on material (e.g. ceilings or walls), thermal system insulation (e.g. plaster cement wrap around boilers, on water and steam pipe elbows, tees, fittings, and pipe runs), or miscellane-ous materials (e.g. floor tile, sheet rock, ceiling tiles, auto-motive friction products). Millions of tons of asbestos products will be transferred into waste material in the future, especially in developing countries and not all countries have national regulation on the handling and final disposal of this significant waste stream.

Asbestos-containing products could be treated in specially equipped rotary kilns at a temperature > 800°C for a certain time. The asbestos minerals would be transformed into other minerals like olivine or for-sterite. Therefore co-processing could be, from a techni-cal point of view, an option for treatment of asbestos waste. However, sanitary landfilling must be regarded as the most approproriate way of final disposal as the material can be disposed undisturbed and does not provoke the release of unwanted fibers into the air. Once safely dumped, the asbestos waste does not have further negative environmental impacts. As the availa-bility and new installation of sanitary landfill become more and more a problem, requests for co-processing asbestos might arise in the future. However before can-celling asbestos from the banned list, detailed investi-gations are required in particular on occupational health and safety in the whole supply chain. Further, asbestos-specific regulations have to be introduced and enforced by the national authorities.

Page 100: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA24

7. Radioactive wasteRadioactive waste is normally excluded from “classical” waste management, and therefore specific regulations have to be applied according to international agree-ments. This means that radioactive waste can’t be treated under the regulations of municipal and house-hold waste and special permissions for its treatment are required. The procedure is normally stipulated in national nuclear laws. Cement plants are not suited to handle radioactive waste.

However, there is a borderline case for those wastes that have a low dose of radioactivity (e.g. waste from re-search, cleaning devices or in medical entities). Following the recommendations from the International Atomic Energy Agency and other organizations, many countries define waste as low radioactive if the radiation of this material to humans does not exceed 10 μSv per year. For this case a restricted or even an unrestricted clearance for handling this waste within an integrated waste man-agement scheme could be given. At the international level, there is still a big discrepancy on procedures for clearance, and no uniform levels are given. As it is very difficult for most companies and/or authorities to pro-vide the evidence that the threshold limit valid of 10 μSv could be assured at any time, it is recommended not to use any kind of radioactive waste for co-processing.

8. Unsorted municipal wasteMunicipal waste is a heterogeneous material and con-sists in developing countries mainly of native organic (e.g. kitchen refuse), inert (e.g. sand) and post-consum-er (e.g. packing material) fraction. Valuable recycling goods such as cardboard, plastic, glass or metal are of-ten sorted out by the informal (waste pickers) or formal (cooperatives) sector.

Despite recrent efforts by local authorities in keep-ing their cities cleaner, the problems persist with the final disposal of the waste if no sanitary landfill sites can be made available due to protests by citizens or the high costs of the transport to a suitable site. In order to escape from this bottleneck, local and national decision makers opt for co-processing of the collected mixed waste material and to shift the responsibility of final treatment to the cement industry.

However, from an ecological, technical and finan-cial point of view, the co-processing of unsorted munici-pal waste is not recommended. Mixed municipal waste must be sorted in order to obtain defined waste streams from a known quality. For selected materials, co-process-ing should be regarded as an integrated part of munici-pal solid waste management (Y see chapter 5.2.2).

Annex 8: Justification for the Exclusion of certain Waste Material from co-processing

Page 101: Directives Ciment

A25 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Permit / Model

Sender: Licensing authority

Addressee: Company

I.By these presents, pursuant to articles ….……Act……. you shall be granted the permit to build and operate a plant for the production of cement with Co-processing Waste fuel with an output of ………t/d cement in…………(place) ……………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………(street, correct address)

II. Plant ComponentsY rotary kiln with fuel gas channels, stackY raw material storageY fuel storage (primary fuel, secondary fuel)Y crushers, mills, coolersY conveying facilitiesY electrostatic filterY waste processing, supply stationY …..

III.Application Documents1. Topographical map2. Constructions documents: _ key plan _ drawings _ building specification3. Diagrammatic section of the plant4. Machine site plan5. Description of the plant and operation of the plant, the terms of normal working conditions6. Description of the emission situation _ the technology for prevention the pollution _ contents of quantities of emissions7. Description of secondary fuels: generation, processing, utilizing installation, supply, quality assurance system.8. Environmental assessments _ Air pollution emission prognosis (e.g. dust, NOx, SO2, heavy metals, PCDDs/PCDFs) _ Noise emission prognosis _ Odor emissions9. Maintenance of industrial and occupational health and safety standards10. Description of energy saving techniques and/or measures11. Description for public information

Annex 9: Permit Model

Page 102: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA26

Annex 9: Permit Model

IV.Plant DataOutput: ……………t/d cementPrimary Fuel : coal dust, heating oil,Secondary fuel: solid fuels, liquid fuels, ……………

V.Collateral Regulations1.0 Air pollution control1.1 All waste gases must be collected and must be discharged in a controlled manner via stack.1.2 Emission measurements must satisfy the following requirements. They must be representative and compa-

rable with one another permit uniform evaluation permit monitoring and verification of compliance with emission limit by state –of-the art measurement practice

1.3 According to the EU directive 2000/76/EG, the emission in the exhaust air of waste gas purification plants shall not exceed the following mass concentrations, always referred to standardized conditions (273 K; 1013 hPa) after deduction moisture. Reference oxygen content 10%

* Emission limits are fixed on the basis “EU directive 2000/76/EG” but local authorities may establish special limits in case by case** Exemption my be authorized by competent authority in cases where TOC and SO2 do not result from the incineration waste

1.4 Monitoring of emissions:Y Substances contained in dust, HCL, PCDDs/PCDFs

For the monitoring of emissions, single measuring are to be conducted. The emission limit values are being observed if single measuring results exceed the fixed emission limit value. Measurements have to be repeat-ed at least every year an be performed independent experts.

Y Dust, NOx SO2 In order to monitor emissions, continuously measuring devices with automatic evaluation are to be in-stalled. The result of the continuous measuring must be recorded. The measuring instruments have to be tested with regard to their functioning once a year by independent experts

Y CO (limit value can set by competent authority)

Pollutant (daily average value in mg/m3) Total emission limit*

Particulate emissions (Total dust)HCLHFNOx SO2

TOCDust constituents and filter-slipping metals, metalloid and compounds there of:Cd + TlHgSb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V

30101500 – 80050** – (350)10**

0,050,050,5

PCDDs and PCDFs 0,1 ng I-TE/m3

Page 103: Directives Ciment

A27 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

1.5 Qualified laboratories To ensure a uniform measurement practice, representative measurement results and comparable quality proce-dures, qualified laboratories are to be commissioned with sampling and analysis activities and calibration procedures. The location and configuration of the sampling point is to be coordinated with the competent authorities (and the commissioned laboratory, where applicable)

2.0 Waste fuel control2.1 Monitoring of Quality assurance for co-processing waste fuelsY point of generation (producer): – listing the waste according to type – contractual agreement over permissible quality and composition of the waste – documentation of quantities disposed ofY processing installation (incoming): – routine sampling and analysis*, retention samples – documentation of the quantities received and processed – routine sampling and analysis by independent expertY processing installation (outgoing): – routine sampling and analysis*, retention samples – documentation of the outgoing quantitiesY utilizing installation (cement kiln, incoming): – routine sampling and analysis*, retention samples – documentation of the incoming quantitiesY *parameters investigated: – calorific value, moisture chlorine, sulfur, ash and ash components – heavy metals (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V) – PCBs, PAH, etc. – maximum value, median value of the level of pollutants in the waste mix

Page 104: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA28

2.2 Pollutant limits in waste fuels for co-processing 18

2.3 Waste fuel catalogue for co-processing in cement kiln

3.0 Monitoring safe CombustionY The burning process has to be monitored continuously using modern process control technology,Y The main parameters for analysis of the waste materials (calorific value, chemical composition, etc. ) must be

put into the process control system on a continuous basis,Y Regulations of primary energy have to follow in reliance on secondary fuel data,Y Waste fuels may only be supplied during normal continuous operation within the rated output range.

Annex 9: Permit Model

18 Must be defined from the local authorities

median value (ppm) maximum value (ppm)CadmiumThalliumMercuryAntimonyArsenicCobaltNickelSeleniumTelluriumLeadChromiumCopperVanadiumManganeseTinBerylliumChlorinePAHSulfurPCBs

Waste key / group description of the co-processing fuel

Page 105: Directives Ciment

A29 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

3.1 Safety regulationsFor supervising the parameters listed below, they should be linked to one another by a computer-controlled logic system e.g.:Y Gas temperature less than 900°C at kiln inletY Temperature of material at kiln outlet less than 1250°CY CO- level above a value to be established by trial (Vol.%)Y Inadmissible control deviations in the set point/actual value comparison

for the primary and secondary fuel feedY Raw meal feed of less than 75% of the max. possible quantityY Negative pressure before the exhaust gas fan below the value required at rated outputY Permissible O2 level lower than inspection measurements requireY Permissible NOx level above 500 mg/m3

Y Failure of burnerY Dust level above permissible limit(This should ensure rapid detection of any disruption to normal operation and use appropriate response system to prevent uncontrolled combustion of residues)

VI.NoiseIn so far as noise must be taken into consideration, the noise emission limit values shall be determined in dependence of existing, surrounding development.

VII.Sewage Water (if applicable)

VIII.Reasons(Reasons for a permission for co-processing wasteY environmental assessment,Y air pollution control,Y waste management, waste hierarchy,Y public involved

Page 106: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA30

Annex 10: Application Form

Address (authority)

1.0 Informations to the applicant Name / company: ............................................................................................................................................................................ City / post code: ........................................... District: ................................................................................................................ Phone No.: ...................................................................................... Queries by: ..................................................................................... Department / person responsible/ phone No.: ................................................................................................................... : 2.0 General information of plant2.1 Location of plant

location of industry / area / municipal / town / street / street number:

2.2 Type of plant marking of plant / scope of plant / capacity / output:

2.3 Is submitted ò The permission for building and operating ................................................................................................................... ò The permission for modification operating ...................................................................................................................

2.4 Application with the following technical documentations (e.g.) ò Topographical map ò Construction documents ò Description of the plant and operation of the plant ò Diagrammatic section of the plant (flow chart) ò Machine site plan ò Description of the emission situation ò Environmental assessments ò Application forms ò Description for public information ò Other technical documentations ò Index

City, Date (signature of applicant)

Page 107: Directives Ciment

A31 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

3.0 Technical specifications for the main parts of the plant

Technical entity No: .............................

3.1 Inputs: Raw materials and suplies

3.2 Outputs : Products, waste-products, waste-water

Number in comply with flow chart

Description of the material

Quantity of the material [kg/h] Composit

ComponentProportion [%]

Min. Max.

Number in comply with flow chart

Description of the material

Quantity of the material [kg/h] Composit

ComponentProportion [%]

Min. Max.

Page 108: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA32

4.0 Purification of waste gas

Combined with point source No.: ........................................................................................................................................................

Typ of cleaning system: ................................................................................................................................................................................

Flue gas stream ............................. m3/h................................……. ºC ........................................m3/h*)

*) standard conditions

Annex 10: Application Form

Efficiency of the Purification of waste gas in basic disign

purification materials Conzentration mg/m3 *)before – Cleaning – after

Collection efficiency %

Page 109: Directives Ciment

A33 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

5.0

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Page 110: Directives Ciment

noyes

Examination

To complete

Checking Completeness

Complete

To file an Application

To bring forward ›Public Meeting‹

Involvement other Public Authorities and Experts

Definite Decision by Authority

Final Examination

Open to the Public,Publication

Consultation by Authority

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA34

Annex 11: Permitting Process

Page 111: Directives Ciment

A35 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 12: Information on Test Burns

Test burns are required in some regulations and con-ventions for the verification of the destruction and re-moval efficiency (DRE) or the destruction efficiency (DE) of certain principal organic hazardous compounds (POHC) in a cement kiln. The DRE is calculated on the basis of mass of the POHC content fed to the kiln, mi-nus the mass of the remaining POHC content in the stack emissions, divided by the mass of the POHC con-tent within the feed. The DRE considers emissions to air only. The DE considers all out-streams (liquid and solids) in addition to the air emissions and is the most com-prehensive way of verifying the performance.

Test burns with non-hazardous AFR are not a regu-latory requirement but are sometimes done to evaluate the behavior of the process and the influence on main gaseous emissions and the cement clinker quality when feeding AFR to the kiln. Such simplified tests are usually conducted by process engineers at the cement plant using already installed on-line monitoring equip-ment and process operational data. However, test burns with hazardous compounds require professional super-vision and independent verification.

Cement kilns co-processing hazardous wastes in the EU are not required to carry out a test burn but must comply with emission limit values for dusts, HCl, HF, NOx, SO2, 12 heavy metals, total organic carbon (TOC) and di-oxins and furans (PCDDs/PCDFs). The emission limit val-ues for PCDDs/PCDFs are slightly more stringent in the EU regulation than in the US. In the US, cement kilns co-processing hazardous wastes must perform a test burn to demonstrate the combustion performance on select-ed hazardous wastes to demonstrate the DRE for POHCs in the waste stream. The test burn must fulfil three ma-jor requirements regarding combustion performance, whereas the DRE is the most important: POHCs must be destroyed and/or removed to an efficiency of 99.99% or better; POPs wastes must achieve a DRE of 99.9999%. The remaining two requirements deal with emissions of particulates and gaseous hydrogen chloride. A destruc-tion and removal efficiency of 100% will not be possible to establish due to limitations in the analytical instru-ments. The Stockholm and the Basel Conventions require a DE test for kilns aiming to treat POPs or POPs waste.

Taking into consideration the inherent features of a cement kiln – the high temperatures, long residence times, excess oxygen etc. – a test burn seems to be re-dundant. However, a test burn is actually the only way to prove the destruction performance of a kiln and its ability to destroy hazardous wastes in an irreversible and sound way. However, the design and the conditions of the test are crucial. Earlier data that indicated ce-ment kiln DRE results below 99.99% are either from outdated sources or improperly designed tests, or both.

In the early years of development of this technol-ogy and the sampling and analytical techniques to evaluate its environmental performance, there were several instances where POHCs were selected that did not meet the necessary criterias. For example, a major problem with many early tests was that the POHCs se-lected for DRE evaluation were organic species that are typically found at trace levels in the stack emissions from cement kilns that burn only fossil fuel. While these products of incomplete combustion (PICs) were emitted at very low levels, they nonetheless greatly in-terfered with the measurement of POHC destruction, i.e. DRE could not be properly measured if POHCs used in testing were chemically the same or closely related to the type of PICs routinely emitted from raw materi-als. In some instances, operational factors during the testing or sampling and analytical techniques contrib-uted to low DRE results.

The US test burn permitting process, originally designed to determine how effectively an incinerator is able to operate under specifiable ”worst cases”, is how-ever regarded as unnecessarily complex and costly, and has discouraged cement plant owners from adopting the test burn concept. An alternative approach will in most cases provide the same qualitative information: a „one-run“ test burn investigating the destruction per-formance when feeding a suitable hazardous waste combined with a baseline study measuring the „blank“ emissions when no hazardous waste are introduced, both tests done under normal process operating condi-tions. A cement plant is operated continuously, i.e. usu-ally more than 330 days a year, and such a test scheme will together with a feasibility study and an environ-

Test Burns for Performance Verification

Page 112: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA36

mental impact assessment provide sufficient informa-tion on the performance for the cement kiln in ques-tion. The following conditions should be fulfilled in the one-run test burn:

Y The destruction and removal efficiency for the haz-ardous compound should be at least 99.99%. Chlorin-ated aromatic compounds should be chosen as a test compound if available because they are generally dif-ficult to destroy. For POPs, a DRE of 99.9999% should be achieved.

Y The cement kiln should meet an emissions limit for PCDDs/PCDFs of 0.1 ng TEQ/Nm3 both under baseline and test burn conditions.

Y The cement kiln should comply with existing national emission limit values.

Such an approach for performance verification will, together with adequate safety arrangements, in-put control and operational procedures secure the same level of environmental protection as the current EU and US regulation.

Excerpts: from Kåre Helge Karstensen „Co-Processing of Organic Hazardous Wastes in Cement Kilns in Develop-ing Countries – Proposed Requirements“, article submit-ted for publication.

Annex 12: Information on Test Burns

Page 113: Directives Ciment

A37 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 13: EPER – European Polluting Emissions Register for the Cement Industry

Total emission values for activity grouped by pollutant:

Activity code: 3.1/3.3/3.4/3.5 – Installations for the production of cement klinker (>500t/d), lime (>50t/d), glass (>20t/d), mineral substances (>20t/d) or ceramic products (>75t/d)

Area: EUYear: 2001Pollutants: 31Facilities: 665

Pollutant To air (kg) Direct to water (kg) Indirect to water (kg) Methane (CH4) 1,151,000.00 - -Carbon monoxide (CO) 277,250,000.00 - -Carbon dioxide (CO2) 142,011,000,000.00 - -Dinitrogenoxide (N2O) 136,500.00 - -Ammonia (NH3) 3,450,600.00 - -

Non methane volatile organic compounds (NMVOC) 6,228,000.00 - -

Nitrogen oxides (NOx) 427,178,000.00 - -Sulfur oxides (SOx) 145,486,000.00 - -Nitrogen, total - 216,000.00 -Phosphorus, total - 5,180.00 8,640.00Arsenic and its compounds 5,038.20 4,156.10 17.50Cadmium and its compounds 2,829.90 242.24 -Chromium and its compounds 11,872.00 8,091.30 -Copper and its compounds 5,895.00 2,870.00 -Mercury and its compounds 2,889.90 76.30 -Nickel and its compounds 14,287.00 7,438.50 -Lead and its compounds 44,373.00 3,700.60 219.90Zinc and its compounds 35,190.00 8,155.00 2,358.00Dichloromethane (DCM) 158,490.00 - -Dioxines and furans (PCDDs and PCDFs) 0.0322 - -Trichloroethylene (TRI) 3,180.00 - -Benzene 126,070.00 - -Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) 7,970.30 - -Phenols - 246.00 1,775.00Total Organic Carbon (TOC) - 282,000.00 358,700.00Chlorides - 781,000,000.00 -Chlorine and inorganic compounds (as HCl) 1,956,000.00 - -Cyanides, total CN - 204.00 -Fluorides - 11,750.00 -

Fluorine and inorganic compounds (as hydrogen fluoride) 1,541,883.00 - -

PM10 (Particulate matter less than 10 μm) 19,290,000.00 - -

Page 114: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA38

Point Source DustReasons for emissions: The cement production process includes thermal treatment (drying, heating, calcining,

clinkerization, cooling) of materials through direct contact with hot gases. It also in-cludes pneumatic material transports and material classification/separation. At the end of these processes air/gas and pulverized materials have to be separated again. Incomplete separation gives rise to dust emissions (kiln/raw mill main stack, clinker cooler stack, cement mill stacks, material transfer point dedusting air outlets).

Ranges of emissions: Outdated dedusting equipment may emit up to several 100 mg/Nm3. Electrostatic precipitation easily reaches < 50 mg/Nm3. Bag filter dedusting produces values < 20 mg/Nm3. The visibility limit for point source dust is generally assumed to be around 80 mg/Nm3.

Reduction techniques: Bag filters and electrostatic precipitators for all kiln types and input materials.

Fugitive DustReasons for generation: Material spills from inadequately dedusted and/or worn out material transfer

points/material feeding points, material storage areas, dusty transport roads etc. with subsequent wind erosion/dispersion.

Ranges of emissions: Hard to quantify, mainly short range in-plant impacts (coarse dust).

Reduction techniques: Preventive and quick reactive maintenance, wetting of stockpiles, roof covering of stockpiles, vacuum cleaning systems, etc.

SO2

Reasons for emissions: Volatile sulfur in raw materials roasted off at material preheating. Wet kilns only: 10% to 50% of total sulfur inputs are emitted

Ranges of emissions: Dependent on content of raw materials of volatile sulfur compounds. Mostly below 300 mg/Nm3. Sometimes up to 3000 mg/Nm3.

Reduction techniques: Hydrated lime addition to kiln feed for small gaps (<700 mg/Nm3). Wet sulfur scrubbers for large gaps.

Annex 14: Ranges of emissions and Reduction Techniques

Cement Plants, Generation of Air Emissions and Respective Reduction Techniques

A38

Page 115: Directives Ciment

A39 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

NOx

Reasons for emissions: Thermal NO is produced in the main flame of all cement kilns in varying quantities dependant on sintering zone and flame temperatures. Some fuel NOx might be added via precalciner fuels.

Ranges of emissions: 300 to 2000 mg/Nm3

(unabated)

Reduction techniques: With limited effect:Þ Y Water cooling of main flameÞ Y Low-NOx burnerÞ Y Reducing zones (mid kiln, transition chamber, low-NOx calciner) With good effect:Þ Y Selective non-catalytic reduction (SNCR) with Þ Y ammonia or urea injection in appropriate Þ Y temperature window.Þ Y <800 mg/Nm3 achievable with existing SP/PC kilns.Þ Y <500 mg/Nm3 achievable with new SP/PC kilns.

VOCReasons for emissions: Volatile organics in raw materials roasted off at material preheating (idem SO2). No

products of incomplete combustion from main or precalciner firing.

Ranges of emissions: Dependant on content of raw materials of volatile organics. Mostly below 50 mg/Nm3. Sometimes up to 500 (+) mg/Nm3.

Reduction techniques: No cost effective end-of pipe techniques available to date, therefore avoid use of crit-ical input materials or feed them together with the fuels.

HClReasons for emissions: Chlorine may be present in raw materials as well as in alternative fuels (spent sol-

vents, plastic). If inputs exceed the (low) carrying capacity of the clinker/kiln system then emission might result.

Ranges of emissions: SP/PC kiln systems: <10 mg/Nm3. Wet kilns: Up to 80 mg/Nm3

Reduction techniques: No direct HCl abatement technique available, but sulfur wet scrubbers also reduce HCl emissions.

Page 116: Directives Ciment

Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA40

NH3

Reasons for emissions: Some natural raw materials (particularly clays) may contain NH3 which is partially roasted-off at material preheating. Other NH3 might be NH3 slip (loss) from a SNCR NOx reduction installation.

Ranges of emissions: <1 to 15 mg/Nm3 as a rule with exceptions up to 40 mg/Nm3.

Reduction techniques: Keep enrichment in outer circulation low by extracting dust from a suitable point in the process and feeding to the transition chamber.

Benzene (C6H6)Reasons for emissions: Benzene might be present in conventional and alternative raw materials and is par-

tially roasted off at material preheating.

Ranges of emissions: Normally 1 to 2 mg/Nm3, up to 3 and more mg/Nm3 in rare cases

Reduction techniques: No reasonable abatement technique, input limitation with raw materials is the option.

Dioxins and FuransReasons for emissions: Dioxins, furans or advanced precursors might be present in conventional (rarely) and

alternative raw materials and are partially roasted off at material preheating. Reactive forms at chlorine (Cl2) present in the exhaust gases might expedite PCDDs/ PCDFs formation or modification.

Ranges of emissions: From below detection limits up to around 20% of the often adopted emission limit value of 0.1 ng/Nm3. Sometimes values up to 2 or 3 ng/Nm3 can be found.

Reduction techniques: Same as benzene.

Heavy Metals Reasons for emissions: Heavy metals are ubiquitous in all cement kiln input materials. Since clean gas dust

(i.e. dust after the dedusting equipment) is an input materials fraction, it also contains heavy metals. In addition, semi-volatile and volatile heavy metals are evaporated and condense (predominantly) on the fine dust fraction.

Ranges of emissions: Most heavy metal emissions (typically 80%) remain below the detection limits. All (with one exception) remain safely below generally adopted limit values. The one ex-ception is mercury, which can exceed limit values in case of excessive inputs with ma-terials. Emission range of mercury: from below detection limit up to < 0.05 mg/Nm3

Reduction techniques: Efficient dedusting equipment and limitation of mercury inputs in feed materials.

Annex 14: Ranges of Emissions and Reduction Techniques

Page 117: Directives Ciment

A41 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 15: Total Emission limit Values for Cement Kilns co-processing Waste

Directive 2000/76/EC incineration of waste

Daily average 10% O2, dry all values in mg/m3 dioxins and furnans in ng/m3

1) new plants2) existing plants3) exceptions may be authorized by the competent au-

thority in cases where SO2 and TOC do not result from the incineration of waste

Source: Directive 2000/76/EC of the European Parlia-ment and the Council of 4. December 2000 on the in-cineration of waste. Annex II: Determination of air emission limit values for the incineration of waste – Special provisions for cement kilns.

The directive can be downloaded under:Y http://europa.eu.int/comm/environment/wasteinc/newdir/2000-76_en.pdf

Pollutant C

Total dust 30

HCI 10

HF 1

NOx 5001/8002

Cd + TI 0.05

Hg 0.05

Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn,Ni, V 0.5

Dioxins and Furans 0.1

SO2 503

TOC 103

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA42

Annex 16: Summary of the WBCSD/UNEP report on POPs

Summary of the WBCSD/UNEP report on POPs

Formation and Release of POPs in the Cement Industry / Second edition

30 January 2006Written by Kåre Helge Karstensen

Executive summaryThe Stockholm Convention requires Parties to take measures to reduce or eliminate releases of persistent organic pollutants (POPs) from intentional production and use, from unintentional production and from stockpiles and wastes. The chemicals intentionally produced and currently assigned for elimination under the Stockholm Conven-tion are the pesticides aldrin, chlordane, dieldrin, endrin, heptachlor, hexachlorobenzene (HCB), mirex and toxa-phene, as well as the industrial chemical Polychlorinated Biphenyls (PCBs).

The Convention also seeks the continuing minimisation and, where feasible, elimination of the releases of un-intentionally produced POPs such as the by-products from wet chemical and thermal processes, polychlorinated dibenzo-p-dioxins/-furans (PCDDs/PCDFs) as well as HCB and PCBs. Concepts of Best Available Technology and Best Environmental Practices to achieve such minimisation and reduction from all potential source categories will be further developed by the Conference of the Parties. Cement kilns co-processing hazardous waste are explicitly men-tioned in the Stockholm Convention as an “industrial source having the potential for comparatively high formation and release of these chemicals to the environment”.

The cement industry takes any potential emission of POPs seriously, both because perceptions about these emis-sions have an impact on the industry‘s reputation, and because even small quantities of dioxin-like compounds can accumulate in the biosphere, with potentially long-term consequences.

The main objective of this study was to compile data on the status of POPs emissions from cement kilns co-processing hazardous wastes, to share state of the art knowledge about PCDDs/PCDFs formation mechanisms in cement production processes and to show how it’s possible to control and minimise PCDDs/PCDFs emissions from cement kilns utilising integrated process optimisation, so called primary measures. This report provides the most comprehensive data set available on POPs emission from the cement industry collected from public literature, scien-tific databases and individual company measurements. This report evaluates around 2200 PCDDs/PCDFs measure-ments, many PCB measurements and a few HCB measurements made from the 1970s until recently. The data repre-sents emission levels from large capacity processing technologies, including wet and dry process cement kilns, performed under normal and worst case operating conditions, with and without the co-processing of a wide range of alternative fuel and raw materials and with wastes and hazardous wastes fed to the main burner, to the rotary kiln inlet and to the preheater/precalciner. Vertical shaft kilns, regarded to be an obsolete technology but still common in many countries, have not been dealt with in this report due to lack of emission data. The PCDDs/PCDFs data presented in this report shows that:

Most cement kilns can meet an emission level of 0.1 ng TEQ/Nm3 if primary measures are applied Co-processing of alternative fuels and raw materials, fed to the main burner, kiln inlet or the precalciner does not

seem to influence or change the emissions of POPs

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A43 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Data from dry preheater and precalciner cement kilns in developing countries presented in this report show very low emission levels, much lower than 0.1 ng TEQ/Nm3.

The emissions from modern dry preheater/precalciner kilns seem generally to be slightly lower than emissions from wet kilns. A common practice in many countries today is to co-process energy containing wastes and alternative raw materials in dry preheater/precalciner kilns, thereby saving fossil fuel and virgin raw materials. One example illustrates this: a UNEP project measured emissions between 0.0001-0.018 ng TEQ/m3 from a dry preheater kiln in Thailand replacing parts of the fossil fuel with tyres and hazardous waste; the lowest concentration was found when the kiln was co-processing hazardous waste, 0.0002 ng TEQ/m3.

Emission data from US cement kilns in the 1980s and first part of the 1990s stands in contrast with newer findings. They often indicated that cement kilns co-processing hazardous waste as a co-fuel had much higher PCDDs/PCDFs emissions than kilns co-processing non-hazardous wastes or using conventional fuel only. In recent documents however, the US EPA has explained the most probable cause for these findings, namely that cement kilns burning hazardous waste were normally tested under “worst” scenario trial burn conditions, i.e. typically high waste feeding rates and high temperatures in the air pollution control device, conditions today known to stimulate PCDDs/PCDFs formation.

Cement kilns burning non-hazardous waste or conventional fossil fuel only were however tested under normal conditions, no “worst” scenario conditions, making a comparison between hazardous waste burning and non-hazard-ous waste burning kilns dubious. Reducing the temperature at the inlet of the air pollution control device is one factor which has shown to limit dioxin formation and emissions at all types of cement kilns, independent of waste feeding, as lower temperatures are believed to prevent the post-combustion catalytic formation of PCDDs/PCDFs. The US EPA concluded in 1999 in the new Maximum Achievable Control Technology regulation that hazardous waste burning in cement kilns does not have an impact on PCDDs/PCDFs formation because they are formed post-combustion, i.e. in the air pollution control device.

This report also provides a large number of measurements of PCDDs/PCDFs in products and residues from the cement industry. The levels are normally low and in the same magnitude as found in foods like fish, butter and breast milk as well as soil, sediments and sewage sludge. For new cement plants and major upgrades the Best Available Technology for the production of cement clinker is a dry process kiln with multi-stage preheating and precalcination. A smooth and stable kiln process, operating close to the process parameter set points is beneficial for all kiln emissions as well as for the energy use.

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA44

The most important primary measures to achieve compliance with an emission level of 0.1 ng TEQ/Nm3 is quick cooling of the kiln exhaust gases to lower than 200°C in long wet and long dry kilns without preheating. Modern preheater and precalciner kilns have this feature already inherent in the process design. Feeding of alterna-tive raw materials as part of raw-material-mix should be avoided if it includes organic material and no alternative fuels should be fed during start-up and shut down.

The UNEP Standardized Toolkit for Identification and Quantification of Dioxin and Furan Releases assign emission factors to all source categories and processes that are listed in Annex C, Parts II and III of the Stockholm Convention. The emission factors for cement kilns co-processing hazardous wastes are among the lowest of all source categories.

Since PCDDs/PCDFs is the only group of POPs commonly being regulated up to now, there are fewer measure-ments available for HCB and PCBs. However, the more than 50 PCB measurements referred to in this report show that all values are below 0.4 µg PCB TEQ/m3, many at a few nanogram level or below the detection limit. 10 HCB measurements show a concentration of a few nanograms per cubic meter or concentrations below the detection lim-it.

The whole report can be downloaded from:Y www.wbcsdcement.org

Annex 16: Summary of the WBCSD/UNEP Report on POPs

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A45 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 17: Template for Master Data File for commonly used Waste

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA46

Annex 17: Template for Master Data File for commonly used Waste

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A47 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA48

Annex 17: Template for master data file for commonly used waste

Page 125: Directives Ciment

Pass

Fail

Pass

Fail

Fail

FailPass

Individual Waste Shipments

Pass

Fail

Waste Source Qualification

Kiln Co-processing

External Verification

Waste Delivery Controle AFR Control

AFR Spectification Analysis

AFFR Blending / TreatmentDettailed Analysis

Notification to AuthontiesCandidate Waste Sources

Waste Master Datafile

Periodic Quality Control Sample

Accepted Waste Source Fingerprint Analysis

Waste Source Unacceptable

Waste Shipment RejectedSource Qualification Analysis

A49 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Annex 18: AFR Quality Control Scheme

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA50

Annexe 19 : Situation Analysis – how to do itThe following research tools are examples of how to do a situation analysis. The best will be to choose research tools that suit both your and your stakeholders‘ needs.

Y Door knocking – probably the least formal and most effective way to engender community spirit about your company in the neighborhood.

Y Interviews – one-on-one interviews provide you with concentrated information about a particular topic and the opportunity to probe further on specific points as needed.

Y Questionnaires – these include in person, telephone or mail surveys. Random selection of respondents is key to obtaining objective survey results.

Y Needs assessment – conducting a needs assessment with a small ‘focus’ group of stakeholders is a formal method to gain valuable information about stake-holder needs and expectations. Focus groups can ei-ther be internal or external. The following four steps are recommended in conducting a needs assess-ment:

Y Media monitoring – this technique is used to gauge the company reputation. This includes analyzing pos-itive, negative or neutral stories in the media, number of mentions, length of stories, content and focus, etc. You can then interview selected journalists to gain more in-depth information.

Step I: Identify users and uses of the needs assessment

Y Identify the persons who will act on the assessment

Y Identify the use of the assessment e.g. provide a basis for the strategic plan

Step II: Describe the contextY What is the physical and social environment of

your activities?Y When have you started, or are you just starting?Y Is this an initial assessment or are you trying to

verify the appropriateness of your activities?

Step III: Identify needsY Describe circumstances / problems of

the stakeholdersY Suggest possible solutions to their needs and

analyse likely effectiveness, feasibility and sus-tainability

Step IV: Meet needs and communicate resultsY Recommend actions based on the needs, prob-

lems, and solutions identifiedY Communicate the results of the assessment to

your stakeholders

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A51 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

Abréviations Générales et ChimiquesAbréviations générales

AFR Combustibles et matières premières alternatifsASR Résidus de broyage automobileBAT Meilleures techniques disponiblesBEP Meilleure pratique environnementaleBpD Poussière de by-pass (peut être produite dans certains cas par des fours SP/PC)ESB Maladie de la vache folle (ESB)CKD Poussière de fours à ciment (peut être produite dans certains cas par des fours

longs voie sèche ou voie humide [à chaînes])CP Production plus propreCSI Initiative durable en matière de cimentEC Communauté Européenne (UE)EMR Contrôle et Surveillance des émissionsELV Valeur limite d’émissionEPA Agence de Protection de l‘EnvironnementESP Précipitateur électrostatiqueHHV Pouvoir Calorifique SupérieurIGO Organisations gouvernementales internationales (OGI)LCA Analyse du cycle de vieNGO Organisation non-gouvernementale (ONG)OEL Limites d‘Exposition au travailOH&S Santé et sécurité au travailPOPs Polluants organiques persistantsRDF Combustibles dérivés de déchetsSNCR Réduction sélective non-catalytiqueSP/PC SP = four à préchauffeur suspendu (ou à cyclones)

PC = four à précalcination (incluant également un préchauffeur à cyclone)

TOC Carbone organique totalUNEP Programme des Nations Unies pour l‘EnvironnementWBCSD Conseil Mondial des Affaires pour le Développement DurableμS μ-Sievert

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA52

Abréviations Générales et ChimiquesAbréviations Chimiques

Al2O3 Oxyde d‘aluminium NH3 Ammoniac

As Arsenic NOx Oxydes d‘azote

BTx (C6H6) Benzène Ni Nickel

BTx Benzène, toluène, xylène O2 Oxygène

CaCO3 Carbonate de calcium PAH Hydrocarbures Aromatiques polycycliques

Cd Cadmium Pb Plomb

Co Cobalt PCBs Polychlorobiphényles

CO Monoxyde de carbone PCDDs Dibenzodioxines polychlorées

CO2 Dioxyde de carbone PCDFs Dibenzofuranne polychlorées

COT Carbone Organique Total Sb Antimoine

Cr Chrome SO2 Dioxyde de soufre

Cu Cuivre SOx Oxydes de soufre

Fe2O3 Oxyde de fer SiO2 Dioxyde de silice

HCB Hexachlorobenzène TCE Trichloroéthylène

HCl Acide Chlorhydrique TCM Tétrachlorométhane

HF AAcide Fluorhydrique Tl Thallium

Hg Mercure V Vanadium

CH4 Méthane VOC Composés organiques volatils

Mn Manganèse Zn Zinc

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A53 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

GlossaireBétonMatériel produit en mélangeant du ciment, de l‘eau et des granulats. Le ciment agit comme liant, et la teneur moyenne en ciment du béton est d‘environ 15%.

Blessure causant une perte du temps de travailBlessure en rapport avec le travail et suite à laquelle la personne blessée ne peut travailler pendant au moins une période de travail complète d‘une équipe ou un jour de travail complet.

ClinkerProduit intermédiaire dans la fabrication du ciment obtenu en soumettant le calcaire concassé à un proces-sus de décarbonatation, d‘agglomération et de refroi-dissement rapide.

Combustibles et matières premières alternatifs (AFR)Intrants dans la production de clinker dérivés de dé-chets qui apportent une contribution en énergie et/ou matière première.

Combustibles fossilesCombustibles non renouvelables à base de carbone utilisés par l‘industrie du ciment, comprenant le char-bon et le pétrole.

DéchetUne substance ou un objet dont le propriétaire se dé-fait, souhaite se défaire ou a l‘obligation de se défaire

Dialogue d‘intervenantsEngagement des intervenants dans un processus de consultation formel et/ou informel pour examiner les besoins et perceptions spécifiques des parties prenantes.

Eco-efficienceRéduction de l‘intensité en ressources de la production, c‘est-à-dire l‘introduction de matériaux, des ressources naturelles et de énergie par rapport aux sorties ; essen-tiellement produire plus avec moins.

Ecologie industrielleCadre pour l‘amélioration de l‘efficacité de systèmes industriels, en imitant des aspects d‘écosystèmes natu-rels, y compris la transformation de déchets en matiè-res de base ; les déchets d‘une industrie donnée devien-nent les produits pour une autre.

FourFour industriel pour la production de clinker utilisé pour la fabrication de ciment. Dans le présent rapport le terme „four“ se réfère toujours à un four rotatif.

Intervenant Un groupe ou un individu qui peut affecter ou qui est affecté par une organisation ou ses activités.

LixiviationExtraction des composants inorganiques et/ou organi-ques d‘un matériau solide, au moyen d’un éluant (eau déminéralisée ou un autre), sous forme d’un lixiviat, par un ou plusieurs mécanismes physico-chimiques.

PoussièrePoussière totale issue des gaz propres, après passage par un équipement de dépoussiérage. (Dans le cas des cheminées principales des fours à ciment, plus de 95% de la poussière de gaz propre est d‘une qualité PM10, c‘est-à-dire que la matière particulaire (=PM) est infé-rieure à 10 microns).

Responsabilité sociale de la compagnie (CSR)L‘engagement de la société à contribuer au développe-ment durable en travaillant avec des employés, leurs familles, la communauté locale et la société en général pour améliorer leur qualité de vie.

Santé et sécurité au travail (OH&S)Politique et activités pour promouvoir et garantir la santé et la sécurité de tous les employés, sous-traitants, parties tierces et visiteurs.

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Note

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A55 Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de Ciment

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Directives sur le Co-Processing des Déchets dans la Production de CimentA56

Note