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Umsetzung von Anforderungen zur Luftreinhaltung02/2009Aktuelle Hinweise2

Umsetzung von Anforderungen zur Luftreinhaltung – Erfahrungsberichte

Hans-Dieter Hopf

Die Anforderungen

Der 30.10.2007 war ein wichtiges Datum für Anlagenbe-treiber und Behörden bezüglich der Umsetzung von Anfor-derungen zur Luftreinhaltung. Dies betraf Anlagen, die insbesondere den nachfolgenden Vorschriften unterliegen:

■ Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz vom 24.07.2002 (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft, Allge-meine Sanierungsfrist nach Nr. 6.2.3.3 TA Luft)

■ Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Im-missionsschutzgesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen – 1. BImSchV, Übergangsre-gelung für bestimmte Öl- und Gasfeuerungen nach § 23a 1. BImSchV)1

■ Dreizehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Großfeue-rungs- und Gasturbinenanlagen – 13. BImSchV, Über-gangsregelung nach § 20 13. BImSchV)2 und

■ Einunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Löse-mittel in bestimmten Anlagen – 31. BImSchV, Messung und Überwachung § 5 31. BImSchV nicht genehmi-gungsbedürftige Anlagen, § 6 31. BImSchV genehmi-

1 Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen – 1. BImSchV) vom 14.03.1997, BGBl. I S. 490, zuletzt geändert am 27.07.2001, BGBl. I S. 1950

2 Dreizehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissions-schutzgesetzes (Verordnung über Großfeuerungs- und Gasturbinen-anlagen – 13. BImSchV) vom 20.07.2004, BGBl. I S. 1717

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gungsbedürftige Anlagen, Reduzierungsplan nach An-hang IV 31. BImSchV)1

In Ordnungsverfügungen und nachträglichen Anordnun-gen wurden teilweise überhöhte Anforderungen an die Anlagenbetreiber gestellt, oder es wurden zulässige Aus-nahmen seitens der Behörde nicht berücksichtigt. Im All-gemeinen wurden die strengeren Emissionsgrenzwerte richtig umgesetzt. Vernachlässigt wurden aber z.B. die Anforderungen, die an die Funktionsprüfung und Kalib-rierung von automatischen Messsystemen (AMS) nach VDI 39502 zu stellen sind. Es wurde vielmehr den Mess-instituten überlassen, auf die Betreiber mit entsprechen-dem Erfolg oder Misserfolg einzuwirken, zusätzlich zur jährlichen Geräteprüfung Vergleichsmessungen durch-führen zu lassen und die Gültigkeit der Kalibrierkurve zu überprüfen.

Andererseits prüften die Betreiber die erteilten Auflagen nur ungenügend, da der Realisierungszeitraum 30.10.2007 bei Erteilung der Ordnungsverfügung noch in weiter Ferne lag. Erst beim Versuch der Realisierung der Anforderun-gen Ende 2007/Anfang 2008 stellte sich dann heraus, dass diese mit hohen Kosten und teilweise mit erheblichen Anlagenumbauten verbunden sind, um z.B. annähernd die Anforderungen an die Probenahmestellen nach DIN EN 152593 zu erfüllen. Die Betriebe wandten sich dann häufig an ihre im Betrieb tätige, nach § 26 BImSchG be-kannt gegebene Stelle, um nachträglich eine Änderung der Ordnungsverfügung oder der nachträglichen Anordnung zu erreichen.

1 Einunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissi-onsschutzgesetzes (Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüch-tiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Löse-mittel in bestimmten Anlagen – 31. BImSchV) vom 21.08.2001, BGBl. I S. 2180

2 VDI 3950 Ausgabe Dezember 2006, Emissionen aus stationären Quel-len, Qualitätssicherung für automatische Mess- und elektronische Auswerteeinrichtungen

3 DIN EN 15259 Ausgabe Januar 2008, Luftbeschaffenheit – Messung von Emissionen aus stationären Quellen – Anforderungen an Mess-strecken und Messplätze und an die Messaufgabe, den Messplan und den Messbericht; Deutsche Fassung EN 15259:2007

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Probleme gab es auch hinsichtlich der zu stellenden immis-sionsschutzrechtlichen Anforderungen zur Umsetzung des Stands der Technik bei nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen. Dies betraf die Anwendungen der Anforderun-gen der TA Luft, der 31. BImSchV, der Geruchsimmissi-onsrichtlinie GIRL1 bei geruchsrelevanten Emissionen oder auch die Festlegung der Mindestschornsteinhöhe nach TA Luft bzw. VDI 22802/VDI 3781 Blatt 4.3

In den nachfolgenden Beispielen sollen diese Probleme an-onym (die Beschreibung soll keine Hinweise auf den Be-treiber oder die zuständige Behörde zulassen) beschrieben, die jeweils geltenden Anforderungen dargestellt und die Lösungsmöglichkeiten bzw. die Entscheidung der Behörde aufgezeigt werden.

Umsetzung der Anforderung einer kontinuier-lichen Messung nach Nr. 5.3.3 TA Luft an einer Anlage zur Folienbeschichtung nach Nr. 5.1 Spalte 2 des Anhangs der 4. BImSchV4

Problemdarstellung

In der betroffenen Anlage zur Beschichtung von Polyethy-lenfolien werden lösemittelhaltige Kleber eingesetzt. Als Lösemittel werden hauptsächlich Ethylacetat und Hexan verwendet. Von der Lösemittelmenge her fällt diese Anlage in die Nr. 5.1 Spalte 2 4. BImSchV und ist damit genehmi-

1 Länderausschuss für Immissionsschutz, Festlegung und Beurteilung von Geruchsimmissionen, Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) vom 21.09.2004

2 VDI 2280 Ausgabe August 2005, Ableitbedingungen für organische Lösemittel

3 VDI 3781 Blatt 4 Ausgabe November 1980, Ausbreitung luftfremder Stoffe in die Atmosphäre, Bestimmung der Schornsteinhöhe für klei-nere Feuerungsanlagen

4 Vierte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen – 4. BImSchV) in der Fassung der Bekanntmachung vom 14.03.1997, zuletzt geändert durch Artikel 3 des Gesetzes vom 23.10.2007, BGBl. I S. 2470

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gungsbedürftig. Der schematische Anlagenaufbau ist der Abbildung 1 zu entnehmen.

Abb. 1: Schematischer Aufbau der Anlage

Die beim Beschichtungsprozess an den Maschinen anfal-lende lösemittelhaltige Abluft wird mittels Absaugehau-ben, Abluftkanälen, Staubfiltern und drehzahlgeregelten Saugzugventilatoren drei Lösemittelrückgewinnungsanla-gen zugeführt. Bei den Lösemittelrückgewinnungsanlagen handelt es sich um jeweils zwei Aktivkohleadsorber. Von diesen zwei Adsorbern wird jeweils einer mit der bei der Beschichtung anfallenden lösemittelhaltigen Abluft bela-den, während der zweite regeneriert (Dämpfen, Spülen, Trocknen und Kühlen) wird. Das beim Dämpfen entste-hende Lösemittel-Wasserdampf-Gemisch wird einem Kondensator und Nachkühler kondensiert. In einem anschließenden Trennbehälter wird das Lösemittel vom Wasser getrennt. Zum Abtrennen des im Wasser enthalte-nen Restlösemittels wird dieses einer Stripkolonne zuge-führt.

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Bei Ausfall einer Lösemittelrückgewinnungsanlage oder bei einer geringen Rohgaskonzentration bzw. bei Einsatz von Lösemitteln, deren Wiedergewinnung nicht lohnens-wert ist, kann das Rohgas mittels einer thermischen Nach-verbrennungsanlage gereinigt werden.

Immissionsschutzrechtliche Anforderungen für die Anlage

Emissionsgrenzwerte

Hexan und Ethylacetat fallen nicht in die organischen Stoffe der Klassen I und II der Nr. 5.2.5 TA Luft. Daher waren nach Nr. 5.2.4 und 5.2.5 TA Luft und Nr. 8.1.1 Anhang III 31. BImSchV folgende Emissionsbegrenzungen vorzugeben:

Lösemittelrückgewinnungsanlage 1, 2 und 3:

Thermische Nachverbrennung:

Massenströme

Mit den Grenzwerten für die organischen Stoffe und den jeweiligen Abgasvolumenströmen ergeben sich folgende Massenströme:

Organische Stoffe als Gesamtkohlenstoff 50 mg/m3

Organische Stoffe als Gesamtkohlenstoff 20 mg/m3

Kohlenmonoxid 0,10 g/m3

Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid als Stickstoffdioxid

0,10 g/m3

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Tab. 1: Berechnung der Gesamtkohlenstoffmassenströme

Die Massenstromschwelle für organische Stoffe, angege-ben als Gesamtkohlenstoff nach Nr. 5.3.3.2 TA Luft 2002 von 2,5 kg/h (TA Luft 19861 – 10 kg/h), wird von der Alt-anlage jetzt überschritten, sodass von der Behörde die kontinuierliche Messung anzuordnen war. In einer Ord-nungsverfügung wurde angeordnet, dass der Betreiber alle Teilanlagen mit kontinuierlichen Messungen auszurüsten hat, die die Massenkonzentration an Gesamtkohlenstoff und die zur Beurteilung des ordnungsgemäßen Betriebs er-forderlichen Betriebsgrößen Abgastemperatur, Abgasvolu-menstrom, Feuchtegehalt und Druck kontinuierlich ermit-teln, registrieren und auswerten. Der ordnungsgemäße Einbau der Messeinrichtungen soll durch eine nach § 26 BImSchG bekannt gegebene Stelle bescheinigt, jährlich auf Funktionsfähigkeit nach VDI 3950 Blatt 12 geprüft und alle drei Jahre kalibriert werden.

Quelle Abgasvolumen-strom n,trin m3/h

Grenzwert Ges.-Cin mg/m3

Massen-stromin kg/h

Anteilin %

LMR 1 40.000 50 2,00 39,22

LMR 2 12.000 50 0,60 11,76

LMR 3 50.000 50 2,50 49,02

Gesamt 5,10 100,0

TNV 30.000 20 0,60 11,76

1 Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes–Immissions-schutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) vom 27.02.1986, GMBl. S. 95

2 VDI 3950 Blatt 1 Ausgabe Juli 1994, Kalibrierung automatischer Emissionsmesseinrichtungen

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Investitionskosten zur Umsetzung der Anforderungen (vorher)

In einer ersten Schätzung ermittelte der Betreiber bei Um-setzung der Anforderungen ein Investitionsvolumen von ca. 120.000 Euro. Hinsichtlich Beratung beim Einbau der erforderlichen Mess-, Registrier- und Auswerteeinrichtun-gen und zur Prüfung von Ausnahmemöglichkeiten zur Kostenminimierung bei der Umsetzung der Anordnungen wandte sich der Betreiber an seine nach § 26 BImSchG be-kannt gegebene Stelle, die bisher Einzelmessungen an der Anlage ausgeführt hat.

Prüfung der Anforderungen

Eine Prüfung der Ausnahmemöglichkeiten ergab, dass die Forderung einer kontinuierlichen Messung an allen vier Teilanlagen nicht durch die Anforderungen der TA Luft 2002 abgedeckt ist. In Nr. 5.3.3.1 TA Luft wird Folgendes ausgeführt:

„Eine Überwachung der Emissionen relevanter Quellen durch kontinuierliche Messungen soll, unter Berücksich-tigung des Absatzes 4, gefordert werden, soweit die in Nummer 5.3.3.2 festgelegten Massenströme überschritten und Emissionsbegrenzungen festgelegt werden. Eine Quelle ist in der Regel dann als relevant zu betrachten, wenn ihre Emission mehr als 20 vom Hundert des gesam-ten Massenstroms der Anlage beträgt. Für die Bestimmung der Massenströme sind die Festlegungen des Genehmi-gungsbescheides maßgebend.“

Die Anwendung der 20-%-Regel ist dann angesagt, wenn die einzelne Quelle nicht die Massenstromschwelle der Nr. 5.3.3.2 TA Luft überschreitet.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, liegt der Anteil der Teilan-lagen TNV und LMR 2 wesentlich unter 20 vom Hundert, sodass für diese eine kontinuierliche Messung nicht gefor-dert werden soll. Eine Rücksprache mit der Behörde er-gab, dass zur Berechnung des Anteils nicht der Gesamt-

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massenstrom der Anlage (5,10 kg/h), sondern die Schwelle nach Nr. 5.3.3.2 TA Luft (2,5 kg/h) herangezogen wurde. Diese Verfahrensweise entsprach nicht der Nr. 5.3.3.1 TA Luft und konnte deshalb so nicht von der Behörde durch-gesetzt werden. Bei einem gemeinsamen Gespräch wurde der Verzicht auf die kontinuierliche Messung an den Anla-gen LMR 2 und TNV erklärt.

Bei einer Anlagenbegehung wurde festgestellt, dass hinter den Lösemittelrückgewinnungsanlagen LMR 1 und LMR 3 keine ausreichenden Abgasführungen vorhanden sind, die einen Einbau der kontinuierlichen Messeinrichtung (AMS) und der erforderlichen Vergleichsmessstelle nach den Anforderungen der DIN EN 15259 (gerade Einlauf-strecke 5 x Dhydr und gerade Auslaufstrecke 2 x Dhydr) er-füllen. Es wurde deshalb dem Betreiber und der Behörde vorgeschlagen, auf eine kontinuierliche Messung der Ein-zelanlagen zu verzichten und diese für die drei Lösemittel-rückgewinnungsanlagen in Summe im Kamin 1 einzurich-ten, da hier die Anforderungen an die Messstrecke erfüllt werden. Die Behörde erklärte sich damit einverstanden.

Zur Gesamtkohlenstoffmessung wählte der Betreiber ein eignungsgeprüftes Wärmetönungsgerät (Messbereich 0–150 mg/m3 – Dreifaches des Grenzwerts) nach Nr. 2.1.1.10 der Bundeseinheitlichen Praxis bei der Überwachung der Emissionen1 und zur Ermittlung der Betriebsgrößen Ab-gasvolumenstrom und Abgastemperatur entsprechende Messeinrichtungen aus. Auf eine kontinuierliche Messung der Abgasfeuchte und des Abgasdrucks wurde verzichtet. Die Normierung der Gesamtkohlenstoff- und Abgas-volumenstrommessung erfolgt im Emissionsauswerterech-ner durch Konstanten, die bei der Kalibrierung ermittelt werden.

In Abbildung 2 ist der schematische Aufbau der kontinu-ierlichen Messung dargestellt.

1 Bundeseinheitliche Praxis bei der Überwachung der Emissionen – Rd-Schr. des BMU vom 13.06.2005 – Az. IG I 2 – 45053/5

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Abb. 2: Anordnung der AMS-Probenahme- und der Vergleichsmessstelle

Investitionskosten zur Umsetzung der Anforderungen (nachher)

Die Behörde stimmte dieser Ausführung zu. Die Inves-titionskosten verringerten sich für den Betreiber auf ca. 40.000 Euro. Die Ordnungsverfügung wurde entspre-chend geändert. Eine Diskussion der von der Behörde für die jährliche Funktionsprüfung genannten Prüfgrundlage VDI 3950 Blatt 1 ergab, dass diese bewusst gewählt wurde, um damit zum Ausdruck zu bringen, dass auf die nach VDI 3950 Ausgabe Dezember 2006 geforderten jähr-lichen Vergleichsmessungen verzichtet wird.

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Umsetzung der Anforderung zur Luftreinhaltung an einer katalytischen Tauchlackieranlage (KTL) für Kleinteile

Problemdarstellung

Ein Zulieferbetrieb für die Automobilindustrie betreibt zur Oberbeschichtung von Kleinteilen eine katalytische Tauchlackieranlage mit nachgeschalteter thermischer Nachverbrennungsanlage (TNV). Der schematische Auf-bau ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abb. 3: Schematischer Aufbau der KTL-Anlage

Die Anlage wurde entsprechend der Baugenehmigung aus dem Jahr 2001 betrieben. In dieser waren hinsichtlich der Lösemittelemissionen folgende Grenzwerte auf der Basis der damals geltenden VDI 2280 vorgegeben:

■ Organische Stoffe Klasse I 20 mg/m3

■ Organische Stoffe Klasse II 150 mg/m3

■ Organische Stoffe Klasse III 250 mg/m3

■ Organische Stoffe Klasse IV 500 mg/m3

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Die Einhaltung der Grenzwerte wurde durch dreijährliche Einzelmessungen nachgewiesen. Die Verbrennungstempe-ratur an der TNV war so eingestellt, dass die gemessene Emissionskonzentration organischer Stoffe als Gesamt-kohlenstoff unter 10 mg/m3 lag, sodass eine Einzelstoff-bestimmung entfallen konnte.

Im Lauf der Jahre wurden die Beschichtungsstoffe immer mehr auf wasserbasierte Lacke umgestellt, sodass sich der Lösemittelverbrauch auf kleiner 5 t/a reduzierte. Nach einem Ausfall der TNV tauchte im Betrieb die Frage auf, welche aktuellen immissionsschutzrechtlichen Anforde-rungen für die Anlage gelten und ob auf den Betrieb der TNV zukünftig verzichtet werden kann. Zur Klärung der Fragestellung wandte sich der Betreiber an seine nach § 26 BImSchG bekannt gegebene Stelle, die bisher Einzelmes-sungen an der Anlage ausgeführt hat.

Immissionsschutzrechtliche Anforderungen für die Anlage

Die Prüfung der aktuellen immissionsschutzrechtlichen Anforderungen für die Anlage ergab folgendes Bild:

■ Die Anlage erreicht nicht die Mengenschwelle von 15 t Lösemitteln je Jahr der Nr. 5.1 a) Spalte 2 des Anhangs der 4. BImSchV1 und ist daher weiterhin im immissi-onsschutzrechtlichen Sinne nicht genehmigungsbe-dürftig.

■ Die VDI 2280 Ausgabe August 20052 regelt nur noch die Ableitbedingungen für organische Lösemittel und enthält keine Aussagen mehr zu Emissionswerten. Die Ableitung der Abgase soll nach dieser VDI mindestens 5 m über Flach- oder Sheddächern bzw. 3 m über dem

1 Vierte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen – 4. BImSchV) in der Fassung der Bekanntmachung vom 14.03.1997, zu-letzt geändert durch Artikel 3 des Gesetzes vom 23.10.2007, BGBl. I S. 2470

2 VDI 2280 Ausgabe August 2005, Ableitbedingungen für organische Lösemittel

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First eines Giebeldachs und 5 m über der Firsthöhe der Wohngebäude im Umkreis von 50 m, mindestens aber 10 m über Erdboden liegen. Diese Bedingungen werden von der Anlage nicht vollständig eingehalten. In der Baugenehmigung war nur ein Überstand von 3 m über Flachdach gefordert. Der tatsächlich ausgeführte Über-stand beträgt 3,6 m. Der Schornstein hat eine Höhe von 11 m über Erdboden. Wohnhäuser sind im Umkreis von 50 m nicht vorhanden. Um die Anforderung hin-sichtlich der Schornsteinhöhe der VDI zu erfüllen, wäre der Schornstein um 1,4 m (5 m über Flachdach) zu er-höhen.

■ Die Anforderungen an lösemittelverarbeitende Anlagen sind seit August 2001 in der 31. BImSchV1 geregelt. Von der Art der Anlage ist diese der Nr. 8.1 des An-hangs I der 31. BImSchV – Anlage zum Beschichten von sonstigen Metall- und Kunststoffoberflächen – zuzu-ordnen. Allerdings liegt der jährliche Lösemittelver-brauch mit 4,324 t/a unter dem Schwellenwert der Verordnung von 5 t/a, sodass diese Anlage nicht der 31. BImSchV unterliegt und keiner Anzeige bei der Behörde bedurfte.

■ Nach § 22 BImSchG2 und Nr. 5.1.3 TA Luft3 sollen die emissionsbegrenzenden Maßnahmen an nicht genehmi-gungsbedürftigen Anlagen aber dem Stand der Technik entsprechen. Als Stand der Technik können die Anfor-derungen der 31. BImSchV, die an nicht genehmigungs-bedürftige Anlagen der Nr. 8.1 (Lösemittelverbrauch 5–15 t/a) gestellt werden, herangezogen werden. Bei

1 Einunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissi-onsschutzgesetzes (Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüch-tiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Löse-mittel in bestimmten Anlagen – 31. BImSchV) vom 21.08.2001, BGBl. I S. 2180

2 Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luft-verunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vor-gänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz – BImSchG) in der Fassung der Bekanntgabe vom 26.09.2002, zuletzt geändert durch Artikel 1 des Gesetzes zur Reduzierung und Beschleunigung von immissionsschutz-rechtlichen Genehmigungsverfahren vom 23.10.2007, BGBl. I S. 2470

3 Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) vom 24.07.2002, GMBl. S. 511

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diesen Anlagen ist es dem Betreiber freigestellt, den Stand der Technik über die Einhaltung der speziellen Anforderungen (Grenzwerte für gefasste Abgase und diffuse Emissionen) oder einen spezifischen Reduzie-rungsplan (Vergleich der Ist-Emission mit der Zielemis-sion) nachzuweisen. Die Anwendung des spezifischen Reduzierungsplans auf die KTL-Anlage ergibt folgen-des Bild:

Wie aus dem vorstehenden Vergleich hervorgeht, wird die Zielemission wesentlich unterschritten. Das derzeit einge-setzte Beschichtungssystem („Wasserlack“) entspricht damit dem Stand der Technik. Zur Senkung der Löse-mittelemissionen sind daher keine weiteren Abgasreini-gungsmaßnahmen (Betrieb einer TNV) im Sinne der 31. BImSchV erforderlich. Eine Außerbetriebnahme der TNV wäre auch mit einer Senkung der Stickstoffoxid- und Kohlendioxidemissionen verbunden.

■ Hinsichtlich der Außerbetriebnahme der TNV sollte al-lerdings geprüft werden, ob es durch die dann erhöhten Lösemittelemissionen zu einer relevanten Erhöhung der Geruchsbelästigung im Beurteilungsgebiet kommt. Die Irrelevanz der zu erwartenden Zusatzbelastung der zu beurteilenden Anlage ist dann gegeben, wenn die Kenn-größe der Zusatzbelastung auf keiner Beurteilungsflä-che den Wert 0,02 nach Nr. 3.3 GIRL überschreitet. Der Nachweis sollte über eine Geruchsemissionsmes-sung und eine Geruchsausbreitungsrechnung erfolgen.

Feststoffverbrauch FV kg/a 35.622

Zielemission ab 01.11.2007, FV × 1,5 × 0,40

kg/a 21.373

Lösemittelemission ohne Betrieb der TNV = Lösemittelverbrauch

kg/a 4.324

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Ergebnis der Abstimmung mit der Behörde

Die Behörde stimmte dieser Auslegung zu. Derzeit wird geprüft, ob die Geruchszusatzbelastung das Irrelevanz-kriterium erfüllt. Eine Entscheidung der Behörde zur Ab-schaltung der TNV liegt noch nicht vor.

Umsetzung der Anforderung zur Luftreinhaltung bei der Erweiterung einer Offset-Rotationsdruck-anlage

Problemdarstellung

Eine Druckerei beabsichtigte auf ihrem Betriebsgelände die Aufstellung und den Betrieb einer zweiten Offset-Rota-tionsdruckmaschine einschließlich einer Trocknungsan-lage mit integrierter thermischer Nachverbrennung.

Durch das Gesetz zur Reduzierung und Beschleunigung von immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren vom 23.10.20071 wurden durch Artikel 3 Buchst. p Anla-gen aus der Genehmigungsbedürftigkeit herausgenom-men, die als Farben ausschließlich hochsiedende Öle mit einem Dampfdruck < 0,01 kPa bei 293,15 K als organi-sche Lösemittel enthalten. Der Betreiber stellte daher bei der zuständigen Behörde einen Bauantrag mit Anlagen- und Betriebsbeschreibung. Darin wurden zu den Luftver-unreinigungen folgende Angaben gemacht:

„Die im Bereich der Trockenstrecke der Offset-Rotations-druckanlagen entstehende Abluft wird abgesaugt und mit-tels einer integrierten thermischen Nachverbrennungsan-lage gereinigt. Das gereinigte Abgas der thermischen Nachverbrennungsanlage wird nach Passage eines Wär-metauschers über Dach über jeweils einen 18 m hohen Ab-luftkamin in die Atmosphäre geleitet. Die Kamine dieser

1 Gesetz zur Reduzierung und Beschleunigung von immissionsschutz-rechtlichen Genehmigungsverfahren vom 23.10.2007, BGBl. I S. 2470

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thermischen Nachverbrennungsanlagen sind die einzigen geruchsrelevanten Abluftauslässe des Betriebes. Des Wei-teren handelt es sich bei den eingesetzten Lösemitteln in den Druckfarben um höhersiedende Öle mit niedrigem Dampfdruck. Somit ist davon auszugehen, dass keine an-lagentypischen Geruchsemissionen von der Anlage ausge-hen. Der Abgasvolumenstrom für die Druckmaschine K2 beträgt je nach Betriebszustand 9.625–17.500 Nm3/h bei einer Abgastemperatur von < 450 °C. In dem gereinigten Abgas wird eine Konzentration an organischen Stoffen (angegeben als Gesamt-C) von 20 mg/m3 nicht überschrit-ten. Die Konzentration an Kohlenmonoxid im gereinigten Abgas wird eine Konzentration von 100 mg/Nm3 nicht überschreiten. Die thermischen Nachverbrennungsanla-gen werden mit entsprechenden Temperaturschreibern für die kontinuierliche Aufzeichnung der Verbrennungstem-peratur ausgestattet.“

Diese Aussagen zur Luftreinhaltung reichten der Behörde zur Erteilung einer Baugenehmigung nicht aus. Sie emp-fahl zur Beschleunigung des Genehmigungsverfahrens die Vorlage eines Gutachtens zu möglichen Beeinträchtigun-gen auf dem Luftpfad. In diesem Gutachten soll festgestellt werden, welche immissionsschutzrechtlichen Anforderun-gen gelten und ob diese durch die erweiterte Anlage einge-halten werden.

Hinsichtlich der Ausarbeitung eines Gutachtens wurde die nach § 26 BImSchG bekannt gegebene Stelle, die bisher Einzelmessungen an der Altanlage ausgeführt hat, beauf-tragt. Um die Anlage im immissionsschutzrechtlichen Sinne einordnen zu können, wurden nachstehender Löse-mittelverbrauch, die zu erwartenden Emissionen und die vorgesehenen Ableitbedingungen ermittelt.

■ Als Lösemittel werden beim Rollenoffsetdruck in den Heat-Set-Farben höhersiedende Kohlenwasserstoffe verwendet. Dem Offsetfeuchtwasser zum Abdecken der nicht druckenden Teile der Druckform wird als Löse-mittel ein Alkohol (Isopropanol) zugesetzt. Zum Reini-gen der Anlage werden lösemittelhaltige Reinigungs-

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und Wischmittel eingesetzt. Die eingesetzten Lösemit-telmengen sind in der unten stehenden Tabelle zusam-mengestellt. Neben den Lösemitteln werden auch bei der Trocknung entstehende Zersetzungsprodukte (z.B. Ether, Aldehyde, Ketone) emittiert, die zu Geruchsbe-lästigungen führen können. Die Massenkonzentration an organischen Stoffen im Rohgas liegt im Bereich von ca. 1–3 g/m3. Als Minderungstechnik (Stand der Tech-nik) werden daher anlagenintegrierte thermische Nach-verbrennungsanlagen eingesetzt, um auch den Geruchs-belästigungen durch die Crackprodukte zu begegnen.

■ Die erweiterte Anlage hat folgende Auslegungsdaten, die für die Luftemissionen relevant sind:

Altanlage Neuanlage Gesamtanlage

Farbverbrauch 520.000 kg/a 960.000 kg/a 1.480.000 kg/a

Lösemittelverbrauch ge-samt:– Mineralöle in Farben– Isopropanol als Wasser-

zusatz– Reinigungsmittel– Wischwasserzusatz

568.662 kg/a444.000 kg/a76.538 kg/a

1.124 kg/a47.000 kg/a

Trocknertemperatur (Heiß-luft)

ca. 160 °C ca. 160 °C

Verbrennungstemperatur TNV

750 °C 770 °C

Betriebszeit 7.200 h/a 7.200 h/a 8.700 h/a

Kaminhöhe 18 m 18 m

Kamininnendurchmesser 0,60 m 0,80 m

Abgasvolumenstrom TNV (n,tr)

ca. 8.000 m3/h ca.17.500 m3/h 25.500 m3/h

CO-Emissionsmassen-strom*

< 0,8 kg/h < 1,75 kg/h < 2,55 kg/h

NOx-Emissionsmassen-strom*

< 0,8 kg/h < 1,75 kg/h < 2,55 kg/h

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Immissionsschutzrechtliche Anforderungen für die Anlage

Für die Prüfung der Einhaltung der immissionsschutz-rechtlichen Anforderungen für den Luftpfad sind bei derartigen nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen fol-gende Anforderungen von Bedeutung:

Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG)1

Nach § 22 BImSchG sind unvermeidbare schädliche Um-welteinwirkungen nach dem Stand der Technik auf ein Mindestmaß zu beschränken. Als Beschreibung des Stands der Technik kann die TA Luft oder falls zutreffend eine Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) heran-gezogen werden.

Das Rollenoffsetdruckverfahren selbst entspricht dem Stand der Technik. Zur Vermeidung von schädlichen Umwelteinwirkungen durch die eingesetzten Lösemittel werden die bei der Trocknung an den Maschinen ent-

Gesamt-C-Emissionsmas-senstrom*

< 0,16 kg/h < 0,35 kg/h < 0,51 kg/h

Höhe der Halle 9,50 m 9,50 m

Höhe über Flachdach 8,50 m 8,50 m

Wohnhäuser im Umkreis von 50 m

keine

Gebietscharakter Industriegebiet

* berechnet mit Grenzwerten der TA Luft Nr. 5.2.4 und der 31. BImSchV Anhang III Nr. 1.1.1

Altanlage Neuanlage Gesamtanlage

1 Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luft-verunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vor-gänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz – BImSchG) in der Fassung der Bekanntgabe vom 26.09.2002, zuletzt geändert durch Artikel 1 des Gesetzes zur Reduzierung und Beschleunigung von immissionsschutz-rechtlichen Genehmigungsverfahren vom 23.10.2007, BGBl. I S. 2470

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stehenden Emissionen erfasst und jeweils einer thermi-schen Nachverbrennungsanlage zugeführt. Die thermische Nachverbrennung stellt an Rollenoffsetdruckmaschinen den derzeitigen Stand der Technik dar. Weitergehende Anforderungen zum Stand der Technik sind in der Löse-mittelverordnung (31. BImSchV) und der TA Luft be-schrieben.

Lösemittelverordnung (31. BImSchV)1

Die Anlage ist nicht genehmigungsbedürftig, sie unterliegt aber der Lösemittelverordnung, da die eingesetzten Löse-mittel bei der Verarbeitungstemperatur im Trockner die entsprechende Flüchtigkeit aufweisen. Sie ist der Nr. 1.1 Anhang I (Lösemittelverbrauch > 15 t/h) zuzuordnen. Nach Anhang III Nr. 1.1 gelten für die Anlage mit einem Lösemittelverbrauch > 25 t/h folgende Emissionsgrenz-werte:

■ Emissionsgrenzwert für gefasste behandelte Abgase 20 mgC/m3

■ Grenzwert für diffuse Emissionen 30 %

Die Einhaltung der Werte ist durch Messungen einer nach § 26 BImSchG bekannt gegebenen Stelle alle drei Jahre (§ 5 Abs. 4 BImSchG) und durch eine jährliche Lösemittel-bilanz (§ 5 Abs. 6 BImSchG) nachzuweisen.

Die Emissionsgrenzwerte für die gefassten behandelten Abgase und die diffusen Emissionen werden durch die thermische Nachverbrennung eingehalten, wenn die Mindestverbrennungstemperatur nicht unterschritten wird (Messwerte Gesamt-C Altanlage 1999 und 2002 < 10 mgC/m3, Minderungsgrad Lösemittel durch die TNV > 99 % unter Annahme einer Rohgaskonzentration von > 1 g/m3). Die Einhaltung der Werte an der Neuanlage

1 Einunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immis-sionsschutzgesetzes (Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Lösemittel in bestimmten Anlagen – 31. BImSchV) vom 21.08.2001, BGBl. I S. 2180

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sollte aber durch Messungen einer nach § 26 BImSchG bekannt gegebenen Stelle frühestens nach drei, spätestens nach sechs Monaten nach Inbetriebnahme und dann wie-derkehrend alle drei Jahre nach § 5 Abs. 4 BImSchG und durch eine jährliche Lösemittelbilanz nach § 5 Abs. 6 BImSchG nachgewiesen werden.

Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft 2002)

Nach Nr. 5.1.3 sind nicht vermeidbare Abgase an ihrer Entstehungsstelle zu erfassen. Die emissionsbegrenzenden Maßnahmen müssen dem Stand der Technik entsprechen. Für thermische Nachverbrennungsanlagen sollen nach Nr. 5.2.4 sowohl für Kohlenmonoxid als auch für Stick-stoffmonoxid und Stickstoffdioxid, angegeben als Stick-stoffdioxid, Grenzwerte von 0,10 g/m3 (Stand der Tech-nik) eingehalten werden.

Die nicht vermeidbaren Abgase werden jeweils an ihrer Entstehungsstelle erfasst und einer Abgasreinigungsanlage (TNV) zugeführt. Für die Güte der Verbrennung gelten nach Nr. 5.2.4 für Kohlenmonoxid und für Stickstoffmon-oxid und Stickstoffdioxid, angegeben als Stickstoffdioxid, als Stand der Technik Grenzwerte von 0,10 g/m3. Bei der Altanlage wurde die Einhaltung des Grenzwerts für CO 1999 und 2002 durch Messungen nachgewiesen (Mess-werte kleiner 100 mg/m3). NOx-Messungen sind noch nicht erfolgt. Für Einzelmessungen an der Neuanlage gilt das oben Gesagte.

Nach Nr. 5.5.2 sollen die Anforderungen zur Ableitung über Schornsteine bei Anlagen mit geringen Massenströ-men keine Anwendung finden. Hinsichtlich der Ableitung wird auf die Richtlinie VDI 2280 Abschnitt 3 (Ableitbe-dingungen für organische Lösemittel) verwiesen. Der Be-griff „geringer Massenstrom“ wird hierbei nicht definiert. Hilfsweise können die Tabelle 7 der Nr. 4.6.1.1 (Bagatell-massenströme) und der Anhang 7 (S-Werte) TA Luft her-angezogen werden. Stickstoffoxide und Gesamtkohlen-stoff haben den gleichen S-Wert, für Stickstoffoxide ist ein

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Wert unter 20 kg/h ein Bagatellwert. Im vorliegenden Fall erreichen die Stickstoffoxide der Gesamtanlage einen Wert von 2,55 kg/h und Gesamtkohlenstoff einen Wert von < 0,51 kg/h. Damit entfällt für die Anlage eine Berechnung der Immissionsbelastung. Die Auslegung der Schornstein-höhe kann nach Richtlinie VDI 2280 erfolgen.

Richtlinie VDI 2280 (Ableitbedingungen für organische Lösemittel)1

Die Ableitung organischer Lösemittel soll bei Anlagen mit geringen Massenströmen mindestens 5 m über Flachdach (hier zutreffend), 5 m über Firsthöhe der Wohngebäude im Umkreis von 50 m (Hier nicht zutreffend, da keine Wohn-gebäude im Umkreis von 50 m vorhanden sind.), aber mindestens 10 m über dem Erdboden erfolgen.

Die Ableitung der Abgase der thermischen Nachverbren-nungsanlagen soll über 18 m hohe Schornsteine mit einer Höhe von 8,50 m über Flachdach erfolgen. Die Anforde-rung der VDI-Richtlinie 5 m über Flachdach wird damit eingehalten. Hinsichtlich der Bebauung handelt es sich um ein Industriegebiet. Wohngebäude im Umkreis von 50 m sind nicht vorhanden, sodass diese Anforderung auch er-füllt ist.

Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL)2

Geruchsemittierende Anlagen sollen so errichtet und be-trieben werden, dass von einer Anlage nicht mehr als 6 % der Jahresstunden zusätzliche Geruchsbelästigungen (Mindestschornsteinhöhe) ausgehen. Die Gesamtbelas-tung des Gebiets (hier Industriegebiet zutreffend) darf ins-gesamt nicht mehr als 15 % der Jahresstunden betragen.

1 VDI 2280 Ausgabe August 2005, Ableitbedingungen für organische Lösemittel

2 Länderausschuss für Immissionsschutz, Festlegung und Beurteilung von Geruchsimmissionen, Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) vom 21.09.2004

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Die Abgaskonzentration an organischen Stoffen liegt hin-ter der thermischen Nachverbrennung unter 20 mg/m3. Geruchsbelästigungen werden damit nach Davids/Lange1 ausgeschlossen. Geruchsprobleme mit der Altanlage sind nicht bekannt. Erfahrungsgemäß ist eine Geruchszusatz-belastung zu erwarten, die unter der Irrelevanzgrenze von 2 % der Jahresstunden liegt. Eine Immissionsprognose nach GIRL kann daher entfallen.

Entscheidung der Behörde

Der Genehmigungsbehörde reichten diese gutachterlichen Ausführungen zu den möglichen Beeinträchtigungen auf dem Luftpfad aus. Die Baugenehmigung mit Auflagen zum messtechnischen Nachweis der Einhaltung der Emissionsgrenzwerte wurde erteilt.

1 Davids/Lange: Die TA Luft '86, Technischer Kommentar. VDI Verlag, Düsseldorf 1986, Nr. 609