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        聚合氯化鋁項(xiàng)目環(huán)境影響分析實(shí)例

        2021-09-14 02:59:08竇志榮蓋春燕王神虎黨阿會(huì)
        關(guān)鍵詞:氯化鋁工段廢渣

        竇志榮 蓋春燕 王神虎 黨阿會(huì)

        (1. 山西工程職業(yè)學(xué)院,山西太原 030031;2. 山西德新天環(huán)??萍加邢薰?,山西晉中 030606)

        1 引言

        工業(yè)廢水處理后達(dá)標(biāo)排放已成為工業(yè)企業(yè)的必然選擇,聚合氯化鋁是污水進(jìn)行絮凝處理的首選藥劑,但聚合氯化鋁生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣等環(huán)境污染物。以山西省某公司建設(shè)的年產(chǎn)3 萬(wàn)t 聚合氯化鋁凈水劑項(xiàng)目為例,分析聚合氯化鋁生產(chǎn)項(xiàng)目的環(huán)境影響,并提出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施。

        2 項(xiàng)目概況

        2.1 生產(chǎn)規(guī)模

        本項(xiàng)目年產(chǎn)3 萬(wàn)t 聚合氯化鋁。

        2.2 項(xiàng)目組成

        本項(xiàng)目主要包括鹽酸儲(chǔ)槽、原料庫(kù)、聚合氯化鋁反應(yīng)池、沉淀池、滾筒干燥機(jī)、洗渣池等主要生產(chǎn)裝置和公用設(shè)施、輔助設(shè)施、環(huán)保設(shè)施。主要生產(chǎn)設(shè)備見(jiàn)表1。

        表1 主要生產(chǎn)設(shè)備

        2.3 主要原輔材料

        本項(xiàng)目主要原輔材料包括鹽酸、鋁礬土、鋁酸鈣等,主要消耗量見(jiàn)表2。

        表2 主要原輔材料消耗 t/a

        3 項(xiàng)目主要生產(chǎn)工藝流程

        聚合氯化鋁生產(chǎn)主要有4 個(gè)工段:反應(yīng)工段、沉淀工段、干燥工段、洗渣工段。首先將原料鋁釩土加入反應(yīng)罐中,打入適量的水和定量的鹽酸后進(jìn)行攪拌,導(dǎo)入蒸汽升溫到85~90 ℃,持續(xù)反應(yīng)4 h,進(jìn)行氯化鋁一次性溶出,然后向一次溶液中加水,投入鋁酸鈣粉,升溫至85~105 ℃,持續(xù)7 h,生產(chǎn)聚合氯化鋁二次液,其pH 值為3.5~4.0 之間。將反應(yīng)工段的二次液(成品液)注入一次沉淀池,靜置沉淀5~8 h 后轉(zhuǎn)至二次沉淀池,沉淀10~15 d,漿液可供干燥。在沉淀工段產(chǎn)生的廢渣,首先采用石灰液中和的方法,控制洗渣池洗渣液的pH 值在6~9 之間,洗滌后的廢渣采用壓濾機(jī)壓濾,壓濾液返回反應(yīng)池,濾渣進(jìn)入渣場(chǎng),最后送入填埋場(chǎng)。沉淀工段分離渣滓后的液態(tài)聚合氯化鋁用泵送入干燥車間,通過(guò)干燥車間滾筒干燥機(jī)干燥。在干燥工段漿態(tài)的聚合氯化鋁用蒸汽加熱,蒸發(fā)掉其水分后成為成品送庫(kù)房待售。在干燥工段采用收集罩對(duì)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行收集,收集后進(jìn)行冷卻,冷凝液進(jìn)入反應(yīng)工段,再次利用。圖1 為項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程。

        圖1 生產(chǎn)工藝流程

        4 項(xiàng)目排污分析

        4.1 正常工況排污分析

        4.1.1 生產(chǎn)廢氣

        聚合氯化鋁生產(chǎn)過(guò)程中,在反應(yīng)工段,為了提高生產(chǎn)溫度,會(huì)采用蒸汽加熱,而鹽酸具有較強(qiáng)的揮發(fā)性,反應(yīng)時(shí)會(huì)有HCl 氣體揮發(fā)出來(lái),這部分廢氣的排放為間歇式排放。對(duì)于反應(yīng)池?fù)]發(fā)出來(lái)的HCl,采用吸收塔二級(jí)吸收,一級(jí)吸收液為清水,二級(jí)吸收液為濃度5%的氫氧化鈉溶液。由于鹽酸腐蝕性很強(qiáng),故回收裝置凈化系統(tǒng)管道、閥門均采用聚丙烯材質(zhì)。

        本項(xiàng)目無(wú)組織排放的氣體為干燥工段產(chǎn)生的氣體,反應(yīng)工段控制反應(yīng)液的pH 值在3.0~4.5 之間,溶液呈酸性,在干燥工段,蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣如果直接進(jìn)入大氣,將對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生不利影響,同時(shí)會(huì)有大量的水分進(jìn)入大氣,水消耗量較大。為減少酸性蒸汽對(duì)大氣環(huán)境的影響,同時(shí)回收部分蒸發(fā)的蒸汽,在干燥工段設(shè)置集氣罩,對(duì)揮發(fā)出來(lái)的蒸汽進(jìn)行回收,收集率90%,既減少蒸汽對(duì)大氣的影響,同時(shí)減少水的損失。反應(yīng)工段和干燥工段尾氣吸收塔采用聚丙烯填料塔。從反應(yīng)工段或干燥工段過(guò)來(lái)的廢氣從填料塔底部進(jìn)入,在反應(yīng)工段填料塔內(nèi)與填料塔頂部噴淋的水逆流接觸,在填料塔內(nèi)進(jìn)入傳質(zhì)交換,通過(guò)處理的尾氣從填料塔頂部排出,進(jìn)入二級(jí)吸收塔底部,在二級(jí)吸收塔內(nèi)與自上而下的氫氧化鈉溶液進(jìn)行逆流接觸,處理達(dá)標(biāo)后的尾氣從填料塔頂部排放。一級(jí)吸收塔直徑2.2 m,高度7.7 m;二級(jí)吸收塔直徑2.2 m,高度7.7 m;吸收效率為85%。

        4.1.2 鍋爐煙氣

        本項(xiàng)目采用4 臺(tái)DZL4-1.25-AII 的蒸汽鍋爐為工程提供蒸汽。鍋爐采用濕法除塵脫硫設(shè)施,為二級(jí)吸收的形式,一級(jí)吸收為CCJ-4 沖擊水浴式除塵脫硫器,除塵效率為80%,脫硫效率為55%;二級(jí)除塵設(shè)施為加壓噴淋脫硫除塵器,除塵效率為75%,脫硫效率為45%。總脫硫效率可以達(dá)到75%,除塵效率能夠達(dá)到95%。為了保證鍋爐除塵脫硫效率,首先必須保證除塵脫硫設(shè)施正常運(yùn)行。除塵脫硫器采用石灰水做脫硫劑,保證脫硫液的pH 值在8 左右,氣液比為G/L=8 m3/L。經(jīng)過(guò)治理后,鍋爐大氣污染物能夠達(dá)標(biāo)排放。

        4.1.3 粉塵

        本項(xiàng)目產(chǎn)生的粉塵主要為原料鋁礬土及鋁酸鈣粉儲(chǔ)運(yùn)和使用過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、為蒸汽鍋爐提供燃料的煤粉塵。為了減少鋁礬土及鋁酸鈣粉在儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵,企業(yè)將原料儲(chǔ)存在半密閉的構(gòu)筑物內(nèi),在投料時(shí)噴灑少量的水,抑制粉塵飛揚(yáng),抑塵效率可以達(dá)到80%以上,減少了粉塵對(duì)大氣的污染。鍋爐年耗煤量較小,煤儲(chǔ)存采用三面密封,上有頂棚,余下一面設(shè)置煤出入通道的密閉措施,抑塵效率能夠達(dá)到80%,可減少因刮風(fēng)等產(chǎn)生的煤粉塵對(duì)大氣環(huán)境的影響。

        4.1.4 生產(chǎn)廢水

        本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝過(guò)程中不產(chǎn)生廢水,工藝過(guò)程中的水通過(guò)蒸汽進(jìn)入大氣,無(wú)外排。鍋爐產(chǎn)生的軟化系統(tǒng)排污水與職工生活污水一起排入自建的DSWA-1 型地埋式污水處理設(shè)施中,處理達(dá)標(biāo)后回用于生產(chǎn)工藝。

        4.1.5 生產(chǎn)固廢

        本項(xiàng)目產(chǎn)生的固體廢物有沉淀池廢渣、鍋爐爐渣、除塵器灰渣等。

        鍋爐爐渣、除塵器灰渣等直接送往當(dāng)?shù)卣付ǖ墓腆w廢物填埋處置場(chǎng)填埋處置[1-2]。由于沉淀池廢渣pH 在3.5~4.0 之間,屬于GB 18599—2001《一般工業(yè)固體廢物儲(chǔ)存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的II 類固體廢物。為了減少沉淀池廢渣堆放、運(yùn)輸對(duì)環(huán)境造成的不利影響,企業(yè)采用高壓水沖洗回收部分產(chǎn)品后再用石灰水沖洗洗滌,對(duì)沉淀池廢渣做進(jìn)一步處理。廢渣洗滌結(jié)束后,在裝有石灰水的洗渣池里浸泡,直到下層滲濾液的pH 在6~9 之間,使之達(dá)到GB 18599—2001《一般工業(yè)固體廢物儲(chǔ)存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的I 類固體廢物標(biāo)準(zhǔn)要求。

        洗渣池做防滲處理,將洗渣池的底部做成楔形,當(dāng)滲濾液的pH 在6~9 之間時(shí),所有液體從楔形底部的下部流出進(jìn)入反應(yīng)池。洗渣池廢渣自然晾曬,最后送往固廢填埋點(diǎn)填埋處理。配置石灰水產(chǎn)生的廢渣送入洗渣池內(nèi)同沉淀池廢渣一起清洗,最后送往填埋點(diǎn)填埋。

        4.2 非正常狀態(tài)排污分析

        4.2.1 出現(xiàn)非正常情況分析

        (1)生產(chǎn)設(shè)備、管道連接處泄漏,導(dǎo)致鹽酸、聚合氯化鋁溶液泄漏。

        (2)停電等原因使風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備停止運(yùn)行,反應(yīng)工段產(chǎn)生的酸霧沒(méi)有經(jīng)過(guò)收集,直接排放進(jìn)入大氣。

        4.2.2 防止非正常情況出現(xiàn)的措施

        (1)為防止非正常排污,建有事故池。由于本項(xiàng)目有2 個(gè)鹽酸儲(chǔ)存罐,可留出一個(gè)作為事故池,在出現(xiàn)事故狀態(tài)時(shí)使泄漏的物質(zhì)及消防廢水進(jìn)入備用儲(chǔ)罐。

        (2)對(duì)地面進(jìn)行硬化處理,并對(duì)儲(chǔ)罐做防滲處理,避免鹽酸泄漏。

        (3)加強(qiáng)管理,保證供電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)重要設(shè)備設(shè)置備用設(shè)備。

        (4)加強(qiáng)員工生產(chǎn)技能培訓(xùn),做到持證上崗。

        (5)建立相應(yīng)的管理制度會(huì)。

        (6)在事故發(fā)生時(shí),可能會(huì)采取消防和降溫措施,為防止污染物隨水?dāng)U散,影響范圍增大,要求采取消防措施盡量不用水,選擇泡沫滅火等方式,如確有消防、降溫等廢水產(chǎn)生,需收集后經(jīng)污水處理設(shè)施處理達(dá)標(biāo)后外排。

        5 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

        5.1 生產(chǎn)過(guò)程中潛在危險(xiǎn)

        本項(xiàng)目生產(chǎn)聚合氯化鋁,原料鹽酸具有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性,可致人體灼傷;能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng),放出氫氣;遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體;與堿發(fā)生中和反應(yīng),并放出大量的熱;原料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存及生產(chǎn)工段均有發(fā)生泄漏的可能,一旦發(fā)生泄漏會(huì)造成地表水、地下水、土壤及大氣的污染。發(fā)生泄漏會(huì)對(duì)泄漏點(diǎn)人員的眼睛、皮膚以及呼吸系統(tǒng)造成傷害[3-4]。

        5.2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施

        (1)危險(xiǎn)品的裝運(yùn)應(yīng)做到定車、定人,合理規(guī)劃運(yùn)輸路線及運(yùn)輸時(shí)間。保證危險(xiǎn)品的運(yùn)輸任務(wù)始終由專業(yè)人員來(lái)?yè)?dān)負(fù),保障危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的安全[5]。

        (2)被裝運(yùn)的危險(xiǎn)物品必須在其外包裝的明顯部位進(jìn)行標(biāo)志,包裝標(biāo)志要粘牢固、正確。本項(xiàng)目生產(chǎn)中涉及的鹽酸,應(yīng)根據(jù)其危險(xiǎn)特性粘貼相應(yīng)的標(biāo)志[6],以便一旦發(fā)生問(wèn)題可以及時(shí)進(jìn)行防護(hù)。

        (3)設(shè)備、管道、管件等均采用可靠的密封技術(shù),使儲(chǔ)存和反應(yīng)過(guò)程均在密閉的狀態(tài)下進(jìn)行,防止物料泄漏。

        (4)根據(jù)鹽酸存儲(chǔ)量、小型化工企業(yè)消防用水量10 L/s 及事故持續(xù)時(shí)間2 h,企業(yè)設(shè)置事故池。對(duì)事故池做防滲處理,發(fā)生事故時(shí)泄漏鹽酸進(jìn)入事故池,避免鹽酸滲漏對(duì)地下水造成污染。

        (5)鹽酸應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房,庫(kù)溫不超過(guò)30 ℃,相對(duì)濕度不超過(guò)85%。要保持容器密封,大量?jī)?chǔ)存地要有圍墻或門欄,以防萬(wàn)一泄漏時(shí)向外擴(kuò)散。要備有中和劑,與氧化劑、金屬粉末、電石、硫化氫、堿性物質(zhì)等相隔絕。

        (6)制定《化學(xué)事故應(yīng)急救援預(yù)案和實(shí)施細(xì)則》,組織專業(yè)隊(duì)伍學(xué)習(xí)和演練,提高隊(duì)伍實(shí)戰(zhàn)能力,防患于未然,以便應(yīng)急救援工作的順利開(kāi)展。

        6 結(jié)語(yǔ)

        本項(xiàng)目以鹽酸、鋁礬土及鋁酸鈣粉為原料,生產(chǎn)聚合氯化鋁,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境影響在可行有效的環(huán)保措施下,污染物均實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放及妥善處理處置,不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成大的影響。

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