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、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，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)工段或干燥工段過來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)工藝過程中不產(chǎn)生廢水，工藝過程中的水通過蒸汽進(jìn)入大氣，無外排。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)生的酸霧沒有經(jīng)過收集，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)人員來擔(dān)負(fù)，保障危險(xiǎn)品運(yùn)輸過程中的安全［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)的庫房，庫溫不超過30 ℃，相對(duì)濕度不超過85%。要保持容器密封，大量?jī)?chǔ)存地要有圍墻或門欄，以防萬一泄漏時(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展。

6 結(jié)語

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。