韩志杰, 马 力, 解际强, 马红翠, 张 翠
安阳中联水泥有限公司(474250)
安阳中联水泥有限公司4 500 t/d熟料水泥生产线项目,经过一年紧张施工现已进入环保设施竣工验收阶段。该公司从项目立项、设计、施工到试生产运行等几个环节抓起,从粉尘、污水、噪声、热污染治理等几个方面着手,确保了该项目建设施工过程和试运行期间真正达到了环保设施“三同时”制度,做到了与自然和谐、与社会和谐、与竞争者和谐、与员工和谐,善用资源,服务建设。
水泥厂对环境造成影响的主要污染物是粉尘,其次还有回转窑煅烧过程中产生的有害气体NOX、SO2、噪声及废水。
1)粉尘是水泥行业造成大气污染的主要因素之一,如果治理措施不到位,将给周围环境造成很大影响,给居民生活带来极大伤害。
由于水泥行业原材料种类比较多,如石灰石、铁矿石尾矿(或硫酸渣)﹑砂岩(部分地区还在使用黏土)、煤矸石等。这些原材料在开采、运输、输送过程中都可能产生粉尘污染。所以水泥行业在设计之初就要充分考虑到原料加工和输送过程的粉尘污染问题。
最初设计院给出的除尘设备只有37台,除窑头采用静电除尘器外,其他36台全部采用袋式除尘设备。
经过考察论证后发现:
①静电除尘器运行、维护费用从目前情况看维护量比较大,所占空间、设备费比值、耗用钢材量相对于袋式除尘器都比较大。最重要的是电除尘器的除尘效率,相对于袋式除尘器的除尘效果低的多,特别是是对于1μm以下的微尘,收尘效果效率更低,只能达到86%。因此,经过各方面的论证,将窑头电除尘器改为袋式除尘器;
②37台除尘器远远不能满足粉尘治理的需要。粉尘治理的目的是要改善公司工作现场的工作环境,使员工在洁净的环境中心情愉快的工作。同时保证周围居民的生活环境不受影响,达到公司生产与社会的和谐。所以经过与设计单位沟通,全厂除尘设备由37台增加至目前的52台,使水泥所有运输环节的转折点、可能产生粉尘污染的下料口,全部按装了除尘设备;
③所有进厂原材料进行封闭管理,尤为重要。水泥行业的主要原料为:铁矿石尾矿、砂岩、煤矸石和原料煤。这些材料在运输和卸车储存过程中最容易产生二次扬尘造成污染。在设计过程,该公司要求:a所有原材料进厂的储存必须全部封闭存放,不得露天堆放;b储存材料在满足工艺要求的情况下,尽量缩短二次运输距离,避免或减少在二次运输过程中的粉尘污染;c全部原材料输送系统,均采用封闭输送;d所有输送系统的拐点(或转折点)全部采用袋式除尘设备,减少原料输送过程的二次污染;e加大各排放点除尘器处理风量,降低风速,以保证各排放点扬尘的有效处理。
2)生产用水零排放,生活污水净化处理后排放。
该项目采用新型干法生产工艺,生产用水主要是设备冷却水、化验室用水等。这些废水基本不含有害物质,每天用水量约10 900 m3,消耗水量1 300 m3,循环给水量 9 600 m3,循环回水量 9 300 m3,循环率92%。该公司首先做到生产用水的全部循环利用,其次对少量的生活污水采用二级好氧生化处理后作为绿化用水,处理后的污水可以达标排放。
3)加强噪声治理设计,减少噪声扰民。
噪声污染对居民、员工生活的影响应该是最大的。噪音容易使人烦躁,产生不安情绪,坐卧不宁,所以噪音治理也是污染治理的一个重要方面。在工艺设计上:
①在选用设备时注意选择加工精度高,装备质量好,产生噪音低的设备;
②对于某些设备运行时振动产生噪音,应考虑设备基础隔振、减震;
③对于属于空气动力产生的噪音设备:如空压机、风机等,在设计时特别是在设备的气流通道上加装消音器;
④固定岗位设立隔音值班室;
⑤利用建筑物、构筑物和绿化植物来阻隔音波的传播。
4)气态污染物
该项目对周围环境污染的气态污染物有NOx和SO2。因该窑型不采用复合矿化剂技术,因此不产生气态氟化物。按照设计要求NOx和SO2均可达标排放。
绿化在防止环境污染,保护和改善环境方面起到着特殊的作用,它具有较好的调温调湿,改善区域小气候,净化空气,减少污染降低噪音等功能。设计中在厂房周围、道路两旁等能绿化的地带,均尽量种植以乔木、灌木、草坪相协调的品种,加强了厂区及周围环境的绿化,绿化了厂区内外的生态环境。
在项目建设过程中,该公司应该严格执行了“三同时”制度。并努力做好以下工作:1)在施工过程中,严防噪音扰民事件的发生,晚10:00以后可能造成噪音扰民的项目,尽可能在白天处理。2)根据施工过程中,运输车辆比较多,运输量相对比较大的特点,采取运输车辆封闭运输,道路和装卸现场洒水防尘措施,加强现场环境卫生管理等。3)在项目施工过程中做好环境因素的辨别。严格划分作业区域,明确区域内各项活动,明确活动所涉及人员,明确各项活动的环保规程要求,并加强辨识危险因素的存在及危害发生的原因以及事故事件后果。4)加强施工过程中的环保执行情况检查和项目施工过程中废弃物的管理。
通过试运行,验证环保设施的运行情况、处理能力,发现问题及时处理,加强技术改造,实现全部设备达标排放。
在试生产期间,该公司对环保设备的运行情况进行了全面检验并进行了技术改进。
全部工艺线除尘设备共计52台,通过试运行发现除熟料散装系统两台除尘设备在装车时除尘器管道风量分配不均,造成放熟料时产生二次扬尘外,其他运行正常,完全符合设计要求。对于熟料散装系统的二次扬尘,经过工艺核算后,在熟料库除尘管道上加装了调风阀,调整两个并联风管风量的匹配,最终达到库内和出料口扬尘的有效治理。
水泥生产重型设备比较多,产生的噪声也比较严重。该公司使用新型干法生产工艺,为了净化空气,使用的除尘设备比较多,采用的风机与之前的水泥生产有了很大的不同,风机也采用中、高压风机,噪声比较大。
进入试生产期后,该公司对大型设备和风机进行了全面的噪声监测,从石灰石破碎到生料粉磨,从熟料烧成到水泥粉磨、包装,对可能造成对员工身心健康和周围居民生活造成影响的噪声来源采取不同的治理措施:
1)对原料输送过程中的转运点采取全封闭管理。
肌原纤维小片化指数(MFI)是反映肉嫩度的指标之一。本研究测定了气调包装条件下冷鲜羊肉贮藏过程中的MFI,结果见图3。
原设计时,石灰石破碎机房周围没有封闭,破碎机产生的噪声传播对员工和居民有影响,对破碎机房采用彩钢复合板封闭后,厂界噪声降低20~25 dB(A)。
2)所有的胶带输送机转运点、生料粉磨输送系统、提升机框架均采用彩钢封闭后,减少噪声传播可降噪15 dB(A)左右。
3)在设计院的设计中,水泥磨房,煤磨房二层以上部分以及篦冷机冷却风机厂房全部是开放式厂房:①厂房越高,设备安装位置越高,噪声越易向远处传播;②现有设备开放式厂房不美观不整洁,试生产期间对水泥磨,煤磨磨房二层及以上部分进行全封闭,这样既减少了噪声污染,又美化了环境,给人耳目一新的感觉。
4)由于生产工艺的需要,水泥生产环节有许多除尘设备都在库顶或建筑屋顶,如果全部移到地面,从成本考虑和生产工艺要求有一部分不可能实现。在试生产过程中,对现有屋顶或建筑屋顶的除尘风机及传动部分用彩钢瓦进行了封闭隔音处理。
由于设计院对高空风机排风口设计的不规范,在封闭风机的同时,对风机排风口进行了改造:
①凡是在空中出风口方向平吹的改为向上排空,减少平排过程中噪声对周围居民环境的影响。
②由于设计院对风机排风口设计过小,出口风速过快,阻力过大,排风过程中发生尖叫,使人难以忍受,给员工和居民生活造成极大影响,在加大管道管径的同时,改变出口方向,加装消声器,效果非常明显。
5)在设计院的设计中,除了煤磨排风机、水泥磨的两台风机和现有罗茨风机由于风量大,风压高,噪声大,加装了消音器外,全厂其他91台大小风机,高空的、地面的,全部没有加装消音设备。
通过监测发现,风机出口排风管噪声达80~90 dB(A),为了有效降低厂区内外的噪声,经对每台风机排风机的监测,根据排风口噪音的大小,分别制定了噪声治理方案。结合每台风机风量大小和用途的不同:鼓风机进风口加装消声器,排风机出风口也加装消声器,需加装消声器的各类风机共计91台(除去原有3台),特别是回转窑窑尾排风机和窑头排风机的风量分别达到90万m3/h和62万m3/h,加装消音器后噪声降低10~15 db,其他小型风机加装消音器后噪声降低都在20 dB(A)左右,有效的控制了对厂区内及周边环境的噪声影响。
6)设计之初,38m高的熟料库和37m高的水泥磨房,特别是水泥磨两台大型风机的排风量达25万m3/h,风机分别装在37 m和13 m平台上,排风口高度达49 m,风机、电机运行时的噪声和风机排风口的噪声,严重影响了居民生活。经过与设计院专家的沟通和方案论证,在保证不影响生产工艺的前提下,重新设计,将三台风机全部由空中移到地面,除加装消声器以降低排风口噪声外还将它们封闭在室内,而排风管高度不变,尽可能减小设备本身的噪声和对外的传播。通过技术改造降低噪声可达25 dB(A),效果非常好。
7)加强厂区绿化,减少噪声传播途径,初步设计厂区绿化面积2 050m2,为了美化环境,改善水泥企业以灰色为主的颜色格调,公司加大了绿化投资力度,在厂区围墙种植垂柳,柏树和杨树,在车间周围,种植了灌木和草坪,既改善了工作环境又降低了设备噪声。
根据该公司项目设计,施工及试生产过程中的环保治理改造,有以下几点需要在设计、施工和治理时引起大家注意:
1)在充分考虑设计人员意见,保证工艺需要情况下,加强与设计人员沟通,了解同行业环保设施运行情况和存在问题,及时调整设计,满足生产过程中环境保护需要,特别是环保实施设计技术参数一定要合理,处理量把握准确。
2)通过试运行充分了解环保设施存在的问题,在试运行期间全部处理。
3)从该公司对环境治理过程中,我们发现粉尘、污水治理相对来说比较容易,而且技术比较成熟。噪声治理难度比较大:①噪声影响面积大,传播远;②噪声源比较多,分布广;③治理技术比较简单,效果相对粉尘、污水处理技术较差;④治理费用比较高。
所以,在今后的水泥行业环保设计时应加强噪声治理技术研究开发,充分考虑到噪声治理的难度,从设备选型,工艺、土建设计、资金投入等方面应全面考虑。
生产和环保虽有矛盾但在主要方面是统一的。良好的工作环境使职工精神饱满,能够提高工作效率;洁净的车间使设备寿命延长,运转率提高;高效的除尘设备把外排的粉尘收集起来,挽回了经济损失,提高了水泥产量;污水通过处理,变废为宝,节约了水资源。
环保设备品种很多,不同的形式适用于不同的工作条件,其维修、保养要求也不同。有时同一产品在甲厂使用很好在乙厂却不一定好用。应根据本公司自身特点、工艺条件,环境条件和要求,具体情况具体分析,且不可简单的照搬其他厂的经验。