铸造废砂再生“三废”治理研究

王兆雪，勾东东，韩小问，刘晓娟，苑 博，贾犇

（河北欣众环保科技有限公司，河北沧州 061000）

随着新的《铸造行业准入条件》发布实施，文件要求铸造企业配备废砂再生设施或区域建设集中废砂再生处置企业。沧州市作为传统铸造大市，铸造产业废砂资源化利用是一项重点任务，其有助于实现产业走上可持续发展道路，同时推进资源节约型环境友好型城市建设。通过调查当前沧州市铸造产业废砂资源化利用情况，区域企业主要采用焙烧法实现砂再生，焙烧法会产生大量粉尘和有机废气，同时还会产生不可利用的细砂作为一般固废，对生态环境产生一定影响。介绍目前再生砂废气、固体废物和噪声等“三废”治理普遍措施，并进一步提出优化的污染控制措施。

1 铸造废砂再生工艺及产排污节点

根据调研相关项目，铸造生产大致工艺如下：废砂—磁选筛分—焙烧—冷却—出料—返回覆膜砂生产线。

再生砂生产线工艺描述及产污环节如下。

投料工序：将旧砂加入砂斗内，送入筛分工序[1]。投料工序产生的主要污染物为颗粒物、噪声。

筛分工序：利用筛分机筛分出其中的废料。筛分工序产生的主要污染物为颗粒物、噪声。

磁选工序：通过皮带机（含磁选装置）进行磁选，分离出旧砂中的铁渣。高效磁选工序产生的主要污染物为颗粒物、噪声、铁渣。

焙烧工序：高校磁选后的旧砂经斗提机提升至中间料仓，利用螺旋给料机将废砂加入到焙烧炉内，通过天然气燃烧器加热，焙烧温度达到600℃，高温焙烧除掉旧砂表面残余的树脂膜。焙烧工序产生的主要污染物为颗粒物、SO2、NOx、非甲烷总烃、甲醛、酚类、噪声。

冷却工序：利用沸腾冷却床对旧砂充分冷却（间接冷却）[2]。冷却水循环使用，定期补充，不外排。

出料工序：出料工序产生的主要污染物为颗粒物。

2 铸造废砂再生“三废”治理

铸造废砂再生“三废”治理主要为废气、固体废物和噪声三种污染物；以下将分析目前业内普遍采用的治理措施和建议优化的治理措施。

2.1 铸造废砂再生“三废”治理普遍措施

2.1.1 废气治理措施

图1 铸造废砂再生生产工艺流程图

对于投料、筛分、磁选、出料等含尘废气基本上采用的是集气装置收集后进入布袋除尘器进行治理并有组织排放；对于焙烧废气基本上采用的是两级活性炭吸附装置或者UV 光催化氧化装置和活性炭吸附装置复合措施进行处理有机废气（非甲烷总烃、甲醛、酚类）并有组织排放。

2.1.2 噪声治理措施

废砂再生过程中破碎机、筛砂机、提升机、风机等设备运行产生噪声[3]，为点声源。目前普遍优先选用低噪声设备，加装基础减振装置，再经建筑隔声和距离衰减，控制噪声对周围环境的影响。

2.1.3 固体废物治理措施

筛分工序产生废料和磁选工序产生铁渣均为一般工业固体废物，收集后外售；除尘器产生粉尘，为一般工业固体废物，收集后综合利用。废活性炭和废UV 灯管为危险废物，收集后送有资质的单位进行处置。企业对工业固体废物实行从产生、收集、运输、贮存直至最终处理实行全过程管理[4]。

2.2 铸造废砂再生“三废”治理优化措施

2.2.1 废气治理优化措施

对于投料、筛分、磁选、出料等含尘废气基本上采用的是集气装置收集后进入布袋除尘器进行治理并有组织排放；对于焙烧废气基本上采用的是催化燃烧法（RCO）和蓄热燃烧法（RTO）措施进行处理有机废气（非甲烷总烃、甲醛、酚类）并有组织排放。

2.2.2 噪声治理优化措施

生产设备均置于生产车间内，优先选用低噪声设备，加装基础减振装置，再经建筑隔声和距离衰减，加强设备维修保养，保证正常运转[5]。可以控制噪声对周围环境的影响。

2.2.3 固体废物治理优化措施

图2 废气收集治理流程图

图3 废气收集治理流程图

筛分工序产生废料和磁选工序产生铁渣均为一般工业固体废物，收集后外售；除尘器产生粉尘，为一般工业固体废物，回用会对覆膜砂生产质量产生一定影响，建议收集后外运砂尘综合处置单位综合利用。企业对一般工业固体废物从产生、收集、运输、贮存直至最终处理实行全过程管理。

3 “三废”治理措施可行性分析

3.1 废气治理措施可行性分析

颗粒物采用布袋除尘器处理，袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。对照《排污许可证申请与核发技术规范 石墨及其他非金属矿物制品制造》（HJ1119-2020），废气治理措施为可行技术。

焙烧有机废气采用焚烧法，对照《排污许可证申请与核发技术规范石墨及其他非金属矿物制品制造》（HJ1119-2020），为可行治理技术，焚烧法相较于吸附法具有污染物去除效率高的优点。

RCO 装置处理有机废气：吸附饱和的活性炭需要进行脱附处理后重复利用，否则会产生大量的危废，运行费用高[6]。活性炭脱附采用热空气法，将活性炭加热到一定的温度后，吸附在活性炭里的挥发性有机物解析出来，解析气用300℃以上的温度热力催化燃烧净化处理[7]。我们目前有两种方式：一种是离线脱附，吸附采用蜂窝活性炭，饱和后从吸附器中取出，用专用的连续脱附装置进行，这种方式适用于风量大、浓度低、活性炭用量大、吸附周期长的废气治理。对污染源多，吸附器多的情况，可以减少投资和占地，能耗低，但劳动强度大。另一种是在线脱附再生。用两个以上的吸附器为一组，饱和后轮流进行再生。特点是活性炭不用取出，在位再生，自动化程度高，劳动强度小，但投资大。适用于点数少、吸附件周期短的污染治理。

RTO 装置处理有机废气：以单筒式多阀门RTO 为例，其主体由气体总管道、切换阀、分配室、蓄热层和燃烧室组成，分配室和蓄热层分为7 个扇区，轮换交替作为进气扇区、吹扫扇区和排气扇区，每个扇区独立配置进气阀、排气阀、吹扫阀三个阀门，通过开关阀门实现各扇区的功能切换。筒式多阀门RTO 具有体积小，吹扫置换效率高，燃烧效果好，气体流速均衡等特点，可用蓄热体再生发热。

3.2 噪声治理措施可行性分析

工程主要噪声为各生产设备、风机等设备运行产生噪声。噪声控制从控制声源、阻拦声音传播和距离衰减这三方面考虑，并将三者统一起来[8]。

（1）项目对噪声的控制首先从声源上着手，优先选用低噪声设备[9]。

（2）对产噪设备进行基础减振等降噪措施。

（3）采用厂区周边设置围墙，利用围墙的屏蔽作用使噪声受到不同程度的阻挡和吸收。

（4）合理布置产噪设施在厂内的位置，通过距离衰减，减小其对厂界环境的影响。尽量设置在厂房内，有利于降低厂界噪声。

经采取相应隔声、降噪措施后，噪声对厂界贡献值能够达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》相关声环境功能区标准要求。

3.3 固体废物治理措施可行性分析

项目产生的固体废物均得到妥善处置，对周围环境影响较小[10]。

4 结语

通过对沧州市铸造产业废砂资源化利用情况调查分析，统计了当前企业废砂再生过程中普遍采取的“三废”治理措施，同时提出优化的“三废”治理措施，为此类企业绿色生产和污染物治理提供思路和参考。