聚合氯化鋁項目環(huán)境影響分析實例

竇志榮 蓋春燕 王神虎 黨阿會

（1. 山西工程職業(yè)學院，山西太原 030031；2. 山西德新天環(huán)保科技有限公司，山西晉中 030606）

1 引言

工業(yè)廢水處理后達標排放已成為工業(yè)企業(yè)的必然選擇，聚合氯化鋁是污水進行絮凝處理的首選藥劑，但聚合氯化鋁生產過程中會產生廢氣、廢渣等環(huán)境污染物。以山西省某公司建設的年產3 萬t 聚合氯化鋁凈水劑項目為例，分析聚合氯化鋁生產項目的環(huán)境影響，并提出環(huán)境風險防范措施。

2 項目概況

2.1 生產規(guī)模

本項目年產3 萬t 聚合氯化鋁。

2.2 項目組成

本項目主要包括鹽酸儲槽、原料庫、聚合氯化鋁反應池、沉淀池、滾筒干燥機、洗渣池等主要生產裝置和公用設施、輔助設施、環(huán)保設施。主要生產設備見表1。

表1 主要生產設備

2.3 主要原輔材料

本項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 項目主要生產工藝流程

聚合氯化鋁生產主要有4 個工段：反應工段、沉淀工段、干燥工段、洗渣工段。首先將原料鋁釩土加入反應罐中，打入適量的水和定量的鹽酸后進行攪拌，導入蒸汽升溫到85～90 ℃，持續(xù)反應4 h，進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，生產聚合氯化鋁二次液，其pH 值為3.5～4.0 之間。將反應工段的二次液（成品液）注入一次沉淀池，靜置沉淀5～8 h 后轉至二次沉淀池，沉淀10～15 d，漿液可供干燥。在沉淀工段產生的廢渣，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壓濾，壓濾液返回反應池，濾渣進入渣場，最后送入填埋場。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產生的蒸汽進行收集，收集后進行冷卻，冷凝液進入反應工段，再次利用。圖1 為項目生產工藝流程。

圖1 生產工藝流程

4 項目排污分析

4.1 正常工況排污分析

4.1.1 生產廢氣

聚合氯化鋁生產過程中，在反應工段，為了提高生產溫度，會采用蒸汽加熱，而鹽酸具有較強的揮發(fā)性，反應時會有HCl 氣體揮發(fā)出來，這部分廢氣的排放為間歇式排放。對于反應池揮發(fā)出來的HCl，采用吸收塔二級吸收，一級吸收液為清水，二級吸收液為濃度5%的氫氧化鈉溶液。由于鹽酸腐蝕性很強，故回收裝置凈化系統管道、閥門均采用聚丙烯材質。

本項目無組織排放的氣體為干燥工段產生的氣體，反應工段控制反應液的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入大氣，將對大氣環(huán)境產生不利影響，同時會有大量的水分進入大氣，水消耗量較大。為減少酸性蒸汽對大氣環(huán)境的影響，同時回收部分蒸發(fā)的蒸汽，在干燥工段設置集氣罩，對揮發(fā)出來的蒸汽進行回收，收集率90%，既減少蒸汽對大氣的影響，同時減少水的損失。反應工段和干燥工段尾氣吸收塔采用聚丙烯填料塔。從反應工段或干燥工段過來的廢氣從填料塔底部進入，在反應工段填料塔內與填料塔頂部噴淋的水逆流接觸，在填料塔內進入傳質交換，通過處理的尾氣從填料塔頂部排出，進入二級吸收塔底部，在二級吸收塔內與自上而下的氫氧化鈉溶液進行逆流接觸，處理達標后的尾氣從填料塔頂部排放。一級吸收塔直徑2.2 m，高度7.7 m；二級吸收塔直徑2.2 m，高度7.7 m；吸收效率為85%。

4.1.2 鍋爐煙氣

本項目采用4 臺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施，為二級吸收的形式，一級吸收為CCJ－4 沖擊水浴式除塵脫硫器，除塵效率為80%，脫硫效率為55%；二級除塵設施為加壓噴淋脫硫除塵器，除塵效率為75%，脫硫效率為45%。總脫硫效率可以達到75%，除塵效率能夠達到95%。為了保證鍋爐除塵脫硫效率，首先必須保證除塵脫硫設施正常運行。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。經過治理后，鍋爐大氣污染物能夠達標排放。

4.1.3 粉塵

本項目產生的粉塵主要為原料鋁礬土及鋁酸鈣粉儲運和使用過程中產生的粉塵、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存過程中產生的粉塵，企業(yè)將原料儲存在半密閉的構筑物內，在投料時噴灑少量的水，抑制粉塵飛揚，抑塵效率可以達到80%以上，減少了粉塵對大氣的污染。鍋爐年耗煤量較小，煤儲存采用三面密封，上有頂棚，余下一面設置煤出入通道的密閉措施，抑塵效率能夠達到80%，可減少因刮風等產生的煤粉塵對大氣環(huán)境的影響。

4.1.4 生產廢水

本項目生產工藝過程中不產生廢水，工藝過程中的水通過蒸汽進入大氣，無外排。鍋爐產生的軟化系統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施中，處理達標后回用于生產工藝。

4.1.5 生產固廢

本項目產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地政府指定的固體廢物填埋處置場填埋處置［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)固體廢物儲存、處置場污染控制標準》中的II 類固體廢物。為了減少沉淀池廢渣堆放、運輸對環(huán)境造成的不利影響，企業(yè)采用高壓水沖洗回收部分產品后再用石灰水沖洗洗滌，對沉淀池廢渣做進一步處理。廢渣洗滌結束后，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，使之達到GB 18599—2001《一般工業(yè)固體廢物儲存、處置場污染控制標準》中的I 類固體廢物標準要求。

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

4.2 非正常狀態(tài)排污分析

4.2.1 出現非正常情況分析

（1）生產設備、管道連接處泄漏，導致鹽酸、聚合氯化鋁溶液泄漏。

（2）停電等原因使風機、水泵等設備停止運行，反應工段產生的酸霧沒有經過收集，直接排放進入大氣。

4.2.2 防止非正常情況出現的措施

（1）為防止非正常排污，建有事故池。由于本項目有2 個鹽酸儲存罐，可留出一個作為事故池，在出現事故狀態(tài)時使泄漏的物質及消防廢水進入備用儲罐。

（2）對地面進行硬化處理，并對儲罐做防滲處理，避免鹽酸泄漏。

（3）加強管理，保證供電設備正常運轉，對重要設備設置備用設備。

（4）加強員工生產技能培訓，做到持證上崗。

（5）建立相應的管理制度會。

（6）在事故發(fā)生時，可能會采取消防和降溫措施，為防止污染物隨水擴散，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、降溫等廢水產生，需收集后經污水處理設施處理達標后外排。

5 環(huán)境風險分析

5.1 生產過程中潛在危險

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

5.2 環(huán)境風險防范措施

（1）危險品的裝運應做到定車、定人，合理規(guī)劃運輸路線及運輸時間。保證危險品的運輸任務始終由專業(yè)人員來擔負，保障危險品運輸過程中的安全［5］。

（2）被裝運的危險物品必須在其外包裝的明顯部位進行標志，包裝標志要粘牢固、正確。本項目生產中涉及的鹽酸，應根據其危險特性粘貼相應的標志［6］，以便一旦發(fā)生問題可以及時進行防護。

（3）設備、管道、管件等均采用可靠的密封技術，使儲存和反應過程均在密閉的狀態(tài)下進行，防止物料泄漏。

（4）根據鹽酸存儲量、小型化工企業(yè)消防用水量10 L/s 及事故持續(xù)時間2 h，企業(yè)設置事故池。對事故池做防滲處理，發(fā)生事故時泄漏鹽酸進入事故池，避免鹽酸滲漏對地下水造成污染。

（5）鹽酸應儲存于陰涼、通風的庫房，庫溫不超過30 ℃，相對濕度不超過85%。要保持容器密封，大量儲存地要有圍墻或門欄，以防萬一泄漏時向外擴散。要備有中和劑，與氧化劑、金屬粉末、電石、硫化氫、堿性物質等相隔絕。

（6）制定《化學事故應急救援預案和實施細則》，組織專業(yè)隊伍學習和演練，提高隊伍實戰(zhàn)能力，防患于未然，以便應急救援工作的順利開展。

6 結語

本項目以鹽酸、鋁礬土及鋁酸鈣粉為原料，生產聚合氯化鋁，生產過程中產生的環(huán)境影響在可行有效的環(huán)保措施下，污染物均實現達標排放及妥善處理處置，不會對當地環(huán)境造成大的影響。