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李杰:含铅粉尘排放污染防治之建议

来源: | 作者:admin | 分类:新闻 | 时间:2016-09-23 | 浏览:5775
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摘要:近年来陕西、湖南、云南、上海浦东新区等地,发生大规模儿童铅中毒事件主要皆是附近 「铅酸蓄电池厂」或「冶炼厂」排放含铅粉尘之沉积性铅中毒所造成。含铅粉尘排放污染 的主要问题出


近年来陕西、湖南、云南、上海浦东新区等地,发生大规模儿童铅中毒事件主要皆是附近「铅酸蓄电池厂」或「冶炼厂」排放含铅粉尘之沉积性铅中毒所造成。含铅粉尘排放污染的主要问题出在于粉尘未经稳定化、无害化,因此即使利用最先进的集尘工艺并达到了排放达标,长期通过集尘设备之逸散粉尘,即使仅<1%或<0.5%,所造成之沉积性铅中毒污染仍将发生。吾人深信应用成熟并有效的重金属稳定、无害化技术将可解决目前一些中国蓄电池厂、废铅回收厂、和冶金厂的含铅粉尘和相关废弃物之排放问题、落实环境保护并确保中国蓄电池企业、有色金属冶炼和废金属回收企业无害地友善运转、无限地永续发展。

基本上,重金属稳定化药剂的首要功能乃是将重金属反应生成溶解度极低 (不会因老化或即使长期于极端pH环境如酸雨中而分解、释出重金属回环境)并无毒性的复合式矿物质,即非生物可利用性,亦即可有效减低农作物或人体对重金属的吸收而达到保护环境和人体健康的功效。重金属反应物之溶解度测试即是浸出重金属毒性浸出测试, 一如美国环保署试验方法1311,TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)test, 其主要是评估重金属于掩埋场经接触雨水(尤其是酸雨)后的可能渗出行为与毒性浓度;或国内HJ/T300-2007浸出毒性浸出测试方法, 其要求垃圾焚化炉飞灰达无害化需使用的醋酸浸提液浓度比美国TCLP 要求的还要强,而「中华人民共和国国家标准GB16889-2008」目前之建议限值,铅浸出液限值为 < 0.25 mg/L,镉浸出液限值为 < 0.15 mg/L,比美国的TCLP标准(铅浸出液限值为 < 5.0 mg/L,镉浸出液限值为 < 1.0 mg/L)亦较严得多。

建议应用一至少能臻达目前国内垃圾焚烧飞灰重金属稳定、无害化国家标准GB16889-2008」之建议限值且符合经済效益之稳定化药剂,直接将其加注于蓄电池厂、废铅回收厂、和冶金厂之粉尘收集室前即会立即裹住粉尘并与其含铅经交换、键结合等反应形成溶解度极低并无毒性的复合式磷酸盐矿物质,包括Pb5 (PO4) 3 (OH) ,其溶解度极低、为~10-82,其可达非常严格的「浸出毒性浸出测试」标准以及非生物可利用性,而即使为人体吸入将会排出体外, 即对人体或生态环境达无害化,并同时未和铅重金属接触之多余磷酸盐将生成羟基磷酸钙(Ca5 (PO4) 3 (OH), HydroxyApatite,简称HA) ,其溶解度为~10-56,其如果入人胃而部份被分解则具有补钙、防治骨骼疏松、强化关节之功效。人体中的钙元素首要以羟基磷酸钙形成晶体体的形式存在。羟基磷酸钙于美国亦是一畅销的保健品,具有补钙、防治骨骼疏松之功效亦被用来做人工骨填充材料以及人工植牙的覆层。因此,用了一能臻达国家标准GB16889-2008」限值之稳定化药剂不但无害化原重金属粉尘,并其剩余排放对环境保护形成了一保障膜,甚至于有利工厂员工以及附近居民的健康。换言之,足量稳定药剂加在冶炼厂的空气污染防治设备中,即时将所含重金属稳定、无害化,且即使(如脉冲式布袋除尘器故障、效率降低时)飞扬飘落附近土壤水源也不会有对环境影响、人体危害的威胁。

为确保中国蓄电池企业、有色金属冶炼和废金属回收企业无害地友善运转、无限地永续发展,且如果公司迁厂或附近居民迁村于实际上为不可行,建议环保部考虑要求蓄电池厂、废铅回收厂、和冶炼厂之含铅粉尘应用以下建议做法臻达稳定化并要求稳定化后之含铅粉尘之毒性浸出测试值,按HJ/T 300-2007制备测试,需达到如同GB 5009.12食品中铅的分析方法达到某一食品中铅限量卫生标准, 如粮食类 ≤0.4 mg/kg 或豆类≤ 0.8 mg/kg, 或至少比照目前国内对处理垃圾焚化炉飞灰之无害化、稳定化标准,即按HJ/T 300-2007制备测试能达到GB16889-2008之铅建议限值≤ 0.25 mg/L以落实含铅粉尘之排放臻达稳定化、无毒化、无害化。

建议做法:加装「干式空气污染防治设备」(如附布袋除尘器图),包括脉冲式布袋除尘器、抽风机、相关电气控制系统、以及稳定化药剂贮存料仓和喷射进料的装备等。

稳定粉剂料仓与喷射系统

为了有效吸附并将尾气中所含重金属粉尘稳定、无害化,在布袋除尘器之前的烟道上设置有「文式喷射管」以及稳定粉剂喷射进料系统。稳定粉剂经贮存料仓的容积给料机,由压缩空气输送至烟道上的喷射口、喷入烟道。喷入的稳定粉剂立即从烟气中吸附重金属如铅、镉、砷等。吸附了重金属的稳定粉剂以及反应后的混合物颗粒将一起进入布袋除尘器并被过滤收集。

自卸罐车把稳定粉剂运至现场,采用气力输送方式送入粉剂料仓。过量的送粉空气从仓顶一个排气口经过滤后排出。料仓上设有料位指示器监测仓内的料位。由设在料仓下部的旋转给料机计量喷射进料的稳定粉剂量。

脉冲式布(滤)袋除尘器

「冶炼厂」各作业单元中排出的尾气进入布袋除尘器*。布袋不仅将几乎所有的固体颗粒滤掉,同时,布袋上反应完和未反应完的稳定粉剂将在布袋表面构成一层特别的滤饼,一方面增加除尘效率,另一方面其中未反应完的稳定粉剂又增加了吸收重金属以及其它可能含有其他污染物譬如酸气的机会。


*如果冶炼厂排出粉尘颗粒有部份大于5微米,建议于布袋除尘器前加装一旋风除尘器。

布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关,但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质,选择出适合于应用条件的滤料。通常,在烟气温度低于120℃,要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下,常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡;在处理高温烟气(>250℃)时,主要选用石墨化玻璃丝布;在某些特殊情况下,选用炭素纤维滤料等。布袋除尘器对于大于0.1µm的细灰微粒效率可达99%以上。

布袋除尘器通常包含多个滤袋模块或单元,其根据各工程处理的烟气量而定。尾气经灰斗进口挡板进入滤袋。含尘烟气通过特殊设计的导流板被预分离,并均匀分配进入滤袋室。在除尘过程中,滤袋上聚积的灰尘会增加系统压力降或压差,当压差达到一定值时,压力传感器自动启动脉冲压缩空气对滤袋进行定时吹扫。脉冲空气系统将高压空气以脉冲方式吹入滤袋内侧,使滤袋发生瞬间的膨胀和抖动,将聚积在外壁的灰尘震落,直接掉入下面的灰斗,而后由输灰机运出处理。滤袋的吹扫是在系统运行状况下,采用逐排吹扫的方式进行的,每次只吹扫一部分滤袋。因此,整个系统可以在在线运行的情况下进行吹扫。压缩空气的脉冲频率、持续时间及两次吹扫的时间间隔是预先设定的,也可以根据运行状况进行调整。

经滤袋的吹扫排出的细灰、粉尘因即时已将所含重金属稳定化而可直接填埋或经水泥固化后填埋。经旋风除尘器补捉到的大颗粒粉尘可以回用做原料或和经滤袋的吹扫排出的细灰、粉尘混合、水泥固化后填埋。

压缩空气系统

脉冲式袋除尘器所需的脉冲压缩空气,稳定粉剂喷射空气以及控制系统所需的压缩空气,都由一个公用压缩空气系统提供。压缩空气系统由空气压缩机(二台,一用一备)、储气罐和加热器组成。用于布袋除尘器的压缩空气经过预热,整个喷吹管路也进行保温,可以保证滤袋室不被冷空气过度冷却而造成湿烟气结雾、灰尘结块以致堵塞滤袋。

旁路系统

主要由旁路烟道和旁路阀门组成。为了保证装置的紧急故障检修不影响冶炼厂的连续运行,本烟气处理系统设置了旁路系统。在烟气处理系统的某个部分发生故障需要紧急维修或拆换时,可以临时打开旁路阀门,烟气暂时经旁路烟道直接去引风机排出,不会影响整个冶炼厂系统的正常运行,对冶炼炉或窑等系统都能起到保护作用。

(作者李杰,系云南省开远福禧宝环保科技有限公司总经理)

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