粘胶纤维生产项目环评优化措施

来源:用户上传      作者: 张文雄

　　[摘要] 通过对粘胶纤维生产项目开展环境影响评价，优化项目风险源的平面布局，以降低环境风险，并提出优化大气、废水污染防治措施，以实现减排，并保证防治措施稳定达标运行。
　　[关键词] 粘胶纤维 环评 优化
　　
　　
　　1 引言
　　粘胶纤维是利用天然高分子纤维素为原料生产的，其性能类似天然棉纤维，而优于棉纤维，可作为棉纤维的代用品，从而可减少棉花的播种面积，让我国有限的土地用于粮食及其它经济作物的生产。因此，适当发展粘胶纤维满足人们的生活需要是很有必要的。当前，国内正在规划建设多条大型粘胶纤维生产线，以降低粘胶纤维进口量。但是粘胶纤维生产项目原料涉及CS2、H2S等恶臭气体和危害物质，属污染型企业，本文结合某年产20万吨粘胶纤维生产项目环境影响评价实例，从平面布局、环保措施、风险防范措施等方面对该项目进行优化建设。
　　2 项目概况
　　建设单位提出建设年产20万吨粘胶纤维项目，全厂共建设4条生产线。主要生产工艺为：(1)原料浆粕中的甲纤维素与NaOH进行碱化反应生成碱纤维素；(2)在黄化机内CS2与碱纤维素进行黄化反应，生成可溶解的纤维素黄酸酯(纤维素黄酸酯溶解于稀碱中即制成原液)；(3)原液在酸液中与硫酸反应重新生成纤维素。生产工艺涉及的主要原辅材料为浆粕、二硫化碳、硫酸、H2S等。本项目主要环境问题为产生高浓度硫化氢和二硫化碳的气体，以及含Zn2+酸性废水、含S2-碱性废水。
　　3 总平布局优化调整
　　可行性研究报告提出的总平面布置图见图1，本评价提出风险源生产车间往南移动500m，环评提出的总平面布置见图2。在上述二种情形下，各废气污染源对敏感村庄的预测浓度值均小于标准值，均能达到国家标准规定要求。为此，本评价主要从环境风险角度和区域规划情况优化本项目布局。
　　3.1风险危害范围
　　根据识别，确定本项目环境风险评价因子为CS2，输送管道破裂导致CS2泄漏为本项目泄漏事故的最大可信风险事故。根据伯努利方程，计算出泄漏量源强，泄漏后在地面上形成液池，二硫化碳液体迅速挥发，气态二硫化碳对区域人群造成的危害。输送管道破裂导致CS2泄漏，在上述假设的最大可信事故情形下，男性吸入最低中毒浓度最大影响范围为稳定度F、风速1.5m/s情况下，泄漏点下风向1250m范围，即风险事故的危害距离为风险源边界外1250m以内区域。
　　3.2从规划环评的角度优化
　　本区域主导风向为东北风，项目北面和西面有众多村庄分布，布局调整前后风险源与周边村民的最近距离变化情况见表1。
　　从表1可以看出，环评要求风险源往南移动500m后，可使3个村庄和1处小学处于危害范围区之外，而下风向度下村和田东村房屋数量未明显增加。
　　根据我院编制的区域规划环境影响书，该规划环评建议风险防范区按二级控制：
　　限制区：区内不得新增居民住宅、学校、医疗机构等敏感建筑，现有居民等敏感目标建议随着规划的推进逐步迁出，其中粘胶纤维项目区限制区的范围为“主要生产装置及罐区等重大风险源边界外为1300m”。
　　控制区：控制区内人口规模，不新增居民集中区、学校、医院等，其中粘胶纤维项目区控制区的范围为“主要生产装置及罐区等重大风险源边界外为1300~3000m”。
　　从图1可以看出，北面的村庄1、村庄2、村庄3均位于“粘胶纤维项目的限制区”内，或者将本项目主要生产装置及罐区等重大风险源往南移动500m，或者取消北面规划居住区，考虑到北面现有住房较多，适合规划为居住用地，因此，从服从规划环评的角度分析，将本项目主要生产装置及罐区等重大风险源往南移动500m，就可以满足限制区1300m的距离要求。
　　3.3从环境风险角度优化
　　本项目风险危害距离内村民和规划居住区的影响程度见表2。
　　本项目最大可信事故危害范围内对现状村庄的影响人数约9664人，风险源所在原液车间往南移动500m，可对现状居民的危害范围可减少8498人，减少88%，主要减少北面村庄的影响，因此，从降低风险事故危害后果的角度分析，环评要求本项目风险源原液车间往南移动500m。此外，随着远期规划方案实施后，该项目西侧居住区均得以搬迁，可大大减少本项目周边的敏感目标数量，为本项目生产创造有利的外部环境，因此，建议规划调整方案尽快实施。
　　4 污染防治措施优化
　　4.1大气污染防治措施优化
　　本项目生产工艺废气污染物CS2、H2S为恶臭物质，生产工艺废气达标处理是本项目污染防治措施的关键环节。目前，国际上同类工艺废气采用的处理方法比选见表3，WSA工艺是将废气中的各种硫化物转化为浓硫酸，这是一个催化工艺过程，且能回收余热，特别适用于处理那些硫浓度低而用常规硫酸工艺无法处理的气体。
　　可研报告推荐“碱洗+吸附+冷凝回收”工艺路线，本着保护环境角度出发，降低恶臭对周边环境的影响，经征得建设单位同意后，本环评推荐“WSA（催化氧化）+碱洗+吸附及冷凝回收”联合处理工艺方案，本项目废气处理设施需增加投资约1.4亿元。
　　考虑到WSA适合集中、规模化建设，全厂设置一套WSA废气处理装置。全厂含高浓度硫化氢的气体废气量合计为9.4×104m3/h，集中进入WSA处理装置内处理，全厂WSA处理能力为10×104m3/h。
　　全厂建设4套“碱洗+吸附+冷凝回收”用于处理H2S浓度较低的其他工艺废气，4套废气处理装置相对独立，单套处理能力均为6.0×104m3/h，实际工艺废气处理量为4.15×104m3/h。富裕处理能力是考虑到WSA装置需要检修等情形，全厂在减产而不停产的情形下，仍通过4套“碱洗+吸附+冷凝回收”处理工艺，仍能保证废气污染物排放量不超过“WSA（催化氧化）+碱洗+吸附及冷凝回收”联合处理工艺方案，环评要求的处理工艺流程见图3。
　　4.2 废水污染防治措施优化
　　4.2.1含锌污水处理
　　粘胶纤维生产项目废水为酸性废水和碱性废水，碱性废水中含有S2-，纺练车间酸性废水中含锌浓度高达125mg/L，本项目废水中Zn2+产生量为500t/a。Zn2+不是污水排放标准中规定的第一类重金属，传统污水处理工艺是将上述二种污水直接混合，然后进入生化处理工艺，对Zn2+的去除效率较低，除部分进入污泥中，Zn2+主要是靠稀释排放，以实现达标。
　　国家正在实施《重金属污染综合防治“十二五”规划》，在实现更少的重金属Zn2+排放，本评价查询了ZnS的特性，ZnS在酸性条件下溶解度最大，水中次之，碱性条件下不溶解。本厂生产均产生酸性和碱性废水，可以在不增加运转成本(不耗碱)的情况下，把产生Zn2+的碱性废水单独收集，建设沉Zn2+池，引入过量含S2-的碱性废水，让pH呈酸性，混合搅拌后，Zn2+实现沉淀去除，出水Zn2+浓度在1.0mg/L以下，小于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准(2.0mg/L)。本处理工艺很好地利用本厂自有的二股污水，仅增加搅拌电机和沉Zn2+池外，以微小的工程投资，实现重金属减排，取得很好的环境效益。环评要求的处理工艺流程见图4。
　　4.2.2外排污水水量均匀调节池
　　本项目污水采用4组CASS工艺，处理流程为“2小时进水+2小时曝气+2小时排水”，由于CASS间歇排水，每组排水时间为2小时，间歇排放污水对纳污水体冲击较大，本评价要求建设一个“外排污水水量均匀调节池”，该池容积为不小于每组处理能力的2/3规模，以实现污水均匀排放。同时，该池兼作超标污水监控池，以实现超标污水可防可控。

　　5 风险防范措施优化
　　为防止液态危化品泄漏至外环境，本评价从管理措施和工程措施方面提出要求。
　　5.1管理措施
　　本项目设置环境风险事故水污染三级防控系统，防止环境风险事故造成水环境污染。
　　5.1.1 一级防控
　　设置装置区围堰和罐区防火堤，构筑生产过程中环境安全的第一层防控网使泄漏物料切换到处理系统，防止污染雨水和轻微事故泄漏造成的环境污染。
　　5.1.2 二级防控
　　在产生剧毒或者污染严重污染物的装置或厂区设置事故收集池，切断污染物与外部的通道，将污染物控制在厂区内，防止重大事故泄漏物料造成的环境污染。
　　5.1.3 三级防控
　　第三级是总排放之前的“超标污水监控池”（见图4），即应急事故监测池，也叫“末端防控”，一旦污染物监测数据超标，应返回调节池，进一步达标处理后方可排放。
　　5.2工程措施
　　为防止设备破裂而造成储存液体泄漏至外环境，在贮存区周边各设围堰，围堰与地面应密闭，既要有一定的强度，又要有一定的容量，围堰内有效容积不应小于一个最大的储罐的容量，墙内侧至罐的净距不应小于2m。围堰外设有环形消防通道，并设不少于2处的楼梯。围堰可用混凝土浇注。
　　建设事故收集池，用于污染事故情况下，收集被污染的废液，此措施是避免污染扩散外泄的重要措施。根据《水体污染防控紧急措施设计导则》(中国石化建标[2006]43号)进行事故收集池有效容积符合性分析。事故储存设施总有效容积：
　　注：（V1+ V2-V3）max是指对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算V1+V2-V3，取其中最大值。
　　V1――收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套装置的物料量，m3。储存相同物料的罐组按一个最大储罐计，装置物料量按存留最大物料量的一台反应器或中间储罐计；
　　V2――发生事故的储罐或装置的消防水量，m3；
　　V3――发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量，m3；
　　V4――发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量，m3；
　　V5――发生事故时可能进入该收集系统的降雨量，m3；
　　V5=10q×F
　　q――降雨强度，mm；按平均日降雨量；
　　F――必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积，hm2；.
　　V1参数选取：建设单位提供资料，各车间内液态化学品总量见表4。
　　本评价考虑液态化学品总量最大的原液车间，即在火灾事故下，约2320m3化学品全部进入事故收集池。
　　V2参数选取：根据根据《建筑设计防火规范》（GB5016-2006）的要求，本工程按一次火灾考虑。本项目室外消防用水量为30L/s，各车间室内消防用水量为：原液车间25L/s、纺练车间、成品库为10L/s、酸站、锅炉房主厂房为15L/s。为保证消防供水的可靠性，在净水厂清水池内已经贮存了4h室内外消防用水量及2h自动喷淋的水量，约1200m3。
　　V3和V4参数选取：建设单位介绍本生产系统能实现短
　　时间内停车，一旦发生事故，可迅速减少至停止进入生产系统的物料量(V4)。此外，不考虑短时间内转移物料的量(V3)。
　　V5参数选取：区域多年平均降水量为1300.8mm，降水天数为120d，计算出日降雨强度为10.84mm。汇水面积取2.0m2，计算出V5为216.8m3。
　　 因此，本环评提出建设4000m3事故收集池的要求。
　　为防止火灾事故下，消防水由雨水管网进入外环境，应在雨水管网出厂界处设置拦截装置，一旦发现废液可能进入雨水管道，应立即关闭雨水管相关拦截装置，并收集进入事故收集池，防止污染扩大蔓延。
　　6 小结
　　通过环境影响评价，从布局方面优化了污染源和风险源与敏感目标的位置，降低环境污染和风险事故的危害程度，环评要求增加WSA废气处理工艺，提高废气处理系统的稳定性、可靠性，要求先行沉锌，以微小的投资，实现重金属锌的减排，换来较大的环境效益。因此，通过对该粘胶生产项目环评，达到指导项目科学设计、科学生产，以更好保护环境的目的。
　　
　　参考文献：
　　[1] 建设项目环境风险评价导则（HJ/T169-2004）[S].
　　[2] 李彦武，李小敏．建设项目环境风险评价的探讨[J]．环境影响评价动态，2002，(6)：26-29.
　　
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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