近年來(lái)陜西、湖南、云南、上海浦東新區(qū)等地,發(fā)生大規(guī)模兒童鉛中毒事件主要皆是附近「鉛酸蓄電池廠」或「冶煉廠」排放含鉛粉塵之沉積性鉛中毒所造成。含鉛粉塵排放污染的主要問題出在于粉塵未經(jīng)穩(wěn)定化、無(wú)害化,因此即使利用最先進(jìn)的集塵工藝并達(dá)到了排放達(dá)標(biāo),長(zhǎng)期通過集塵設(shè)備之逸散粉塵,即使僅<1%或<0.5%,所造成之沉積性鉛中毒污染仍將發(fā)生。吾人深信應(yīng)用成熟并有效的重金屬穩(wěn)定、無(wú)害化技術(shù)將可解決目前一些中國(guó)蓄電池廠、廢鉛回收廠、和冶金廠的含鉛粉塵和相關(guān)廢棄物之排放問題、落實(shí)環(huán)境保護(hù)并確保中國(guó)蓄電池企業(yè)、有色金屬冶煉和廢金屬回收企業(yè)無(wú)害地友善運(yùn)轉(zhuǎn)、無(wú)限地永續(xù)發(fā)展。
基本上,重金屬穩(wěn)定化藥劑的首要功能乃是將重金屬反應(yīng)生成溶解度極低 (不會(huì)因老化或即使長(zhǎng)期于極端pH環(huán)境如酸雨中而分解、釋出重金屬回環(huán)境)并無(wú)毒性的復(fù)合式礦物質(zhì),即非生物可利用性,亦即可有效減低農(nóng)作物或人體對(duì)重金屬的吸收而達(dá)到保護(hù)環(huán)境和人體健康的功效。重金屬反應(yīng)物之溶解度測(cè)試即是浸出重金屬毒性浸出測(cè)試, 一如美國(guó)環(huán)保署試驗(yàn)方法1311,TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)test, 其主要是評(píng)估重金屬于掩埋場(chǎng)經(jīng)接觸雨水(尤其是酸雨)后的可能滲出行為與毒性濃度;或國(guó)內(nèi)HJ/T300-2007浸出毒性浸出測(cè)試方法, 其要求垃圾焚化爐飛灰達(dá)無(wú)害化需使用的醋酸浸提液濃度比美國(guó)TCLP 要求的還要強(qiáng),而「中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008」目前之建議限值,鉛浸出液限值為 < 0.25 mg/L,鎘浸出液限值為 < 0.15 mg/L,比美國(guó)的TCLP標(biāo)準(zhǔn)(鉛浸出液限值為 < 5.0 mg/L,鎘浸出液限值為 < 1.0 mg/L)亦較嚴(yán)得多。
建議應(yīng)用一至少能臻達(dá)目前國(guó)內(nèi)垃圾焚燒飛灰重金屬穩(wěn)定、無(wú)害化國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008」之建議限值且符合經(jīng)済效益之穩(wěn)定化藥劑,直接將其加注于蓄電池廠、廢鉛回收廠、和冶金廠之粉塵收集室前即會(huì)立即裹住粉塵并與其含鉛經(jīng)交換、鍵結(jié)合等反應(yīng)形成溶解度極低并無(wú)毒性的復(fù)合式磷酸鹽礦物質(zhì),包括Pb5 (PO4) 3 (OH) ,其溶解度極低、為~10-82,其可達(dá)非常嚴(yán)格的「浸出毒性浸出測(cè)試」標(biāo)準(zhǔn)以及非生物可利用性,而即使為人體吸入將會(huì)排出體外, 即對(duì)人體或生態(tài)環(huán)境達(dá)無(wú)害化,并同時(shí)未和鉛重金屬接觸之多余磷酸鹽將生成羥基磷酸鈣(Ca5 (PO4) 3 (OH), HydroxyApatite,簡(jiǎn)稱HA) ,其溶解度為~10-56,其如果入人胃而部份被分解則具有補(bǔ)鈣、防治骨骼疏松、強(qiáng)化關(guān)節(jié)之功效。人體中的鈣元素首要以羥基磷酸鈣形成晶體體的形式存在。羥基磷酸鈣于美國(guó)亦是一暢銷的保健品,具有補(bǔ)鈣、防治骨骼疏松之功效亦被用來(lái)做人工骨填充材料以及人工植牙的覆層。因此,用了一能臻達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008」限值之穩(wěn)定化藥劑不但無(wú)害化原重金屬粉塵,并其剩余排放對(duì)環(huán)境保護(hù)形成了一保障膜,甚至于有利工廠員工以及附近居民的健康。換言之,足量穩(wěn)定藥劑加在冶煉廠的空氣污染防治設(shè)備中,即時(shí)將所含重金屬穩(wěn)定、無(wú)害化,且即使(如脈沖式布袋除塵器故障、效率降低時(shí))飛揚(yáng)飄落附近土壤水源也不會(huì)有對(duì)環(huán)境影響、人體危害的威脅。
為確保中國(guó)蓄電池企業(yè)、有色金屬冶煉和廢金屬回收企業(yè)無(wú)害地友善運(yùn)轉(zhuǎn)、無(wú)限地永續(xù)發(fā)展,且如果公司遷廠或附近居民遷村于實(shí)際上為不可行,建議環(huán)保部考慮要求蓄電池廠、廢鉛回收廠、和冶煉廠之含鉛粉塵應(yīng)用以下建議做法臻達(dá)穩(wěn)定化并要求穩(wěn)定化后之含鉛粉塵之毒性浸出測(cè)試值,按HJ/T 300-2007制備測(cè)試,需達(dá)到如同GB 5009.12食品中鉛的分析方法達(dá)到某一食品中鉛限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn), 如糧食類 ≤0.4 mg/kg 或豆類≤ 0.8 mg/kg, 或至少比照目前國(guó)內(nèi)對(duì)處理垃圾焚化爐飛灰之無(wú)害化、穩(wěn)定化標(biāo)準(zhǔn),即按HJ/T 300-2007制備測(cè)試能達(dá)到GB16889-2008之鉛建議限值≤ 0.25 mg/L以落實(shí)含鉛粉塵之排放臻達(dá)穩(wěn)定化、無(wú)毒化、無(wú)害化。
建議做法:加裝「干式空氣污染防治設(shè)備」(如附布袋除塵器圖),包括脈沖式布袋除塵器、抽風(fēng)機(jī)、相關(guān)電氣控制系統(tǒng)、以及穩(wěn)定化藥劑貯存料倉(cāng)和噴射進(jìn)料的裝備等。
穩(wěn)定粉劑料倉(cāng)與噴射系統(tǒng)
為了有效吸附并將尾氣中所含重金屬粉塵穩(wěn)定、無(wú)害化,在布袋除塵器之前的煙道上設(shè)置有「文式噴射管」以及穩(wěn)定粉劑噴射進(jìn)料系統(tǒng)。穩(wěn)定粉劑經(jīng)貯存料倉(cāng)的容積給料機(jī),由壓縮空氣輸送至煙道上的噴射口、噴入煙道。噴入的穩(wěn)定粉劑立即從煙氣中吸附重金屬如鉛、鎘、砷等。吸附了重金屬的穩(wěn)定粉劑以及反應(yīng)后的混合物顆粒將一起進(jìn)入布袋除塵器并被過濾收集。
自卸罐車把穩(wěn)定粉劑運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),采用氣力輸送方式送入粉劑料倉(cāng)。過量的送粉空氣從倉(cāng)頂一個(gè)排氣口經(jīng)過濾后排出。料倉(cāng)上設(shè)有料位指示器監(jiān)測(cè)倉(cāng)內(nèi)的料位。由設(shè)在料倉(cāng)下部的旋轉(zhuǎn)給料機(jī)計(jì)量噴射進(jìn)料的穩(wěn)定粉劑量。
脈沖式布(濾)袋除塵器
「冶煉廠」各作業(yè)單元中排出的尾氣進(jìn)入布袋除塵器*。布袋不僅將幾乎所有的固體顆粒濾掉,同時(shí),布袋上反應(yīng)完和未反應(yīng)完的穩(wěn)定粉劑將在布袋表面構(gòu)成一層特別的濾餅,一方面增加除塵效率,另一方面其中未反應(yīng)完的穩(wěn)定粉劑又增加了吸收重金屬以及其它可能含有其他污染物譬如酸氣的機(jī)會(huì)。
*如果冶煉廠排出粉塵顆粒有部份大于5微米,建議于布袋除塵器前加裝一旋風(fēng)除塵器。
布袋除塵器除塵效果的優(yōu)劣與多種因素有關(guān),但主要取決于濾料。布袋除塵器的濾料就是合成纖維、天然纖維或玻璃纖維織成的布或氈。根據(jù)需要再把布或氈縫成圓筒或扁平形濾袋。根據(jù)煙氣性質(zhì),選擇出適合于應(yīng)用條件的濾料。通常,在煙氣溫度低于120℃,要求濾料具有耐酸性和耐久性的情況下,常選用滌綸絨布和滌綸針刺氈;在處理高溫?zé)煔?>250℃)時(shí),主要選用石墨化玻璃絲布;在某些特殊情況下,選用炭素纖維濾料等。布袋除塵器對(duì)于大于0.1μm的細(xì)灰微粒效率可達(dá)99%以上。
布袋除塵器通常包含多個(gè)濾袋模塊或單元,其根據(jù)各工程處理的煙氣量而定。尾氣經(jīng)灰斗進(jìn)口擋板進(jìn)入濾袋。含塵煙氣通過特殊設(shè)計(jì)的導(dǎo)流板被預(yù)分離,并均勻分配進(jìn)入濾袋室。在除塵過程中,濾袋上聚積的灰塵會(huì)增加系統(tǒng)壓力降或壓差,當(dāng)壓差達(dá)到一定值時(shí),壓力傳感器自動(dòng)啟動(dòng)脈沖壓縮空氣對(duì)濾袋進(jìn)行定時(shí)吹掃。脈沖空氣系統(tǒng)將高壓空氣以脈沖方式吹入濾袋內(nèi)側(cè),使濾袋發(fā)生瞬間的膨脹和抖動(dòng),將聚積在外壁的灰塵震落,直接掉入下面的灰斗,而后由輸灰機(jī)運(yùn)出處理。濾袋的吹掃是在系統(tǒng)運(yùn)行狀況下,采用逐排吹掃的方式進(jìn)行的,每次只吹掃一部分濾袋。因此,整個(gè)系統(tǒng)可以在在線運(yùn)行的情況下進(jìn)行吹掃。壓縮空氣的脈沖頻率、持續(xù)時(shí)間及兩次吹掃的時(shí)間間隔是預(yù)先設(shè)定的,也可以根據(jù)運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)整。
經(jīng)濾袋的吹掃排出的細(xì)灰、粉塵因即時(shí)已將所含重金屬穩(wěn)定化而可直接填埋或經(jīng)水泥固化后填埋。經(jīng)旋風(fēng)除塵器補(bǔ)捉到的大顆粒粉塵可以回用做原料或和經(jīng)濾袋的吹掃排出的細(xì)灰、粉塵混合、水泥固化后填埋。
壓縮空氣系統(tǒng)
脈沖式袋除塵器所需的脈沖壓縮空氣,穩(wěn)定粉劑噴射空氣以及控制系統(tǒng)所需的壓縮空氣,都由一個(gè)公用壓縮空氣系統(tǒng)提供。壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)(二臺(tái),一用一備)、儲(chǔ)氣罐和加熱器組成。用于布袋除塵器的壓縮空氣經(jīng)過預(yù)熱,整個(gè)噴吹管路也進(jìn)行保溫,可以保證濾袋室不被冷空氣過度冷卻而造成濕煙氣結(jié)霧、灰塵結(jié)塊以致堵塞濾袋。
旁路系統(tǒng)
主要由旁路煙道和旁路閥門組成。為了保證裝置的緊急故障檢修不影響冶煉廠的連續(xù)運(yùn)行,本煙氣處理系統(tǒng)設(shè)置了旁路系統(tǒng)。在煙氣處理系統(tǒng)的某個(gè)部分發(fā)生故障需要緊急維修或拆換時(shí),可以臨時(shí)打開旁路閥門,煙氣暫時(shí)經(jīng)旁路煙道直接去引風(fēng)機(jī)排出,不會(huì)影響整個(gè)冶煉廠系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對(duì)冶煉爐或窯等系統(tǒng)都能起到保護(hù)作用。
(作者李杰,系云南省開遠(yuǎn)福禧寶環(huán)??萍加邢薰究偨?jīng)理)