污染土項(xiàng)目處置方案.doc

華新環(huán)境工程（武穴）有限公司第二章 處置方案設(shè)計(jì)2.1處置工廠介紹華新水泥（武穴）有限公司地處武穴市田家鎮(zhèn)上郭村境內(nèi)，華新路1號(hào)，南臨長(zhǎng)江，是中國著名水泥企業(yè)集團(tuán)華新水泥股份有限公司旗下最大的子公司之一，現(xiàn)有兩條日產(chǎn)5500噸水泥熟料生產(chǎn)線。2007年起陸續(xù)展開了一般工業(yè)廢棄物,危險(xiǎn)廢物,市政垃圾,污染土處置項(xiàng)目。武穴水泥廠于2007年9月被國家環(huán)?？偩种信岔?xiàng)目組列為利用水泥窯協(xié)同處置有毒有害廢棄物示范線。2011年華新公司投入近億元在武穴工廠進(jìn)行技術(shù)改造，建造了全封閉預(yù)均化污染土堆棚，以及高溫烘干粉磨脫毒一體化預(yù)處理系統(tǒng)，到2011年底建成試投產(chǎn)開始接收漢陽赫山場(chǎng)地污染土壤。截止2014年8月，已經(jīng)接收污染土約40多萬噸，處置污染土40萬余噸。該污染土壤處置系統(tǒng)按照華新按照高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，到目前來看，完全符合2013年底頒布的水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范(HJ 662)的要求。該系統(tǒng)利用密封的預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)污染土壤烘干粉磨后，將污染土壤投入主燃燒器，是目前國內(nèi)唯一條符合HJ662的處置有機(jī)類/揮發(fā)類污染土壤的生產(chǎn)線。2.2水泥焚燒協(xié)同處置污染土方案在發(fā)達(dá)國家如美國、加拿大、日本等國70年代就已開始采用水泥窯處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)。以美國為例，已有幾十家水泥廠將危險(xiǎn)廢物作為替代燃料在水泥窯上進(jìn)行焚燒處置，其替代量一般在20%-60%。在我國，上海萬安企業(yè)總公司從1995年開始，研究利用水泥回轉(zhuǎn)窯處置危險(xiǎn)廢物的工作；2007年，北京市金隅紅樹林環(huán)保技術(shù)有限公司，利用水泥焚燒協(xié)同處理污染土壤方案處置原北京紅獅涂料廠農(nóng)藥污染地塊，處理土壤量達(dá)20余萬噸，花費(fèi)0.73億元；同一時(shí)段，北京宋家莊經(jīng)濟(jì)適用房地塊重度污染土壤，有4201m2的土壤采用了焚燒方案處理；華新武穴水泥廠于2008年元月對(duì)農(nóng)藥污染土進(jìn)行了焚燒（中國水泥雜志，2008年2月29日）；2011年底開始接收處置漢陽赫山污染土。水泥窯協(xié)同處置污染土技術(shù)比較未改造水泥廠華新環(huán)境工程（武穴）有限公司預(yù)處理無，直接入生料磨新建破碎&均化系統(tǒng)和烘干,脫毒&粉磨系統(tǒng)處置速度日均處理速度40-50噸日均處置800-1000噸(漢陽赫山項(xiàng)目實(shí)測(cè))污染管控入料時(shí)污染物直接揮發(fā)入料前經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)脫毒；尾氣排放系統(tǒng)；華新?lián)碛凶灾餮邪l(fā)的水泥窯協(xié)同處置污染土技術(shù)，通過技術(shù)改造，水泥窯能夠處理含有機(jī)物、重金屬、油類物質(zhì)等污染物的土壤，且不受土壤本身的物理化學(xué)性質(zhì)限制。利用水泥窯焚燒處置污染土壤的有八大優(yōu)勢(shì)：（1）水泥窯內(nèi)煙氣和物料溫度最高分別達(dá)到1750和1450，污染土壤中的有機(jī)污染物焚毀率可達(dá)99.9999%以上(赫山項(xiàng)目污染土處置實(shí)際監(jiān)測(cè)值)。 （2）物料從窯尾到窯頭的總停留時(shí)間大于30分鐘，氣體在高于1300溫度的停留時(shí)間大于10秒。（3）水泥窯內(nèi)高溫氣體與物料流動(dòng)方向相反，湍流強(qiáng)烈，有利于氣固相的混合、傳熱、傳質(zhì)、分解、化合、擴(kuò)散。（4）水泥窯的堿性環(huán)境能中和污染土處置過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)（如HCl、SO2和CO32-等）；（5）在水泥窯煅燒廢物的過程中，可將廢物中的絕大部分重金屬固化在熟料中,避免了重金屬的再度擴(kuò)散； （6）在水泥生產(chǎn)的工藝過程中，只有生料和經(jīng)過煅燒工藝所產(chǎn)生的熟料，所有廢棄物都分解或固化到水泥晶格中,沒有一般焚燒爐焚燒產(chǎn)生爐渣的問題； （7）水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)，使燃燒之后的廢氣經(jīng)過較長(zhǎng)的路徑和良好的冷卻和收塵設(shè)備，有著較高的吸附、沉降和收塵作用。收集的粉塵經(jīng)過輸送系統(tǒng)返回原料制備系統(tǒng)可以重新利用； （8）新型干法水泥窯運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，一般年運(yùn)轉(zhuǎn)率大于90%，焚燒狀態(tài)穩(wěn)定,焚燒處置量大，速度快。2013年4月華新“水泥窯無害化和資源化協(xié)同處置污染土工程技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目通過了湖北省科技廳組織的技術(shù)鑒定。該項(xiàng)目中的“熱質(zhì)均衡系統(tǒng)技術(shù)”被專家們認(rèn)定為國際首例.華新“水泥窯無害化和資源化協(xié)同處置污染土工程技術(shù)與應(yīng)用”的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是首次提出了“熱質(zhì)均衡系統(tǒng)技術(shù)”、有機(jī)污染土的高溫點(diǎn)投入處置技術(shù)方案，并自主研發(fā)了高效預(yù)分解窯裝置和烘干粉磨機(jī)。該系統(tǒng)由水泥窯協(xié)同處置和污染土預(yù)處理兩大系統(tǒng)組成。2.2.1水泥窯協(xié)同處置系統(tǒng)水泥窯焚燒能夠處理污染土水泥窯的生產(chǎn)工藝密切相關(guān)。華新武穴工廠采用最新的新型干法水泥窯，可以生產(chǎn)高硅酸率、高飽和比的水泥熟料，其熟料中硅酸二鈣和硅酸三鈣的含量可高達(dá)7680，可煅燒任何品種的高質(zhì)量硅酸鹽水泥熟料；同時(shí)，它在環(huán)保、節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)量上也優(yōu)勢(shì)明顯，能將粉煤灰等工業(yè)廢料回收利用也成為其工藝的一個(gè)亮點(diǎn)。新型干法水泥孰料生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)工藝中，熟料燒成系統(tǒng)采用雙系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器預(yù)分解工藝，氣流與料流整體呈逆向運(yùn)行；系統(tǒng)熱工制度穩(wěn)定，全過程負(fù)壓操作，安全可靠；生料經(jīng)窯尾塔架頂部喂入預(yù)熱器，經(jīng)過四級(jí)旋風(fēng)筒與上升的高溫氣流逐級(jí)換熱后進(jìn)入分解爐，爐內(nèi)窯尾高速噴騰而上的近1000的氣流與三次風(fēng)管高速水平對(duì)向噴入的850-950的兩股氣流和煤粉交匯混合，煤粉無焰燃燒，整個(gè)爐內(nèi)形成了氣溫達(dá)870-900的溫度場(chǎng)，氣體在爐內(nèi)通過時(shí)間為2秒、物料在爐內(nèi)通過時(shí)間為5-7秒；生料大部分在此分解，分解率高達(dá)90%，分解后物料由分解料上部隨氣流進(jìn)入第五級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)，物料與廢氣分離從豎煙道（與爐底部相接）兩側(cè)喂入窯尾。在整個(gè)流程中，水泥窯內(nèi)高溫氣體與物料流動(dòng)方向相反，湍流強(qiáng)烈，有利于固相的充分混合、傳熱傳質(zhì)與熱化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行；物料在回轉(zhuǎn)窯高溫狀態(tài)下停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于廢物充分高溫分解。據(jù)一般統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，物料從窯頭到窯尾總的停留時(shí)間在40分鐘左右；氣體在溫度高于950以上的停留時(shí)間大于8秒，高于1300以上停留時(shí)間大于4秒，可以使廢物長(zhǎng)時(shí)間處于高溫之下，更有利于廢物的燃燒和徹底分解，而專業(yè)危險(xiǎn)廢物焚燒爐氣體在1100以上的停留時(shí)間僅為2秒。窯尾氣溫可達(dá)1050，生料由此開始主要進(jìn)行固相反應(yīng)，同時(shí)隨窯旋轉(zhuǎn)緩慢向窯頭移動(dòng)，直至進(jìn)入燒成帶（距窯20m處）進(jìn)行充分足的液相反應(yīng)；在此，由三通道燃燒器噴入煤粉劇烈燃燒，提供充足熱量，氣體溫度高達(dá)1750（見圖15），物料溫度達(dá)1450，保證了分解后物料反應(yīng)完全，煅燒為優(yōu)質(zhì)的水泥熟料。由此可見，水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度高達(dá)1450，氣體溫度可高達(dá)1750，而專業(yè)危險(xiǎn)廢物焚燒爐的焚燒溫度在850-1200之間。在水泥窯內(nèi)的高溫下，廢物中的毒性有機(jī)物將產(chǎn)生徹底分解，焚毀去除率可達(dá)99.9999%以上（赫山項(xiàng)目污染土處置實(shí)際監(jiān)測(cè)值），使廢物中有毒有害成分徹底“摧毀”和“解毒”，實(shí)現(xiàn)“消除污染，不留隱患”的目的。冷卻機(jī)后段鼓入的氣體經(jīng)換熱后直接排入布袋收塵器，經(jīng)過除塵器排向大氣；前段的一部分高溫氣體由三次風(fēng)管送入分解爐，大部分高溫氣體則進(jìn)入窯內(nèi)，為窯內(nèi)物料反應(yīng)、煤粉燃燒提供充分的氧氣，這部分氣體在窯內(nèi)通過時(shí)間有6-8秒，由窯尾經(jīng)豎煙筒逐級(jí)向上繼續(xù)與由上而下的物料換熱，直至排出系統(tǒng)。尾氣處理及急冷過程示意圖生產(chǎn)水泥采用的原料成分決定了在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)是堿性氣氛，水泥窯內(nèi)的堿性物質(zhì)可以和廢物中的酸性物質(zhì)（如HCl、HF、SO2和CO32-等）中和為穩(wěn)定的鹽類，有效地抑制酸性物質(zhì)的排放，而且新型干法水泥窯通常都裝備有袋式除塵系統(tǒng)，淬冷系統(tǒng)，這些條件可以大大降低粉塵排放，同時(shí)消除了二惡英和呋喃重新合成的條件（二惡英和呋喃是對(duì)人體極其有害的污染物，這種污染物在人體的脂肪中會(huì)逐漸積累且無法代謝。根據(jù)水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915），我國水泥行業(yè)對(duì)生產(chǎn)中二惡英和呋喃的排放標(biāo)準(zhǔn)是0.1ng/Nm3遠(yuǎn)低于焚燒爐處置廢棄物的標(biāo)準(zhǔn)0.5 ng/Nm3，且水泥廠的二惡英和呋喃排放不會(huì)因?yàn)閰f(xié)同處理廢物而有所增加根據(jù)水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 304852013)，協(xié)同處理固體廢棄物水泥窯大氣污染物最高允許排放濃度如下表，華新利用現(xiàn)有水泥廠的尾氣設(shè)施及調(diào)節(jié)投料時(shí)廢物、生料等材料的比例有效的控制了排放濃度。根據(jù)赫山項(xiàng)目已做的相關(guān)測(cè)試，華新現(xiàn)有技術(shù)能力達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)完全可滿足要求為避免外循環(huán)過程中揮發(fā)性元素(Hg,Tl)在窯內(nèi)過度積累，該系統(tǒng)在煙氣排放中發(fā)現(xiàn)Hg等揮發(fā)元素濃度過高時(shí)，會(huì)將除塵器中收集的飛灰處理后返回水泥窯循環(huán)系統(tǒng)。且在水泥生產(chǎn)的工藝過程中，只有生料和經(jīng)過煅燒工藝所產(chǎn)生的熟料，收塵器收集的飛灰返回原料制備系統(tǒng)重新利用，沒有廢渣排出，無需進(jìn)行再次處置。2.2.2污染土預(yù)處理系統(tǒng) 原始污染土進(jìn)廠被破碎至粒徑小于100 mm后輸送至密封的預(yù)均化堆場(chǎng)內(nèi)均化，預(yù)均化后的污染土經(jīng)計(jì)量傳送至污染土預(yù)處置器（CSP），控制CSP的風(fēng)溫在300350之間，在粉磨污染土的同時(shí)烘干。此烘干熱源溫度覆蓋了DDTs和HCHs沸點(diǎn)，做到了對(duì)高濃度DDTs和HCHs的初步脫除， 實(shí)現(xiàn)了“粉磨、烘干、脫毒一體化”。經(jīng)過CSP處置后的污染土輸送至均化庫并按一定配料比例送至分解爐，作為硅質(zhì)替代原料參與熟料燒成。從CSP排出的含有DDTs、HCHs廢氣經(jīng)三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐高溫焚毀。整個(gè)處理過程均在負(fù)壓密閉下進(jìn)行，防止了POPs逃逸到外界。且根據(jù)水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 304852013)，華新該處理系統(tǒng)從污染土壤進(jìn)入工廠起即進(jìn)入全封閉的處理系統(tǒng)，預(yù)處理低溫階段揮發(fā)出來的有機(jī)物利用密封管道導(dǎo)入分解爐完全無排放，焚燒階段的煙氣排放完全達(dá)到水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915）。公司制定了嚴(yán)格的安全規(guī)范，其中預(yù)處理系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)嚴(yán)格控制混入易燃易爆物質(zhì)，且配有消防栓、滅火器、滅火砂、人體清洗沖淋等設(shè)施能有效防止意外情況發(fā)生或降低意外風(fēng)險(xiǎn)。2.3處置能力一般情況下，燒1噸水泥熟料大概需要1.6噸生料。而生料成分中，相當(dāng)大的比例于普通土壤相同，如硅酸鋁鹽，鎂、鐵、鈉、鉀和鈣等礦物質(zhì)成分(約10%-15%)。所以污染土壤經(jīng)過預(yù)處理烘干脫毒后，完全可替代水泥生料中所需的部分原料?，F(xiàn)擬利用武穴工廠1#窯線處置本項(xiàng)目污染土。n 日處置量1#窯熟料產(chǎn)量：5500t/d日需生料量單窯生料量：55001.6=8800t/d生料中理論可替代(理論)比例：10%武穴公司日(理論)替代量：88000.10=880t/d(此處置量為干化后的重量)華新建有分析化驗(yàn)室，具備HJ/20要求的采樣制樣能力、工具和儀器?？蓪?duì)擬協(xié)同處置的廢物進(jìn)行元素及RDF檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括：Hg、As、Cd、Co、Cr、Cu等十余類重金屬元素，K、Na等堿性金屬元素，Cl、S等有害元素，熱值、灰分、水分等RDF分析，Si、Mg、Al、Ca等水泥元素?zé)晒夥治龅鹊?。通過元素成分分析，華新結(jié)合水泥廠生料的元素基底，調(diào)節(jié)固體廢棄物的投加量，確認(rèn)最佳的投料方案。目前進(jìn)行的赫山項(xiàng)目，污染土處置量800-1000噸/天。此次杭州項(xiàng)目污染土壤有害成分與赫山項(xiàng)目相似，華新武穴工廠可利用現(xiàn)有系統(tǒng)直接進(jìn)行處置，處置能力大。2.4處置現(xiàn)場(chǎng)l 華新環(huán)境工程(武穴)有限公司l 污染土預(yù)處理系統(tǒng)第四章 接收和存儲(chǔ)4.1 污染土接收4.1.1入廠卸貨前的檢查1)武穴工廠收貨前，需通過外觀等信息判斷廢物是否與項(xiàng)目廢物一致2)檢查船體覆蓋的帆布、污染土小包裝等是否完整，應(yīng)無破損泄露現(xiàn)象3)必要時(shí)進(jìn)行放射性抽查4.1.2碼頭卸貨華新武穴工廠卸貨碼頭設(shè)有固定吊裝設(shè)備及船上吊裝設(shè)備各一套，可保證快速卸貨。1) 確保天體條件良好，無雨雪等天氣條件下方可掀開密封包裝2) 卸貨時(shí)，需清點(diǎn)記錄小包裝數(shù)量，進(jìn)行實(shí)際過磅數(shù)量確保此批廢物與發(fā)貨數(shù)量一致3) 入廠后實(shí)驗(yàn)室將對(duì)污染土進(jìn)行抽檢確認(rèn)廢物性質(zhì)一致性，若有異常波動(dòng)可及時(shí)調(diào)整入窯方案4.2 污染土存儲(chǔ)參考水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范和危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)，華新武穴工廠規(guī)劃單獨(dú)區(qū)域，建有全封閉預(yù)均化污染土堆棚，長(zhǎng)344M，寬42M可容納污染土15.4萬立方米。此密封堆棚距離水泥窯體、分解爐和預(yù)熱器直線距離近100米，符合GB50016等相關(guān)消防規(guī)范要求，對(duì)水泥窯安全生產(chǎn)無影響。該設(shè)備中建有破碎和皮帶傳輸系統(tǒng)，均作了靜電防護(hù)，保證了用電安全。根據(jù)運(yùn)輸過程來看，江邊碼頭無