论文部分内容阅读
摘 要：针对水泥窑协同处置城乡生活垃圾项目的卫生防护距离进行研究，比较公式法、模式法和行业标准法这3种方法的优劣，结合项目的实际情况，提出确定水泥窑协同处置城乡生活垃圾项目卫生防护距离的最优方案，以使卫生防护距离的设置更为科学合理，并可减少资源的浪费。
关键词：水泥窑；生活垃圾；卫生防护距离；大气防护距离
中图分类号：X5 文献标识码：A
水泥窑协同处置生活垃圾是以垃圾替代水泥窑的部分燃料，利用水泥生产线的高温煅烧工艺，在高温下将生活垃圾中的有毒有害成分彻底地分解，达到净化处理生活垃圾的目的。水泥窑协同处置生活垃圾具有环境无害化、处置固体废物能力强等特点，同时利用现有水泥窑设施开展水泥窑协同处置生活垃圾，不但可以节省新建固体废物集中处理设施的建设投资，还可以缓解社会固体废物处理压力和新建集中处理设施选址占地等问题，推进水泥窑协同处置城市生活垃圾，建设资源节约型和环境友好型水泥企业，实现水泥行业转型升级、绿色发展，提高环境保护水平，具有十分重要的意义 [1]。
水泥窑协同处置生活垃圾项目具有水泥工业无组织粉尘和垃圾恶臭污染的双重特點，在建设项目环境影响评价中，卫生防护距离既要考虑到水泥制造行业的卫生防护距离要求，又要兼顾生活垃圾产生的恶臭等影响，以综合分析需设置的卫生防护距离。本文结合某水泥厂现有新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾项目的卫生防护距离展开讨论。
1某水泥厂现有新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾项目概况
某水泥厂现有3200t/d新型干法水泥生产线，配套Ф4.3×66m回转窑一条，采用先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术。该生产线水泥窑拟协同处置城市生活垃圾300t/d（掺加生活垃圾的质量约为入窑物料总质量的9.4%），需配套建设的内容有垃圾预处理系统、热盘炉系统、垃圾渗滤液处理系统。该项目属于技改类项目。
水泥窑协同处置城市生活垃圾过程中，生活垃圾的暂存、预处理，垃圾渗滤液的收集和处理均会产生恶臭，恶臭的主要成分是NH3、H2S、硫醇、硫醚等。该项目预处理车间、渗滤液处理站各处理单元均采用全封闭微负压车间设计。渗滤液处理站厌氧产生的沼气抽至火炬燃烧，大部分恶臭气体通过燃烧去除。水泥窑正常运转时通过引风机将车间内气体引向水泥窑篦冷机，当冷却风使用，该部分空气内挥发性有机物在与高温熟料接触过程中会发生燃烧，燃烧后空气作为二次风经过回转窑内1400℃以上以及分解炉内900℃以上高温处置可确保挥发性有机物的彻底分解；当水泥窑停窑时，通过引风机将车间内气体引至除臭系统除臭，处理达标后排放。由此，生活垃圾产生的恶臭得到了有效的收集和处理，无组织散发的量较少。根据保守估算，硫化氢和氨无组织排放源强为0.018kg/h，0.235 kg/h。
2卫生防护距离确定方法
2.1计算公式法[2]
根据GB/T3840-91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》中的卫生防护距离计算公式，如式（1）：
（1）
式中：
L—工业企业卫生防护距离，m。
Qc—工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，kg/h。
Cm—标准浓度限值，mg/m3。
r—有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径，m。
A、B、C、D—卫生防护距离计算系数，无因次。根据所在地近五年平均风速、工业企业大气污染源构成类别确定。
本项目分别计算硫化氢和氨这两种污染物的卫生防护距离，硫化氢和氨的标准浓度限值采用TJ36-79《工业企业设计卫生标准》中居住区大气中有害物质的最高容许浓度。计算结果见表2。结果表明，项目的卫生防护距离为200m。
表1 卫生防护距离计算结果
2.2估算模式法
2009年4月1日起实施的《环境影响评价技术导则·大气环境》（HJ2.2-2008）[3]对大气环境防护距离进行了规定。采用推荐的估算模式SCREEN3为单源高斯烟羽扩散模式，可用于模拟点源、面源、线源、体源、逆温和海岸线等的下风向轴线上的最大浓度。由于默认选项为城市复杂地形和所有气象组合，包括一些最不利的气象条件，因此经估算模式计算出的结果是保守的。根据估算模式计算的项目大气环境防护距离计算结果见表3。结果表明，项目的大气防护距离为150m。
表2 大气环境防护距离计算结果
2.3 行业标准法
我国现行有效的水泥制造业卫生防护距离为GB18068.1-2012《非金属矿物制品业卫生防护距离第1部分水泥制造业》，见表1。参考当地的常年平均风速和企业生产规模，划定防护距离。该标准适用于地处平原地区的水泥制造企业的新建、改建、扩建工程，现有水泥制造企业可参照执行。对照该规定，该水泥厂技改后全厂的规模未发生改变，规模小于5000t/d，所在地区为平原地区，近五年平均风速1.6m/s，则技改后全厂的卫生防护距离应为400m。
表1 水泥制造企业卫生防护距离限值
3 讨论
（1）由GB/T3840-91公式法和HJ2.2-2008估算模式法计算的项目防护距离均比行业标准法要求的距离小。由于行业标准为统一规定，未能考虑到企业的清洁生产水平[4]，未能体现不同污染治理水平的企业和污染源强的不同导致的环境影响程度差异，具有一定的局限性。本项目的水泥生产线采用当今国际最先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术，生产线配备了8.8MW纯低温余热发电机组，配备有先进齐全的环保收尘设备及脱硝设施，排放水平优于国家标准要求。
（2）参考公式法和估算模式法的计算结果，估算模式法计算的防护距离比公式法的卫生防护距离结果小。根据两者的含义不同，大气防护距离是以污染源中心为起点计算的控制距离，目标是厂界满足场界排放标准要求，超出厂界以外的范围为大气环境防护区域；卫生防护距离是以产生有害因素部门（生产区、车间或工段）的边界为起点至居住区边界的最小距离。考虑到估算模式的计算结果为已经包含最不利的情况下的保守环境保护范围，结合项目厂区及周边的环境情况，项目厂界周围400m范围内无敏感目标，综合考虑水泥制造业的行业标准，建议卫生防护距离值取值为200m更为科学合理，可以在确保人民群众健康、环境影响达标的情况下合理利用土地资源，减少资源的浪费。■
参考文献
[1] 工业和信息化部节能与综合利用司.《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点工作的通知》解读.http：//www.miit.gov.cn.html，2015
[2] 国家环境保护总局. GB/T3840-91 《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》[S].
[3] 环境保护部. 环境影响评价技术导则-大气环境 HJ2.2-2008[S].
[4] 丁峰，蔡芳，李时蓓. 应用AERMOD计算卫生防护距离方法探讨[J].环境保护科学，2008，34（5）：56-58.
关键词：水泥窑；生活垃圾；卫生防护距离；大气防护距离
中图分类号：X5 文献标识码：A
水泥窑协同处置生活垃圾是以垃圾替代水泥窑的部分燃料，利用水泥生产线的高温煅烧工艺，在高温下将生活垃圾中的有毒有害成分彻底地分解，达到净化处理生活垃圾的目的。水泥窑协同处置生活垃圾具有环境无害化、处置固体废物能力强等特点，同时利用现有水泥窑设施开展水泥窑协同处置生活垃圾，不但可以节省新建固体废物集中处理设施的建设投资，还可以缓解社会固体废物处理压力和新建集中处理设施选址占地等问题，推进水泥窑协同处置城市生活垃圾，建设资源节约型和环境友好型水泥企业，实现水泥行业转型升级、绿色发展，提高环境保护水平，具有十分重要的意义 [1]。
水泥窑协同处置生活垃圾项目具有水泥工业无组织粉尘和垃圾恶臭污染的双重特點，在建设项目环境影响评价中，卫生防护距离既要考虑到水泥制造行业的卫生防护距离要求，又要兼顾生活垃圾产生的恶臭等影响，以综合分析需设置的卫生防护距离。本文结合某水泥厂现有新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾项目的卫生防护距离展开讨论。
1某水泥厂现有新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾项目概况
某水泥厂现有3200t/d新型干法水泥生产线，配套Ф4.3×66m回转窑一条，采用先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术。该生产线水泥窑拟协同处置城市生活垃圾300t/d（掺加生活垃圾的质量约为入窑物料总质量的9.4%），需配套建设的内容有垃圾预处理系统、热盘炉系统、垃圾渗滤液处理系统。该项目属于技改类项目。
水泥窑协同处置城市生活垃圾过程中，生活垃圾的暂存、预处理，垃圾渗滤液的收集和处理均会产生恶臭，恶臭的主要成分是NH3、H2S、硫醇、硫醚等。该项目预处理车间、渗滤液处理站各处理单元均采用全封闭微负压车间设计。渗滤液处理站厌氧产生的沼气抽至火炬燃烧，大部分恶臭气体通过燃烧去除。水泥窑正常运转时通过引风机将车间内气体引向水泥窑篦冷机，当冷却风使用，该部分空气内挥发性有机物在与高温熟料接触过程中会发生燃烧，燃烧后空气作为二次风经过回转窑内1400℃以上以及分解炉内900℃以上高温处置可确保挥发性有机物的彻底分解；当水泥窑停窑时，通过引风机将车间内气体引至除臭系统除臭，处理达标后排放。由此，生活垃圾产生的恶臭得到了有效的收集和处理，无组织散发的量较少。根据保守估算，硫化氢和氨无组织排放源强为0.018kg/h，0.235 kg/h。
2卫生防护距离确定方法
2.1计算公式法[2]
根据GB/T3840-91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》中的卫生防护距离计算公式，如式（1）：
（1）
式中：
L—工业企业卫生防护距离，m。
Qc—工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，kg/h。
Cm—标准浓度限值，mg/m3。
r—有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径，m。
A、B、C、D—卫生防护距离计算系数，无因次。根据所在地近五年平均风速、工业企业大气污染源构成类别确定。
本项目分别计算硫化氢和氨这两种污染物的卫生防护距离，硫化氢和氨的标准浓度限值采用TJ36-79《工业企业设计卫生标准》中居住区大气中有害物质的最高容许浓度。计算结果见表2。结果表明，项目的卫生防护距离为200m。
表1 卫生防护距离计算结果
2.2估算模式法
2009年4月1日起实施的《环境影响评价技术导则·大气环境》（HJ2.2-2008）[3]对大气环境防护距离进行了规定。采用推荐的估算模式SCREEN3为单源高斯烟羽扩散模式，可用于模拟点源、面源、线源、体源、逆温和海岸线等的下风向轴线上的最大浓度。由于默认选项为城市复杂地形和所有气象组合，包括一些最不利的气象条件，因此经估算模式计算出的结果是保守的。根据估算模式计算的项目大气环境防护距离计算结果见表3。结果表明，项目的大气防护距离为150m。
表2 大气环境防护距离计算结果
2.3 行业标准法
我国现行有效的水泥制造业卫生防护距离为GB18068.1-2012《非金属矿物制品业卫生防护距离第1部分水泥制造业》，见表1。参考当地的常年平均风速和企业生产规模，划定防护距离。该标准适用于地处平原地区的水泥制造企业的新建、改建、扩建工程，现有水泥制造企业可参照执行。对照该规定，该水泥厂技改后全厂的规模未发生改变，规模小于5000t/d，所在地区为平原地区，近五年平均风速1.6m/s，则技改后全厂的卫生防护距离应为400m。
表1 水泥制造企业卫生防护距离限值
3 讨论
（1）由GB/T3840-91公式法和HJ2.2-2008估算模式法计算的项目防护距离均比行业标准法要求的距离小。由于行业标准为统一规定，未能考虑到企业的清洁生产水平[4]，未能体现不同污染治理水平的企业和污染源强的不同导致的环境影响程度差异，具有一定的局限性。本项目的水泥生产线采用当今国际最先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术，生产线配备了8.8MW纯低温余热发电机组，配备有先进齐全的环保收尘设备及脱硝设施，排放水平优于国家标准要求。
（2）参考公式法和估算模式法的计算结果，估算模式法计算的防护距离比公式法的卫生防护距离结果小。根据两者的含义不同，大气防护距离是以污染源中心为起点计算的控制距离，目标是厂界满足场界排放标准要求，超出厂界以外的范围为大气环境防护区域；卫生防护距离是以产生有害因素部门（生产区、车间或工段）的边界为起点至居住区边界的最小距离。考虑到估算模式的计算结果为已经包含最不利的情况下的保守环境保护范围，结合项目厂区及周边的环境情况，项目厂界周围400m范围内无敏感目标，综合考虑水泥制造业的行业标准，建议卫生防护距离值取值为200m更为科学合理，可以在确保人民群众健康、环境影响达标的情况下合理利用土地资源，减少资源的浪费。■
参考文献
[1] 工业和信息化部节能与综合利用司.《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点工作的通知》解读.http：//www.miit.gov.cn.html，2015
[2] 国家环境保护总局. GB/T3840-91 《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》[S].
[3] 环境保护部. 环境影响评价技术导则-大气环境 HJ2.2-2008[S].
[4] 丁峰，蔡芳，李时蓓. 应用AERMOD计算卫生防护距离方法探讨[J].环境保护科学，2008，34（5）：56-58.