水泥环境影响评价(2)

2025-07-01

水泥工业建设项目包括石灰石矿开采项目、水泥熟料生产项目、水泥粉磨站项目。

水泥生产中,原料的采掘、均化、粉磨,熟料的煅烧,水泥的粉磨、包装,每个生产环节都会有颗粒物的产生和排放;而处理加工这些物料,使用大型的破碎设备、粉碎设备,以及风机、空压机、电动机等,都产生噪声污染:因此,颗粒物、噪声、二氧化硫、氮氧化物是水泥工业主要的污染因子。

(一)石灰石矿开采产生的主要污染物

石灰石矿山在开采过程中其表层剥离、凿岩钻孔、爆破、采装、运输及破碎工序,会造成地表扰动、植被破坏、水土流失,并产生废土石、颗粒物、废气、噪声及地震波等环境影响,另有少量职工生活污水排放。根据矿体的赋存条件、矿山开采方式及生产工艺流程,生产过程中有以下主要污染物。

颗粒物。颗粒物主要来自凿岩钻孔、爆破、石灰石破碎及运输等环节。

采场一般采用露天液压潜孔钻机钻孔,通常为干式凿岩,钻机作业钻孔时产生颗粒物,但每台潜孔钻机均配有收尘装置,将作业面的颗粒物收集净化后排放,颗粒物排放浓度低30g/m3不超过《水泥工业大气污染物排放标准》中二级标准的排放限值。

矿区自卸式载重汽车在采场转运矿石的过程中产生一定的扬尘,其产尘强度与路面类型、气候条件以及汽车运行速度、汽车过往频次等因素有关,各矿山条件不同,起尘量差异也很大。矿区应做到路面硬化和保持路面清洁,并配备洒水车,在开采作业场地和运输道路上进行洒水降尘,以减少汽车运输过程中扬尘量。

废气。矿山废气污染源主要来源于矿山爆破。矿山爆破一般采用铵油炸药为主爆药,岩石炸药作为起爆药包。爆炸时产生的气体主要有:CO2、H20、CO、NO、O2、N2等,其中有害气体为CO、NO、N2,根据《非污染生态影响评价技术导则培训教材》中提供的测试数据,1kg炸药产生的气体量约为107L,可根据此系数及每个矿山的采石量、炸药使用量计算不同矿山产生的废气量。

污水。矿山开采基本没有废水产生和排放。

矿山工业场地排放的污水主要来自食堂、办公楼及浴室等,属于生活污水,主要含有悬浮物和有机物等。采用通用的生活污水处理系统,能够做到达标排放。

另有凹陷开采的石灰石矿区,污水主要来自矿坑涌水的抽排。不同的矿区地质结构及水文地质情况不同,涌水量也千差万别。但其水质因受悬浮物和残留炸药的影响,一般情况下,悬浮物、硝酸盐、亚硝酸盐及硝基苯等指数偏高。

噪声。矿山开采中穿孔、爆破、采装、运输、破碎等工序都将产生不同程度的噪声。产生高噪声的设备主要有:潜孔钻机、挖掘机、空压机、破碎机、自卸式载重汽车,而以爆破时产生的噪声强度最大,但它的影响是瞬时的。

爆破振动、个别飞散物

矿山爆破中小块的石灰石(或岩石)等随着冲击波飞向远处,形成的个别飞散物可能造成对人、建筑物或环境敏感目标的撞击,造成伤害或破坏。个别飞散物的抛出距离依矿体种类、爆破方式、爆破能

量、爆破点位置的不同而有差异。

废土石

矿山开采前期产生的废土石主要是基建削顶的剥离物,生产过程中产生的废土石主要是剥离的夹层,不同的矿山废土石及夹层剥离量也不同。有的大型企业矿山将产生的废土石搭配在水泥配料或混合材料中使用,或是加工为建筑石料另辟使用途径,做到了废石不排弃。

对于产生废土石的矿山,必须选择足够的矿山废土石堆场,堆场选择的合理性和废土石堆积的稳定性是保证废土石堆场不引发泥石流和减少水土流失的关键。废土石堆场选址的合理性分析中的主要因素有:地形、堆场面积和容积、汇水面积、当地主导风向、基底表层硬度、废土石堆场下方有无村庄、交通干线等环境敏感点、是否占用泄洪和径流水道等,经多方面分析论证后,合理选择废土石堆场。

(二)水泥生产产生的大气污染物

水泥生产过程中排出的大气污染物种类很多。一类是气溶胶状态的各种颗粒物(粉尘);排放颗粒物的设备有破碎机、烘干机、粉磨设备和水泥窑等。另一类是气体状态的各种有害气体,如硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等,排气设备主要是窑系统。一条完整的水泥生产线,有害气体排放量最大的污染源是水泥窑(窑头、窑尾),排放的废气中主要有CO2、H20、O2、N2、气态的硫化物、氮氧化物等,目前最受关注的是二氧化硫、氮氧化物。

颗粒物

颗粒物成为水泥工业环境影响评价中的首选污染因子。

气体的含尘浓度愈高,对收尘器收尘效率的要求也愈高。单一收尘设备不能满足时,还需再增设收尘设施将两级收尘器串联起来;当含尘气体的温度较高时,收尘器应考虑耐高温要求,或采取降温措施;对含湿量较高的含尘气体,则需防止收尘器的结露和阻塞。因此,废气性质是收尘设备选型的重要依据。

水泥厂排放的含尘气体性质《水泥工业大气污染物排放标准》要求控制颗粒物的排放浓度和单位产品的排放量;《环境空气质量标准》中悬浮颗粒物的控制项目分为总悬浮颗粒物TSP和可吸入颗粒物PM10,两者在粒径上存在包容关系,即后者为前者的一部分。对水泥工业大气污染物排放中的颗粒物进行环境影响评价时,分别对总悬浮颗粒物TSP和可吸入颗粒物PM10进行预测和评价。

实测,在实际生产中颗粒物大部分都可以经收尘系统收回重新回到生产线,少部分随废气或余风排放,在这些尘源中带悬浮预热器的回转窑排放的颗粒物最细,以粒径小于10gm的PM10为主;其次是水泥磨排出的颗粒物,绝大部分粒径都小于10um。水泥厂的颗粒物排放还包括地面和低矮设备与设施上的扬尘。

非正常排放在《水泥工业大气污染物排放标准》要求:“新建水泥窑应保证在生产工艺波动情况下除尘装置仍能正常运转,禁止非正常排放。”所谓的“非正常排放”主要是指当回转窑窑尾配置电收尘器时,在窑系统的某些特定工况下出现的两种现象。

一是窑系统内煤粉燃烧不正常,导致系统内CO浓度增加,超过设定的安全阈值。为防止窑尾电收

尘器燃爆,由自动连锁装置自动切断电源,电收尘器即停止工作,对电收尘器施以保护;此时窑系统仍在运转,而收尘器不工作。所以当窑尾含颗粒物废气通过电收尘器腔体时,只有简单的沉降作用,造成窑尾排气筒排出的废气中颗粒物浓度大幅度增大。

二是窑启动时,由于点火阶段窑系统内煤粉燃烧不正常,所以CO浓度增高,而电收尘器停止工作。此种现象发生时窑系统处于温度升高阶段,燃煤量、投料量和风量正处在逐渐加大的进程中,所排废气量、颗粒物的浓度均比前一种现象小很多。此两种情况均发生在窑尾配置电收尘器的情况下。

对于窑系统使用布袋收尘器,只要加强管理、严格操作、定期维修并更换滤袋,因布袋烧损、破裂而发生的非正常排放的几率是很小的,基本可以杜绝。

硫氧化物

硫氧化物的来源硫氧化物是指二氧化硫、三氧化硫,主要是二氧化硫。在水泥生产过程中,二氧化硫排放的主要原因:原料、燃料中的含硫率直接影响到二氧化硫的排放量;过剩氧含量和硫、碱比;

氮氧化物。氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮的混合气体。其主要是由燃料燃烧时部分含氮的有机物分解氧化和空气中的氮气在高温下氧化而生成的,燃烧温度愈高,产生的NO愈多;氧分子浓度愈高,NO生成速度愈快,NO愈多;高温区停留时间愈长,NO生成量愈多。

NO在高浓度下有毒,NO2则有剧毒。NO与在光照条件下能相互转换,因此,在考虑排放限量时都将NO折算到NO2,在监测受污染的量值时则以实测的NO2含量为准。

(三)水泥生产产生的噪声污染

水泥工业的噪声源主要有破碎设备、粉磨设备、风机、空压机、电动机等。对大的重型设备噪声的控制方法一般是采取隔声措施:在厂房建筑围护结构上采取隔声能力较好的厚重材料,以防止噪声的外溢;并在厂房内设置具有隔声能力的值班室或控制室,将操作工人从噪声场中隔离出来。对露天设备可设隔声屏障,但对二次风和三次风的送风管产生的噪声目前则无控制措施,应引起足够重视。

(四)水泥生产产生的废水污染

水泥生产产生的废水有两部分,一是设备循环冷却废水,二是辅助生产废水,水质中污染物较为简单,一般水质较好。废水中主要污染因子有PH、SS、油类等,经处理后,能够回用于生产系统。在我国北方缺水地区,这些废水经处理后均可用于厂区绿化及道路、堆场洒水,或用于原料磨、增湿塔喷水。

六、水泥生产大气污染物的产生量及排放量

在实际的环境影响评价工作中,可根据生产线采用原料、燃料中的不同成分,通过物料衡算,计算污染物的产生源强和排放源强;或根据同规模、同工艺生产线的监测数据,类比获得污染物的产生源强和排放源强;对于已存在的生产线,最好是通过实际监测获得排污数据。对于设计部门提供的污染物源强数据,要经过认真的核算、对比核准后,方可使用。

(一)颗粒物

有组织颗粒物排放量可根据不同生产设备通风量、颗粒物产生浓度、收尘效率、排放浓度,计算某

个点的产污源强和排放源强;结合该点通风设备的运转时间等,计算某污染源的排放量,进而核算整条生产线有组织颗粒物排放量。也可以通过选择与建设项目生产工艺相同,污染控制措施一致、管理几乎相当的水泥厂做类比监测,获得数据,但需强调的是类比厂必须有其可比性。

因为影响颗粒物无组织排放源强的因素很多,如物料的比重、粒度、湿度、堆存方式、装卸方式、当地的气候条件等,采用的方法有类比法,选取与环评项目条件相似的对象,做现场监测,确定源强;公式计算法,利用现有的煤堆场和煤装卸作业风洞实验得出的公式,计算煤作业时的源强;反推法,通过对厂界无组织排放影响的监测结果,反推无组织排放源强。如果项目需要,通过模拟工程条件做相关实验得出的数据确定源强。

(二)二氧化硫

主要来源于水泥生产使用的含硫原料、燃料,在熟料烧成过程中,会产生大量的二氧化硫,但大部分二氧化硫可被物料中的氧化钙等碱性氧化物吸收生成硫酸钙及亚硫酸钙等中间物质而滞留在熟料和废气颗粒物中。根据建设项目的燃煤量、生料用量及其含硫率,通过物料衡算,计算出回转窑窑尾废气二氧化硫的排放源强。

排放源强的确定,通常采用以下两种方法获得。

类比法:选取与环评项目相似的对象(生产工艺、原料和燃料的含硫量等),做现场监测获得数据后,确定源强。公式计算法:窑烟囱排放二氧化硫污染源强计算公式。

(三)氮氧化物

水泥窑排放的氮氧化物产生于窑内高温燃烧过程,其排放量与燃烧温度、过剩空气量、反应时间有关,燃烧温度越高,过剩空气量越大,反应时间越长,生成的氮氧化物越多。新型干法生产线采用带分解炉的回转窑,氮氧化物气体的生成量比其他窑型低。

在实际的环境管理工作中,最可信的数据就是对生产线污染源的实测结果。《水泥工业大气污染物排放标准》明确要求窑头、窑尾安装“连续监测装置”。

污染因子识别与评价因子的筛选

一、染因子的识别

(一)通过工程分析,识别污染因子

1、通过对物料的成分分析识别出有影响的因子

2、通过工艺分析识别污染因子。针对污染因子是在工艺过程中形成的。 3、有些污染因子的形成是与原料或燃料的成分密切相关的。

4、结合生产工艺过程和生产设备分析产生的噪声类型和声源强度,如物料破碎、粉磨产生的机械性噪声,空压机和风机运转产生的空气动力性噪声,高压输气管道产生的管线噪声等。

5、通过分析各生产环节,绘制给排水平衡图,确定废水排放量及水质污染因子。 (二)通过污染特征分析识别污染因子

通过对污染物的排放形式(有组织排放、无组织排放、连续性排放、间断性排放),污染物的排放浓度和排放量以及污染源强度等,来识别污染因子。

(三)主要污染因子的识别

阶段 水 泥 施 工 期 石灰 石矿 山 工程内容 工程占地 场地清理 物料运输 建筑施工 设备安装及调试 施工期 开采期 矿石输送 主要污染因子及环境影响 改变土地使用性质影响生态环境 扬尘、噪声、破坏植被、固废、水土流失 扬尘、噪声 扬尘、噪声、固废 噪声、固废 扬尘、噪声、植被破坏、水土流失、固废 颗粒物、噪声、破坏植被、振动、水土流失、固废 噪声、颗粒物 水 泥 厂 运 行 期 阶段 工程内容 物料破碎 物料存储 物料输送 物料粉磨 物料煅烧 熟料冷却 产品外运 空压机 风机 主要污染因子及环境影响 颗粒物、噪声 颗粒物 颗粒物、噪声 颗粒物、噪声、废水 颗粒物、S02、N0X噪声、废水、氟化物 颗粒物、噪声、废水 颗粒物、噪声 噪声、废水 水泥厂建设在施工期主要的污染因子为扬尘、噪声、固废等;在运行期主要的污染因子为颗粒物、噪声、废水。石灰石矿山开采的主要污染因子为生态环境破坏、颗粒物、噪声、固废和爆破振动。

二、评价因子的筛选

依据确定的污染因子,按环境要素分析其影响。根据污染因子的性质、污染机理和污染方式等,区分哪些影响是长期的,哪些是短期的;哪些是直接的,哪些是间接的;哪些影响是可逆的,哪些是不可逆的;哪些是严重的,哪些是轻微的;哪些是有益的,哪些是有害的等,综合考虑,判别并筛选出对环境产生显著影响、造成环境危害的主要污染因子作为评价因子。

某水泥厂建设项目的污染因子影响程度识别

自然环境 类别 工程内容 环境 空气 地表 水 地下 水 声 环境 -1E -1E -1E -1E -2E -1E 地质 灾害 植 被 生态环境 野生 动物 农作 物 景 观 水土 流失 工业 发展 社会环境 生活 水平 土地 利用 交通 运输 -1E -1E 施工期 工程占地场地清理 -1E -1E -1E -1E -1E -3E -3E -1E -2E -2E -2E -1E -1E -2E -2E -2E -1E -1E +1E -1E -1E 物料运输 地表开挖 原料破碎粉磨输送 运熟料煅烧 行物料运输 期 工厂生产人员及就业 矿挖掘开采 山开原料运输 采 +1E -1E +2E +2E -1E -1E -1E -1E -1E -2E -1E -1E -1E -2E -1E -1E 表中E代表影响,“-”代表负效应,“+”代表正效应,“1、2、3”代表影响程度渐重。 水泥厂施工期的主要污染因子和环境影响是扬尘、噪声、固体废物及植被破坏、水土流失等对生态环境的非污染影响;评价因子为扬尘、噪声和生态环境影响评价内容。

水泥厂运行期的主要污染因子为环境空气中的颗粒物和废气二氧化硫、二氧化氮、氟化物;声环境


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