修造船企業(yè)清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排技術(shù)的推廣與應(yīng)用

沈璐，李海飛，戴玲，韓曉璐

(1.舟山市環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院，浙江舟山　316021；2.舟山市固體廢物監(jiān)督管理中心，浙江舟山　316021；

3.浙江舟環(huán)環(huán)境工程設(shè)計有限公司，浙江舟山　316021)

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修造船企業(yè)清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排技術(shù)的推廣與應(yīng)用

沈璐1，李海飛1，戴玲2，韓曉璐3

(1.舟山市環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院，浙江舟山316021；2.舟山市固體廢物監(jiān)督管理中心，浙江舟山316021；

3.浙江舟環(huán)環(huán)境工程設(shè)計有限公司，浙江舟山316021)

摘要：修造船業(yè)是能耗物耗較大并產(chǎn)生一定污染的產(chǎn)業(yè)。在該行業(yè)開展清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排工作，減少其資源能源消耗、控制污染物的產(chǎn)生和排放，是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必經(jīng)之路。結(jié)合舟山揚帆集團(tuán)、龍山船廠、中遠(yuǎn)船務(wù)、萬邦永躍修造船廠、歐華造船等五個主要修造船企業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排技術(shù)方案調(diào)查分析，對其中可操作性強(qiáng)、環(huán)境效益較好的技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為修造船企業(yè)開展清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排工作提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：修造船行業(yè)；清潔生產(chǎn)；節(jié)能減排

1舟山修造船企業(yè)實施清潔生產(chǎn)的背景和意義

在全球船舶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的形勢下，舟山市利用其區(qū)位優(yōu)勢和港口資源優(yōu)勢，已成為浙江省和長三角地區(qū)重要的船舶工業(yè)基地。修造船業(yè)為舟山經(jīng)濟(jì)做出重大貢獻(xiàn)的同時，也存在能耗物耗大環(huán)境污染重等問題，如何控制污染、減小資源能源消耗是該行業(yè)轉(zhuǎn)型升級中面臨的主要問題之一，而清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排是實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要方式[1- 3]。

2修造船行業(yè)清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排技術(shù)案例分析及推廣應(yīng)用

本文結(jié)合舟山揚帆集團(tuán)、龍山船廠、中遠(yuǎn)船務(wù)、萬邦永躍修造船廠、歐華造船等五個主要修造船企業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排技術(shù)方案調(diào)查分析，對其中可操作性強(qiáng)、環(huán)境效益較好的技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為修造船企業(yè)開展清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排提供技術(shù)參考。

2.1　修造船企業(yè)無/低費清潔生產(chǎn)方案分析及應(yīng)用

無/低費清潔生產(chǎn)方案實行的難度在于實施過程的協(xié)調(diào)以及通過管理形成長效機(jī)制。分析被調(diào)查船廠的無/低費清潔生產(chǎn)方案及其應(yīng)用情況，本文篩選對改善環(huán)境質(zhì)量作用較明顯、可操作性較好方案18個，具體見表1。

根據(jù)表1中的清潔生產(chǎn)方案，結(jié)合相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，可估算采用上述方案情況下，單位產(chǎn)值的節(jié)能減排量，在此基礎(chǔ)上根據(jù)舟山市修造船行業(yè)產(chǎn)值情況，可估算若采取上述無低費清潔生產(chǎn)方案產(chǎn)生的環(huán)境效益，具體如下：節(jié)約電耗約1 953.05萬kW·h/a(折算為標(biāo)煤約6 249.76萬tec)，間接減少SO2排放約390.6 t/a、減少CO2排放約4 687.3 t/a，節(jié)約水耗約164.06萬t/a，節(jié)約焊料約468.7 t/a，減少二甲苯有機(jī)廢氣排放約1 367.1 t/a，減少廢石棉排放約1.75萬t/a。同時可產(chǎn)生如下經(jīng)濟(jì)效益：節(jié)電效益約1 281.2萬元/a，節(jié)水效益約590.6萬元/a，節(jié)約焊料效益約140.6萬元/a，石棉布替代效益約699.2萬元/a，共計約2 711.6萬元/a。

無低費清潔生產(chǎn)方案對修造船企業(yè)節(jié)能減排有積極的意義，可產(chǎn)生良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文建議在修造船行業(yè)生產(chǎn)、管理中推行上述方案，并形成長效機(jī)制，將節(jié)約資源能源、保護(hù)環(huán)境的理念融入企業(yè)運營中。

2.2　修造船企業(yè)中/高費典型清潔生產(chǎn)方案分析及應(yīng)用

本文在調(diào)查相關(guān)修造船企業(yè)清潔生產(chǎn)方案基礎(chǔ)上，選取其中在節(jié)約資源能源、減小污染排放方面作用較好的中/高費方案，分析其推廣應(yīng)用價值。具體方案見下文闡述。

表1　修造船企業(yè)無/低費清潔生產(chǎn)匯總

(1)生活小區(qū)中水回用方案：將生活污水處理站出水回用于沖廁用水，從而提高水資源利用率、減少廢水排放。

中遠(yuǎn)船務(wù)和揚帆集團(tuán)均采用該方案，分別減少新鮮水耗(削減廢水排放)21萬t/a和29.2萬t/a，削減COD排放約6.3 t/a 和8.3 t/a，同時產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約75.6萬元/a和105.1萬元/a，內(nèi)部收益率分別約為113%和128%。

(2)壓縮空氣快接接頭技改方案：對快接接頭進(jìn)行重新設(shè)計，對氣包和管路作相應(yīng)改造，減小因接頭設(shè)計缺陷造成的氣體泄漏，降低壓縮空氣動力能耗。

中遠(yuǎn)船務(wù)采用此方案，可節(jié)約電量約480萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約314.9萬元/a，內(nèi)部收益率約為959%。

(3)采用澤宇系列智能控制高效低壓電磁平衡系統(tǒng)節(jié)電器方案：廠區(qū)線路配置上述節(jié)電器，以減小輸電線路電能損耗。

揚帆集團(tuán)采用此方案，可節(jié)約電量約175萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約114.8萬元/a，內(nèi)部收益率約為341%。

(4)推廣采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)逆變直流焊機(jī)方案：推廣焊接效率高、能耗低的CO2氣體保護(hù)逆變直流焊機(jī)(比普通焊機(jī)可節(jié)約功率約6 kW/臺)。

揚帆集團(tuán)采用此方案，購置并使用150臺NBC-500型CO2氣體保護(hù)焊機(jī)，可節(jié)約電量約98萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約64.3萬元/a，內(nèi)部收益率約為21%。

(5)電焊機(jī)節(jié)電方案：對交直流焊機(jī)安裝節(jié)電器，降低其空載損耗和無功損耗。

歐華造船、萬邦永躍均采用該方案，購置并使用DAHAO-K1000型交流電焊機(jī)節(jié)電器，分別可節(jié)約電量約158萬kW·h/a和82萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約103.6萬元/a和53.8萬元/a，內(nèi)部收益率分別約為332%和117%。

(6)采用高效節(jié)能照明燈方案：對內(nèi)業(yè)車間、噴漆和噴砂車間等工作區(qū)域配置高效照明節(jié)能燈，降低照明能耗。

揚帆集團(tuán)采用該方案，配置165 kW高效節(jié)能燈替代800 kW白熾燈，可節(jié)約電量約66萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約43.3萬元/a，內(nèi)部收益率約為59%。

(7)車間、船塢吊機(jī)照明節(jié)電方案：安裝開關(guān)、吊機(jī)照明燈定時器，設(shè)置照明時間，每天減少4h以上的無效照明。

歐華造船采用該方案，可節(jié)約電量約41萬kW·h/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約26.9萬元/a，內(nèi)部收益率約為179%。

(8)廢溶劑回收方案：對于清洗噴漆泵等產(chǎn)生的廢溶劑，配置溶劑回收機(jī)，減少二甲苯等有機(jī)污染物的排放。

歐華造船和萬邦永躍均采用該方案，采用A-60型標(biāo)準(zhǔn)防爆型溶劑回收機(jī)，分別可節(jié)約清洗溶劑約64 260 L/a和45 900 L/a，削減二甲苯有機(jī)廢氣排放量約13 t/a和11 t/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約46.0萬元/a和32.9萬元/a，內(nèi)部收益率分別約為469%和331%。

(9)串油油料回收方案：采用潤滑油專用濾油機(jī)，對串油油料及其他乳化油料進(jìn)行再生處理(過濾、乳化等)，提高油料利用率、削減廢油產(chǎn)生量。

中遠(yuǎn)船務(wù)采用該方案，可節(jié)約串油油料(削減廢油)約90 t/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約81.0萬元/a，內(nèi)部收益率約為1 300%。

(10)廢銅礦砂回收方案：采用廢銅礦砂回收裝置，由振動篩、加溫爐、除塵系統(tǒng)等組成，對廢棄的銅礦砂進(jìn)行回收和再利用。

中遠(yuǎn)船務(wù)采用該方案，廢銅礦砂回收率約30%，可節(jié)約銅礦砂(削減該固廢)約20 296 t/a，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約540.0萬元/a，內(nèi)部收益率約為1 300%。

結(jié)合舟山市修造船行業(yè)總產(chǎn)值情況，若整個行業(yè)均采取上述中/高費清潔生產(chǎn)方案，預(yù)計可使該行業(yè)減少新鮮水耗量約162.7萬t/a，節(jié)約電能約11 540.3萬kW·h/a，節(jié)約串油油料約697.4 t/a，節(jié)約清洗溶劑約879.2萬m3/a，節(jié)約銅礦砂約15.7萬t/a；削減廢水排放量約162.7萬t/a，削減COD約48.8萬t/a，間接削減SO2排放量約926.4萬t/a，削減CO2排放量約27 053萬t/a，削減二甲苯有機(jī)廢氣排放量約177.9 t/a，削減廢油約697.4 萬t/a；同時可產(chǎn)生節(jié)約電耗效益約7 794.8萬元/a，節(jié)約水耗效益約585.8萬元/a，節(jié)約串油油料效益約629.3萬元/a，節(jié)約清洗溶劑效益約627.7萬元/a，節(jié)約銅礦砂效益約4 183.4萬元/a，共計約1.381億元。因而，盡管中/高費清潔生產(chǎn)方案需要一定的資金投入，但其節(jié)能減排效果和經(jīng)濟(jì)效益較顯著，應(yīng)推進(jìn)其在企業(yè)的應(yīng)用和普及。

2.3　修造船企業(yè)污染治理方案分析及應(yīng)用

本文在調(diào)查相關(guān)企業(yè)污染治理情況及相關(guān)資料基礎(chǔ)上，對修造船行業(yè)產(chǎn)生的主要污染物，提出環(huán)保層面的技術(shù)要求，同時選取技術(shù)上較成熟、效果較好的污染治理方案，為企業(yè)提供技術(shù)參考。

(1)廢水治理方案

環(huán)保要求：廢水主要包括生活污水、各種含油廢水及化學(xué)清洗廢水，環(huán)保上要求其經(jīng)物理、化學(xué)、生物法等處理后，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)要求后排放，或達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920—2002)要求后回用。

治理方案及應(yīng)用效果：本文針對不同類型廢水處理，給出工程實例及應(yīng)用效果。

①生活污水

該類廢水處理主要工藝流程為：進(jìn)水→格柵除渣→調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量→初沉池除SS→生化處理→二沉池→砂濾→消毒→出水。其中生化處理目前采用的工藝主要有A2/O法、A/O法、DA-EH法和SBR法等；另外污水處理過程應(yīng)注意相關(guān)副產(chǎn)污染物的妥善處理，主要包括：生化處理組合池應(yīng)加蓋，厭氧過程產(chǎn)生的臭氣需收集后處理或高空排放；污泥需經(jīng)壓濾機(jī)處理，經(jīng)消化處理后外運或用于綠化；砂濾池反沖洗水應(yīng)重新進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。

揚帆集團(tuán)、歐華造船、萬邦永躍船舶修造、中遠(yuǎn)船務(wù)分別采用A2/O法、A/O法、SBR法和DA-EH法處理生活污水，COD去除率均可達(dá)80%以上，其中A2/O法出水水質(zhì)可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)，符合GB/T 18920—2002要求，可用做沖廁、綠化等用水。

②含油廢水

主要產(chǎn)生于修船企業(yè)，一般該類廢水的處理工藝流程為：含油廢水→隔油調(diào)節(jié)池(隔油、均質(zhì)、均量)→油水分離器→氣浮池→砂濾池→出水。處理過程產(chǎn)生的相關(guān)副產(chǎn)污染物做到：收集的油污委托有資質(zhì)的單位處理處置；氣浮污泥壓濾干化后外運處置。

萬邦永躍修造船廠和龍山修船廠均采用上述油水分離+氣浮法，石油類去除率達(dá)99%，分別削減石油類約108 t/a和7.6 t/a。

③化學(xué)清洗廢水

主要產(chǎn)生于修船企業(yè)，常見的處理方式為將酸性和堿性清洗廢水中和后，納入含油污水處理系統(tǒng)。

中遠(yuǎn)船務(wù)采用以下流程處理化學(xué)清洗廢水：化學(xué)清洗廢水→隔油→組合氣浮→水解→A/O生化處理→砂濾→回用于化學(xué)清洗，實現(xiàn)化學(xué)清洗廢水零排放，同時減少新鮮取用水量約2.1萬t/a，削減COD排放約8.1 t/a。

(2)廢氣治理方案

環(huán)保要求：廢氣主要為除銹粉塵和噴漆產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，環(huán)保上要求各廢氣經(jīng)處理達(dá)到《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297—1996)要求后排放。

治理方案及應(yīng)用效果：本文分別針對含塵廢氣和含二甲苯有機(jī)廢氣治理給出工程實例及應(yīng)用效果。

①含塵廢氣

主要為除銹過程產(chǎn)生的含塵廢氣，一般通過除塵系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，除塵方式目前主要有布袋除塵、旋風(fēng)+濾筒除塵。實際應(yīng)用和操作中，布袋除塵器應(yīng)做到定期更換濾料、合理控制清灰強(qiáng)度等；濾筒除塵器應(yīng)合理配置除塵濾筒數(shù)量、風(fēng)機(jī)功率、電磁閥進(jìn)氣管徑等參數(shù)，及時清理濾塵、更換濾料等，以保證除塵效率。

對于鋼材預(yù)處理車間粉塵，揚帆集團(tuán)、中遠(yuǎn)船務(wù)分別采用旋風(fēng)袋式除塵器和多管旋風(fēng)除塵+濾筒除塵器治理，除塵率可達(dá)95%以上。對于二次涂裝車間噴砂粉塵，揚帆集團(tuán)、中遠(yuǎn)船務(wù)和歐華造船均采用局部除塵+全室除塵二級除塵系統(tǒng)治理，除塵率可達(dá)95%以上。

②有機(jī)廢氣

對于預(yù)處理車間噴涂底漆產(chǎn)生的二甲苯廢氣，目前主要采用漆霧處理裝置(內(nèi)置過濾棉)+活性炭過濾工藝，該工藝在實際操作中應(yīng)做到定期更換過濾棉、活性炭材料，保證二甲苯等的去除效率，正常情況下可使二甲苯有機(jī)廢氣達(dá)標(biāo)排放。歐華造船采用該法，二甲苯去除率達(dá)90%以上。

對于二次涂裝車間噴涂底漆產(chǎn)生的二甲苯廢氣，其產(chǎn)生量大，目前更為有效可行的治理方案為漆霧過濾棉預(yù)處理后采取活性炭吸附-催化燃燒工藝，其原理為利用活性炭吸附噴涂廢氣中的有機(jī)溶劑，收集的有機(jī)溶劑經(jīng)燃燒轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，燃燒釋放的熱量經(jīng)換熱器回收后用于有機(jī)廢氣的脫附和加熱燃燒，上述工藝(具體流程見圖1)在運行一定時間后可達(dá)到自我平衡，脫附、催化燃燒過程無須外加熱源。該工藝對于處理大風(fēng)量、中低濃度的有機(jī)廢氣具有凈化效果好、運行穩(wěn)定的特點。揚帆集團(tuán)、中遠(yuǎn)船務(wù)均采用該工藝，二甲苯去除率達(dá)95%以上。

圖1　活性炭吸附-催化燃燒裝置工藝流程Fig.1　The process flow chart of activated carbonadsorption and catalytic combustion device

(3)固體廢棄物治理方案

環(huán)保要求：主要包括廢銅礦砂/鋼砂、銹鐵渣、鋼材余料、廢水處理污泥和生活垃圾等一般固廢，以及廢油漆桶及漆渣、廢溶劑、廢漆霧過濾棉、廢活性炭、修船廠的化學(xué)清洗液、廢乳化液、廢機(jī)油、廢焊料、外輪和來自疫區(qū)的船舶生活垃圾等危險固廢。環(huán)保上要求一般固廢和危廢分別按《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)和《危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18597—2001)要求貯存、轉(zhuǎn)運、委托處理處置。

治理方案及應(yīng)用效果：一般與危險固體廢棄物分別處置。目前各修造船企業(yè)一般將鋼材余料等出售給廢鐵回收站，生活垃圾委托環(huán)衛(wèi)部門清運處理；有部分企業(yè)將危廢托湖州市工業(yè)和醫(yī)療廢物處置中心有限公司處理處置。舟山市環(huán)保部門建議各企業(yè)將廢銅礦(鋼)砂、銹鐵渣等出售給水泥廠，用于改良水泥性能，并要求將危廢委托舟山市納海固體廢物集中處置有限公司處理處置。

目前舟山很多修造船企業(yè)未切實采取污染治理措施，若均推廣應(yīng)用相關(guān)廢水、廢氣和固體廢棄物處理方案，預(yù)計可使該行業(yè)每年削減COD排放約805 t、石油類約464 t、粉塵約5 188 t、二甲苯約1 550 t、一般固體廢棄物約78.1萬t、危險廢物約8 672 t。因而，舟山船舶修造行業(yè)末端治理尚存在較大的減排空間，應(yīng)加大廢水、廢氣等污染治理技術(shù)的普及度。

3結(jié)語

綜上所述，在推廣應(yīng)用本文提出的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排方案基礎(chǔ)上，預(yù)計可使舟山的修造船行業(yè)節(jié)約電耗約13 493萬kW·h/a(折算為標(biāo)煤約43 178萬tec/a)、減少新鮮水耗量約326.8萬t/a、節(jié)約串油油料約697.4 t/a、節(jié)約清洗溶劑約879.2 m3/a、節(jié)約銅礦砂約15.7萬t/a、節(jié)約焊料約468.7 t/a；間接削減SO2和CO2排放約1 371 t/a和31 740 t/a、削減粉塵排放約5188 t/a、削減廢水排放約162.7萬t/a、削減COD排放約854 t/a、削減石油類排放約464 t/a、削減二甲苯排放約3 095 t/a、削減一般固體廢棄物排放78.1萬t/a、削減危險廢物排放8 672 t/a。同時可獲得節(jié)約能耗、水耗等原輔材料產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約1.654億元/a。因而，本文篩選的清潔生產(chǎn)及污染治理方案可較大幅度削減修造船行業(yè)的資源能源消耗和污染排放，推進(jìn)該行業(yè)的節(jié)能減排，同時能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和企業(yè)發(fā)展共贏的目的，促進(jìn)行業(yè)更好地轉(zhuǎn)型升級。

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Promotion and Application of Technology on Clean Production, Energy Saving

and Emission Reduction for Shipbuilding and Repair Industry

SHEN Lu1, LI Hai-fei1, DAI Ling2, HAN Xiao-lu3

(1.Zhoushan Municipal Scientific Design and Research Institute of Environmental Protection, Zhoushan 316021, China;

2.Zhoushan Municipal Supervision and Management Center of Solid Waste, Zhoushan 316021, China;

3.Zhejiang Zhouhuan Environmental Engineering Design Co., Ltd., Zhoushan 316021, China)

Abstract:Shipbuilding and repair industry consumes a great deal of energy and material resources, and produces a certain amount of pollution at the same time. Promoting clean production, energy saving and emission reduction in this industry can reduce the consumption of energy and material resources, and control the production and emission of pollution. This is the only way to realize the transformation and upgrading of the industry. According to the investigation and analysis of five main enterprises, which are Zhoushan Yangfan Groups Co., Ltd., Longshan Shipyard Co., Ltd., Cosco-Shipyard Groups Co., Ltd., Zhoushan IMC-Yongyue Shipyard and Engineering Co., Ltd., and Zhejiang Ouhua Shipbuilding Co., Ltd., this paper summarizes the technologies that are highly operational and environment-friendly, and provides technical reference for the shipbuilding and repair industry to implement operations of clean production, energy saving and emission reduction.

Key words:shipbuilding and repair industry; clean production; energy saving and emission reduction

作者簡介：沈璐(1983—)，女，環(huán)境工程工程師，碩士，從事環(huán)境保護(hù)技術(shù)咨詢工作，E-mail：705623866@qq.com

收稿日期：2015-12-15

中圖分類號：X32

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0084-05

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.023