鑄造廢砂再生“三廢”治理研究

王兆雪，勾東東，韓小問(wèn)，劉曉娟，苑 博，賈犇

（河北欣眾環(huán)?？萍加邢薰荆颖睖嬷?061000）

隨著新的《鑄造行業(yè)準(zhǔn)入條件》發(fā)布實(shí)施，文件要求鑄造企業(yè)配備廢砂再生設(shè)施或區(qū)域建設(shè)集中廢砂再生處置企業(yè)。滄州市作為傳統(tǒng)鑄造大市，鑄造產(chǎn)業(yè)廢砂資源化利用是一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，其有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路，同時(shí)推進(jìn)資源節(jié)約型環(huán)境友好型城市建設(shè)。通過(guò)調(diào)查當(dāng)前滄州市鑄造產(chǎn)業(yè)廢砂資源化利用情況，區(qū)域企業(yè)主要采用焙燒法實(shí)現(xiàn)砂再生，焙燒法會(huì)產(chǎn)生大量粉塵和有機(jī)廢氣，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不可利用的細(xì)砂作為一般固廢，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。介紹目前再生砂廢氣、固體廢物和噪聲等“三廢”治理普遍措施，并進(jìn)一步提出優(yōu)化的污染控制措施。

1 鑄造廢砂再生工藝及產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)

根據(jù)調(diào)研相關(guān)項(xiàng)目，鑄造生產(chǎn)大致工藝如下：廢砂—磁選篩分—焙燒—冷卻—出料—返回覆膜砂生產(chǎn)線。

再生砂生產(chǎn)線工藝描述及產(chǎn)污環(huán)節(jié)如下。

投料工序：將舊砂加入砂斗內(nèi)，送入篩分工序[1]。投料工序產(chǎn)生的主要污染物為顆粒物、噪聲。

篩分工序：利用篩分機(jī)篩分出其中的廢料。篩分工序產(chǎn)生的主要污染物為顆粒物、噪聲。

磁選工序：通過(guò)皮帶機(jī)（含磁選裝置）進(jìn)行磁選，分離出舊砂中的鐵渣。高效磁選工序產(chǎn)生的主要污染物為顆粒物、噪聲、鐵渣。

焙燒工序：高校磁選后的舊砂經(jīng)斗提機(jī)提升至中間料倉(cāng)，利用螺旋給料機(jī)將廢砂加入到焙燒爐內(nèi)，通過(guò)天然氣燃燒器加熱，焙燒溫度達(dá)到600℃，高溫焙燒除掉舊砂表面殘余的樹脂膜。焙燒工序產(chǎn)生的主要污染物為顆粒物、SO2、NOx、非甲烷總烴、甲醛、酚類、噪聲。

冷卻工序：利用沸騰冷卻床對(duì)舊砂充分冷卻（間接冷卻）[2]。冷卻水循環(huán)使用，定期補(bǔ)充，不外排。

出料工序：出料工序產(chǎn)生的主要污染物為顆粒物。

2 鑄造廢砂再生“三廢”治理

鑄造廢砂再生“三廢”治理主要為廢氣、固體廢物和噪聲三種污染物；以下將分析目前業(yè)內(nèi)普遍采用的治理措施和建議優(yōu)化的治理措施。

2.1 鑄造廢砂再生“三廢”治理普遍措施

2.1.1 廢氣治理措施

圖1 鑄造廢砂再生生產(chǎn)工藝流程圖

對(duì)于投料、篩分、磁選、出料等含塵廢氣基本上采用的是集氣裝置收集后進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行治理并有組織排放；對(duì)于焙燒廢氣基本上采用的是兩級(jí)活性炭吸附裝置或者UV 光催化氧化裝置和活性炭吸附裝置復(fù)合措施進(jìn)行處理有機(jī)廢氣（非甲烷總烴、甲醛、酚類）并有組織排放。

2.1.2 噪聲治理措施

廢砂再生過(guò)程中破碎機(jī)、篩砂機(jī)、提升機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生噪聲[3]，為點(diǎn)聲源。目前普遍優(yōu)先選用低噪聲設(shè)備，加裝基礎(chǔ)減振裝置，再經(jīng)建筑隔聲和距離衰減，控制噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。

2.1.3 固體廢物治理措施

篩分工序產(chǎn)生廢料和磁選工序產(chǎn)生鐵渣均為一般工業(yè)固體廢物，收集后外售；除塵器產(chǎn)生粉塵，為一般工業(yè)固體廢物，收集后綜合利用。廢活性炭和廢UV 燈管為危險(xiǎn)廢物，收集后送有資質(zhì)的單位進(jìn)行處置。企業(yè)對(duì)工業(yè)固體廢物實(shí)行從產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、貯存直至最終處理實(shí)行全過(guò)程管理[4]。

2.2 鑄造廢砂再生“三廢”治理優(yōu)化措施

2.2.1 廢氣治理優(yōu)化措施

對(duì)于投料、篩分、磁選、出料等含塵廢氣基本上采用的是集氣裝置收集后進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行治理并有組織排放；對(duì)于焙燒廢氣基本上采用的是催化燃燒法（RCO）和蓄熱燃燒法（RTO）措施進(jìn)行處理有機(jī)廢氣（非甲烷總烴、甲醛、酚類）并有組織排放。

2.2.2 噪聲治理優(yōu)化措施

生產(chǎn)設(shè)備均置于生產(chǎn)車間內(nèi)，優(yōu)先選用低噪聲設(shè)備，加裝基礎(chǔ)減振裝置，再經(jīng)建筑隔聲和距離衰減，加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)[5]?？梢钥刂圃肼晫?duì)周圍環(huán)境的影響。

2.2.3 固體廢物治理優(yōu)化措施

圖2 廢氣收集治理流程圖

圖3 廢氣收集治理流程圖

篩分工序產(chǎn)生廢料和磁選工序產(chǎn)生鐵渣均為一般工業(yè)固體廢物，收集后外售；除塵器產(chǎn)生粉塵，為一般工業(yè)固體廢物，回用會(huì)對(duì)覆膜砂生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，建議收集后外運(yùn)砂塵綜合處置單位綜合利用。企業(yè)對(duì)一般工業(yè)固體廢物從產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、貯存直至最終處理實(shí)行全過(guò)程管理。

3 “三廢”治理措施可行性分析

3.1 廢氣治理措施可行性分析

顆粒物采用布袋除塵器處理，袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細(xì)小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過(guò)濾作用對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來(lái)，落入灰斗，含有較細(xì)小粉塵的氣體在通過(guò)濾料時(shí)，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。對(duì)照《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 石墨及其他非金屬礦物制品制造》（HJ1119-2020），廢氣治理措施為可行技術(shù)。

焙燒有機(jī)廢氣采用焚燒法，對(duì)照《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石墨及其他非金屬礦物制品制造》（HJ1119-2020），為可行治理技術(shù)，焚燒法相較于吸附法具有污染物去除效率高的優(yōu)點(diǎn)。

RCO 裝置處理有機(jī)廢氣：吸附飽和的活性炭需要進(jìn)行脫附處理后重復(fù)利用，否則會(huì)產(chǎn)生大量的危廢，運(yùn)行費(fèi)用高[6]?；钚蕴棵摳讲捎脽峥諝夥?，將活性炭加熱到一定的溫度后，吸附在活性炭里的揮發(fā)性有機(jī)物解析出來(lái)，解析氣用300℃以上的溫度熱力催化燃燒凈化處理[7]。我們目前有兩種方式：一種是離線脫附，吸附采用蜂窩活性炭，飽和后從吸附器中取出，用專用的連續(xù)脫附裝置進(jìn)行，這種方式適用于風(fēng)量大、濃度低、活性炭用量大、吸附周期長(zhǎng)的廢氣治理。對(duì)污染源多，吸附器多的情況，可以減少投資和占地，能耗低，但勞動(dòng)強(qiáng)度大。另一種是在線脫附再生。用兩個(gè)以上的吸附器為一組，飽和后輪流進(jìn)行再生。特點(diǎn)是活性炭不用取出，在位再生，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，但投資大。適用于點(diǎn)數(shù)少、吸附件周期短的污染治理。

RTO 裝置處理有機(jī)廢氣：以單筒式多閥門RTO 為例，其主體由氣體總管道、切換閥、分配室、蓄熱層和燃燒室組成，分配室和蓄熱層分為7 個(gè)扇區(qū)，輪換交替作為進(jìn)氣扇區(qū)、吹掃扇區(qū)和排氣扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)獨(dú)立配置進(jìn)氣閥、排氣閥、吹掃閥三個(gè)閥門，通過(guò)開(kāi)關(guān)閥門實(shí)現(xiàn)各扇區(qū)的功能切換。筒式多閥門RTO 具有體積小，吹掃置換效率高，燃燒效果好，氣體流速均衡等特點(diǎn)，可用蓄熱體再生發(fā)熱。

3.2 噪聲治理措施可行性分析

工程主要噪聲為各生產(chǎn)設(shè)備、風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生噪聲。噪聲控制從控制聲源、阻攔聲音傳播和距離衰減這三方面考慮，并將三者統(tǒng)一起來(lái)[8]。

（1）項(xiàng)目對(duì)噪聲的控制首先從聲源上著手，優(yōu)先選用低噪聲設(shè)備[9]。

（2）對(duì)產(chǎn)噪設(shè)備進(jìn)行基礎(chǔ)減振等降噪措施。

（3）采用廠區(qū)周邊設(shè)置圍墻，利用圍墻的屏蔽作用使噪聲受到不同程度的阻擋和吸收。

（4）合理布置產(chǎn)噪設(shè)施在廠內(nèi)的位置，通過(guò)距離衰減，減小其對(duì)廠界環(huán)境的影響。盡量設(shè)置在廠房?jī)?nèi)，有利于降低廠界噪聲。

經(jīng)采取相應(yīng)隔聲、降噪措施后，噪聲對(duì)廠界貢獻(xiàn)值能夠達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)聲環(huán)境功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 固體廢物治理措施可行性分析

項(xiàng)目產(chǎn)生的固體廢物均得到妥善處置，對(duì)周圍環(huán)境影響較小[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)滄州市鑄造產(chǎn)業(yè)廢砂資源化利用情況調(diào)查分析，統(tǒng)計(jì)了當(dāng)前企業(yè)廢砂再生過(guò)程中普遍采取的“三廢”治理措施，同時(shí)提出優(yōu)化的“三廢”治理措施，為此類企業(yè)綠色生產(chǎn)和污染物治理提供思路和參考。