基于生产工艺的水泥工业项目竣工环保验收监测重点分析

　　水泥行业是我国国民经济发展的重要基础性材料产业，也是主要能源资源消耗和污染物排放行业之一，其行业特点和生产工艺的特殊性决定水泥工业生产对环境造成的影响不容忽视。资料显示，水泥工业氮氧化物排放量占工业系统总排放量10%，是火力发电和汽车尾气排放之后的氮氧化物排放的第三大源[1]；其烟（粉）尘排放量更占排放总量超过50%之多，同时也是主要的温室气体(二氧化碳)排放行业之一。水泥行业是“十二五”期间，我国的重点减排行业。因此，严把水泥工业项目竣工环保验收关对有效控制其氮氧化物、烟（粉）尘等排放量，促进其改进工艺、降低能耗等具有积极意义。

　　1．生产工艺及产污环节

　　一般水泥生产企业包括石灰石矿山开采、熟料水泥生产及余热发电系统[2]。水泥生产过程主要是“两磨一烧”：即将原料经过破碎、粉磨，然后在燃烧设备内烧成熟料，最后将熟料与添加剂粉磨成水泥（图1）。随着技术不断的发展，水泥生产已全面进入新型干法水泥生产时代，在生产能力大幅提高的同时，物耗、能耗及污染物排放量均较之前有大幅降低。

　　从源强分析，大气污染因子主要来源于回转窑、冷却机、磨机等产生的粉尘；水泥熟料煅烧过程中产生的废气，包括二氧化硫、氮氧化物。水泥企业生产过程中一般不直接产生废水，其废水主要来源为生活污水，有机物含量相对较高；水泥生产噪声主要为机械噪声、空气动力性噪声，主要发生部位在磨机、风机、空压机等，余热发电系统噪声主要来自汽轮发电机组等。另外，由于不少水泥厂利用废弃物取代部分原料煅烧水泥熟料以降低成本，因此，对重金属（Hg,Pb、Cd）排放的监测也不容忽视。

　　2．特征污染物

　　2.1 氮氧化物

　　氮氧化物是国家总量减排考核指标之一，“十二五”期间，国家加强氮氧化物减排力度，作为重污染行业的水泥工业企业均要求安装脱氮设施以有效降低氮氧化物排放量。水泥工业企业排放的氮氧化物主要产生于熟料高温煅烧过程，其排放量与煅烧温度、空气含氧量、反应时间以及煤中氮含量有关；虽然新型干法生产系统中，约60%的燃料在温度较低的分解炉中燃烧，可使氮氧化物生成量大幅降低[3]，但氮氧化物排放超标现象仍较大面积存在。

　　2.2 粉尘

　　粉尘是水泥行业最主要污染物，在物料的破碎、堆放、粉磨、储存、烘干、输送、烧成、包装及散装出厂等过程中均有产生，其除对人体健康产生危害外，还可造成土地碱化，对城镇居民生活居住环境的影响以及对自然环境景观和人文景观的破坏更是不可忽视。对于有组织的排放通常安装袋式除尘设备来降低粉尘排放量，而无组织排放场所则依靠密封、洒水、栽种植物等方式来降低排放量。

　　2.3 二氧化硫

　　二氧化硫也是国家总量减排考核指标之一，“十一五”期间，通过强制安装脱硫设施、改进生产工艺等手段，二氧化硫排放量已有大幅降低，但相对电力行业的脱硫力度而言，水泥行业的脱硫还相比滞后。水泥生产中回转窑的烧成窑尾是排出二氧化硫的主要环节，主要来源于含硫的煤在回转窑内的燃烧及煅烧熟料时生料带入的硫。

　　2.4 氟化物

　　氟化物也是水泥生产中的主要污染物之一，熟料烧成过程产生的氟化物主要来自于原燃料,但是由于新型干法窑不再使用萤石为原料，氟化物排放量大幅减少，而残余的氟化物多以粉尘状态的氟化钙形式呈现[4]，基本是尘氟，而气氟很少。

图1  生产工艺流程及产污环节示意

　　2.5 噪声
　　水泥生产噪音来源主要是生产过程中的设备运行产生的机械震动、冲击震动以及风机运行时产生的声音等。如石灰石破碎机、回转窑、生料磨机、窑头鼓风机、水泥磨机、罗茨风机、煤磨等设备运行时，都会产生噪音，且噪声级别都很高，在80～120dB(A)范围[5]。
　　3．监测内容
　　水泥工业企业生产特征和污染物排放状况表明，废气及其污染物排放监测应是该行业竣工环保验收监测的重点，噪声也是必不可少的监测因子；由于基本无工艺废水产生，因此废水监测主要针对生活污水；另一方面，还应注意其对周边生态环境的破坏及保护情况以及污染事故的应急处于是预案等等。与环境影响报告书、环评批复的符合性也是考察的重点之一，污染物排放总量是否达标则是该项目能否通过验收的重要因素。
　　3.1 废气
　　废气及其污染物排放监测和评价主要以《水泥厂大气污染物排放标准》（GB4915-2004）和《建设项目竣工环境保护验收技术规范 水泥制造》（HJ/T256-2006）等相关标准规范为依据，在每个窑炉的窑头、窑尾均应布设废气监测点位，同时现场踏勘排气筒高度是否符合要求，注意不要忽略“除提升输送、储库下小仓的除尘设施外，生产设备排气筒（含车间排气筒）一律不得低于15m。”的规定，对于不符合上述要求的排气筒，其大气污染物排放应加严控制。对于无组织排放建议在上风向设1个清洁对照点，下风向设3-4个监控点。
　　监测频次通常为连续2天，每天3次，无组织排放为每天4次。主要监测因子应包括废气参数，二氧化硫、氮氧化物、粉尘排放浓度、排放速率、除尘效率以及脱硫效率等；对于南方使用粘土为原料地区，氟化物排放情况也应作为必测指标之一。若采用废弃物作为原料，还应加测重金属及相应监测内容，并酌情执行《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）规定的排放限值。
　　虽然现行标准和规范中对原辅材料、产品及主要工艺参数的核定没有明确规定，但核定验收监测期间的相关指标和参数，并与环评及初步设计作比较，对于准确核定二氧化硫等污染物的排放水平及总量具有一定意义。
　　3.2 噪声
　　一般情况下，竣工环保验收监测中以监测厂界敏感点昼夜噪声为主，以《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）为评价依据，当厂界周围有居民区等环境保护敏感目标时，应加密布点，若有超标现象，则既要测噪声源强，以分析噪声来源，又要在居民住处布点，监测其是否达到环境质量标准，并确定其影响范围。在完成点位监测的同时还应查看其减噪措施和厂区绿化情况，考察其是否选用低噪声设备、有否安装消音设备、高噪工艺是否采用封闭式围护结构，厂区绿化面积是否达标等等。
　　3.3 废水
　　废水监测以生活污水为主，通常情况以《污水综合排放标准》（GB8978-1996）为评价依据，监测项目涉及pH、化学需氧量、石油类和悬浮物等，通常在废水排口和清下水排口布点监测即可。
　　4．结语
　　水泥行业是重污染行业之一，应严把环保准入关，对其的环保验收监测应从生产工艺、产污环节和特征污染物入手，开展全面细致的监测和科学评价，将其各类污染物排放控制在规定范围内，确保其在后续正式生产时可以稳定排放、达标排放，以减小对环境的影响。