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'发酵法生产1,3-丙二醇高技术产业化示范工程项目可行性研究报告
1 总论1.1 项目由来1,3-丙二醇(PDO)是一种重要的化工原料,可作为有机溶剂应用于油墨、涂料、润滑剂、抗冻剂等行业,还可用作药物合成中间体。其最主要的用途是作为聚合体单体合成性能优异的高分子材料。1,3-丙二醇可以替代乙二醇,1,4丁二醇和新戊二醇等中间体用于生产多醇聚酯及作为碳链延伸剂。其与苯二甲酸合成的聚对苯二甲酸丙二酯(PTT),显示了比乙二醇、丁二醇为单体合成的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBP)等更优良的性能,被认为是一种兼具PET的高性能和PBT的易加工性的新型聚酯材料。目前,世界范围内对聚酯的需求十分旺盛,生产及消费量逐年递增,使得对原料二元醇的需求量也持续增长。黑龙江省辰能生物工程有限公司从2002年8月开始至2003年9月止对已基本完成1,3-丙二醇项目的工业试验,验证了清华大学的二步发酵法工艺技术。专家认为,生物发酵法生产1,3-丙二醇,与化学合成法(环氧乙烷法、丙烯醛法)相比,具有利用可再生资源、设备装备简便、操作条件温和、环境友好、大大降低成本等先进性。本项目的建设将会大大推进我国的发酵法生产1,3-丙二醇这一领域的竞争能力,有利地促进我国发酵行业、合成纤维行业以及纺织业地发展。国家发展计划委员会于2001年6月30日作了关于黑龙江省电力开发公司发酵法生产1,3-丙二醇高技术产业化示范工程项目可行性研究报告的批复,文号为计高技[2001]1912号。拟建项目选址于黑龙江肇东市西面高新技术开发区内。生产能力2500t/a。受黑龙江省辰能生物工程有限公司的委托,黑龙江省环境保护科学研究院承担了该项目的环境影响评价工作,在现场调查及资料调研的基础上,编制了该项目的环境影响报告书,现提交主管部门及专家审查。
1.2 编制依据1.2.1 相关法律、法规 ⑴中华人民共和国环境保护法⑵中华人民共和国环境影响评价法⑶中华人民共和国大气污染防治法 ⑷中华人民共和国水污染防治法 ⑸中华人民共和国噪声污染防治法 ⑹中华人民共和国固体废物污染防治法 ⑺中华人民共和国清洁生产促进法 ⑻中华人民共和国国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》 ⑼黑龙江省人民政府令第23号《黑龙江省建设项目环境保护管理办法》⑽《建设项目环境保护分类管理名录》1.2.2 相关技术规范 ⑴《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.1~2.3-93) ⑵《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.4-1995)⑶《环境影响评价技术导则 非污染生态影响》(HJ/T19-1997)1.2.3 相关文件 国家发展计划委员会文件《关于黑龙江省电力开发公司发酵法生产1,3丙二醇产业化示范工程项目可行性研究报告的批复》1.3 编制目的 按照环评工作的要求,充分分析该建设项目的基本情况(组成、功能、规模等),详细调查项目所在区域的环境概况和环境质量现状,确认项目建设可能产生的环境问题和环境保护目标,确定本次环评的技术路线和实施方案。本着“总量控制”“达标排放”和“清洁生产”的指导思想,在现状评价的基础上,提出切实可行的污染防治措施,进行各环境要素的预测和评价,为项目的环境管理和决策提供科学依据。
1.4 控制与保护目标本评价区内无国家、省、市级自然保护区,风景游览区,名胜古迹,以及重要文化设施和水源地,鉴于项目区位于城市上风向,项目地处空旷碱地,周围2km以内无居民,南侧200m为肇东市金土地奶牛繁育治疗标准化研究中心,东侧800m顺达葵花养殖场,西侧600m为昌五奶牛高产示范区,因此确定本项目控制污染与环境保护目标为: ⑴控制营运期锅炉排放的烟尘与SO2,保护厂区周围的环境空气质量; ⑵控制营运期生产废水及生活污水的排放,保护呼兰河水质;⑶控制施工及运营期的噪声声强,采取有效措施,严防噪声污染。具体敏感目标见表1-4-1。表1-4-1 敏感目标序号名称方位距离保护理由1周围生态场界周围邻近在项目的施工期及营运期应注意对周围植被的保护2肇东市金土地奶牛繁育治疗标准化研究中心N200m营运期锅炉排放的烟尘与SO2,保护厂区周围的环境空气质量3昌五奶牛高产示范区,W600m营运期锅炉排放的烟尘与SO2,保护厂区周围的环境空气质量4顺达葵花养殖E800m营运期锅炉排放的烟尘与SO2,保护厂区周围的环境空气质量5呼兰河N60km呼兰河为松花江一级支流,是本项目污水间接受纳水体1.5 评价标准1.5.1 环境质量标准 ⑴《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的Ⅳ类标准 ⑵《黑龙江省地面水环境质量功能区划分和水环境质量补充标准》(DB23/485—1998)
⑶《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中的二级标准 ⑷环发[2000]关于发布《环境空气质量标准》(GB3095—1996)修改的通知 ⑸《城市区域环境噪声标准》(GB3096—93)中的2类标准1.5.2 排放标准 ⑴《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级标准 ⑵《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)中的二级标准 ⑶《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)Ⅱ时段 ⑷《工业企业厂界噪声标准》(GB12348—90) ⑸《建筑施工场界噪声限值》(GB12523—90)1.5.3 监测方法及标准 ⑴《水和废水监测分析方法》(国家环保局) ⑵《空气和废气监测分析方法》(国家环保局) ⑶《城市区域环境噪声测量方法》(GB/T14623—93)1.6 评价内容及评价重点 根据项目特点及所在区域的环境状况,确定本次评价的内容为:环境空气、地表水环境、声环境、场址合理性分析等,在现状评价的基础上,评价其影响程度和范围,提出污染防治措施及总量控制方案,对项目的环境经济损益进行简要分析,提出环境管理与监测计划,并开展公众参与的调查工作。 评价重点:环境空气、地表水环境。1.7 评价等级1.7.1 环境空气根据《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ/2.2—93)中有关规定,将大气环境影响评价工作分为一、二、三级,评价工作级别的依据见表1-7-1。
表1-7-1环境空气影响评价工作级别Pi(m3/h)地形Pi≥2.5×1092.5×109>Pi≥2.5×108Pi<2.5×108复杂地形一二三平原二三三表中复杂地形指山区、丘陵、沼泽、大中城市等地区。 Pi为等标排放量,Pi=Qi/Coi×109式中:Pi——等标排放量(m3/h) Qi——单位时间排放量(t/h)Coi——选用GB3095-96中二级标准中的一次采样浓度允许值。本工程新建锅炉房排放的SO2等标排放量计算结果见表1-7-2。表1-7-2SO2等标排放量结果污染物PSO2等标排放量m3/h3.52×107 根据Pi的计算结果,PSO2<2.5×108,因此确定本次环境空气影响评价工作等级定为三级。1.7.2 地表水环境 根据《环境影响评价技术导则 地面水环境》(GJ/T2.3-93)中规定的评价工作等级划分依据,本项目的具体情况为: 建设项目的污水排放量:188m3/d 地表水水质要求:Ⅳ类 因此,确定地表水环境影响评价工作等级为三级。1.7.3 声环境 噪声源强较低,受影响的范围较小,受影响的人口较少,因此,声环境影响评价工作等级确定为三级。
1.8 评价范围1.8.1 环境空气 以场址为中心,周围36km2(6×6km)范围内。1.8.2 地表水环境 肇兰新河至呼兰河入口段,总控制长度约为60km。1.8.3 声环境厂界周围200m范围。
2项目所在区域环境概况2.1自然环境2.1.1地理位置本项目位于肇东市西部肇东市经济技术开发区内,距肇东市约11公里。工程地理位置见图2-1-1。肇东市位于黑龙江省西南部,松嫩平原中部,归属绥化地区,地处东经120°20′~126°22′,北纬45°20′~46°20′,南距省城哈尔滨60公里,北距大庆80公里,东与兰西县为邻,南与双城市相接,西于肇州县接壤,北与安达市、大庆市相连。面积3906km2,可耕地20.33万公顷。2.1.2地形地貌肇东市位于松嫩平原,无天然山脉、丘陵,地形基本为松嫩平原东部的低平原。地势走向大致为西北高,东南低,由西北向东南倾斜,坡降为千分之一到千分之二。海拔高度170米至230米。地貌单元可分为四种类型:一是冲击低洼河漫滩区,分布于沿江一带,平均海拔120米左右,地势平坦,为冲击黑砂壤土。二是堆积阶地区,分布于中东部及北部,平均海拔140~160米,局部地段呈波状起伏,土壤为壤土和硝碱土。三是剥蚀堆积台地区,分布在市域西部,是全区的最高点,平均海拔200~230米左右,土壤为黄壤土。四是市区,位于堆积阶地区,地势平坦,平均海拔在140米左右,南高北低,高差11.14米。2.1.3气象气候该地区气候属于季风型中温带半湿润气候。年平均气温3.3℃,最高气温38.1℃,最低气温-38.8℃,年平均降水量443.5mm,年最大降水量659.6mm,最大积雪厚度200mm
,夏季主导风向西南风,冬季主导风向西北西风,全年最大风速26m/s,平均风速3.8m/s,平均冻土厚度为192cm。2.1.4水文肇兰新河从肇东市区东流过。该河为人工渠,源于安达附近的青肯泡,流经肇东再经50km,在呼兰镇附近入呼兰河。肇兰新河断面面积70m3/s,最大流量50m3/s。肇兰新河是大庆石化总厂及肇东市的纳污水体。2.1.5水文地质肇东市属第四纪松散沉积物地层,厚度和岩石结构,性质变化较大。地下有浅层潜水和深层承压水。浅层潜水埋深2~3m,含水层厚度4~5m,以大气降水为主要补给源。承压水分为第四纪孔隙承压水和白垩纪孔隙承压水两层,补给源以上游径流补给为主,与浅层水无水力联系。2.2生态环境概况该区域按自然区划属半干旱草原区。该区正处在我国最大的内陆苏打盐碱土区的东部边缘,地表植被由于人类不断对自然进行利用和改造,毁草种地,从而使自然生态系统逐步转化为人工、大农业生态系统,种植的品种有玉米、大豆、小麦、高粱、谷子等粮食作物。气候干旱,土壤砂化严重,草甸植被退化,使得该区域的生态环境较为脆弱,该地区地表原生植被很少,草甸上生长的植物有羊草、车前子、碱蓬、剪刀股等,该区域无原始森林,林地为人工种植的防护林,主要是杨树,在居民点周围种植有榆树、柳树、松树等绿化树种。该区域野生动物在种类及数量上均较少,主要有田鼠、黄鼬、麻雀、布谷鸟、燕子等没有珍稀或濒危物种,本区无自然保护区。 2.3社会经济环境2.3.1肇东市社会经济环境
全市经济发展势头旺盛,曾2次被评为黑龙江省经济综合实力十强县(市)。到2002年全市国内生产总值达84.3亿元,比上年增长11.9%。其中第一、第二、第三产业增加值分别为22.3亿元、33.6亿元、160亿元;人均国内生产总值9227元,高于全省平均水平;全市财政收入实现1.8亿元,年均递增29.2%。在全省10强县91个考核指标中,肇东市进入前3名的有46项,其中工业总产值、乡企总产值、引进外资、外贸出口额、个体私营经济户数等18项指标名列第一,全市经济实力强劲。农业基础地位更加稳固。肇东市充分发挥玉米资源优势,实施大玉米战略,推动了产业化升级。在原料基地建设上,粮食总产量137.5万吨,居全省第二位。向国家交售商品粮连续8年居全省各县(市)之首。农业总产值25亿元,农村经济总收入19.1亿元,年均递增16.1%和10.1%。以“两牛一猪一鹅”为主的畜牧业已成为农村经济的支柱产业,同年全市奶牛、肉牛饲养量56万头,生猪饲养量135万头,家禽饲养量2850万只,五年分别增长2.6倍、1.4倍和1.5倍。乡镇企业遵循发展与提高并重的方针,紧紧围绕资源优势,扩规模,上项目,实现规模与效益的同步增长。乡镇企业已达9847家,实现产值50亿元,利税3.8亿元,成为肇东市农村经济的“半壁江山”。工业经济已占据主导地位。肇东市工业基础雄厚,形成以当地资源为依托,以市场为牵动力,以粮食化工、石油化工、医药化工、食品、纺织、机械、轻工、建材等行业为支柱的门类齐全、布局合理、比例协调、技术先进、后劲充足的工业体系。目前,全市乡及乡以上工业企业252户,主要产品3000多种,其中国优、部优、省优近百种,有20多种产品远销日本、韩国、俄罗斯、东南亚等20多个国家和地区。同年市属工业完成技改投资2.7亿元,完成项目17个,工业产值首次超过农业产值,突破30亿元大关,年增长41%,实现利税2.2亿元、固定资产25.3亿元,增长幅度较高。
城乡市场日益繁荣。肇东充分发挥哈尔滨、大庆卫星城和周边市、县商品集散地的优势,坚持构建大市场,搞活大流通。全市商业网点达5800多家,各类批零市场遍布全市。城区大专业市场辐射带动功能日益增强。当年,全市社会消费品零售额13.5亿元,年增长21%。肇东市还充分发挥外贸、边贸和外向型企业的主导作用,实现出口额1.8亿元,创汇519万美元,占绥化市的64.9%。同时,肇东加速了第三产业和个体私营经济发展,实现第三产业增加值10.1亿元,私营企业发展到633户,个体工商户发展到3.5万家,个体税收实现2814万元。社会各项事业得到蓬勃发展。多年来,肇东市坚持“两手抓、两手都要硬”的方针,促进了物质文明和精神文明建设的同步发展。科教兴市战略得到全面贯彻,科技成果向生产力转化速度加快,肇东市已成为科技工作先进市。农业和工业科技进步贡献率分别达到58%和38%。教育事业蓬勃发展,为市域经济发展提供充足的人才储备。卫生、文化、体育工作也都取得了丰硕成果,可持续发展战略得到落实。肇东市城市建设每年投资都在1000万元以上,城市建设正向着住户配套化、道路标准化、设施规范化、环境绿化和香化的方向发展。农业结构进一步优化。深入实施“主副换位”战略,形成以饲养黄牛为主体的农村经济新框架,全镇黄牛存栏2万头,百头牛场3个。种植业打绿色牌,走特色路,形成了绿色食品业,草药种植业,桑蚕养殖业,河蟹养殖业等“双色农业”。乡镇企业在改制中不断强大。通过企业改造和内部挖潜、招商引资,乡镇企业步入了快车道。以参源保健品加工厂为龙头,迅速发展起食品加工业、红砖制造、锅炉制造、电池生产、化塑编织等企业迅猛发展。产品运销香港、上海、内蒙、北京及东南亚地区。商业网点密集、个体工商业竞相发展。集市贸易活跃,个体工商业户已达700多户。形成饮食文化,服装文化、科、工、贸齐头发展的格局。镇内职能部门齐全,公、检、法、邮政、电信、保险、银行、信用社等,为经济发展提供了方方面面的保障。以“八里城”为主体的旅游事业蓬勃发展,先后建设普济寺、参源保健品厂以及江边风景带等景点。形成企业文化、宗教文化、历史文化,自然风情于一体的迷人景观。形成企业文化、宗教文化、自然风情于一体的迷人景观。每年吸纳数十万中外旅游客前来观光。
3 工程概况3.1建设规模及产品方案主产品:1,3-丙二醇2500t/a。其中,医药级150t/a,工业级2348t/a,试剂级2t/a。副产品:2,3丁二醇400t/a,乙酸400t/a,乳酸400t/a,干酵母655t/a,菌体655t/a。3.2产品标准本项目生产聚合级1,3-丙二醇,目前国内尚没有此产品的生产,因此该产品还没有国家标准。本项目根据生产PTT的需要,确定1,3-丙二醇的质量标准如下:外观无色透明粘稠液体,无机械杂质及乳光浓度≥99%色度≤15号氯化物(C1-)≤0.001%硫酸盐(SO4+2)≤0.001%铁(F)≤0.005%灰分≤0003%主副产品理化性能详见表3-1-1。
表3-1-1主副产品理化性能序号产品名称理化性能危险性概述毒性状况11,3-丙二醇无色、无臭、具咸味、吸湿性的粘稠液体;相对密度1.05(25℃);相对密度(空气1)2.6;闪点79℃;熔点-27℃;沸点210-211℃;饱和蒸气压0.13kPa;引燃温度400℃;与水混溶,可混溶于乙醇、乙醚;用作溶剂,用于有机合成。侵入途径:吸入、食入、经皮吸收;健康危害:对眼和皮肤无刺激作用。未见中毒报道。燃爆危险:本品可燃。亚急性与慢性毒性:以浓度5%的食料饲大鼠15周,无明显毒作用。12%可致大鼠发育不良。给予10ml/kg·天,5周内大鼠全部死亡。致突变性:DNA损伤:大鼠口服2100mg/kg,10周(连续)。22,3-丁二醇CH3CHOHCHOHCH3几乎无色的固体;分子中有二个不对称碳原子;D(-)形式:相对密度0.9869(25℃),折射率1.4315,沸点179~180℃(0.1兆帕,742毫米汞柱),熔点19.7℃;L(+)形式:相对密度0.9872(25℃),折射率1.4306(25℃),沸点179~182℃;DL形式:折射率1.4310(25℃),沸点172.7℃(0.1兆帕,742毫米汞柱),熔点7.6℃。内消旋体:相对密度0.9939(25℃),折射率1.4324,沸点181.7℃(0.1兆帕,742毫米汞柱),熔点34.4℃;有吸湿性;与水混溶,溶于乙醇和乙醚;用于制备树脂和用作溶剂等。由玉米葡萄糖经加酸水解或由甜菜糖蜜经发酵而制得。侵入途径:吸入、食入、经皮吸收;健康危害:在生产环境中,本品蒸气对人没有危险,未见其对人有损害的报告;燃爆危险:本品可燃。未见中毒报道。3乙酸CH3COOH学名醋酸;无色澄清液体;有刺激气味;密度1.049;熔点16.7℃;沸点118℃;溶于水、乙醇和乙醚;无水的乙酸在16℃以下凝固成冰状,俗称冰醋酸,凝固时体积膨大,以致能使容器破裂;普通的乙酸约含纯乙酸3
6%,无色透明液体,密度1.049;乙酸是重要的化工原料,用于制乙酸纤维素、乙酸乙烯酯、乙酸酐、氯乙酸、乙酸酯和盐等;适用于生产对苯二甲酸、纺织印染、发酵制氨基酸以及用作杀菌剂等;乙酸的主要工业生产方法有乙醇、乙烯经乙醛的氧化法、烷烃液相氧化法和甲醇羰化法;也可由木焦油(木材干馏产物)中用溶剂萃取分出。4乳酸*CH3CHCOOHOH又称2-羟基丙酸;因分子中有一个不对称碳原子,所以有两种光学异构体;(1)左旋乳酸或l-(+)-乳酸,熔点53℃(从乙酸或氯仿中结晶);比旋光度+2.6℃(2.5克/100毫升水);溶于水、乙醇,不溶于氯仿;它的许多金属盐是左旋体;(2)右旋乳酸或d-(-)-乳酸,熔点52.8℃(从乙醚或异丙醇中结晶);旋光度-2.6°(8克/100毫升水);溶于水、乙醇、丙酮、乙酸、甘油、不溶于氯仿;它的许多金属盐是右旋体;等量的左旋体和右旋体混合得外消旋体或dl-乳酸,白色结晶;熔点16.8℃;沸点122℃(1.8千帕,14毫米汞柱),82~85℃(66.6~133帕,0.5~1毫米汞柱);溶于水、乙醇,微溶于乙醚,不溶于氯仿和石油醚;乳酸广泛应用于食品、皮革、纺织、医药、塑料等工业;它还是人体内糖代谢的重要中间体;由淀粉、马铃薯、糖蜜、牛乳发酵制备或乳糖的氧化制备。3.3建厂地点本项目厂址位于黑龙江肇东市西面高新技术开发区内,厂区西面和北面均为空旷地。厂区东距肇东市11.5公里,距哈大高速公路约7公里。肇昌路自厂区南面通过,厂区南边距肇昌路中心100米,交通运输十分方便。厂区已三通一平,是建厂的最佳选择。厂区占地面积约109200㎡。开发区具有非常好的公用工程条件,还可提供优惠的政策,为在此建厂的企业创造了良好的硬件与软件环境,是建厂的最佳选择。
3.4工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标3.4.1工艺技术路线的选择3.4.1.11,3-丙二醇现有的生产方法国际上制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)的方法分为化学合成法和发酵法两种。化学合成1,3-丙二醇有4种方法,目前工业化的有2种:(1)“EO”法:以环氧乙烷(EO)作原料经氢甲酰化反应得到了3—羟基丙醛(3—HPA),然后加氢得到1,3-丙二醇。其工艺特点技术难度大,装置投资高。目前国内很难开发这一工艺路线。(2)丙烯醛水合法:丙烯醛水化制3-HPA,再加氢制得1,3-丙二醇,投资相对较低。丙烯醛水合法的缺点是丙烯醛来源困难,有剧毒,国际上没能商品出售,且制得的丙二醇质量差。发酵法生产1,3-丙二醇方法分两种:(1)以工业甘油为原料,经厌氧发酵制取1,3-丙二醇。(2)运用基因工程手段将葡萄糖转化为甘油基因和将甘油转化为1,3-丙二醇基因同时移入某一细菌体内,再利用该菌发酵制取1,3-丙二醇。但由于以上两种基因来源关系远,基因重组不易成功,即使重组成功,亦不具遗传稳定性。综上所述,根据我国多年发酵法生产甘油的研究水平世界领先,清华大学教授刘德华等人的的甘油二步发酵法生产工艺世界首创,并且二步发酵法生产1,3-丙二醇实验已获成功,所以我们采用先供氧制取甘油后厌氧制取1,3-丙二醇的二步藕联法新工艺,进一步扩大中间试验,方案合理、技术成熟、现实可行。3.4.1.2拟采用生产技术及技术来源本技术利用淀粉水解糖为原料,通过二步发酵法生产1,3-丙二醇,即:淀粉水解糖→甘油→1,3-丙二醇。首先,玉米淀粉经液化、糖化工序得到葡萄糖液,然后进行好氧发酵、提取得到甘油,甘油再经第二步发
酵、提取得到1,3-丙二醇,所得产品纯度达到聚合级,成本具有国际竞争力。二步发酵法生产1,3-丙二醇,技术来源于清华大学的研究成果。实验已达到以下技术指标:①发酵液中1,3-丙二醇≥7%,②1,3-丙二醇生产率≥60%,③甘油转化率≥90%,④发酵周期≤60小时,⑤1,3-丙二醇提取收率≥85%⑥1,3-丙二醇纯度达到聚合级。3.4.2工艺流程简介3.4.2.1工艺流程概述淀粉与自来水配成一定浓度的淀粉乳,加入适量的淀粉酶,利用二次蒸汽喷射液化。液化终点的DE值为28%左右。然后升温升酶,调节PH为4.5,加入适量糖化酶,控温58~60℃糖化,达到糖化终点时DE>97%。斜面菌种经摇瓶培养后,按适当接种量接入一级种子罐,经一级种子培养后,培养成二级种子,然后培养成三级种子接入发酵罐。发酵分二步进行,第一步发酵将糖化液转化为甘油,第二步发酵将甘油转化为1,3-丙二醇。来自糖化工段的糖化液,配以玉米浆等其它成份后,经蒸汽连续消毒后进入第一步发酵罐,并加入少量的消泡剂。来自空压站的空气,经除湿、除菌过滤后计量通入种子罐或发酵罐。按种子培养成发酵要求的通风调节空气流量,种子培养和发酵全过程的温度控制在35±1℃。发酵分二阶段进行。二阶段的通气量和工艺条件不同,第一阶段发酵以葡萄糖浓度达到2-3%,甘油浓度开始下降为终点,转入第二阶段发酵。第二阶段发酵与第一阶段在同一设备中进行,发酵至残糖浓度约1%结束。
来自第一步发酵工段的发酵液经絮凝和离心分离成浓相和稀液,稀液直接进入第二步发酵工序。浓相经板框压滤机过滤后,残渣酵母泥经干燥加工副产品酵母,滤液进入第二步发酵罐中,甘油经过厌氧发酵转化为1,3-丙二醇。来自第二步发酵工段的发酵液经絮凝和离心分离成浓相和稀液,稀液直接进入浓缩工序。浓相经板框压滤机过滤后,残渣菌体可做为动物饲料,滤液进行浓缩工序,浓缩后1,3-丙二醇浓度高达90%以上。浓缩液进入真空蒸馏,得到粗1,3-丙二醇,粗1,3-丙二醇经活性炭脱色和离子交换即得到成品1,3-丙二醇,然后装桶外销。生产工艺流程详见图3-4-1。操作条件及物料平衡详见图3-4-2。3.4.2.2原辅材料及公用工程规格、消耗及来源见表3-4-1表3-4-1原辅材料及公用工程规格、消耗及来源序号名称及规格每吨位产品消耗年消耗备注1原辅材料(1)淀粉(含粉12~14%)5.5t13750t本市采购(2)玉米浆(固化物>40%,含P>%)20kg50t本市采购(3)淀粉酶(2万单位/ml)18kg45t本市采购(4)糖化酶(10万单位/ml)6kg15t本市采购(5)氯化钙8kg20t本市采购(6)盐酸(31%)20kg50t本市采购(7)烧碱(42%)20kg50t本市采购(8)尿素(含N46%)30kg75t本市采购(9)活性碳18kg45t本市采购(10)阴离子交换树脂10.7kg26.7t本市采购(11)阳离子交换树脂10.7kg26.7t本市采购(12)包装桶(200kg/桶)5个12500个本市采购2公用工程
(1)新鲜水166t415000t开发区管网(2)循环冷却水(△t=16℃)2822.4t7056000t循环水站(3)脱盐水10.1t25200t脱盐水站(4)无菌压缩空气69120Nm31.73×108Nm3空压站(5)仪表空气172.8Nm3432000Nm3空压站(6)低压蒸汽(0.6Mpa,160℃)38.6t96480锅炉房(7)中压蒸汽3.5t8640t锅炉房(8)电5811kw.h1.46×107kw.h开发区电网(9)氮气1008m32520000Nm3空压站3.4.3工艺设备的选择本装置设备主要依据中科院化冶所和清华大学的发酵工艺技术条件设计,装置设备共约260台套。本装置工艺介质酸性较重,腐蚀性较强,因此装置材料大部分采用不锈钢材料、碳钢内衬、玻璃钢、PVC等。主要设备详见表3-4-2。表3-4-2主要设备一览表序号名称规格材质数量备注一甘油发酵工段1配制罐VN=5m33042搅拌加热2贮罐VN=150m33041搅拌加热3发酵罐VN=200m33044搅拌加热4一级种子罐VN=20013042搅拌加热5二级种子罐VN=20m33042搅拌加热6尿素罐VN=3m33041搅拌加热7玉米浆罐VN=5m33041搅拌加热8连消系统30419蒸汽分配台Q235A1二甘油提取工段
1贮罐VN=200m330422板框过滤机300㎡组合33板框受槽VN=5m330424清液贮槽VN=200m330415三效浓缩器5000kg/h30416中间槽VN=5m330427水喷射泵5000kg/h组合1三PDO发酵工段1流加配制罐VN=75m33042搅拌2流加计量罐VN=10m3304103碱流加计量罐VN=6m3304104碱配制槽VN=6m33041搅拌5碱泵30426甘油配制槽VN=10m33042搅拌7连消泵30428换热器FN=100㎡30419维持罐VN=11.5m3304110连消喷射器304111发酵罐VN100m330410无级调速12排空消毒罐VN=1m33041113一级种子罐VN=0.1m33214全自动14二级种子罐VN=1m33214全自动15三级种子罐VN=10m33044无级调速16总过滤器304617分过滤器组合44预、精各一18贮罐VN=200m33041升温、计量19蒸汽分配台3041
20种子站3041四PDO提取工段1絮凝罐VN100m33044搅拌、升温2酸高位槽VN=5m3塑料13酸泵组合24板框进料泵组合25板框过滤机100㎡组合6聚丙烯6配制罐VN=1m33041搅拌7收集槽VN=10m33042板框收集8清液泵30429清液贮罐VN=100m3304410电渗析130㎡组合1011纯液贮罐VN=100m3304312三效浓缩10t/h304113真空系统组合114二浓贮罐VN=10m33042与三效配套15二次浓缩器2.5t/h3041可计量16蒸馏贮罐VN=10m33042单效17蒸馏装置1t/h3041可计量18精馏贮罐VN=20m33041三级冷却18-1塔顶产品贮罐VN=10m33041可计量18-2塔顶贮罐VN=20m3304119精馏装置ф500304120产品贮罐VN=25m3304121真空系统组合1绝压3mmHg22蒸汽分配台304123纯水装置10t/h组合1
24冷凝水收集槽VN=7.5m33041五空压、制氮1制氮机700m3/h组合92空压机70m3/h,0.3MPa组合93空压机40m3/h,0.8MPa组合94储气罐Q235A25采风塔DN1400Q235A16粗过滤器组合187除油罐Q235A28旋风分离组合29冷却器Q235A210丝网分离组合211稳压罐Q235A2六锅炉房1锅炉10t/h快装锅炉组合32水处理装置组合13热水装置组合1供热取暖4烟囱砖混15导热油炉150×104kal/h组合16脱硫除尘装置组合13.4.4总平面布置总平面布置的原则:符合生产和运输要求;结合地形、地质等自然条件;符合防火、安全、卫生要求;妥善处理分期建设和考虑发展的可能性;为施工创造有利条件。总平面布置详见图3-4-3。
本工程分为生产区、辅助生产区两个功能区。生产区包括综合厂房一个单项;辅助生产区包括空压站、循环水站、消防水泵房、总变电站、污水处理场、锅炉房、原料库、成品棚、办公楼九个单项。3.4.5绿化本工程绿化面积近4500平方米,覆盖率达15%。绿化方案为对厂前进行重点绿化,布置形式采用自然式。对于生产区和辅助生产区,根据各自的生产特点、空气污染状况、相邻车间的生产性质或使用功能等具体情况因地制宜地进行。3.4.6工厂运输全厂货物运输量为42984吨/年。其中运入:29779吨/年,运出13205吨/年。采用公路与铁路相结合的运输方式。本工程的原料来自本地及外地。成品也销往本地及外地,所以选择近途公路运输,远途铁路运输至本地,公路二次倒运进厂是合理的。3.4.7工厂给水日供水能力为2000吨。(1)新鲜水新建工程用新鲜水水量为69m3/h。生产生活用水储存在新鲜水储罐内,工厂拟建一座V=650m3的生产、生活及消防共同储存罐,可储存6小时的生产生活用水。深井来水进入水池,再由清水泵加压供给各用水点。(2)循环水新建工程用循环水量为1170m3/h(见用水量表)。循环水的平均供水温度t130℃,平均回水温度t2=40℃,余压回水上塔。厂区新建一座V=360m3的无盖循环储水池,LXBXH=15.6m×7.8m×3m,新上两座方型逆流式节能型玻璃钢冷却塔,每小时冷却水量1400m3。(3)无离子水新建工程用无离子水量为3.5m3/h,水的电阻0.10MΩ.cm。无离子水处理设备布置的锅炉房自备水处理间,以减少用地,解决室外管路输送困难,节省投资。
表3-4-2全厂用水量一览表序号用水种类用水部门用水量小时平均流量(m3/h)日平均流量(m3/d)1新鲜水发酵10240提取6144锅炉房10240换热站248污水站124循环水补水35840生活及其它6144合计5813922循环水工艺生产98023520空压站1904560合计1170280803无离子水工艺生产3.589合计3.5894消防水室内消防水量36室外消防水量108合计1443.4.8工厂排水厂区新建合流制排水管网,干线管径DN600,清净下水与雨水排入排水管网,生产及生活污水经污水处理站处理达标后,与清净水一起排入开发区排水管网。
3.4.9污水处理主要污染源:主要废水来自工艺生产污水和生活污水。成份主要是可溶性有机物。(1)废水排放量及水质生产废水和生活污水排放量432m3/dCOD=2282mg/l,BOD=1618mg/l(2)去除量及去除率根据《污水综合排放标准》,执行二级标准,要求处理后出水COD<150mg/l,BOD<30mg/l。防治措施:根据上述污水水质水量的情况,拟采用厌氧好氧法污水处理技术。污水处理工艺流程见图6-1-1。3.4.10全厂供电根据本工程各装置用量需要,全厂用电负荷的负荷等级均为二级。全厂装机容量2996KW,视在容量2259KVA。根据本工程现有设施和发展的需要,供电电源采用10KV。本工程设总变电所一座,内设10KV开关柜,对厂内低压变电所以10KV配电。在总变电所设2000KVA
10/0.4KV变压器两台,对全厂低压负荷供电。综合厂房、空压站、锅炉房均设在车间低压配电室,对本车间配电。消防泵房、循环水站、污水处理场均不设车间低压配电室,由总变电所低压配电室直接配电。3.4.11供热锅炉房供热方案根据全厂最大热负荷19.7t/h,该项目拟建一座总装机容量为20t/h的蒸汽锅炉房,内设SHL10-1.27-AII型锅炉二台。全年二台10t/h炉同时运行,所产饱和蒸汽送入分汽缸,生产装置及采暖空调等用汽均由分汽缸供出。低压蒸汽热用户就地减压后使用。主要设备选型锅炉选SHL10-1.27-AII型锅炉二台,其性能如下:额定蒸发量:10t/h;蒸汽压力:127MPa蒸汽温度:饱和;给水温度:104℃除尘与脱硫方案锅炉烟气净化选用干湿两级除尘器二台。该除尘器效率为97%,处理后的烟气烟尘排放量为175mg/Nm3,低于国家《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)中二类地区“烟尘排放浓度限值”200mg/Nm3规定。其性能如下:除尘器效率97%除尘器总阻力800~1100Pa处理烟气量30000m3/h3.4.12空压站本项目工艺装置用工艺空气量为24000Nm3/h,工艺装置用氮气量为350Nm3/h,仪表系统用仪表空气量为60Nm3/h。各气用户用气品质分别如下:工艺空气:压力:035Mpa(G)温度:≤40℃无油无尘无菌
仪表空气:0.7Mpa(G)温度:≤40℃无油无尘露点:-40℃氮气:压力:0.4Mpa(G)温度:≤40℃无油无尘露点:-40℃纯度:99%根据各气用户用气量和用气品质的要求,空压站宜设计成两个压缩空气系统分别为0.35Mpa和0.8Mpa压缩空气系统。0.35Mpa压缩空气系统提供工艺空气用气源,0.8Mpa压缩空气系统提供空气和氮气用气源。3.4.13土建本工程占地面积18448平方米,共有10个子项,15个单项,总建筑面积18931平方米。生产部分:综合厂房建筑面积13660平方米。辅助工程部分:空压站、锅炉房、总变电站,建筑面积3063平方米。公用工程部分:生产、生活、消防水泵房、循环水站及污水处理,建筑面积236平方米。生活部分:办公楼及食堂,建筑面积1872平方米。仓储设施:仓库建筑面积1080平方米。建(构)筑物特性详见表3-4-3。
表3-4-3建(构)筑物一览表序号建(构)筑物名称平面尺寸(mxm)建筑面积m2层数分层高度m耐火等级建(构)筑物生产类别基础承重结构内外墙屋面建筑装修1综合厂房54×76.51366045.5Ⅱ钢混内框架砖墙卷材防水涂料丙2空压站54×21113417.5Ⅱ钢混排架砖混砖墙卷材防水涂料丙3总变电站24×859334Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料丙4锅炉房30×29130036Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料丁5破碎机房4.2×4.23624Ⅱ钢混框架砖墙卷材防水涂料丁6烟囱φ1400145钢混砖混7循环水泵房18×611715Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料戊8消防水泵房12×67415Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料戊9值班分析房12×3.64514Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料戊10循环水池360m3戊11调节池360m312配井池30m313办公楼39×12187243Ⅱ钢混砖混砖墙卷材防水涂料戊14仓库60×18108015Ⅱ钢混排架砖混砖墙卷材防水涂料戊15成品棚50×18钢柱铁皮防水
3.4.14投资估算公司年产2500吨1,3-丙二醇工程,本项目投资总额10027万元,其中:固定资产投资9177万元,流动资金850万元。本项目报批总投资9432万元,其中:固定资产投资9177万元,30%铺底流动资金255万元。39
4工程分析4.1 施工前期污染分析 拟建项目施工前期工作主要是平整土地等,因此要注意防止施工扬尘对周边环境的影响,同时要注重建筑的垃圾的合理处置,杜绝随意丢弃垃圾的现象发生。4.2 施工期污染分析 ⑴地表水影响分析 项目施工期影响地表水污染源:生产废水和生活废水。 ①生产废水:在建筑施工中产生的少量的生产废水(如拌合等)要集中收集,统一处理。 ②生活废水:主要是施工人员的生活废水,现场应修建暂时贮水池,集中收集施工人员生活废水,定期拉运,统一处理。 ⑵环境空气影响分析 施工过程环境空气主要污染因子为扬尘,本评价将提出有效的防治措施与管理办法。 ①运输中产生的扬尘:施工期车辆运行产生的扬尘对环境影响较严重,因为施工现场地表裸露,车辆往返穿行,带起的灰尘,对周围环境有一定影响。 ②建筑材料装卸、贮存等环节产生的扬尘。 ③建筑物施工中产生的扬尘。 ⑶噪声环境影响分析 施工期噪声源主要为机械噪声及施工运输的交通噪声。 ⑷固体废物影响分析 施工期产生的建筑垃圾,应集中收集,送指定场所处置。4.3 营运期污染分析4.3.1废水主要废水来自工艺生产污水和生活污水。成份主要是可溶性有机物。39
(1)废水排放量及水质生产废水流量15m3/h,其中发酵车间7.5m3/h,提取车间4.0m3/h,生产废水包括洗罐废水和冲洗地面废水,洗罐废水最大用量为2m3/次。此外还有锅炉排污、循环水排污及化验室排水,其总量为3.5m3/h。洗罐废水水质为COD=3500mg/l,BOD=2500mg/l。生活污水流量3m3/h,COD300mg/l,BOD=150mg/l,应见图3-4-4和表4-4-1。(2)去除量及去除率根据《污水综合排放标准》,执行二级标准,要求处理后出水COD<150mg/l,BOD<30mg/l。4.3.2废气(1)生产废气本装置废气主要来源于发酵罐,年排放量为2.16亿标立方米,废气中主要成份是氧气、氮气、水蒸汽和二氧化碳,废气排放为间断排放,每小时排放约3万标立方米。(2)锅炉烟气蒸汽锅炉所产生的烟气量约21400Nm3/h,其中主要污染物是烟尘和SO2。4.3.3废渣(1)生产废渣装置中排放废渣主要为活性炭脱色废渣,蒸馏残液废渣和废树脂等。废渣排放情况见表4-4-3:(2)锅炉废渣锅炉废渣是燃煤灰渣,最大排渣量为0.8t/h,年排渣量为5760t,可用来制砖。4.3.4噪声本装置的噪声主要来自空压机房及精提工序的蒸汽喷射泵,声压级通过消音器降噪后均小于85分贝。4.4 环境影响因子的筛选 ⑴环境空气。39
现状评价因子:TSP、SO2、NO2。 影响评价因子:烟尘、SO2。 ⑵地表水。 现状评价因子:PH、COD、BOD5、NH3-N、SS。 影响评价因子:COD。4.5污染物源强的确定(1)废水本项目所排废水主要为生产废水和生活污水。根据资料调研及类比调查对工艺的综合分析,进入污水处理站内的生产废水和生活污水污染物的产生量及源强见表4—4—1。表4-4-1工程水污染源强预测污染源水量(m3/d)COD(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)发酵车间1809648882035003500100100300250025003050150500400701002505020101030提取车间锅炉排污其它生活污水总计(t/d)4322282161833230(2)废气锅炉排放的废气本工程大气污染源排放参数见表4-4-2。采暖锅炉排放的烟气对环境空气的影响。采暖燃煤锅炉烟气排放情况以下表给出。本项目选用鹤岗烟煤,其煤质为含硫量0.40%,灰份30%,挥发份39.22%,含硫量和灰份相对较低。全年燃煤量19700t/a。39
表4-4-2采暖燃煤锅炉烟气排放情况污染源燃煤量除尘设备除尘效率排放形式污染物排放浓度(mg/m3)污染物排放量(t/a)烟尘SO2烟尘SO22×10t/h锅炉3700kg/h高效干湿二级除尘器除尘效率97%45m高烟囱13333134.3122.1(3)固体废物本工程固体废物主要是燃煤锅炉产生的灰渣和污水处理站产生的污泥,锅炉灰渣主要去向去为砖厂。固体废物产生量见表4-4-3。表4-4-3固体废物产生量来源种类产生量(t/a)锅炉灰渣5722污水处理站污泥26脱色废活性碳90蒸馏蒸馏残液100离子交换废树脂60办公区生活垃圾394.6建设项目清洁生产分析清洁生产是将可持续发展的思想应用于环境保护的一种整体预防的战略。它是以节能、降耗、减污为主要目标,以技术、管理为手段,通过产品的开发设计、原料的充分使用、良好的企业管理、合理的工艺流程、有效的物料循环以及综合利用等途径,实现工业生产中包括生产、产品和消费的全过程控制,使污染物的产生量和排放量最小化的一种综合性措施,其目的是使生产和消费过程产生的废物资源化、最小化、无害化,从而使企业获得最大的环境效益和经济效益。39
因此,清洁生产要求企业采用先进的生产工艺,提高生产管理水平及环境管理水平,把环境保护的着眼点从末端治理转移到生产工艺的全过程,采取工艺过程控制与末端治理相结合的污染防治措施。本项目为高新技术产业化示范工程,采用发酵法生产1,3-丙二醇,下面将从生产工艺先进性、能源和污染物排放等方面进行分析,评述清洁生产水平。4.6.1工艺先进性分析黑龙江省辰能生物工程有限公司与清华大学研制的的二步发酵法生产1,3-丙二醇工艺技术。专家认为,生物发酵法生产1,3-丙二醇,与化学合成法(环氧乙烷法、丙烯醛法)相比,具有利用可再生资源、设备装备简便、操作条件温和、环境友好、大大降低成本等先进性。发酵法生产PDO是利用生物体的生命活动来获得产品,与化学生产过程相比,它们有生命活动所具有的特点:①生产过程是在常温下进行,操作条件比较温和。②生产原料以淀粉等碳水化合物为主,并加入少量的有机和无机氮源。生产过程中,副产物少,无环境污染。生物体的培养液不对人和动物造成危害。③生产过程不产生废水,废水源自洗罐,地面冲洗水,所产生的废水BOD/COD>0.5,生化性能良好。“EO”法:以环氧乙烷(EO)作原料经氢甲酰化反应得到了3—羟基丙醛(3—HPA),然后加氢得到1,3-丙二醇。其工艺特点技术难度大,装置投资高。目前国内很难开发这一工艺路线。丙烯醛水合法:丙烯醛水化制3-HPA,再加氢制得1,3-丙二醇,投资相对较低。丙烯醛水合法的缺点是丙烯醛来源困难,有剧毒,国际上没有商品出售,且制得的丙二醇质量差。本工程采用的二步发酵法生产1,3-丙二醇工艺技术,根据我国多年发酵法生产甘油的研究水平世界领先,清华大学教授刘德华等人的的甘油二步发酵法生产工艺世界首创,并且二步发酵法生产1,3-丙二醇实验已获成功,所以采用先供氧制取甘油后厌氧制取1,3-丙二醇的二步藕联法新工艺,专家鉴定认为具有世界先进水平。39
4.6.2节能分析(1)节能设计应充分考虑影响建筑物耗热指标的几个主要因素:在建筑物各部分维护结构传热系数和窗、墙面积比不变的条件下,尽量减少低层和少单元的建筑;在建筑物轮廓尺寸和窗墙面积比不变的条件下采用高效保温墙体、屋顶和门窗;提高门窗的气密性;减少换气次数;在规划的条件下增大南北朝向的建筑物的比例,控制窗墙面积比和凹凸面过多的形体过于复杂的住宅,以实现建筑节能。在综合考虑其建筑物的合理性、安全性、经济可行性的情况下应尽量采取以下节能材料,如:岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土块、空心砖、塑钢窗,聚苯板及国家提倡的供热管线保障措施、供水管线用材、节水洁具及硬聚乙烯排水管等节能材料,严禁使用国家已明文规定禁止使用的各种建材,以达到实现建筑节能的目的。(2)节电用电设备一律选用节能、节电型产品。根据用电负荷,合理选用电器材,减少输电损失。实现电气节能可采用高效变压器、高效光源、声光控制照明系统、电动机软启动、变频技术及通过电容补偿提高功率因数等措施,实现节约用电。(3)节水我国是水资源贫乏的地区之一,水资源与我国的经济和社会发展密切相关。节约用水的重点是合理规划用水和防止跑、冒、滴、漏的现象发生。应选择性能良好的供水设施、设备,如在便池上采用6升以下的节水洁具或有双控制的6升和3升39
排水量的洁具或采用延时冲洗阀,即可防止常流水,又可使每次冲水节水20-40%;水龙头采用陶瓷阀芯片的水龙头,比一般铸铁水龙头节水30-50%,加强对用水的计量和管理,指定切实可行的规章制度,定期巡视检修,也是保证正常用水和实现节水的重要举措。此外,加强对员工增强节水意识的教育,自觉实现一水多用,也使实现节约用水利国利民的重要措施。4.6.3环保设施先进性及排污分析本项目建设除采用先进环保的生产工艺及设备外,对生产工艺过程中产生的锅炉烟岐、生产废水和生活污水及风机、空压机噪声等污染物还将采用先进可靠的治理设施,确保以上污染物能够达标排放,最大限度地降低生产过程排污对项目区及周围环境的污染影响,具体环保措施在6.1节中论述。现对本工程采取的环保设施的先进性分析如下:(1)水污染防治措施的先进性针对本工程的具体情况,本工程拟建污水处理站经过技术经济比较确定对本工程的废水采用厌氧处理和好氧处理相结合的方法处理,以节约能源和投资。大部分有机物(如COD等)在厌氧反应器内得到去除,可节约由供氧引起的电耗;COD容积负荷高达6-8kg/m3.d,占地面积小;污泥量少且稳定,可降低污泥处理费用;废水中有机物转化为沼气,可回收利用。由此可见,采用厌氧—好氧处理工艺比采用二级好氧法更为经济。是一种污水处理较先进的方法。环境空气污染防治措施的先进性(2)本工程大气污染物主要是烟尘和SO2,采用干湿两极除尘器进行净化处理,除尘同时有一定的脱硫效果,从环境空气污染防治角度来看,此种方法为较先进的污染防治方法。(3)噪声污染防治措施的先进性工程选用质量过关的低噪声设备。对风机、空压机等以空气动力性噪声为主的设备,进出口安装消声器;对机械加工设备,在设备安装时采用减振基础;合理布局,加强厂界绿化,使发声建筑远离厂界,利用建筑物及绿化来阻隔噪声的传播。以上噪声污染防治措施均为先进合理的方法。4.6.4企业清洁生产管理分析39
清洁生产与工业企业管理有着非常密切的关系。清洁生产是提高企业管理水平的重要措施和思想;企业管理是企业推行清洁生产的基本保证和手段。企业良好的管理可以减少原材料的浪费,降低废弃物的产生,从而在降低生产成本和提高产品质量的同时,也就减少了污染物的排放和对环境的危害。项目建成后应严格管理,增强工作人员的环保意识,尽量减少“跑、冒、滴、漏”、“常流水”、“常明灯”等浪费资源的现象,使之符合清洁生产的要求。4.6.5分析结论及建议4.6.5.1分析结论从以上分析可知,该项目的生产实验工艺及设备均属国内先进水平,工艺流程合理,生产过程中某些污染物得到较好控制,能耗低、资源利用率提高,废物产生量减少,符合清洁生产的指导思想。4.6.5.2建议(1)加强原料运输及贮存等环节的全过程管理,在原、辅材料的运输以及生产过程中,要严防“跑、冒、滴、漏”现象的发生,将生产过程中对环境的污染控制在最小程度。(2)加强清洁生产管理,建立清洁生产审核制度,在厂内设专门的清洁生产管理机构,全面提高职工的节水、节电意识,杜绝“常流水、常明灯”等浪费资源的现象。39
5 环境质量现状评价5.1 环境空气质量现状评价5.1.1 现状监测5.1.1.1 监测范围 确定以拟建烟囱为中心,6×6km2的范围内。5.1.1.2 监测因子 TSP、SO2、NO2。5.1.1.3监测布点 按照主导风向和敏感目标相结合的原则,进行大气监测点的布设,具体见表5-1-1和图5-1-1。表5-1-1环境空气监测布点表编号采样点方位距建设场地边界距离(m)1#2#储备库金土地ES20002005.1.1.4 监测采样频率及方法 采样频率为各监测点连续监测5天,监测分析方法按《环境空气质量标准》GB3095-96中有关规定,确定本评价区各监测因子的监测分析方法,具体见表5-1-2。表5-1-2监测项目及采样分析方法编号监测项目采样方法分析方法最低检出限单位(标态)采样仪器采样时间每次(h)采样流量(L/min)采样高度(m)分析仪器分析方法1二氧化硫(SO2)大气采样器一次:1.0日均:≤180.51.572-1型分光光度计盐酸副玫瑰苯胺比色法0.003mg/m32二氧化氮(NO2)大气采样器一次:1.0日均:≤180.51.572-1型分光光度计Saltzman法0.003mg/m33总悬浮颗粒物(TSP)总悬浮颗粒物采样器日均:≤120.51.5分析天平重要法0.003mg/m35.1.1.5 监测结果分析 于2004年5月15-19日进行了现状监测,监测结果列于表5-1-339
。现按监测项目分述如下: ⑴TSP TSP在各监测点的日均浓度值在0.219-0.251mg/m3之间,日平均最大浓度值为0.251mg/m3,是在1#监测点测得,此次监测TSP日均值不超标。 ⑵SO2 SO2小时监测浓度值在0.041-0.053mg/m3之间,一次监测最大浓度值为0.053mg/m3,日平均浓度值在0.042-0.050mg/m3之间。此次监测无论是小时平均浓度还是日平均浓度均不超标。 ⑶NO2 NO2小时监测浓度值在0.042-0.053mg/m3之间,一次监测最大浓度值为0.053mg/m3,在1#监测点获得,日平均浓度值在0.042-0.052mg/m3之间。此次监测无论是小时平均浓度还是日平均浓度均不超标。5.1.2 现状评价5.1.2.1 评价范围及评价参数 评价范围同监测范围,评价参数同监测参数。5.1.2.2 评价方法 采用单项污染指数法,其公式为:Ii=Ci/Coi Ki=Ii/P式中:Ii-i种污染物的分指数; Ci-i种污染物的日平均浓度实测值,mg/m3; Coi-i种污染物的日平均浓度标准值,mg/m3; Ki-i种污染物的分指数的分担率; P-各种污染物分指数之和。 凡是分指数Ii大于1,表明该点环境质量劣于评价标准等级,反之则满足评价标准等级。39
表5—1—3环境空气监测结果污染物监测点位1小时浓度值日平均浓度值取样数浓度范围(mg/m3)超标数(%)超标率最大一次值超标倍数取样数浓度范围(mg/m3)超标数(%)总平均值最大一次值超标倍数TSP金土地50.219-0.25100.233储备库50.233-0.25000.240SO2金土地200.041-0.053050.042-0.04900.045储备库200.042-0.052050.043-0.05000.047NO2金土地200.042-0.0514050.042-0.05000.048储备库200.045-0.053050.046-0.05200.049101
5.1.2.3 评价标准 采用国家环境空气质量标准(GB3095-96)中的二级标准。评价标准见表5-1-4。表5—1—4评价标准污染物名称浓度限值(mg/m3)长期平均短期平均总悬浮颗粒物(TSP)0.20(年)0.30(日)二氧化硫(SO2)0.06(年)0.15(日)0.50(小时)二氧化氮(NO2)0.08(年)0.12(日)0.24(小时)5.1.2.4 现状评价结果 现状评价结果见表5—1—5。表5—1—5 环境空气质量现状评价结果评价点位TSPSO2NO2实测值Ci分指数IiKi(%)实测值Ci分指数IiKi(%)实测值Ci分指数IiKi(%)1#0.2330.7826.880.0450.3910.000.0480.4013.332#0.24008026.670.0470.3110.330.0490.4113.67合计52.6720.3327.005.1.2.5现状评价结论 ⑴本评价空气污染以TSP为主,其次为NO2和SO2,其分指数的分担率分别为52.67%,27.00%和20.33%,评价区环境空气质量较好。 ⑵单项污染指数评价结果表明,评价区各监测因子单项污染指数均小于1,说明评价区各评价因子均具有一定的环境容量。SO2的环境容量相对较大。101
5.2 地表水环境现状调查与评价5.2水环境现状调查与评价5.2.1.地表水环境现状调查与评价5.2.1.1评价区地表水环境概况及污染源现状调查(1)评价区水环境概况评价区内地表水体包括肇兰新河排干及呼兰河。本项目排水经肇兰新河、呼兰河最后汇入松花江哈尔滨江段下游。肇兰新河排干原为防洪而开挖的人工河流,现已成为季节性人工控制排洪和排污交替使用的排水渠,该河流经肇东市境内,全长93km,平均河宽20m。肇兰新河的主要功能是防洪排涝和接纳大庆石化公司和肇东市排放的工业废水和生活污水,经呼兰河最终排入松花江。呼兰河是一条天然河流,属于松花江一级支流,最大流量5120m3/s,最小流量0.025m3/s,河面平均宽度46.5m,平均流速0.16m/s,是本项目的间接纳污水体,纳污河段的水域功能区划为Ⅳ类,主要功能为一般工业用水。(2)污染源现状调查大庆石化公司所排污水经青肯泡氧化塘、肇兰新河排干汇入呼兰河,另外,通过肇兰新河排干排污的还有肇东市的工业废水和生活污水,本评价对其污染物的排放情况进行了调查统计。大庆石化公司各企业目前外排废水状况见表5-2-1。101
表5-2-1大庆石化公司废水排放状况统计表序号排放源排放特性废水排放量主要污染物排放浓度(mg/L)t/h104t/aCOD石油类氨氮氰化物硫化物1乙烯厂区(1)(2)(3)化工污水处理场化工三厂污水处理场腈纶污水处理场连续连续连续978.0380.0432.0782.4304.0345.6149.7145.5312.03.291.500.8112.011.541.20.060.100.150.100.08—2炼油厂污水处理场(第一、第二)连续954.07631009.032.50.070.103化纤污水处理场连续104.083.2147.41.430.00.21—4化肥厂连续390.0312.0149.57.261.30.010.045清洁下水连续2005.31604.2125.03.272.94——青肯泡氧化塘入口连续5243.34194.4144.24.2617.880.050.05青肯泡氧化塘出口连续5243.34194.471.41.132.110.0020.01排放标准10010500.51.0肇东市向肇兰新河排干排污的主要企业及生活污水的排放状况见表5-2-2。表5-2-2肇东市主要企业及生活污水污染物排放状况统计表序排污单位名称排放量CODBOD5SS号104t/at/amg/Lt/amg/Lt/amg/L1234567金玉公司肇东石油化工总厂制油厂华丰公司金玉玉米有限公司城镇生活污水合计114.98.83.63.62.6576.0709.5438.4231.3328.7319.19123.551440.02081.22381.6356.0798.1533.14751.9250304.2016.2811.747.963.28864.01207.46264.8185.0326.1221.1126.2150107.5811.4427.475.154.551152.01308.1993.6130763.1143.1175.0200101
由表5-2-1、表5-2-2中统计结果可以看出,通过肇兰新河排干向呼兰河排污的单位主要有大庆石化公司和肇东市企业及生活污水。其中,大庆石化公司各企业排污通过各自污水处理场处理后进入青肯泡氧化塘最后处理,主要污染物为COD、石油类和氨氮,出水水质均底于国家排放标准;肇东市主要企业排污及城镇生活污水均未处理直接排放,主要污染物为COD、BOD5,超标情况严重,特别是企业排污,最高超标倍数达32倍,污染严重。5.2.1.2地表水环境质量现状监测(1)监测范围根据本工程废水的排放特点、路线、水质以及纳污水体的实际情况,确定本评价地表水环境现状监测范围为:肇兰新河肇东入口至与呼兰河汇合口处,河段长度约60km。(2)监测断面布设按照国家水质监测布点原则,并根据纳污水体功能及水质现状,本次评价地表水环境现状监测在监测范围内共布设4个监测断面,具体位置见表5-2-3和图5-2-1。表5-2-3地表水环境现状监测断面布设情况断面编号断面所在河流名称断面具体位置1#2#3#4#肇兰新河肇兰新河呼兰河呼兰河肇东排污口上游500m肇东排污口下游2000m肇兰新河汇入口上游500m肇兰新河汇入口下游2000m(3)监测时间及频率水质监测数据利用已有资料。(4)监测项目及分析方法根据肇兰新河、呼兰河的污染现状及本工程投产后的排污特点,监测项目共选择4项,分析方法采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2001)中规定的标准分析方法,具体见表5-2-4。101
表5-2-4地表水环境现状监测项目及分析方法序号监测项目分析方法最低检出限(mg/L)方法来源1234PH化学需氧量生化需氧量氨氮玻璃电极法重铬酸钾法稀释与接种法纳氏试剂比色法0.520.05GB6920-86GB11892-89GB7488-87GB7479-87(5)监测结果统计及分析具体监测结果统计于表5-2-5中。表5-2-5地表水环境现状监测结果均值断面参数1#2#3#4#PH化学需氧量生化需氧量氨氮8.7271.210.742.047.09208.891.5622.077.6041.911.261.177.6855.217.134.08注:表中水温单位为“℃”,pH无量纲,其余参数单位均为“mg/L”。现对各监测水域水质监测结果分述如下:肇兰新河:肇兰新河作为一条人工控制的排洪和排污交替使用的季节性排水干渠,目前主要功能为防洪和受纳大庆石化公司排水和接纳肇东市大量未经处理的工业废水和生活污水。本次地表水环境现状监测在肇兰新河上共布设二个监测断面,即肇东排污口上游500m和肇东排污口下游500m。101
从二个监测断面的水质监测结果看,肇兰新河水质污染状况较为严重,尤其是在流经肇东境内,接纳了该市所排放的污水后,水质明显恶化,二个断面的化学需氧量分别为71.2mg/L和208.8mg/L;在肇东市排污口下游断面化学需氧量、生化需氧量、氨氮均远远超过国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2001)的Ⅴ类标准值。呼兰河:呼兰河是本工程排污的直接受纳水体,从监测结果看,水质污染以有机污染为主,化学需氧量各断面平均浓度值在41.9mg/L~55.2mg/L之间,在各次监测中化学需氧量均超过地表水环境质量标准中的Ⅳ类标准值(40mg/L)。呼兰河在与肇兰新河汇合后,水质污染有加重的趋势。5.2.1.3地表水环境质量现状评价(1)评价范围本次地表水环境质量现状评价范围确定为肇兰新河全河段及呼兰河肇兰新河入口上游500m至河口段,全长约60km。(2)评价因子选择pH、化学需氧量、生化需氧量、氨氮共4项作为评价因子。(3)评价标准根据《黑龙江省地面水环境质量功能区划分和水环境质量补充标准》(DB23/485-1998)中规定,肇兰新河、呼兰河水质现状评价标准分别采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2001)中的Ⅴ、Ⅳ类标准,具体见表5-2-6。表5-2-6地表水环境质量标准(GB3838-2001)单位:mg/L序号项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类1PH6.5~8.56~92化学需氧量≤15以下152030403生化需氧量≤3以下346104氨氮≤0.50.50.51.01.5(4)评价方法采用标准指数法,其数学公式如下:101
Si,j=ci,j/csi式中:Si,j—单项水质参数i在第j点的标准指数;ci,j—单项水质参数i在第j点的监测值,mg/L;csi—单项水质参数i的评价标准,mg/L。DO的标准指数为:式中:DOf—温度为T时,水中的饱和溶解氧浓度,mg/L。pH的标准指数为:式中:pHsd—水质标准中规定的pH下限;pHsu—水质标准中规定的pH上限。水质参数的标准指数>1,表明该水质参数超过了规定的水质标准,已经不能满足使用要求。(5)评价结果及分析地表水环境质量现状评价结果见表5-2-7。由表5-2-7中评价结果可以看出,肇兰新河作为污水排放干渠,在青肯泡排水期间水质污染较为严重,主要超标因子为化学需氧量、生化需氧量、氨氮和高锰酸盐指数,其中各断面化学需氧量超标倍数在0.78~4.22倍之间;生化需氧量超标倍数在0.07~8.16倍之间;氨氮超标倍数在0.36~13.71倍之间;污染最严重的断面是肇东排污口下游断面。表5-2-7水环境质量现状评价结果项目pH化学生化氨氮水质101
断面需氧量需氧量类别1#2#3#4#0.380.370.300.341.785.221.401.841.079.161.882.861.3614.711.174.08劣Ⅴ劣Ⅴ劣Ⅴ劣Ⅴ呼兰河目前水质状况较差,已经受到较重污染,水质级别判定为劣Ⅴ类水体。各监测断面化学耗氧量平均浓度分别达到41.9mg/L、55.2mg/L,Si,j值分别为1.40、1.84;氨氮平均浓度值分别达到1.17mg/L、4.08mg/Lmg/L,Si,j值分别达到1.17、4.08;生化需氧量平均浓度值分别达到11.26mg/L、17.13mg/L,Si,j值分别达到1.88、2.86;其它参数的平均浓度值均在标准之内,水质级别判定为劣Ⅴ类。从水质监测及评价结果看,呼兰河目前有机污染较重,主要污染物为氨氮、化学需氧量、生化需氧量,而肇兰新河排干废水的汇入,使其下游河段污染状况进一步加重。(6)地表水环境质量现状评价结论a.肇兰新河目前有机污染严重,尤其是在接纳了肇东市未经处理的工业废水和生活污水后,水质恶化,下游断面的有机污染物化学需氧量、生化需氧量、氨氮的浓度值远高于国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2001)中的Ⅴ类标准值,水体级别为劣Ⅴ类,不能满足规划的Ⅴ类水体功能要求。b.呼兰河目前污染较严重,以有机污染为主,尤其是肇兰新河汇入后,水质污染明显加重,各断面氨氮、化学需氧量、生化需氧量等有机污染指标含量均超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2001)中Ⅳ类标准,其中氨氮超标0.17~3.08倍,化学需氧量超标0.40~0.84倍,生化需氧量超标0.88~1.86倍,水质级别为劣Ⅴ类,已不能满足规划的Ⅳ类水体功能要求。5.3 声环境质量现状评价5.3.1 现状调查及监测5.3.1.1 现状调查101
⑴拟建项目位于肇东市西部高新技术开发区内,项目周围为空旷碱地,200m范围内没有居民区和其它噪声敏感点无声敏感目标。北侧和西侧均为工业规划用地,东面800m为顺达葵花公司,南侧隔路500m为金土地公司。具体位置见图2-1-1。主要噪声源为道路交通噪声,项目所在区域声环境质量较好。 ⑵根据拟建项目所在地声环境特点,该地区执行《城市区域环境噪声标准》中的2类标准。5.3.1.2 现状监测 ⑴监测点布设。 根据拟建项目周围环境状况,本评价监测点将以拟建项目周围布设。 ⑵监测方法。 按照GB/T14623-93《城市区域环境噪声测量方法》和国家环保局颁发的《环境监测技术规划》中规定的条件进行噪声监测。 ①监测仪器:HS6288型多功能噪声分析仪。 ②气象条件:无雨雪,风速低于4级。 ③测量时间:每天昼夜各监测一次,连续两天。 昼间:06:00—22:00 夜间:22:00—06:00 ④数据处理:对每一个监测点分别进行等效A声级值Leq[dB(A)]测量 Leq的计算原理如下:式中:Leq—连续等效A声级 dB(A) Li—测得的第i次A声级 dB(A) Li—测得的A声级算术平均值 dB(A) n—测得次数⑶监测结果现状监测结果分别见表5-3-1。101
表5-3-1厂界噪声现状监测值点位测量值LeqdB(A)昼间夜间153.944.0254.043.0351.141.5451.742.15.3.2 现状评价5.3.2.1 评价标准 评价标准选用《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)见表5—3—2。2类标准,即昼间60dB(A),夜间50dB(A)。表5—3—2城市区域环境噪声标准Leq[dB(A)]类别昼间夜间01234505560657040455055555.3.2.2评价方法采用单因子污染指数法进行评价,其计算公式为:式中:Pi—第i点的污染指数 Li—第i点的噪声监测值 dB(A) Lb—该点所处功能区噪声标准值dB(A)101
计算各监测点Pi值,Pi>1为超标,Pi≤1为不超标。5.3.3 现状评价结论及分析厂界环境噪声监测结果看,厂界噪声值教低,声环境质量较好。将厂界环境噪声监测结果与标准比较,昼夜均低于II类标准。厂界环境噪声监测点位1#~4#昼夜都符合2类标准,项目所在区域基本没有受到噪声污染。101
6污染防治措施及总量控制规划根据工程污染分析中所述本项目存在的主要环境问题,按照《建设项目环境保护管理条例》中规定,本项目的建设将采取措施对所产生的环境污染进行治理,使其达标排放。具体措施如下:6.1污染防治措施6.1.1环境空气污染防治措施6.1.1.1施工期污染防治措施(1)在施工现场场界修建2m高实体围墙,封闭施工现场,既可有效地防止粉尘及扬尘的污染,又可起到隔声的作用。(2)施工现场用的混凝土要采用商用混凝土,施工现场不得设大型混凝土搅拌站。(3)施工所用粉状材料,在运输时应对运输车辆加盖蓬布,缓速慢行。(4)施工过程中所用建筑材料,必须设固定堆放场,特别是水泥、白灰等在堆放过程中必须用苫布盖好,防止二次扬尘污染,不得随意堆放。(5)土方挖掘产生的弃土应及时运离施工现场,运输时应加遮盖。施工场地应保持一定湿度,要定时洒水,防止粉尘及二次扬尘污染施工场地周围环境空气质量。6.1.1.2营运期污染防治措施(1)锅炉烟气锅炉烟气中主要污染物为烟尘和SO2,两台10吨/时的蒸汽锅炉所产生的烟气经干湿两级除尘器除尘,除尘效率97%,处理后的烟气烟尘和SO2排放浓度分别为133mg/Nm3和331mg/Nm3,经45米101
高的砖烟排向高空,排烟含尘量满足国家《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)中二类地区烟尘和SO2排放浓度限值的规定。(2)发酵工序异味的治理根据本工艺流程分析,由于发酵在发酵罐中进行,产生的异味气体为乙醇和少量酯类气体,由发酵罐上高的排气孔排出,为此本评价提出如下污染防治措施:在罐顶放空口设置活性炭吸附装置(活性炭对刺激性异味有较大的吸附能力,且设备简单),排放的气体经活性恢吸附后,经高于附近建筑物5m的排放筒高空排放,预计对厂区周围环境空气质量影响较小。(3)污水处理间异味治理本工程污水处理设施设置在污水处理间内,生产废水在水解酸化等处理工序会产生一定量异味气体,本评价提出如下污染防治措施,在产生异味的装置上方设置吸风罩,强制排风,由高于周围建筑物5m的排气筒,高空排放。(4)食堂油烟治理食堂灶房要安装排烟罩,并设油烟净化装置(规模均为中型,去除率≥75%),油烟经排烟罩并净化后由高出附近建筑物5m的排气筒排入环境空气,净化后的油烟浓度小于等于《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001)规定的2mg/m3排放标准。6.1.2水污染防治方案与对策6.1.2.1水质质量本项目的废水主要有生产工艺废水、生活污水等。生产工艺废水包括发酵车间及提取车间等。废水的特点是水量大,有机物浓度高,时变化系数大。主要会有糖类、醇类等有机物,BOD5与COD的比值大于0.5,属于可生化性好的废水,特别适于用生化法处理。本扩建工程投产后其废水的水质水量见表6-1-1。设计处理能力按450m3/d表6-1-1废水的水质水量废水量(m3/d)CODBOD5SS101
432228216183326.1.2.2处理工艺生物处理方法包括好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理包括普通活性污泥法、生物接触氧化法、均匀受限曝气等。厌氧生物处理包括UASB反应器、AF反应器、IC厌氧反应器等。由于废水有机物浓度高,采用两级生物处理方法有效,往往还需要进行预处理或后处理效果才会理想。通常采用厌氧—好氧工艺处理,或者采用酸化水解—-二级好氧工艺处理此种废水。6.1.2.3方案比较废水处理应具有操作简单、易于维护、运行稳定、管理方便的优点。现提出两个方案,从基建投资、运行费、处理效果及运行管理等诸方面进行比较以确定推荐方案。方案一、IC厌氧反应器+生物接触氧化其工艺流程见图6-1-1。沼气二沉池生物接触氧化池IC厌氧反应器预酸化池调节池格栅废水出水污泥脱水机储泥池泥并外运图6-1-1废水处理工艺流程图(方案一)方案二、酸化水解+二级生物接触氧化,其工艺流程见图6-1-2。101
二沉池二级接触氧化池一级接触氧化池预酸化池调节池格栅废水出水污泥脱水机储泥池泥并外运图6-1-2废水处理工艺流程图(方案二)方案一与方案二的具体比较祥见表6-1-2。表6-1-2方案技术经济比较项目方案一方案二基建投资70.865.1运行费(元/吨。水)0.800.90处理效果达标排放达标排放运行管理管理方便、运行稳定管理较复杂通过方案技术经济比较,优先选用方案二。其理由是具有广泛的应用实例,基建投资低于方案一,且设有厌氧产生的臭气,减少了对环境空气的污染。6.1.2.4推荐方案的处理效果采用推荐方案即酸化水解+接触氧化的处理工艺流程,全厂废水处理前后的水质详见表6-1-3。处理后出水可以达到《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的二级标准限值,总去除率COD和BOD5分别为94%和98%。101
表6-1-3全厂废水处理前后的水质项目预酸化二级接触氧化+二沉项目CODBOD5SSCODBOD5SS进水22821618332342162332出水3421622991503066去除率8590105682806.1.3噪声(1)应选用质量过关的低噪声设备。(2)对风机、空压机等以空气动力性噪声为主的设备,进出口安装消声器。并建独立风机室及空压机室,建设时使用隔声门窗及吸声材料。(3)隔声操作间,保证工人暴露于高噪声环境的时间低于8小时。(4)合理布局,加强厂界绿化,使发声建筑远离厂界,利用建筑物及绿化来阻隔噪声的传播。6.1.4固体废物本项目投产后,营运期主要固体废物为生产废渣、锅炉灰渣及生活垃圾,产生量分别为250t/a、5760t/a及48t/a。拟采取如下措施处理:(1)生产废渣脱色过程中使用的活性炭经过过滤后产生废活性炭,可送至锅炉房与燃料煤混合后焚烧。离子交换部分树脂使用一段时间后会失活,需要更换,产生的废树脂焚烧或者深埋处理。(2)锅炉废渣锅炉废渣是燃煤灰渣,定期送到砖厂作为制砖原料或用于铺路,无二次污染。(3)生活垃圾,由哈尔滨市环卫部门统一清运、处理,严禁随意排放。固体废物污染防治措施见表6-1-4。101
表6-1-4固体废物产生量来2源种类产生量(t/a)处理措施锅炉灰渣5722用于制砖污水处理站污泥26与生活垃圾一起处理脱色废活性碳90焚烧处理蒸馏蒸馏残液100过滤后残渣做副产品,滤液送污水贮存池离子交换废树脂60焚烧处理办公区生活垃圾39送至城市垃圾处理场6.1.5原料和产品在运输和贮存过程中的污染防治措施。(1)本项目产品1,3-丙二醇等属于化工原料,其储罐必须设置安全防护措施,防止池漏,对环境造成危害。必须执行安全防火规定。(2)原料和产品运输过程中必须采用符合危险化学品运输规定的罐和包装袋等,杜绝原料和产品在运输过程中散落。(3)定期对原料和产品储罐进行安全检查,杜绝“跑、胃、滴、漏”现象的发生,既可降低原材料的消耗,又可避免环境污染。6.2总量控制规划6.2.1总量控制的意义和原则贯彻落实国家和省污染物排放总量控制规划是实现肇市环境保护目标的重要措施之一。由浓度控制向总量控制的转变标志着我国环境保护工作迈入了一个新的发展阶段。实施总量控制将促进资源、能源的合理利用和优化配置,加速产业结构的调整,实现经济增长方式的根本转变;实施总量控制可以较好地处理经济发展与环境保护之间的协调关系,推动可持续发展战略的实行。101
本项目总量控制应以黑龙江省及肇东市总量控制规划为目标,将自身排污量纳入其所在区域中。本项目为新建项目,应按照“达标排放”的要求落实工程污染源的防治措施,进而实现区域污染物排放总量控制。6.2.2总量控制因子(1)废水:CODcr、氨氮(2)废气:烟尘、SO2(3)固体废物:废树脂6.2.3总量控制指标本项目建设地点为肇东市高新技术开发区,建成后污染物排放总量情况及控制指标见表6-2-1。表6-2-1本项目投产后污染物排放总量情况及控制指标污染物时段废水污染物(t/a)废气污染物(t/a)固体废物(t/a)废水量CODcr氨氮烟尘SO2废树脂产生量削减量排放量1296000129600295275.619.45.702.463.241143.3110934.3174.452.3122.125025006.2.4总量控制小结由表5-2-1可以看出:(1)本项目建设本着“达标排放”“总量控制”的原则将对工程污染源进行治理,由于本项目是新建项目,因而废水中CODcr及废气中烟尘、SO2的排放总量均有一定幅度的增加,需要在区域总量平衡中予以解决。(2)本项目投产后,外排污染物总量如下:废水:废水量12.96×104t/a;CODcr10.8t/a;氨氮3.24t/a。废气:烟尘34.3t/a;SO2122.1t/a。101
上述本项目污染物排放总量均包括在肇东市高新技术开发区中污染物排放总量之中。7 环境影响评价7.1环境空气影响评价7.1.1污染气象特征与分析7.1.1.1气候特征肇东市属温带大陆性季风气候区。气候特点是冬季寒冷、干燥而漫长,夏季温热湿润而短暂,雨热同季,春季风大,升温较快,秋季晴朗,降温快。一年中寒暑温差大,年平均气温4.8℃,一月份平均气温-18.8℃,最低气温-23.6℃,采暖期180d。七月份平均气温24.4℃,最高气温25.3℃。年平均降水量443.5mm,年平均相对湿度65%。常年主导风向为西风,夏季多西南风,冬季为西风,年平均风速3.8m/s。冬季在极地大陆气团影响下,空气层结稳定,靓风逆温天气多,不利于大气污染物的扩散和稀释。7.1.1.2风场特征分析(1)地面风场特征①风速肇东市近五年各月平均风速风表7-1-1。表7-1-11998年-2002年各月平均风速单位m/s年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年19982.22.22.93.33.32.82.21.81.81.91.31.82.319992.62.12.72.72.32.21.72.22.02.62.01.62.220001.41.42.32.41.81.61.71.31.42.51.91.61.820011.31.92.03.02.51.91.91.11.92.22.42.22.0101
20022.32.02.52.92.72.41.71.91.82.02.01.72.2平均2.01.92.52.92.52.21.81.81.82.21.91.82.1由表7-1-1统计结果可以看出,该区域平均风速为2.1m/s,最大月平均风速出现在4月,平均风速为2.9m/s,最小平均风速出现在7、8、9月,平均风速为1.8m/s,采暖季平均风速为2.05m/s。②风向频率肇东市近5年风向频率见表7-1-2。表7-1-21998年-2002年各风向频率NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC151213272478121326419462423465681091244315751548811984946113151061312110484791736414年均4262438565981324316由表7-1-2统计结果可知,评价区年主导风向为W风和SW风,频率分别为13%和9%。春季主导风向为W风和SW风,出现频率分别为12%和10%;夏季主导风向为SE风和SW风,出现频率分别为11%和9%;秋季主导风向为W风和SE风,同现频率分别为17%和10%;冬季主导风向为W风和WSW风,出现频率分别为13%和12%。静风频率年均16%。具体的风速、风频玫瑰见图7-1-1。(2)温度场特征肇东市近5年各月平均气温见表7-1-3。表7-1-31998-2002年评价区各月平均气温1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年1998-18.9-8.0-0.711.216.720.523.621.516.78.7-10.0-14.15.61999-15.8-11.1-7.06.713.419.925.320.915.24.7-4.6-14.14.52000-20.7-15.2-2.96.816.423.524.923.417.15.4-8.3-19.24.32001-23.6-17.3-4.88.316.222.824.521.915.67.6-3.5-15.04.42002-15.2-9.30.48.417.119.823.820.316.23.6-9.6-15.85.0101
均值-18.8-12.2-3.08.316.021.324.421.616.26.0-7.2-15.64.8由表7-1-3可知,肇东市近5年平均气温为4.8℃,一年中最低气温出现在一月份,平均气温为-18.8℃,年最高气温出现在7月份,平均最高气温在24.4℃,年最高气温与最低气温的差值为43.2℃。(3)大气稳定度肇东市近5年大气稳定度见表7-1-4。环境空气现状评价表7-1-41998-2002年肇东四季、年大气稳定度(%)稳定底ABCDEF1014720273440814431225702014321620100720281730全年01313311827根据表7-1-4统计结果可知,评价区全年稳定度D类为主,占31%,其次为F类,占27%。一年中冬季大气层结最为稳定,春季次之,夏季最稳定。(4)大气污染潜势分析综合上述污染气象特征,对环境空气污染潜势作如下分析:①风向评介区年主导风向为W风和SW风,频率分别为13%和9%,静风频率年均16%。冬季盛行W风和WSW风,因此,本工程排放的大气污染物对下风向区域和厂址周围区域有一定影响。全年ENE风频率最小,风频率为2%。②风速评价区近5年平均风速为2.1m/s。春季平均风速最高为2.9m/s,夏季平均风速最低1.8m/s。③大气稳定度101
评价区大气稳定度以D类为主,F类次之,全年是中性偏稳定,对污染物扩散有一定影响。7.1.1.3典型日气象条件选取2003年10月1日24小时气象监测数据作为典型日的气象条件,该日的气象条件与评价区长期的气象条件相似,能够代表污染物长期的扩散趋势,其具体表7-1-5。表7-1-5典型日气象条件010203040506070809101112风向WWWWWNWWWWWWWW风速1.11.31.52.40.40.91.71.61.33.62.82.7稳定度FFFFEFEECCDD131415161718192021222324风向WWWSWWSWWWWNWWWWWW风速2.33.32.82.31.61.31.60.20.91.02.61.5稳定度DDDDFFFFFEEF7.1.2施工期环境空气影响分析本工程建设施工场地的粉尘主要来自建筑材料拌和过程以及填埋场清挖,对周围的环境空气质量将产生一定的粉尘及扬尘影响,由于本项目远离居民区,因此本项目在采取有效的防治措施下,则施工期排放粉尘不会对周围环境空气产生较大影响。7.1.3 环境空气影响评价7.1.3.1供热锅炉的烟气排放情况根据全厂最大热负荷19.7t/h,该项目拟建一座总装机容量为20t/h的蒸气锅炉房,内设SHL10-1.27-AⅡ型锅炉二台,全年二台10t/h炉同时运行,所产生的饱和蒸气送入分汽缸,生产装置及采暖及采暖空调等用汽均由分汽缸供出。低压蒸汽用户就地减压后使用。101
锅炉烟气净化,采用干湿法除尘、脱硫净化器(除尘η=97%,脱硫η=30%)。其主要的排放参数见表7—1—6,排放情况见表7—1—7。表7—1—6主要污染物排放参数表污染源烟气量排烟温度烟囱高度烟尘SO22×10t/h锅炉50000m3/h150℃45m133mg/m3331mg/m3表7—1—7燃煤锅炉烟气排放情况污染源燃煤量除尘设备除尘效率排放形式排放浓度(mg/m3)排放量(t/a)烟尘SO2烟尘SO22×10t/h锅炉3700kg/h干湿法脱硫除尘净化除尘器除尘效率97%脱硫效率30%45m高烟囱13333134.3122.17.1.3.2 预测因子 根据本工程所排大气污染物及评价区环境质量现状,确定烟尘、SO2为预测因子。7.1.3.3预测状态 环境空气影响评价预测以下几种主要状态: (1)一次最大落地浓度及发生距离。 (2)静风条件下的落地浓度。 (3)在典型日条件下落地浓度。 (4)事故排放的落地浓度。7.1.3.4 扩散模式的确定 101
本评价大气扩散模式均按《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.2—93)中有关选取,并且根据污染源及扩散气象条件不同分别选取不同扩散模式计算地面污染浓度。 (1)有风时,点源扩散模式:C=exp-()·F 式中:Q—单位时间排放量,mg/s; Y—该点与通过排气筒的平均风向轴线在水平面上的垂直距离m; σy—垂直于平均风向的水平横向扩散参数,m; σz—铅直向扩散参数,m;U—排气筒出口处的平均风速,m/s。C=式中:h—混合层厚度,m; He—排气筒有效高度,m。(2)最大地面浓度Cm及其发生距离Xm(m),计算模式:C(m)=P1=Xm=()(3)小风、静风时的点源扩散模式:CL(X,Y)=101
式中:G=S=Φ(s)可根据s由数学手册查得,γ01、γ02分别是横向和铅直向扩散参数的回归系数(σy=σx=γ01T,σz=γ02T),T为扩散时间(S),γ01、γ02为定值。 (4)封闭型扩散模式。 当温度层结出现上部逆温情况时,分三种情况进行计算: ①当X≤XD时:XD为烟羽边缘刚好到达逆温层底时,那一点在X轴上的投影点到污染源的距离。XD可由下式计算:此时浓度计算仍采用正常扩散模式。②XD≥2XD时:C(X,Y)=③当XD
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