印染行業煙氣及廢液治理的經濟性和區域環境效益探討

嚴穎

（福建省福州市環境監測站，福建 福州350100）

1 引言

長樂市位于福建省東部沿海，氣候暖熱濕潤，常年盛行東北風。印染行業是其支柱產業之一。根據2010年污染源普查動態更新調查：長樂市共有印染企業小鍋爐85座，占其工業鍋爐總數的78%，二氧化硫產生量占工業非電二氧化硫產生總量的36%，對周邊大氣環境造成比較嚴重的污染。為了解決印染行業大氣污染問題，2007年長樂市開始實施印染全行業廢氣污染治理工作，在全市中小印染企業中全面推廣利用堿性印染廢液進行濕法脫硫的工藝，該方法因工藝流程簡單，設備投資成本小、運行費用低，且屬于一種以廢治廢的有效方法，在當地得到廣泛地推廣，減排效益顯著。

2 堿性印染廢液治理技術分析

印染企業在印染過程中會消耗大量的染料、染色助劑、漿料等，所產生的廢水成分復雜，具有水量大、色度高、堿度高等特點，其pH值一般在10～13之間，水含有大量的火堿、純堿、硫化堿等助劑[1]。該脫硫工藝屬于鈉堿法煙氣脫硫的一種改進技術，利用堿性印染廢水與煙氣充分接觸，廢水中的堿與煙道中的SO2發生中和反應：

通過上述反應，煙氣中的SO2被充分中和而凈化，1molNaOH可脫除1molSO2，為提高脫硫速率，通常鈉硫比（NaOH/SO2）選1.1mol/mol，工藝流程見圖1。

鍋爐的煙氣由引風機送入的濕法脫硫塔，煙氣在塔內自下向上流動，而經過過濾的印染廢水作為脫硫液通過脫硫液池，再由耐腐蝕泵打入脫硫塔，從噴淋器自上向下噴淋，與運動中的煙氣直接接觸，完成較充分的中和反應，達到去除煙氣中二氧化硫的效果。中和后的煙氣再經過脫硫塔上部的除霧裝置擋住煙氣中殘存的霧滴，最后脫硫后的煙氣通過煙囪達標排放。

圖1 脫硫工藝流程圖

3 堿性印染廢液治理經濟性分析

3.1 脫硫運行費用分析

以20t/h鍋爐為例：耗煤量約為2t/h，煤含硫量以1%計，年運行7 200h，印染廢水pH值為12。脫硫成本主要包括設備折舊費，脫硫材料費用、用電、用水，運行人工費，設備維護費。

（1）設備折舊費用：20t/h鍋爐脫硫設備靜態投資成本為30～50萬元（取平均值40萬元）。根據設備折舊特點，折舊費以平均年限法計算，根據稅法規定，其折舊年限為10年，年折舊額為40÷10＝4萬元/年。

（2）脫硫劑、用水費用。由于脫硫劑全部是來自車間的堿性廢水（目前對中小企業鍋爐脫硫效率尚無嚴格規定，此處不考慮額外補充堿液的費用），因此脫硫劑和水耗費用不計。

用電費用為20t/h鍋爐脫硫設備配套引風機、耐腐蝕泵等設備電耗總計約為6kW，以年運行時間7 200h計，平均電費0.58元/kW·h，年運行電費為2.6萬元。運行人工費可由原有的鍋爐工兼任，不增加費用。設備維護費為每年脫硫設備檢修、防腐、管理等費用平均約2萬元。以上合計費用為8.6萬元/年。

3.2 脫硫經濟效益分析

（1）每年可減免的二氧化硫排污費。根據目前已安裝在線監測系統的印染企業監測結果，設施脫硫效率約為50%到82%，取平均值66%，脫硫設施投運率以90%計，平均綜合脫硫效率為61%，因此每年可減少二氧化硫排放量約為2×7 200×1%×1.7×0.61＝149t。可減免排污費：149×1 000/0.95×0.6＝9.4萬元。

（2）每年可減免的煙塵排污費。經過除塵的煙氣，在噴淋脫硫的過程中，能再去除約50%的煙塵，據統計每年可減少煙塵排放量約12t。可減免排污費為12×1 000/2.18×0.6＝0.3萬元。

扣除運行成本后，脫硫設施運行后的產生的直接經濟效益為1.1萬元/年。由于采用印染廢水脫硫，在節約了脫硫劑費用的同時，也間接節省了中和堿性印染廢水所需要的工業酸費用，預計每年消耗脫硫廢水25萬t，可節省工業酸費用約5.7萬元。鍋爐煙氣中含有的微小炭粒、煙粉塵，以及脫硫產物CaSO4·2H2O晶體等，在廢水中能起到了絮凝劑的作用，吸附印染廢水中的有機物、色素等，發生絮凝沉淀，能減少廢水后續處理約23.8%的絮凝劑加入量，同時降低廢水中的COD和色度[2]。因此該工藝作為印染廢水的前端預處理，節約廢水處理成本的同時，實現了廢水、廢氣共治雙贏的效果。

4 堿性印染廢液治理環境效益分析

4.1 區域二氧化硫排放總量分析

“十一五”期間長樂市工業快速發展，印染行業工業總產值逐年增加，特別是2006年起印染企業大量投產，其二氧化硫排放量劇增，2007年長樂市大力推動印染行業企業小鍋爐的堿性廢液脫硫工程，到2008年底已在全市范圍內基本完成全部印染企業小鍋爐脫硫工程建設，不但成功抵消由全行業擴大生產帶來的二氧化硫排放量增加，且實現了印染行業二氧化硫排放量逐年下降。2007年長樂市印染行業總耗煤量約39萬t，二氧化硫產生量為7 509t，因此完成印染全行業鍋爐脫硫每年可減少二氧化硫排放約4 580t，見圖2。

圖2 SO2排放總量和區域經濟發展

4.2 區域環境質量影響分析

根據環境統計數據：長樂市工業二氧化硫主要由位于長樂的華能福州電廠、大型鋼鐵企業福建鑫海冶金有限公司和長樂市的印染行業25家企業排放，3部分SO2產生量占長樂市工業二氧化硫產生總量的97.5%。參考長樂市行政區劃地圖（圖3）和工業布局：華能福州電廠位于長樂市城區西北方向約6km的籌岐村；福建鑫海冶金有限公司位于長樂市城區東南方向約26km的松下鎮；長樂市印染企業分布范圍較廣，上至譚頭鎮、金峰鎮，下至江田鎮、松下鎮均有分布，其中以金峰鎮分布尤為密集，約占所有企業的60%。由于長樂市常年盛行東北風，華能福州電廠和福建鑫海冶金有限公司的產生廢氣污染物對長樂市城區全年的空氣質量直接影響相對較小，而位于城區東北方向的金峰鎮印染企業群產生的廢氣污染物將快速擴散至長樂市城關，直接影響著城區空氣質量。為此本文將比較2005年以來長樂市城關空氣質量變化和區域行業治理工程之間的關系。

圖3 長樂市行政區劃

圖4 長樂市城區空氣SO2濃度年平均值、酸雨率及酸雨pH年均值變化趨勢

受印染企業工業規模擴大污染排放增加的影響，長樂市城區二氧化硫濃度年均值2005年至2008年逐年呈線性增加趨勢，由于2008年行業治理工程全面實施，2008年增速明顯放緩，至2009年出現了下降的趨勢，而2010年又出現反彈上升，主要原因是部分企業脫硫設施建成幾年后，由于放松管理、設備維護不到位等原因，導致設施未穩定有效運行；城區降雨酸雨率、酸雨pH值也有相似的趨勢。綜上分析：城區二氧化硫年均值、酸雨率下降趨勢與印染行業脫硫實現二氧化硫排放總量減少有很高的一致性（圖4）。

5 結語

采用印染廢水濕法脫工藝成熟、投資運行成本低、操作簡便、脫硫效率較高，對周圍環境不產生二次污染，且能為企業減少可觀的排污費帶來直接的經濟利潤，同時能夠減少印染廢水后續處理投入酸和絮凝劑的費用，經濟效益顯著。

實施印染全行業鍋爐煙氣治理，可以在區域經濟發展的同時有效提高區域環境質量，降低空氣二氧化硫濃度和區域酸雨率。實施印染廢水濕法脫硫工藝可以實現經濟效益與環境效益雙贏的效果。加強治理設施建成后的管理非常重要，不能重建設輕管理，要特別注重其建成設施的后續運行管理，使得減排的成效能持續有效地改善空氣質量。

[1]盧徐節，劉瓊玉，李玲瓏，等.新型混凝劑在印染廢水處理中的應用[J].中國環境管理干部學院學報，2010，2（20）：57～59.

[2]薛福連.印染廢水和煙氣脫硫聯合治理試驗研究[J].化工安全與環境，2008（16）：18～19.

[3]劉精今，牛秋雅.印染廢水與煙氣脫硫聯合治理技術[J].節能與環保，2002（6）：30～31.

[4]秦曉武.印染廢水煙氣脫硫技術[J].能源研究與利用，2009（2）：44～45.