印染行業(yè)煙氣及廢液治理的經(jīng)濟性和區(qū)域環(huán)境效益探討

嚴穎

（福建省福州市環(huán)境監(jiān)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(yè)是其支柱產(chǎn)業(yè)之一。根據(jù)2010年污染源普查動態(tài)更新調查：長樂市共有印染企業(yè)小鍋爐85座，占其工業(yè)鍋爐總數(shù)的78%，二氧化硫產(chǎn)生量占工業(yè)非電二氧化硫產(chǎn)生總量的36%，對周邊大氣環(huán)境造成比較嚴重的污染。為了解決印染行業(yè)大氣污染問題，2007年長樂市開始實施印染全行業(yè)廢氣污染治理工作，在全市中小印染企業(yè)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?shù)氐玫綇V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(yè)在印染過程中會消耗大量的染料、染色助劑、漿料等，所產(chǎn)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(fā)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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(tài)投資成本為30～50萬元（取平均值40萬元）。根據(jù)設備折舊特點，折舊費以平均年限法計算，根據(jù)稅法規(guī)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(yè)鍋爐脫硫效率尚無嚴格規(guī)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(jīng)濟效益分析

（1）每年可減免的二氧化硫排污費。根據(jù)目前已安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)的印染企業(yè)監(jiān)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(jīng)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(jù)統(tǒng)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(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益為1.1萬元/年。由于采用印染廢水脫硫，在節(jié)約了脫硫劑費用的同時，也間接節(jié)省了中和堿性印染廢水所需要的工業(yè)酸費用，預計每年消耗脫硫廢水25萬t，可節(jié)省工業(yè)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(chǎn)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(fā)生絮凝沉淀，能減少廢水后續(xù)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(jié)約廢水處理成本的同時，實現(xiàn)了廢水、廢氣共治雙贏的效果。

4 堿性印染廢液治理環(huán)境效益分析

4.1 區(qū)域二氧化硫排放總量分析

“十一五”期間長樂市工業(yè)快速發(fā)展，印染行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，特別是2006年起印染企業(yè)大量投產(chǎn)，其二氧化硫排放量劇增，2007年長樂市大力推動印染行業(yè)企業(yè)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(yè)小鍋爐脫硫工程建設，不但成功抵消由全行業(yè)擴大生產(chǎn)帶來的二氧化硫排放量增加，且實現(xiàn)了印染行業(yè)二氧化硫排放量逐年下降。2007年長樂市印染行業(yè)總耗煤量約39萬t，二氧化硫產(chǎn)生量為7 509t，因此完成印染全行業(yè)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(qū)域經(jīng)濟發(fā)展

4.2 區(qū)域環(huán)境質量影響分析

根據(jù)環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)：長樂市工業(yè)二氧化硫主要由位于長樂的華能福州電廠、大型鋼鐵企業(yè)福建鑫海冶金有限公司和長樂市的印染行業(yè)25家企業(yè)排放，3部分SO2產(chǎn)生量占長樂市工業(yè)二氧化硫產(chǎn)生總量的97.5%。參考長樂市行政區(qū)劃地圖（圖3）和工業(yè)布局：華能福州電廠位于長樂市城區(qū)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(qū)東南方向約26km的松下鎮(zhèn)；長樂市印染企業(yè)分布范圍較廣，上至譚頭鎮(zhèn)、金峰鎮(zhèn)，下至江田鎮(zhèn)、松下鎮(zhèn)均有分布，其中以金峰鎮(zhèn)分布尤為密集，約占所有企業(yè)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(chǎn)生廢氣污染物對長樂市城區(qū)全年的空氣質量直接影響相對較小，而位于城區(qū)東北方向的金峰鎮(zhèn)印染企業(yè)群產(chǎn)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(qū)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(qū)域行業(yè)治理工程之間的關系。

圖3 長樂市行政區(qū)劃

圖4 長樂市城區(qū)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(yè)工業(yè)規(guī)模擴大污染排放增加的影響，長樂市城區(qū)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(yè)治理工程全面實施，2008年增速明顯放緩，至2009年出現(xiàn)了下降的趨勢，而2010年又出現(xiàn)反彈上升，主要原因是部分企業(yè)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(wěn)定有效運行；城區(qū)降雨酸雨率、酸雨pH值也有相似的趨勢。綜上分析：城區(qū)二氧化硫年均值、酸雨率下降趨勢與印染行業(yè)脫硫實現(xiàn)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(huán)境不產(chǎn)生二次污染，且能為企業(yè)減少可觀的排污費帶來直接的經(jīng)濟利潤，同時能夠減少印染廢水后續(xù)處理投入酸和絮凝劑的費用，經(jīng)濟效益顯著。

實施印染全行業(yè)鍋爐煙氣治理，可以在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的同時有效提高區(qū)域環(huán)境質量，降低空氣二氧化硫濃度和區(qū)域酸雨率。實施印染廢水濕法脫硫工藝可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)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(xù)運行管理，使得減排的成效能持續(xù)有效地改善空氣質量。

[1]盧徐節(jié)，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(huán)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(lián)合治理試驗研究[J].化工安全與環(huán)境，2008（16）：18～19.

[3]劉精今，牛秋雅.印染廢水與煙氣脫硫聯(lián)合治理技術[J].節(jié)能與環(huán)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.