燒結脫硫廢水回用工業試驗的職業衛生調查研究

趙勇　孫晶

摘 要：通過對燒結脫硫廢水回用工業試驗進行職業衛生調查，找出可能引起作業人員不良反應的職業病危害因素，并結合現場職業病危害因素檢測結果，確定砷化氫為根本誘因。鑒于相關崗位接觸濃度超標嚴重，從職業衛生角度考慮，建議取消或進一步優化該項工業試驗。

關鍵詞：脫硫廢水;回用;衛生調查;砷化氫

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0053-03

Abstract： Based on the investigation of occupational health in the industrial test of recycling sintering desulfurization wastewater， the occupational hazard factors that may cause adverse reactions of workers were found out， and combined with the detection results of occupational hazard factors on site， hydrogen arsenide was determined as the fundamental inducement. In view of the serious over standard exposure concentration of relevant posts， it is suggested to cancel or further optimize the industrial test from the perspective of occupational health.

Keywords： desulfurizing waste water;reuse;health survey;hydrogen arsenide

2019年9月，某集團公司煉鐵廠為驗證燒結脫硫廢水處理后回用于燒結的可行性，在1號燒結生產現場開展了脫硫廢水送至燒結機回用的工業試驗，每次試驗為期7天。但是，在試驗過程中，有現場工人反映，脫硫廢水在消化生石灰時產生的氣體存在異味，吸入后有胸悶、惡心、嘔吐等不適癥狀。為切實保障職工的身體健康，煉鐵廠對消化生石灰工序產生的氣體進行全組分分析，辨識對人體造成傷害的氣體種類，并進行作業場所職業病危害評估，根據其危害程度對燒結脫硫廢水回用工業試驗的職業衛生進行論證，保障作業人員的身體健康。

1 工藝調查

1.1 試驗目的

根據實驗室添加脫硫廢水至燒結杯的實驗結果，燒結產量、轉鼓指數及利用率均沒有較大變化，燒結礦Na含量增加，高爐堿負荷增加，煙氣中S含量少量增加。為了考察脫硫廢水經能動中心廢水處理站處理后回用于燒結的可行性，開展處理后的脫硫廢水送至1號燒結機回用的工業試驗。

1.2 試驗內容

研究處理后的脫硫廢水回用燒結對燒結指標及燒結礦成分的影響;處理后的脫硫廢水回用燒結后對高爐堿負荷、燒結煙氣成分的影響;處理后的脫硫廢水回用燒結后主要元素的分布走向;脫硫廢水回用燒結的可應用性。

1.3 試驗工藝及參數

煉鐵廠燒結煙氣采用有機離子液法進行脫硫，脫硫后的廢水再通過電石渣（主要成分為氧化鈣）調整pH為7～9，呈弱堿性。試驗期間，脫硫廢水的使用量為8～15 t/h。

生石灰采用80 ℃左右熱水消化，處理后脫硫常溫廢水8 t/h與自來水混合再用蒸汽加熱到80 ℃以上，通過現供水系統送到消化器，水池的水位通過自來水進行穩定調節。

試驗過程為：脫硫廢水→經計量控制系統→新1#加熱水池-二次混合機旁（水溫>80 ℃），混勻后→管道輸送系統→生石灰消化水計量控制系統→生石灰消化配消器→燒結。

操作要求：試驗期間保持燒結配料結構不變，例如，54精礦52%+國高粉21%+自產返礦48%+石灰石3.0%+生石灰4.0%+除塵灰2.0%+焦粉5.0%，只調整配水性質[滿足燒結礦FeO （7.6±1.0）%]。

1.4 試驗后成分預測

試驗期間，燒結參數按目前生產參數執行，按1號燒結用水量25 t/h、脫硫廢水稀釋3倍計算，即添加脫硫廢水8 t/h。

燒結礦進入高爐后，主要是堿金屬Na2O和K2O增加，通過計算，堿負荷增加0.10～0.35 kg/t燒結礦;燒結過程廢水中Cl、S以氣體形式進入燒結煙氣，其煙氣可能增加的量為：HCl含量增加了12～20 mg/m3，SO2濃度增加了100～200 mg/m3。通過計算，脫除200 mg/m3的SO2小時量需要石灰漿液0.9 m3，即先觀察石灰石脫硫系統出口SO2濃度是否變化較多，若超過200 mg/m3時，增加1 m3/h的石灰漿液量，可維持目前出口濃度。

1.5 試驗要求

第一，脫硫廢水的pH必須控制在7～8，懸浮物盡量低;第二，試驗工藝管道完成后，碰點檢查，對脫硫廢水的量控制盡量準確，試驗期間廢水量按8 t/h控制;第三，試驗前對計量儀器、儀表進行校準，試驗期間使用水量、燒結工序進出物料維持現計量與檢測水準;第四，試驗期間盡量減少其他因素（原料的變化等）的影響，并維持在正常生產水平;第五，若燒結波動較大時，按現有操作參數和制度進行適當調整。

1.6 注意事項

第一，試驗中，各相關單位人員應穿戴好勞動保護用品，確保安全;第二，參加試驗的單位及人員必須遵守有關安全操作規程，確保試驗順利進行;第三，脫硫廢水進入蒸汽加熱系統，觀察系統腐蝕狀況（檢測水質的金屬離子是否增加及漏水情況）及產生氣味情況;

第四，試驗期間若有異常情況，及時終止試驗。

2 源水成分

根據燒結脫硫廢水回用工業試驗計劃及燒結脫硫生產工藝，若燒結澆渣產生的蒸汽中含有對人體有害的物質，可能的生成途徑有三種：第一，脫硫過程加入脫硫劑，由脫硫劑中的有害組分帶入，遇高溫揮發生成;第二，燒結礦渣中含有的有害成分與脫硫廢水的有害組分在高溫下反應生成;第三，電石渣含有有害組分，在酸堿中和時進入脫硫廢水，遇高溫揮發生成。據此可以得出，燒結脫硫廢水中的物質組成及含量是直接決定澆渣蒸汽是否含有有毒有害物質的決定性因素。

2019年11月，煉鐵廠咨詢集團公司監測站就燒結脫硫廢水全組分分析檢測的相關事宜，該檢測項目在監測站環境監測資質范圍內，具備檢測條件和技術能力。

3 檢測方案

本次評估的檢測方案分兩個階段進行。

第一階段：燒結脫硫廢水、電石渣及壓濾渣全組分分析檢測，該階段檢測時間為2019年12月2日至8日。

第二階段：消化石灰工序職業病危害因素檢測，該階段檢測時間預計為2019年12月9日至11日。

通過現場調查可知，消化石灰工序僅涉及1個崗位（配料工），作業地點為配料泵房，職工人數共計8人。

4 全組分檢測分析

現場采回廢水處理池中循環廢水、燒結脫硫水操作間水樣各一份，綜合酸性廢水電石渣及處理后經板框壓濾渣各一個。分別對水中的有機物質及可能含有的重金屬物質進行查詢，對電石渣及壓濾渣中可能帶入水中的重金屬物質進行查詢。全組分分析檢測結果如下。

經三天檢測，廢水中含有多環芳烴類物質（酸性廢水中16種多環芳烴總量為26.943 μg/L，脫硫操作間水中16種多環芳烴總量為21.674 μg/L）、吡啶、苯、甲苯、二甲苯、異丙苯、1，4-二氯苯、1，2-二氯苯等部分有機物;酸性廢水主要含有鋁0.339 mg/L、鋇0.043 mg/L、鈣887 mg/L、鎘0.116 mg/L、銅3.81 mg/L、鐵0.116 mg/L、鎂4.07 mg/L、鉬0.287 mg/L、鎳0.318 mg/L、鉛0.107 mg/L、鋅0.165 mg/L;燒結脫硫操作間水主要含鋁0.075 mg/L、鋇0.040 mg/L、鈣467 mg/L、鎘0.377 mg/L、銅0.574 mg/L、鐵1.66 mg/L、鎂8.69 mg/L、鉬0.109 mg/L、鎳0.096 mg/L、鉛0.274 mg/L、鋅1.084 mg/L;電石渣主要含有砷0.043 mg/L、鉛0.149 mg/L、鎘0.234 mg/L、銅0.698 mg/L、硒81.8 mg/L、鈣568 mg/L;壓濾渣主要含鋅0.042 mg/L、鉛0.025 mg/L、鈣333 mg/L等金屬元素。

5 職業病危害因素檢測分析

5.1 職業病危害因素檢測項目

結合《職業病危害因素分類目錄》（國衛疾控發〔2015〕92號）[1]、《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》（GBZ 2.1—2007）[2]和全組分分析結果，并綜合考慮異味氣體特征及脫硫工藝原輔料使用情況，本次職業病危害因素檢測項目確定為：第一，脫硫廢水全組分分析中鈣含量較高，將氧化鈣確定為檢測項目;第二，二氧化硫、氨氣、硫化氫濃度較高時，吸入可產生胸悶、惡心、嘔吐等不適癥狀，將二氧化硫、氨氣、硫化氫確定為檢測項目;第三，電石渣全組分分析中檢測出砷，同時電石中常含有砷化鈣（Ca3As2）、磷化鈣（Ca3P2）等雜質，與水作用時同時放出砷化氫（AsH3）、磷化氫（PH3）等有毒氣體，因此將磷化氫、砷化氫確定為檢測項目。

5.2 檢測要求

檢測時間：連續3天，上下午各一次（必須包括空氣中毒物濃度最高的工作日、最高時段）。測量方法：按照《工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范》（GBZ 159—2004）[3]、工作場所空氣有毒物質測定的系列標準執行。

5.3 職業病危害因素檢測結果

燒結脫硫廢水回用工業試驗的崗位職業病危害因素檢測結果如表1和表2所示。

6 結論和建議

6.1 結論

①通過此次燒結脫硫廢水回用工業試驗的職業衛生調查可知，造成崗位作業人員產生胸悶、惡心、嘔吐等不適癥狀的職業病危害因素可能為氧化鈣、二氧化硫、氨氣、硫化氫、磷化氫、砷化氫等。

②通過此次燒結脫硫廢水回用工業試驗的職業病危害因素檢測結果可知，氧化鈣、二氧化硫、氨氣、硫化氫、磷化氫均遠低于《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》（GBZ 2.1—2007）相應接觸限值，對崗位作業人員影響輕微，因此，筆者認為這些因素不是造成職工不良反應的誘因。

③通過此次燒結脫硫廢水回用工業試驗的職業病危害因素檢測結果可知，砷化氫的六次檢測結果均高于《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》（GBZ 2.1—2007）中MAC限值，結合砷化氫“有毒氣體，長期在低濃度環境中作業主要表現為頭痛、乏力、惡心、嘔吐、哆嗦等，較重者有多發性神經炎，常伴有貧血”毒性特征，可將其判定為造成職工不良反應的主要職業病危害因素。

6.2 建議

①因燒結脫硫廢水回用工業試驗作業場所砷化氫檢測結果超標嚴重，從職業衛生角度考慮，建議取消或進一步優化該項工業試驗。

②燒結脫硫廢水回用工業試驗的優化，可從改進消化工藝、加強職工個人防護和減少現場作業時間等幾方面考慮。

③在工業試驗未進一步優化或優化后未進行專項職業衛生評估合格之前，本次試驗不得擅自應用于工業擴大化生產。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.職業病危害因素分類目錄：國衛疾控發〔2015〕92號[EB/OL].（2015-11-17）[2020-01-20].https：//baike.baidu.com/item/%E8%81%8C%E4%B8%9A%E7%97%85%E5%8D%B1%E5%AE%B3%E5%9B%A0%E7%B4%A0%E5%88%86%E7%B1%BB%E7%9B%AE%E5%BD%95/17627396？fr=Aladdin.

[2]中華人民共和國衛生部.工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素：GBZ 2.1—2007[S].

[3]中華人民共和國衛生部.工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范：GB 159—2004[S].