摘 要: 介紹了中國石灰工業(yè)適用的污染物排放國家標準和河北、山東等地方性污染物排放標準,分析了標準規(guī)定的基準氧含量值,以及顆粒物、二氧化硫、氮氧化物三種污染物的排放濃度限值水平及變化趨勢。結果顯示：目前三種污染物的最嚴限值分別為10 mg/ m3 、50 mg/ m3 、100 mg/ m3 ,標準中石灰窯的基準氧含量值集中在8%~ 10%。石灰工業(yè)企業(yè)應根據(jù)自身條件執(zhí)行正確的排放標準及政策要求,做好生產(chǎn)管理和環(huán)境保護工作。

1 前言

石灰是石灰石、白云石等礦物原料經(jīng)石灰窯900~1 100 ℃煅燒的產(chǎn)物,主要成分為氧化鈣,作為一種使用歷史悠久的建筑材料和工業(yè)原料,廣泛應用在建材、鋼鐵、電石、有色、化工、環(huán)保等行業(yè)。改革開放以來,我國的石灰工業(yè)獲得了長足的發(fā)展,鋼鐵、電石等行業(yè)用高品質(zhì)石灰產(chǎn)量逐年升高,但整個石灰工業(yè)仍存在企業(yè)小而分散、落后、產(chǎn)能過剩、裝備水平參差不齊以及環(huán)保設施缺乏、環(huán)境污染嚴重、相關標準規(guī)范缺乏等問題。

我國對環(huán)境保護要求日益提高,特別是大氣污染治理問題,已是迫在眉睫、刻不容緩。鋼鐵、水泥、火電、陶瓷等行業(yè)的大氣污染物排放標準不斷進行修訂和完善,而石灰工業(yè)因為企業(yè)結構等問題,一直沒有出臺相應的大氣污染物排放標準。本文選取顆粒物、二氧化硫、氮氧化物三種污染物項目,對我國石灰工業(yè)適用的現(xiàn)有的國家和地方污染物排放標準進行了研究,分析了排放限值水平及其變化趨勢,以期為石灰窯煙氣治理提供指導。

2 國家排放標準

2. 1 煉鋼工業(yè)大氣排放標準

我國于2012 年7 月27 日首次發(fā)布《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB28664 -2012),對鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)部的石灰窯大氣污染物排放做出規(guī)定,不再執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996) 和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996),其要求列于表1。

該標準對石灰窯、白云石窯的顆粒物排放限值進行了規(guī)定,但沒有規(guī)定二氧化硫和氮氧化物的排放限值。

2. 2 電石工業(yè)排放標準

2018 年3 月2 日,國家環(huán)境保護部進行《電石工業(yè)污染物排放標準》[4] 第二次公開征求意見。該標準為首次編制,征求意見稿中規(guī)定了電石工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的石灰窯大氣污染物排放標準,標準實施后將不再執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996),其要求列于表2。

2.3 鋁工業(yè)排放標準

《鋁工業(yè)污染物排放標準》[5] (GB25465-2010)首次發(fā)布于2010年9月27日,在2013年11月27日[6]、2017 年6 月13 日[7] 發(fā)布的修改單中分別增加特別排放限值和無組織排放的控制措施要求。該標準規(guī)定了鋁工業(yè)企業(yè)中的石灰爐(窯)的大氣污染物排放要求,見表3。

該標準的發(fā)布時間較早,各個污染物指標的限值都相對寬松,并且沒有規(guī)定過量空氣系數(shù)或者基準氧含量等折算要求。修改單中的特別排放限值要求明顯加嚴,同時增加了氮氧化物的排放濃度限值要求,但依然沒有增加折算要求。

2. 4 工業(yè)爐窯大氣排放標準和大氣綜排

在以上鋼鐵、電石、有色等行業(yè)大氣污染物排放標準規(guī)定范圍之外,沒有對應行業(yè)標準的石灰工業(yè)爐窯執(zhí)行《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996),其他生產(chǎn)設施則執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996),相關要求列于表4。

工業(yè)爐窯大氣和大氣綜排兩個標準都是發(fā)布于1996 年,對我國當時的環(huán)境管理和空氣治理發(fā)揮了重要作用,而二十多年之后,其規(guī)定的指標限值已經(jīng)明顯寬松。我國自2010 年之后已陸續(xù)出臺了20 余項行業(yè)性排放標準。因此,雖然這兩個標準依然有效,但實際使用意義不大。獨立的石灰工業(yè)企業(yè)進行環(huán)境管理時,應參考相關行業(yè)性標準的排放限值或征求當前環(huán)境管理部門意見后進行相應的污染治理。

3 河北省排放標準

3. 1 鋼鐵工業(yè)大氣排放標準

河北省是全國冶金行業(yè)大省,在2011 年11 月15 日即發(fā)布了地方標準《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準》[8] (DB13/1461-2011),2015 年2 月15 日修訂后發(fā)布《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準》[9] (DB13/2169-2015)。隨著國家對環(huán)保要求的不斷提高,特別是京津冀及其周邊地區(qū)污染治理的迫切需求,河北省在2016 年9 月發(fā)布公告[10] 要求全省區(qū)域內(nèi)鋼鐵行業(yè)在執(zhí)行地方標準的基礎上,執(zhí)行國家標準大氣污染物特別排放限值。并于2018 年9 月19 日發(fā)布了《鋼鐵工業(yè)大氣污染物超低排放標準》[11](DB13/2169-2018)。河北省的地方鋼鐵工業(yè)標準中對鋼鐵企業(yè)內(nèi)的石灰煅燒窯、白云石窯等排放限值做出規(guī)定,其要求列于表5。

由表5 可以看出,河北省的鋼鐵工業(yè)排放標準是一個逐漸完善、逐漸變嚴的過程。超低排放標準中8% 的基準氧含量與國家煉鋼工業(yè)標準一致,而三種污染物的排放限值則大幅削減,10、50、150的指標也為其他石灰相關標準的制修訂提供了參考。

3. 2 石灰行業(yè)大氣排放標準

河北省環(huán)境保護廳在2012 年11 月28 日發(fā)布了地方標準《石灰行業(yè)大氣污染物排放標準》[12](DB13/1641-2012),對鋼鐵工業(yè)企業(yè)石灰窯、白云石窯之外的石灰行業(yè)大氣污染物排放做出規(guī)定,其要求列于表6。

標準中對折算的要求描述為“灰窯含氧量按16%計算。當實測含氧量低于16% 時,以實測濃度為準,不進行折算?！?與目前石灰窯常見的8% 相比,16%的基準氧含量明顯過高,再結合其限值指標來看,該標準的排放要求整體較為寬松。

4 山東省排放標準

4. 1 鋼鐵工業(yè)大氣排放標準

山東省的地方環(huán)境標準制修訂工作開展較早,目前已形成了較完善的大氣污染物排放標準體系。其在2008 年即發(fā)布了地方標準《鋼鐵工業(yè)污染物排放標準》[13] (DB37/990-2008),2013 年5 月24 日第一次修訂后發(fā)布了《山東省鋼鐵工業(yè)污染物排放標準》[14] (DB37/990 -2013),其中新增了煉鋼工段中石灰窯、白云石窯的排放要求。2018 年9 月28 日對再次修訂的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準》[15](征求意見稿)進行第一次公開征求意見。兩次修訂中的石灰相關規(guī)定內(nèi)容列于表7。

從表7 可以看出,山東省鋼鐵工業(yè)中石灰生產(chǎn)的相關規(guī)定也是一個從無到有、從寬到嚴的完善過程,其最新征求意見稿的限值與河北省超低排放標準限值接近,甚至在重點控制區(qū)的氮氧化物限值還要嚴于河北省超低排放標準。

4. 2 建材工業(yè)大氣排放標準

山東省在2013 年首次發(fā)布《山東省建材工業(yè)大氣污染物超低排放標準》[16] (DB37/2373-2013),2018 年7 月3 日第一次修訂后發(fā)布《建材工業(yè)大氣污染物排放標準》[17] (DB37/2373-2018),其中增加了石灰工業(yè)大氣污染物的排放控制要求,山東省鋼鐵工業(yè)企業(yè)石灰生產(chǎn)設施之外的其他石灰工業(yè)生產(chǎn)管理按此標準執(zhí)行,其要求內(nèi)容列于表8。

該標準與鋼鐵工業(yè)排放標準重點控制區(qū)的限值一樣,一般控制區(qū)的顆粒物和氮氧化物排放限值略高一些,而10%的基準氧含量也高于鋼鐵工業(yè)中的8%,總體上比鋼鐵工業(yè)標準中對石灰生產(chǎn)排放的要求寬松。

5 其他地區(qū)工業(yè)爐窯標準

沒有地方行業(yè)標準的地區(qū),則執(zhí)行地方工業(yè)爐窯標準,我國的地方工業(yè)爐窯標準中石灰工業(yè)爐窯適用的排放限值要求列于表9。

北京市地方標準《冶金、建材行業(yè)及其它工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》[23] (DB11/237 -2004)的發(fā)布時間太早,指標不完整且限值過于寬松,未列在上表中。表中標準規(guī)定的顆粒物排放限值集中在20、30 mg/ m3,二氧化硫濃度限值集中在100 mg/ m3,氮氧化物濃度限值范圍在200~400 mg/ m3,這兩項指標最嚴的為江蘇省二次征求意見稿的80 mg/ m3 和180 mg/ m3,基準氧含量則集中在9%。

6 指標分析

選取上述除工業(yè)爐窯大氣、大氣綜排之外的國家標準3 項,河北省、山東省地方標準各2 項中的新建企業(yè)排放限值(其中國家電石工業(yè)及山東鋼鐵工業(yè)大氣為一次征求意見稿,山東省地方標準選取新建企業(yè)一般控制區(qū)限值),按照標準發(fā)布(征求意見)時間的先后排序,對標準中規(guī)定的折算要求、污染物排放限值進行如下分析。

6. 1 折算要求

大氣污染物排放標準中規(guī)定過量空氣系數(shù)或基準氧含量,主要是為了防止人為對煙氣進行稀釋。

基準氧含量排放濃度折算方法計算公式如下:

c = c' × 21 - O2 21 - O'2

其中: c 為大氣污染物基準氧含量排放濃度(mg/ m3); c' 為實測的大氣污染物排放濃度(mg/ m3); O'2 為實測的氧含量(%); O2為基準氧含量(%)。

以上7 項標準中鋁工業(yè)排放標準未規(guī)定折算要求,其他6 項標準規(guī)定的基準氧含量值如圖1 所示。除去河北石灰工業(yè)的16%,其他標準對石灰窯規(guī)定的基準氧含量集中在8%~ 10%,涵蓋了鋼鐵、電石和建材工業(yè),基本可以反映出我國石灰窯在此指標上的水平。

6. 2 顆粒物排放限值要求

各標準中新建企業(yè)石灰窯的顆粒物排放濃度限值及變化趨勢如圖2 所示。趨勢上看,顆粒物的限值指標逐漸減小,現(xiàn)在基本都在30 mg/ m3 以下。山東省新建企業(yè)的一般控制區(qū)為15 mg/ m3,重點地區(qū)則為10 mg/ m3,與鋁工業(yè)的特別排放限值及河北鋼鐵大氣超低標準一樣為當前的最嚴限值。其他設施的顆粒物限值與石灰窯基本相同,不做單獨討論。

6. 3 二氧化硫排放限值要求

各標準中新建企業(yè)石灰窯的二氧化硫排放濃度限值及變化趨勢如圖3 所示。國家煉鋼工業(yè)大氣標準中沒有規(guī)定二氧化硫排放限值,河北石灰的基準氧含量為16%,如果按照9% 進行修正則濃度限值相當于240 mg/ m3,因此二氧化硫濃度限值趨勢也是逐漸減小的,目前的最嚴限值為50 mg/ m3。

6. 4 氮氧化物排放限值要求

各標準中新建企業(yè)石灰窯的氮氧化物排放濃度限值及變化趨勢如圖4 所示,按照標準發(fā)布時間排序逐漸減小。國家煉鋼工業(yè)標準和鋁工業(yè)標準中沒有規(guī)定新建企業(yè)的氮氧化物排放限值,但鋁工業(yè)標準中規(guī)定的特別排放限值與山東省建材工業(yè)、鋼鐵工業(yè)(一次征求意見稿)標準中的重點控制區(qū)一樣,同為100 mg/ m3, 比河北鋼鐵超低排放標準的150 mg/ m3還要嚴格。

7 結論與建議

(1) 目前,石灰工業(yè)沒有統(tǒng)一的大氣污染物排放標準,通過研究國家及河北、山東等地區(qū)的地方行業(yè)標準中對石灰設施的排放規(guī)定,可以看出石灰窯的大氣污染物排放規(guī)定從無到有、逐漸變嚴,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物三個污染物目前最嚴的排放限值分別為10 mg/ m3、50 mg/ m3、100 mg/ m3,基準氧含量值集中在8%~10%。

(2) 在污染物排放標準執(zhí)行上,石灰工業(yè)企業(yè)應按照地方優(yōu)先于國家、行業(yè)性優(yōu)先于綜合性的原則,根據(jù)地區(qū)要求及企業(yè)性質(zhì),合理正確地選用排放標準。

( 3) 應密切關注國家和地方的最新政策,明確生產(chǎn)設施所屬的區(qū)域劃分。按照執(zhí)行特別排放限值規(guī)定、實施超低排放意見、打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)行動計劃、秋冬季大氣污染物綜合治理攻堅行動方案等政策要求,認真貫徹落實生產(chǎn)管理和環(huán)境保護工作。