摘 要: 介紹了中國石灰工業(yè)適用的污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)和河北、山東等地方性污染物排放標(biāo)準(zhǔn),分析了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)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(jié)果顯示：目前三種污染物的最嚴(yán)限值分別為10 mg/ m3 、50 mg/ m3 、100 mg/ m3 ,標(biāo)準(zhǔn)中石灰窯的基準(zhǔn)氧含量值集中在8%~ 10%。石灰工業(yè)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件執(zhí)行正確的排放標(biāo)準(zhǔn)及政策要求,做好生產(chǎn)管理和環(huán)境保護(hù)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(yīng)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(gè)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(shè)施缺乏、環(huán)境污染嚴(yán)重、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺乏等問題。

我國對(duì)環(huán)境保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)不斷進(jìn)行修訂和完善,而石灰工業(yè)因?yàn)槠髽I(yè)結(jié)構(gòu)等問題,一直沒有出臺(tái)相應(yīng)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本文選取顆粒物、二氧化硫、氮氧化物三種污染物項(xiàng)目,對(duì)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(dǎo)。

2 國家排放標(biāo)準(zhǔn)

2. 1 煉鋼工業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)》(GB28664 -2012),對(duì)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(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996) 和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996),其要求列于表1。

該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)石灰窯、白云石窯的顆粒物排放限值進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)

2018 年3 月2 日,國家環(huán)境保護(hù)部進(jìn)行《電石工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[4] 第二次公開征求意見。該標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后將不再執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996),其要求列于表2。

2.3 鋁工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)

《鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布時(shí)間較早,各個(gè)污染物指標(biāo)的限值都相對(duì)寬松,并且沒有規(guī)定過量空氣系數(shù)或者基準(zhǔn)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(yán),同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之外,沒有對(duì)應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的石灰工業(yè)爐窯執(zhí)行《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996),其他生產(chǎn)設(shè)施則執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996),相關(guān)要求列于表4。

工業(yè)爐窯大氣和大氣綜排兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是發(fā)布于1996 年,對(duì)我國當(dāng)時(shí)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(biāo)限值已經(jīng)明顯寬松。我國自2010 年之后已陸續(xù)出臺(tái)了20 余項(xiàng)行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,雖然這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)依然有效,但實(shí)際使用意義不大。獨(dú)立的石灰工業(yè)企業(yè)進(jìn)行環(huán)境管理時(shí),應(yīng)參考相關(guān)行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)的排放限值或征求當(dāng)前環(huán)境管理部門意見后進(jìn)行相應(yīng)的污染治理。

3 河北省排放標(biāo)準(zhǔn)

3. 1 鋼鐵工業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[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(biāo)準(zhǔn)》[9] (DB13/2169-2015)。隨著國家對(duì)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(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)》[11](DB13/2169-2018)。河北省的地方鋼鐵工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)逐漸完善、逐漸變嚴(yán)的過程。超低排放標(biāo)準(zhǔn)中8% 的基準(zhǔn)氧含量與國家煉鋼工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一致,而三種污染物的排放限值則大幅削減,10、50、150的指標(biāo)也為其他石灰相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供了參考。

3. 2 石灰行業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)

河北省環(huán)境保護(hù)廳在2012 年11 月28 日發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)《石灰行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[12](DB13/1641-2012),對(duì)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(biāo)準(zhǔn)中對(duì)折算的要求描述為“灰窯含氧量按16%計(jì)算。當(dāng)實(shí)測含氧量低于16% 時(shí),以實(shí)測濃度為準(zhǔn),不進(jìn)行折算?！?與目前石灰窯常見的8% 相比,16%的基準(zhǔn)氧含量明顯過高,再結(jié)合其限值指標(biāo)來看,該標(biāo)準(zhǔn)的排放要求整體較為寬松。

4 山東省排放標(biāo)準(zhǔn)

4. 1 鋼鐵工業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)

山東省的地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系。其在2008 年即發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[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(biāo)準(zhǔn)》[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(duì)再次修訂的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[15](征求意見稿)進(jìn)行第一次公開征求意見。兩次修訂中的石灰相關(guān)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(guān)規(guī)定也是一個(gè)從無到有、從寬到嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)限值接近,甚至在重點(diǎn)控制區(qū)的氮氧化物限值還要嚴(yán)于河北省超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

4. 2 建材工業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)》[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(biāo)準(zhǔn)》[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(shè)施之外的其他石灰工業(yè)生產(chǎn)管理按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,其要求內(nèi)容列于表8。

該標(biāo)準(zhǔn)與鋼鐵工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)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(zhǔn)氧含量也高于鋼鐵工業(yè)中的8%,總體上比鋼鐵工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)石灰生產(chǎn)排放的要求寬松。

5 其他地區(qū)工業(yè)爐窯標(biāo)準(zhǔn)

沒有地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū),則執(zhí)行地方工業(yè)爐窯標(biāo)準(zhǔn),我國的地方工業(yè)爐窯標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)《冶金、建材行業(yè)及其它工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[23] (DB11/237 -2004)的發(fā)布時(shí)間太早,指標(biāo)不完整且限值過于寬松,未列在上表中。表中標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)指標(biāo)最嚴(yán)的為江蘇省二次征求意見稿的80 mg/ m3 和180 mg/ m3,基準(zhǔn)氧含量則集中在9%。

6 指標(biāo)分析

選取上述除工業(yè)爐窯大氣、大氣綜排之外的國家標(biāo)準(zhǔn)3 項(xiàng),河北省、山東省地方標(biāo)準(zhǔn)各2 項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)選取新建企業(yè)一般控制區(qū)限值),按照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布(征求意見)時(shí)間的先后排序,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的折算要求、污染物排放限值進(jìn)行如下分析。

6. 1 折算要求

大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定過量空氣系數(shù)或基準(zhǔn)氧含量,主要是為了防止人為對(duì)煙氣進(jìn)行稀釋。

基準(zhǔn)氧含量排放濃度折算方法計(jì)算公式如下:

c = c' × 21 - O2 21 - O'2

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

以上7 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中鋁工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定折算要求,其他6 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)氧含量值如圖1 所示。除去河北石灰工業(yè)的16%,其他標(biāo)準(zhǔn)對(duì)石灰窯規(guī)定的基準(zhǔn)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(biāo)上的水平。

6. 2 顆粒物排放限值要求

各標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)一樣為當(dāng)前的最嚴(yán)限值。其他設(shè)施的顆粒物限值與石灰窯基本相同,不做單獨(dú)討論。

6. 3 二氧化硫排放限值要求

各標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定二氧化硫排放限值,河北石灰的基準(zhǔn)氧含量為16%,如果按照9% 進(jìn)行修正則濃度限值相當(dāng)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(yán)限值為50 mg/ m3。

6. 4 氮氧化物排放限值要求

各標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間排序逐漸減小。國家煉鋼工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和鋁工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)控制區(qū)一樣,同為100 mg/ m3, 比河北鋼鐵超低排放標(biāo)準(zhǔn)的150 mg/ m3還要嚴(yán)格。

7 結(jié)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(biāo)準(zhǔn),通過研究國家及河北、山東等地區(qū)的地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)石灰設(shè)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(yán),顆粒物、二氧化硫、氮氧化物三個(gè)污染物目前最嚴(yán)的排放限值分別為10 mg/ m3、50 mg/ m3、100 mg/ m3,基準(zhǔn)氧含量值集中在8%~10%。

(2) 在污染物排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行上,石灰工業(yè)企業(yè)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。

( 3) 應(yīng)密切關(guān)注國家和地方的最新政策,明確生產(chǎn)設(shè)施所屬的區(qū)域劃分。按照執(zhí)行特別排放限值規(guī)定、實(shí)施超低排放意見、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃、秋冬季大氣污染物綜合治理攻堅(jiān)行動(dòng)方案等政策要求,認(rèn)真貫徹落實(shí)生產(chǎn)管理和環(huán)境保護(hù)工作。