谈<水泥厂大气污染物排放标准>

为了认真贯彻落实《国务院关于环境保护若干问题的决定》，实 现到2000年全国所有工业污染源排放污染物达到国家或地方规定标准 的要求，国家三部委局出台配套措施，要求水泥行业到2000年粉尘达 标排放。GB4915-1996<水泥厂大气污染物排放标准>，已于1996年 3月7号发布，1997年1月1日开始实施。
　　

从实际情况看，对该标准的宣传还不够，了解该标准的人还不多， 有许多厂还没有这份标准的资料，传媒中的某些报道也不够准确，如 “某厂经过治理粉尘排放浓度低于150mg/m³”，应该是标准状况及确 定是哪种主机治理后的排放浓度。因此，有必要再谈谈该标准，意欲 亡羊补牢。到2000年底，水泥厂粉尘排放达标迫在眉睫，况且该标准 不仅规定了粉尘排放的限值，还规定了其他几种污染物的限值。笔者 企望此文能对同行们全面了解、准确理会和贯彻该标准有所帮助。

1　一般规定

GB 4915-1996<水泥厂大气污染物排放标准>由合肥水泥研究设 计院负责起草，在原GB 4915-85<水泥工业污染物排放标准>基础上 修订。
　　

该标准适用于水泥厂的排放管理，以及建设项目环境影响评价、 设计、竣工验收及其建成后的排放管理。该标准按年限和区域分别规 定了水泥厂各排放点大气污染物的排放限值及粉尘无组织排放控制限 值，但是水泥行业矿山开采与现场破碎却是执行GB16297-1996<大 气污染物综合排放标准>。
　　

粉尘无组织排放指水泥厂厂区内物料堆放扬尘、物料输送和窑、 磨机等设备的粉尘泄漏等。标准状态的干排气指在温度为273K，压力 为101325Pa时的不含水分的排气，本标准排放浓度均指标准状态干排 气的浓度。因此，实测的排放浓度应折算成标准状态下的干排气。
　　

此外，该标准还有标准分级，规定的一、二、三级标准分别与GB　3095-1996的环境空气质量功能区相对应:一类区执行一级标准；二 类区执行二级标准；三类区执行三级标准。
　　

该标准还引用了以下三项标准，通过在该标准中引用而构成该标 准的条文，它们是:GB 3095-1996<环境空气质量标准>，GB 9137- 88<保护农作 物的大气污染物最高允许浓度>和GB/T16157-1996<固定污染 源排气中颗粒物测定与气态污染物 采样方法>。单从GB 3095-1996来看，它所引用的标准有二氧化 硫、总悬浮颗粒物等测定标准共14项，依此类推，多层引用的标准就 更多，因此，一项标准，一般都不是一项孤立的标准，通过引用其他 相关的标准，而构成涵盖数个甚至数十个的标准群。所以，要认真、 全面、准确地贯彻实施一项标准，必须要有多种专业的理论、知识和 技能。

2　污染物排放标准

　　我国水泥工业近20年来获得较快的发展，不同时期建设的水泥厂， 其技术和装备水平都不一样，因此，该标准针对这一情况划分了三个 时段。即1985年8月1日之前建设的水泥厂；1985年8月1日至1996年12 月31日之间建设的水泥厂和1997年1 月1日起建设的水泥厂。建厂时间的界定是根据建设的水泥厂环 境影响报告书批准日期分别按该标准第4.2.1、4.2.2和4.2.3 条确定应执行的标准。未经环境保护行政主管部门审批建设的水泥厂， 按补做的环境影响报告书批准日期确定应执行的标准。
　　

因此，要准确掌握本厂粉尘(或其他污染物)排放限值，必须明 确以下条件:第一本厂建厂批准日期；第二本厂属哪类地区执行哪一 级标准；第三排放设备分类。标准中有关规定如下:
4.2.1　1985年8月1日之前建设的水泥厂，烟尘或 粉尘最高允许排放浓度和吨产品排放量应按表1、表2执行。

　　*扣除参考值
4.2.2　1985年8月1日至1996年12月31日之间 建设的水泥厂，烟尘或粉尘最高允许排放浓度和吨产品排放量应 按表3、表4执行。GB 3095中的一类区禁止排放。

　　*扣除参考值
4.2.3　1997年1月1日起建设的水泥厂，烟尘或粉 尘和有害气体最高允许排放浓度及吨产品排放量应按表5、表6执 行。GB 3095中的一类区禁止排放。

3　该标准的主要特点

　　与原标准比较该标准具有如下一些特点。
3.1　污染物排放限值分时段
　　

根据水泥厂的不同建厂日期分成三个时段来规定各种污染物的排 放限值，更符合我国的国情和水泥厂的厂情。

3.2　新规定了粉尘无组织的排放限值
　　从表2、4、6可见该标准规定了粉尘无组织的排放限值，这就为 改善环境空气质量和岗位粉尘浓度创造了条件。

3.3　新增对二氧化硫、氮氧化物和氟化物的排放限 值项目
　　从表5可见，该标准新增了对二氧化硫、氮氧化物和氟化物的排 放限值要求。在引用的GB 3095-1996<环境空气质量标准>中还规定 了颗粒物、臭氧、 铅等物质的浓度限值。

3.4　粉尘排放标准限值更加严格
　　该标准表1的排放浓度一级标准即相当于原标准一级标准的排放 浓度；而表3、4、5、6中，一类区禁止排放，也就是未规定一级标准 的污染物排放限值，而表3的二级标准粉尘排放限值就相当于表1的一 级标准的排放限值。而表5二级标准的烟尘或粉尘标准状况下的排放 限值热力设备是100mg/m³；通风设备是50mg/m³，分别比以前的标准 排放限值又低了50mg/m³，这是要提请有关同志注意的。

4　关于几种污染物

　　
4.1　烟尘或粉尘
　　

烟尘或粉尘是两类颗粒物，水泥厂习惯称粉尘。对于水泥厂的粉 尘污染和治理人们都比较熟悉了。此前，笔者曾以我国水泥年产5亿 吨，排放粉尘量占水泥产量的1%～2.5%计，推算出我国水泥厂年 排放粉尘量为1000～1200万t，是我国几大行业的粉尘污染大户之一。 经过我国环保工作者几十年的努力，我们自己研究开发以及引进消化 的袋、电除尘器的技术水平已跻身于世界先进水平之列，将其正确的 用于水泥厂的排放点和扬尘点收尘都能获得高的除尘效率和达标的排 放。如袋除尘器采用覆膜滤料甚至可以获得每标准立方米几毫克的出 口排放浓度。因此，只要增强环保意识，对到2000年粉尘排放达标有 紧迫感，正确的选用除尘器，保证设计制造和安装质量，加强维护管 理并有足够的治理资金，水泥厂粉尘的达标准排放是没有问题的。

4.2　二氧化硫
　　

根据中国环境公报，1998年我国二氧化硫排放量为2090万t。水 泥厂的二氧化硫排放量是多少，未见统计数据，但水泥厂的脱硫有其 先天的优势，水泥生产以石灰石为主要原料，而石灰石是目前脱硫技 术的主要脱硫剂，在煅烧过程中产生的二氧化硫在同一过程中就被生 料粉吸收经煅烧而以硫酸钙的形式固定在水泥熟料中。据资料介绍， 煅烧过程中产生的二氧化硫被吸收率为85%～90%。
　　

二氧化硫是酸雨的前体物，我国酸雨以硫酸型为主，据统计年均 降水pH约为5.6的区域面积已占全国面积的30%左右，每年因酸雨造 成的经济损失达1100亿元。由此可见，控制二氧化硫污染和酸雨的危 害已刻不容缓。前些年国家已制定了二氧化硫排污收费的法规，但对 雨控区实行的是总量收费而非超标排污收费，收费标准为排放二氧化 硫每千克收取排污费0.20元，即每排放1t二氧化硫收取排污费200元。
　　

有人对水泥窑废气中二氧化硫的排放作过调研，其排放浓度为每 标准立方米几十毫克到1000多毫克之间。以预分解窑排放量最低，湿 法回转窑最高，而机立窑居中。有些厂家的二氧化硫排放浓度没有超 过表5所列的二、三级标准的排放限值。
　　

举两个水泥厂废气脱硫的实例。
　　

例1:北京某水泥厂系2000t/d规模，窑尾采用冷却塔—袋除尘器 系统除尘，烟气以两种方式进入袋除尘器。一种方式是全部烟气经冷 却塔降温后进入袋除尘器，其脱硫效率为88%，标准状况下二氧化硫排放浓度为20～21.9mg/m³；另一种方法是利用废气余热烘干 生料，约40%的高温烟气引入生料磨烘干生料后再与从冷却塔出来的 烟气汇合而一起进入袋除尘器，其脱硫率为78%。
　　

例2:广东某水泥厂，5台机立窑均采用玻纤袋除尘器，经当地监 测站对SO₂进行监测，5台袋除尘器平均脱硫率在90%以上，二氧化硫的排 放浓度标准状况下平均值为10.3mg/m³。
　　

上面两个实例，均是按照工艺流程设计而达到较高的脱硫效率， 是自发性的脱硫。分析其作用主要有两个因素，一是粉尘本身是脱硫 剂，二是烟气具有一定的湿度。如果我们对这两个因素进行分析试验， 找出它们的影响关系和最佳参数，有意创造一个袋滤系统的脱硫条件， 则其脱硫率会更高些，这不失为水泥窑脱硫的一种现实可行的模式。

4.3　氮氧化物
　　

窑系统排出的氮氧化物一是在高温燃烧时空气中部分氮与氧化合 生成多种氮氧化物；二是燃料中的氮元素在燃烧过程中氧化而生成氮 氧化物。二氧化氮的形成与燃烧温度有关，温度越高氮氧化物的生成 量越多。二氧化氮也是酸雨的前体物，属硝酸型酸雨，硝酸型酸雨占 我国酸雨的十分之一。氮氧化物宜采用过程治理，即在燃烧系统设计 采用氮氧化物生成量低的燃烧器和分解炉等即能减少氮氧化物的生成 和排放。据资料报道:出预热器窑的氮氧化物浓度约为719mg/m³；而 出分解炉预热器废气中的氮氧化物只 有410mg/m³左右。所以就目前来看，氮氧化物的排放一般不会超 标，但对环境和人群还是有不良影响。

4.4　氟化物
　　

立窑煅烧使用萤石作矿化剂，在煅烧过程中，氟与硅反应生成Si F₄，并以气态进入烟气，排入大气，遇水与之反应生成SiO₂和HF(氟化氢)，造成对生态和人体的危害。对氟化物敏感的作 物很多，如小麦、蔬菜、水果、牧草和桑叶等，尤以对桑叶的污染最 明显。如浙江省就制订了桑蚕污染防治管理办法，“在春蚕生产期间， 凡是有氟化物污染的水泥厂、砖瓦厂、玻璃马赛克厂、磷肥厂等均应 停产一个月(蚕种场周围的停产一个半月)进行季节性停产”。此外 当人摄入过量的氟化物在体内积蓄会导致慢性中毒，这是因为大量的 氟化物进入人体后就会与身体内的钙结合而造成钙的代谢紊乱而出现 腰腿痛、抽搐麻木等症状。
　　

关于在立窑煅烧中采用复合矿化剂，早期就有人提出异议，最进 又有专家建议在立窑煅烧中停用复合矿化剂。对此，望能引起有关部 门的重视。

5　其他规定

　　该标准的其他规定如监测与实施条文如下。

4.3　其它规定

4.3.1　新建、扩建、改建的水泥生产线，其烟囱(排 气筒)高度应符合表7中的规定。多个并列烟囱(排气筒)的高 度，除符合表7规定外，还应通过环境影响评价确定。

4.3.2　通风设备除尘装备应与其主机设备同步运 转；热力设备的除尘装置相对于其主机设备的运转率不得小于97 %。

4.3.3　新建设备烟道或排气筒应设置永久采样孔 和采样测试平台。

5　监测

5.1　监测按GB/T16157规定执行，气态污染物的 分析方法执行国家环境保护局制定的方法标准。

5.2　粉尘无组织排放监测要求在厂界外20m处(无明显厂界，以 车间外20m处)上风向与下风向同时布点采样，将上风向的监测数据 作为参考值。

5.3　监测工况要求

5.3.1　对水泥厂日常监督性监测，采样期间工况应 与当时正常运行工况相同。厂方或监测人员都不得任意改变当时 的正常运行工况。

5.3.2　水泥厂竣工验收监测，应在设备正常生产工 况和达到设计规模80%以上时进行。

6　标准实施

6.1　本标准由县级以上人民政府环境保护行政主 管部门负责监督实施。

6.2　位于国务院批准划定的酸雨控制区和二氧化 硫污染控制区的水泥厂，二氧化硫排放除执行本标准外，还应执 行所在控制区规定的总量控制标准。

6　结束语

1)新标准对粉尘排放限值提出了更高的要求，且新规定了二氧 化硫等几种污染物的排放限值和无组织粉尘的排放限值，较原标准上 了一个台阶。这对于防治水泥厂对环境的污染和为我国实现可持续发 展战略计划有积极重大的作用。
　　

2)自新标准实施以来，已有许多省、市在制订水泥厂粉尘治理 规划，有的还逐级立下责任状并踏实认真的实施，为实现2000年水泥 厂粉尘达标排放而努力工作，且有一批水泥厂已通过达标验收。
　　

3)我们应清醒看到与世界先进国家的差距:我们的排放浓度限 值是标准状况下100～50mg/m³，而国外先进国家是50～30mg/m³；我 们的粉尘排放量是水泥总产量的1%～2.5%，而国外先进国家是0. 01%；我们水泥厂的环保设备投资占设备总投资的10%左右，而国外 先进国家是20%甚至更多。
　　

4)新标准中未列入CO₂排放限值，但水泥生产过程中产生的CO₂ 已达全球CO₂ 的7%^〔1〕，对温室效应产生的负面影响不容忽视。