三门县天台县橡胶制品行业产排污系数应用专题研究Word文件下载.docx
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普查交上一份完美的答卷,也能够更好的服务于天台县和三门县环境保护的整治工作,为改善两县的环境质量打好良好的基础。
为此,三门县和天台县污染源普查办公室决定对橡胶制品行业的产排污系数进行详细测算。
受三门县和天台县污染源普查办公室的委托,我院承担该测算工作。
以两县橡胶制品行业多年环评工作为基础,凭借工程分析所掌握的污染源数据,工艺流程等汇总资料,结合对橡胶制品行业先进工艺、主要污染产生情况变迁及最新的污染防治措施等针对性调研的内容,编制了本产排污系数研究报告,可作为三门县、天台县污染源普查工作及环境保护整治工作的技术文件。
1.2编制依据
1、《第一次污染源普查工业污染源产排污系数选编》,2008.3
2、《浙江省水功能区水环境功能区划分方案》2006.4
3、《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
4、《环境空气质量标准》GB3095-1996
5、《污水综合排放标准》(GB8979-1996)
6、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)
7、《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2002)
1.3适用范围
本污染源产排污系数测算研究报告可作为以下工作的技术文件,报告中的数据可作
为天台县和三门县橡胶制品行业污染物产生和排放的参考依据:
1、天台县、三门县全国第一次污染源普查工作污染源普查表的填写;
2、天台县、三门县橡胶制品行业排放污染物申报登记报表的填写;
3、天台县、三门县环境保护整治环境容量的计算。
二、生产概况
2.1行业概况
三门县和天台县橡胶制品产业带萌芽于上世纪30年代,起步于60年代,发展于80年代。
主要集中于三门县西部和天台县东部地区,包括三门的珠岙、高枧和天台的洪畴、
三合等乡镇。
目前,天台县有橡胶制品企业约400余家,三门县有橡胶制品企业约300
多家,产品主要为各类传动带(包括三角带、同步带、多楔带等)以及输送带。
橡胶制品企业主要分布地详见图2-10
本报告选取规模较大、产品较为齐全的有代表性橡胶制品企业进行实地调查,调查企业包括浙江凯欧传动带有限公司、浙江奋飞橡塑制品有限公司、浙江三维橡胶制品有限公司和浙江沪天胶带有限公司,本报告中橡胶制品将以传动带为代表产品进行计算分析。
代表橡胶制品企业简介:
1、浙江奋飞橡塑制品有限公司:
公司创建于1988年,占地16多万m2,拥有国内
先进的传动带生产线和输送带生产线,是国内最大的橡胶制品生产企业之一,专业生产各种高性能传动带和输送带,具有年产各种输送带600万米,传动带1.5亿米的能力。
2、浙江三维橡胶制品有限公司:
公司创建于1990年,拥有固定资产人民币2.3亿
元,占地面积18万平方米。
公司具有一支勇于改革创新,锐意进取”的高素质员工队伍、先进的生产设备和完善的产品检测手段,主要生产“THREEV牌传动带和输送带,
是国家重点橡胶制品企业,公司主要产品普通V带生产能力为1.5亿米/年。
3、浙江沪天胶带有限公司:
创建于1986年,位于浙江省天台县境内上三高速公路”洋头”出口处,占地面积60亩,现有员工600多名,拥有德国、台湾先进的生产制造和检测设备,专业生产”沪天”牌三角带、切割带、同步带、多楔带等各类传动带,生产能力
为2500万米/年。
4、浙江凯欧传动带有限公司:
创建于1978年,是一家专业生产汽车用传动带、工
业用传动带的企业。
拥有国内先进的全线生产设备及整套的检测、试验设备,所有生产、
检测设备基本实现数控化,技术力量雄厚。
公司位于三门县高枧乡,占地面积约5万
m2,具有年产2500万米传动带的生产能力。
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图2-1橡胶制品企业分布图
2.2主要原辅材料消耗及设备概况
根据调查,天台、三门区域橡胶制品行业主要生产设备基本相同,主要包括炼胶机、
捏炼机、挤出机、压延机、成形机、打浆机、浆布机、硫化缸、切胶机、燃煤锅炉等。
根据调查,各传动带生产企业的物料单耗基本相同,每1万米传动带生产主要物料
消耗详见表2-1。
表2-11万米传动带生产主要物料消耗量
序号
原辅料名称
消耗量
单位
备注
1
天然橡胶
0.54
t
2
帆布
0.167
万m2
3
线绳
0.104
4
120#汽油
0.25
胶浆用溶剂
5
炭黑
0.071
填充料,改善胶料工艺性能
6
工业沉淀碳酸钙
0.142
7
防老剂RD
0.0008
防老化,延长橡胶使用寿命
8
促进剂DM
提高硫化速度,改善硫化胶性能
9
硫磺
0.0017
硫化剂,改善胶料性能
10
硬脂酸
0.00125
增塑剂,提高橡胶可塑性
11
固马隆
0.0021
12
水
20
13
电
0.08
万度
14
煤
0.91
部分物料性质:
防老剂RD:
即2,2,4—三甲基一1,2—二氢化喹啉聚合体(树脂状),琥珀色至
棕色片状或粉末状。
相对密度1.05,能溶于苯、氯仿及丙酮中,微溶于石油烃,不溶与水。
毒性小,广泛应用于氯丁胶、丁苯胶、顺丁胶、异戊胶等合成橡胶及天然橡胶的多种制品中。
促进剂DM:
即二硫化二苯并噻唑,白色或淡黄色粉末,味苦无毒,不溶于水,溶
于酒精、乙醚等。
作天然橡胶、合成橡胶、再生胶通用型促进剂。
它的硫化临界温度较高(130C),温度140C以上活性增加,有显著的后效性,操作安全。
在G型氯丁橡胶
中可作迟延剂、增塑剂,在W型氯丁橡胶中作硫化改性剂。
用于胶乳时,硫化速度较慢,但能减少含促进剂EZ胶乳胶料早期硫化的倾向。
本品在胶料中易分散,不污染,但有苦味,不宜用于与食物接触的制品,主要用于制造轮胎、胶管、胶带、胶鞋、胶布和一般工业制品,也用于白色和浅色制品。
2.3生产工艺流程
三角带等传动带的制造可分为准备、成型、硫化、检验和整理入库五个工序。
准备工序包括生胶的塑炼、混炼、压延、压出等工艺;
成型工序即为做成传动带胎坯的过程,成型是将底胶(压缩层)、强力层、缓冲层、包布层组成一体,成为传动带带坯;
硫化工序系将传动带带坯在平板硫化机或鼓式硫化机上进行硫化,使其成为具有一定弹性和
强度的传动带;
检验是根据产品的要求,对产品进行磨边、修边、检验;
整理入库是对检查合格的传动带进行整理,然后包装、入库。
传动带生产工艺流程及产污环节详见图2-1o
汽油废气
产品
图2-1传动带生产工艺流程及产污环节图
塑炼:
俗称轧炼,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性,并获适当的流动性,从而满足混炼和成型等进一步加工的需要的过程。
塑炼过程是使橡胶大分子链断裂、使分子量分布匀化的过程。
导致大分子链断裂的主要因素是机械破坏作用和热氧化降解作用,低温塑炼主要因素是前者,高温塑炼时后者占主导地位。
根据橡胶的性质和产品的用途,可采用不同的塑炼方法。
常用的方法有机械塑炼法和化学塑炼法两种。
机械塑炼法:
利用机械方法提高橡胶可塑性的一种塑炼过程,一般在开炼机或密炼机上进行,也可在螺杆机中进行。
主要作用是使橡胶经过反复的机械破坏,使分子链断裂而获得一定的可塑性。
用密炼机或螺杆机,生产能力较高,塑炼时间较短。
采用塑解剂,可加速破坏,缩短塑炼时间。
化学塑炼法:
借助于化学塑解剂的作用,引发并促进大分子链断裂。
塑解剂有低温塑解剂和高温塑解剂之分,前者主要有苯醌和偶氮苯等,后者主要有过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈等。
硫醇及其二硫化物类(促进剂M、促进剂DM)、2,2'
-二苯甲酰胺二苯基二硫化物类在低温和高温下均有效。
塑解剂种类不同,其作用机理也不同。
一般塑解剂都在空气存在下使用,可起加强氧化的作用。
在实际生产上化学塑炼和机械塑炼往往配合使用。
混炼:
利用机械方法将生胶与配合剂混合的工艺过程。
可使配合剂完全而均匀的分散在橡胶中,并尽可能不降低橡胶的强力。
所成的胶料成为混炼胶。
可在开炼机或密炼机上进行。
用密炼机炼得的混炼胶质量均匀,生产能力也高。
有一段和二段混炼法。
前者是在橡胶中逐步添加配合剂。
后者是先加入软化剂和粉末状填充剂进行第一阶段的粗混炼,胶料经冷却和放置一定时间后,再加硫黄和促进剂进行第二阶段混炼。
硫化:
主要指物质与硫或与硫和硫化钠起作用的一种过程。
在橡胶工业中,指生橡胶与硫黄和促进剂等在一定的温度和压力下作用而成熟橡胶的加工过程。
可使橡胶在较
广温度范围内具有强度大、溶解度小、弹性高等优点。
在硫化过程中,硫黄与混炼胶起化学反应,减少不饱和性,同时产生交联而形成体形结构。
通过控制硫化的各种因素(如硫化温度、硫化时间、硫化剂用量等),可以得到所要求性能的硫化橡胶。
硫化剂除硫黄外,也可用其它含硫和不含硫的物质如一氯化硫、过氧化苯甲酰等。
硫化方法有冷硫化、热硫化、高频电流硫化、辐射硫化等。
硫化设备有硫化机和硫化罐等。
三、污染源强分析
3.1主要污染工序
传动带等橡胶制品企业废气、废水和固废产生工序包括:
1、废气:
打浆车间的汽油废气、炼胶和打磨车间的粉尘、硫化车间排放的工艺废气和锅炉废气。
2、废水:
炼胶、硫化冷却废水、生活污水、地面冲洗废水。
3、固废:
橡胶废品、线绳残料、帆布残料、废原料包装袋、煤渣。
3.2废气污染源强
废气主要是打浆车间的汽油、炼胶和打磨车间的粉尘、硫化车间产生的工艺废气和锅炉废气。
1、打浆车间的汽油
打浆时所用的溶剂一般为120#气油,打浆放在密闭的容器内进行,主要排放是通过放空口排出,而浸浆是放在敞口的容器内,在浸浆时同时用蒸汽加热干燥。
消耗的汽油全部挥发,汽油废气产生量为250kg/万m产品。
2、炼胶和打磨车间的粉尘
炼胶车间粉尘主要来源于炭黑、碳酸钙等粉料解包、配料、投料过程,其中以炭黑为主,产生量约为使用量的1%,即产生量约为2.2kg/万m产品。
采用P-5L2型数字粉尘仪对碳黑解包岗位和日用贮斗厂房进行监测,每次采样时间为1min,测试结果和折
算浓度见表3-1。
表3-1碳黑粉尘测试结果(mg/m3)
碳黑解包岗位
日用贮斗厂房
密炼车间外环境
第1次
73
53
1.069
第2次
98
63
1.713
第3次
80
52
0.807
平均值
83.7
56
1.196
平均粉尘浓度
79.99
53.54
由上表可以看出:
橡胶制品企业工作环境中碳黑粉尘浓度较高。
碳黑解包岗位粉尘浓度高达79.99mg/m3,日用贮斗厂房中浓度也达到53.54mg/m3,远超出车间卫生标准,对工人的身体健康会有较大影响。
由于车间的碳黑粉尘浓度较高,而且碳黑颗粒粒径小
(V10卩m),因此极易通过门窗飞扬到室外污染环境。
在炼胶厂房外7m处采用KB-120粉尘采样器进行取样,结果也列于上表,车间外的粉尘平均浓度已达到1.196mg/m3。
打磨车间粉尘主要为橡胶粉末,产生量约为产品的0.05%,粉尘产生量约为0.5kg/
万m产品。
综上,炼胶和打磨粉尘合计产生量为2.7kg/万m产品。
3、硫化废气
硫化车间排放的废气比较复杂,而且根据产品不同,所用原料及辅料不同,成分均不同,在硫化过程中,排放出来的热气体,含有有机化合物(包括烷烃、芳香烃、醛、酮、苯胺等)、H2S、SO2等。
根据调查,在硫化机工作台位置,有机挥发物(以非甲烷总烃计量)含量在
20~50mg/m3之间,SO2浓度为3.5~14mg/m3,硫化车间内有机挥发物浓度在2~11mg/m3之间,SO2浓度为0.5~3mg/m3。
对于硫化车间SO2和非甲烷总烃排放量,根据对各橡胶制品生产厂家污染调查,及配料配比、硫磺年消耗量及物料平衡等分析,确定SO2发生量为0.38kg/万m产品、非
甲烷总烃发生量为1.37kg/万m产品。
硫化车间废气基本为通过车间通风排出,气量由于通风效果不同而不同,根据调查,当地橡胶制品生产企业硫化车间平均排气量约为3.5
万m3/万m产品。
表3-2硫化车间废气产生情况表
废气名称
产牛量
产生浓度
废气量
3.5万m3/万m产品
一
SO2
0.38kg/万m产品
10.8mg/m
非甲烷总烃
1.37kg/万m产品
39mg/m3
4、锅炉废气
橡胶制品企业一般均配有燃煤锅炉,锅炉耗煤量约为0.91t/万m产品,燃煤含硫率
约为1%。
燃烧1吨煤(含硫率以1.0%计)产生的废气及污染物的量如下:
废气量0.925万Nm3/t煤
SO216kg/t煤
NOx4~7kg/t煤
烟尘37~40kg/t煤
Vy0.460.925(104Nm3/h)4255Nm3/h
Vy――烟气量;
锅炉烟气产生量为0.842万Nm3。
锅炉烟气污染物排放量
1NOx产生量、初始浓度
NOx产生量:
5.5&
91=5kg/万m产品;
初始浓度为595mg/Nm3。
2SO2产生量、初始浓度
SO2产生量:
为16091=15kg/万m产品;
初始浓度为1729mg/Nm3。
3烟尘产生量、初始浓度
烟尘产生量:
38.5>
0.91=35kg/万m产品;
初始浓度4161mg/Nm3。
锅炉废气产生情况详见表3-3。
表3-3锅炉废气产生情况表
用煤量
(t/万m
产品)
烟气量
(万m3/万m产品)
NOx
烟尘
(kg/万
m产品)
(mg/Nm3)
0.842
15
1729
595
35
4161
3.3废水污染源强
橡胶制品企业生产用水主要有炼胶冷却水、硫化冷却水、锅炉用水、生活用水、地
面冲洗用水等,外排废水主要为炼胶、硫化冷却废水、生活污水和地面冲洗废水。
1冷却废水
炼胶和硫化冷却水为循环使用,但该冷却水由于不断循环使用,水温会不断增加,达不到冷却效果,因此要定期排放部分冷却水、补充新鲜水。
由于各企业冷却水池大小不同,冷却水池排放频次也不同,排放率也不相同。
综合当地企业实际情况,各企业冷却水池偏小,排放频率较高,冷却水年补充量约为10t/万m产品,冷却废水排放量约为8"
根据浙江奋飞橡塑制品有限公司、浙江三维橡胶制品有限公司等企业的冷却水监测,监测结果见表3-4。
表3-4冷却废水水质监测结果
项目
监测点
pH
CODCr
(mg/l)
SS
石油类
BOD5
炼胶-01
7.12
30
0.69
4.71
炼胶-02
7.13
37
1.99
1.90
硫化-01
7.54
25
0.30
2.13
硫化-02
7.07
29
1.11
0.22
7.21
1.02
2.24
根据表3-4,冷却废水水质中污染因子主要为CODcr、SS、石油类和BOD5,浓度分别约为30mg/l、5mg/l、1.02mg/L和2.24mg/L。
则冷却废水各污染物产生量分别为CODcr0.24kg/万m产品、SS0.015kg万m产品、石油类0.008kg/万m产品和BOD50.016kg/万m产品。
2、生活污水
根据调查,每生产1万米传动带职工生活用水量约为3t,生活污水排放量约为2.5t/万米产品。
生活污水各污染物浓度为CODcr500mg/L、BOD5200mg/L、氨氮25mg/L、石油类10mg/L,则生活污水各污染物产生量为CODcr1.25kg/万m产品、氨氮0.062kg/万m产品、石油类0.025kg/万m产品和BOD50.5kg/万m产品。
3、地面冲洗废水
企业车间地面需进行冲洗,冲洗用水量约为0.5t/万m产品,冲洗水全部排放。
冲
洗废水各污染物浓度约为CODcr500mg/L、SS200mg/L、石油类50mg/L、BOD540mg/L,则地面冲洗废水各污染物产生量为CODcr0.25kg/万m产品、SS0.1kg/万m产品、石油
类0.025kg/万m产品、BOD50.02kg/万m产品。
另外,企业锅炉用水量约为7t/万m产品。
各废水及污染物产生情况汇总详见表3-5。
表3-5废水污染物产生情况汇总表
污染物名称
冷却废水
生活污水
地面冲洗废水
合计
废水量
2.5
0.5
t/万m产品
0.24
1.25
1.74
kg/万m产品
0.016
0.02
0.536
氨氮
0.062
0.015
0.1
0.115
0.008
0.025
0.058
综上所述,传动带生产用水总量约为20.5t/万m产品,废水产生总量为11t/万m产品。
各污染物总产生量分别为CODcr1.74kg/万m产品、氨氮0.062kg/万m产品、石油类0.058kg/万m产品、SS0.115kg万m产品和BOD50.536kg/万m产品。
3.4固废污染源强
橡胶制品企业工业固体废弃物主要有橡胶废品、线绳残料、帆布残料、废原料包装袋、煤渣等。
橡胶废品包括废橡胶、打磨橡胶粉等,产生量约为15kg/万m产品。
线绳和帆布在生产使用过程均有残料产生,产生量约为4kg/万m产品。
废原料包装袋产生量约为4kg/万m产品。
煤渣以用煤量的25%计,则煤渣产生量为230kg/万m产品。
橡胶制品企业固废产生总量为253kg/万m产品,均为一般工业固废,无危险固废产生。
3.5污染源产污系数小结
橡胶制品行业产污系数详见表3-6
表3-6橡胶制品行业产污情况表
名称
产污系数
废气
打浆车间汽油
250
kg/万m产品
炼胶车间粉尘
2.2
打磨粉尘
硫化废气
3.5
万m3/万m产品
0.38
1.37
锅炉燃煤烟气
废水
冷却废水、生活污水、地面冲洗
固废
橡胶废品
线绳、帆布残料
废包装袋
煤渣
230
小计
253
四、污染防治措施及治理效果分析
4.1废气治理措施及治理效果
1、打浆车间汽油废气
根据调查,目前天台县和三门县大部分橡胶制品企业产生的汽油废气均无收集处理装置,其产生量即为排放量,即250kg/万m产品。
只有小部分企业对汽油废气进行了收集处理,收集气量约为10万m3/万m产品,处理方法有冷凝回收、活性炭吸附和催化燃烧等。
(1)冷凝回收
打浆放在密闭的容器内,排放点为容器的放空口,而浸浆是放在敞口容器内,一般在容器上方设置集气罩,收集后先通过10C冷却水进行冷却,再用0C或-5C冷冻盐水进行冷凝,回收的汽油基本能回用。
图4-1冷凝回收工艺流程图
汽油废气收集率可达85%以上,如采用“一级水冷+—级盐水冷”处理工艺处理效率可达90%以上,如单采用“一级水冷”处理工艺处理效率可达70%以上。
经“一级水冷+—级盐水冷”冷凝回收处理后汽油废气的排放情况为:
无组织排放量37.5kg/万m产品,有组织排放量21.2kg/万m产品,合计排放量为58.7kg/万m产品。
经“一级水冷”冷凝回收处理后汽油废气的排放情况为:
无组织排放量37.5kg/万
m产品,有组织排放量63.6kg/万m产品,合计排放量为101.1kg/万m产品。
(2)活性炭吸附
汽油废气为有机废气,活性炭