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謀解堿渣之困

   2013-06-21 中國(guó)化工報(bào)王云立 朱華南

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  作為基礎(chǔ)的大宗化工產(chǎn)品,自19世紀(jì)末誕生以來(lái),純堿就對(duì)世界工業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)了巨大力量。然而,自誕生那一刻起,純堿生產(chǎn)過(guò)程中伴生的廢液和堿渣也成了企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)。即便在科技發(fā)達(dá)的今天,堿渣的處理問(wèn)題仍在深深困擾著全球的氨堿法純堿企業(yè)。

 

 

對(duì)于氨堿法純堿企業(yè)而言,堿渣處理是一大難題。圖為一家企業(yè)的堿渣場(chǎng)。

  
  堿渣: 世紀(jì)難題


  1892年,比利時(shí)工程師索爾維發(fā)明了氨堿法制純堿。1926年,我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜在天津塘沽永利堿廠生產(chǎn)出合格純堿。早期的純堿企業(yè)都是將生產(chǎn)廢液直接排入大海。直到上世紀(jì)初期,隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),堿廠才將堿渣直排改為在灘涂上圍堤筑壩、自然澄清、清液排海,固形物多用來(lái)增高渣場(chǎng)堤壩。而隨著時(shí)間的延續(xù)和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)張,久而久之,在每個(gè)堿廠背后的海灘上,一個(gè)個(gè)巨型渣場(chǎng)高高聳立。它們俯視著大海,表面看似平靜的白色膏狀廢液內(nèi)部卻蘊(yùn)含著巨大的張力與能量,暗暗與地基搭建在松軟沙灘上的圍堤較勁,威脅周邊安全。這一點(diǎn),恐怕是中外純堿鼻祖索爾維和侯德榜始料不及的。


  上世紀(jì)80年代, 我國(guó)唐山堿廠、濰坊堿廠和連云港堿廠這三大堿廠相繼投產(chǎn)后,純堿供應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變,對(duì)化工及其他行業(yè)的支持作用明顯。但是,進(jìn)入新世紀(jì)特別是近10年來(lái),國(guó)內(nèi)純堿產(chǎn)能擴(kuò)張勢(shì)頭迅猛,且呈現(xiàn)裝置大型化特點(diǎn),不論是新增裝置還是老企業(yè)擴(kuò)能,動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)噸。當(dāng)前,我國(guó)純堿總產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)3000萬(wàn)噸,成為世界第一純堿生產(chǎn)大國(guó)。其中,三大骨干堿廠產(chǎn)能分別為:海化集團(tuán)(原濰坊堿廠)300萬(wàn)噸、三友集團(tuán)(原唐山堿廠)200萬(wàn)噸、連云港堿廠120萬(wàn)噸。盡管當(dāng)前純堿行業(yè)持續(xù)低迷,但國(guó)內(nèi)企業(yè)擴(kuò)能之勢(shì)并未放緩,據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)計(jì),今年還將新增純堿產(chǎn)能190萬(wàn)噸。

 

 

通過(guò)壓濾機(jī)對(duì)廢堿液進(jìn)行固液分離,可減輕渣場(chǎng)運(yùn)行負(fù)荷。


  與“全球老大”光環(huán)相伴相隨的,是堿渣排放量第一。據(jù)記者了解,雖然我國(guó)氨堿法純堿的比重已逐漸下降,但產(chǎn)量占比仍近五成。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,每生產(chǎn)1噸純堿要排放10立方米廢液,其中固體含量(干基)約3%。如此,即便按我國(guó)氨堿法純堿產(chǎn)能為1500萬(wàn)噸測(cè)算,全國(guó)每年要產(chǎn)生15000萬(wàn)立方米廢液,其中固體廢物近500萬(wàn)噸。


  顯然,這不是個(gè)小數(shù)字,而處置堿渣也并非易事。即使不做任何治理,只是為儲(chǔ)存源源不斷的廢液,純堿企業(yè)就需經(jīng)常擴(kuò)大渣場(chǎng)容量,這動(dòng)輒要花費(fèi)數(shù)以千萬(wàn)元計(jì)的建設(shè)資金;如果要回收處理廢液和堿渣,則需購(gòu)置價(jià)格不菲的專業(yè)設(shè)備,并投入高昂的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,每立方米堿液的治理費(fèi)用約為50元。對(duì)此,連云港堿廠堿渣處理車間主任岳三軍深有感觸。他告訴記者,堿渣不治理,環(huán)保難過(guò),但資金是擺在氨堿法企業(yè)面前的頭號(hào)難題。


  近10多年來(lái),歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)的氨堿法純堿生產(chǎn)正在快速退出,也因此不再受到堿渣之累。比如,美國(guó)已于1986年徹底終結(jié)了氨堿生產(chǎn),改用天然堿;有著豐富海鹽資源和灘涂的日本,也于2004年關(guān)閉了本國(guó)最后一座氨堿廠,改為進(jìn)口純堿;即使是氨堿法鼻祖比利時(shí)索爾維公司,近年也開(kāi)始轉(zhuǎn)行,目前公司氨堿產(chǎn)能已被削減至20%以內(nèi)。


  
  堆存: 風(fēng)險(xiǎn)猶在


  當(dāng)初,為就近取得海鹽資源和便于排放廢液,我國(guó)不少氨堿廠依海而建,多座大型純堿企業(yè)自北向南布局在東部沿海地區(qū)。天長(zhǎng)日久,這種布局的風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)始慢慢顯現(xiàn)。


  潛在的垮壩風(fēng)險(xiǎn)是可怕的。采用筑壩方式圍起的體積龐大的渣場(chǎng),壩基大多建立在松軟的灘涂淤泥上,且越筑越高,普遍都超過(guò)十余米,而巨量廢液產(chǎn)生的壓強(qiáng)作用于壩體上,風(fēng)險(xiǎn)不言自明。特別是每當(dāng)汛期來(lái)臨,潰壩的危險(xiǎn)成倍增加。這種處理方式,與其說(shuō)是囤積廢液,不如說(shuō)是豢養(yǎng)囚獸,時(shí)刻都有“破籠而出”危害海洋環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

 

 

澄清桶內(nèi)的上清液,可作為氯化鈣的生產(chǎn)原料。


  其實(shí),因堿渣堆存造成的污染事故并不鮮見(jiàn)。即使在非汛期,堿渣、堿液入海污染事件也時(shí)有發(fā)生。而除了對(duì)海洋環(huán)境產(chǎn)生威脅外,堿渣的資源浪費(fèi)也是驚人的。


  首先是灘涂資源不斷被蠶食侵占。由于堿渣得不到及時(shí)處理,不少渣場(chǎng)被迫不斷擴(kuò)容。如一個(gè)100萬(wàn)噸級(jí)的氨堿企業(yè),為便于自然晾曬廢液,要輪流使用渣場(chǎng),為此一般至少要配套建設(shè)4~6個(gè)渣場(chǎng),總面積近200公頃。而300萬(wàn)噸級(jí)的企業(yè),對(duì)灘涂的需求更大。須知,灘涂作為寶貴自然資源,對(duì)沿海開(kāi)發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著越來(lái)越重要的作用,而一旦被渣場(chǎng)征用,將失去使用價(jià)值。


  其次,堿渣中的大量寶貴資源被浪費(fèi)了。目前,多數(shù)氨堿企業(yè)采用廢液自然晾曬方式,雖通過(guò)處理澄清液可回收一部分氯化鈉和氯化鈣,但仍有相當(dāng)多的資源沉淀于固廢中。據(jù)連云港堿廠安環(huán)處副處長(zhǎng)王厚恩介紹,純堿生產(chǎn)具有高消耗、高排放的特點(diǎn),除消耗海鹽之外,還要消耗大量的碳酸鈣、煤炭、焦炭等,而這些均屬于不可再生資源。另外,澄清液中的氯化鈉含量不僅比海水高,還含有10%左右的氯化鈣,如果丟棄不僅造成很大的資源浪費(fèi),而且對(duì)環(huán)境也有危害。例如,年產(chǎn)能120萬(wàn)噸的連云港堿廠,除自己每年回收5萬(wàn)噸氯化鈣之外,其協(xié)作單位連云港臺(tái)北鹽場(chǎng)每年還可從廢液中回收10萬(wàn)~15萬(wàn)噸氯化鈣,而回收的原鹽數(shù)量更為可觀。如果廢液能全面回收,循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)意義非常重大。


  目前,國(guó)內(nèi)純堿行業(yè)的低迷程度有目共睹,許多企業(yè)連續(xù)虧損運(yùn)行已近兩年,生存壓力巨大。按說(shuō)在這種困境下,應(yīng)當(dāng)重視廢堿液和堿渣的回收利用,降低產(chǎn)品成本。但現(xiàn)實(shí)情況是,由于種種原因,不少企業(yè)還沒(méi)有對(duì)堿渣中的資源進(jìn)行充分回收和利用。

 

 


   
  處理: 勢(shì)在必行


  在采訪中,記者了解到,對(duì)于處理廢液和堿渣,純堿生產(chǎn)企業(yè)有如下幾種選擇:一是畫(huà)地為牢,繼續(xù)在海邊灘涂囤積堿渣,可謂繼續(xù)“造山”;二是增添設(shè)備,對(duì)廢液進(jìn)行主動(dòng)處理,盡量減少渣場(chǎng)規(guī)模,可謂“削山”;三是加大投入力度,及時(shí)徹底處理廢液,在不再增加堿渣量的同時(shí),盡快處理歷史遺留堿渣,可謂“平山”。業(yè)內(nèi)人士表示,各企業(yè)可根據(jù)自己的現(xiàn)實(shí)情況,做出負(fù)責(zé)任的選擇。


  因經(jīng)營(yíng)困難而被迫繼續(xù)“造山”的企業(yè),一定要有所擔(dān)當(dāng)和行動(dòng)。一是在新渣場(chǎng)建設(shè)中,應(yīng)當(dāng)選擇拋石施工,強(qiáng)化壩基、筑牢大壩,減少對(duì)海洋的威脅;二是對(duì)老渣場(chǎng)要加固,采用真空預(yù)壓技術(shù),增大灘泥強(qiáng)度,還需加寬加厚壩基,增加承重力度,同時(shí)積極引入堿渣固化技術(shù),如加入固化劑等,加強(qiáng)堿渣堆的牢固度。


  更多的企業(yè)應(yīng)該展開(kāi)“削山”行動(dòng)。企業(yè)應(yīng)量力而行,購(gòu)置相關(guān)裝置,對(duì)所產(chǎn)廢堿液進(jìn)行處理,旨在不增加或少增加堿渣數(shù)量,使渣山長(zhǎng)勢(shì)趨緩,盡可能多的節(jié)約土地資源。


  而對(duì)于有一定優(yōu)勢(shì)且社會(huì)責(zé)任大的企業(yè)來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)他們爭(zhēng)當(dāng)“平山”行動(dòng)的模范,繼續(xù)加大投入治理資金,結(jié)合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),全面回收治理廢液。這不僅可杜絕新的固廢產(chǎn)生,而且能處置歷史遺留包袱。


  令人欣慰的是,目前已有企業(yè)進(jìn)行了積極嘗試,連云港堿廠就是其中之一。


  作為上世紀(jì)80年代上馬的三大堿廠之一,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)張,連云港堿廠的渣場(chǎng)儲(chǔ)存壓力日漸加大。為此,該廠先后投入巨資配套建設(shè)了5座渣場(chǎng),以滿足儲(chǔ)液、儲(chǔ)渣的需要。本世紀(jì)初,該廠本著節(jié)約土地資源、造福子孫后代的理念,在國(guó)內(nèi)率先采用進(jìn)口壓濾機(jī)進(jìn)行廢堿液的固液分離,改變了傳統(tǒng)廢液處理方式,減輕了渣場(chǎng)的運(yùn)行負(fù)荷。


  據(jù)介紹,連云港堿廠的廢液壓濾項(xiàng)目分二期實(shí)施。首期工程投資金額4000多萬(wàn)元,于2003年9月引進(jìn)2臺(tái)芬蘭全自動(dòng)立式板框壓濾機(jī),開(kāi)始對(duì)部分廢液實(shí)行壓濾處理。隨后,該廠又于2006年投資6000多萬(wàn)元購(gòu)入3臺(tái)壓濾機(jī),并配套建設(shè)了5套廢液處理裝置。

 
  岳三軍告訴記者:“目前5臺(tái)壓濾裝置的廢液處理能力為1100立方米/時(shí),能處理50%以上的堿液。通過(guò)這種方法處理的廢液實(shí)現(xiàn)了固液分離,所得到的清液可回收氯化鈉并作為氯化鈣的生產(chǎn)原料,而固體濾餅不僅更便于筑壩和存放,且有多種潛在用途。”


  據(jù)王厚恩介紹,目前該廠正與江蘇恒匯環(huán)保科技有限公司合作開(kāi)展堿渣項(xiàng)目試驗(yàn),即用堿渣與煤灰混合,再加入添加劑作為工程土用于公路建設(shè),不日將實(shí)現(xiàn)工程利用。同時(shí),該廠還利用廣東南方堿業(yè)股份有限公司研發(fā)的濕法脫硫工藝,將堿渣應(yīng)用于煙氣脫硫。另外,該廠還與中科院南京土壤研究所進(jìn)行合作研究,利用堿渣pH值高的特點(diǎn),將其作為土壤改良劑使用,用于在南方酸壤地區(qū)進(jìn)行油菜、花生種植,目前在安徽和江西的實(shí)驗(yàn)已獲得成功。


  據(jù)了解,近10年來(lái),該廠為渣場(chǎng)的不斷擴(kuò)容以及上馬廢液壓濾裝置,累計(jì)投資已達(dá)3億元以上。僅僅是為了維護(hù)整個(gè)渣場(chǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行,每年費(fèi)用就接近2000萬(wàn)元。而在市場(chǎng)低迷、企業(yè)虧損嚴(yán)重的當(dāng)下,連云港堿廠等龍頭企業(yè)為“平山”進(jìn)行的不懈努力,值得尊敬。 (王云立/文  朱華南/圖)

 

 
 
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