电子玻璃工业污染物排放标准.pdf
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1、 电子玻璃工业污染物排放标准电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)(征求意见稿)编编 制制 说说 明明 电子玻璃工业污染物排放标准编制组 2 0 0 5 年 7 月 电子玻璃工业污染物排放标准编制组 2 0 0 5 年 7 月 国家环境保护总局 i 项目主管部门:国家环境保护总局科技标准司 罗毅 冯波 项目承担单位及主要研究人员:郑晓宇 周扬胜 张国宁 中国环境科学研究院环境标准研究所 地址:北京市安外大羊坊8号(100012)电话:010-84934069 传真:010-84919396 姜传松 陈利 中国硅酸盐学会电子玻璃分会 地址:北京307信箱玻璃分会(100840)电话:010-6
2、4327475 传真:010-64324597 i 目 录 目 录 1.前 言.11.前 言.1 1.1 电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制.1 1.2 电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控制和管理.2 1.3 项目的由来和本标准的起草单位.3 2.本标准制订总体思路.42.本标准制订总体思路.4 2.1 标准制订总体思路.4 2.2 标准制订技术路线.4 2.3 标准征求意见稿编制过程.5 2.4 内容框架.5 2.4 适用范围.6 3 大气污染物排放限值的制订依据.73 大气污染物排放限值的制订依据.7 3.1 受控设施与污染排放分析.7 3.1.1 锥、管、屏玻璃配料除尘设备.7 3.1
3、.2 锥玻璃、管玻璃熔炉.7 3.1.3 屏玻璃熔炉.8 3.1.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉.8 3.2 指标选取与设置.8 3.2.1 控制指标的选取.8 3.2.2 浓度限值与单位产品排放量限值.8 3.2.3 指标设置的特殊情况说明.10 3.2.4 燃料选择与标准限值.10 3.3 大气污染物排放限值的制订依据.11 3.3.1 配料、破碎及其他通风生产设备.11 3.3.2 锥玻璃、管玻璃熔炉.11 3.3.3 屏玻璃熔炉.17 3.3.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉.17 3.3.5 NOx排放限值的确定.18 3.3.6 HCl排放限值的确定.21 3.4 排气筒高度.2
4、1 4.水污染物排放指标选取及限值确定.234.水污染物排放指标选取及限值确定.23 4.1电子工业废水排放特性.23 4.2电子工业废水排放限值确定.23 4.2.1 排放特性和处理工艺.23 4.2.2 现有设施废水排放水平.24 4.2.3 标准限值确定.24 4.2.4 国内外相关标准.25 5.相关技术规定和监测要求.265.相关技术规定和监测要求.26 5.1 技术管理规定的说明.26 ii 5.1.1 黑白玻壳执行限值问题.26 5.1.2 碎玻璃生产监督管理.26 5.1.3 除尘系统的规定.26 5.1.4 纯氧助燃熔炉.27 5.1.4 除尘收集的铅尘.27 5.2 监测.
5、27 6.经济评估及环境效益.296.经济评估及环境效益.29 6.1 经济评估.29 6.2 环境效益.30 iii 图 表 目 录 图 表 目 录 表1 我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计.1 图1 电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线.4 表2 不同燃料SO2排放水平(单位:mg/Nm3).12 图2 池炉烟气处理流程图.12 表3 现有玻璃生产线烟气颗粒物排放水平*.14 表4 欧盟电子玻璃生产线烟气颗粒物排放水平.14 表5 国外电子玻璃颗粒物排放限值.14 表6 现有含铅玻璃生产线烟气排铅水平*.15 表7 国外电子玻璃铅排放限值.16 表8 不同燃料SO2排放水平(单位:mg/N
6、m3).17 表9 国外玻璃行业SO2排放限值.17 表10 低熔点玻璃熔炉烟气排铅水平.18 表11 采用SCR技术NO2排放水平.20 表12 国外玻璃行业NO2排放限值.20 表13 欧盟电子玻璃生产线HCl排放水平.21 表14 国外玻璃行业HCl排放标准.21 图3 研磨废水处理工艺实例流程图.23 表15 现有企业废水实际排放水平(单位:mg/L).24 表16 电子玻璃工业相关废水排放限值.25 表17 部分生产线大气污染物控制设施费用(单位:万元).29 表18 废水处理设施费用统计(单位:万元).29 表19 部分电子玻璃企业环保投资占工程总投资比例.30 电子玻璃工业污染物
7、排放标准(征求意见稿)编制说明-1-1.前 言 1.前 言 电子玻璃主要指构成彩色显像管、黑白显像管以及背投电视用投影管的玻壳,以及管颈管、显象管芯柱用管玻璃、排气管、低熔焊料玻璃粉、电子枪用支架玻杆等玻璃部件,它是构成显像管的核心部件。据统计,2004年,我国彩色玻壳日出料量7781吨,年产量达8560万套,居世界首位。现在,日本已无生产线,美国最后一条生产线即将拆除。我国已经成为全球电子玻璃最大集中生产国。虽然电子玻璃产品丰富了人们的生活,促进了经济的增长,但其生产过程造成的环境污染也是比较严重的。1.1 电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制 由于锥玻璃、管玻璃
8、等电子玻璃部件为防止显像管工作大量的X射线从锥体部位泄漏从而损害人体健康,在其原料中必须加入一定量的铅以吸收X射线。一般锥玻璃含铅量(PbO)为2224,管玻璃含氧化铅34%,低熔焊料玻璃粉成分中氧化铅含量更是高达75%。在电子玻璃窑炉融解工艺阶段,将排放大量含铅尘(主要是氧化铅)的废气。目前,全国共有彩色锥玻璃熔炉13台,日出料量约2324吨,若按平均每吨玻璃排放0.05kg(排放浓度约20mg/L)计算,初步估计全国锥玻璃生产线每年排放铅尘42.4吨。管玻璃和低熔点玻璃,由于产量很低,每年排放铅尘量约1吨。生产黑白玻壳1.7万吨,年排放铅尘量8.6吨。对于含铅碎玻璃,由于存在管理上的漏洞,
9、全国至少三分一的电子含铅碎玻璃不是由正规企业生产,其排放也无任何治理设施,按初始平均排放浓度1000mg/Nm3计算,年排放铅尘量约133万吨。因此,初步估计全国电子玻璃行业年铅尘年排放量约177.8吨,见表1。表表1 我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计 类别 产量 单位:t/年*)平均排放水平 单位:kg/t 排放量 单位:t/年 彩色锥玻璃*)70.4万(13座炉)0.05*)35.2 彩色管玻璃 1.22万 0.05 0.61 黑白玻壳 1.7万 24.58mg/Nm3 8.6 低熔点玻璃 0.75万 0.05 0.38 含铅碎玻璃 约16万 至少三分之一左
10、右直排,约2.5*)约133 合计 约102万 约177.8 注:*)仅统计熔化面积大于85m2以上的熔炉。*)年产量以311天计算。*)相当于8含氧量下20mg/Nm3。*)相当于8含氧量下1000mg/Nm3。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-2-由于铅是公认的有毒污染物,可损害人体所有的器官,对于人的智力有着极大的损害,尤其会造成婴儿先天痴呆、智力低下,因此,对铅尘的排放需从严控制。但我国目前尚未对该行业大气污染物排放制定专门的限值。由于没有行业排放标准,目前可暂时作为限值依据的有两个标准:GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准和GB 16297-1996大气
11、污染物综合排放标准。GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准对铅尘的排放源仅规定了两类:“金属熔炼”和“其他”类,而忽视了“含铅玻璃熔炼”这一类。电子玻璃熔炉显然不能参照“金属熔炼”执行。但执行“其他”类仅0.1mg/Nm3排放限值,对电子玻璃行业是不适用的。因为,电子玻璃的原料成分与其他非金属熔炼不同,如锥玻璃配料中含铅量达23,初始排放浓度至少在700mg/Nm3以上(见3.3.1 铅限值制订依据),要达到0.1mg/Nm3排放水平,无论从技术上,还是从经济上,都是是一项“无法完成的使命”。为此,国家环境保护总局于2001年发布了关于执行工业炉窑大气污染物排放标准有关问题的复函(
12、环函【2001】254号),作出如下解释:“考虑到铅玻璃制造工艺的特点,在工业炉窑大气污染物排放标准 未修订前,彩色显像管玻壳厂铅玻璃窑炉烟气中铅的最高允许排放浓度,可暂按大气污染物综合标准(GB 16297-1996)中的规定,即0.7mg/m3执行。”可见,0.7mg/m3是临时性的限值,缺少充分依据。某些企业藉此为由,参照国外铅尘的排放标准,如日本20mg/Nm3标准执行,显然这也是不合适的。因此,需针对电子玻璃行业铅尘排放,制定符合行业特性、体现污染物治理最佳技术水平、并考虑环境风险的排放限值。1.2 电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控制和管理电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控
13、制和管理 除了铅尘外,电子玻璃行业污染物还排放其他大气污染物。例如,电子玻璃工业单位产品NOx的排放水平在5.4kg/t(折算成8%含氧量浓度在2700mg/Nm3)左右,高于如电厂、水泥、锅炉等行业。据粗略估算,彩色显像管玻壳中:屏玻璃池炉每年排放NOX约16731.75吨;锥玻璃池炉每年排放的NOX约5352吨。此外,电子玻璃行业存在水污染物排放的问题。电子玻璃废水分为冲洗水、研磨废水和电镀废水。其中,玻壳研磨生产线产生的研磨废水水量最大,主要含悬浮物、油类等污染物,而电镀废水则含重金属。电子玻璃行业固体废弃物包括电镀污泥、研磨污泥以及烟气除尘收集粉尘。据估算,各彩色显像管玻壳厂每年排放电
14、镀污泥量约21.5吨;研磨污泥量约31394.6吨;烟气除尘收集粉尘每年约5472吨。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-3-鉴于这些情况,需要制订相应的标准限值和相关的环境保护技术规定对这些污染物的排放进行控制。1.3 项目的由来和本标准的起草单位项目的由来和本标准的起草单位 根据关于下达2002年度国家环境保护标准制修订项目计划的通知(环办2002106号),将玻璃工业污染物排放标准列入标准制订计划。根据该通知,玻璃工业污染物排放标准由中国环境科学研究院环境标准研究所牵头、中国硅酸盐学会电子玻璃分会参与起草、制订。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-4-2.本标
15、准制订总体思路 2.本标准制订总体思路 2.1 标准制订总体思路标准制订总体思路 本标准制订思路如下:1、根据电子玻璃工业铅尘排放最佳控制技术,并考虑环境风险,制订切实可行的铅尘排放限值。2、电子玻璃工业的大气污染物、水污染物、固体废物控制与管理技术规定在本标准中统一制订。3、标准限值包括最高允许浓度排放限值和单位产品污染物排放量限值两种,以期对污染物源排放水平进行科学合理的考核。2.2 标准制订技术路线标准制订技术路线 本标准的制订主要是通过重点污染源调查,对我国电子玻璃工业污染物排放和治理现状进行技术经济评估,同时考虑行业环境影响、参考国外相关排放标准和研究电子玻璃行业相关政策、法规,最后
16、确定排放标准限值和相关管理规定,并适当分析成本和环境效益,技术路线示意图见图1。图图1 电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线 行业环境影响 重点污染源 调查 资料研究(环评及监测报告问卷调查(行业调查现场考察(典型企业)技术经济评估生产工艺 污染预防 排放因子 处理技术 排放水平 处理成本 国外标准研究 环境风险分析 成本和环境效益分析 标 准 限 值 确 定 电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-5-2.3 标准征求意见稿编制过程标准征求意见稿编制过程 技术经济评估是制订工作的核心。技术经济评估的前提是进行重点污染源调查。污染源调查分为资料
17、研究、问卷调查和对部分典型企业的现场考察三部分内容。资料研究:编制组较为全面地收集了有关电子玻璃污染控制的学术期刊文献、环境工程建设环评报告书、欧盟相关技术资料、以及国内外电子玻璃工业环保法规和标准等资料和数据。问卷调查:编制组于2003年对电子玻璃行业10多个企业发放了污染源调查表,并于2003年7月8月召开电子玻璃污染物排放标准制订工作预备会议,会上收到10余份各企业提供的较为详细的工艺、污染物排放特点及治理技术等数据和资料。现场考察:2004年10月,标准编制组赴河南安阳市对河南安彩玻壳生产污染物排放和治理情况进行考察。2005年4月15日标准编制组赴深圳对深圳赛格三星进行现场调研和讨论
18、。2005年4月27日,编制组又走访河北石家庄宝石电子集团,对玻管生产过程污染物排放情况进行了调研。在上述工作的基础上,标准编制组通过综合考虑生产工艺、污染预防、排放因子、处理技术、排放水平以及处理成本等方面的因素,并参考国外相关环境标准,确定出标准排放限值,起草了电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)和编制说明。2.4 内容框架内容框架 本标准包括:前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、大气污染物排放限值、水污染物排放限值、其他管理规定、监测、实施与监督共8章。在大气污染物排放限值部分,将生产工艺分为四类:1)锥、管、屏玻璃配料除尘设备;2)锥玻璃、管玻璃熔炉及含铅碎玻璃熔炉;3)屏玻璃
19、熔炉;以及4)低熔点玻璃配料、熔炉、球磨及包装。针对不同的工艺类型,分别制订排放限值。熔炉分为空气燃炉和纯氧助燃熔炉,其考核指标也有所差异。此外,标准考虑技术差异和新旧差别,对现有和新建电子玻璃生产线区别对待,新建生产线要求从严。在水污染无排放限值部分,对研磨废水和冲洗水排放限值进行了规定。限值分为最高允许排放浓度限值和单位产品污染物排放量限值。与大气污染物排放不同,此时水污染物排放限值不区分现有和新建设施,统一执行表4规定的限值。在其他管理规定部分,主要包括一些规范性条款,针对碎玻璃生产和固体废物提出的控制要求。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-6-2.4 适用范围适用范围
20、本标准适用于现有电子玻璃企业的大气污染物、水污染物(不含电镀废水)排放和固体废物控制与管理,以及新建、改建、扩建电子玻璃生产线的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的污染物排放控制管理。本标准制订发布后,电子玻璃各生产设备大气污染物排放按本标准执行,不再执行GB 16297-1996大气污染物综合排放标准和GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准;电子玻璃工业研磨废水和冲洗废水(不含电镀废水)排放按本标准执行,不再执行GB 8978-1996污水综合排放标准。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-7-3 大气污染物排放限值的制订依据 3 大气污染物排放限值的制订依据 3
21、.1 受控设施与污染排放分析 受控设施与污染排放分析 3.1.1 锥、管、屏玻璃配料除尘设备 包括配料仓、碎玻璃破碎机、以及混料机等设备和生产工序。配料包括石英砂、长石、纯碱、碎玻璃及其他辅助料等。配料通过气流输送到筒仓经自动称量后混合。碎玻璃一般需经破碎机破碎,并经磁选机称量进行混合。原料送至炉头混料机,混合后送入池炉中。此部分主要污染物为粉尘;如果是锥玻璃和管玻璃配料,铅尘也是一项重要的污染物指标。3.1.2 锥玻璃、管玻璃熔炉 由于锥玻璃和管玻璃需加入一定量的铅以吸收X射线,因此在其配料中含大量的铅。通常情况下,彩色显像管锥玻璃一般含铅量为23左右,管玻璃更高达2934%。生产锥玻璃和管
22、玻璃一般采用池炉进行熔解。在窑炉融解工艺阶段,将排放大量含铅尘(主要是氧化铅)的废气。铅是有毒有害污染物。铅一般经呼吸道、消化道及皮肤进入人体,可损害所有的器官,其中大脑及肾脏受累最重。铅进入人体后可以蓄积在各个器官中。铅与人体内的血液生成血铅,对于人的智力有着极大的损害,人体中的血铅每增加10微克,其智商数便会下降2至3。铅对儿童,特别是小于6岁的发育影响严重,它是造成儿童先天痴呆、智力低下的重要原因。根据美国EPA的研究,铅及其化合物浓度非常低的情况下,就能影响人的血酶和儿童的神经系统发育,他们认为不宜确定铅的毒性阈值。基于上述关于铅毒理学的认识,必须严格控制铅污染源的排放。锥玻璃和管玻璃
23、两者在生产工艺上,唯一不同之处在于成型阶段:锥玻璃是玻璃液经锥压机压制成型,而管玻璃则是玻璃液经丹纳机马弗炉牵引机按一定速度牵引拉出管玻璃,并按一定长度将其切断。由于成型阶段基本无大气污染物排放,且锥玻璃和管玻璃熔解阶段排放的烟气性质类似,均含有大量的氧化铅,因此本标准将锥玻璃和管玻璃归为一类生产工艺。除了铅尘排放外,锥玻璃和管玻璃烟气中还存在如下污染物:SO2:由于锥玻璃、管玻璃熔炉采用燃料中存在含硫成分(如采用重油作为燃料),另外,由于原料中含有芒硝(Na2SO4),这些含硫物燃烧氧化或分解,导致烟气中有大量SO2产生。NOx:由于锥玻璃、管玻璃熔炉火焰温度高达16502000,空气中氮气
24、便会与氧气反应电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-8-生成大量NOx。因此,烟气中有大量的NOx排放,一般浓度达2000mg/Nm3以上。HCl:由于原料、碎玻璃中含有的氯化物杂质,当燃烧时便会生成一定量的HCl。3.1.3 屏玻璃熔炉 屏玻璃是指位于玻壳前端具有一定透过率并吸收X射线能力的玻璃部件。屏玻璃是玻壳的重要组成部分,一般采用池炉(因其形状而得名)进行熔制。相对其他CRT玻璃部件生产,生产屏玻璃的熔炉规模很大,出料量一般在200500吨/天之间。由于屏玻璃配料不含铅,在熔炉烟气排放中无铅尘排放。因此将其归为一类制订限值。与锥、管玻璃类似,屏玻璃熔炉也排放大量NOx、SO
25、2以及HCl等污染物。3.1.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉 生产低熔点玻璃、支架玻杆等产品的熔炉,通常为全铂金坩锅炉,间歇式生产。在常压下采用全电加热方式对玻璃原料进行熔解,熔化温度在1150左右。低熔焊料玻璃配料中铅含量高达75%,而支架玻璃不含铅。由于这种间歇式生产玻璃熔炉,通常几个熔炉的烟气混合集中排放,情况较为复杂。此外,由于采用全电加热,不涉及NOx和SO2等污染物。故本标准将其归为一类。3.2 指标选取与设置指标选取与设置 3.2.1 控制指标的选取 锥、管、屏玻璃配料除尘设备:颗粒物、铅尘。锥玻璃、管玻璃熔炉:由于原料含铅,烟气中铅是重点考核指标。此外,颗粒物、SO2、NOx
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