工業園區治理案例｜上海化學工業區聯合異氰酸酯項目的危險廢物管理服務
更新時間：2020-07-17 10:55
來源：工業園區環境管理
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前言
2020年3月，國務院發布了《關于構建現代環境治理體系的指導意見》，明確要求要創新環境治理模式，積極推行環境污染第三方治理，開展園區污染防治第三方治理示范，探索統一規劃、統一監測、統一治理的一體化服務模式。“上海化學工業區聯合異氰酸酯項目的危險廢物管理服務”是園區第三方治理案例，通過“政府引導、企業參與、院校支撐、市場化運營、專業化管理”的合作模式，明確了各方職責與付費機制，實現了園區污染治理的專業化技術服務和市場化運營，具有較好的典型性和示范意義。
案例概況
本案例實施單位為上海化學工業區升達廢料處理有限公司。由德國巴斯夫公司、美國亨斯邁公司和上海高橋石油化工公司等合資建設的上海化學工業區聯合異氰酸酯項目于2006年8月投入商業運營，每年產生超過10000噸的危險廢棄物。為處置該項目產生的危險廢棄物，上海化學工業區升達廢料處理有限公司(中外合資企業,園區管委會與法國蘇伊士集團各占50%股權)于2004年與其簽署了照付不議模式的長期合同，合同為期15年,向德國巴斯夫公司以及園區內其他客戶提供安全可靠的危險廢棄物收集、運輸、分析、處置等綜合性服務。
案例模式和特點
該案例商務運營管理模式獨特，危險廢棄物收集、運輸、分析、處置等服務體系完善，符合服務類第三方環境污染治理及商業運營的基本要求, 具有較好的典型性和示范意義。
1. 照付不議商務模式。危廢處置領域的傳統服務模式一般為簽訂有效期一年的開放性合同，客戶既不對其年交付量作保證，處置單位也不對處置能力做承諾。這種傳統服務模式為雙方均留有相當的選擇空間，但合作穩定性較差，最終處置價格隨市場變化波動較大，不利于危廢行業長期穩定發展。上海化學工業區升達廢料處理有限公司采用了非常規的思維模式與客戶簽訂了照付不議模式的長期合同，約定該公司需向客戶保證預留相應的處置能力，并就具體的預留能力按年、月、周做出詳細計劃安排；作為對等，客戶需每年承諾向該公司交付一定數量或者金額的危險廢棄物進行處置；處置價格的調整與固定費用、工業品出廠價格指數、電費、氫氧化鈉價格、平均工資、填埋費和銀行貸款利率等七大價格指數掛鉤，最終實現了雙方的長期合作共贏。
2.蒸汽/冷凝水循環化利用。除廢料處置方面的合作外，項目雙方同時還簽署了廢棄物處置過程中產生的蒸汽利用、冷凝水回用等一系列全業務合作合同，至今已平穩運行了超過10年。
3.安全可靠的長期運營管理服務。上海化學工業區升達廢料處理有限公司作為園區公共設施配套企業，通過車輛收集、管道收集等多種收集方式,24小時不間斷提供安全可靠的運營服務，基本可實現園區90%的產能覆蓋。德國巴斯夫公司因其良好的服務，已將該公司在上海的10多家關聯公司的危廢交由上海化學工業區升達廢料處理有限公司處置，并簽署了為期5年的危廢處置合同。
服務模式創新
危廢處置領域的傳統服務模式一般為簽訂有效期一年的開放性合同，客戶不對其年交付量做保證，處置單位也不對其產能做出承諾。這種合作模式的優點體現在其靈活性，雙方均有選擇的空間，劣勢在于穩定性較差，處置價格隨市場變化而波動較大。而與本案例客戶簽訂的合同模式則采用了非常規的思維模式，該合同為長期的義務綁定合同，責任和義務劃分清晰、合理，合同約定化工區升達需向客戶保證預留相應的處置能力，具體的預留能力按年度、月度、周度作明確羅列，作為對等，客戶每年承諾向化工區升達交付一定數量或者金額的危險廢棄物進行處置。價格的調整與七大價格指數掛鉤，包括固定費用，工業品出廠價格指數，電費，氫氧化鈉價格，工資，填埋費以及銀行貸款利率，而且這些價格指數來源于國家或第三方統計機構，確保價格調整的合理性、客觀性。
除廢料處置方面的約束外，雙方同時還簽署了廢棄物處置過程中產生的蒸汽利用、冷凝水回用等一系列全業務合作合同，至今已平穩運行了超過10年。
化工區升達作為園區內公共設施配套企業，竭盡所能滿足園區內客戶的廢料處置需求，基本可實現90%的產能覆蓋。對于本案例的服務對象，化工區升達公司24小時不間斷提供安全可靠的運營服務，100%滿足其處置需求。服務對象在認可化工區升達定價機制合理、服務態度端正、合作旨向雙贏等眾多優勢后，將其在上海的10多家關聯公司的危廢的管理服務放心交至化工區升達手中，雙方簽署了為期5年的危廢處置合同。
治理效果
1. 工藝選擇
化工區升達目前共有三套危廢焚燒裝置，其中兩套是回轉窯焚燒裝置，處理能力為6萬噸/年，另外一套是立式爐焚燒裝置，處理工藝為6萬噸/年。回轉窯可以適應較寬的物料粒徑變化范圍，對整個過程中物料的物理化學特性變化較大的物料也具有較好的適應性，同時回轉窯具有相當好操作簡便性，物料在回轉窯內較長的停留時間確保了焚燒的完全進行。
立式爐焚燒線主要針對危險廢液，不處理固體廢物。危廢的全過程處理包括危險廢料的收集、運輸、卸車、儲存、焚燒、熱回收、爐渣和飛灰的處理處置、煙氣處理、廢水處理、工藝控制等，處理流程見圖。
2.過程控制
廢料入場后，接收部門按照廢料的物理特性和化學特性對廢料進行預處理，并按照相容性、熱值、和化學性質進入相應的存儲設施。生產部門根據熱值和元素含量對廢料進行配伍，并通過LCV、MCV、HCV、AW、LW、MW、IS、SD、抓斗等不同途徑將廢料送入焚燒爐。
全部的固體廢料和部分液體廢料在回轉窯的爐頭位置加入焚燒爐，回轉窯內的溫度從爐頭到爐尾控制在700-1100℃，并通過轉速控制廢料在回轉窯內的停留時間大于20分鐘，確保廢料的到充分的燃燒。沒有充分燃燒的煙氣和部分液體廢料進入二燃室，二燃室內的焚燒溫度在1150℃左右，廢料的停留時間大于2秒，該溫度條件下可以盡可能減少二噁英的生成。
二燃室煙氣的出口位置加入尿素，通過選擇性非催化劑還原去除煙氣中的NOx，可以達到60%NOX去除率。煙氣含有大量的熱能，通過余熱鍋爐回收熱量產生蒸汽，并外送之園區內的其他企業使用。煙氣經過預熱鍋爐后，溫度在300℃左右，在300-500℃區間內，二噁英有可能會重新生成，所以在余熱鍋爐的后面加了一個急冷塔，將煙氣的溫度迅速降低到200℃以下，最大限度減少二噁英重新生成的幾率。煙氣經過急冷塔后，通過泵加入熟石灰和活性炭，熟石灰可以中和煙氣中的酸性組分，活性炭則可以吸附煙氣中的重金屬組分及痕量的二噁英。之后煙氣進入袋式除塵器，通過布袋將煙氣中的飛灰去除、收集并送至填埋場安全填埋。袋式除塵器出口的溫度仍然比較高，接近200℃，這個溫度還是不能進入洗滌塔，故在除塵器的后面又加了一個急冷塔，將煙氣的溫度降低至60℃以下后，才進入倆極洗滌塔，洗滌塔內加入氫氧化鈉、亞硫酸氫鈉，通過水洗、中和、還原等方式去除煙氣中的殘余飛灰、酸性組分等有害組分。
經處理后的尾氣同過煙囪排放至環境中，煙囪上有在線檢測儀表，并與上海市環保局聯網，接受24h在線監督。尾氣排放符合最新的歐盟標準以及上海市自2016年7月1日執行的新標準。整個廢料的處置過程通過風機保持微負壓，防止有害組分泄露到大氣中。
3. 常規污染物減排效果
本案例涉及一般污染物包括VOC、廢水、爐渣、飛灰、實驗室廢物、電子廢棄物、噪聲等。VOC主要來自于客戶廢料及對廢料進行預處理過程時的揮發，在桶裝倉庫、預處理車間及固廢坑等區域安裝了強制拔風系統，并將廢棄送至VGS系統或焚燒爐內處置。
廢水收集系統采用雨污分流、清污分流原則。產生的有機廢水在廠內收集后泵入有機廢水儲罐，然后經檢測達標后納入中法水務有機廢水管線；若檢測結果超出與中法水務簽訂的納管協議標準值，則送入焚燒爐處理，煙氣洗滌廢水在廠內廢水處理站處理后與其他無機廢水一起納入中法水務無機廢水管網，生活污水直接排放化工區生活污水管網，最終進入中法水務污水處理廠處理。
主要產生的廢渣有以下幾類：焚燒過程中產生的爐渣和飛灰：根據國家危險廢物名錄為危險廢物，因此通過與上海市固體廢物處置中心簽訂處理合同進行安全填埋；生產設施檢維修過程中清理出來的報廢耐火材料，根據其受污染程度送上海市固體廢物處置中心填埋或交耐火材料生產廠家進行回收再利用；生產設施檢維修過程中清理處理的破碎過濾材料，在場內進行焚燒處理；食堂供餐產生的餐廚垃圾，由供餐公司回收處理；生產過程中產生的其他危險廢物，根據性質尋找有資質的企業進行處理處置；辦公過程中產生的生活垃圾，廠內焚燒處理。
主要的噪聲來源為焚燒爐燒嘴、大型風機、車輛等等，對于噪聲的主要控制方法為工程控制，將部分噪聲設備采取加罩隔離等方式，部分噪音設備更換成低噪設備等，減少噪聲對周邊環境和作業人員的影響。電子廢棄物統一收集后送至上海市交投中心處理。
4.特征污染物減排效果
本案例特征污染物主要包括焚燒產生的氮氧化合物、硫氧化合物、氯化氫、氟化氫、煙塵、二噁英及重金屬等。
在焚燒爐出口依次設置非催化還原法的氮氧化合物控制設施、粉末活性炭噴加系統、袋式除塵系統、濕式洗滌系統，對以上特征污染物進行控制，并通過引導風機排入高50米的排放煙囪進行排放。
經濟合理
1. 在建設運行成本方面做到經濟節約，主要體現在：
（1）一期項目（兩條生產線，年處置能力3萬噸/條）共計投資5.75億人民幣，二期項目（一條生產線，年處置能力6萬噸）共計投資3.5億人民幣。即每噸處置能力的單位投資額為111萬人民幣/噸，達到規模投資效益，避免多次投資公用配套設施，與市場上同行業焚燒線投資額相比更低；
（2）設備均采用進口設備，使用壽命相對較長，質量上有所保證，設備的損耗率相對較低，因此，維修頻率與成本均低于行內競爭對手；
（3）由于共享了化工區公用工程設施，比如一體化上水（工業水）和下水（污水處置）配套服務，天然氣、氮氣供應，部分液體廢料采用公共管道傳輸，運營成本相對較低；同時，在人力資源成本方面做到了最大程度的控制，在新線開啟、產能翻番的背景下，我司除了必要的操作人員相應增加，行政管理人員維持在原來的規模，人力成本相較而言做到了最大限度的節約；
（4）相較于其他危廢焚燒企業檢修時間較長、單線運營時間一般只有295天/年，本案例檢修安排相對更加科學合理，每條線每年安排一大修一小修，單線運營時間維持在310天/年， 三條線錯峰停車檢修，最大程度避免廢料處置產能的緊缺，盡量保證對客戶危廢處置服務的持續性。
2. 資源循環利用，有效節約能源。主要體現在：
（1）應用技術建設占地77603平方米，其中倉庫庫存3000噸，2017年處置能力達400噸/天，流轉率較高，避免大面積庫存占地，由此也減少了風險；
（2）化工區通過合理調整廢料結構并在進入焚燒爐前對廢料按照熱值進行配伍，已經做到了完全依靠廢料的熱值來滿足焚燒爐的日常運行，不需要添加額外的補充燃料。只在焚燒爐開車前的烘爐階段，使用天然氣對焚燒爐進行加溫。在選擇性非催化還原反應中用尿素代替氨水，不僅去除NOx的效率更高，更減少了還原劑的用量，減少了氨水VOC的排放。堿洗塔原來是填料塔，塔的壓降較高，在30mbar左右，浪費大量能源。后改造成板式塔，塔的壓降降低至8-10mbar，大幅度提高了能源的利用效率。風機由由300kw更換成500kw，風機的開度由原來的80%降低至60%，提高了風機的操作空間，每年也能節省相當于約1000t標準煤的能源；
（3）能源回收：生活垃圾焚燒發電已經不再是新鮮事兒，但是作為伴有各種危險成分的危險廢物的焚燒處理過程，其熱量的回收利用則因受制于技術原因很難進行。化工區借鑒法國蘇伊士集團的環境廢物處置技術工藝，充分實現了這一過程。將焚燒廢棄物過程中產生的蒸汽直接作為熱能供給巴斯夫使用，避免了能源形式轉化過程中的損耗，與此同時，巴斯夫的冷凝水通過管道回到化工區升達可多產生20%蒸汽量，繼續作為能源供應給巴斯夫，使能源回收利用最大化。每年化工區升達產生約相當于40,000噸標準煤的能源，實踐著“世界級大型化工區”上海化學工業區的循環經濟、綠色經濟的理念。
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