工业园区治理案例｜上海化学工业区联合异氰酸酯项目的危险废物管理服务

前言
  2020年3月，国务院发布了《关于构建现代环境治理体系的指导意见》，明确要求要创新环境治理模式，积极推行环境污染第三方治理，开展园区污染防治第三方治理示范，探索统一规划、统一监测、统一治理的一体化服务模式。“上海化学工业区联合异氰酸酯项目的危险废物管理服务”是园区第三方治理案例，通过“政府引导、企业参与、院校支撑、市场化运营、专业化管理”的合作模式，明确了各方职责与付费机制，实现了园区污染治理的专业化技术服务和市场化运营，具有较好的典型性和示范意义。   案例概况
  本案例实施单位为上海化学工业区升达废料处理有限公司。由德国巴斯夫公司、美国亨斯迈公司和上海高桥石油化工公司等合资建设的上海化学工业区联合异氰酸酯项目于2006年8月投入商业运营，每年产生超过10000吨的危险废弃物。为处置该项目产生的危险废弃物，上海化学工业区升达废料处理有限公司(中外合资企业,园区管委会与法国苏伊士集团各占50%股权)于2004年与其签署了照付不议模式的长期合同，合同为期15年,向德国巴斯夫公司以及园区内其他客户提供安全可靠的危险废弃物收集、运输、分析、处置等综合性服务。   案例模式和特点   该案例商务运营管理模式独特，危险废弃物收集、运输、分析、处置等服务体系完善，符合服务类第三方环境污染治理及商业运营的基本要求, 具有较好的典型性和示范意义。   1. 照付不议商务模式。危废处置领域的传统服务模式一般为签订有效期一年的开放性合同，客户既不对其年交付量作保证，处置单位也不对处置能力做承诺。这种传统服务模式为双方均留有相当的选择空间，但合作稳定性较差，最终处置价格随市场变化波动较大，不利于危废行业长期稳定发展。上海化学工业区升达废料处理有限公司采用了非常规的思维模式与客户签订了照付不议模式的长期合同，约定该公司需向客户保证预留相应的处置能力，并就具体的预留能力按年、月、周做出详细计划安排；作为对等，客户需每年承诺向该公司交付一定数量或者金额的危险废弃物进行处置；处置价格的调整与固定费用、工业品出厂价格指数、电费、氢氧化钠价格、平均工资、填埋费和银行贷款利率等七大价格指数挂钩，最终实现了双方的长期合作共赢。    2.蒸汽/冷凝水循环化利用。除废料处置方面的合作外，项目双方同时还签署了废弃物处置过程中产生的蒸汽利用、冷凝水回用等一系列全业务合作合同，至今已平稳运行了超过10年。   3.安全可靠的长期运营管理服务。上海化学工业区升达废料处理有限公司作为园区公共设施配套企业，通过车辆收集、管道收集等多种收集方式,24小时不间断提供安全可靠的运营服务，基本可实现园区90%的产能覆盖。德国巴斯夫公司因其良好的服务，已将该公司在上海的10多家关联公司的危废交由上海化学工业区升达废料处理有限公司处置，并签署了为期5年的危废处置合同。   服务模式创新
  危废处置领域的传统服务模式一般为签订有效期一年的开放性合同，客户不对其年交付量做保证，处置单位也不对其产能做出承诺。这种合作模式的优点体现在其灵活性，双方均有选择的空间，劣势在于稳定性较差，处置价格随市场变化而波动较大。而与本案例客户签订的合同模式则采用了非常规的思维模式，该合同为长期的义务绑定合同，责任和义务划分清晰、合理，合同约定化工区升达需向客户保证预留相应的处置能力，具体的预留能力按年度、月度、周度作明确罗列，作为对等，客户每年承诺向化工区升达交付一定数量或者金额的危险废弃物进行处置。价格的调整与七大价格指数挂钩，包括固定费用，工业品出厂价格指数，电费，氢氧化钠价格，工资，填埋费以及银行贷款利率，而且这些价格指数来源于国家或第三方统计机构，确保价格调整的合理性、客观性。   除废料处置方面的约束外，双方同时还签署了废弃物处置过程中产生的蒸汽利用、冷凝水回用等一系列全业务合作合同，至今已平稳运行了超过10年。   化工区升达作为园区内公共设施配套企业，竭尽所能满足园区内客户的废料处置需求，基本可实现90%的产能覆盖。对于本案例的服务对象，化工区升达公司24小时不间断提供安全可靠的运营服务，100%满足其处置需求。服务对象在认可化工区升达定价机制合理、服务态度端正、合作旨向双赢等众多优势后，将其在上海的10多家关联公司的危废的管理服务放心交至化工区升达手中，双方签署了为期5年的危废处置合同。   治理效果
  1. 工艺选择 化工区升达目前共有三套危废焚烧装置，其中两套是回转窑焚烧装置，处理能力为6万吨/年，另外一套是立式炉焚烧装置，处理工艺为6万吨/年。回转窑可以适应较宽的物料粒径变化范围，对整个过程中物料的物理化学特性变化较大的物料也具有较好的适应性，同时回转窑具有相当好操作简便性，物料在回转窑内较长的停留时间确保了焚烧的完全进行。   立式炉焚烧线主要针对危险废液，不处理固体废物。危废的全过程处理包括危险废料的收集、运输、卸车、储存、焚烧、热回收、炉渣和飞灰的处理处置、烟气处理、废水处理、工艺控制等，处理流程见图。 2.过程控制 废料入场后，接收部门按照废料的物理特性和化学特性对废料进行预处理，并按照相容性、热值、和化学性质进入相应的存储设施。生产部门根据热值和元素含量对废料进行配伍，并通过LCV、MCV、HCV、AW、LW、MW、IS、SD、抓斗等不同途径将废料送入焚烧炉。 全部的固体废料和部分液体废料在回转窑的炉头位置加入焚烧炉，回转窑内的温度从炉头到炉尾控制在700-1100℃，并通过转速控制废料在回转窑内的停留时间大于20分钟，确保废料的到充分的燃烧。没有充分燃烧的烟气和部分液体废料进入二燃室，二燃室内的焚烧温度在1150℃左右，废料的停留时间大于2秒，该温度条件下可以尽可能减少二噁英的生成。   二燃室烟气的出口位置加入尿素，通过选择性非催化剂还原去除烟气中的NOx，可以达到60%NOX去除率。烟气含有大量的热能，通过余热锅炉回收热量产生蒸汽，并外送之园区内的其他企业使用。烟气经过预热锅炉后，温度在300℃左右，在300-500℃区间内，二噁英有可能会重新生成，所以在余热锅炉的后面加了一个急冷塔，将烟气的温度迅速降低到200℃以下，最大限度减少二噁英重新生成的几率。烟气经过急冷塔后，通过泵加入熟石灰和活性炭，熟石灰可以中和烟气中的酸性组分，活性炭则可以吸附烟气中的重金属组分及痕量的二噁英。之后烟气进入袋式除尘器，通过布袋将烟气中的飞灰去除、收集并送至填埋场安全填埋。袋式除尘器出口的温度仍然比较高，接近200℃，这个温度还是不能进入洗涤塔，故在除尘器的后面又加了一个急冷塔，将烟气的温度降低至60℃以下后，才进入俩极洗涤塔，洗涤塔内加入氢氧化钠、亚硫酸氢钠，通过水洗、中和、还原等方式去除烟气中的残余飞灰、酸性组分等有害组分。   经处理后的尾气同过烟囱排放至环境中，烟囱上有在线检测仪表，并与上海市环保局联网，接受24h在线监督。尾气排放符合最新的欧盟标准以及上海市自2016年7月1日执行的新标准。整个废料的处置过程通过风机保持微负压，防止有害组分泄露到大气中。   3. 常规污染物减排效果 本案例涉及一般污染物包括VOC、废水、炉渣、飞灰、实验室废物、电子废弃物、噪声等。VOC主要来自于客户废料及对废料进行预处理过程时的挥发，在桶装仓库、预处理车间及固废坑等区域安装了强制拔风系统，并将废弃送至VGS系统或焚烧炉内处置。
废水收集系统采用雨污分流、清污分流原则。产生的有机废水在厂内收集后泵入有机废水储罐，然后经检测达标后纳入中法水务有机废水管线；若检测结果超出与中法水务签订的纳管协议标准值，则送入焚烧炉处理，烟气洗涤废水在厂内废水处理站处理后与其他无机废水一起纳入中法水务无机废水管网，生活污水直接排放化工区生活污水管网，最终进入中法水务污水处理厂处理。 
主要产生的废渣有以下几类：焚烧过程中产生的炉渣和飞灰：根据国家危险废物名录为危险废物，因此通过与上海市固体废物处置中心签订处理合同进行安全填埋；生产设施检维修过程中清理出来的报废耐火材料，根据其受污染程度送上海市固体废物处置中心填埋或交耐火材料生产厂家进行回收再利用；生产设施检维修过程中清理处理的破碎过滤材料，在场内进行焚烧处理；食堂供餐产生的餐厨垃圾，由供餐公司回收处理；生产过程中产生的其他危险废物，根据性质寻找有资质的企业进行处理处置；办公过程中产生的生活垃圾，厂内焚烧处理。   主要的噪声来源为焚烧炉烧嘴、大型风机、车辆等等，对于噪声的主要控制方法为工程控制，将部分噪声设备采取加罩隔离等方式，部分噪音设备更换成低噪设备等，减少噪声对周边环境和作业人员的影响。电子废弃物统一收集后送至上海市交投中心处理。   4.特征污染物减排效果 本案例特征污染物主要包括焚烧产生的氮氧化合物、硫氧化合物、氯化氢、氟化氢、烟尘、二噁英及重金属等。   在焚烧炉出口依次设置非催化还原法的氮氧化合物控制设施、粉末活性炭喷加系统、袋式除尘系统、湿式洗涤系统，对以上特征污染物进行控制，并通过引导风机排入高50米的排放烟囱进行排放。   经济合理   1. 在建设运行成本方面做到经济节约，主要体现在： （1）一期项目（两条生产线，年处置能力3万吨/条）共计投资5.75亿人民币，二期项目（一条生产线，年处置能力6万吨）共计投资3.5亿人民币。即每吨处置能力的单位投资额为111万人民币/吨，达到规模投资效益，避免多次投资公用配套设施，与市场上同行业焚烧线投资额相比更低；   （2）设备均采用进口设备，使用寿命相对较长，质量上有所保证，设备的损耗率相对较低，因此，维修频率与成本均低于行内竞争对手；   （3）由于共享了化工区公用工程设施，比如一体化上水（工业水）和下水（污水处置）配套服务，天然气、氮气供应，部分液体废料采用公共管道传输，运营成本相对较低；同时，在人力资源成本方面做到了最大程度的控制，在新线开启、产能翻番的背景下，我司除了必要的操作人员相应增加，行政管理人员维持在原来的规模，人力成本相较而言做到了最大限度的节约；   （4）相较于其他危废焚烧企业检修时间较长、单线运营时间一般只有295天/年，本案例检修安排相对更加科学合理，每条线每年安排一大修一小修，单线运营时间维持在310天/年， 三条线错峰停车检修，最大程度避免废料处置产能的紧缺，尽量保证对客户危废处置服务的持续性。   2. 资源循环利用，有效节约能源。主要体现在： （1）应用技术建设占地77603平方米，其中仓库库存3000吨，2017年处置能力达400吨/天，流转率较高，避免大面积库存占地，由此也减少了风险；   （2）化工区通过合理调整废料结构并在进入焚烧炉前对废料按照热值进行配伍，已经做到了完全依靠废料的热值来满足焚烧炉的日常运行，不需要添加额外的补充燃料。只在焚烧炉开车前的烘炉阶段，使用天然气对焚烧炉进行加温。在选择性非催化还原反应中用尿素代替氨水，不仅去除NOx的效率更高，更减少了还原剂的用量，减少了氨水VOC的排放。碱洗塔原来是填料塔，塔的压降较高，在30mbar左右，浪费大量能源。后改造成板式塔，塔的压降降低至8-10mbar，大幅度提高了能源的利用效率。风机由由300kw更换成500kw，风机的开度由原来的80%降低至60%，提高了风机的操作空间，每年也能节省相当于约1000t标准煤的能源；   （3）能源回收：生活垃圾焚烧发电已经不再是新鲜事儿，但是作为伴有各种危险成分的危险废物的焚烧处理过程，其热量的回收利用则因受制于技术原因很难进行。化工区借鉴法国苏伊士集团的环境废物处置技术工艺，充分实现了这一过程。将焚烧废弃物过程中产生的蒸汽直接作为热能供给巴斯夫使用，避免了能源形式转化过程中的损耗，与此同时，巴斯夫的冷凝水通过管道回到化工区升达可多产生20%蒸汽量，继续作为能源供应给巴斯夫，使能源回收利用最大化。每年化工区升达产生约相当于40,000吨标准煤的能源，实践着“世界级大型化工区”上海化学工业区的循环经济、绿色经济的理念。
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