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推进涉汞企业供给侧结构性改革促进铜仁市涉汞行业的有序健康发展浅析

2020-01-12

环保科技 2020年5期
关键词:触媒铜仁市废物

余 杨 周 婷

(贵州省环境监控中心,贵阳 550081)

2013年我国加入《水俣公约》,2017年8月15日,原环境保护部、外交部、发展改革委等17部委发布了《关于汞的水俣公约》生效公告(2017年第38号),自2017年8月16日起对我国正式生效[1]。公约要求禁止开采新的原生汞矿,现有汞矿开采最多15年后实施关闭。目前,汞作为国家战略物资,广泛应用于飞机制造、导弹制造等行业;同时,汞还应用于工业用化学药物及电子电器产品中。因此预计汞在未来20~30年内暂无法被替代,仍有较大市场需求作为行业发展的有力支撑。

在铜仁,早期汞矿开采冶炼产生的含汞废气、含汞废水、汞尾渣几乎全部直排周边环境。据初步统计,仅原万山特区1950年—1998年就向环境排放含汞废气202.4 亿m3、含汞废水5192 万m3、汞矿废石104.39 万m3和炼汞废渣337.46 万m3。铜仁作为全国土壤污染治理6个先行区之一,目前正面临着偿还历史旧账、防治新污染、履行公约的多重压力。

1 铜仁市汞行业发展的历史沿革

铜仁市地处湘黔汞矿带,汞矿开采冶炼历史悠久,是中国最大的汞工业基地,有着600多年的汞矿开采冶炼历史,所辖万山区、碧江区、松桃县、玉屏县和印江县都分布着大量的汞矿床,尤其是万山更被誉为“汞都”。在建国初期至上世纪60年代,由于我国当时的特殊局势,万山汞矿作为主要输出物资的汞资源,为偿还前苏联债务作出了重要贡献,因偿还15亿元外债,被周总理命名为“爱国汞”。上世纪80年代末,汞矿资源开始呈枯竭之势,至2002年,开采了600多年的汞矿实施政策性关闭。

2002年汞矿政策性关闭破产后,万山也逐步由富裕变为贫穷,失业人口不断增加,当地6万人的生活渐渐陷入困难。通过一系列改革举措,汞行业企业在吸纳原汞矿下岗职工和失业人员就业的同时,自身也得到了不断发展和壮大,到“十一五”末,年纳税额达到7000万元以上,占地方财税收入的54%,成为万山名副其实的支柱产业。

2 铜仁市汞行业发展现状

2.1 铜仁涉汞企业基本情况

铜仁市现有各类涉汞企业共29家,主要分布在万山区(22家)、碧江区(3家)、大龙经济开发区(3家)、松桃县(1家),其中汞矿开采冶炼企业8家(仅铜仁地区金鑫矿业有限公司1家在生产)、含汞试剂和汞触媒生产企业12家;废汞触媒和含汞废物回收处理企业9家。

2.2 铜仁市涉汞企业污染防治情况

2.2.1 现有企业的生产工艺、产污环节情况

(1)汞触媒生产行业。含汞触媒的生产是利用汞生产氯化汞,然后利用活性炭吸附氯化汞生产汞触媒。在氯化汞生产时,因为要保证汞的充分吸收,将通入过量的氯气,因此产生含氯废气。利用氯化汞生产汞触媒时,由于采用湿法工艺,产生的触媒需要烘干,在烘干过程中将产生含汞废气。目前,有的企业在积极尝试使用干法生产工艺生产汞触媒,即不需要浸泡,直接将氯化汞和活性炭放在封闭的容器内加温,使氯化汞转化为氯化汞蒸汽,在密闭容器内直接用活性炭进行吸收,然后自然冷却。冷却后,未吸收的氯化汞蒸汽重新冷凝为液态氯化汞,减少含汞废气的产生。

(2)废汞触媒回收行业。将废汞触媒利用碱液(氢氧化钠或氢氧化钙)浸泡进行解析,烘干后放入焚烧炉进行高温焚烧,产生汞蒸汽,然后利用冷却塔冷却产生液态汞,达到废汞触媒回收生产汞的目的。在烘干和焚烧过程中均会产生含汞废气。

(3)汞冶炼行业。利用省内或省外的汞矿或汞锑复合矿作为原料,火法提取汞。在冶炼过程中将产生含汞废气。

2.2.2 现有企业在汞污染防治方面采取的措施、工艺及效果

(1)废气治理方面。含汞废气均是采用碱液吸收冷却+活性炭吸附进行处理。不同的是吸附的级别不一样,最多的采取四级吸附,最少的就只采用一次吸附后外排。部分企业正在进行吸附改造,利用先进的吸附材料代替活性炭。由于改造未完成,处理效果亟待验证。

(2)废水治理方面。按照环评要求,涉汞企业的废水必须全部循环使用,禁止外排。但大多数企业在实际生产过程中由于工艺本身的限制,仅仅依托现有的污水处理设施,是难以实现废水零排放的。对于汞触媒生产行业,主要是在氯化汞生产浸泡工段产生废水,含有次氯酸盐,与碱液中和后需经除盐除钙镁离子处理后才能循环使用,否则将会影响汞的转化率。如无除盐工艺,循环使用将会使盐的浓度越来越高,导致废水无法连续循环使用。对于废汞触媒企业,因氯化汞生产浸泡工段产生废水和尾气碱液吸收尾气废水中含氯离子,将严重影响废汞触媒预处理过程中经碱液处理由氯化汞氧化为氢氧化汞的转化率。若无氯离子去除工艺,尾气吸收的废水难以循环利用。所以,绝大多数涉汞企业均存在废水偷排的情况,进一步加剧了区域水和土壤环境质量的恶化[2]。

(3)废渣治理方面。含汞废渣的产生主要是来自于以下几方面:一是聚氯乙烯生产过程产生的废汞触媒催化剂,全国约2.4 万t/a。废汞触媒经回收企业处置回收汞后,产生废渣量为废汞触媒的98%,渣量约2.35 万t/a,且产生体积不会改变。铜仁处置废汞触媒催化剂约为全国的70%,产生渣量约1.6万t/a。二是有色冶炼企业含汞废物(含可回收有价金属)等含汞废物全国约5 000 t/a,处理方式为含汞废物回收企业统一进行综合利用处理,产渣率约98%,渣量约4 900 t/a,铜仁市占全国处理量的70%,产生渣量约3 430 t/a。三是含汞天然气净化处理过程吸附汞产生的含汞废物(5 000 t/a);有机染料合成企业含汞废渣(含汞化工污泥、废催化剂)等、燃煤火力发电企业含汞废渣(初步估计10 000 t/a);石油开采企业含汞污泥3 000 t/a(随石油开采岩层变化);其他尾气深度净化处理行业(5 000 t/a);电子、仪器行业及其他含汞电子器件(3 000 t/a)。

综上,各行业每年产生的含汞废物总量约55 000 t/a。真正得到处置的只有有色冶炼企业含汞废物(有价可回收部分)5 000 t/a、聚氯乙烯生产过程产生的废汞触媒催化剂24 000 t/a,总计处置量约29 000 t/a,处置后总渣量约为28 420 t/a,铜仁市处置后总渣量约为19 894 t/a。

2.3 国内外现有先进汞污染治理措施及环境经济损益分析[3]

(1)含汞废水方面。目前,在各行业中,可通过CH91—95离子交换树脂、重金属捕捉剂等处置含汞废水,可做到达标排放,废水处理成本一般控制在3~15 元/m3不等(不含脱汞剂费用)。120 m3/d的含汞废水处理装置总投资约800万元,占含汞废物回收企业建设项目总投资的4%。废水处理年运行费用约700万元(含脱汞剂费用),占企业总营业收入的1.75%。

(2)含汞废渣方面。废汞触媒和含汞废物回收产生的废渣回收利用途径多,含汞废渣经过综合回收之后,若属于一般工业废渣,直接卖给砖厂、水泥厂等企业作为燃料。回收汞后余留的含有有价金属废料可卖往下游企业作为提取有价金属硒、铅的原料。其余含汞废物回收利用后废渣综合利用率较低,需要建设危废填埋场进行最终安全处置。目前处理1吨含汞废物直接成本控制在3000~5000元。

(3)含汞废气方面。以每年处理50 000 t废汞触媒和含汞废物为计算基准,年产金属汞300 t,尾气量为50 000 m3/h,年生产时间为300天。若外排烟气含汞达到0.1 mg/m3排放标准限值,含汞烟气处置技术与设备设施一次性投资约需500万,每年设施运行费用约为150万元。金属汞加工生产成本为26万元/t。若外排烟气含汞达到0.05 mg/m3排放标准限值,含汞烟气处置技术与设备设施一次性投资约需2000万元,每年设施运行费用约为450万元。金属汞加工生产成本为27.5万元/吨。若须达到0.01 mg/m3排放标准限值,含汞烟气处置技术与设备设施一次性投资约需3000万元,每年设施运行费用为980万元。金属汞加工生产成本为30.76万元/吨。

汞触媒生产以10000吨/年低汞触媒生产为例,烟气量30 000 m3/h,年生产时间为300天。若要汞触媒含汞尾气稳定达到0.01 mg/m3排放标准限值,含汞烟气处置技术与设备设施一次性投资约需3000万元,每年设施运行费用为980万元。氯化汞触媒加工生产成本为3.5万元/吨。

目前金属汞平均价格37万元/吨,汞触媒平均价格4.3万元/吨,涉汞行业的利润非常小。

3 铜仁市汞行业发展中存在的问题

3.1 部分污染治理设施落后,汞及其化合物不能长期稳定达标排放

铜仁市涉汞企业的污染治理水平参差不齐,污染治理设施的工艺也不尽相同。根据环评批复的要求,涉汞企业废水必须零排放,所有生产废水全循环使用,回用于生产。但在实际生产中,绝大部分企业由于未安装除盐设施,在生产过程中无法实现零排放。对含汞废气处理,均采用活性炭吸附,但吸附的级别不一样。最多的采用四级活性炭吸附,最少的仅仅经一级活性炭吸附后就排放,甚至采用玉米梗作为吸附剂。由于吸附过程中活性炭极易失效,加之受运行成本和管理水平限制,导致废气难以稳定达标排放。

3.2 含汞废物处置产能过剩

铜仁29家涉汞企业,除铜仁外,全国还审批了19家。2013年—2016年,贵州省共审批铜仁市14件废汞触媒和含汞废物处置项目环评文件,处置能力约138 000 t/a,其中已建成100 000 t/a,在建32 000 t/a(预计今年下半年可以建成),未建6 000 t/a。目前,全国废汞触媒和含汞废物产生量约为30 000 t/a,进入铜仁市处置的约占全国产生量的70%(20 000 t/a左右)。由以上数据可以看出,全国有70%的废汞触媒和含汞废物进入铜仁市进行处置,但由于已建成处置能力远大于实际处置量,部分设备长期处于停运状态,存在环保设施维护不及时、跑冒滴漏严重等问题,环境污染隐患较大。

3.3 市场混乱,企业之间无序竞争严重,未能整合发展

目前,铜仁的汞行业存在恶性竞争、无序竞争以及不正当竞争等情况。由于整个铜仁含汞废物处置能力过剩,多数企业因废汞触媒不足不能正常生产。企业为更多的占有市场,不惜增加生产成本,高价向废物产生单位购买废汞触媒,导致市场混乱,由于原料成本高,整个废汞触媒回收处理成本就高,企业利润低。所以,涉汞企业无法增加投资进行废气治理,废气不能达标排放。近年来,随着新环保法的实施,环保监管越来越严,不能稳定达标排放的绝大多数企业均处于停产状态,特别是万山涉汞企业全部停产。汞行业不能正常生产,原因是企业在追逐最大利润的同时,以牺牲环境为代价,同时,竞价购买废汞触媒,形成恶性竞争,导致生产成本增加,并形成恶性循环。

3.4 区域环境压力持续增大

铜仁市汞污染的主要特点为历史遗留汞污染问题突出。铜仁市共有历史遗留汞尾渣库25处,堆存汞尾渣约1736万m3,主要分布在万山区、碧江区、松桃县和印江县,据相关统计受污染的土地共有15个乡镇36个村约78288亩。且2016年获得中央资金支持的8个汞污染治理项目至今无一个动工建设;加之我国加入公约的履约压力,区域环境压力持续增大,对现有涉汞企业污染防治压力同步增大。

3.5 园区环保基础设施薄弱

万山经开区环保基础设施建设滞后。规划建设的固废填埋场建设工程是列入国家(2015-2017年)重金属污染防治的项目,项目分三期建设。主要建设内容包括场地平整、地下水导排系统、防渗系统、渗滤液收集导排系统、渗滤液调节池、拦渣坝、分区围堰等。一期总库容230万m3,分南库区和北库区,为二类渣场,目前工程还未建成。已经建设的经开区固废填埋场为二类渣场,并不能处置危险固废,经开区每年产生的危险固废无处置场所。经开区生活污水收集管网及污水处理设施建设进度滞后,特别是在绝大多数涉汞企业厂区雨污分流系统不够完善且未能真正做到生产废水零排放的情况下,环境风险愈发加大。《大龙经济开发区总体规划(2011-2030)环境影响报告书》及其审查意见明确要求对于不能回收利用的固废,要按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》要求,进行贮存和处置。由于建设资金紧张,导致目前公共渣库建设缓慢,自建污水处理设施涉水企业未全部纳管,近半年手工监测数据不达标,园区环境基础设施对推进园区可持续发展的支撑严重不足。

3.6 部分涉汞企业环境管理不善

受制于汞及其化合物的在线监测技术和设备尚不够成熟,仅仅依靠自行监测和监督性监测(均为手工监测),不能实时监控污染防治设施的运行状态,难以实现烟气外排汞及其化合物连续稳定达标,这也是企业未能履行环保主体责任的主要原因。同时部分企业环保处理设施老化严重,更新不及时,没有专门的环保管理人员运行维护,作坊式生产的情况依然存在。

4 铜仁汞行业有序健康发展的建议和意见

从铜仁汞行业发展的历史和目前国家及省对汞行业政策支持、以及市场情况远景情况分析,作为铜仁特色产业的汞行业,积极推动其健康可持续发展仍具有必要性。结合供给侧结构性改革的要求,对促进铜仁汞行业健康可持续发展的建议和意见如下:

(1)严控新建含汞废物处置产能环评审批,建立严格的市场准入机制

鉴于含汞废物处置产能过剩的实际情况,对新、改、扩建废汞触媒和含汞废物处置项目必须严格执行《国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知》(国发〔2016〕31号)[4]精神,严格落实重金属污染物排放总量控制指标“等量置换、减量置换”要求,并将项目所需重金属排放总量指标的落实情况作为环评审批的前置条件。严控新上涉汞项目,做到涉汞企业只减不增,整合发展。

(2)加强监管,严厉打击违法排污行为,建立有效的市场退出机制

新环保法实施以来,国家不断强化了对企业的环境监管,监管技术手段和方式不断优化。其中汞及其化合物在线监测设备技术上得到了升级,已在部分企业试点使用。运用大数据,通过加大执法监测力度,利用重点污染源自动监控体系结合人工加密监测,确保涉汞企业外排大气污染物持续稳定达标排放。依托园区涉汞项目分类收集处理中心对废水进行集中处理,建立废水零排放实时监控平台对涉汞项目外排废水严密监控。一旦出现企业大气污染物超标外排、企业或中心生产废水偷排漏排等现象,一律依法依规实施上限处罚,并立即停止生产,制定整改方案,限期进行整改。经整改后,若仍不能实现稳定达标排放,报请同级人民政府实施关停。通过强化环境管理,建立有效的退出机制,形成良好的竞争氛围。

(3)以环境保护规范市场行为,优化产业结构布局,引导形成一批龙头企业

在全国环境监管日趋严格的情况下,全国含汞废物和废汞触媒产生企业废渣规范处置问题突显,这些企业产生的废汞触媒和含汞废物等危险废物堆积量增大,迫使这些企业改变原有的市场规则,由原来的须处置单位付费转变为免费或付费交由有资质的回收处置单位进行规范处置。这样一来汞行业生产成本将大幅降低,资金回收周期缩短。建议贵州省汞行业商会(省工商联下属,在扶贫、产品质量标准、维稳过程中起到了重要作用,会长为万山天业绿色环保科技有限公司)充分发挥牵头带动作用,加强宣传相关法律法规、政策信息,形成不踩环保红线的底线意识;抱团发展,形成合力,规范市场行为,杜绝倒卖危险废物、扰乱市场的行为,拿回本属于自己的环保利润,进一步将现在的免费处置变为由产生含汞危险废物单位付费处置。由商会统筹协调处置价格,并在降低生产成本的同时加大环保投入,提高污染治理水平,以支撑企业稳定达标排放。

通过生态环保倒逼现有涉汞企业转型升级,按照“整治提升一批、搬迁入园一批、关停淘汰一批”的思路,集中开展涉汞行业整治提升工作,制定涉汞企业转型升级治理方案并严格实施。依托《关于支持万山资源枯竭型城市转型发展的意见》(黔党发〔2013〕10号)[5],大幅度延伸以精细加工为中心的汞产业链,大力整合现有涉汞企业。鼓励企业间同类整合,积极培育汞化工、含汞废物和废汞触媒回收处理骨干企业、环保企业,引导形成一批具有国内领先水平的龙头企业,真正达到持续发展的目的。

(4)加大技术创新力度,支持和鼓励企业在生产工艺、污染治理方面进行技术创新

鼓励企业采用先进的污染治理工艺,利用汞为原料生产汞触媒等汞工业产品的项目是能够达到《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573—2015)汞及其化合物(以汞计)的排放限值低于0.01 mg/m3要求的,执行这个标准在技术上是可行的。但由于建设和运行成本较高,企业不愿意在污染治理方面加大投入,导致了涉汞企业不能长期稳定达标排放。

建议科技部门出台有关指导意见或具体支持政策,进一步支持和鼓励企业对生产工艺进行创新,从源头减少污染物的产生。目前,有部分汞触媒生产企业正在尝试采用干法生产工艺,取消烘干过程,直接利用汞蒸汽与活性炭生产触媒,从而减少含汞废气的产生量。加强对企业生产工艺创新的引导,在企业创新过程中进行指导和扶持,确保创新取得成效,确保成效得到应用和推广。

(5)强化企业环保主体责任落实

企业要充分履行环境保护主体责任,通过自动在线设施和加强手工监测频次,不断提高环保设施的运行管理水平。针对园区生产废水难以实现零排放的实际情况,为真正按照环评批复要求,涉汞企业废水全面实现循环不外排,建议通过政府搭台,行业协会推动,促成企业间合作等方式,建立园区涉汞项目废水分质收集处理中心,并建立废水零排放实时监控平台,使经过处理的废水循环利用,达到“零排放”。同时依托万山土壤污染综合防治先行区这个平台,针对万山经开区涉汞及其化合物排放的高环境风险实际,建立企业和经开区联动的多级环境风险管控体系,确保区域环境安全。

(6)加快推进生态和土壤修复工程,夯实铜仁汞化工循环经济产业园发展基础

国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》将万山区、碧江区列为全国重金属污染防控重点区域。《贵州省重金属污染防治“十二五”规划》重点任务明确提出要“加大对工矿区历史遗留污染的综合治理力度”。专门印发了《贵州省环境保护厅关于支持建立万山固体废物综合利用循环经济示范园区的实施意见》[6]。2015年6月,铜仁市被确定为国家重金属污染防治专项资金支持对象,以加快推进汞污染综合防治工作。2015年12月,铜仁市被国家发展改革委、财政部、住建部列为国家循环经济示范城市(县)建设地区。2016年5月国务院发布的《土壤污染防治行动计划》将铜仁市列为土壤污染综合防治先行区。建议铜仁市政府加大对国家和省直有关部门政策资金支持的统筹,加快推进汞污染综合防治工作,确保到2020年,全面完成历史遗留汞尾矿库的综合治理,推动区域环境质量逐年向好发展。

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