摘要：本文分析了烧结砖生产线施工期、运行期存在的环境问题，介绍了不同时间污染物的产生状况。对废气、废水、噪声、固体废弃物的污染提出了相应的应对措施。通过洒水降尘、布袋除尘、废水集中处理、噪声基础减振和选用低噪声设备、固体废弃物分类收集和回收利用等措施，污染物可以达标排放，满足相应的污染物排放标准。

关键词：烧结砖生产线；环保；治理措施；达标情况

Environmental protection design of fired brick production line by using coal gangue and shale

LI Jian, LI Yong-liang, MU Xue-jun

Abstract: The paper analyzes the environment problems during the construction period and the operation period of fired brick production line, introduces the generation status of pollutants at different time, and puts forward the measures to reduce the pollution of waste gas ,waste water ,noise ,and solid waste. By means of sprinkling dust, bag dust, centralized wastewater treatment, noise-based vibration damping and low noise equipment, solid waste collection and recycle, pollutants can meet the corresponding pollutant discharge standards.

Keywords: fired brick production line; environmental protection; control measures, compliance situation

煤矸石、页岩烧结砖是近年来发展较快的一种建筑材料，烧制煤矸石砖不但可以大量利用煤矸石，减轻环境污染，而且可以节约烧砖用的原煤降低生产成本，减少矸石占用土地；同时，以页岩代替粘土，从根本上改变了制砖原材料结构，做到了制砖不用黏土、不毁农田，实现了资源的综合利用。主要工序为原材料通过破碎、筛分、陈化、挤出成型、切割、码坯、储存、干燥、焙烧等工序。

烧结砖具有常规黏土砖无法比拟的优点，但在建设和运营过程中也存在一定的环境问题，需要在施工和后期运行过程中加强管理，避免对环境产生影响。本项目以某煤矸石、页岩烧结砖生产线建设和运行为例，对环保措施的实施和运行进行设计，为其他项目的建设提供一定的参考依据。

1污染来源分析

1.1、施工期污染

本项目在现有场地基础上进行建设，其主要影响为施工粉尘和施工噪声影响。施工期对环境空气的影响主要是施工扬尘及运输车辆往返，使施工场地周围及运输沿途空气质量受到扬尘和车辆尾气污染。施工期扬尘主要来自土方的挖掘扬尘及现场堆放扬尘；建筑材料（白灰、沙子、石子、砖等）的现场搬运及堆放扬尘；施工垃圾的清理及堆放扬尘；人来车往造成的现场道路扬尘等。

施工过程中材料的运输、土方工程、基础工程等所用车辆及各种施工机械发出的噪声将对周围的声环境产生影响。这些施工机械和运输车辆大部分在露天状态下作业，其噪声在空间传播较远。

施工期废水主要为施工人员生活污水和施工废水。工地污水如不注意搞好导流、收集，一方面会泛滥于工地，影响施工；另一方面可能流到工地外污染环境，在污水进入纳污水体后，其挟带的沙土可能会发生淤积、堵塞，对水体产生一定的影响。

施工期产生的固体废物主要为建筑垃圾和生活垃圾，如不妥善处理，对环境也会产生一定的影响。

1.2、运营期污染

（1）废气

运营期废气主要来源于以下几方面：干燥室外烟囱排放的含烟尘、SO2等废气；原料粉碎、筛分工序产生的有组织粉尘及无组织粉尘；原料棚及输送过程产生的无组织粉尘。

（2）噪声

主要噪声源为破碎机、滚筒筛、搅拌机、挤出机等机械设备以及隧道窑、干燥室风机运行噪声。

（3）废水

本项目生产废水主要是生产线中的余热回收热水器、真空泵、风机使用的循环冷却水及生活用废水。

（4）固体废物

项目运营后，固体废物主要为不合格产品、除尘器收集的除尘灰渣及职工日常生活产生的生活垃圾等。

2施工期污染防治

2.1无组织废气污染防治

施工期扬尘量的大小与施工现场条件、管理水平、机械化程度有较大关系，因此，项目应采取积极的防尘措施，尽量封闭施工现场，既可有效地防止粉尘及扬尘污染，又可起到隔声作用；施工用混凝土要采用外购商用混凝土，施工现场不得设置混凝土搅拌站；施工所用粉状材料，在运输时应对运输车辆加盖蓬布，减速慢行；施工过程中所用建筑材料，应设置固定堆放场，特别是水泥、白灰等在堆放过程中应尽量用苫布盖好，不得随意堆放，防止二次扬尘污染；土方挖掘产生的弃土应及时运离施工现场，运输时应加遮盖；施工场地保持一定湿度，定时洒水，防止粉尘和二次扬尘污染施工场地周围环境空气质量。

2.2废水污染防治

施工期的施工机械和车辆进行检修和清洗必须定时定点进行，清洗污水尽量循环利用，需外排时应进行隔渣、沉淀处理；生活污水经过化粪池及隔渣处理；并设置可移动旱厕的方式，基本不进入地表水及地下水体；施工废水中主要污染物为SS和石油类，可在施工场地建立临时隔油池和沉砂池，尽可能回用沉淀后的废水，因此对水环境影响较小。

2.3噪声污染防治

为减少工程施工对评价区域声环境的影响，对于施工机械噪声，在施工设备选型上，应选用正规厂家、噪声较低的环保型设备，并加强施工现场管理，保证现场设备安装质量，确保施工设备正常运行。对高噪声的施工设备，必须封闭使用或四周加设隔声屏障，降低其使用时产生的噪声对周围环境的影响。特别是噪声较大的基础施工和结构施工阶段，要严禁在22：00—次日6：00点此时段内使用运输车辆，避免增加夜间交通噪声幅度。施工期土石方的运出及建筑材料的运进，将使区域道路车流量增多，交通噪声有所增加，但由于是间断运输，对交通噪声的贡献量不会很大。

2.4固体废物的环境影响

建筑垃圾应按照工程渣土处理管理规定进行处置，向渣土管理部门办理渣土垃圾排放处置计划申报手续，并按照市政部门规定的区域进行倾倒填埋。要求施工单位实行标准施工、规划运输，不能随地洒落物料，不能随意倾倒建筑垃圾，要分类堆放，并采取遮盖措施，防止产生扬尘和被雨水冲刷造成水污染现象，并及时清理；生活垃圾应集中清理收集，由环卫部门定时清运，严禁随意丢弃，更不能与建筑垃圾混同处理。

3运营期污染防治

3.1大气污染防治

3.1.1原料堆存、物料输送、装载机卸料扬尘分析

原料首先运入原料堆棚，本项目原料棚完全封闭，原料堆置过程不会产生扬尘污染。从原料棚到粉碎采用密闭皮带输送机，落料点、板式给料机采用封闭结构，并在原料棚内的装载机装卸料点均采用洒水抑尘，可有效防止粉尘飞扬，根据类比无组织排放量可减少80%以上。粉碎后的原料由上述密闭皮带输送机输送至全封闭堆棚存放[1]。

3.1.2原料破碎粉尘

原料在进入双轴搅拌机前要进行三道破碎。本项目采用颚式破碎机进行粗碎，锤式破碎机处进行中碎，然后在可逆锤破机处进行细碎。锤式破碎机会在破碎过程中产生大量工业性粉尘，振动筛会在筛分过程中产生大量工业性粉尘，双轴搅拌机在搅拌过程也会产生扬尘。

在原料破碎筛分过程安装防爆型气箱式脉冲袋收尘器，原料输送采用密封胶带输送机输送，通过除尘和防尘净化处理；在双轴搅拌机上设置密闭罩收集双轴搅拌机的粉尘，通过管道分别引向除尘器，除尘效率可达99%[2-3]。

3.1.3烧制过程

本项目生产原料煤矸石以及页岩，其中煤矸石含硫量很低。采用全内燃焙烧工艺，需要用煤进行点火。在正常生产过程中，主要依靠原料自身燃烧产生的热量进行焙烧。根据项目单位提供数据，项目营运期每年点火用煤20t。点火以后主要依靠煤矸石自身燃烧进行烧制，在各种燃料产生的污染物主要是烟尘、SO2。根据本项目各种燃料燃烧产生的污染物情况划分为点火阶段和煤矸石自然阶段，各个阶段污染物产生情况如下：

1、引燃阶段原煤燃烧污染物产排情况分析

（1）烟尘产排源强分析

建设项目点火每年燃煤20t，煤中灰分20%，硫分0.2%，低位发热量按照5000kcal/kg计算。安装有除尘效率大于99%的布袋除尘器，污染物产生情况计算过程如下：

计算烟尘的排放浓度以经验公式进行估算，公式如下：

Y=B×A×D×（1﹣η）     

式中：Y——烟尘排放量（t）；

      B——耗煤量（t），取值20t/a；

      A——煤的灰分（%），取值20%；

      D——烟气中可燃物的百分含量（%）（其值与燃烧方式有关），取值20%；

      η——除尘效率；

通过计算得出烟尘产生总量为0.8t/a，布袋除尘器除尘效率大于99%，则排放量为0.0008t/a，浓度小于相关标准要求的30mg/ m3的标准限值要求。

（2）二氧化硫产排源强

计算SO2的排放浓度以经验公式进行，公式如下：

B——燃煤量（t）（取20t）；    

S——煤的全硫分，取值0.2%。

该建设项目点火阶段每年产生SO20.064t，SO2产生浓度275mg/m3。湿砖坯对硫的吸附率达20%以上。则点火阶段SO2排放量为0.052t，排放浓度为220mg/m3。

2、煤矸石燃烧过程污染物产生及排放情况

隧道窑焙烧产生的废气污染物主要是烟尘和SO2，由于生产坯体的原料煤矸石含硫较低(约为0.024％)，煤矸石含硫组成和煤炭不同，一般煤矸石含可燃硫的比例较煤炭低，含非可燃硫的比例较煤炭高。煤矸石中可燃硫占含全硫的30～60%。煤矸石中的非可燃硫是被固定在坯体中，在1000℃左右的隧道窑焙烧条件下不可能分解形成SO2，只有可燃硫在燃烧时会形成的SO2。另外，煤矸石原料中还含有CaO、MgO等钙系固硫物质和碱金属固硫物质较多，并且是与可燃硫物质混合固定在坯体中，焙烧时产生的SO2会和坯体中的CaO、MgO等固硫物质反应固化成硫酸盐类。这样，实际煤矸石焙烧过程的固硫率为70～80%，只有约20～30%的硫生成SO2[4-5]。

同时，隧道窑内从头到尾码有坯体，窑内燃烧带的坯体焙烧时产生的高温烟气在风机作用下，作为热源经介质气体与坯体进行热交换，烟气在窑内依次通过燃烧带、升温带、预热带所有密码的坯垛穿过，含有的烟尘会被坯体过滤与吸附，坯垛会对烟气起到降尘作用，大大减少了排放烟气中烟尘量[6]。由于本项目煤矸石用量较大，为了保证隧道窑污染物排放量减少，对隧道窑烟气采用烟气净化装置，并保证除尘效率不小于99 %以上，对周围大气环境影响较小。

3.2水污染防治

本项目生产过程需加水与原料混合焙烧，生产线无污水排放，生产线中的余热回收热水器、真空泵、风机使用的循环冷却水，生产设备的冷却水不含有害物质，该部分废水98%循环使用；剩余废水经处理后排至本公司地下排水管网系统，经化粪池处理后满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准要求，化粪池沉淀物由环卫部门定期清运处理。

3.3噪声污染防治

（1）生产过程声环境影响分析

本项目噪声主要来自于该项目的生产设备噪音主要来自颚式破碎机、锤式破碎机、振动筛、真空泵、空压机以及风机等。其设备均置于厂房内，建筑物采用双层门窗，在墙、顶进行吸声处理。另外对较大功率风机产生的噪声处理措施是在风机表面使用隔热吸声板及对车间门窗、墙、顶采取隔声、吸声措施，治理前噪声级可达105 dB(A)。将各噪声源叠加以确定噪声叠加影响效果，以下列公式进行计算：

式中：L——叠加后的声压级，dB(A)；

      Pi——第i个噪声源声压级，dB(A)；

      n—— 噪声源总数，n取5。

计算结果为71.46dB(A)。

采用噪声衰减模式预测厂界噪声水平：

Li=LW-20lgr/r0 - (r-r0)

式中：Li－受声点（即被影响点）所接受的声级，dB(A)；

      LW－距声源1m处的声级，dB(A)；

      r－声源至受声点的距离，m；

      r0－参考位置的距离，取1m；

经距离衰减及对高噪声设备采取封闭措施后，建设项目厂界噪声均能满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348—2008）中3类区标准要求，夜间为46.7 dB(A)，对项目所在区域周围环境影响较小。

（2）运输过程声环境影响分析

本项目运输原料和成品安排在白天。原料均通过汽车运送至厂区原料棚。为减轻原料运输噪声对道路沿途环境的影响，本评价要求运输车辆经过敏感地段减速慢行，及时维护改善公路运输路况，运输车辆严禁超载，物料用帆布进行遮盖，以降低噪声对沿途环境产生的影响。

3.4、固体废物污染防治

固体废物主要为不合格产品、切条及切坯工序产生的废泥坯、出窑时产生的废砖、除尘灰及生活垃圾等。

生产线不合格产品可作为原料与其它物料一起经破碎处理后回用于制砖；切条及切坯工序产生的废泥坯及除尘灰，可返回生产工序，除尘器收集的粉尘可直接回用于生产工序。

职工在日常生活产生的生活垃圾主要为废纸盒、废塑料袋等：实行袋装化，集中收集，定期运送至垃圾填埋场进行集中处理。

磁选除选产生的固废大部分为金属，收集后出售。建设项目各项固体废物妥善处理后，不会对环境产生明显不良影响。

4、治理效果分析

经过专项设计和环保设备选型、污染物达标分析等，厂界外无组织颗粒物排放浓度满足《砖瓦工业大气污染物排放标准》 (GB 29620-2013)中企业边界无组织排放浓度限值1.0mg/Nm3要求；有组织排放通过安装的除尘效率在99%以上的袋式除尘器，有组织颗粒物排放浓度能够达到《砖瓦工业大气污染物排放标准》 (GB 29620-2013)中表2中的相关要求，不会对周围环境产生明显不良影响。

隧道窑焙烧产生的废气主要是烟尘和SO2等，由于本项目煤矸石用量较大，为了保证隧道窑污染物排放量能够大幅度减少，烟气经除尘设施处理后经15m高排气筒排放，保证除尘效率不小于99%。颗粒物和二氧化硫均满足《砖瓦工业大气污染物排放标准》 (GB 29620-2013)中表2中的相关标准限值要求，不会对环境产生明显不良影响，对周围的大气环境影响可接受。

本项目产生的生产废水和经处理后的生活污水，排至本公司地下排水管网系统，满足相关排放标准。 

在采取选用低噪声设备，合理安排设施的使用，减少噪声设备的使用时间；合理按排进行原料及成品运输时间。本项目产生的噪声对周围影响较小。为进一步降低项目噪声对周围环境影响，建议项目运营后加强设备使用和日常维护，使其设备处于良好的运转状态，避免设备运行不正常导致噪声增高。

本项目固体废物主要为不合格产品、切条及切坯工序产生的废泥坯、出窑时产生的废砖、除尘灰及生活垃圾等。生产线不合格产品可作为原料与其它物料一起经破碎处理后回用于制砖；切条及切坯工序产生的废泥坯及除尘灰，可返回生产工序，除尘器收集的粉尘可直接回用于生产工序；生活垃圾及时清运至环卫部门指定地点堆放。

通过以上措施，在施工期和运行期，相关污染物可以达到排放标准，对环境的影响降至最低。

参考文献：

[1]叶学强.烧结砖瓦窑炉烟尘危害及减排与治理探讨 [J].墙材革新与建筑节能,2012(10):58-61.

[2]黄平辉.烧结砖厂烟气治理浅议[J].砖瓦,2014(3):33-35.

[3]蒋小波.煤矸石烧结砖厂隧道窑烟气节能治理探讨[J].资源节约与环保,2014(2):25-25.

[4]姜利.基于小型隧道窑炉的烟气脱硫除尘工程实践分析研究[D].山东大学,2014.

[5]陈建忠,张海荣,贺勇,等.烧结砖工艺及烟气治理实践的认识[J].砖瓦,2016(7):26-30. 

[6]王小萍.浅议煤矸石烧结砖厂隧道窑废烟气治理技术[J].砖瓦2012(4):16-20

作者简介：李健（1985-），女，达斡尔族，河北饶阳人，大学本科，工程师，研究方向环境监测与污染防治

联系方式：电话18645408423，地址：佳木斯市长安西路676号，佳木斯市环境保护监测站，邮箱liyongliang198402@163.com