馮永超

（重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 重慶 401147）

引言

有色鋁冶煉包括氧化鋁、再生鋁和電解鋁冶煉等，此類項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)污環(huán)節(jié)多，對(duì)環(huán)境潛在危害較大[1]。為減輕對(duì)環(huán)境造成不良影響，應(yīng)充分發(fā)揮環(huán)評(píng)對(duì)該類項(xiàng)目的源頭預(yù)防作用，項(xiàng)目環(huán)評(píng)應(yīng)提出有效預(yù)防或減輕不良環(huán)境影響的對(duì)策和措施。隨著有色鋁冶煉行業(yè)工藝水平提升、新的管理手段以及新的環(huán)境管理要求，本文重點(diǎn)從環(huán)境準(zhǔn)入、工程分析、污染防治措施及可行性論證、減污減碳等環(huán)境管理等方面綜合論述有色鋁冶煉項(xiàng)目環(huán)評(píng)編制關(guān)注要點(diǎn)，以期為項(xiàng)目、企業(yè)和環(huán)保管理部門提供有益的技術(shù)參考。

1 環(huán)境準(zhǔn)入要求

有色鋁冶煉項(xiàng)目屬于高耗能、高排放項(xiàng)目，其中電解鋁屬產(chǎn)能過剩行業(yè)，應(yīng)首先執(zhí)行國家產(chǎn)能等量或減量置換政策，嚴(yán)禁新增產(chǎn)能。新建、改擴(kuò)建有色鋁冶煉項(xiàng)目需符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和相關(guān)法定規(guī)劃，其選址、布局、規(guī)模以及清潔生產(chǎn)水平等應(yīng)符合國家和地方有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和所在合規(guī)工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)評(píng)結(jié)論，盡量遠(yuǎn)離環(huán)境敏感目標(biāo)，滿足重點(diǎn)污染物排放總量控制、銜接碳達(dá)峰目標(biāo)、同時(shí)符合“三線一單”（生態(tài)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和環(huán)境準(zhǔn)入清單）等相關(guān)要求。

2 工程分析

2.1 氧化鋁項(xiàng)目生產(chǎn)工藝分析

以鋁土礦為原料的氧化鋁廠通常采用堿法，具體生產(chǎn)工藝有拜耳法、燒結(jié)法、聯(lián)合法三大類。原則上優(yōu)先選用拜耳法，該法適于處理高品位鋁土礦，工藝流程短，能耗、物耗低，廢氣排放量少，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。根據(jù)拜耳法生產(chǎn)工藝，認(rèn)真核實(shí)項(xiàng)目組成和原料消耗，確保準(zhǔn)確全面。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁主要廢氣污染源包括原料破碎系統(tǒng)、氫氧化鋁焙燒、氧化鋁包裝貯運(yùn)等，主要污染因子包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物。

2.2 電解鋁項(xiàng)目生產(chǎn)工藝分析

目前，現(xiàn)代電解鋁生產(chǎn)工藝均為霍爾—埃魯電解法（也稱冰晶石—氧化鋁熔鹽電解法），原材料主要有氧化鋁、氟化鋁、冰晶石和預(yù)焙陽極。在電解槽中，炭素陽極和電解質(zhì)中的氧化鋁發(fā)生復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)生成電解鋁，碳素陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和CO，并大量消耗，因此一般電解鋁廠也自建陽極生產(chǎn)系統(tǒng)。主要的廢氣污染源也來自于電解車間中電解槽和陽極生產(chǎn)車間中陽極焙燒單元。電解槽煙氣量大，污染物種類較大、濃度高，包括氟化物、顆粒物、二氧化硫、氮氧化物以及CO2等溫室氣體；陽極焙燒爐中煙氣污染物有瀝青煙、氟化物、二氧化硫和顆粒物等。

2.3 產(chǎn)污量核算

污染物的排放量取決于生產(chǎn)工藝和清潔生產(chǎn)水平。源強(qiáng)核算包括實(shí)測(cè)法、物料衡算法、類比法、產(chǎn)污系數(shù)法等。跟據(jù)有色鋁冶煉污染源源強(qiáng)核算技術(shù)指南相關(guān)規(guī)定，顆粒物、氮氧化物、氟化物、瀝青煙優(yōu)先采用類比調(diào)查的方法核算源強(qiáng)，采用類別法，需核實(shí)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工藝、原輔料（燃料）種類、產(chǎn)品類型、污染措施等類比條件；二氧化硫采用物料衡算法核算。

3 污染防治措施有效性論證

3.1 廢水污染防治可行性論證

目前我國有色鋁冶煉生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)水平不斷提高，已基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的零排放[2]。因此，新建項(xiàng)目應(yīng)充分進(jìn)行生產(chǎn)廢水不外排可行性論證。以某氧化鋁項(xiàng)目為例，一方面采用串級(jí)使用工業(yè)水，提高廢水的重復(fù)利用率；另一方面設(shè)立合理完善的循環(huán)水系統(tǒng)等，具體包括工藝槽罐跑冒滴漏經(jīng)圍堰收集至收集池后泵送回各工藝槽罐；赤泥壓濾濾液回用于赤泥洗滌；初期雨水經(jīng)初期雨水收集池收集后，與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排污水一并經(jīng)主廠區(qū)污水處理站生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)（高濁度一體化凈水器）處理達(dá)《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923-2005）中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)要求后回用于赤泥洗滌、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等；車輛沖洗廢水經(jīng)沉淀后循環(huán)使用等。最終，根據(jù)水平衡分析，生產(chǎn)廢水完全回用，不外排。

3.2 廢氣污染防治

氧化鋁項(xiàng)目主要大氣污染因子為顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，要采取有效環(huán)保措施降低煙氣中污染物排放濃度和排放總量，有時(shí)為滿足工業(yè)園區(qū)環(huán)境容量的要求，要執(zhí)行比 《鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25465―2010）及其修改單中特別排放限值更嚴(yán)格的排放濃度。某氧化鋁項(xiàng)目采用天然氣作為燃料，焙燒爐煙氣經(jīng)多級(jí)旋風(fēng)收塵+電袋復(fù)合除塵器+（SNCR+SCR）脫硝后排放，能夠嚴(yán)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)特別排放限值并滿足所在園區(qū)規(guī)劃環(huán)中確定的環(huán)境容量要求。

電解鋁行業(yè)中的特征污染物為氟化物，通常會(huì)導(dǎo)致附近農(nóng)作物減產(chǎn)、居民慢性氟中毒等負(fù)面影響。

目前，電解鋁廠電解槽含氟煙氣均采用氧化鋁化學(xué)吸附氟化氫的干法凈化技術(shù)。該處理方式不僅流程簡(jiǎn)單，使有害物得到回收利用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，而且氟化物凈化效率可以高達(dá)99%，經(jīng)凈化處理后，氟化物排放濃度可以滿足小于3mg/m3的特別排放限值。

再生鋁行業(yè)產(chǎn)生的廢氣污染物排放執(zhí)行《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求，尤其要關(guān)注再生鋁行業(yè)中二噁英的產(chǎn)生和控制[3]。二噁英是《斯德哥爾摩公約》 中首批必須優(yōu)先控制的持久性有機(jī)污染物（POPs）之一，具有致畸、致癌和致突變作用，應(yīng)充分論證源頭控制、過程嚴(yán)控、末端防治進(jìn)行全過程控制二噁英。首先，源頭控制，嚴(yán)格選用經(jīng)預(yù)處理合格的清潔廢鋁，保證入爐原料中塑料、橡膠、油污等有機(jī)物含量很少，從源頭上減少含氯等易產(chǎn)生二噁英的入爐量，實(shí)現(xiàn)源頭上消減。其次，過程嚴(yán)控，通過優(yōu)化操作參數(shù)，可控制熔煉溫度在850℃以上，加熱焚燒過程大于2秒鐘，煙氣從爐膛引出，對(duì)煙氣急冷至250℃以下，減少二噁英的生成。最后，通過末端治理，廢氣集中收集后經(jīng)布袋除塵+活性炭吸附等組合技術(shù)實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制，減少二噁英的排放。

3.3 固體廢物污染防治

3.3.1 再生鋁行業(yè)中鋁灰

二次鋁灰是電解鋁、鑄造鋁及其他鋁行業(yè)在生產(chǎn)、使用和回收等過程中產(chǎn)生的含有金屬鋁和其他成份的固體物質(zhì)。二次鋁灰成份復(fù)雜，通常含有15%～30%的氮化鋁[4][5]，在《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2021 年版）發(fā)布之前，一般根據(jù)危廢鑒別結(jié)果來判定固廢性質(zhì)?！秶椅ｋU(xiǎn)廢物名錄》（2021 年版）已明確將二次鋁灰定為危險(xiǎn)廢物，因此，從2021 年1 月1 日起鋁灰按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.3.2 氧化鋁行業(yè)中赤泥

赤泥是生產(chǎn)氧化鋁時(shí)排放的強(qiáng)堿性泥漿狀廢渣，主要化學(xué)成分是SiO2、CaO、Fe2O3、Ai2O3、Na2O、TiO2、K2O 等?！陡煞ǔ嗄喽褕?chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50986―2014）中，明確干法赤泥屬于Ⅱ類一般固體廢物，其浸出液pH 值一般在10～12。氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生大量赤泥，每生產(chǎn)1t 氧化鋁，會(huì)產(chǎn)生1～2t 赤泥[6]。目前處置仍以填埋方式為主，不僅占用污染大量土地，且存在地下水污染風(fēng)險(xiǎn)以及尾礦庫運(yùn)行安全隱患。雖然赤泥屬于工業(yè)污染廢物，但是由于赤泥具有特有的物理化學(xué)性質(zhì)及其成分，可以很好地進(jìn)行資源化利用[7][8]。因此，新建項(xiàng)目應(yīng)首先充分論證赤泥綜合利用，變廢為寶，確實(shí)不能利用的赤泥，建設(shè)配套赤泥堆場(chǎng)，按“以渣定產(chǎn)”要求，根據(jù)赤泥安全有效利用處置情況，合理確定氧化鋁產(chǎn)量。赤泥處置場(chǎng)選址應(yīng)避開風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)等生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，應(yīng)符合《長(zhǎng)江保護(hù)法》“禁止在長(zhǎng)江干流岸線三公里范圍內(nèi)和重要支流岸線一公里范圍內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建尾礦庫”等要求。優(yōu)先采用濾餅干法堆存工藝，至少達(dá)到一般工業(yè)固體廢物Ⅱ類場(chǎng)防滲要求，按 《干法赤泥堆場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50986―2014）中干法赤泥堆場(chǎng)內(nèi)設(shè)置收集赤泥附液和初期雨水的回水系統(tǒng)，滲濾液通過管道返回項(xiàng)目赤泥洗滌工序等相關(guān)要求設(shè)計(jì)建設(shè)。

3.3.3 電解鋁行業(yè)中電解槽大修渣

電解槽大修渣是電解槽使用報(bào)廢后（約5-6 年）更換下來的槽內(nèi)襯，是電解鋁行業(yè)產(chǎn)生的最主要固體廢物，其產(chǎn)生量能達(dá)到電解鋁產(chǎn)量的3%[9]。其中包含生產(chǎn)過程中滲入的大量氟化鹽等物質(zhì)，有研究表明，混合物內(nèi)襯浸出液含氟可達(dá)到1000mg/L 以上，自《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016 環(huán)保部令第39 號(hào)）已明確將電解槽大修渣確定為T 類（毒性）危險(xiǎn)廢物。

電解槽大修渣應(yīng)首先考慮資源化綜合利用，目前主要處置方式有濕法處理技術(shù)和火法處理技術(shù)[10]。確實(shí)不能利用的，填埋處置，由于電解槽大修渣屬于危險(xiǎn)廢物，其填埋場(chǎng)的選址和設(shè)計(jì)比赤泥堆場(chǎng)更嚴(yán)苛，應(yīng)滿足最新 《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18598—2019）等相關(guān)要求。

4 融合新要求

4.1 環(huán)評(píng)報(bào)告中應(yīng)包含碳排放評(píng)價(jià)內(nèi)容，降低碳排放要求

為實(shí)現(xiàn)我國二氧化碳排放在2030 年前達(dá)到峰值、2035 年碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和為目標(biāo)，重慶等省市已將應(yīng)對(duì)氣候變化工作與環(huán)評(píng)制度源頭防控作用有機(jī)結(jié)合，如在2020 年11 月重慶市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《關(guān)于在環(huán)評(píng)中規(guī)范開展碳排放影響評(píng)價(jià)的通知》（渝環(huán)辦〔2020〕281 號(hào)），要求在有色冶煉等5 個(gè)高碳排放行業(yè)環(huán)評(píng)中開展碳排放評(píng)價(jià)。環(huán)評(píng)報(bào)告中應(yīng)按相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求預(yù)測(cè)碳排放情況，從行業(yè)布局、能源利用、碳捕集封存與利用、碳排放管理等方面提出碳減排建議并預(yù)估減碳效益，推動(dòng)減污降碳協(xié)同共治落地落實(shí)。

4.2 做好環(huán)評(píng)報(bào)告與排污許可之間的融合銜接

結(jié)合《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范有色金屬工業(yè)—鋁冶煉》《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范有色金屬工業(yè)—再生金屬》等排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范，報(bào)告書應(yīng)包含排污許可證核發(fā)所需的產(chǎn)排污環(huán)節(jié)，污染物種類，污染防治設(shè)施和措施，排放口數(shù)量、每個(gè)排放口的污染物種類、允許排放濃度和允許排放量、排放方式，自行監(jiān)測(cè)計(jì)劃等與污染物排放相關(guān)的主要內(nèi)容。對(duì)改擴(kuò)建項(xiàng)目，現(xiàn)有工程回顧評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)包含排污許可證執(zhí)行情況。

4.3 環(huán)評(píng)報(bào)告中應(yīng)落實(shí)主要污染物總量削減要求

有色鋁冶煉等重點(diǎn)行業(yè)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)滿足區(qū)域、流域控制單元環(huán)境質(zhì)量改善目標(biāo)管理要求。環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)區(qū)，原則上此類建設(shè)項(xiàng)目主要污染物實(shí)行區(qū)域等量削減，確保環(huán)境質(zhì)量不惡化。環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)區(qū)，主要污染物實(shí)行區(qū)域倍量削減，確保項(xiàng)目投產(chǎn)后區(qū)域環(huán)境質(zhì)量有改善。

結(jié)語

隨著“減污降碳協(xié)同增效”“環(huán)境質(zhì)量持續(xù)向好”“堅(jiān)決遏制高耗能、高排放項(xiàng)目盲目發(fā)展”等管理要求以及“三線一單”的落地應(yīng)用，對(duì)環(huán)評(píng)報(bào)告的編制提出了新的要求。一是根據(jù)工程分析、技術(shù)導(dǎo)則以及有色鋁冶煉行業(yè)環(huán)境管理關(guān)注的重點(diǎn)，提出更加切實(shí)可行的預(yù)防措施，減少環(huán)境污染；二是在環(huán)評(píng)報(bào)告應(yīng)緊跟政策步伐，銜接“三線一單”，融入碳評(píng)價(jià)、排污許可等相關(guān)內(nèi)容，更好地為企業(yè)和環(huán)保管理部門提供有益的技術(shù)參考。