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第18章 玻璃工业的环境保护
随着工农业生产的迅速发展,对环境造成的污染越来越严重。环境污染问题已成为当今工农业生产必须解决的首要问题。如何有效的进行环境保护,即对环境污染进行防治是目前人们极为关注的课题。
环境保护直接关系到人民健康,也影响工农业生产的发展,是实现我国小康社会和新型农村的一项重要内容。我国环境保护的方针是“全面规划,合理布局,综合利用,化害为利,依靠群众,大家动手,保护环境,造福人民”。它的基本精神是要求在发展国民经济的同时,要做好环境保护工作。预防、消除工农业生产对环境的污染。对产生的污染物,采取积极地综合利用的方针。
玻璃工业对环境的污染,涉及面较广。在玻璃制造过程中,从原料、熔化、成型、加工到各辅助工序都会产生对大气、水、土壤的污染,以及环境噪声污染。下面简单从空气污染、水污染、固体废弃物和噪声方面加以介绍。
18.1玻璃本身有害物的污染与防治
玻璃本身有害物对人类和环境的污染可分为: ⑴玻璃中有害物的溶出
一是玻璃作为容器,盛装食品、饮料等,由于玻璃中有些组分的溶出,使人类的消化系统吸收有害物;另外废玻璃在地面上堆放及玻璃废弃物在环境中受水的作用而溶出有害物,如铅、镉等流入水源与土壤,使食物链受污染,也就使人类间接受到废玻璃的污染。
⑵玻璃及玻璃原料中有害物的挥发 在熔制和加工过程中玻璃及玻璃原料的有害物挥发,使人类的呼吸系统吸收有害物,并对周围环境污染,如铅、氟、砷等。
⑶玻璃及玻璃原料的有害物接触吸收 在玻璃制造、加工和使用过程中,玻璃及玻璃原料的有害物与人类接触,通过皮肤及黏膜的吸收而中毒,如铊、铍、砷等。
⑷玻璃及玻璃原料的放射性
如铀玻璃、钍玻璃以及制造所用原料氧化铀、氧化钍等都具有放射性。会对人造成一定的危害。
在大量生产的玻璃产品中,⑴和⑵项的污染是主要的,⑶和⑷项一般在特种玻璃和其原料中才会发生,所以在此主要介绍玻璃中有害物的溶出和有害物的挥发。18.1.1玻璃本身有害物的危害性
在叙述玻璃本身有害物的危害性时,将玻璃制造过程中所用的有害原料一并讨论,因为二者紧密相关,且其危害机理是一致的。玻璃本身的有害物,包括重金属铅、镉、锌、钡、铬、铍、铊、锰、钒、铜、镍等,非金属化合物包括砷、氟、磷、氯、硫等,以及放射性物质等。
玻璃工业有害物的危害程度,不单纯决定于本身的毒性,还要由其在玻璃工业中的应用 400 范围、用量以及应用频繁程度而决定。
在光学、电真空、电子、器皿、辐射防护玻璃以及低熔焊料、色釉中均要使用铅玻璃,且在某些玻璃品种中PbO用量比较高,如ZF6牌号光学玻璃含PbO65.59%,吸收X射线玻璃、低熔点玻璃中PbO用量可达70%以上,晶质玻璃品种还以PbO含量来区别:高铅(PbO30%以上)、中铅(PbO24%以上)、低铅(PbO10%以上)晶质玻璃,在此情况下很难用其他成分代替,因此铅的毒害一直是研究的重点。铅慢性中毒经常发生在大量使用氧化铅原料的玻璃工厂,是较普遍的职业病。
砷的毒性很大,普通玻璃用氧化砷作澄清剂,光学玻璃、电子玻璃中用硫化砷、硒化砷、碲化砷。由消化道进入人体的三氧化二砷,其中毒剂量为0.01~0.52g,致死剂量为0.06~0.2g,敏感性增高时0.001g就可发生中毒症状。体检时尿中砷含量达0.5~0.87mg/L,毛发、指甲中砷含量20~50mg/100g以上,即为砷中毒。
光学玻璃、颜色玻璃和防中子射线等特种玻璃和色釉用镉外,镉在玻璃工厂中应用并不普遍,所以一般玻璃厂镉的中毒现象很少。钡虽然毒性大,但钡盐(BaSO4、BaCO3)在水中溶解很小,且挥发性也不大。在正常使用时不会产生钡中毒,因此有时还用BaO代PbO制造无铅玻璃;铜、锰、钒、镍、铬等均有毒性,铜的中毒剂量要250mg以上,且主要是硫酸铜的中毒,大都用作着色剂;锰、镍、铬也是玻璃着色剂,这些原料用量少,影响面不大。钒的氧化物常用于电子玻璃、光学玻璃、封接玻璃以及着色剂,钒在极小的剂量下即可引起中毒,毒性很大,氧化物的蒸气、粉尘也可引起慢性和急性中毒;铍用于光学玻璃、激光玻璃和X射线管玻璃等特种玻璃成分。
氟、磷、氯、硫也会中毒,因氟除了在乳浊玻璃、马赛克玻璃、光学玻璃和特种玻璃中应用外,大量生产的平板玻璃、瓶罐玻璃、仪器玻璃也常用氟化物作澄清剂,玻璃化学抛光、磨砂、蚀刻以及清洁处理等加工工艺也要用氟化物。18.1.2玻璃中有害物溶出的污染及防治
玻璃中有害物溶出的污染程度取决于:
溶出有害物的毒性大小;玻璃盛装或接触食品及饮料的性质;玻璃的耐侵蚀性。玻璃中有害物的种类较多,作为盛装或接触食品及饮料的玻璃,其溶出的有害物主要为Pb、Cd、As2O3、Na2O。根据国际标准组织对接触食品的玻璃和微晶玻璃器皿中铅和镉的溶出量作了规定,此标准还适用于碗碟、成套酒茶具、储藏餐具,不包括烹调用炊具。将口部以下5mm的整个器皿装满浓度为4%的醋酸溶液,扁平器皿则浸于盛装试液的其他器皿中,在24℃保持24h后,测定其溶出量。几种有害物溶出量限度如表18-1所示。
表18-
1ISO规定玻璃中有害物溶出量限度
种
类 扁 平 容 器
小桶形容器(体积1.1L以下)大桶形容器(体积1.1L以上)
溶 出 量 限 度
Pb
1.7mg/dm2 5 mg/L 2.5 mg/L
Cd
0.17 mg/dm2 0.51 mg/L 0.25 mg/L 根据国内外研究成果,可以采取下列措施减少铅的溶出量
⑴铅玻璃容器可用作冷饮料的水具和烈性酒的用具,如矿泉水杯、白酒和威士忌酒杯。但避免装热的食品和饮料,冷饮料和烈性酒也不宜盛装时间过长。
⑵铅玻璃容器用于盛装弱酸性和中性的食物和饮料,如水、牛奶、新鲜咖啡等。强酸性的食物和饮料如柠檬汁、可口可乐等,不能用铅玻璃作容器,各种果酒的总酸度较高,尽量
401 不用含铅的玻璃瓶包装。
⑶优化玻璃的化学成分,在铅玻璃成分中加入一定数量的Al2O3,同时用Na2O代替K2O,均可减少铅的溶出量。尽可能减少玻璃成分中的铅含量,或者用BaO、ZnO、TiO2等代替PbO,研制钡、锌、钛等晶质玻璃。
防止玻璃中其他有害物的溶出,可采取类似防止铅溶出的措施:(1)在玻璃成分中用其他无毒或毒害较小的成分代替毒害较大的成分,如以无毒的二氧化铈(CeO2)和焦锑酸钠(Na2H2Sb2O7·5H2O)代替氧化砷(As2O3),或以毒性较小的砷酸钠(Na3AsO4·12H2O)代替氧化砷。在电真空玻璃工厂,焦锑酸钠作澄清剂,特别对含PbO、BaO的玻璃澄清效果很好。砷酸钠的毒性仅为As2O3的1/60,且在运输过程中无粉尘飞扬,其用量为0.3%~0.4%。目前国内的复合澄清剂为锑、砷氧化物和氧化铈等配合而成,如C-11复合澄清剂,含五价锑、砷氧化物28%~31%(其中As2O51.6%)和CeO20.15%~2%,其中五价锑起主要作用,此种复合澄清剂毒性较小,可代替As2O3为澄清剂。
(2)设计玻璃成分时,尽量提高玻璃的化学稳定性,如成分中玻璃形成物的比例要高,而且形成物的阳离子电荷要多,直径要小;在网络调整物中采用高电荷的离子,如R4+、R3+、R2+,少用低价碱金属氧化物;在相同价数的离子中,采用半径小、键强高的氧化物;利用双碱、三碱效应、阻塞效应、积聚效应来降低一价离子的扩散;还可利用在玻璃侵蚀表面形成单层或多层表面膜的方法来提高玻璃的耐蚀性。18.1.3玻璃原料中有害物挥发的污染及防治
玻璃熔制和加工过程中,一些原料中有害物由于受热而挥发或由于化学反应而放出气体。一般玻璃工厂有害物挥发量见表18-2。表18-2 玻璃熔制和加工过程中原料有害物挥发量
有 害 物
Pb As F P
挥 发 量/%
4~30 15~30 10~70 3~25 上表中挥发量波动很大,因为影响因素比较多,包括基础玻璃成分、原料品种、熔化温度、熔制气氛、熔窑结构和加料方式等。如玻璃成分中碱金属含量20%以上,磷的挥发可达22%,碱金属含量降低到6%~7.5%,磷的挥发量仅为3%~5%;原料品种的影响也较大,如氟化物用氟硅酸钠引入时,挥发量为30%~40%,用冰晶石引入时,挥发量仅为10%~20%;熔化温度提高,挥发量也有所增加,如1420~1440℃之间,温度每提高10℃,铅的挥发量增加0.5%~0.6%;坩埚窑与池窑相比,坩埚窑的挥发较少,而电炉的挥发更少,在坩埚窑内用闭口坩埚熔化铅玻璃时,PbO的挥发量为2%~5%,池窑中熔化时,一般PbO的挥发量为6%,最高达30%,采用电炉冷液面熔化,Pb的挥发仅为0.2%,F的挥发仅为3%;不同的加料方式,均会影响到有害物的挥发量,如加料口短,油枪火焰直接接触料堆,铅的挥发量大,如将加料口延长,含铅原料会烧结,则铅的挥发量就有所降低。
从上述影响挥发的因素可看出,采取下列措施可防止和减少有害物的挥发: ⑴采用合适的玻璃成分,尽量减少有害物的用量,在基础成分中降低碱金属氧化物含量,有利于减少有害物的挥发。
⑵采用挥发性小的原料引入。如PbO不采用红丹(Pb3O4)和黄丹(PbO),而用硅酸铅引入。
402 采用硅酸铅为原料时,铅的挥发量明显降低,如用黄丹为原料,铅的挥发量为20%左右。改用硅酸铅(1.5PbO·SiO2)为原料时,铅的挥发量降到5%左右。通过严格控制工艺,硅酸铅的含铁量可达0.01%以下,并可制成颗粒状,减少了配料与混料时的粉尘,混合料的分层现象也有改善,玻璃熔化速度加快。氟化物尽量采用冰晶石,少用氟硅酸钠。磷酸盐玻璃在含P2O5量不高且含有CaO时,采用磷矿石和磷酸钙而不用磷酸二氢铵和磷酸氢二铵,以减少磷的挥发。
⑶改进火焰窑的设构。对现有火焰窑,可加长加料口,温度达到1250~1350℃配合料可在加料口预熔,避免油枪火焰直接接触料堆,同时减小燃油小炉的二次风进角,使油枪喷出火焰紧贴玻璃液面燃烧,这些措施均可减少铅的挥发。
⑷设计冷碹顶全电熔窑。在冷上部空间深池垂直熔化全电熔窑中,电极垂直安装窑底,池窑下部温度比较高,而窑炉空间温度比较低,窑上部温度更低。生产实际中熔化PbO24%的铅晶质玻璃PbO的挥发仅为0.2%。用此类型电炉熔化乳白玻璃,熔化温度为1350~1400℃,氟化物挥发量仅为3%~5%。
18.2 玻璃工业对大气的污染
玻璃工业对大气的污染主要有以下两方面:一是废气;二是原料加工、配合料制备及熔制、燃烧过程产生的粉尘。18.2.1 废气的污染及其防治
玻璃工业的废气实际上不全部是气体,包括悬浮在气体内的颗粒和液滴,是烟气、烟雾和烟尘的混合物。
废气的来源与组分
⑴熔窑、退火窑及其他热加工窑炉的燃料燃烧过程中所产生的气体。
⑵配合料熔制时进行物理、化学、物理化学反应过程中所放出的气体和配合料在熔制过程中的挥发。
⑶玻璃制品热加工和化学加工过程中产生的废气。如印花、烤花时产生铅化合物和碳氢化合物挥发的气体,酸抛光和酸蚀刻时产生氟化氢和氟化硅的有毒气体,热喷涂时产生氯化氢等有毒气体。
⑷温度计、萤光灯、高压汞灯制造过程中产生的汞蒸气。
燃料的燃烧产物与配合料在熔制过程中产生的气体,是构成玻璃熔窑废气的主要组成,废气中对环保有影响的主要为SOx和NOx、F、Cl等。不同玻璃品种的废气组分略有不同。
18.2.1.1废气中有害污染物的危害性 玻璃工厂废气中的主要有害成分为SO2、NOX、CO、HF、Cl及碳氢化合物,其中SO2、NOX含量比较大。不同含量的SO2对人类危害性有所差异。实际生产中,在含硫原料熔化时,由于硫酸盐的分解和SO2的氧化,同时产生2%~5%SO3。排入大气中SO2也在废气金属粉尘的催化下形成SO3,在污染和带雾的大气中7h后,SO3浓度可升高到20%~24%。SO3吸湿性很强,在湿度大的空气中就能形成酸雨,不仅对人类造成危害,而且对动物、植物和建筑物均造成损伤。
在NOX中含量最大的是一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),大气正常组成含NO浓度仅为0.5ppm,但能氧化成NO2,特别在有臭氧存在情况下,更容易氧化成NO2。废气中NOX如为水雾粒子吸收,就形成HNO2、HNO3及硝酸盐和亚硝酸盐等酸性雨雾。在403 日光紫外线照射下,NOX可分解生成臭氧,臭氧又与不饱和链状碳氢化合物反应,形成臭氧化合物、有机过氧化合物及醛类等,这些产物又进行分解、聚合,产生颗粒状空气溶胶,这就是光化学烟雾,对人类的结膜、呼吸道的黏膜有刺激作用,而且对植物和橡胶制品有害。NO可使人类血液输氧能力下降,出现缺氧紫绀症状,也可使神经受损伤,引起痉挛和麻痹。
硫化氢存在于发生炉煤气和煤气洗涤系统中,废气中很少。H2S有恶臭,浓度0.1ppm时就可闻到臭味,浓度100ppm时吸入2~15min,可使人感到嗅觉疲劳。H2S的慢性中毒可引起人体一系列病症。大量H2S的急性中毒会引起呼吸和心脏麻痹而迅速死亡。
一氧化碳除了废气中含有少量外,大部分出现在使用发生炉煤气、水煤气以及锡槽保护气体等地方。空气中含CO为0.02%时,2~3h即可发生中毒症状,含量0.08%时,2h即可昏迷,浓度更高危险性更大。空气中CO达到1.2g/m3,短时间即可致人死亡。
18.2.1.2废气污染物的治理措施
防止废气污染可在废气产生源头到产生废气后的处理,多方面采取措施,具体措施有:(1)采用清洁能源
如以天然气作燃料比用重油和发生炉煤气产生的废气污染物要低得多。以电为能源的电炉,产生的废气更低。对传统用重油和发生炉煤气的燃料可选择低硫煤和低硫重油,或对煤和重油进行脱硫。燃料的热值提高也可减少废气生成量。
(2)采用冷上部空间和深池垂直熔化电熔窑 在一般池窑中,依靠火焰对玻璃表面配合料加热,配合料表面温度比较高,配合料分解的SO2等气体污染物直接排入炉气中。在冷碹顶全电熔池窑中,由浸没在玻璃中几排电极加热,配合料表面温度比较低,硫酸钠分解的SO2气体可以再和配合料中的纯碱发生反应,重新生成硫酸钠,接着硫酸钠再返加回配合料中温度较高的地区,这时有些SO2溶解在玻璃中,其余的逸出,穿过冷配合料层向上渗透,然后再与纯碱反应,并再返回,从而因硫的反应而逸入炉气中的主要气体为CO2,使这类池窑的废气中SO2大为降低。
(3)采用配合料粒化和废气预热配合料
目前用氢氧化钠代替纯碱并将配合料粒化后再加料,可降低废气中烟尘30%~40%。利用废气在窑头的预热器对配合料和碎玻璃进行预热,如将配合料从室温加热到300℃,则可节约能量20%左右,且废气中SOx、NOX和卤化物含量明显降低。废气仅预热碎玻璃,SOx可减少20%~30%,而预热配合料时(包括粉料和碎玻璃)SOx可减少70%;NOX可减少30%以上,卤化物减少80%。
(4)采用富氧、喷氧和纯氧助燃
采用富氧助燃技术,以氧含量大于21%的富氧空气用喷嘴送入窑内进行助燃,通常以含氧30%的效果最佳,可节约燃料8%~10%,也能减少NOX、SO2、CO2及粉尘的排放量。喷氧是在小炉下用特殊设计的氧喷枪向熔化池内喷出一股氧气流,在玻璃表面产生温度更高的火焰,可保护大碹,还可提高玻璃产量,并能降低污染物的排放量,但选择氧气喷枪安装合适的位置比较困难,操作费用很高,而且换火时燃烧控制需要再增加投资,因此应用并不普遍。
纯氧助燃是近年发展的方向。纯氧比空气助燃可节约燃料30%~70%,在相同规模的熔窑情况下纯氧助燃窑比空气助燃的熔窑可提高产量40%,减少废气排放量80%。
18.2.1.3对废气进行脱硫处理
脱硫的方法可分为干法和湿法两大类。湿法是今后发展的方向,其优点是脱硫率高、结构紧凑,造价低,其缺点是脱硫后烟气温度低,不易扩散,需采取烟气再加热的排放措施。干法的优点是没有湿法的废水处理程序,脱硫后烟气湿度不降低。可直接排放;缺点是脱硫率较低,约在80%~90%。设备笨重,投资及生产费用高。
干法脱硫常用的方法有活性碳法、氧化铜法、接触氧化法等。活性碳法应用较广泛,优
404 点是工作稳定,能回收硫酸。氧化铜法是以氧化铝为载体,氯化铜为吸附剂吸收SO2,生成硫酸铜,然后用氢还原硫酸铜,回收氧化铜和SO2,该法的缺点是费用较高。接触氧化法是用五氧化二钒作催化剂,将SO2转化成SO3。
干法中最新的是用喷雾干燥器同布袋或静电除尘器组合成的开式二段流程。方法是先将溶液及浆状的碱性反应物送入喷雾干镍器的雾化器,烟气中的SO,被雾化成液滴的碱性反应物吸收,并与碱反应生成盐类,液滴水分蒸发后,盐类即以粉尘的形式存在,由干燥器排出的烟气进入除尘器。将各种粉尘同时除去,烟气净化后可以达到排放标准。
湿法脱硫以石灰一石灰石法应用最为普遍,其次是皿硫酸钠法,此外还有威尔曼一罗 拉法fWellman—Lora)、氯法、氧化镁一锰法等。
(1)石灰一石灰石法
用石灰石浆或石灰浆洗涤烟气吸收SO2,生成亚硫酸钙,然后对生成的沉淀物进行充分地氧化,就可以得到硫酸钙。主要的反应过程是: SO2+CaCO3——→CaSO3 +CO2
或 SO2+Ca(OH)2——→CaSO3 +H2O
该法使用的原料来源多,价格便宜,所以在国外得到广泛应甩。
(2)亚硫酸钠法
该法的原理是以亚硫酸钠为吸收剂,吸收SO2生成亚硫酸氢钠。Na2SO3+SO2+H2O——→2NaHSO3
当再加入NaOH时,又得到Na2SO3。
NaHSO3十NaOH——→Na2SO3+H2O
这种方法具有流程简单、操作方便以及脱硫率高(达90%)等优点。
上述排烟脱硫的方法,多用在大型锅炉、电站、冶金及化工等部门。对玻璃熔窑的排烟脱硫,采用的方法类似氢氧化钠法,以NaOH溶液为吸收剂,在吸收塔内吸收SO2。SO2+2NaOH——→Na2SO3+H2O 调整由吸收塔排出的吸收液的pH值,再经氧化变成Na2SO4溶液,使之析晶分离后可回收使用。由吸收塔排出的烟气,经过吸收SO3和除尘处理后即可排放。脱硫率达97%以上,除尘率达95%以上。
目前控制SO2污染大气的措施,除排烟脱硫特别受到重视大力开展研究外,重油脱硫技术在七十年代有了很大发展。如果将重油中的硫由3%降低到0.15%,脱硫率可达95%。存在的问题是重油所含的硫主要为有机硫,直接脱硫成本高。至于建筑高烟囱向高空排放的稀释方法,只能减轻局部地区的污染程度,但却扩大了污染范围。我国轻工、化工企业部分有害气体排放标准见表18-3。
表18-轻化工企业部分有害气体排放标准 有害物质名称
排 放 标 准
排气筒高度/m
二氧化硫(化工)
100
硫 化 氢(轻工、化工)40
排放量/(kg/h)
190 280 1.3 3.8 405
120
氟 化 物(换成F)(化工)50 20
氮氧化物(按NO2记)(化工)
100
一氧化碳(化 工)60 100
7.6 13 19 27 1.8 4.1 12 37 86 160 230 160 620 1700 18.2.1.4对废气进行脱氮处理
玻璃池窑的熔制温度,一般均在1500℃左右,同一般的锅炉相比,烟气中NOX的浓度较高,池炉约为1600~1800ppm,坩埚炉约为100~500ppm。如美国玻璃工业每年排放的NOX为6.81万吨,占NOX固定排放源的0.600%。为降低烟气中NOX的浓度,可以从两个方面采取措施,一是降低NOX的生成量,二是排烟脱氮。
控制NOX生成量的方法是降低火焰温度及减少供氧量,如两段燃烧法、烟气循环燃烧法、安装低氮氧化物喷嘴等。还有在燃烧时掺水、甲醇或金属化合物等使燃烧温度下降,可降低20%~60%的NOx。上述这些方法在玻璃池窑上采用均有困难,目前主要是采取排烟脱氮的方法,是防治NO2最重要的措施。
排烟脱氮的方法有干法及湿法两大类。
(1)干法排烟脱氮:可分为还原法、吸附法、吸收法等。其中还原法和吸附法比较重要。
1气相氧化吸附法:用活性碳、活性氧化铝、硅胶、分子筛等作为吸附剂,吸附NO2,○它们有很强的吸附能力。当有臭氧、氧存在的条件下,NO可以迅速转化为NO2,NO2在水里的溶解度要比NO大得多,可以用水吸收成为硝酸,也可以用氢氧化钠或氢氧化钙溶液吸收成为亚硝酸盐。
此种方法对于NOx浓度甚低、特别是NO所占比例大的烟气,使用起来有困难。
2催化还原法:用铂或铜等为催化剂,以H2S或NH3为还原剂,可以单独将烟气中的氮○氧化物还原为N2。一般认为在采用NH3为还原剂时有以下几个反应:
6NO2+8NH3——→7N2+12H2O 6NO+4NH3——→5N2+6H2O
4NH3+3O2——→2N2+6H2O
上述第三个反应的速度比前两个要低,所以在一定条件下还原效果是好的。如NH3与NOx的克分子比为1,而O2与NH3克分子比为l0时,还原效率可达99%。
这种还原法的优点是反应温度较低,可在200~300℃的条件下进行,并且反应过程放热少,温度升高只有30~40℃。该法的缺点是要耗费用途广泛的氨。反应过程的温度范围较小,当高于300℃,NH3就快速氧化生成NOx,还容易出现亚硝酸铵等盐类,使管道堵塞。
还有其它一些干法脱氮的方法,如催化分解法、电子束照射法等。
(2)湿法排烟脱氮:有氧化吸收法,酸碱吸收法,络合吸收法以及还原法等。其中比较重要是氧化吸收法。
406 氧化吸收法:当水中有KMnO4、NaClO2、O3、C1O2以及H2O2存在的条件下,NO容易氧化成NO2或生成硝酸盐。KMnO4或N2C1O2的碱性水溶液对NO有较高的吸收效率。KMnO4的氧化效能不受烟气中CO2的影响,并且还可以同时排出烟气中的SO2。吸收后的主要产物是硝酸盐、硫酸盐和二氧化锰,后者可以再生为KMnO4。
络合吸收法:烟气中的NO可以和硫酸亚铁反应生成络合物,反应过程如下。NO+FeSO4——→Fe(NO)SO4
生成的络合物加热分解时放出NO被回收。同时加入硫酸,可以起到防止硫酸亚铁氧
化的作用。为了提高排氮效率,还可以用水洗法再次吸收。
我国治理NOx污染的方法有液体吸收法、催化还原法、固体吸收法。
SOx及NOx的同时净化的方法如下:
(1)臭氧氧化法:将臭氧注入经除尘并冷却过的烟气中,在铜基催化剂催化下,臭氧将NO氧化为NO2。然后,将含SOx和NOx的烟气与石灰和少量的含氯添加剂(如NaCl和CaCl2)反应,SOx转化为亚硫酸钙和亚硫酸氢钙,再加以氧化就变成硫酸钙得到回收。所吸收的NO2加热分解生成N2后排入大气。
(2)液相吸收法:用三价铁和乙烯二胺四醋酸络合物-三氧化硫为吸收剂的液相吸收法,可同时脱氮98%,脱硫94%。此外,用活性碳吸附,也可以同时除去NOX和SOX。18.2.2 玻璃工业中的粉尘污染及其防治
玻璃工业的粉尘,主要包括两部分:一是原料破碎,粉碎加工及输送过程所产生的原料粉尘;二是燃料燃烧及原料在池窑的高温及气流作用下产生的灰尘。后一部分绝大多数都从烟囱中排出,故也叫烟尘。
粉尘按其颗粒的大小,分为落尘及飘尘两种。落尘的直径大于10微米,为10~100微米。落尘不能长时间在空中停留,很快就在尘源附近降落到地面。飘尘的直径小于l0微米,可以在空气中长时间飘浮。直径小于1微米的微粒,可以随气流一道运动。飘尘中相当大一部分比细菌还小,可以在空中飘浮数年之久。飘尘可以通过人的呼吸作用进入鼻孔、支气管,并有一部分进入肺泡中沉积下来。
按粉尘的化学组成又可分为: ⑴硅质(矽质)粉尘 包括硅石、石英砂及其他含SiO2矿物,玻璃工业大部分原料中均含有SiO2成分,而危害性较大的为游离二氧化硅粉尘,即指不与其他元素的氧化物结合在一起的二氧化硅,如单体石英等。玻璃原料产生粉尘中游离二氧化硅粉尘含量为矿石中SiO2含量的63%~83%,因此玻璃工厂中硅石、砂岩、硅砂、硅砖的粉尘中游离二氧化硅含量高于80%,其他矿石的游离二氧化硅含量一般也超过10%。
⑵金属及其他化合物粉尘 包括铅及氧化铅、镉及氧化镉、氧化锌、氧化锰、氧化铬、铬酸钾、铬矿粉、氧化钒、氧化镍以及纯碱等粉尘。
⑶非金属化合物粉尘 包括氧化砷及砷酸盐、氟化物、硒化物、碲化物以及石棉粉尘。⑷煤与碳尘 主要是由碳的颗粒组成,在煤粉碎、过筛、运输、加煤以及制造煤气加工过程中造成,窑炉烟气中也含很多煤尘与碳尘。各种粉尘的危害性见表18-4。
表18-4 各种粉尘的危害性
粉 尘 种 类 游离硅石、碳粉、石棉 含硅原料、铬化物、红粉 氧化铅、铬化物、砷化物
危 害 性 尘肺 肺脏疾病 中毒性或变态性反应
疾
病 矽肺、碳肺、石棉肺
肺脏疾病 中毒性疾病
407 砷及其化合物、镍、沥青、焦油
其他有机和无机粉尘 木粉、霉粉、铁粉、锌粉
皮肤疾病 粘膜性疾病 火灾、爆炸
砷嘿皮症、镍湿疹及皮肤病
慢性支气管炎
18.2.2.1粉尘的危害
粉尘对人体的危害相当大,一般认为它是大气中毒气、毒物中的元凶。世界上许多重大污染事件都是由大气中粉尘引起的。粉尘的危害同它的化学成分和颗粒的大小有关。含游离二氧化硅、有毒化合物的粉尘,对人体的危害最大。直径在5~20微米的粉尘,在人的呼吸道中被鼻、咽、气管及呼吸道粘液阻挡,不能进入肺部。随同呼吸道粘液排除。小于0.5微米的飘尘,由于气体扩散作用,被粘附在上呼吸道粘液上,也随痰被排出。直径在0.5~5微米的飘尘,可以不受阻挡进入肺部,在肺细胞沉积;还可能进入血液进而在人的内脏及其它部位沉积。它是气管炎、支气管哮喘、肺气肿的重要病因。烟气中一般都有SO2,粉尘同SO2结合,可生成厚数百米的粉尘烟雾,在一定条件下,可以引起人类大批死亡或患病。在硅酸盐工业,由二氧化硅飘尘引起的硅肺病,是危害很大的职业病。特别是玻璃工厂,配合料中石英原料占的比重很大,原料车间工人在没有完善除尘设备的条件下工作,很容易患硅肺病。
18.2.2.2粉尘产生的原因
根据一般玻璃的生产工艺来分析粉尘产生的原因: ⑴原料的品种选择不合适 如SiO2原料采用硅石,需要经过粗碎、细碎等加工过程,产生的粉尘比用石英砂要多。又如MgO若用碳酸镁和CaO若用碳酸钙等化工原料,比重较轻,粉尘容易飞扬。
⑵原料的颗粒选择不当 国外规定石英砂主要颗粒直径为0.1~0.5mm(占90%以上),0.5~0.6mm为2%~3%,0.1mm以下小于2%~3%,0.75mm(75μm)以下没有。我国工厂原料粒度标准规定通过某一筛网,没有规定不同直径的颗粒比。如硅砂,45μm以下能占5%~8%,砂岩粉50μm以下占4.5%,最多占20%。又如白云石和石灰石45μm以下占15%~20%。
⑶熔制中飞料与废气中的飞尘 我国平板玻璃池窑投料口粉尘浓度为3.3~5mg/m3,投料操作室内粉尘浓度为1~1.8mg/m3。熔化含铅玻璃的坩埚窑,以红丹为原料时,坩埚窑加料时铅尘为3.86mg/m3,坩埚窑开缸前铅尘为3.28mg/m3,坩埚开缸后10小时,铅尘则为0.6 mg/m3,池窑周围铅尘为0.3mg/m3。
⑷原料储存、混合、运输设备设计和安装不妥 如料仓的休止角设计不当,运输过程粉料自由降落均会产生粉尘,在混合机操作口设计和安装不妥,也会产生粉尘。如平板玻璃称量处的粉尘浓度为2.7~5mg/m3,混合机放料口为24~30mg/m3,混合机周围为2.3~2.6 mg/m3。至于一些机械化程度不高的小厂,混合时粉尘浓度更高,如以红丹为原料熔化铅玻璃的坩埚窑工厂,其混合机操作口铅尘达170mg/m3以上,混合机周围环境铅尘也有9 mg/m3以上。
⑸耐火材料制造与加工的粉尘 制造耐火材料时原料粉碎、筛分、混合时产生的粉尘;筑窑和修窑时切割、研磨耐火砖产生的粉尘以及混合耐火泥的粉尘。耐火材料粉尘直径一般为1~10μm。
⑹冷加工时的玻璃与磨料碎屑 玻璃切割、喷砂、磨砂、研磨抛光时产生的玻璃粉末与磨料碎屑,玻璃粉尘直径一般为1~10μm。
⑺使用发生炉煤气产生的煤尘 运煤系统、加煤时产生的煤粉与煤灰、煤气站、煤气交换器、烟道产生的煤尘和碳尘。
⑻除尘设施选型不当与管理不善,除尘系统跑、冒、滴、漏现象不能及时处理。包装材料用的木板、纸张、稻草所产生的粉尘。
408 18.2.2.3 除尘措施
⑴选择不必进行加工或不易扬尘的原料 用天然硅砂代替硅石粉;用粒度0.1~1.0mm的粒化重碱(容重0.94~1t/m3)代替轻质纯碱(容重0.55~0.65 t/m3,粒度0.075mm),尽量减少0.1mm以下微粒,可基本防止占玻璃原料20%纯碱粉尘的污染。
⑵控制原料颗粒的直径下限,不采用直径小于5μm占较大比例的细粉。如硅砂颗粒直径在0.1~0.5mm之间占90%以上,小于5μm的颗粒不超过2%;长石的颗粒直径在0.075~0.42mm之间占90%以上,小于5μm不超过4%;白云石和石灰石颗粒直径应在1~3mm之间,小于5μm不超过4%。
⑶在不影响产品质量条件下,粉体工程尽可能采用湿式作业。如硅石用湿法粉碎,配合料含水量控制在3%~5%之间。有粉尘扩散区域的上空要用喷雾降尘。
⑷混合料进行粒化或压块密实化。德国用盘式制粒机制造4.9mm粒化料,瑞典用滚筒式粒化机制造1~3mm大小的钠钙玻璃和铅玻璃粒化料。前苏联采用颗粒配合料比粉料配合料的粉尘浓度降低58%~92%,在熔化池含尘量下降33%~79%,玻璃熔窑废气含尘量下降了38%~94%,日产14.5t的流液洞池窑用普通配合料废气含尘量为25t/a,改用压块配合料后废气中含尘降低到11 t/a,废气含尘量减少50%以上。
⑸原料粉碎、运输、储存、混合设备选型和安装适当。原料避免过度粉碎,原料运输过程中尽量用负压输运,原料储存时有专用料仓,使粉体流动稳定。
⑹所有产生粉尘的设备和区域均需设置密封罩进行严密封闭,并设抽风罩,保持罩内负压均匀,防止粉尘逸出。另外,对于所有产生粉尘的设备和区域应合理选择和布置除尘设备,以降低操作环境中的含尘量,达到卫生标准要求。
对玻璃工厂含粉尘的空气,采用袋式除尘器,对直径0~5μm粉尘分级效率为99.5%,5~10μm、10~20μm、20~44μm以及44μm以上颗粒的分级效率均为100%,全效率为99.7%,效率是最高的,所以玻璃工厂将脉冲反吹袋式除尘器作为常用的除尘装置,除尘后的粉尘还可回收利用。如粉尘浓度较高时,可增加旋风除尘器作为一级除尘装置。除尘管道的直径不应小于100mm,管道需有输送粉尘不致沉积下来的合理风速,垂直管道风速应为12~14m/s,水平管道则为16~20m/s。
(7)原料和配料车间厂房位置、建筑、通风换气应有利于降低粉尘浓度。如这些车间应位于厂区主导风下风侧,空气湿度不得低于30%,合适相对湿度为40%~60%。空气流动速度不大于0.5 m/s,通风换气以局部抽风为主,将粉尘在扬尘点就地抽走。另外加强粉尘检测、个人防护以及管理工作。
18.3 玻璃工业对水的污染及其治理
水质的污染是指进入水体中的污染物数量,超出了水体的自净能力,水质具有毒性而不能使用。玻璃工业能对水造成污染的物质主要有砷、酚、氟化物以及重金属铅、汞、镉、铬以及它们的化合物。此外,废水中铜、镍、硒、银、锌、铍及它们的化合物,也被列为有毒物质。
防止水质污染的措施:一是少用或不用有毒的原料,改善工艺流程以尽量降低污染物流失量;二是对废水进行净化处理,消除毒物后再排放。工业废水最高允许排放浓度见表18-5。
表18-5 工业废水最高允许排放浓度(国标CBJ4-73)序 号 1
有害物质名称 汞及其无机化合物
最高允许排放浓度 /(kg/m3×103)0.05(按Hg计)
4093 4 5 6 7
镉及其无机化合物 六价铬化物 砷及其无机化合物 铅及其无机化合物 氟的无机化合物
有机磷
0.10(按Cd计)0.50(按Cr计)0.50(按As计)1.0(按Pb计)1.0(按F计)
0.5 允许排放废水的pH值范围为6~9。
玻璃工业废水中的污染物,多数是通过生产及洗涤等而进入的。废水的特点是pH值高、无机固体悬浮物多、生化需氧量(BOD)及化学需氧量(COD)低。18.3.1 玻璃工厂中废水的来源
玻璃工厂中废水的来源较多,主要有冷却水、各生产过程中产生的废水以及冲洗水等,具体为:
⑴设备与玻璃液冷却水
包括冷却循环水、含污冷却水。冷却循环水指熔窑池壁水包和水管冷却水、玻璃液冷却水、成形机及其他设备冷却水。该类水使用后水质不起变化,主要是水温升高,属于热污染,经冷却后可循环使用。含污冷却水是指冷却设备时,同时带来一些污染物,主要是油类污染,如成形时模具的冷却水。如污染物很少,可不经处理循环使用,如污染物较多,需经处理后再循环使用。玻璃液冷却水,是直接与玻璃液接触的冷却水,包括池窑放料、供料机放料、坩埚窑挖料、釉料淬冷等所用冷却水。一般钠钙玻璃淬冷时,溶于水中的成分很少,而含铅、镉、磷等化学稳定性差的玻璃,水淬时有铅、镉、磷等成分溶出,需检测污染物含量,如含量超标,需进行处理后再循环使用。
⑵原料加工处理中的废水
包括石英原料擦洗、浮选及化学除铁所产生的废水,一般含有泥砂以及因用浮选剂不同而有酸、氟、有机物等污染物;硅石湿法粉碎所产生的含细砂、污泥的废水;碎玻璃回收清洗所产生的含有浮悬物、污泥、有机物等废水。
⑶燃料及其加工处理中的废水
指燃料本身含有的水分以及燃料气化过程中所产生的废水。如熔窑以重油为燃料时,重油在装卸、输送、储存过程中所排放的2%左右水分,其中含有石油类污染物;又如用发生炉煤气为燃料时,在气化过程中的沥滤水含有煤粉和浮悬物,发生炉灰盘水封水和洗涤煤气的洗涤水含有悬浮物、煤焦油、酚、硫化物和少量氰化物,熔窑煤气交换器的水封水也含有上述污染物。油站废水含油量在600~6000mg/l。
⑷玻璃深加工过程中的废水
包括玻璃原片或坯体清洗所产生的含灰尘、油污和洗涤剂的废水;玻璃研磨、抛光与刻花所产生的含玻璃粉末、研磨剂和抛光剂的废水;玻璃切割、钻孔产生的含玻璃粉、磨料、冷却液的废水,化学镀银产生的硝酸银与氨水反应物的废水;热喷涂所产生的含有金属盐类及酸的废水;化学钢化产生的含硝酸盐的废水;化学蚀刻、化学抛光与蒙砂所产生的含氟与酸的废水。
⑸地面与设备冲洗水
根据车间各工段生产情况与不同类型、不同用途的设备冲洗时废水中含有不同的污染物,如原料车间的含硅质粉尘、各种矿物粉尘、含铅粉尘;熔制车间污水含有配合料粉尘、含铅粉尘、耐火泥、砖屑、玻璃粉末等;成形车间污水含有玻璃粉末、油污等;加工车间则根据加工工艺不同而含有不同组成污物,如温度计、高压汞灯车间冲洗废水中含有汞,色釉车间冲洗水含有铅、镉等污染物。
⑹其他废水
包括金属加工所排放含油类、乳化液的金属屑末的废水,湿法通风、除尘、降温排放的含原料粉尘、泥砂的废水,以及锅炉房废水。
410 18.3.2 废水污染治理的措施
废水污染可从两大方面进行治理:
⑴改进生产工艺,减少废水的产生量和减少废水中污染物。如硅砂的浮选,不用氢氟酸改用氮烷基丙撑二胺等新型浮选剂,除PH值为2.7外,其他指标均符合排放标准。窑炉用天然气、液化石油气或电加热,基本上没有废水产生;采用热煤气也比洗涤煤气减少含酚废水产生。
⑵对废水进行处理,减少污染物及其危害,尽可能回收利用。污水处理通常分为:一级处理、二级处理和三级处理。
①一级处理
主要是去除水中的悬浮固体和漂浮物,同时通过中和与均衡等预处理,对废水进行调节。如达到排放标准,即排放,达不到排放标准,则进行二级处理。常用物理、化学和物理化学的处理方法,包括过滤、中和、沉淀、漂浮分离,通过一级处理,废水中的BOD去除仅为30%左右。
②二级处理
主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物,常用方法为物理、化学与生物处理,包括中和、氧化还原、凝聚沉淀、漂浮分离,浓缩吸附、过滤以及生物还原、生物氧化等。通过二级处理BOD去除率可达90%以上,大部分处理水可以达标排放。
③三级处理
在一、二级处理基础上,对难降解的有机物和有毒物质进行专门处理。
玻璃工厂废水专项污染物处理方法如下:
⑴含固体悬浮物废水
指含有粉尘、泥砂、玻璃粉末等易沉淀的浮悬废水,一般采用自然沉降法,然后再过滤或离心脱水,根据滤液的清洁程度,部分外排,部分回收利用。沉淀物可以回收利用,也可作废渣处理。为了加速悬浮物沉淀,可以加入凝聚剂,如硫酸钙、氯化钙、硫酸铝等。
⑵含酚废水
含酚废水包括单元酚(如苯酚)和多元酚,还包括邻位、间位和对位被取代的酚化合物的总称,并以酚类的含量来表示其浓度。以玻璃纤维厂为例,废水中含酚达40~400mg/l,平板玻璃厂洗涤煤气的废水含浮悬物及油类为10~200mg/l,酚为150~250mg/l,氰化物为5mg/l,COD43.2mg/l。通常采用生化技术处理含酚废水,废水先经沉淀去除浮悬物后再送到曝气净化池,使水与空气充分接触,从而使好气细菌(主要是杆菌和球菌)分解酚类,进行净化,用此法处理后,废水中含酚量可降至0.5mg/l以下,达到排放要求。
⑶含油废水 含重油、汽油、煤油、柴油、润滑油、乳化油等的废水,平板玻璃厂废水中含油脂量为12~15mg/l,而风挡玻璃厂,废水中油脂浓度高达1700mg/l。含油废水首先通过格栅除去粗大杂物,再通过沉淀池将泥砂沉淀,然后通过隔油池除去浮油,最后通过油水分离器进一步除油,经此处理的风挡玻璃厂油脂浓度可降至10mg/l, 已基本达到排放要求。如在油水分离器后再加一气浮装置,在油水中通入空气,产生大量微小气泡,油污附着其上,上浮到水的表面,从而与水分离,此装置不仅可除去表面油污,而且可除去废水中乳化油,采用此处理后,污水中含油量可降到1mg/l以下。如可溶性有机物多,还需进行生物治理后再排放。至于含油泥则用焚烧处理。
⑷含铅废水
根据玻璃工厂配合料中含铅的不同而废水中含铅各异,配合料铅含量少的工厂,一般废水中含铅量为0.43~100mg/l;电视显象管厂废水中含铅量达380~400mg/l,而且由于屏和管锥部分需要低熔玻璃封接,在回收封接料时,产生含铅和氟的酸性废水,废水中含铅量达400mg/l。含铅废水处理方法有沉淀法、混凝法、吸附法、离子交换法。
⑸含酸、碱废水
单纯含酸、碱的污水,如化学分析产生废水,在数量少、浓度低时,稀释后即可排放。浓度高时,用中和法处理。玻璃制品化学加工产生的废水,不仅呈酸性或碱性,而且含铅、氟等,因此不能简单采用中和法,而是需按含铅、氟的废水处理。
411 ⑹含有机物污水
可采用空气氧化、臭氧氧化以除去污水中有机物和还原性物质。空气氧化是在氧化塔中吹入空气以氧化硫化氢、硫醇以及硫的钠盐和铵盐,为了提高效率,有时还加入催化剂。臭氧(O3)在水中分解很快,能与废水中大多数有机物及微生物迅速作用,对除臭、脱色、杀菌以及除酚、氰、铁、锰,降低COD和BOD有显著效果,剩余臭氧容易分解为氧,一般不产生二次污染,比较适合于三级处理。
⑺含氟废水
生产不同品种的玻璃,废水中含氟量也有显著差异,压制和吹制玻璃工厂排出的废水中氟化物含量范围为194~1980mg/l,其中上限为采用化学抛光和蒙砂工艺所产生的。电视显象管厂废水中氟化物平均浓度为143mg/l,而乳浊玻璃制造中由于采用含氟原料和氢氟酸蒙砂,废水中氟化物浓度高达2800mg/l。含氟废水可采用硫酸钾铝(明矾)沉淀法、石灰沉淀法、吸附法(包括沸石离子交换法、羟基磷灰石吸附法、矾土吸附法)等。其中石灰沉淀法是沉淀高浓度氟离子的经典技术,是常用的方法,其反应为:
2HF+Ca(OH)2——→CaF2↓+2H2O 滤液中的酸也被石灰中和,如:
H2SO4+Ca(OH)2——→CaSO 4↓+2H2O 乳白灯泡厂产生的高浓度的含氟废水,用高钙石灰进行一级处理,水中氟化物仍达29mg/l,还高于排放标准,再通过矾土接触床进行二次吸附,氟化物浓度能降至2mg/l,可以排放。器皿玻璃厂的含氟废水,加入含CaO为30%~40%的过饱和石灰水,再经压缩空气搅拌,中和后送入沉淀池,排出水中的氟化物仅为1mg/l,硫酸盐在300mg/l以下。
(8)含铬的废水
净化含铬废水的方法有电解法、化学还原法、离子交换法、钡盐法等。
(1)电解还原法
含铬废水通入电解处理槽,废水中要投加一定量的食盐。以铁板为阴阳极,用压缩空气搅拌。在直流电作用下,铁阳极溶解出亚铁离子Fe2+,将六价铬还原成三价铬;阴极氢离子将六价铬还原为三价铬。由于氢离子放电析出氢气,废水由酸性变成弱碱性,pH值升高,使氢氧化铬沉淀,废水可达排放标准。
(2)化学还原法
常用的还原剂有硫酸亚铁、二氧化硫、亚硫酸钠等。当采用硫酸亚铁为还原剂时,可使废水中的六价铬变为三价铬。然后加入石灰,生成难溶的Cr(OH)3;当以亚硫酸氢钠为还原剂时,含六价铬离子的废水,在加入NaHSO3后,生成硫酸铬,铬离子变为三价,再加入石灰,生成Cr(OH)3沉淀。
(3)离子交换法
对于废水中以铬酸根(CrO2-4)形式存在的六价铬,可用离子交换树脂加以净化。主要用于处理电镀车间废水。使用的树脂有Na型阳离子交换树脂、混合型阴离子交换树脂、H+型阳离子交换树脂、OH-型阴离子交换树脂、Na型磺化煤等。
(4)钡盐法
钡盐法就是用碳酸钡、氯化钡,使废水中铬生成钡盐沉淀的方法。处理后废水中铬浓度可达排放标准。废水pH值大小,对铬净化影响很大,应严格控制。
18.4 噪声及其防治
噪声,一般是指那些人们不需要的无价值的声音。它令人厌烦,影响人们的工作和休息,甚至损害人体健康。
随着现代工业及交通工具的发展,噪声已成为第三大公害。研究并消除噪声,是环境保护的主要任务之一。玻璃工厂中,原料、熔制、成形、加工以及动力等车间,均有程度不同的噪声,为了保护工人的身体健康,必须把噪声控制在允许的标准以下。
412 18.4.1 噪声的危害
噪声的危害是多方面的。它干扰人的工作和休息,损伤听觉,还能使人患各种疾病。噪声比较强时,就会影响人的睡眠和休息。中等强度的噪声会使人大脑皮层的兴奋和抑制的平衡失调,出现条件反射异常,影响人的正常生活和脑力劳动。噪声还能使人的注意力分散,因此容易出现废品及生产事故。长期在噪声环境下工作和生活.若没有防护措施的条件下,人就会患噪声性职业病或其它疾病,如可以损害人的听力,造成听力减弱甚至耳聋。噪声影响人的神经系统,可引起神经衰弱症候群,如头昏、失眠、耳鸣及记忆力衰退等。也能引起胃病、胃溃疡、冠心病和动脉硬化等,噪声还会影响人的内分泌机能。18.4.2 噪声允许标准
为防止在强噪声环境下工作的工人引起耳聋以及其它疾病、消除噪声对人们工作和生活环境的干扰,制定了噪声允许标准。现将国际标准组织1967年提出的用A声级表示噪声标准简介如下。
听力保护噪声允许标准,随每天工作时间的长短而变化。每天工作八小时,允许连续噪声的A声级为90dB(A)。时间减半,则允许噪声可提高3dB(A)。在任何情况下,不得超过115dB(A)。噪声干扰的评价标准是1971年提出的,规定住宅区室外噪声允许标准为35~45 dB(A)。晚上和深夜.还要加以修正,噪声允许值要降低5~15dB(A)。噪声允许标准见表18-6,表18-7。
表18-6
住宅区室外噪声允许A声级 地
区 农 村 郊 区 市 区 办公地区 城市街道 重工业区
表18-7 非住宅区的噪声允许A声级
场
所
大办公室、商店、小餐厅、会议室 大餐厅、带打字机的办公室、体育馆
大的打字机室 车间(根据不同用途)
允许A声级 /dB(A)35 45 55 45~75
允许A声级/dB(A)白天 35 40 45 50 55 60
晚上 30 35 40 45 50 55
深夜 25 30 35 40 45 50 18.4.3 噪声的分类
噪声按其产生的部门,可分为工业噪声、交通噪声和生活噪声。其中工业噪声按声源的种类,可分成以下三类:
413(1)气动力性噪声
这种噪声是因气体振动而产生的。玻璃工厂的声源为通风机、鼓风机、制瓶机及燃料燃烧设备等。由于气体的喷出和运行产生噪声。
(2)机械性噪声
指生产机械等设备的运行过程中,由于机械振动产生的噪声。如粉碎、磨碎设备、筛分设备、原料输送没备、织布机等。
(3)电磁噪声
电气设备在运行过程中,由于磁场脉动、磁致伸缩引起电气部件振动而产生噪声。如电动机、变压器、电磁加料机及电磁振动筛等。工业噪声的特点是只对局部空间有影响,但对工人的危害是严重的。在90dB以上噪声环境下工作的工人,会引起职业性的听觉损伤,并导致其它疾病。所以工业噪声是噪声防治的重点。18.4.4 噪声的防治
噪声的控制可从噪声声源、噪声传播途径与噪声接受部分三方面采用技术(工程)、管理和听力保护三大防治措施,将噪声控制在允许范围内。
⑴消除或减弱噪声源
选择无噪声或噪声小的生产流程和设备,降低辐射源和声功率。如原料采取外购粉料,无需安装粉碎设备,熔窑采用精确尺寸耐火砖材,不必进行切割研磨,平板玻璃包装采用集装箱代替木箱,避免锯木和钉箱,这些噪声源可以基本消队。以浮法代替垂直引上法,则引上时甩碎玻璃噪声可以减少15~20dB。对必须应用的设备,尽量选择噪声小的新型号喷枪(喷嘴)、成形机、鼓风机、通风机、空压机,淘汰噪声大的旧型号鼓风机、通风机、空压机等。对磨损严重、带故障运转的设备以及漏气的管道要及时维修和保养,也可减少噪声。
⑵控制噪声的传播途径
噪声的传播主要通过空气和建筑构件,因此可通过隔振或减振、隔声、吸声与消声等方法。如粉碎机除进料口外,其余部分安装在隔声罩内或消声坑道内,外壳再加阻尼材料,均可减少噪声。空压机安装消声器,设置消声坑道后,噪声可降低到80dB以下,如再建立隔声罩并在厂房内悬挂空间吸声体,噪声还可进一步降低。鼓风机安装消声器后,噪声可降低0~20dB,如再建立隔声罩和包扎管道,减低噪声效果会更好些。球磨机采用橡胶衬板,外壳包阻尼-隔声套筒并安装隔声罩等措施,可使噪声减少20~30dB。在成形机和操作人员之间设活动透明的隔声屏,可以降低噪声对工人的危害。
⑶高噪声设备与车间的合理布置
符合工艺要求条件下,根据噪声情况,将厂房合理布局和车间的合理布置。全厂高噪声区要集中在一起,并与其他车间保持足够距离,同时采用绿化带和栽种树木,起到吸声与声屏障作用,一般可降低20dB左右。在车间内,应将高噪声设备,如空压机、鼓风机等集中安装,采取隔声、吸声、隔振、减振措施,使其隔声量不低于20dB,以减少对其他工序的影响,车间控制室与休息室采用吸声好的材料砌筑,使车间有一个能控制生产与休息的安静场所。通过上述一系列措施,可将玻璃厂厂区噪声控制在55dB左右,符合国家对环境噪声标准要求。
⑷减少在噪声环境下工作时间和工种轮换
如改每日三班制为四班制,组织工种轮换,改变坐班制,以减少工作人员与噪声接触的时间,从而降低噪声对工人的危害。
⑸采用听力保护措施
采取了各种措施控制噪声仍不能达到国家标准允许值时,可采用耳塞、耳罩、防声棉和防声盔等个人防护器具,一般护耳器可使耳内噪声降低10~40dB,其中尤以防声盔效果最好,可保护在高噪声环境下操作工人听力不受损害。
414
思考题
1. 采取哪些措施可防止和减少玻璃中有害物的挥发? 2. 采取什么措施可防止玻璃工业中废气对环境的污染? 3. 玻璃工业中粉尘的主要来源有哪些方面? 4. 粉尘产生的原因以及除尘措施有哪些?
5. 玻璃工业废水的来源以及治理废水污染的措施有哪些? 6. 玻璃企业防治噪声应采取哪些措施?
415 第18章
玻璃工业的环境保护.................................................................................................400 18.1玻璃本身有害物的污染与防治......................................................................................400 18.1.1玻璃本身有害物的危害性........................................................................................400 18.1.2玻璃中有害物溶出的污染及防治.............................................................................401 18.1.3玻璃原料中有害物挥发的污染及防治.....................................................................402 18.2 玻璃工业对大气的污染.................................................................................................403 18.2.1 废气的污染及其防治...............................................................................................403 18.2.2 玻璃工业中的粉尘污染及其防治...........................................................................407 18.3 玻璃工业对水的污染及其治理.....................................................................................409 18.3.1 玻璃工厂中废水的来源...........................................................................................410 18.3.2 废水污染治理的措施...............................................................................................411 18.4 噪声及其防治.................................................................................................................412 18.4.1 噪声的危害...............................................................................................................413 18.4.2 噪声允许标准...........................................................................................................413 18.4.3 噪声的分类...............................................................................................................413 18.4.4 噪声的防治...............................................................................................................414 思考题.......................................................................................................................................415
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