年产15万吨芳烃项目对大气和水环境的影响评估.docx

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年产15万吨芳烃项目对大气和水环境的影响评估

大连大学

DALIANUNIVERSITY

2014届毕业设计

题目名称：

某年产15万吨芳烃项目对大气和

水环境的影响评价

所在学院：

环境与化学工程学院

专业（班级）：

环境101级

学生姓名：

付林英

指导教师：

杨海波

评阅人：

袁新民

院长：

徐继润

设计以某公司年产15万吨芳烃项目为例，明确项目建设施工过程和生产过程中产生的主要污染环节，利用背景资料分析项目所在地的大气、水环境现状，重点对该建设项目在芳烃精制过程中产生的苯、甲苯和二甲苯等特征污染物对大气环境的影响和生产过程中产生的废水对地表水环境产生的影响进行分析、预测和评价，根据所得结果给出可行的预防治理方案，以保证该项目在运营生产过程中最大程度的减少对环境的污染，满足国家相关环保要求。

设计结果表明，项目在建设期产生的主要环境污染是水污染和噪声污染，其中废水中悬浮物的浓度为600mg/L,COD浓度250mg/L,石油类12mg/L；噪声污染峰值为90dB。

生产运营期产生的主要环境污染是生产废水、生活污水和苯系有机废气的排放，其中大气污染物苯的排放量为4.075kg/h,甲苯的排放量为0.494kg/h，二甲苯0.122kg/h,非甲烷烃0.119kg/h。

对于建设施工期和生产运营过程中产生的环境影响按照文中提出的相关环境保护措施、清洁生产要求和污染处理措施执行，就会得以很好的控制和改善并满足国家和地方相关的环保要求。

关键词：

芳烃项目；环境影响评价；水环境；大气环境；

ABSTRACT

Takenanannualoutputof150000tonsaromaticsprojectasanexample,themainpollutantsproducedfromconstructionprocessandproductionprocessweredetermined,thepresentsituationofairandwaterenvironmentwereanalyzedbymeansofbackgrounddata.Meantime,theeffectsofbenzene,tolueneandxyleneonairenvironmentwereanalyzed,predictedandevaluatedduringaromatichydrocarbonrefiningprocess,andtheeffectsofwastewatergeneratedonthesurfacewaterenvironmentwerealsoanalyzed,predictedandevaluatedduringproducingprocessandlife.Accordingtotheresults,thefeasibleschemeofpreventionwerepresentedtoensuretheprojecttominimizeenvironmentalpollution,duringconstructionandproductionprocessandtomeetthenationalenvironmentalprotectionrequirements.

Theresultsshowedtheenvironmentalpollutantsproducedintheconstructionperiodwerewaterpollutionandnoise,whiletheenvironmentalpollutantsproducedinproductionoperationperiodweremainlysewageandbenzeneorganicexhaustgasemission.Amongofthem,TSPwas600mg/L,CODwas250mg/Landoilwas12mg/L,themaximumnoisewas90dB,,benzenewas4.075kg/h,toluenewas0.494kg/h,xylenewas0.122kg/handnon-methanehydrocarbonwas0.119kg/h.Ifcleanproductionprocessandpollutiontreatmentmeasureswerestrictly,controlled,thedischargepollutantsproducedfromproducingprocesswouldmeettheemissionstandardsandtherelevantnationalandlocalenvironmentalrequirements.

Keywords:

aromaticsproject，Environmentalimpactassessment，waterenvironment，airenvironment

致谢

附录1外文译文

附录2外文原文

附录3

1绪论

1.1课题背景

芳烃作为化工行业的基本原料，其在精制过程的主要产物是苯、甲苯和二甲苯。

苯是一种应用广泛的有机溶剂，短时间内吸入大量苯蒸气可引起急性中毒[1]。

甲苯通常被用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重要原料，其与二甲苯的毒性都比苯小，但当浓度达到一定浓度时仍然会对人体造成危害。

除此之外，苯、甲苯和二甲苯都属于挥发性有机物（volatileorganiccompounds,简称VOCs），具有挥发性有机物所具备的特性，所以通过对其进行环境影响评价以预防和控制其对环境造成的环境影响是很有必要的。

1.2环境影响评价及其发展历程

环境影响评价是从预防环境污染、保障环境质量的目标出发，通过调查、预测等手段，分析评价拟开发行动或建设项目在施工期和生产运营期所排放的污染物对环境质量可能造成的影响程度和范围，提出避免、消除或减少负面影响的对策，为建设项目的选址、污染控制及预防措施的制定和有关工程设计提供科学依据或指导性意见[2]。

环境影响评价这个概念最开始是在1964年加拿大召开的一次国际环境质量评价的学术会议上提出来的[3]。

而环境影响评价作为一项正式的法律制度首创于美国。

1969年美国《国家环境政策法》（NationalEnvironmentalPolicyActof1969，NEPA）把环境影响评价作为联邦政府管理中必须遵循的一项制度。

美国的环境影响评价制度确立以后，很快得到其它国家的重视，并为许多国家所采用。

日本、澳大利亚等国家也相继对环境影响评价有了一定重视。

1972年联合国斯德哥尔摩人类环境会议之后，我国开始对环境影响评价制度进行探讨和研究，随后为了进一步加强对建设项目环境保护的管理，我国不断的修订、颁布各种环境保护条例，形成了较为完善的环境影响评价法律制度体系。

我国环境影响评价制度的立法主要经历了三个阶段。

从1973年首先提出环境影响评价的概念，创立了环境影响评价；到之后1989年颁布正式《环境保护法》，该法第13条规定：

“建设污染环境的项目，必须遵守国家有关建设项目环境保护管理的规定”[4]。

让环境影响评价得到了一定的发展；再后来为了适应新形势发展的需要，2003年9月1日起开始施行的《环境影响评价法》，使我国环境影响评价制度发展到历史上一个新的里程碑，我国的环境影响评价逐步走向完善[5]。

1.3目前研究的概况和发展趋势

近年来，国内对环境影响评价的研究主要围绕在环境影响经济评价（EconomicalAssessmentofEnvironmentalImpact）、环境政策评价（PolicyAssessment,简称PA）、战略环境评价（StrategicEnvironmentalAssessment，简称SEA）和区域环境评价（RegionalEnvironmentalAssessment,简称REA）几个方面[6]。

随着环境问题的复杂化，EIA逐渐暴露出许多不足之处，主要表现在：

一是EIA只是针对项目建设作出反应，缺乏对战略进行EIA的正式要求；二是缺乏对多个项目积累环境影响的充分考虑；三是缺乏替代方案的研究；四是EIA的客观性受开发者主管意志影响太大；五是缺乏对EIA有效的评估和管理及对区域项目影响型EIA缺乏相应的技术指导原则等。

综合环境影响评价的发展历程及其出现的问题，随着环境影响评价制度从单纯项目评价向区域环境影响评价的逐步发展，环境影响评价将会进一步向区域层次和全球层次发展[7]；其次，随着从单个项目的、具有时空效应的、复杂因果关系的积累影响评价会要求人们对环境影响评价的积累影响评价进行进一步研究；再者，为了防范于未然，日后环境影响评价的发展会更注重到政策、规划与战略层面上，即战略评价；此外，对环境污染影响的评价、生态影响的评价以及在资源利用方面对可持续发展评价也是环境影响评价研究的发展方向[8]。

1.4本毕业设计主要内容

本设计以某公司年产15万吨芳烃项目为例，明确项目建设施工过程和生产过程中产生的主要污染环节，利用背景资料分析项目所在地的大气、水环境现状，重点对该建设项目在芳烃精制过程中产生的苯、甲苯和二甲苯等特征污染对大气环境的影响和生产生活过程中产生的废水对地表水环境产生的影响进行分析、预测和评价，根据所得结果给出可行的预防治理方案，以保证该项目在运营生产过程最大程度的减少对环境的污染，满足国家相关环保要求。

2总则

2.1编制依据

2.1.1法律法规 

（1）《中华人民共和国环境保护法》，1989.12；

（2）《中华人民共和国环境影响评价法》，2003.9； 

（3）《中华人民共和国大气污染防治法》，2004.4； 

（4）《中华人民共和国水污染防治法》，2008.6； 

（5）《建设项目环境保护管理条例》国务院[1998]第253号； 

（6）《建设项目环境影响评价分类管理名录》环境保护部令第2号，2008.10。

2.1.2 技术导则及规范 

（1）《环境影响评价技术导则总纲》HJ2.1－2011； 

（2）《环境影响评价技术导则大气环境》HJ2.2－2008；

（3）《环境影响评价技术导则地面水环境》HJ/T2.3－93；

2.1.3 项目文件

（1）国务院国函[2001]147号《三峡库区及其上游水污染防治规划（修订本）》；

（2）渝府令第188号《重庆市主城尘污染防治办法》；

（3）国家经贸委过经贸资源[2001]1015号《关于加强工业企业节水工作的意见》；

（4）重府发[1997]40号《重庆市环境空气质量功能区划分规定》；

（5）重庆市人民政府渝府发[1998]89号《重庆市地面水域适用功能类别划分规定》。

2.2评价因子与评价标准

2.2.1评价因子

根据《环境影响评价技术导则》的规定及项目所在地周围情况的分析，筛选确定评价因子见表2-1。

表2-1评价因子确定表 

环境要素

现状评价因子

预测评价因子

地表水

pH、CODCr、BOD5、DO、NH3-N、石油类

CODCr、挥发酚、NH3-N

大气

苯、甲苯

苯 

2.2.2评价标准

（1）环境质量标准

环境空气质量标准：

根据《重庆市环境空气质量功能区划分规定》渝府发[2008］135号文中的划分规定，本次毕业设计的拟建项目地区属于二类大气功能区，应执行《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中二级标准的要求，其中苯、甲苯在我国的《环境空气质量标准》中没有明确的标准规定，所以苯的空气质量指标参考执行TJ36-79《工业企业设计卫生标准》的居住区大气中有害物质的最高允许浓度，甲苯则参考前苏联标准，具体标准详情见表2-2。

表2-2环境空气质量标准

污染物

标准值（mg/m³）

依据

小时平均值

日平均

年平均

SO2

0.5

0.15

0.06

《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中的二级标准

TSP

—

0.07

0.15

NO2

0.2

0.12

0.08

苯

2.4

0.80

—

TJ36-79《工业企业设计卫生标准》中的居民区大气中有害物质的最高允许浓度

甲苯

0.6

0.6

—

前苏联标准CH-245-71

地表水环境质量标准：

根据重庆市人民政府渝府发[1998]89号《重庆市地面水域适用功能类别划分规定》文中的划分规定，本次毕业设计的拟建项目所在区域为长江-长寿化工园区江段，该水域属于Ⅲ类大水域，应执行《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类水域标准。

详见表2-3。

表2-3地表水环境质量标准中基本项目浓度限值（单位mg/L）

污染物名称

《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类标准

pH

6～9

DO

≥5

CODCr

≤20

BOD5

≤4

氨氮

≤1.0

挥发酚

≤0.005

（2）污染物排放标准

大气污染排放标准：

根据其大气环境质量标准为二级，本次项目的大气环境影响评价的污染物排放标准应执行《大气污染物排放标准》（GB16297-1996）中的二级标准，详情见表2-4。

表2-4大气污染物排放标准限值

污染物

最高允许排放浓度（mg/m3）

排气筒高度/最高排放速率（m/kg/h）

周界外浓度最高点（mg/m3）

苯

12

15/0.5

0.4

30/2.9

甲苯

40

15/3.1

2.4

30/18

二甲苯

70

15/1.0

1.2

30/5.9

30/53

水污染物排放标准：

废水经全厂废水处理站处理达标，排入园区污水处理厂（化工园区邓家湾）处理，最后排入长江。

本项目废水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的第二类污染物三级标准，园区排口执行一级标准，氨氮执行《重庆（长寿）化工园区企业综合污水接纳标准》。

详见表2-5。

表2-5废水排放标准单位：

mg/L（pH无量纲）

项目

pH

COD

BOD5

石油类

氨氮

三级标准

6～9

<500

<300

<20

45（园区标准）

一级标准

6～9

<100

<20

<5

<15

2.3评价工作等级及评价重点

2.3.1评价等级

经初步工程分析，该项目废水排放量约133.4m3/d，外排废水中主要污染物为CODcr、挥发酚和氨氮等，污染物类型数为2种，水质复杂程度为中等，长江枯水期流量4200m³/s，河流属大河，本项目外排废水中污染物类型较少,且主要是非持久性污染物，纳污水体长江水质要求为Ⅲ类，根据《环境影响评价技术导则地面水环境》（HJ/T2.3-93）的分级原则，据此确定本次地表水环境影响评价的工作等级为三级。

通过对本项目工业生产过程的具体分析，项目生产运营过程中产生的主要大气污染物为苯、甲苯和二甲苯，由于项目中产生的甲苯和二甲苯毒性较弱，且生产规模相对小得多，所以本次设计主要评价苯。

其评价等级按照《环境影响评价技术导则-大气环境》（HJ/T2.2-2008）中的最大地面占标率Pi及地面浓度达标准限值百分之十时所对应的最远距离D10％计算方法[9]计算确定。

其计算式见公式

（1）：

············

（1）

Pi——第i个污染物的最大地面浓度占标率，%；

Ci——采用估算模式计算出的第i个污染物的最大地面浓度，mg·m-3；

Csi——第i个污染物的环境空气质量标准，mg·m-3。

用《环境空气质量标准》（GB3095－2012）中1h取样时间的二级标准浓度值；无小时浓度值的污染物，取其日均浓度的3倍。

标准中未含的污染物，参照《工业企业设计卫生标准》（TJ36－79）中的居住区大气中有害物质的最高容许浓度的一次浓度限值。

有地方标准时用地方标准中的相应值。

公式见

（2）：

············

（2）

，

与大气稳定度有关。

Q—单位时间的排放量（即排放率或源强），mg·s-1；

σy、σz—y轴水平方向、z轴垂直方向的扩散参数[10]，m；扩散参数取值见附录3中的表1；

u—平均风速，m·s-1，一般取烟囱出口处的平均风速；

He—烟囱有效高度，He=H+ΔH，H和ΔH分别是烟囱的几何高度和抬升高度；

烟囱出口处的平均风速计算式见公式（3）

············（3）

有效高度的计算公式见（4）

He=HS+ΔH············（4）

n0—烟气热状况及地表状况系数，n1—烟气热释放率指数，

n2—排气筒高度指数，n0、n1、n3的取值见附录3中的表2。

Qh—烟气热释放率，kJ/s；

H—排气筒距地面几何高度，m，超过240m，取240m；

Pa—大气压力，hPa，无实测值取气象台（站）季或年平均值；

Qv—实际排烟率，m3/s，VS—烟气出口气速，m/s；

d—排气筒出口直径，m；ΔH2—按（4）中公式计算。

（2）当1700kJ/s

（3）当Qh≤1700kJ/s或者ΔT＜35K时

有风时，稳定条件，即E、F稳定度，大气稳定度判断见附录3中的表3。

经过粗略的计算得出由本项目在正常工况下的废气甲苯、二甲苯的排放浓度远小于其在《大气污染物排放标准》（GB16297-1996）中二级标准的标准值，且项目在正常工况下以苯的排放最为主要，所以本次评价等级的计算确定以苯在正常工况下的废气排放为例。

通过工程分析得由烟囱几何高度为30m，排放的苯的排放量为15.412kg/h，,根据重庆市气象局气象条件显示，该地区属城市近郊区，距地面10m风速为1.7m/s,实际排烟速率为4m/s，且年平均大气稳定度相对较居中，均以中性类（D）为主，假设其距水平方下风向的距离大于1000m且垂直方向的扩散系数在1000m以内。

所以可以确定

的值分别为0.15、0.104、0.89、0.83.烟囱直径为0.4.m，烟气温度为100℃，所以根据最大地面浓度Cmax计算公式，

烟囱出口处的风速：

2.24m/s

烟气热释放率：

Qh＝0.35×Pa×Qv×ΔT/Ts

＝0.35×969hPa×4m/s×（100-20）/（273+100）

＝86.7kJ/s＜1700kJ/s

所以：

=

=3m

有效高度He=HS+ΔH=30+3=33m

所以有最大地面占标率为：

因为1601米大于最开始假设的1000米，即与假设情况相符，所以计算结果可作为评价等级的确定值。

所以有：

＝

同理求得甲苯、二甲苯的最大地面占标率分别为：

44.6%，31.7%

根据大气环境影响评价工作等级的确定标准，10%

因此该项目的课程设计应按大气环境影响评价的二级工作评价等级进行。

2.3.2评价重点

评价等级和评价范围的确定以及工程分析，并根据拟建项目的工程性质和当地的自然和社会环境特点，确定本评价的重点为：

工程污染源分析（包括现状污染源，项目新建污染源）、项目周围地区环境现状调查与评价、环境影响预测及评价、环保治理措施评述、设计结论。

2.4评价范围及环境敏感点

2.4.1评价范围

地表水环境评价范围：

设计假设项目废水直接排入纳污水域，根据水导则要求，评价范围是5—15km，由于排污口的汇入距河段较短，因此评价范围定为建设项目拟建排污口上游50m至下游1500m之间的长江河段。

大气评价范围：

确定了该项目的评价等级为二级，由评价等级的划分可以确定本次项目评价范围的D10％应处在大于等于污染源距厂界最近距且小于5km的位置。

根据《环境影响评价技术导则-大气环境》（HJ2.2-2008）中的规定，项目的评价范围划分为，以地面浓度达标准限值百分之十时所对应的最远距离D10％为半径画圆或以2×D10％为边长的矩形作为大气环境影响评价的评价范围，评价范围的直径或边长一般应不小于5km,所以取本次项目的大气环境影响评价范围为D10％等于3.5km为半径的圆[11]。

2.4.2环境敏感点

根据《环境影响评价技术导则总纲》（H.J2.1-2011）中规定，环境影响评价的环境敏感区主要包括自然保护区，生态脆弱区和社会关注区三大类，在项目评价范围内无风景名胜区、自然保护区、特殊栖息地保护区及重点的文物保护单位，所以其环境敏感区主要为为社会关注区，主要环境保护目标见表2-6。

表2-6本项目的环境敏感点

类别

敏感点

与拟建项目的方位

距厂界距离

功能区划分

备注

大气

火车站

SW，下风向

2500m

二类

/

王家湾

SW，下风向

500m

480人

地表水

长江

S

3680m

Ⅲ类

2.5评价时段

对于该项目的评价时段主要包括建设期和运营期，在项目的建设期主要包括对项目生产厂房建设和设备管道的安装、部分生活居住地的建设。

除此之外，在其周围均属园区用地，所以针对该项目的建设期的评价只需要简要做一下环境影响分析即可，本次毕业设计的主要评价时段为该项目的营运期。

3建设项目概况工程分析

3.1项目概况

3.1.1自然概况

长寿区地形、地貌以丘陵、平坝为主。

园区规划发展区内，除沿江畔局部地段有滑坡现象或地质灾害危险区不宜规划建设项目外，区内其它用地的拟建场地原始地貌为低丘陵地，已由重庆（长寿）化工园区统一规划，并“七通一平”，地质构造稳定，适宜本项目的建设。

地质构造基本稳定，无滑坡、塌陷等不良地质现象，城市规划建设不受限制。

根据长寿区气象站多年气象资料统计，多年平均气压969hpa，离地面10m处风压值35kg/m2，离地面20m处风压值45kg/m2，年均风速1.7m/s，最大风速15m/s，主导风向为NNE风，频率33.0%。

长寿区境内主要地表水系是长江[12]。

3.1.2建设项目概况

该项目为重庆广成石化有限公司年产15万吨芳烃精制项目，建设性质属于新建，建设地点位于重庆长寿化工园区15号地块，生产规模为年加工粗苯15万吨，用连续精馏法提炼出纯苯、甲苯及二甲苯等，产品质量纯度按99.90-99.96%控制，详见表3-1。

项目占地面积34.2亩，建筑面积6200平方米，总投资6300万，环保投资315万，占总投资的5%。

表3-1产品生产规模一览表

车间名称

产品名称

产品规模（吨/年）

生产厂房

纯苯

93000

甲苯

21000

二甲苯

4500

3.2项目工程分析

3.2.1生产原理

粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烃物质，这些组分的含量占80%以上。

此外还含有不饱和化合物、含硫化合物、饱和烃、酚类、含氮化合物等。

本项目采用国内成熟的常压粗苯硫酸精制工艺，该工艺中粗苯经过初步精馏、酸洗中和、吹苯、最终精馏四个工序