玻璃厂废水、废气、粉尘综合治理方案及案例解析
玻璃生产属于典型的高耗能、高污染行业,其生产全流程产生的废水、废气、粉尘是行业主要环境治理痛点。本文从污染物来源、特点与危害、治理难点、针对性解决方案四个维度展开分析,并结合三个经典案例,详细阐述治理工艺、设备优势及企业效益,为玻璃行业环保治理提供参考。
一、 玻璃厂废水、废气、粉尘的来源、特点与危害
(一) 污染物来源
玻璃厂污染物的产生贯穿原料制备、熔制、成型、退火等全生产流程,不存在跨行业来源,均为行业内生产环节自生成:
废水来源
主要包括原料清洗废水(石英砂、纯碱、长石等原料的冲洗、筛分废水)、玻璃熔制与成型过程中的冷却废水(模具冷却、玻璃制品淬火废水)、湿法除尘废水(废气洗涤塔排水)、设备清洗废水及厂区生活污水。
废气来源
核心来源为玻璃熔窑(燃煤、天然气或重油为燃料)燃烧尾气,其次是原料破碎、筛分、投料过程中产生的含尘废气,以及玻璃熔化时原料分解产生的特征废气。
粉尘来源
以无组织排放和有组织排放两种形式存在,无组织排放源于原料堆场、转运点的扬尘;有组织排放来自原料破碎、研磨、筛分、输送及窑炉投料口的粉尘逸散。
(二) 污染物特点
废水特点
水质波动幅度大,悬浮物(SS)含量高(主要为未溶解的石英砂、粉煤灰等颗粒),部分特种玻璃生产废水含重金属离子(如铅、镉、铬)、油类物质(模具润滑废水)及氟化物(含氟原料溶解);废水排放具有间歇性,冷却废水水量大但污染物浓度低,湿法除尘废水污染物浓度高但水量小。
废气特点
成分复杂,包含颗粒物(粉尘)、气态污染物(二氧化硫、氮氧化物、氟化物、挥发性有机物)三大类;废气温度高(熔窑尾气温度可达 300 - 600℃)、湿度大,部分废气含黏性物质,易造成治理设备堵塞;污染物排放浓度高,尤其是传统燃煤熔窑,二氧化硫和氮氧化物排放远超行业标准。
粉尘特点
粉尘粒径细,多为 PM10 及 PM2.5 级细颗粒物,捕集难度大;原料粉尘具有一定黏性(如纯碱粉尘吸潮后易结块),易附着在设备内壁;粉尘成分与原料相关,含石英砂、纯碱、芒硝等物质,部分粉尘具有腐蚀性。
(三) 污染物危害
废水危害
未经处理的废水直接排放会造成水体悬浮物超标,堵塞河道;重金属离子会在水体和土壤中富集,污染地下水和农田,通过食物链危害人体健康;氟化物会抑制水生生物生长,破坏生态平衡。
废气危害
二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要成因,会腐蚀建筑物、破坏植被;氟化物具有强毒性,会导致农作物减产、牲畜中毒;细颗粒物可深入人体呼吸道和肺部,引发哮喘、肺癌等疾病;挥发性有机物会加剧臭氧污染,影响大气质量。
粉尘危害
无组织粉尘会污染厂区及周边环境,影响居民生活;长期吸入玻璃粉尘易引发尘肺病,危害一线员工健康;粉尘附着在生产设备表面,会加速设备磨损,降低设备使用寿命,增加企业维护成本。
二、 玻璃厂废水、废气、粉尘治理难点
(一) 废水治理难点
水质成分复杂,悬浮物与重金属、氟化物共存,单一处理工艺难以实现多污染物同步去除。
冷却废水水量大,若直接排放造成水资源浪费,但若回用则需解决水质硬度高易结垢的问题。
湿法除尘废水含高浓度悬浮物和黏性物质,易造成沉淀池堵塞、滤膜污染,增加处理系统运维难度。
(二) 废气治理难点
废气温度高、湿度大,对治理设备的耐高温、耐腐蚀性能要求高,常规吸附材料易失效。
多种气态污染物与颗粒物协同存在,需设计 “除尘 + 脱硫 + 脱硝 + 脱氟” 的组合工艺,系统集成难度大。
部分玻璃厂熔窑为老旧设备,无预留废气治理空间,新增治理设备面临场地限制难题。
(三) 粉尘治理难点
细颗粒物占比高,常规旋风除尘设备对 PM2.5 捕集效率低,难以满足超低排放要求。
黏性粉尘易黏附在布袋除尘器滤袋表面,导致滤袋糊袋、阻力上升,需频繁清灰,影响设备运行稳定性。
原料转运、投料等环节无组织粉尘排放点多面广,单点治理效果有限,需统筹全流程密闭管控。
三、 玻璃厂废水、废气、粉尘针对性解决方案
(一) 废水处理解决方案
采用“预处理 - 主处理 - 深度处理 - 回用”组合工艺,实现废水达标排放与资源化利用:
预处理:通过格栅去除大颗粒杂质,调节池均衡水质水量,沉淀池初步去除悬浮物;针对含油废水,增设隔油池分离油类物质。
主处理:采用 “混凝沉淀 + 螯合沉淀” 工艺,投加聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等絮凝剂去除悬浮物,投加重金属螯合剂固化重金属离子;针对含氟废水,投加石灰乳生成氟化钙沉淀,实现氟化物去除。
深度处理:采用 MBR 膜生物反应器或超滤 + 反渗透工艺,进一步去除水中的有机物和盐分,确保出水水质满足回用标准。
回用系统:深度处理后的清水回用于原料清洗、冷却循环水补水,实现水资源循环利用,降低企业用水成本。
(二) 废气处理解决方案
采用“余热回收 - 除尘 - 脱硫脱硝脱氟 - 排放”协同治理工艺,兼顾污染物去除与能源回收:
余热回收:利用余热锅炉回收熔窑尾气热量,产生蒸汽用于厂区供暖或生产,降低能源消耗。
除尘:优先采用脉冲布袋除尘器或静电除尘器,针对高温黏性废气,选用耐高温、抗腐蚀的氟美斯滤袋,提高粉尘捕集效率。
脱硫脱硝脱氟:采用 “干法脱硫 + SCR 脱硝” 组合工艺,干法脱硫通过喷射氢氧化钙粉末吸附二氧化硫,SCR 脱硝在催化剂作用下将氮氧化物还原为氮气和水;针对氟化物,增设碱液喷淋塔,通过酸碱中和反应去除氟离子。
排放监测:在排气筒安装在线监测系统,实时监控颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度,确保达标排放。
(三) 粉尘治理解决方案
遵循“源头管控 - 过程收集 - 末端治理”原则,实现无组织与有组织粉尘协同治理:
源头管控:对原料堆场、破碎、筛分设备进行全密闭改造,采用密闭式皮带输送机、料仓加盖等措施,减少粉尘逸散;在原料投料口设置喷雾抑尘装置,通过水雾湿润粉尘,降低扬尘。
过程收集:在各产尘点设置集气罩,通过负压将粉尘收集至治理系统,避免无组织排放。
末端治理:采用 “旋风除尘 + 脉冲布袋除尘” 组合工艺,旋风除尘器预处理大颗粒粉尘,降低后续设备负荷;脉冲布袋除尘器选用抗黏性滤袋,通过脉冲喷吹清灰,确保对细颗粒物的高效捕集;针对黏性粉尘,可增设预喷涂装置,在滤袋表面形成保护膜,防止糊袋。
四、 玻璃厂三废治理经典案例解析
案例一: 某大型浮法玻璃厂三废综合治理项目
企业概况与污染现状
该企业为国内大型浮法玻璃生产商,日产 500 吨浮法玻璃,配套 2 台 600t/d 燃煤熔窑。治理前存在三大问题:一是原料清洗和冷却废水直接排放,悬浮物超标 3 倍,水资源浪费严重;二是熔窑废气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度远超《玻璃工业大气污染物排放标准》;三是原料破碎、投料环节粉尘无组织排放严重,厂区粉尘浓度超标,员工健康受到威胁。
处理工艺与设备选型
废水处理:采用 “格栅 + 调节池 + 混凝沉淀 + MBR 膜 + 反渗透” 工艺,核心设备选用 PVDF 材质 MBR 膜组件、抗污染反渗透膜,配套自动加药系统。
废气处理:采用 “余热锅炉 + 干法脱硫 + 脉冲布袋除尘 + SCR 脱硝” 工艺,余热锅炉回收尾气热量产生蒸汽,干法脱硫系统喷射氢氧化钙粉末,布袋除尘器选用氟美斯耐高温滤袋,SCR 脱硝系统采用蜂窝式催化剂。
粉尘处理:对原料破碎、筛分设备全密闭改造,产尘点设置集气罩,配套 “旋风除尘 + 脉冲布袋除尘” 系统,投料口增设高压喷雾抑尘装置。
设备优点
MBR 膜组件抗污染能力强,对悬浮物去除率达 99% 以上,出水水质稳定;反渗透系统回用率达 80%,大幅降低新鲜水用量。
氟美斯滤袋可耐受 260℃高温,抗腐蚀、抗黏性强,布袋除尘器除尘效率达 99.9%;SCR 脱硝系统脱硝效率稳定在 85% 以上,且运行成本低。
密闭改造 + 喷雾抑尘从源头减少粉尘逸散,组合除尘工艺对细颗粒物捕集效率高,设备运行阻力低,运维成本低。
处理效果与企业效益
处理效果:废水经处理后,悬浮物、重金属、氟化物等指标均达到《污水综合排放标准》一级标准,回用率达 80%;废气颗粒物排放浓度降至 10mg/m³ 以下,二氧化硫降至 30mg/m³ 以下,氮氧化物降至 100mg/m³ 以下,满足超低排放要求;厂区粉尘浓度降至 0.5mg/m³ 以下,达到《工作场所有害因素职业接触限值》标准。
企业效益:一是环境效益,彻底解决了废水、废气、粉尘污染问题,避免了环保处罚风险,改善了厂区及周边生态环境;二是经济效益,废水回用每年节约新鲜水费用 200 余万元,余热回收每年产生蒸汽收益 300 余万元;三是社会效益,提升了企业环保形象,保障了员工身体健康,获得当地政府 “环保先进企业” 称号。
案例二: 某中小型特种玻璃厂废水回用与废气超低排放项目
企业概况与污染现状
该企业专注于药用玻璃生产,日产 100 吨药用玻璃管,配套 1 台 120t/d 天然气熔窑。治理前存在的问题:一是药用玻璃生产废水含铅、镉等重金属离子,直接排放风险高;二是熔窑废气含氟化物和氮氧化物,排放浓度接近国标限值,无进一步减排空间;三是原料转运环节无组织粉尘污染严重,影响产品质量(粉尘易附着在玻璃管表面,导致产品瑕疵)。
处理工艺与设备选型
废水处理:采用 “格栅 + 调节池 + 螯合沉淀 + 超滤 + 反渗透” 工艺,核心设备选用重金属螯合剂、中空纤维超滤膜、低压反渗透膜,配套重金属在线监测系统。
废气处理:采用 “碱液喷淋脱氟 + 低温 SCR 脱硝 + 滤筒除尘” 工艺,碱液喷淋塔选用聚丙烯材质,低温 SCR 脱硝系统采用低温催化剂,滤筒除尘器选用防静电滤筒。
粉尘处理:对原料转运皮带全密闭改造,料仓顶部设置呼吸阀除尘器,玻璃管成型车间设置移动式滤筒除尘器。
设备优点
重金属螯合剂针对性强,可与铅、镉离子生成稳定螯合物,去除率达 99.5% 以上;超滤 + 反渗透系统运行压力低,能耗仅为传统反渗透的 60%。
低温 SCR 脱硝催化剂可在 180 - 300℃条件下运行,无需额外加热废气,降低运行成本;碱液喷淋塔结构紧凑,占地面积小,适合中小型企业。
移动式滤筒除尘器灵活便捷,可根据产尘点位置移动,滤筒除尘效率达 99.8%,且清灰周期长,运维方便。
处理效果与企业效益
处理效果:废水重金属浓度降至 0.05mg/L 以下,达到《制药工业水污染物排放标准》,回用率达 70%;废气氟化物去除率达 95% 以上,氮氧化物排放浓度降至 50mg/m³ 以下,颗粒物降至 5mg/m³ 以下,实现超低排放;车间粉尘浓度降至 0.3mg/m³ 以下,产品瑕疵率降低 15%。
企业效益:一是产品质量提升,粉尘污染减少使玻璃管表面光洁度提高,产品合格率提升,市场竞争力增强;二是成本降低,废水回用每年节约水费 50 余万元,低温 SCR 脱硝系统每年节约能耗费用 30 余万元;三是政策红利,因实现超低排放,企业获得当地政府环保补贴 100 万元,且享受税收减免优惠。
案例三: 某光伏玻璃厂粉尘专项治理项目
企业概况与污染现状
该企业为光伏玻璃生产商,主要生产光伏组件盖板玻璃,日产 300 吨光伏玻璃。治理前的核心问题是原料破碎、研磨及投料环节粉尘污染严重,尤其是超细石英砂粉尘(粒径多为 PM2.5),常规除尘设备捕集效率低,导致排气筒粉尘排放浓度超标,且粉尘附着在光伏玻璃表面,影响透光率,产品降级率达 8%。
处理工艺与设备选型
采用“源头密闭 + 负压收集 + 多级除尘”专项治理工艺:一是对原料破碎、研磨设备进行全密闭改造,设置负压集气罩,确保粉尘不外逸;二是在集气系统后配套 “旋风除尘器 + 脉冲布袋除尘器 + 湿式静电除尘器” 多级除尘系统,旋风除尘器预处理大颗粒粉尘,布袋除尘器去除细颗粒物,湿式静电除尘器捕集亚微米级粉尘;三是选用 PTFE 覆膜滤袋,提高对超细粉尘的捕集效率,配套离线清灰系统,避免二次扬尘。
设备优点
PTFE 覆膜滤袋表面光滑,不黏附粉尘,对 PM2.5 捕集效率达 99.95% 以上,且清灰周期长,滤袋使用寿命可达 3 年,远超传统滤袋。
湿式静电除尘器可捕集亚微米级粉尘,进一步降低粉尘排放浓度,且设备阻力低,运行能耗小。
离线清灰系统可实现单室清灰,不影响整体系统运行,确保设备连续稳定工作。
处理效果与企业效益
处理效果:排气筒粉尘排放浓度降至 3mg/m³ 以下,达到光伏玻璃行业超低排放要求;车间粉尘浓度降至 0.2mg/m³ 以下,粉尘对产品的污染大幅减少。
企业效益:一是产品质量提升,光伏玻璃透光率提高 2%,产品降级率从 8% 降至 1%,每年减少产品损失 500 余万元;二是设备寿命延长,粉尘对生产设备的磨损减少,设备维护周期从每月 1 次延长至每季度 1 次,每年节约维护费用 80 余万元;三是品牌提升,因产品质量稳定,企业与多家光伏龙头企业签订长期供货合同,年销售额增加 2000 余万元。
五、 总结
玻璃厂三废治理需结合自身生产工艺、污染物特征及场地条件,制定 “因地制宜、协同治理” 的方案,既要注重末端治理,更要强化源头管控与资源回用。从上述案例可以看出,高效的三废治理不仅能帮助企业满足环保标准,规避处罚风险,更能通过资源回用、产品质量提升实现降本增效,为企业可持续发展奠定基础。
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