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1、格瑞化工 造福企业承德建龙废水处理初步设计第一章 总 论1、概述我国钢铁产能严重过剩，钢铁生产规模受到国家产业发展政策限制，钢铁工业必须尽快实现产品升级、结构调整，走科技创新的道路，朝着科技含量高、产品附加值高的方向发展。因此，承德建龙公司充分发挥钒钛资源优势，加快科技进步，实现产业结构调整升级，打造资源节约、环境友好、产品附加值高的新型钒钛钢铁联合企业。国家将“钒、钛与稀土的深加工技术”列为“十五”期间资源综合利用重点研究内容，把“钒钛产品深加工技术”列为“十五”期间冶金行业前沿技术，列入国务院颁布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录之中。同时，国家根据钒工业生产工艺及治理技术特点，
2、规定了钒工业企业特征生产工艺和装置的水和大气污染物排放限值、监测和监控要求，适用于钒工业企业水污染和大气污染防治和管理。由国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2009年8月4日联合发布钒工业污染物排放标准（征求意见稿），于2009年9月20日已完成征求意见，自2011年1月1日起执行。其有关核心内容摘录如下：表2 新建企水污染排放浓度限值 单位：mg/L（PH除外）序号污染物项目限值污染物排放监控位置1PH69企业废水总排放口2悬浮物503化学需氧量（CODcr）804硫化物1.05氨氮256总氮307总磷1.08氯化物（以Cl-计）3009石油类510总镉0.1车间或生产设施废水排放口
3、11总铬1.512六价铬0.513钒1.014总砷0.215总汞0.03单位产品基准排水量，m3/t（V2O5）10排水量计量位置与污染物排放监控位置一致4.1.6 水污染物排放浓度限值适用于单位产品实际排水量不高于单位产品基准排水量的情况。若单位产品实际排水量超过单位产品基准排水量，需按公式（1）将实测水污染物浓度换算为水污染物基准排放水量排放浓度，并以水污染物基准排水量排放浓度作为判定排放是否达标的依据。产品产量和排水量统计周期为一个工作日。4.2 大气污染物排放控制要求4.2.3 自2010年7月1日起，新建企业执行表5规定的大气污染物排放浓度限值。表5 新建企业大气污染物排放浓度限值
4、单位：mg/Nm3序号生产过程工艺或工序污染物项目及排放限值污染物排放监控位置二氧化硫颗粒物氯化物硫酸雾氯气1原料预处理破碎、筛分、混配料、球磨、制球、原料输送等装置及料仓80车间或生产设施排气筒2焙烧焙烧炉/窑7008080503沉淀沉淀池/罐404熔化（制取V2O5）熔化炉700505干燥（制取V2O3）干燥炉/窑700506还原（制取V2O3）还原炉/窑700507熟料输送及储运熟料仓、卸料点等508其他80注：浸出过程产生的含碱蒸汽必须经过吸收净化，吸收液循环利用后进入废水处理系统中。4.2.5 特征生产工艺和装置应设立局部或整体气体收集系统和集中净化处理装置，防止和减少污染物无组织排
5、放，净化后的气体由不低于30m高排气筒排放。4.2.7 炉窑基准过量空气系数为1.6，实测炉窑的大气污染物排放浓度，应换算为基准过量空气系数排放浓度。生产设施应采取合理的通风措施，不得故意稀释排放。5.1.2 新建设施应按照污染物自动监控管理办法的规定，安装污染物排放自动监控设备，并与环保部门的监控中心联网，并保证设备正常运行。各地现有企业安装污染物排放自动监控设备的要求由省级环境保护行政主管部门规定。6 标准实施与监督6.1 本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门负责监督实施。6.2 在任何情况下，企业应遵守本标准的污染物排放控制要求，采取必要措施保证污染物防治设施正常运行。各级环保部
6、门在对企业进行监督性检查时，可以现场即时采样或监测的结果，作为判定排污行为是否符合排放标准以及实施相关环境保护管理措施的依据。在发现设施耗水或排水量、排气量有异常变化的情况下，应核定企业的实际产品产量、排水量和排气量，按本标准的规定，换算水污染物基准排水量排放浓度和大气污染物基准气量排放浓度。以钒渣为原料制备五氧化二钒（V2O5）的主要生产工艺是：钒渣钠盐焙烧水浸酸性铵盐沉钒，其生产工艺及装备技术成熟，项目经济效益长期看好。环保治理的主要问题是沉钒废水的处理、熔化炉烟气和焙烧烟气治理。根据钒行业部分企业实际调查，每产一吨V2O5将产生2053m3外排沉钒废水。废水和烟气中除含钒铬等有毒重金属离
7、子外，还含大量氨氮、钠离子，硫酸根离子和有毒有害气体，既是危害极大的污染源又是具有一定价值的二次资源，按照清洁生产，循环利用的原则，寻求符合钒厂实际的钒、铬、氨、钠、水资源完全合理利用，实现零排放，形成切实可行的循环经济清洁生产工艺，是钒厂项目顺利实施和生存的前提条件。本工程实现烟气治理与废水治理有机结合，将节能减排和环保治理有机结合，将环保治理和副产物（二次资源）综合利用有机结合。工程设计保证：各项环保指标大大优于国家环保标准，系统运行经济合理，实现清洁生产和循环经济的目标。由钒渣氧化钠化焙烧生产V2O5工艺决定了沉钒废水组分种类繁多，不仅钒铬含量高，而且属于高浓度氨氮废水，高浓度硫酸盐废水
8、，高硬度废水，高含量活性硅酸根废水，在处理过程中各种组分相互制约相互影响，处理技术难度大，工艺流程长，能耗药剂消耗大，处理成本和运行费用高。钒渣氧化钠化焙烧的回转窑和五氧化二钒熔化炉产生大量炉窑烟气，含有剧毒的钒尘、钒蒸汽、Cl2、HCl和SO2、SO3、NOx、粉尘等有害物质，仅仅单纯的除尘达标处理，不能达到钒工业污染排放标准。几十年来国内各钒厂沿用废水和烟气分开治理的模式，按分别处理达标排放为目的，钒厂环保治理缺乏系统整体规划设计，工艺技术落后，环保治理效果差，投资大，占地多，能耗高，运行费用高，回收的副产物形成新的污染源。根据国内钒厂的实践和探索，根据对沉钒废水和烟气进行整体的、全面的、
9、系统的分析，在系统优化整合相关行业工业技术和环保治理专业技术的基础上，我们把沉钒废水和烟气作为多种资源共存富集的二次资源，采用相关行业资源开发利用的先进技术，融合国内外沉钒废水和烟气治理的环保治理工艺之精华，参照威钢、攀钢等V2O5厂废水工程和运行状况，根据承德建龙产业构成和钒渣特性，实施环保治理达标、钒铬分开提取，氨氮吹脱回收，治理达标废水送高炉水冲渣或烧结烟气脱硫工艺补充水，实现零排放资源综合利用的新模式，进行系统设计，按工程单元实施。在实现废水、烟气全面治理达标的前提下，直接回收利用烟气中的余热进行废水处理，全面实施节能减排。通过烟气直接吹脱废水中的氨氮，仅烟气直接进行废水吹氨余热回收3
10、325Kw，年合计回收烟气余热折成标煤2864吨，按目前标煤价格1200元/吨，年经济效益343.6万元。每节约一吨标煤可减少CO2排放440Kg，SO2排放20Kg，烟尘排放15Kg，灰渣排放260Kg，烟气直接吹氨余热利用每年可减少CO2排放1260.1吨，SO2排放57.28吨，烟尘排放42.96吨，灰渣排放744.64吨。类比钢铁工业高炉煤气“TRT”余压发电，装机6000Kw项目投资4000万元左右，该项目节能减排的实用性和经济性更好，为适应新兴的低碳经济和进行碳排放交易奠定基础。承德建龙五氧化二钒的生产工艺和设备设计采用了国内外先进和成熟的工艺和装备，项目设计钒的总收率80%，属于
11、国内先进水平，要再提高钒的总收率难度很大。在确保废水处理的钒铬指标稳定优于国家一级排放标准的水平的前提下，通过分别分离回收氧化钒生产废水和烟气中的钒铬离子高新技术，同时将V2O5生产工艺中的除磷渣（V2O5含量1523%、P含量1.03.0%，不宜返回V2O5生产工艺直接使用）纳入废水和烟气中回收的钒资源一并采用湿法提钒工艺，得到工艺合理、收率很高的回收利用，由此提高承德建龙五氧化二钒项目钒的总回收率约3%（扣除尾渣含钒后计算）。铬资源做为碱式硫酸铬最好的原料进行高附加值利用。通过对废水和烟气全面治理回收的副产物进行综合利用，不仅抵消了废水和烟气治理的全部直接运行费用（不包括设备维护费、车间管
12、理费、固定资产折旧费、投资财务成本），每年为企业创造利税36.86万元，新增就业岗位：操作工36个，辅助工9个。真正实现了环保效益、经济效益和社会效益的和谐统一。由于大多数钒钛磁铁矿资源中钒铬共生，在选矿时钒铬约80-90%进入钒钛磁铁矿精矿中,在冶炼提取钒渣时铬与钒同相富集在钒渣中，含铬量高的钒渣，Cr2O3含量515%，本质上是钒铬富集的二次工艺矿物原料。从铬铁矿中提取铬盐的工艺设备与五氧化二钒工艺及设备相似，可互换使用（提钒回转窑氧化钠化焙烧温度约850，提铬约10501150，提取率90%）。在目前的提钒工艺中，钒渣中少量的铬被转化浸出在废水中，提钒废水中铬的含量数倍于钒的含量，如何在
13、提钒生产工艺中同时提取分离钒渣原料中的铬，使提钒尾渣不形成像国家重点治理的铬盐尾渣那样的危险废弃物和重大污染源，这既是钒工业污染物治理的重大课题，又是目前五氧化二钒生产工艺发展的重要方向，具有良好的市场前景和清洁生产循环经济的示范效应。我国铬矿资源缺乏，开采量很少，不足国内需求量的10%，主要靠进口来维持，从2002年以来，我国就一直是世界上最大的铬矿石进口国。与此同时，每年我国提钒钒渣中的铬资源可以满足我国铬盐大宗产品碱式硫酸铬（年产量和消费量超过30万吨，含量Cr2O3 25%）生产所需的铬资源量约一半，但是在目前的提钒工艺和环保治理工艺中被废弃，造成严重的资源浪费和环境危害。近年铬矿出口
14、国均在发展本国的铬产品，对铬矿的出口进行限制，使铬矿的价格一涨再涨，严重威胁到我国铬盐行业的生存和发展；同时我国铬盐生产行业规模小，技术落后，污染治理欠账多，特别是铬盐尾渣成为当地环境灾害隐患，成为是国家和社会高度重视的行业重大污染源。相比之下，从废水中单独分离回收铬资源，打通了从钒渣中同时提取钒、铬的工艺路线，开创了我国钒钛磁铁共生矿资源中铬资源开发利用的先河。与以铬铁矿为原料生产铬盐的传统工艺和行业相比，该工艺具有巨大的资源、环保、成本优势，必将成为我国未来铬盐生产的重要组成部分。据已收到的承德建龙钒渣分析数据，镓的含量为0.0120.013%，为工业利用品位标准0.005%（50g/吨）
15、的两倍以上，提钒过程中，镓主要富集在提钒尾渣中，品位得到进一步提升；V2O5工艺除磷渣和废水中镓的含量与赋存情况需进一步研究。第二章 主要设计内容及技术经济指标1、设计依据、原则及范围1.1、设计依据1.1.1本项目初步设计全部资料1.1.2 该项目的环评、安评、节能评价等资料1.1.3关键设备厂家签订的技术附件及提供资料1.1.4 钒工业污染物排放标准（征求意见稿）1.1.5该项目所在地的气象和地质资料1.2 设计原则1.2.1 采用我方开发的具有自主知识产权的沉钒废水和炉窑烟气综合治理利用系统工艺，设计年产4000吨V2O5项目生产线沉钒废水和炉窑烟气治理利用系统。1.2.2工程设计严格执行国家环保标准，废水和烟气治理达到国家各项指标，并通过环保局检查验收。1.2.3在满足环保治理达标要求的前提下，主要副产
