钙业公司废水回收利用项目实施方案

钙业废水回收利用项目实施方案石家庄市钙业有限公司二O一一年三月石家庄市钙业有限公司废水回收利用实施方案为切实做好公司节约用水工作，提高水资源利用效率，实现废水的回收利用，根据石家庄市人民政府办公室印发石家庄市关于开展节水型社会建设活动实施方案的通知石政办发200659号要求，结合我司实际，特制定废水回收利用项目实施方案。一、项目概述11、项目名称废水回收利用项目12、项目建设单位石家庄市钙业有限公司13、项目法人代表高彦中14、项目建设地点井陉县威州镇高家峪村西200米处（公司厂区内）15、项目建设的指导思想深入贯彻落实科学发展观，按照建设资源节约型、环境友好型社会的要求，以提高水资源利用效率和效益为核心，以建立健全节水型企业管理制度、形成节水减排机制为根本，从实际出发，采取先进的节水模式和技术改造，形成建设节约型企业的长效机制，降低企业运行成本，促进企业健康、协调、可持续发展。16项目背景石家庄市钙业有限公司始建于1999年，经过十多年来的发展，生产能力不断扩大，2007年至2009年先后进行了3项技术改造，年生产能力达到10万吨（碳酸钙6万吨，高纯氧化钙4万吨）。循环水系统也进行了多次的技术改造，由于资金等诸多方面的原因，现有的循环水系统仍存在着补充水量大，循环利用效率低等问题，对企业的生产运行和生产成本产生了不利的影响。尤其是井陉县作为二级水源保护地，如果对废水不加以治理，将会对该当地的生态安全造成危害，而且还将直接危及省会的饮水安全；同时与国家所倡导的经济产业发展必须走“资源节约型，环境友好型”战略思路相背离，要使该产业的健康、持续发展，必须进行废水循环回收利用。随着企业节能降耗的日渐深入和国家对环保要求的日益严格，随着合理使用资源，实现资源的有效循环再利用日趋深入，公司对废水循环利用进行技术改造，实现废水的回收利用，既减少了排污量又减少了一次水的使用量，从而降低了水资源的消耗和生产成本，同时也关系着井陉县打造“中国钙都”，建设节水型社会的全局。因此，搞好废水综合治理成为公司目前迫切需要解决的主要问题。根据国家发改委2005年12月2日发布的产业结构调整指导目录（2005年本）今后国家鼓励项目第一类第九项第5条“用清洁生产技术建设和改造无机化工生产装置”和第二十六项“环境保护与资源节约综合利用”之第18条“三废综合利用及治理工程”和第21条“重复用水技术开发及设备制造与使用”。公司及时提出该综合治理项目是完全符合国家产业政策和发展方向的，并将通过该项目的实施取得更好的社会效益。17项目建设的意义和必要性171该项目废水的资源化综合利用，将从根本上解决污染环境和资源浪费的难题。根据市县关于创建节能节水型企业的要求，为了加大节能节水技术改造，充分依靠科技进步，推动节能节水工作，实现水资源的循环再利用，通过本项目所采用的工艺路线可知，项目实施后，项目对接生产线大大提高了碳酸钙的产量，同时该项目废水处理采用的闭路循环利用技术，在实现碳酸钙生产过程污染物零排放的同时，收取废水中的碳酸钙产品，将废水循环利用于生产过程，从而根本上解决了碳酸钙生产过程环境污染和资源浪费的难题。172该项目的实施将大幅度降低碳酸钙企业对地下水资源的消耗，提高缺水地区水资源的利用率。井陉县地处太行山脉，属海河流域子牙河系，滹沱河支流冶河，为水资源严重匮乏的地区，同时是二级水源保护地区。从水资源开发利用的现状来看，地表水可利用量也在逐年减少，境内5条河流4条干枯，唯一有水的绵河也因山西搞东水西调工程而水量骤减，常年流量45个流量左右，地下水位也逐年下降。全县水资源供需矛盾日益尖锐，水的供需矛盾将会更加突出，水资源危机日趋严重。全县的经济发展只有依赖地下水，水资源的匮乏制约工、农业发展，同时也影响人民的生产、生活。而目前全县境内所有的碳酸钙生产企业均采用地下水，造成水资源匮乏局面日趋严重，而排放的废水几乎全部由地表吸收，直接污染地下水，形成恶性循环。本项目计划对公司现有的5个回水循环系统进行技术改造，使吨产品用水量由原来的121吨降低到11吨，年可节水66万吨，水的重复利用率达到95，比改造前提高81，同时收取废水中的碳酸钙产品，年可减少COD排放110吨，使企业生产在污水零排放的情况下安全、经济的健康运行。该项目不仅降低了企业生产成本和地下水资源的消耗，而且对改善本区域的生态环境，保护二级水源地的水质具有良好的促进作用。二、项目建设的主要内容21节水改造工艺碳酸钙生产需水量分为5部分，一是窑气净化用水，二是原材料洗选用水，三是石灰消化用水，四是锅炉烟道气脱硫用水，五是干燥排潮吸收粉尘用水。产生废水的环节为窑气净化、原材料洗选、固液分离、烟道气脱硫和干燥排潮等5个环节。211窑气净化用水改造工艺窑气净化用水治理工艺流程图PP填料塔PP泡沫塔PP气水分离器过滤池过滤池过滤池碳化碱性物质在碳酸钙生产中，石灰石煅烧分解出的CO2气体伴随窑气一起排出。由于窑气中含有硫的氧化物、煤尘和焦油，加之窑气温度较高，对碳酸钙生产十分不利。因此我们首先将过去的鼓泡净化改造为PP多级净化工艺，并建设循环重复利用三级沉淀，在沉淀过程中加入适量碱性物质（NAOH或CAOH）进行脱硫，进而达到废水循环利用的目的，使窑气净化耗水量由原来每吨产品035T降为0007T。212石灰消化、固液分离、干燥排潮改造工艺石灰消化、固液分离、干燥排潮改造工艺流程图机械化灰机固液分离沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池过滤机碳化干燥吸收塔灰水CO2气体粉尘水干燥废水（1）石灰消化用水改变了传统的消化池人工操作方式，采用机械变频化灰，严格按工艺用水规范配比，既减轻了劳动强度又提高了灰乳质量，灰水比例由原来的1108调减为15，由于采用废水回收利用，吨钙消化用水比原来节水97吨。（2）固液分离是废水产生最大的环节之一，我公司于2008年新上节能环保设备陶瓷过滤机进行离心废水的再次分离，以截获离心滤液中蕴含的成品钙，仅此一项改造年可增收碳酸钙600余吨，增收30万元。在原来沉淀池的基础上，新建沉淀池450M3，使废水有充足沉淀时间，经过五级沉淀，使滤液澄清度符合化灰工艺要求，提高化灰速度，废水回收利用率由原来的30提高到95以上。（3）在碳酸钙干燥过程中，排潮系统因携带粉尘影响环境，需要用湿式吸收塔进行处理，对此我们把吸附粉尘的废水输送到过滤机，随同离心后的滤液进行沉淀处理，既截获了成品碳酸钙，又节约了水资源，使干燥排潮治理用水量由原来每吨产品032T降为0003T。213原材料洗选、烟气脱硫用水改造工艺原材料洗选用水改造工艺流程图机械洗选机原料仓煅烧废水沉淀池废水沉淀池石料烟气脱硫用水改造工艺流程图烟道气脱离除尘器沉淀池沉淀池沉淀池碱物质原材料洗选、烟气脱硫用水工艺均采取了二级、三级沉淀循环利用，使废水达到了零排放目标。22项目建设技术方案从以上工艺流程图可以看出，一是窑气净化用水经过PP填料塔、PP泡沫塔使气体和水的充分接触起到了很好的除尘作用。因产生的废水中含有硫酸盐等腐蚀性物质，而该设备采用高温树脂制造，有较强的耐腐蚀性能，同时在初沉池中加入碱性物质，使其与窑气中的酸性物质反应，形成的无机盐得以分离沉淀，上清液自动流入调节池，通过循环泵将水循环利用；二是碳化后经过固液分离产生的滤液和干燥排潮采用湿式高效吸收塔产生的废水，通过管道进入陶瓷过滤机，再次过滤后，滤水经过多级沉淀（自动重力沉降），达到石灰消化用水的工艺要求（滤液浓度要求2BE0），之后通过循环泵送入化灰车间用于消化石灰。沉淀池采用钢筋砼结构，不仅可减少滤液温度的损失，而且减少了一次水的补充。；三是原材料洗选用水，沉淀池采用钢筋砼结构，池与池相连，污水采用自动重力沉降，上清液自流入调节池，有效停留时间2小时；四是烟道气脱硫产生的废水，在初级沉淀池中加入碱性物质，使废水的PH值达到10以上，促进脱硫效果，废水经过三级沉淀，保证废水的浊度满足循环用水的要求。23建设规模项目建设规模为建成年对应处理6万吨碳酸钙生产所产生的废水闭路循环系统。建设内容包括新建窑气净化回水循环系统2套，GACO3乳液分离、脱水循环水系统（50M3稠厚塔6个，沉淀池800M3及泵、管线、搅拌等辅助设施），干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统1套，原材料洗涤、沉淀循环水系统1套和锅炉除尘、脱硫循环水系统1套。24预期达到的目标项目建成后不仅可实现碳酸钙生产废水的全部回收利用，而且还可回收沉淀后的碳酸钙产品，实现生产废水零排放，年减排废水66万吨，减排COD110吨。同时可以降低生产运行成本，促进资源的重复利用，具有良好的社会效益和环境效益。25主要工程设备及工程量本项目工艺主要设备均选自唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司。251窑气净化系统改造设备一览表序号设备名称规格与型号单位数量备注1PP填料塔150CM个42PP泡沫塔120CM个43PP气水分离器100CM个44PP沉淀池20M3个35PP循环泵套2252固液分离改造设备一览表序号设备名称规格与型号单位数量备注1陶瓷过滤机套22稠厚罐50M3个6钢制3搅拌机XL05294台套124离心泵1S10080160台85笼式石灰消化机台16电控和测量装置套1253主要建“构”筑物一览表序号建（构）筑物名称建筑面积数量结构型式备注1沉淀池100M35钢筋砼2沉淀池50M34钢筋砼3沉淀池25M34钢筋砼4消化车间420M2钢构三、项目依据、技术优势和可行性31编制依据1、建设单位提供的基础资料及设计要求；2、建筑物采暖设计规范（GBJ1487）3、建筑结构荷载规范（GBJ987）4、混凝土结构设计规范（GBJ1089）5、建筑抗震设计规范（GBJ1189）6、建筑结构设计统一标准（GBJ6884）7、工业企业设计卫生标准（TJ3679）8、室外给水设计规范（GBJ1386）97年版9、室外排水设计规范（GBJ1386）97年版10、厂矿道路设计规范（GBJ2287）11、建筑设计防火规范（GBJ1687）2001年版12、工业企业总平面设计规范（GB5018793）13、国家其他有关行政设计规范及标准。32、编制原则1、结合我国国情，按企业要求，采用先进的工艺技术和新型设备结构，以节约投资，提高企业经济效益；2、设计上充分利用现有场地的基础条件进行技术方案的优化设计，力求紧凑，布局合理，减少占地和投资费用。3、设计中积极采用国内外先进成熟可靠的技术，努力做到科学合理，确保生产设备、工艺水平处于国内领先地位；4、在设计上努力强化节能设计，实现经济效益的最大化；设计上尽量减少废水处理上对环境造成的影响，在工艺先进、布置合理的前提下，尽力减少工程投资，以最小投资获取最大的经济效益。5、劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格按照国家和地方的有关规定6、根据处理后的水质要求，选用适合本企业特点，为技术先进、高效节能、管理简单、运行灵活，实践证明稳妥可靠的处理工艺，确保废水利用效果。设备尽可能选用效率高、先进、节能、可靠、运行管理及维修简便的设备，以确保废水循环利用的可靠运行。33项目技术优势和可行性331成果来源目前，河北科技大学和唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司研究设计的碳酸钙生产废水回收利用技术和设备可以解决碳酸钙生产过程中的废水、废渣排放造成的污染问题，实现了生产过程碳酸钙资源的综合利用，充分提取了碳酸钙滤液中的有效成份，同时实现了生产过程水资源循环利用。本项目引进河北科技大学和唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司研究设计的碳酸钙生产废水回收利用技术及设备，通过项目建设，在引进、消化、吸收的基础上再创新，为公司创建节水型企业，解决生产线废水、废渣综合治理提供技术支持，彻底解决碳酸钙生产所造成的环境污染问题，具有显著的社会效益和良好的经济效益。332同行业成果应用情况根据中国无机盐工业协会2007年120家碳酸钙生产企业统计数据，每生产1吨碳酸钙产品合格企业耗水量为8吨，先进企业耗水量为5吨，最高耗水量为14吨。就井陉县而言，60家碳酸钙企业2007年碳酸钙吨产品平均耗水量为10吨以上。近两年来，三兴、华北等钙业引进河北科大、唐山浩华的废水回收利用技术，吨产品耗水量降到4吨以下，水重复利用率达到95，位于国内同行业先进水平。333技术或工艺特点项目对接生产线为公司年产6万吨轻质碳酸钙生产线，生产用水采用闭路循环工艺，主要针对窑气净化、原材料洗选、固液分离、烟道气脱硫和干燥排潮等5个产生废水的环节，其工艺技术采用河北科大、唐山浩华成熟的工艺技术路线和设备，从根本上解决了碳酸钙生产过程环境污染和资源浪费的难题。一是将原始的鼓泡净化改为PP多级净化工艺，并建设循环用水三级沉淀池，进而达到废水循环利用的目的。二是石灰消化用水改变了原来人工操作的方式，采用机械化灰，严格按工艺用水进行配比即节约了人力又提高了灰乳的质量。通过对两个工艺的比较用机械化灰每吨碳酸钙节约用水97吨，效果尤为显著。三是新上节能环保设备陶瓷过滤机对滤液进行固液分离，通过陶瓷过滤机的处理废水可重新进入消化工艺进行生产，截获离心机滤液中的成品钙，对环境没有任何的负面影响，从源头上彻底解决了碳酸钙生产厂家的环境污染问题。项目建成投产后可实现碳酸钙生产废水的全部回收利用，生产过程中不新增污水排放源，实现废水污水零排放，年可节水66万吨，水的重复利用率达到95，比改造前提高81，同时收取废水中的碳酸钙产品，年可减少COD排放110吨。同时可以降低生产运行成本，促进资源的重复利用，使有限的资源发挥出最大的经济效益。334项目建设的可行性经过市场调查结合目前国内先进碳酸钙生产技术及其成熟程度，本项目拟采用目前国内资深的浩华碳酸钙工艺设计公司和河北科技大学研究的碳酸钙废水回收利用技术，一方面通过该技术中先进的陶瓷过滤机可将碳酸钙滤液中98以上的游离碳酸钙分离出来，整个系统碳酸钙提取率在95以上；同时回收分离出的废水作为石灰消化工艺添加用水，从而真正实现了废水的全部利用和回收。另一方面窑气通过PP填料塔和PP泡沫塔使气体和液体有效的充分接触起到了很好的除尘除硫效果，因产生的硫酸盐具有腐蚀性质且窑气温度比较高，因此该设备采用高温树脂净化系统进行净化，汽水分离器脱出焦油。并建设了三级沉淀池，由原来的一次用水改为循环用水。既提高了加工企业的经济效益，又解决了生产过程废水、废渣排放所造成的环境污染问题。四、项目建设重点及实施进度安排41项目区域项目选址位于公司厂区内，公司有长期使用土地手续，证号为“井土证变字集用（1999）第007号”，不另行征地。厂址北侧为山坡，南侧为泄洪沟，东西两侧为农田和坡地，附近无自然保护区、文物及景观，符合村镇规划要求（村镇规划选址意见书编号30808）。该场地地质构造稳定，没有断层及不良工程地质情况，适宜技改建设。42项目装置现状及问题该生产线目前废水处理现状为废水来源主要有五部分，一为清洗工段清洗原料石灰石产生废水，废水量为吨产品033吨左右，该生产线每天生产碳酸钙200吨以上，清洗水量在每天66M3左右，该部分废水主要成分为石灰石表面的泥沙，直接排放对环境不造成污染；二为窑气净化工段废水，这部分废水主要含有硫的氧化物、煤尘和焦油，其排放量约为每吨碳酸钙035T,这部分废水COD值非常高，是污染来源，目前公司只通过两天循环利用后将废水外排，属有害废水；三是固液分离废水，该环节是产生废水最大的环节，虽然建有沉淀池，因滤液浓度偏高，影响生产和质量，回收利用率仅有30，该滤液成分为碳酸钙，无毒无味，但排放后给当地造成了白色污染；四是干燥排潮吸收塔产生的废水，同固液分离产生的废水一样，未能全部回收利用，造成白色污染；五是锅炉烟气脱硫产生的废水，其排放量为吨产品03吨，废水主要含有硫的氧化物、煤尘和焦油，属有害废水。以上这些均是该项目解决的问题。43项目建设重点碳酸钙生产需水量分为5部分，一是窑气净化用水，二是原材料洗选用水，三是石灰消化用水，四是锅炉烟道气脱硫用水，五是干燥排潮吸收粉尘用水。产生废水的环节为窑气净化、原材料洗选、固液分离、烟道气脱硫和干燥排潮等5个环节。建设重点以上五个环节，新建窑气净化回水循环系统2套，GACO3乳液分离、脱水循环水系统（50M3稠厚塔6个，沉淀池800M3及泵、管线、搅拌等辅助设施），干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统1套，原材料洗涤、沉淀循环水系统1套和锅炉除尘、脱硫循环水系统1套。44项目建设进度安排2010年8月2011年4月完成窑气净化回水循环系统；（责任人高玉兵）2011年3月2011年7月完成GACO3乳液分离、脱水循环水系统（50M3稠厚塔6个，沉淀池800M3及泵、管线、搅拌等辅助设施的建设和安装）；（责任人高保牛）2010年6月2011年3月完成干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统；（责任人高二庭）2011年4月201年6月完成原材料洗涤、沉淀循环水系统；（责任人焦荣文）2011年5月2011年7月完成锅炉除尘、脱硫循环水系统；（责任人高玉兵）2011年7月2011年8月完成项目的实验，资料整理。45投资情况451项目建设总投资序号名称型号数量金额（万元）1PP填料塔150CM4122PP泡沫塔120CM4123PP气水分离器100CM4124PP沉淀池20M3345循环泵1S10080160866沉淀池100M35257沉淀池50M3468沉淀池25M3459稠厚塔50M364810陶瓷过滤机21211电气设备812管道及安装3513铺底流动资金3013合计215452、项目资金筹措本项目投资总额215万元，其中企业自筹资金165万元，申请国家补助资金50万元。五、项目效益分析51评价依据及参数511经济计算期与建设期本项目的经济计算期暂定为20年，其中包括1年建设期。512资金使用规划在建设期内，建设投资全部投入。513固定资产折旧费与大修费本项目形成固定资产原值185万元，予留残值率10，按分类计提折旧的方法计提折旧费，每年提取折旧费83万元，按天计算，折旧费2274元/日。大修费185万元0012222万元/年，即608元/日。514计费标准1电费058元/KWH；2水资源费08元/吨；（3）工资费用由2人负责废水循环利用工作，月工资1000元/人，合计2000元，年工资费用24000元，即6667元/日；52经济评价本项目完成后，可达到日循环处理废水1500吨，比改造前工艺日节水2200吨，年节水659100吨的能力。521成本估算按要素成本估算法进行估算（1）耗电费本项目总装机功率为1025KW，其中备用功率为15KW，项目使用率约15的功率为75KW，累积常用功率为2375KW。每小时耗电为2375KWH，电价按058元/度计，则系统运行每小时耗电费为23750581378元/时；即年电费成本为13782430099216元/年。（2）人工工资费本工程拟增加操作人员2人，工资标准为1000元/月计入成本，则折算成吨费用为0036元/M3水；年工资成本为24万元。（3）固定资产折旧费用为83万元/年折每吨水成本为015元。（4）维修费用为222万元/年；折每吨水成本为004元。（5）年直接运行成本合计99216240008300022200228416元522效益核算本工程投入运行后，年可节约补水为659100吨，按水价为08元/吨计；增收碳酸钙产品600吨，按现行市场价500元/吨计；公司地下水取水装机功率为18KW，取水量为139L/S，即50M3/H。则年节约用水资源费为65910008527万元；年增收入为60050030万元；年节约取水电费6591005018058138万元523利润及税金年税前利润总额增加值965228737万元；年税后利润总额增加值737（125）553万元。53经济效益分析531盈利性分析通过以上数据得知，该项目是可行的。投资利润率553215100257；投资利税率737215100343；资本金利润率553215100257。项目实施后，年增收节支568万元。按投资215万元计算，投资回收期为215万元553万元39年。532盈亏平衡分析以达产年生产能力利用率表示的盈亏平衡（BEP）来进行盈亏平衡分析BEP固定成本/（营业收入可变成本销售税金）100245。以上测算说明，本项目生产负荷达到设计能力的245即可保本，项目盈利能力较强。54、社会效益分析541废水污染治理现有生产装置规模为年产轻质碳酸钙6万吨，日产轻质碳酸钙200吨83吨/小时，其生产工艺用水为闭路循环工艺，碳化后碳酸钙浆液固含量一般在18左右，每小时排放含钙废水46吨（3波美度），日排放量为1104吨。废水经陶瓷过滤机和闭路循环沉淀池处理后回用于机械化灰工序；窑气洗涤塔用水经加碱中和沉淀处理后循环使用，其他环节用水日排放量约260吨，沉淀处理后循环利用。沉淀产生的含煤渣废水用于燃煤加水，可实现废水“零排放”目标。542固废物治理（1）、氢氧化钙废渣02T/H；（3）、锅炉炉渣最大日灰渣量为4T/D项目产生的废渣和炉渣均可出售，用于建筑材料，不外排，不会对周围环境产生不良影响。543废气处理锅炉烟气经除尘脱硫后，经烟囱达标排放。544生态环境保护在厂区周边栽植绿化带，空闲边角种植花草，使厂区绿化率达到15。对道路、场面全部水泥硬化，并制定专人定时洒水，达到清洁生产，环境优美的目标。545项目节能分析项目各环节消耗水量改造前改造后前后对比用水生产环节名称吨钙耗水量吨钙耗水量吨钙节水量窑气净化回水系统035T0007T石灰消化用水108T11T原材料洗选用水033T0004T干燥排潮除尘用水032T0003T烟道气除尘脱硫用水03T0001T合计121T1115T10985T从以上表中可以看出，改造前年需水量60000吨钙121吨726000吨，改造后年需水量60000吨钙