资源描述
废旧锂离子电池资源化循环利用
工程项目规划书
目 录
一 行业概况……………………………………………………………1
二 公司简介……………………………………………………………4
三 项目由来……………………………………………………………9
四 项目概况………………………………………………………… 11
五 环境评估………………………………………………………… 27
六 经济评估………………………………………………………… 35
一.行业概况
随着美日等西方国家环保法规日趋严格,全球电池产业已向中国转移,我国已成为全球最大电池生产大国。在珠江三角洲地区有数十家产值过亿元知名电池企业,如深圳比亚迪股份公司、深圳比克电池公司、深圳雄韬电源科技公司、深圳今星光实业公司、深圳豪鹏科技公司、东莞市迈科科技公司、金霸王(中国)有限公司、东莞高力电池公司、广东汤浅蓄电池公司、日本TDK电池、江门市三七电池公司、佛山市南海新力电池公司等。此外,还有很多未进入电源行业统计数据小型充电电池企业。据中国高能电池论坛专家透露,仅深圳市2010年充电电池产值就可达400亿元。据中国电源行业协会统计,2005年中国一次电池产量为190亿只,远超过美国和日本,位居全球第一;2005年中国充电电池产量为37亿只,其中锂离子电池、镍镉电池和镍氢电池产量分别为22亿只、10亿只和5亿只,仅居日本和韩国之后位居第三。然而,我国大型电池企业废品率一般约1%~3%,中小型电池企业废品率更高。若按2005年我国充电电池产量37亿只及废品率3%估算,则2005年我国电池生产企业产生了1亿只左右废充电电池。按每只电池平均质量30克计,则废充电电池约重3000吨,仅其中钴镍金属价值就约2.5亿元。
同时,随着手机、笔记本电脑等便携式电子装置和数码产品普及,锂离子电池等充电电池已成为人们不可或缺消费品,废旧充电电池产出量巨大,其回收及资源化循环利用已成为我国电池行业必须面对新问题。据信息产业部统计,我国手机用户增长十分迅速,由2001年1.28亿户、2002年1.45亿户、2003年2亿户、2004年3.64亿户和2005年3.87亿户,发展到2007年3月底4.8亿户,并且还以每月超过600万新增用户数发展,已成为全球最大移动通信大国;同时随着我国综合国力增强,科教事业得到快速发展,我国也成为全球最大笔记本电脑等数码产品生产及消费大国之一。手机电池和笔记本电脑电源等充电电池寿命一般为3年,因其含有数量不等重金属或稀贵金属元素(如普通锂离子电池含有钴20%、铜10%、铝4.7%、铁2.5%和锂0.1%等,镍氢电池含30%镍、4%钴和10%左右轻稀土金属),需进行回收及无害化处理。按每只手机用2块电池计算,我国目前在用手机电池约10亿只左右,每只锂离子电池平均按20克计算,重约2万吨,所含钴量约3000吨,价值约15亿元。
其次,废旧电池中含有铅、镉、汞等重金属,有机溶剂,电解液等,若不进行处理而随意弃置,一旦泄漏出来,会对周围环境如土壤、地下水等造成严重而持久污染,对生态和人类健康具有较大潜在危害。国外对废旧电池处理和处置具很严格限制,发达国家自20世纪60年代就开始重视由电池带来环境问题,80年代开始立法加强废旧电池管理、回收处理和处置。丹麦是欧洲最早对电池进行循环利用国家,1996年开始回收镍镉电池,1997年镍镉电池回收率已达95%;英国从1998年开始回收各种镍氢、镍镉电池,2000年约回收电池600吨;法国1999年立法全面回收各种废旧电池,2001年已拥有几家大型电池回收处理企业;日本回收处理废旧电池一直走在世界前列,早在1993年就开始回收处理电池,目前二次电池回收率已到94%;美国目前主要回收废旧二次电池,2005年镍镉电池回收率要求达到90%以上;德国从1998年10开始以法律形式规定对电池进行回收。由此可见,主要发达国家都已建立了较完善废旧电池管理体系。目前,随着我国电池消费量剧增,其废旧电池潜在污染问题已成为我国各级政府和社会各界关注热点,如国家环境保护总局于2003年10月颁布了《废电池污染防治技术政策》,但由于电池产品种类多、规格不一,且用户极为分散,同时人们对废旧电池潜在污染问题还缺乏足够认识,因而我国至今尚未建立完整废旧电池回收体系。然而,随着《循环经济法》等法规于2008年1月实施,废旧电池等废旧物质回收体系将会逐步建立及完善。
废旧电池回收及资源化利用不仅是环境保护和开拓国际电池市场需要,而且是缓解我国战略金属资源紧缺局面、促进我国电池行业可持续发展必然选择。这是由于如前所述,废旧二次电池含有数量不等重金属或稀贵金属元素(如普通锂离子电池含有钴20%、铜10%、铝4.7%、铁2.5%和锂0.1%等;镍氢电池含30%镍、4%钴和10%左右轻稀土金属),而我国钴、铜、镍资源短缺,如铜矿工业品位为0.5%,资源自给率仅为17%;镍矿工业品位为0.3%,资源自给率仅为50%;钴不能形成单独矿床,一般及镍、铜共生,需综合回收利用,资源自给率不到20%。可见,废旧电池中有价金属含量远高于矿山可开采品位,其中废旧锂离子电池中钴含量是伴生钴矿含量850倍左右。据北京安泰科信息开发有限公司统计,2004年我国充电电池生产用钴量约4500t,占当年国内钴消费总量(9682吨)46.5%;2005年我国充电电池生产用钴量约占我国钴消费总量52%;2006年充电电池用钴量已达5612t,占我国钴消费总量总量(11692吨)48%,而目前每年依靠国内钴资源生产钴不到1000t,每年均需花费大量外汇从动荡非洲地区进口大量含钴原料和钴制品,已成为我国经济发展和国防建设安全长期隐患。
随着矿产资源这种不可再生资源耗竭,废旧电池及其生产废料回收再利用不仅是缓解镍、钴资源短缺、保护生态环境需要,而且也是节约能源、减轻生态环境恶化等压力有效途径和必然选择。国内外生产实践表明:每生产1吨原生有色金属,平均需要开采70t吨矿石,而利用再生有色金属,能源节约85%~95%,生产成本降低50%~70%,如再生镍能耗仅为原镍生产能耗4%,再生铜能耗也仅为原生铜生产能耗16%。而且从勘探、开采、选矿到冶炼出金属全过程对能源消耗和环境影响综合考虑,废旧二次电池资源化利用综合成本更低,其意义更加明显,可以显著地节约资源、减少能耗和改善环境。再次,废旧二次电池含有大量有色金属资源如镍、钴、铜等,是一座巨大“城市金矿”。据统计,仅2005年废旧电池中有色金属就价值23.6亿,废旧边角料中镍和钴,价值近1亿元。1998-2005年废旧电池如能回收,其有色金属更高达约110亿元,并根据今后废旧电池产生量预测,今后每年新增废旧电池中有色金属价值在25亿元以上,故废旧电池回收再生产业经济效益突出。
总而言之,废旧电池资源循环利用产业,不仅可以缓解我国紧缺战略金属紧张局面,而且能解决废旧电池引发环境问题,节约资源,降低能耗,创造经济效益,也符合国家倡导节能减排,建设节约型社会及发展循环经济政策,同时,对促进我国电池行业可持续发展、实现电池行业工业生态循环具有巨大推动作用。
二.公司简介
三.项目由来
四. 建设项目概况
4.1 项目名称、性质、地点及建设单位
(1)项目名称
湖南海纳新材料有限公司新建年处理废旧锂离子电池5000吨,年处理废旧锂离子电池能力为5000吨,循环利用钴1500吨,循环利用镍500吨,循环利用不锈钢锭、电铜、石墨、铸铝2000吨。利用循环利用钴镍形成年产2500吨锂离子电池正极材料生产能力,实现“从电池中来,到电池中去”。
(2)项目性质
新建。
(3)建设地点
该项目拟选址位于湖南宁乡经济开发区内。
(4)建设单位
湖南海纳新材料有限公司,法人代表:李新海。
4.2拟建工程概况
项目建设地点为长沙宁乡经开区,拟建废旧锂离子电池循环利用生产线1条,年处理废旧锂离子电池能力为5000吨,本项目采用物理和化学原理分离出钴镍,是国内最先进生产工艺。循环利用钴1500吨,循环利用镍500吨,循环利用不锈钢锭、电铜、石墨、铸铝、碳酸锂2000吨。生产电池级四氧化三钴、钴酸锂、镍钴锰酸锂等锂离子电池材料2500吨。
废旧电池回收及资源化利用产业不仅是环境保护和开拓国际电池市场需要,而且是缓解我国战略金属资源紧缺局面、促进我国电池行业可持续发展必然选择。废旧二次电池含有数量不等重金属或稀贵金属元素(如普通锂离子电池含有钴20%、铜10%、铝4.7%、铁2.5%和锂0.1%等;镍氢电池含30%镍、4%钴和10%左右轻稀土金属),而我国钴、铜、镍资源短缺,如铜矿工业品位为0.5%,镍矿工业品位为0.3%,钴不能形成单独矿床,一般及镍、铜共生,需综合回收利用。可见,废旧电池中有价金属含量远高于矿山可开采品位,其中废旧锂离子电池中钴含量是伴生钴矿含量850倍左右。国内外生产实践表明:每生产1吨原生有色金属,平均需要开采70t吨矿石,而利用再生有色金属,能源节约85%~95%,生产成本降低50%~70%,如再生镍能耗仅为原镍生产能耗4%,再生铜能耗也仅为原生铜生产能耗16%。而且从勘探、开采、选矿到冶金出金属全过程对能源消耗和环境影响综合考虑,废旧二次电池资源化利用综合成本更低,其意义更加明显,显然可达到节约资源,减少能耗和改善环境预期目。再次,废旧二次电池含有大量有色金属资源如镍、钴、铜等是一座巨大城市金矿。据统计,仅2005年废旧电池中有色金属就价值23.6亿,废旧边角料中镍和钴,价值近1亿元。1998-2005年废旧电池如能回收,其有色金属更高达约110亿元,并根据今后废旧电池产生量预测,今后每年新增废旧电池中有色金属价值在25亿元以上,故废旧电池资源化利用产业是一个新兴产业,但绝对是一个朝气蓬勃产业。
同时,废旧电池资源化利用后所得超细镍、钴粉体产品,是制造硬质合金、人造金刚石主原料,广泛用作各种切削、钻孔等高强度工具和结构器件,成为现代工业及文明发展工具。自从有了超硬材料,人类进入劈山钻海年代,从超过千米石油钻井到高效率石材切割,从电子业微型钻孔到大型机械业精密模具制造,从计算机打印针到手机视窗,从高档签字笔笔头到高尔夫杆击球头,从玻璃切刀到军队穿甲弹头,都离不开超硬材料。现代汽车业水平更是以超硬材料使用量为标志,不采用超硬材料汽车为低档车,一辆宝马车超硬材料使用量在20kg以上。因此,可以说,以超细钴镍粉制造超硬材料使人类生活变得文明、便利、轻松,导致现代汽车业、现代电子业和精密机械加工业快速发展及低成本扩张。该项目投产必将取得良好经济效益和社会效益,也符合国家倡导节能减排,建设节约型社会及发展循环经济政策,带动相关产业发展,对促进循环经济发展起一个示范带头作用。
4.3 拟建工程生产规模及产品结构
项目占地118.72亩,项目总建筑面积55585平方米,拟建设10栋生产厂房,以及综合楼、仓库、污水处理等配套设施,购置生产、检测、办公等各类设备600余台/套。
项目预计总投资20800万元,其中建设投资16000万元,铺底流动资金4800万元。其中,申请银行贷款5000万元,自筹15800万元,采用增资扩股方式进行筹措。
项目拟申请国家补助资金2000万元。
项目建设年限为两年,已于2008年开工,计划2009年完成投资主要基础建设和生产线建设,实现产能3000吨/年, 2010年底完成剩余投资,完成全部建设内容,实现产能5000吨/年。计划2009年实现产能3000吨/年,实现销售收入4亿元,2010年完成剩余投资,实现产能5000吨/年,实现销售收入6.0亿元
4.4 工程生产工艺流程
(1)反应原理
采用物理和化学等一种或多种方法联用,高效分离废旧电池中钴镍及其它杂质金属,得到高纯度钴镍氯化物或硫酸盐溶液或者镍合金产品,深加工后制备成钴酸锂等高附加值电池材料;采用自主开发原生化专利技术,使性能失效钴镍元素性能得以恢复,采用雾化水解沉积液相合成专利技术,选用镍和钴氯化物或硫酸盐为反应体系,以草酸、氢氧化钠、氨水和碳酸铵为沉淀剂生成特定形状氧化物前驱体;采用高温成形专利技术,控制合理热分解或热还原温度制度,使各种沉淀粉末粒子在热分解或热还原前后形貌上保持形状“继承性”或“遗传性”,维持前驱体在高温还原或高温分解过程中保持形状不发生实质变化,从而生成特定形状超细钴镍粉体材料产品。
(2)工艺简述
拟建项目工艺流程主要为:镍钴原料先经过物理拆解、分类、熔融分离等预处理后,采用化学溶解或者电溶解分离出镍溶液和钴溶液,其他固废物以粗金属形式回收,采取萃取提纯和膜分离技术分离出钴、镍溶液,再雾化水解,合成前驱体,最后经性能修复技术和可控热处理技术生成超细单质产品,包装入库。详细工艺流程生产线见图4-1。
镍钴锂离子电池材料粉体主要生产工艺说明:镍钴原料经湿法处理后,用507、204溶剂萃取和反萃净化,再及沉淀剂经络合球化沉淀生成镍钴沉淀物,
图4-1 拟建工程生产工艺流程图
含Ni、Co物料
电化学溶解
酸溶
球磨
电积铜板
电积
Cu溶液
电积镍板
电积
Ni溶液
高温热处理
Ni、Co的氧化物
雾化水解合成
高纯Ni、Co的溶液
萃取精制
碳酸锂
氧化铝
氧化锰
结晶
结晶
沉积
Li溶液
Al溶液
Mn溶液
化学提纯
Ni、Co的粗溶液
废旧锂电池、含镍、含钴废料
(含Co、Ni、Sn、Zn、Cu、Mn、Fe、Li、Al等)
拆解分类
固体废物
送不锈钢厂
送水泥厂
钙镁渣
镍铁合金
石墨
碱溶/热处理
送废水处理工序
洗水
二氧化碳废气
锂离子电池材料
说明:1. 主线产品为四氧化三钴、钴酸锂、镍钴锰酸锂等锂离子电池材料
2. 辅线产品为镍铁合金、石墨、氧化锰、碳酸锂、电积铜、电积镍等。
图4-2 超细粉工艺流程图
预处理
浸出
新工艺除锰
黄钾铁钒除铁
N235除铁
Lix984分离铜
P204深度除锰
镍钴原料
酸浸、电化学浸出
铜溶液
电积铜
P507分离镍/钴
膜分离
镍溶液
锡溶液
钴溶液
雾化水解
特定形状氧化物前驱体
热处理:分解或合成
电池级四氧化三钴
锡粉
钴酸锂、镍钴酸锂
分解废物
废水
4.6 拟建工程主要建筑和生产设备
拟建工程主要建筑和生产设备见表4-1和4-2。
表4-1 拟建建筑物一览表
序号
建筑名称
层数
(长×宽)
栋
数
每栋占
地面积
(m2)
每栋建
筑面积(m2)
占地总
面积
(m2)
建筑总
面积
(m2)
结构
1
办公楼
4层
130.00m×20.00m
1
2600.00
10400.00
2600.00
10400.00
砖混
2
研发中心楼
4层
100.00m×20.00m
1
2000.00
8000.00
2000.00
8000.00
砖混
3
员工宿舍
4层
40.00m×15.00m
2
1200.00
4800.00
1200.00
4800.00
砖混
4
员工食堂
1层
28.00m×20.00m
1
560.00
560.00
560.00
560.00
砖混
5
厕所
1层
12.50m×8.00m
1
100.00
100.00
100.00
100.00
砖混
6
保安室
1层
6.80m×5.00m
2
34.00
34.00
68.00
68.00
砖混
7
半成品仓库
100m×18m
2
1800.00
1800.00
3600.00
3600.00
砖混
8
电池材料车间
100m×18m
3
1800.00
1800.00
5400.00
5400.00
砖混
9
成品仓库
100m×18m
2
1800.00
1800.00
3600.00
3600.00
砖混
10
原料仓库
100m×30m
2
3000.00
3000.00
6000.00
6000.00
砖混
11
前处理车间
100m×30m
3
3000.00
3000.00
9000.00
9000.00
砖混
12
湿法合成车间
100m×30m
6
3000.00
3000.00
18000.00
18000.00
砖混
13
高温合成车间
100m×30m
3
3000.00
3000.00
9000.00
9000.00
砖混
14
水处理车间
60m×30m
2
1800.00
1800.00
3600.00
3600.00
砖混
合计
64728.00
表4-2主要设备型号及清单
序号
设备名称
数量
型号
用途
价格
(万元)
1
原子吸收光谱
2
1201
微量元素分析
60
2
激光粒度分析仪
1
Ls-8000
颗粒分布分析
50
3
X-RAY衍射仪
1
80
材料结构分析
80
4
氧位分析仪
1
300
氧含量分析
55
5
碳/硫分析
1
8000
碳/硫分析
65
6
密度测定仪
1
3800
密度测定
3
7
PH测定仪
1
PH测定
2
8
反应釜
15
2/5M3
提纯合成
100
9
高温热处理
5
200×20000
粉体还原
400
10
萃取设备
5套
1000L
提纯
400
11
氢气氮气发生器
6套
30立方
气体生产
100
12
氨氮吹脱塔
2
150立方
废水处理
120
13
雾化水解设备
5
粉体生产
150
14
废水处理系统
1套
废水循环使用
100
15
电积系统
3套
1000×2000×1700
铜、钴、生产
350
16
电溶系统
3套
1000×2000×1700
废料处理
380
17
溶料反应釜
10
10-16m3
20.00
200
18
热处理炉
4
1600℃,10 m3
250.00
500
19
合成系统
2
3-10m3
10.00
20
20
膜分离系统
20
100-800L
50.00
100
21
有机物分离机
1
∮2000
25.00
25
22
真空带式过滤机
1
500平方米
50
50
23
高温热处理炉
2
200×20000
120.00
240
24
废水处理、中水回用和绿化系统
1
200t/d
360
360
25
废旧电池分选系统
1
3000kg/d
10.00
10
26
高温连续氧化炉
1
2000×20000
160.00
160
27
废气吸收系统
3
100-200立方
30
90
28
连续回转炉
1
10立方米
50
50
29
燃气锅炉
1
2T/Hr
60
60
30
气流分级机
1
2000kg/d
100.00
100
31
自动分装/包装机
2
6000kg/d
50.00
100
32
碳/硫分析仪
1
8000
50.00
50
33
全能直读光谱
1
150
150
34
测量/机械工具
20.00
35
其他
15.00
合计
4715
4.7 拟建工程公用工程
(1)给排水分析
拟建工程水源由供水管网供给,工程排水经污水处理站处理,排入污水管网内。
本项目生产用水主要是电化学溶解和净化工序过程用水,钴粉体用水200m3/d,镍粉体生产用水100m3/d,为自备纯水,生产日用水量300m3/d,循环用水量240t/d,水循环重复利用率80%(第25页中为50%?),另外办公生活用水12m3/d,年需用水量1.12×105m3/a。拟建工程水平衡图如图4-5所示。
39.6
30
72
污水处理站
9.6
9.6
2.4
12
60
25
35
75
15
165
15
20
10
无动力生活污水处理装置
生活用水
镍粉体生产
钴粉体生产
纯水制备
图4-5 工程水平衡图 单位: m3/h
(2)供电
供电设施需2000KVA供电设施。具体负荷计算表如表4-2所示。
表4-2 负荷计算表
项 目
装机
容量
(kW)
需要
系数
(Kx)
同期
系数
功率
因数
cosφ
计算负荷
有功功率
(kW)
无功功率
(kvar)
视在功率(kVA)
厂区用电总容量
2000
0.7
0.9
0.8
选用变压器
用2000KVA变压器1台
变压器负载率
84%
4.8 拟建项目工程分析
(1)主要原、辅材料消耗
工程主要消耗含钴镍原料,主要来源于废旧锂电池,含镍、钴粗级产品和镍钴废料,拟建工程年处理量5000t/a。拟建工程主要物料消耗情况见表4-3,主要原、辅材料性质见表4-4。
表4-3 项目主要原辅材料消耗一览表
序号
名称
年用量(吨)
来源
备注
主要原材料
1
废旧锂离子电池
5000
电池厂家及消费者
平均含钴量约30%,含镍量10%。
辅料、溶剂
1
硫酸
600
外购
省内采购
2
氢氧化钠
800
外购
3
液氨
500
外购
4
盐酸
400
外购
5
草酸
200
外购
6
絮凝剂(FAC、PAM)
0.99
外购
聚合氯化铝、聚丙烯酰胺
7
金属萃取剂(P204、P507、N235)
300
外购
磷酸脂类、无毒
表4-4 主要原、辅材料性质一览表
序号
名称
别名
化学结构式
物化性质
毒理性质、腐蚀性
1
过氧化氢
双氧水
H2O2
无色透明液体,有微弱特殊气味,分子量为43.01,熔点-2℃/无水 沸点:158℃/无水,溶于水、醇、醚,不溶于苯、石油醚,危险标记11(氧化剂),20(腐蚀品)。
LD504060mg/kg(大鼠经皮)
2
氨
氨气(液氨)
NH3
分子量为17.03,无色有刺激性恶臭气体,熔点-77.7℃ 沸点:-33.5℃。易溶于水、乙醇、乙醚,相对密度(水=1)0.82(-79℃);相对密度(空气=1)0.6。性质稳定。
低毒性LD50350mg/kg(大鼠经口);
3
硫酸
磺镪水
H2SO4
分子量98.08,无色透明油状液体。能以任何比例溶解于水。
中等毒性LD5080mg/kg
4
氢氧化钠
烧碱
NaOH
分子量40.01,白色不透明晶体,易潮解,熔点318.4℃ 沸点:1390℃,强碱性物质。危险标记20(碱性腐蚀品)
_
(2)物料平衡及水平衡
a. 全厂物料平衡
物料进出消耗平衡详见表4-5及图4-6。
浓硫酸
300
水
25000
碳酸铵
200
双氧水
30
雾化水解,热还原
25000
含钴镍原料
5000
萃取提纯及膜分离
12000
化学溶解或电溶解,过滤
4000
预处理
5000
固体废物
1000
浓硫酸
300
化学溶解及电溶解
3500
进入镍产品
500
固体废物
1000
回用水
60000
废气
240
盐酸
1000
镍铁合金、氧化锌
800
萃取提纯及膜分离
28000
电解铜
100
水
40000
损耗
1000
碳铵
200
废水
60000
废水处理
60000
雾化水解
25150
损耗
5250
废气
350
热分解
1300
钴产品
2000
图4-6 总物料平衡图(单位:t/a)
表4-5 总物料平衡表
进料数量(t/a)
出料数量(t/a)
钴镍原料
5000
进入主产品
400
碳铵
600
镍铁合金、碳酸锂等
300
盐酸
1000
铜
50
硫酸
600
废气
440
投料用水
65000
废水
60000
双氧水
30
损耗
9100
氨
60
固体废物
2000
合计
72290
合计
72290
b. 镍平衡
镍进出消耗平衡详见表4-6及图4-7。
进入产品
350
生产废水
5
进入废水
5
副产品
300
镍铁合金
115
原料
500
进入固体废物
30
图4-7 镍平衡图(单位:t/a)
表4-6 镍平衡表
进料
出料
进
数量(t/a)
出名称
数量(t/a)
废料中镍
500
进入产品
350
副产品
115
进入固体废物
30
-
-
进入废水
5
合计
500
合计
500
c. 钴平衡
进出消耗平衡详见表4-7及图4-8。
投入总钴
918
产品
1454
进入固体废物
41
进入废水
4
图4-7 钴平衡图(单位:t/a)
表4-8 钴平衡表
进料
出料
进生产线钴
数量(t/a)
出氮
数量(t/a)
废料中钴
1500
产品
1480
废水
5
进入固体废物
41
合计
1500
合计
1500
d. 水平衡
拟建工程给排水详情见表4-9及图4-8。
总耗水量为62500t/a,其中经中水回用以及产品含水和反应生成水为30000t/a,补给新鲜水量32500t/a,水重复利用率为50.0%(第21页中为80%?)。
表4-9 拟建工程给排水情况一览表(单位:m3/a)
序号
污染单元
名称
总用水量
补给水量
损耗水量
工序
循环水量
工序
排水量
向外
排水量
1
锅炉系统
7800
600
600
7200
2
冷却水系统
6500
1500
1500
5000
3
生产工艺
61050
32500
1050
30000
30000
30000
4
办公生活
3000
3000
600
—
2400
2400
合计
78350
37600
3500
42200
32400
32400
30000
排放
30000
污水处理站
1050
61050
60000
工艺用水
反应生成水
30000
600
7800
锅炉系统
30000
7200
7200
75350
各工段用蒸汽
45350
5000
生产用水
1500
补给水
32500
32500
6500
设备冷却
73500
3000
600
二级生化处理
生活用水
2400
3000
生活
进水
排水
损耗或产品带走
图4-8 拟建工程水平衡图(单位:m3/a)
4.9 工程劳动定员及工作制度
拟建项目建成后,劳动定员为300人,其中管理人员50人,车间生产人员250人。
拟建工程年工作300天,采取三班工作制。
4.10 工程施工进度
本项目实施进度详见下表《实施进度计划表》。
表4-10 实施进度计划表
期 限
目 标
2008.10~2008.12
总体方案设计
2009.1~2009.10
土建工程
2009.8~2009.12
设备购置、生产线安装
20010 1~20010.3
生产线调试、试生产
五、环境评估
5.1. 废气排放分析
(a)有组织排放源
拟建3套热处理炉,经尾气吸收塔处理后,达标排放。
(b)无组织排放源
生产工艺过程中,在雾化水解工序和污水处理过程中,有1.86t/a氨损失进入空气中,氨储罐区有少量氨损耗,损耗量为0.2t/a。另外在氨制备氢气过程中,产生大量氮气,直接排空,年耗氨60t/a,氮气排放量为55t/a。废气排放情况见表5-1。
表5-1 拟建工程大气污染物排放情况一览表
污染源
污染物
废气量
(Nm3/h)
产生情况
排放情况
处理效率
排放方式
产生浓度
(mg/Nm3)
产生量
排放浓度
(mg/Nm3)
排放量
(kg/h)
(t/a)
(kg/h)
(t/a)
热处理炉
烟尘
51.0
18
0.0009
0.0055
9
0.0005
0.0022
喷淋吸收高空排放
CO2
56.2
5.8
0.0003
0.0021
2.8
0.0002
0.0018
无组织排放废气
氨
0.26
1.86
氮气
22.9
165
本项目无组织排放废气对污染贡献很小,氨最大贡献值为0.009mg/m3,为标准值4.5%,远小于TJ36-79《工业企业设计卫生标准》中居住区标准要求。拟建项目排放废气粉尘、氨等污染物浓度及排放量符合国家标准要求。拟建项目投产后,在正常生产情况和非正常生产情况下所排放污染物对各关心点贡献值极小,不会对周围空气环境产生大影响。
5.2. 废水排放分析
(1)废水来源及组份
生产废水主要含重金属和氨氮,生产废水产生量为100m3/d,废水中PH:3-7.4,SS:160 mg/L,CODcr:1500 mg/L,BOD:1000 mg/L,氨氮:450mg/L,镍:60 mg/L,钴:18mg/L。
(2)处理工艺选择
该新建工程拟建设污水处理装置,污水处理设计规模为250m3/d,生产废水总排放量为100m3/d。具体工艺如下:
为调节废水水质和水量变化,方便对废水进行连续处理,拟建设200立方米废水调节池。同时配套建设200立方米应急收集池,用于废水处理设施发生故障时应急收集。废水由调节池经泵抽入反应池内,加入氢氧化钠溶液和混凝剂PAC(聚合氯化铝),氢氧化钠溶液和废水中钴镍离子生成细粒沉淀物,并及废水中铵离子反应生成氨,经压缩空气进行部分吹脱除氨。PAC水解产物及钴镍沉淀物快速混合,生成体积较大矾花。氢氧化钠溶液加入采用进口设备自动控制。接着废水溢流进入絮凝池,加入高分子絮凝剂PAM(聚丙烯酰胺),使矾花进一步变大,更易于沉淀。从絮凝池出来水进入一级斜管沉淀池,经初步沉淀,固液分离,用压滤机将沉淀及废水分离,滤渣返还生产再循环提炼。从一级斜管沉淀池出水进入斜管澄清池,进一步澄清,去除悬浮物。经斜管澄清后水溢流至中间池,用泵抽入吹脱塔,进行氨氮吹脱,氨由水相进入气相而大部分被除去。废水从吹脱塔出来,泵入PH回调池(采用进口设备自动控制PH回调池),调至PH为中性。再用泵将废水从调节池中抽入SBR(生化)反应池,经过厌氧,缺氧、好氧循环作用,废水中大部分有机物及残余NH3-N被除去。废水经在SBR反应后废水上清液溢流至循环、排放池,经检测合格后,大部分返回车间使用,余量排放(每天约100吨)。SBR反应池剩余污泥用污泥泵抽入污泥浓缩池,进行消化及浓缩,进一步减少污泥体积。现用气动隔膜泵将浓缩污泥打入压滤机压滤处理,滤饼外运回炼。污泥浓缩池上清液和压滤液返回调节池。其流程图如图5-1所示:
收集池
反应池
絮凝池
压滤
斜管澄清池
PH回调池
收集澄清池
吹脱塔1
压滤渣返回生产
吹脱塔2
SBR生化池
中水循环
达标排放
返回生产
含镍钴废水
含氨氮废水
图5-1 废水处理系统流程图
拟建工程经中水回用后生产废水产生量为100t/d,经污水处理装置处理达到一级排放标准后进入开发区污水管网。办公废水排放量为16 m3/d。该废水经二级生化处理装置处理达到一级排放标准后排放。其污染物排放情况见表5-2。
表5-2 拟建工程废水污物排放情况一览表
污水量
(m3/a)
污染物名称
污染物产生情况
自己处理达标排放
处理前浓度
(mg/L)
产生量**
(t/a)
排放浓度
(mg/L)
排放量**
(t/a)
生产废水30000
pH*
3~7.4
-
6~9
-
SS
160
9.6
50
3
BOD5
1000
60
20
0.6
CODcr
1500
90
80
2.4
氨氮
450
27
10
0.3
镍
60
3.6
0.5
0.03
钴
18
1.08
0.5
0.03
办公废水
16
SS
350
1.68
50
0.24
COD
400
1.92
80
0.38
BOD5
200
0.96
20
0.10
氨氮
25
0.12
15
0.07
注:*pH无量纲;**产生量、排放量及处理效率为取平均浓度计算结果。
5.3. 噪声污染分析
拟建项目属化工行业,在额定负荷条件下为连续稳态噪声。因而,在没有外界其它突发性噪声源干扰下,车间声场和声源附近厂区环境昼夜噪声基本上一致。拟建工程噪声主要来自车间内机械噪声及除尘设备噪声,各噪声污染物产生情况见表表5-3。
表5-3 拟建工程噪声污染物产生情况一览表
噪声源
噪声值(dB(A))
位置
备注
泵类
85
室内
间断
风机
75
室外
间断
拟建项目采取各种措施,防治噪声污染。如锅炉风机含引风机和鼓风机各一台,鼓风机加消声器减弱噪声强度,同时采用隔声措施进一步减弱对周围环境影响。拟建项目投产后各厂界昼间及夜间叠加值没有超过标准限值,拟建项目产生噪声对周围环境影响不大,对各保护目标影响极小。空压机噪声在95分贝以内,通过吸声、隔声处理,降低其对周围环境影响。经处理后,各设备符合相应环境质量标准。设备噪声清单如表5-4。
表5 -4 设备噪声清单
编号
设备名称
噪声源强
防噪措施
备注
1
锅炉鼓风机
85
消声、隔声
2
锅炉引风机
80
隔声、吸声
3
空压机
95
隔声、吸声
4
泵
70
隔声、吸声
5.4. 固废污染分析
(1) 固体废物特性
a. 原料废料预处理产生固体废物:主要为原料废料带来含铁、钙类物质和包装膜等,产生量为1032.5t/a,为一般固体废物,其中铁含量为10~30%,可以全部回收后送水泥厂或者外卖钢铁厂。
b 污泥:污水处
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