稀土皂化废水中油回收处理可行性研究报告.doc

x钢稀土皂化废水中油回收处理可行性研究报告请在此改录入投资单位甲名称请在此改录入投资单位乙乙名称请在此改录入投资单位丙丙丙名称请在此改录入投资单位丁丁丁丁名称申报日期：2009年7月16日第1章 项目总论xx是世界著名的稀土之乡,xx白云鄂博铁矿蕴含着丰富的稀土资源。全市共有稀土冶炼企业近百家,凭借资源优势和稀土应用技术的不断发展,稀土工业在当地的经济发展中占有极其重要的地位,但是稀土冶炼(x括稀土精矿分解、稀土元素的分离、稀土产品的制造和提纯) 需使用大量的化学品,在生产中产生大量的废气、废水和废渣。xx市每年排放的稀土废水约250 万m3 ,占xx市工业废水排放总量的4 %,氯铵废水是稀土冶炼中产生的三大废水之一,废水中氯化铵质量浓度为1 100mg/ l左右 ,盐含量（主要为氯化钠）118g/l,含油量（主要为有机溶剂煤油和萃取剂p507）1300mg/l,磷含量4500mg/l,氟含量4000mg/l。未经处理的高氨氮碳沉高氨废水、高含盐含油的萃取皂化废水、高含磷含氟的七洗碱性废水以及含大量钙离子强酸性酸洗废水。这些未经处理的废水排入黄河后，给黄河流域水质造成严重的污染，对黄河水生生态环境造成严重的危害。据相关分析表明，xx稀土冶炼废水主要通过昆都仑河和四道沙河排入黄河 ,且随着稀土生产规模的不断扩大,排入黄河的稀土废水量呈逐年递增的态势。通过四道沙河排入黄河的废水量约1 800 万m3/ a ,是黄河xx段的第二大排污沟,从污染物排放量看,它却是第一大入黄污染源, 等标污染负荷占47.17 % 。xx稀土冶炼废水的排放严重污染了黄河水质,使黄河xx段水体有半年时间处于类或劣类状态，致使黄河水源水质的严重污染，必然对以黄河水为水源的xx市的饮用和工业用水安全造成威胁。随着流域人口的增加、社会经济的发展和人民生活水平的提高，工业、农业和居民生活对水的需求量以及污水和污染物的排放量仍将进一步加大，水资源的短缺矛盾必将进一步加剧因而防治黄河水污染，保护水资源，是摆在我们面前的一项紧迫而艰巨的任务为此，我们以此为根本出发点，在循环经济这一理念的指导下，决心从源x上对黄河流域xx段稀土废水进行废水治理，以实现对x钢稀土废水进行总量控制和总量削减的目的。 由于x钢稀土废水水量较大，水质成分比较复杂，x括酸洗废水、七洗碱性废水、皂化废水、碳沉高氨废水。且每种水质成分以及水量相差较大，为兼顾稀土企业经济效益、废水治理和管理成本以及废水治理工艺过长、过于复杂的风险性，所以经过仔细研究决定实行分段处理。至此，经过双方的共同讨论分析，彼次达成共识，决定先以皂化废水的油（煤油和p507）的回收与处理为切入点。现在我公司与北京化工大学提出以下皂化废水油回收处理方案。综上所述，本项目立项依据充分， 治理思路可行，综合效益显著，风险性较小，建议尽早批准实施。1.1 项目名称x钢稀土皂化废水中油的回收和处理。1.2 项目承办单位单位负责人承担项目中国通用机械工程总公司牟国超项目试验北京化工大学海热提项目工程建设共同承担项目工艺设计1.3 项目主管部门注明项目所属的主管部门。或所属集团、公司的名称。 1.4 项目拟建地区、地点1.5 承担可行性研究工作的单位和法人代表如由若干单位协作承担项目可行性研究工作，应注明各单位的名称及其负责的工程名称、总负责单位和负责人。 第2章 立项背景和立项依据 2.1 项目提出的背景2.1.1 国家或行业发展规划说明国家有关的产业政策、技术政策、分析项目是否符合这些宏观经济要求。2.1.2 项目发起人和发起缘由写明项目发起单位或发起人的全称。如为中外合资项目，则要分别列出各方法人代表、注册国家、地址等详细情况。提出项目的理由及投资意向，如资源丰富、产品市场前景好、出口换汇、该类产品可取得的优惠政策、利用现有的基础设施等。2.2 项目发展概况。2.2.1 已进行的调查研究项目及其成果2.2.2 试验试制工作情况2.3 立项的迫切性一般从企业本身所获得的经济效益及项目对宏观经济、对社会发展所产生的影响两方面来说明投资的必要性。x括下面这些内容。2.3.1 具有较强的代表性。以皂化废水中油的回收和处理作为整个稀土废水治理的切入点原因有以下几点：u 良好的开端在综合考虑整个稀土废水治理的可行性的前提下，充分贯彻了分段处理、由简到难的治理思路，对皂化废水中油的处理和回收作为一个专门的子项目将是一个良好的开端。u 挑战性稀土皂化含油废水不同于其他的含油废水，因为废水中除含大量的可回收利用的油之外，还有浓度大约10000ppm左右的氯化钠盐和大约1200ppm左右的铵盐。这给废水中油的回收再利用及其后续处理都带来很大的麻烦，所以具有一定的挑战性。u 必然性出于企业的稀土生产成本和效益、废水的治理成本考虑，由于废水中的p507是现在国内外稀土企业在稀土萃取加工行业所必须的萃取原料，因为在实际运行中它与具有相同萃取功能的其它萃取剂相比较，不但分离效果好、酸碱单耗低，而且处理量大、生产成本低；唯一的缺点就是建立相同生产规模的镧铈镨钕分离生产线，这种萃取的一次性投资费用较大，除此之外它的单价远远高于一般的工业萃取剂，从循环经济的理念出发，对其回收利用就成了一种必然。综上所述：作为稀土废水治理的一个分段处理项目，以废水中油的回收利用作为一个良好的开端或者说是切入点显的尤为重要；同时作为整个稀土废水的前期项目，废水中油的去除对降低后续的废水中污染物的去除和治理难度也显的尤为关键；最后本着循环经济的理念，为提高稀土萃取原料的利用效率和降低废水治理的成本，废水中的油的回收利用也显的尤为迫切。2.3.2 环境效益、经济效益、社会效益显著u 环境效益黄河是我国西北和华北地区重要的水资源，以占全国2 的径流量向全国15 的耕地和12 的人口供水，在沿黄各省的经济发展中起着举足轻重的作用近年来，由于水土流失、土地沙漠化、农田灌溉以及废水的排放，使黄河水污染严重，水体功能丧失，给流域人民群众的身体健康和经济建设的可持续发展带来了严重威胁然而黄河流域xx段就属于其中一个很典型的工业废水的排放源，所以对xx稀土废水进行治理和回收循环利用对开展黄河水污染和防治对策研究，保护黄河水资源，促进流域内经济、社会和环境的协调发展，具有重要的现实意义和长远意义u 经济效益除了直接降低萃取剂本身的原料购买成本外（即稀土企业生产加工成本），还可以降低皂化废水中其他污染物(高含盐、高氨氮)的废水治理难度，也就间接降低了皂化废水整个处理工艺的成本。u 社会效益该项目所带来的社会效益一方面可以通过废水中油的回收利用工艺上的创新和改进，有力的促进我国含油废水治理行业的迅速发展，另一方面可以给在行业稀土皂化废水中油回收治理过程作为一个良好的示范工程，间接的提高稀土企业形象。最后可以提高对当地经济、社会发展的积极影响，以及企业产品进入国际市场的优越条件和竞争力。第3章 稀土废水总体概况3.1 x钢稀土冶炼废水成分x钢稀土公司稀土冶炼废水总量约为10000立方米/天，由于稀土冶炼生产的特性，生产废水的产生量在5000立方米/天到10000立方米/天之间波动。这些废水主要以下列几种主要的形式产生出来：1) 酸泡废水，x括酸泡废水和酸泡水洗废水。水量较大，主要污染物为钙离子，且酸泡废水呈酸性。2) 水洗废水，这种废水来自于生产过程中对稀土溶液的多次漂洗。水洗废水主要为生产工艺过程中对一次水洗废水、二次水洗废水和三次水洗废水的收集，水量较大。水洗废水中需要去除的主要的污染物为氟、磷和铅和钠离子。水洗废水呈碱性。3) 洗有机废水，x括n235洗有机废水、n/s洗有机废水和p204洗有机废水。水量较小，其中主要的污染物为稀土颗粒悬浮物以及氨氮，洗有机废水呈酸性。高氨氮废水，主要来自生产过程的淋洗水。水量较小，主要污染物为氨氮。皂化废水，主要来自六个皂化过程。水量较大，主要污染物为稀土颗粒悬浮物、油类、氨氮以及钠离子，皂化废水呈酸性。3.2 x钢稀土冶炼废水的特点1) 水量变化大。其废水水量随着生产的变化而产生很大的变化，最大废水量与最小废水量相差一倍甚至更多。2) 某些污染物的含量非常高。例如，某些废水中的氨氮含量接近8000 mg/l，大部分皂化废水的盐含量高达近80000 mg/l，高于海水的含盐量。3) 某些废水的水质指标非常极端。部分洗有机废水为极强的酸性废水， ph=1。3.3 皂化废水简介针对内蒙古自治区xx市x钢稀土皂化含油废水水质、水量状况，综合考虑废水中油回收的必要性和可行性两方面因素，选择依据主要有以下几个方面。3.3.1 皂化废水的出水水质情况 以1吨氧化物（混合氯化稀土溶液），经nd/sm分组、ce/pr分离、la/ce分离、pr/nd分离，共产生废水18.5m3，其皂化废水平均污染物含量如下表：污染因子naclcaonh4+znomgoreo油含量ph值（无量纲）浓度（g/l）1180.121.20.000210.090.21.35注：油含量值为p507、煤油单耗计算所得，分布在废水中80%，料液中20%。3.3.2 皂化废水中油的来源皂化废水油的来源主要是 nd/sm分组、ce/pr分离、p204提钕、la/ce分离、pr/nd分离、ca/la分离过程中，以p507+煤油+naoh+hcl体系对上述稀土矿物进行分离萃取。p507属于萃取剂、煤油属于有机溶剂、氢氧化钠和盐酸为辅助化工原料，废水中油的来源就是在萃取完后的萃取余液中剩余的大量的与p507结合形成的有机相。 3.3.3 皂化废水的高含盐、高氨氮来源1) 氨皂在工业生产中,国内外多以氯化稀土溶液为原料,并且普遍采用氨皂法对酸性萃取剂皂化,不可避免产生含有氯化铵的皂化废水。用萃取反应方程式表示为:(ha) 2(o) + nh3h2o nh4(ha2) (o) + h2o (1)3nh4(ha2)(o) + recl3 re(ha2)3(o) + 3nh4cl (2)式(1) 中,ha 表示酸性萃取剂; (ha)2 表示酸性萃取剂的二聚体,由于氢键的作用,酸性萃取剂以二聚体形式存在;下标“(o) ”表示有机相。式(1) 常称为氨皂化反应,简称氨皂,获得氨皂化萃取剂nh4 (ha2) 。式(2) 常称为稀土皂化反应,简称稀土皂,获得稀土皂化萃取剂re(ha2) 3 。由式(2) 可知,每获得1mol re(ha2) 3 ,产生3 mol nh4cl 。另外在氨皂化时，氨水与盐酸也产生相当数量的氯化铵。hcl + nh3h2o nh4cl + h2o2) 钠皂由于皂化废水水量很大，所以大量的氯化铵进入水体后，引起水体富营养化,诱发人体癌变。由此可见,直接排放皂化废水既浪费了大量物质资源,又对生态和环境造成了重大的破坏。所以为了降低废水中氨氮的含量，想用钠皂进行代替，具体反映如下： (ha) 2 (o) + naoh na(ha2)(o) + h2o(3)3na(ha2)(o) + recl3 re(ha2)3(o) + 3nacl (4)从式(3) 和(4) 可知,钠皂法虽然降低了氯化铵的污染,但是又产生了氯化钠污染,还是没有从根本上解决皂化废水污染问题。钠皂法产生了新的污染,废水中含有大量的氯化钠钠盐，虽然现在国家废水排放标准中没有对废水中盐的浓度进行限制，但是出于废水的循环利用考虑加大了废水回用处理的难度。 况且,与氨皂法相比,由于使用了氢氧化钠,钠皂法的生产成本较高。 第4章 回收处理技术方案4.1 工艺选择原则选择合理的回收处理工艺，对确保废水中油的高效回收利用、保证出水水质含油量、降低投资费用以及运行成本起着至关重要的作用。因此应针对具体的含油污水水质，结合设计规模以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的回收处理工艺。选择回收处理工艺时，一般考虑以下几个方面因素：工艺能否达到对废水中油高效回收利用的要求工艺是否可靠工程投资是否节约运行管理是否简便运营成本的高低根据x钢稀土企业的具体条件和实际情况，在工艺方案选择时，还应遵循以下原则：所选工艺应技术先进、成熟，对x钢稀土皂化含油废水为主导的水质，其适应能力强，运行效果稳定，能保证出水的含油量达到水质标准的要求。所选工艺应易于实现自动控制，对操作管理水平要求不高。所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。4.2 技术参数和工艺流程工艺流程系指投入物经有次序的生产加工成为产出物的过程。在生产过程中规定的各种技术条件和数据，统称为技术参数。工艺流程和主要技术参数，在可行性研究阶段需要结合产品质量、生产成本、各种消耗等要求，选取最佳方案。4.2.1 工艺流程图4.2.2 技术参数4.3 主要工艺设备选择设备名称规格型号数量来源价格4.4 主要生产车间布置方案4.5 占地面积及分析建设项目用地，应遵循保护、开发土地资源、合理利用土地的方针，尽量少占耕地，在可行性研究报告中，要估算占用土地数量，并分别估算生产区、生活区、原料基地占地面积，计算土地利用系数、生产区场地利用系数、全厂绿化系数、占地用地面积等指标。在占用土地分析中，还需同时说明需要拆迁的原有建筑物、构筑物的数量、面积、建筑类型；可利用的原有建构筑物的面积，拆迁后原有人员及设施的去向，项目需要支付的赔偿费用。并对可能的不同拆迁方案进行拆迁费用及征地费用的比较。需要进行抗震设计的，要有地震烈度确定依据、地震设防标准及设防方案的选择及说明。第5章 项目实施各阶段项目实施时期的进度安排也是可行性研究报告的一个重要组成部分。所谓项目实施时期可称为投资时期，是指从正式确定建设项目到项目达到正常生产这段时间，这一时期x括项目实施准备、资金筹集安排、勘察设计和设备订货、施工准备、施工和生产准备、试运转直到竣工验收和交付使用等各个工作阶段。这些阶段的各项投资活动和各个工作环节，有些是相互影响，前后紧密衔接的；也有些是同时开展、相互交叉进行的。因此，在可行性研究阶段，需将项目实施时期各个阶段的各个工作环节进行统一规划、综合平衡，作出合理而又切实可行的安排。5.1 建立项目实施管理机构根据项目不同，新项目可以由业主指定项目实施管理机构；改扩建和技改项目可在老企业内专门成立筹建小组，筹建小组的任务是办理勘察设计和施工的委托手续及签订相应的合同和协议；参加厂址选择；提供设计必需的基础资料；申请或订购设备和材料；负责设备的检验和运输；承担各项生产准备工作。5.2 项目相关试验验证阶段5.3 勘察设计和设备订货在设计工作开展的过程中，要委托进行必要的现场勘测工作。要提出设备、材料订货清单和非标准设备制造图纸。勘测精度要与设计阶段相适应，设计阶段的划分可根据不同项目区别对待。大中型项目一般采用两阶段设计，技术复杂或行业有特殊要求的项目或其中某些采用新工艺技术的车间，可能在施工图设计之前，再增加一个技术设计阶段。安排大型建设项目的设计进度要充分考虑设备问价和大型设备的预订货时间以及取得设备资料的时间。订购设备要考虑设备到达时间和安排顺序。当引进国外设备时，还要考虑到向国外有关公司进行询价、谈判，比选和签订合同所需要的时间，以及办理各种审批手续所需的时间。5.4 施工准备项目初步设计话总概算一旦批准之后，即可着手进行施工准备，施工准备x括的主要工作内容有：选定施工单位和签订施工合同。一般