《272厂废水处理二期工程可行性研究报告2400万》正式稿Word下载.docx
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（5）衡阳市环境科学研究所与新华化工冶金总公司签订的“衡阳新华化工冶金总公司钛白酸性废水治理（污水处理二期工程）可行性研究”咨询合同。
1.2.2编制原则
（1）认真贯彻执行国家基本建设的方针政策，严格执行国家和项目所在地省、市颁布的标准、规范、规定，使可研报告做到切合实际、技术先进、经济合理、安全适用。
（2）充分利用现有环保工程设施和公用工程设施，以节约投资，加快工程进度。
尽可能减少污水在收集、输送、处理、排放过程中对环境造成的不良影响，防止二次污染。
（3）重视环境保护，达到环保要求，严格执行国家有关生产及工业卫生的各项法令、法规，并做到环保措施与工程建设“三同时”。
（4）积极稳妥地采用新技术、新工艺、力求做到工艺技术先进、可靠、成熟、经济合理、高效节能。
（5）本着对国家负责、对建设单位负责的精神，力求对技术成熟程度、建设条件、经济效益、环境效益等方面进行全面考察研究，对该工程项目的可行性做出科学、客观、公正的结论。
1.2.3可研报告采用的标准：
《地表水环境质量标准》GB3838-2002；
《污水综合排放标准》GB8978-1996；
《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）；
《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号；
《工业企业设计卫生标准》TJ36-79；
《污水泵站设计规程》DBJ08-23-91；
《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84；
劳动部第3号令《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》。
1.3研究范围及主要过程
1.3.1研究范围：
本可行性研究报告主要从技术、工程和经济上的可行性、合理性进行分析和论证，主要包括：
（1）钛白酸性废水治理（污水处理二期工程）的处理规模；
（2）工艺技术方案比较；
（3）原辅材料、燃料和动力供应；
（4）建设方案
（5）总图布置、辅助设施方案；
（6）环境保护；
（7）劳动保护、安全卫生和消防；
（8）工厂组织、劳动定员和项目实施规划；
（9）投资估算和资金筹措；
（10）财务评价。
参加本工程可行性研究的主要专业有环境工程、给排水、土建、电气、自控、概算、技术经济。
1.3.2研究过程：
根据新华化工冶金总公司提出的该项目各方面概况和基础资料，通过现场调查、技术方案比较，论证本工程建设的可行性，对选定的治理方案作出投资估算和技术经济评价。
按规定的内容和深度编制本可行性研究报告。
1.3.3研究结论
本工程为环保工程，工程实施后能大幅度削减新华化工冶金总公司的水污染物排放量，有利于保护湘江水体环境，具有显著的环境效益和良好的社会效益。
本报告依据国家有关的规范和规定，慎重地确定钛白酸性废水治理（污水处理二期工程）的建设规模和参数，并通过认真的分析和比较，选择国内成熟、先进、可靠、经济合理的工艺技术方案对公司废水进行处理。
2项目提出的背景及必要性
2.1企业概况
衡阳新华化工冶金总公司（国营二七二厂）是五十年代末六十年初建立起来的我国第一代铀水冶纯化企业，是中国核工业集团公司所属大型军工企业，原系国家500家大型企业之一，现系国务院确定的择优扶持的1000家企业之一。
该公司先后获部、省质量管理奖，国家二级企业、国家一级计量单位、全国设备管理优秀奖、全国环境优美工厂等荣誉称号，并于97年通过了国际ISO9002质量体系认证，企业信用等级为AAA级。
该公司位于湖南省衡阳市南郊，占地面积6.4平方公里，其南、西、北均临湘江，东靠京广铁路和107国道、京珠高速公路和衡枣高速公路，交通十分便利。
该公司水源充足，规模宏大，物质技术基础较为雄厚，其地理位置和自然条件优越，具备发展军民品生产、开发新产品的各种有利条件。
衡阳新华化工冶金总公司属全民所有制、以生产军品为主体的国家大型一类企业。
公司下设10个职能部门，基层二级单位设有5个分厂、5个公司，原带兵处室、生活后勤等单位共17个。
2005年公司总资产为52674万元，固定资产33986万元，实现销售收入60557万元，上缴税金1313万元。
全公司有干部职工2630余人，其中专业技术人员660余人，具有高级技术职称的近80人。
现公司领导班子大幅调整后，班子结构合理，团结协作，作风严谨，事业心和责任感强，整体素质好，有较强的组织决策能力。
干部职工队伍技术素质、思想素质都比较高，能吃苦耐劳，敢打硬仗，勇于开拓创新。
加之企业近年来引进和培训了各种新技术人才，使企业发展有了后劲，同时企业实行多种经营、多种机制，充分调动了各方面积极性，使企业充满生机和活力。
1991年，该公司按照国家军转民政策投资6197万元兴建了占地15公顷、生产规模为年产5000吨钛白粉分厂，从1998年起投入大量资金进行了一系列技术改造，目前生产能力已达25000吨/年。
由于一期建设在总图布置上留有充分的发展余地，为后续的改造扩产创造了有利条件。
2.2项目提出背景及必要性
衡阳新华化工冶金总公司的废水主要来源于钛白粉生产废水（酸性废水），2004年公司钛白酸性废水处理一期工程建设前，公司废水经石灰乳简单中和后排入尾矿库，考虑到尾矿库已到退役年限，根据国家有关部门的规定2005年起不得再向该尾矿库排入废水。
公司为保护环境，防止污染湘江水质，决定建设钛白酸性废水处理一期工程（与1万吨/年钛白粉生产配套），并于2004年投入正常运行，一期工程处理规模为8000m3/d。
处理工艺为石灰乳中和——鼓风曝气。
处理后的废水入东阳沱，再排入湘江。
2005年底公司1.5万吨金红石钛白粉生产线建成，公司钛白粉分厂生产能力从1万吨/年扩大至2.5万吨/年，外排废水量也将增大至1.67万m3/d，废水处理一期工程的处理规模已不能满足需要，为了保护环境，公司通过控制钛白粉生产规模（即减少产量的方式）减少废水产生量，故目前公司钛白粉分厂（含金红石）的生产规模控制在1.5万吨/年，废水产生量控制在1万m3/d，即便如此，钛白酸性废水处理一期工程目前也一直处于超负荷运行状况。
由此可见钛白生产与废水处理之间的矛盾严重限制了企业的发展，进行钛白酸性废水处理二期工程的建设正迫在眉睫。
通过建设钛白酸性废水处理二期工程（即新增二条废水处理生产线），使污水处理站的整体处理规模与钛白粉生产规模（2.5万吨/年）配套，达到保护环境，促进钛白粉分厂生产发展的目的。
3工程建设规模
3.1废水量预测
衡阳新华化工冶金总公司外排废水量主要随钛白粉分厂生产规模的变化而变化，公司外排废水量预测见表3-1。
表3-1公司外排废水量预测表
钛白粉分厂生产规模
1万t/a
1．5万t/a
2．5万t/a
公司外排废水量
220万m3/a
330万m3/a
550万m3/a
0.67万m3/d
1万m3/d
1.67万m3/d
3.2二期工程设计规模
二期工程设计处理规模为1.2万m3/d（见表3-2）。
由表3-1可知，钛白粉生产规模达2.5万吨/年时，公司外排废水水量增加至550万m3/年（即1.67万m3/d），考虑到工程设计规模应比实际废水产生量大（按20%的富余量计算），污水处理站总的处理规模确定为2万m3/d，其中二期工程设计处理规模为1.2万m3/d。
二期工程规模实施后污水处理站工程规模变化见表3-2。
表3-2污水处理站处理工程规模变化表
名称
原有一期工程
二期工程新增
二期工程实施后合计
规模
8000m3/d
1.2万m3/d
2万m3/d
4废水处理工程进、出水水质
4.1进水水质
进入废水处理二期工程的废水均来自钛白粉分厂，为钛白粉扩产产生的废水，因而其废水水质与原有一期工程相同。
公司污水处理站现有一期工程钛白粉生产废水进水水质pH值在1～2之间。
类比一期工程进水水质，确定本工程进水水质详见表4-1。
表中除pH值以外的各污染因子浓度数值为进水水质监测结果均值。
表4-1工程进水水质
项目
pH
COD
SS
Cr6+
Pb
Cd
As
Hg
磷酸盐
浓度（mg/L
pH值除外）
1～2
608
2242
0.012
0.77
0.002
0.598
1.39×
10-4
0.168
4.2出水水质
本工程出水的最终受纳水体是湘江衡阳段，属Ⅲ类水域,按照《污水综合排放标准》GB8978-1996中的规定：
排入GB3838Ⅲ类水域的污水执行一级标准。
标准值详见表4-2。
公司原有的废水处理一期工程采用石灰乳中和的方法可以使废水达标排放，二期工程拟采用电石渣代替石灰对废水进行处理，其技术可行性分析详见第6章。
处理后外排废水中pH值以能达到排放标准要求为目标，其它各污染物出水水质以监测结果取平均值做为依据。
据此类比一期工程出水水质和处理效果，确定二期工程出水水质见表4-2。
表4-2工程出水排放标准、出水水质、处理效果表
排放标准（mg/L）
GB8978-1996一级
6～9
100
70
0.5
1.0
0.1
0.05
出水水质（mg/L
pH值除外）
90
31
0.004
0.007
5×
10-5
0.050
处理效率
85.2%
98.6%
66.7%
93.5%
98.8%
64.0%
70.2%
5项目建设条件和选址
5.1建设条件
5.1.1工程建设地自然环境概况
（1）地理位置
衡阳新华化工冶金总公司位于湘江衡阳段上游的湘江河套，其南、西和北面均为湘江所包围，北距湘江约2km，南、西距湘江约5km。
东面约3km有京广铁路、京珠高速公路和107国道通过。
有铁路专用线进厂区。
该公司位于湖南省衡阳市珠晖区东阳乡境内，距市区约15km。
详见地理位置图（附图1）。
（2）地质地貌、水文地质、地震烈度
衡阳地区地质构造属NE向华夏系构造。
其基岩为第三纪衡阳砂岩，出露基岩部分紫红色砂岩与页岩互层。
东阳渡区域地表一段为亚粘土和腐殖土，下层为红壤、杂色粘土层。
厂区属丘陵地形，在子午线方向被深峡谷分割，谷底为稻田。
丘陵顶为缓坡，坡度为5~15度，绝对标高介于75~85m之间。
尾矿库正处在丘陵的剥蚀堆积近南北方向延伸凹地内，凹地内两侧山坡较缓，坡角8~12度，凹地内原为稻田、水塘，标高52~60m。
建尾砂库后堆积尾矿砂，现高约在92~97m之间。
本地区地貌类型多样，山、丘、岗平原兼有，以岗丘为主，丘陵多分布于盆地边缘，岗地主要分布于湘江及其支流沿岸。
地下水赋存于第四系地层中，属承压水，其稳定水位为0.4~8.2m，相当于绝对标高66.8~74.3m，承压水头高度在0.8~7.1m之间。
地下水的主要补给源为大气降水。
该地下水在弱水性土层中出现时，对各类水泥拌制成的混凝土均无侵蚀性。
根据中国地震烈度区划图划定，衡阳市地震烈度小于6度。
（3）水文
湘江全长856km，流域面积94660km2。
湘江衡阳段是本工程出水的受纳水体，本工程位于湘江的中下游，大源渡航电枢纽建坝蓄水前湘江衡阳市区段河宽平均约400m，平均流速0.87m/s。
建坝蓄水后，河宽平均600m左右，流速0.31m/s。
建坝蓄水前后水文特征见表5-1，其中蓄水后水文参数以2000年水文资料为依据。
本工程所在地处于河流拐弯内侧，周围地下水源丰富，井水较多且常年不干，附近单位和居民都以井水为生活饮用水源。
表5-1建坝蓄水前后衡阳市区段的水文特征
建坝蓄水前
建坝蓄水后
平均流量
1360m3/s
1320m3/s
最大流量
18100m3/s
2780m3/s
最小流量
30.0m3/s
489m3/s
90%保证率枯水期流量
155.1m3/s
-
平均水位
47.86m
51.54m
最高水位
60.37m
52.77m
最低水位
44.86m
49.32m
平均水深
3.85m
7.12m
最大水深
16.54m
8.20m
最小水深
1.03m
5.0m
平均流速
0.867m/s
0.31m/s
平均断面面积
1596m2
4258m2
平均河宽
414.46m
592m
平均水面比降
1.24
0.01
平均糙率
0.0306
0.0365
年平均水温
19.5℃
20.8℃
最高水温
34℃
最低水温
0.8℃
7℃
平均含沙量
0.117kg/m3
（4）气象
本工程所在地属中亚热带大陆性季风湿润气候，冬寒期短，夏热期长；
霜降期短，作物生长期长；
春温多变，寒潮频繁，盛夏初秋，高温少雨。
年平均降雨量为1406.3mm，多集中在4~6月，约占全年降雨量的40%以上。
年平均气温为18.1℃，年平均相对湿度78%，年平均气压1004hpa，无霜期270~308天，年日照时间为1142.3~1541.1小时。
最高气温和最低气温分别出现在七月和一月。
年平均风速2.0m/s,最大风速25m/s,常年主导风向为东北风,夏季主导风向为南风,年平均静风频率为23%,静风频率夏季最高为40%。
5.1.2供水条件
本工程生产用水量约146m3/h，主要用于灰乳调配、地面冲洗和设备冷却，其中灰乳调配、地面冲洗水约100m3/h由污水处理站清水池保证供给。
设备冷却水及其他生活与消防用水量及水压由总公司保证供给。
总公司的消防给水系统采用DN150环状给水系统，能够满足新建装置的消防供水需要。
5.1.3供电条件
总公司现有35/6KV总变电所一座，三回35KV电源分别引自衡阳供电局乌鸡塘变电站的乌东线和桃东线以及白鱼塘变电站的水东线。
所内设有三台35/6KV的变压器，1#变压器的容量为8000KVA，2#变压器的容量为10000KVA，3#变压器的容量为4000KVA，由于总公司现有35/6KV总变电所的富余容量较多，所以目前该所内的三台主变压器仅1#，2#投入运行，3#处于备用状态。
现有35/6KV总变电所的6KV配电系统为单母分段接线，根据总公司提供的资料，该变电所无论是供电能力还是可靠性均能满足本工程的用电要求。
5.2项目选址
污水处理一期工程周边约有6000m2的空地，为本工程的建设创造了条件。
本工程新建装置按流程分别布置在一期工程附近，不需新征地。
6工艺方案论证
6.1工艺选择原则
6.1.1技术先进，稳妥可靠
在现有技术的基础上，科学地加以总结。
在稳妥可靠的前提下，积极采用先进的工艺技术，保证达到排放标准。
6.1.2占地少
为节约利用土地资源，在选择工艺技术时考虑少占地。
6.1.3投资省
公司财力有限，要充分发挥投资效益，在能达到同样效果的情况，必须选择最为经济的工艺技术方案。
6.1.4管理方便，运行费用低
必须考虑公司的管理水平和投产后的常年运行费用。
因此在选择工艺方案时，要选择管理方便、运行费用低的方案。
6.2处理工艺功能要求
根据本工程污水处理站污水的处理目标及已确定的污水进水水质指标和出水水质要求，处理工艺要求超标指标pH、CODCr、SS、As达标排放。
6.3污水处理工艺方案综合比较
近年来国内对pH、CODCr、SS、As达标处理采用的处理工艺方案多种多样，本报告将常用的几种处理方法综合比选如下：
6.3.1酸性废水处理
目前，国内酸性废水处理的主要方法是中和处理。
中和药剂主要有：
石灰、石灰石、电石渣。
（1）中和工艺
石灰中和工艺
用石灰做中和剂的流程为：
酸性废水
石灰乳
中和池
消化制浆
石灰
石灰石中和工艺
酸性废水
200目以下下一步
石灰乳
第二中和池
第一中和池
石灰石破碎机
电石渣中和工艺
酸性废水
电石渣制浆（液固比为4）
从用电石渣与石灰中和废水的对比试验结果可知：
中和渣量、中和时间及压滤时间都比较接近，工艺程序上只需要增加电石渣制浆工序，但可省去石灰消化工序。
（2）经济效果分析
从电石渣中和废水的小型试验可知：
电石渣（干基）：
石灰=1.173，若电石渣含水50%，则电石渣（含水50%）：
石灰=2.13。
去年公司生产钛白10874吨，石灰消耗51760吨（其中精灰2321吨）,吨钛白产生的废水耗石灰为4.76吨（含军品废水耗灰），今年1~4月份，钛白产量5866吨，石灰消耗为25400吨，吨钛白产生的废水耗石灰（含军品废水耗灰）为4.33吨（因为1~4月份，军品开车时间少），按中和吨钛白产生的废水消耗石灰4.6吨计，其中石灰含返石20%，则吨钛白产生的废水实际消耗石灰为3.68吨，折成电石渣消耗为3.68×
2.13=7.84吨，具体计算如下：
吨石灰到厂价格为210元
中和吨钛白产生的废水的石灰消耗费用:
4.6×
210=966元
每吨石灰制成石灰乳的费用为27元:
27=124.2元
用石灰中和吨钛白产生的废水的总费用为:
966+124.2=1090.2元
吨电石渣从711矿到厂费用为100元
中和吨钛白产生的废水的电石渣消耗费用:
7.84×
100=784元
吨电石渣制浆费用为8元:
8=62.72元
用电石渣中和吨钛白产生的废水的总费用为:
784+62.72=846.7元
钛白的产量按每年产量2.5万吨计
用石灰中和所需费用为：
2.5×
1090.2=2725.5万元
用电石渣中和所需费用为:
846.7=2116.75万元
用电石渣代替石灰每年可节省中和费用:
2725.5－2116.75=608.75万元
若用建滔（衡阳）公司电石渣，估计吨运费30元左右，那么中和废水节约的费用则更加可观，同时还可让电石渣方出些费用，所以说用电石渣中和废水效益很明显。
（3）环境效果分析
随着经济的发展，电石渣产生量越来越大，已成为污染环境的主要因素之一，用电石渣做中和剂，处理酸性废水，不仅解决了中和剂的问题，而且解决了环境问题，具有明显的经济效益和环境效益。
电石渣可由郴州华湘化工有限公司提供，该公司在生产糊树脂过程中，需要大量电石产生乙炔气体，同时生成固体废物——电石渣（10万t/a）。
据调查，711矿每年有9万吨的电石渣产生，建滔（衡阳）公司即将建设的20万吨/年PVC生产装置建成后，每年有18万吨的电石渣（干基）产生，可保证本项目的中和剂需求。
根据经济效果和环境效果分析结果，本报告选用电石渣做中和试剂。
6.3.2含砷废水处理
1997年，我所自主研制的石灰乳中和—鼓风氧化-铁盐絮凝处理硫酸生产含砷酸性废水工艺在衡阳市松柏化肥厂得到成功应用，后又在衡阳当地得到了成功的推广应用。
其主要处理原理为：
当溶液中有O2存在时，Fe2+被氧化Fe3+，部份亚砷酸根离子被氧化成砷酸根离子，Fe3+与亚砷酸根离子和砷酸根离子生成溶解度很小的砷酸铁和亚砷酸铁；
另一方面，Fe3+与OH-生成溶解度较小的氢氧化铁胶体，它能吸附砷酸铁和亚砷酸铁而共沉淀，从而达到从废水中有效去除砷的目的。
根据本项目废水排放特征（废水中Fe2+含量高），含砷废水处理工艺选用中和—鼓风氧化-铁盐絮凝工艺。
6.4工艺方案选择
根据酸性废水处理工艺、含砷废水处理工艺和本项目废水排放特征，本报告选用电石渣中和、曝气氧化、铁盐絮凝共沉淀法除砷、压滤分离的工艺方案，综合流程示意如下：
酸性废水空气
四段中和、曝气槽
压滤机
压滤水
部份排放部份返回使用
压滤渣渣场堆存汽车运至尾砂坝
电石渣制浆后打入中和曝气槽与流入的酸性废水进行中和反应，同时废水中的Fe2+在空气氧化下变成Fe3+,部份AsO33-被氧化成AsO43-,Fe3+与AsO43-和AsO33-反应生成溶解度很少的FeAsO4和FeAsO3沉淀；
另一方面Fe3+在碱性条件下生成溶解度较少的Fe（OH）3胶体，它能吸附FeAsO4和FeAsO3而共沉淀。
经处理后废水通过压滤机进行固液分离，分离后的清水部分回用，部分排放，分离后的废渣暂存于临时渣场，再用汽车运至公司尾砂坝。
6.5处理效果和处理机理
6.5.1处理效果
本公司现有污水处理站处理效果见下表：
现有污水处理站处理效果
污水
进口（mg/l
污水出口（mg/l
标准限值
（mg/l
6-9
超标情况
达标
从上表可知：
本公司现有污水处理站出水水质可达标排放，根据电石渣做中和剂与石灰做中和剂的同效性，选用电石渣做中和剂的二期工程出水水质也能达标。
6.5.2处理机理
本公司废水CODCr超标的主要原因是废水中Fe2+含量高，废水进废水处理站后，Fe2+经氧化变成Fe3+，在碱性条件下生成氢氧化铁沉淀和砷酸铁沉淀，最后通过压滤与水分离而去除，这样就同时降低了Fe2+、CODCr、SS、As的浓度，这也是本报告选用该处理工艺的主要原因：
同时使CODCr、pH、SS、As四超标因子达标排放。
7污水处理站建设方案
7.1布局与布置
7.1.1总平面布置
（1）原则
满足生产工艺流程需要的前提下，综合考虑消防、环保、运输的需要，经济合理用地。
与污水处理站现有一期处理工程配套，操作运行管理方便。
布局合理，各功能单元功能明确。
（2）平面布置
根据工艺方案综合比较结论意见，本污水处理站采用电石渣中和——鼓风曝气工艺处理钛白粉（含高档金红石型钛白粉）生产废水，总图根据工艺流程及各构（建）筑物功能作条块式布置。
同时考虑改用电石渣取代
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