再生铅生产废水处理回用技术规范编制说明.docx
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再生铅生产废水处理回用技术规范编制说明
《再生铅生产废水处理回用技术规范》
编制说明
(征求意见稿)
《再生铅生产废水处理回用技术规范》编制组
2015年8月·
1任务来源…………………………………………………………………………………………1
2标准制订必要性……………………………………………………………………………..1
2.1标准制订的必要性分析……………………………………………………………………………………………………….1
2.2国家及相关主管部门的要求………………………………………………………………………………………………..2
2.3行业产业政策要求……………………………………………………………………………………………………………….3
2.4行业准入条件要求……………………………………………………………………………………………………………….4
2.5行业发展带来的环境问题……………………………………………………………………………………………………4
2.6再生铅行业清洁生产工艺及污染防治技术的最新进展……………………………………………………5
3主要工作过程…………………………………………………………………………………7
4国内外相关标准研究……………………………………………………………………..9
4.1国外再生铅生产工艺及废水处理情况………………………………………………………………………………..9
4.2国内再生铅生产工艺及废水处理情况………………………………………………………………………………..9
5同类工程现状调研………………………………………………………………………….12
6主要技术内容及说明……………………………………………………………………..18
6.1规范的适用范围………………………………………………………………………………………………..18
6.2术语和定义………………………………………………………………………………………………………..17
6.3污染物与污染负荷…………………………………………………………………………………………….17
6.4总体要求…………………………………………………………………………………………………………….19
6.5工艺技术设计…………………………………………………………………………………………………….20
6.6主要工艺设备和材料…………………………………………………………………………………………26
6.7检测与过程控制…………………………………………………………………………………………………26
6.8施工与验收…………………………………………………………………………………………………….26
6.9运行与维护………………………………………………………………………………………………………27
7标准实施的环境效益与经济技术分析………………………………………….27
7.1环境效益…………………………………………………………………………………………………………….27
7.2投资、运行及经济效益分析……………………………………………………………………………….27
8标准实施建议…………………………………………………………………………………..28
8.1管理措施建议………………………………………………………………………………………………….28
8.2实施方案建议………………………………………………………………………………………………….28
1任务来源
为了推动环保事业的发展,防治环境污染,维护生态平衡、保护人体健康,控制再生铅企业污染物的排放。
2014年,全国有色金属标准化技术委员会《关于转发2014第一批有色金属国家、行业标准(修)订项目计划的通知》(有色标委[2014]29号文),其中提出了制定《再生铅生产废水处理回用技术规范》(项目编号2014-1390T-YS)标准的任务,由安徽省华鑫铅业集团有限公司、安徽华铂再生资源科技有限公司和安徽省环境科学研究院共同承担该标准的编制工作。
2标准制定必要性
2.1标准制定的必要性分析
前几年,中国铅污染事件时有发生,并由此引发一系列社会问题对再生铅行业发展产生了不利影响。
2012年以来,工信部会同环保部等政府部门陆续发布了一系列相关再生铅产业政策法规,如《铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策》、《再生铅行业准入条件》以及《再生铅冶炼污染防治可行技术指南》等,进一步规范了再生铅产业的发展。
目前,再生铅产业已成为中国铅工业的重要组成部分。
国外,发达国家再生铅产量占铅总量的比例在60.9%以上,而中国仅为30%左右,《再生有色金属产业发展推进计划》中提出40%的发展目标。
目前,我国再生铅行业正向着良性方向发展,产业园区化集中,高度发展,由劳动密集型向资本和技术密集型转变,循环经济效益明显。
2014年,再生铅产量达到160万吨左右,中国再生铅行业正处于产业升级和结构转变时期。
据资料介绍,与生产原生铅相比,每吨再生铅相当于节能659千克标煤,节水235立方米,减少固体废物排放128吨,减少排放二氧化硫0.03吨。
2013年中国再生铅产业相当于节能98.9万吨标煤,节水3.5亿立方米,减少固废排放1.92亿吨,减少二氧化硫排放4.5万吨,为实现中国铅工业节能减排目标做出了重要贡献。
从节约资源、环境保护、循环经济方面来说,再生铅行业有很好的发展前景。
根据再生铅行业准入条件的规定,再生铅生产企业在原料预处理、烟气脱硫、设备、地面冲洗水、初期雨水等方面将产生大量含铅废水,由于产生的废水性质复杂,废水处理也有一定的难度,为使监管部门督察有依据,生产企业自律规范,有必要对该生产行业所产生的含铅废水从性质鉴别、处理工艺、设备等方面进行技术规范,使其真正做到含铅废水零排放。
2.2国家及相关主管部门的要求
(1)《国家环境保护“十二五”规划》
2011年12月国务院印发的《国家环境保护“十二五”规划》提出推进主要污染物减排,加大有色等行业落后产能淘汰力度,提高冶金、有色等行业污染物排放标准和清洁生产评价指标,鼓励各地制订更加严格的污染物排放标准,加快重金属相关企业落后产能淘汰步伐。
(2)《重金属污染综合防治“十二五”规划》
《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求对有色金属工业等涉重金属排放源制订更加严格的排放标准,进一步加强重金属污染物排放管理,到2015年,重点区域铅、汞、铬、隔和类金属砷等重金属污染物的排放,比2007年削减15%。
非重点区域重金属污染排放量不超过2007年的水平。
重点防控行业为有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业等5大行业。
(3)《水污染防治行动计划》
国务院关于印发水污染防治行动计划的通知,国发[2015]17号文中第一条:
全面控制污染物排放。
狠抓工业污染防治,专项治理十大重点行业。
制定造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副产品加工、原料药制造、制革、农药、电镀等行业专项治理方案,实施清洁生产改造。
(4)《中国有色金属工业中长期科技发展规划》
国家发改委在《中国有色金属工业中长期科技发展规划》中明确指出:
“中国再生有色金属行业发展循环经济具有极其重要的战略意义,再生有色金属必须加大发展力度”,并提出了“抓好三个一批的重点工作,即抓一批重大技术、抓一批重大项目、抓一批重点企业和园区,列入发展循环经济的重点。
(5)《铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策》
环境保护部2012年7月发布的《铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策》(征求意见稿)中明确以下几点:
总则:
新、改、扩建铅回收项目废铅蓄电池拆解应采用机械化破碎、分选技术,鼓励采用自动破碎分选技术。
铅膏应进行预脱硫处理后,采用低温连续熔炼、短窑熔炼、全湿法技术等先进技术进行冶炼,铅屑应单独进行低温熔炼,铸锭工序应采用机械化铸锭技术,废酸回收应采用离子交换或离子膜渗透等处理技术,废塑料应经两级以上清洗后回用。
水污染防治:
铅酸电池生产及再生过程中排放的废水应循环利用,废铅蓄电池再生废水循环利用率达到90%以上,鼓励生产废水全部循环利用。
含铅、砷等重金属的生产废水,按照其水质处理要求,可以采用化学沉淀法、生物法、吸附法、电化学法、膜分离法、离子膜反渗透单一或组合工艺进行处理;另外,厂区洗浴水、洗衣废水应按照含铅废水进行处理,厂区初期雨水应按照相关规定进行处理,不得与生活污水混合处理。
(6)《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》
环境保护部2015年4月16日发布了《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》,对再生铅企业的废水污染物排放浓度以及单位产品基准排水量作了限定。
由于重金属铅污染物属于国家目前严控的五类重金属之一,本次规范中要求高于环保部的标准,将生产废水在生产过程中和末端处理后全部回用,杜绝废水中铅污染物的排放量。
2.3行业产业政策要求
2011年1月24日工业和信息化部、科学技术部、财政部联合印发《再生有色金属产业发展推进计划》,提出加大行业监管指导力度,进一步强化环保监管和治理。
加工园区应建立“三废”实时监测系统,加强安全、劳动保护和环保设施建设,实现污染物集中处理,严格执行国务院《危险废物经营许可证管理办法》、《重金属污染综合防治规划》等政策规定。
对于再生铅企业必须依法取得危险废物收集和处置经营许可资质。
加强废铅酸蓄电池回收利用的各阶段环境监管,严禁人工拆解预处理,回收、储运、拆解、熔炼加工企业“三废”必须达标排放。
《有色金属工业中长期科技发展规划(2006-2020)》也对再生有色金属行业提出了要求:
“大力发展资源循环利用技术,再生资源化利用量提高到金属总量的30%左右”;在环保方面:
“大力研发行业清洁生产技术、装备,着重技术集成创新”;“对‘三废’实行减量化,从源头上消减固体废弃物、废水、废气的产生量和排放量”;“加强循环经济共性技术研究,提高工业用水循环利用率”。
2.4行业准入条件要求
2012年8月27日工业和信息化部发布《再生铅行业准入条件》中要求:
“新建再生铅项目必须在5万吨/年以上(单系列生产能力,下同)。
淘汰1万吨/年以下再生铅生产能力,以及坩锅熔炼、直接燃煤的反射炉等工艺设备。
鼓励企业实施5万吨/年以上改扩建再生铅项目,到2013年底以前淘汰3万吨以下的再生铅生产能力。
再生铅企业必须整只回收废铅蓄电池,执行《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597)中的有关要求,禁止对废铅蓄电池进行人工破碎和露天环境下破坏作业,严禁直接排放铅蓄电池破碎产生的废酸液。
企业应采用机械化破碎分选处置废铅蓄电池的工艺、技术和设备,预处理过程中采用水力分选的,必须做到闭路循环使用不外排。
工人洗衣、洗浴、车间冲洗废水等应单独收集处理。
再生铅企业应具备完整的废水处理设施、报警系统和应急处理等装置,企业应严格执行《废铅酸蓄电池处理污染控制技术规范》(HJ519),确保废水排放满足国家相关环保标准。
单独处理含铅废料的新建、改建、扩建再生铅项目,废水实现全部循环利用。
2.5行业发展带来的主要环境问题
再生铅企业的废水包括初期雨水、生产废水和生活污水。
本次规范中废水处理回用不包含生活污水。
生产废水主要来自废铅酸蓄电池拆解、粗炼和精炼等过程中产生各类废水,如:
拆解废水、脱硫废水、水淬渣废水、烟气冷却水、冲洗废水、塑料清洗废水、洗浴废水、纯水制备含盐废水、化验室废水以及初期雨水等。
各类废水的水质分析情况见表2-1。
表2-1再生铅企业废水产生源及水质浓度一览表
生产单元
废水种类
排放源
主要污染物及负荷
拆解
拆解废水
废旧铅酸蓄电池拆解
主要污染物为pH、Pb、SS和COD,其中,PH约为2~6;Pb:
6~15mg/l;SS:
100~150mg/l;COD:
50~80mg/l。
铅膏脱硫
脱硫废水
脱硫环节
主要污染物为Pb和SS,其中,Pb:
20~40mg/l;SS:
150~200mg/l。
烟气脱硫
脱硫废水
烟气处理系统
主要污染物为pH、SS、Pb,其中,pH约为8~10;SS:
400~600mg/l;Pb:
2~6mg/l。
水淬渣
水淬渣废水
冶炼炉排渣系统
主要污染物为SS、Pb,其中,SS:
100~150mg/l;Pb:
4~7mg/l。
烟气冷却
烟气冷却水
烟气处理系统
主要污染物为SS、Pb,其中,SS:
50~100mg/l;Pb:
1~2mg/l。
车间和工业场地
冲洗废水
设备冲洗、场地冲洗
主要污染物为SS、Pb和COD,其中,SS:
300~600mg/l;Pb:
30~40mg/l;COD:
50~80mg/l。
拆解
塑料清洗废水
塑料清洗
主要污染物为pH、COD、SS和Pb,其中,PH:
8~10;Pb:
5~10mg/l;COD:
50~70mg/l;SS:
250~400mg/l。
职工洗浴中心
洗浴废水
洗浴房
主要污染物为铅、COD和SS,其中,Pb:
10~60mg/l;COD:
50~120mg/l;SS:
50~150mg/l。
纯水制备
浓含盐废水
纯水制备车间
主要Ca2+、Mg2+,浓度一般为50-100mg/l,总硬度:
500-800mg/l,Cl-:
80-120mg/l。
化验室
化验室废水
化验室
主要污染物PH、Pb、COD、SS,其中,PH:
4~7;Pb:
0.1~0.3mg/l;COD:
20~90mg/l;SS:
200~300mg/l。
-
初期雨水
厂区内
主要污染物为铅和SS,其中,Pb:
0.5~1.5mg/l;SS:
200~300mg/l。
再生铅的主要原料废铅酸蓄电池,主要来源于汽车和其它交通工具,随着我国汽车工业在飞速发展,报废铅酸电池的数量在快速增加,再生铅工业在未来的10年将会快速发展,快速的发展会使原有企业产能增加,随之带来的是污染物排放量增加。
因此,再生铅工业的发展给环境带来的影响会增大,主要污染物为废酸、废水、烟气、铅烟(尘)等处理问题。
由于本规范的实施,将指导再生铅企业废水处理及回用的有关技术要求,可减轻对环境的压力和铅重金属污染物的排放。
2.6再生铅清洁生产工艺和污染防治技术的最新进展
再生铅的主要原料是废铅酸蓄电池,属于危险废物。
在再生利用过程中的主要污染物为废酸、废水,酸雾、二氧化硫、铅烟(尘)和颗粒物等污染物。
为了避免在再生利用过程中的污染,目前,清洁生产的途径是规范拆解,对废酸进行有效的收集,避免外溢;对铅膏泥单独熔炼或者转化后再熔炼;对产生的烟气进行有效的收集和脱硫处理;生产过程中采用负压操作,避免烟气的外溢;对操作工人进行清洁生产教育,做好劳动保护;废水进行处理回用等。
目前采用的清洁生产技术包括:
1)机械化预处理技术:
采用废铅酸电池机械化破碎,机械化分选,将其分为铅膏和废塑料、栅极板,并分别处理。
由于采用机械化破碎、机械化分选等,避免了工人与废酸和铅的直接接触,消除了对工人的安全隐患。
2)预脱硫技术:
分离之后的铅膏泥进行湿法转化,使硫酸铅转化为碳酸铅,然后再进行熔炼,做到节能降耗,同时消除烟气中的二氧化硫的污染,起到节能减排的效果。
3)铅栅极直接熔炼:
分离出来的铅栅极直接熔炼成铅合金;
4)铅烟(尘)的治理:
对于熔炼过程中产生的铅烟(尘),主要采用负压操作,使铅烟(尘)不外溢,同时需要配备有效的布袋收尘设备,对烟气进行有效的治理。
5)末端治理技术:
一些技术没有采用铅膏湿法转化的工艺,而是直接进行熔炼,但配备了完善的脱硫设备,使二氧化硫得到有效的处理,同时,颗粒物通过布袋除尘器得到有效的去除。
目前,我国几个大型的再生铅企业已经建立了废铅酸电池机械化破碎、分选等预处理设备,对废铅电池进行破碎分选,并对产生的塑料、废酸、铅膏泥、铅极板分别处理,但中小型的再生铅企业目前还不具备建设以上先进设备的能力。
(2)污染治理工艺的最新进展
污染治理主要几种发展趋势如下:
1)源头控制:
从源头做起,尽可能使有毒有害物质在生产之前分离出或者在生产过程中将其分解或转化为无毒无害的物质(如铅膏泥中的硫酸铅转化为碳酸铅);
2)末端治理:
采用有效的方法对污染物进行治理,如新型的脱硫技术的应用等(由于再生铅工业烟气中的二氧化硫的浓度很低,达不到制酸的要求,因此,只有采取烟气脱硫技术);
3)铅膏的湿法回收:
铅膏泥直接电解技术在国外被采用,这是再生铅工业的一个新的发展趋势,铅膏泥直接电解技术,不仅取代了传统的熔炼技术,同时也避免了熔炼而产生的含二氧化硫烟气和铅烟尘的污染问题。
3工作过程
2014年10月,全国有色金属标准化技术委员会下达了《再生铅生产废水处理回用技术规范》的科研课题,以下简称《规范》,2015年3月成立了《再生铅生产废水处理回用技术规范》编制组,根据工作计划和进度安排,编制组收集查阅了国内外相关文献、专利,邀请了再生铅相关专业的专家和领导,对《规范》编制的框架、结构、技术方案等进行了详细论证,对安徽、湖北、河南等省主要再生铅企业进行了现场调研,主要方式为:
收集企业资料、现场踏勘、与企业管理人员及技术人员进行交流并征求其意见等。
为编制《规范》的编制说明(征求意见稿),已开展如下工作:
(1)资料收集及整理
2015年3月至4月:
完成国内外再生铅生产及废水处理及回用技术与应用相关政策、法规、标准及技术资料的收集、整理和分析工作,为使研究成果与现行法律、法规以及技术规范更好衔接,编制组系统分析和评估了发达国家有关再生铅行业废水处理与回用的技术、管理和经济政策,明确了国外再生铅行业推进建立可行技术的对策与措施,调研了国内再生铅行业技术及相关政策,并进行了评估,找出我国在推进采用废水处理回用技术方面的基础条件和差距,同时全面研究了《斯德哥尔摩公约》、《巴塞尔公约》以及美国、欧洲、加拿大等国家在再生铅行业推进采用清洁生产技术暨污染防治对策方面的实际经验和具体做法,为再生铅行业生产废水处理回用技术规范的编制提供了基础。
(2)企业现场调研和技术交流
为了了解目前国内主要再生铅企业生产现状以及采取的废水处理技术等,2015年4月20日-22日,对安徽省界首市安徽华铂再生资源科技有限公司(原华鑫集团部分改制)现场进行了详细踏勘,对企业用水环节、废水产生环节以及废水处理回用现状等进行了认真调研。
对在建(异地改建)的安徽省华鑫铅业集团有限公司冶炼炉等生产设备及废水处理设施等进行了详细踏勘。
同时与两家企业的技术人员就再生铅废水产生、处理及回用情况进行了技术交流。
2015年5月18-25日,由全国有色编委会组织牵头对全国主要再生铅企业的环保治理现状进行了现场考察和技术交流,参与的单位有安徽省华鑫铅业集团有限公司、安徽华铂再生资源科技有限公司、湖北金洋冶金股份有限公司、河南豫光金铅集团有限责任公司以及安徽省环境科学研究院等。
参与单位首先对安徽华铂科技有限公司现场踏勘,了解公司的运行状况,从收集、运输、暂存、预处理、粗炼和精炼全部生产过程。
对公司的废水收集、处理、回用等环节进行咨询和交流。
会上编制组汇报了《规范》编制的思路和主要技术路线,与会人员进行了技术交流。
随即到湖北的金洋和河南豫光等再生铅企业进行实地考察,查看了生产现场,了解了废水处理和回用情况,并与企业的生产和环保方面的技术人员进行了交流和讨论。
2015年5月25日-28日,由全国有色金属标准化技术委员会在河南洛阳主持召开了全国有色金属标准工作会议,由安徽省华鑫铅业集团有限公司牵头、安徽华铂再生资源科技有限公司和安徽省环境科学研究院共同承担了国家工信部下发的《再生铅生产废气处理技术规范》和《再生铅生产废水处理回用技术规范》两项课题。
会议中编制组汇报了再生铅行业目前的环保技术要求,以及两项技术规范编制的思路和初稿内容,与国内主要再生铅企业(包括江苏春兴合金集团有限公司等)就环保治理措施、现状水平以及发展前景等进行了研讨,为下一步完成《规范》的编制提供了事实依据。
(3)完成征求意见稿及其编制说明
2015年6月12日-14日,编制组在安徽太和县组织了四家再生铅企业进行了座谈,分别是太和县大华能源科技有限公司、太和县长江金属材料有限公司、太和县顺达金属材料有限公司和安徽太和县环宇铅业集团。
座谈会上就《规范》的初稿进行了认真讨论,按照参会企业的一些具体要求对初稿进行了修改和完善。
编制组围绕再生铅行业废水处理回用技术开展了系统的调研和评估工作,广泛征求了本领域不同部门专家的意见和建议,综合考虑生产工艺及污染控制技术水平,行业发展状况以及国家相关产业政策和行业发展规划,斟酌研究各部门的反馈意见,形成《再生铅生产废水回用技术规范》(征求意见稿)及其编制说明。
4国内外相关标准研究
4.1国外再生铅生产工艺及废水处理情况
20世纪70年代以后,随着汽车工业成为国民经济的支柱产业以及国民环境意识的逐渐提高,废铅酸蓄电池再生铅生产技术得到了发达国家政府的高度重视。
目前,发到国家的废铅酸电池再生铅工艺主要是采用机械破碎分选和对含硫铅膏进行脱硫等湿法预处理技术,然后再用火法、湿法、干湿联合工艺回收铅及其它有用物质。
对于火法冶炼,发达国家一般采用短窑熔炼或长短窑联合熔炼工艺,废铅膏经过脱硫预处理后,一方面减少了进炉的物料量,提高了炉料的铅品位,从而减少了烟气量、弃渣量、烟尘量、能耗、二氧化硫排放量,提高金属回收率、工效、产能,有利于环境保护;另一方面也降低了工人劳动强度,减少了生产过程中的人为环境污染问题,如意大利某公司采用该技术,使炉料的含硫量降低了90%,这使得冶炼剂量和二氧化硫的排放大大减少;与未脱硫相比,脱硫可使冶炼能力提高30%,铅回收率达到90%以上,冶炼温度降低150℃,能耗降低10%,冶炼废弃物减少75%,对于全湿法冶炼,废旧蓄电池的湿法预处理脱硫是实现湿法电沉积冶炼的前提,其主要特点是在冶炼过程中无废气、废渣,铅回收率可达95%~97%。
对于国外再生铅企业废水处理多数采用化学沉淀法、离子交换法、电解法以及膜法处理等工艺。
4.2国内再生铅生产工艺及废水处理情况
我国再生铅工业是在1978年后形成的。
近十年中,汽车工业的发展和铅酸电池报废量的增加,促使了再生铅企业的迅速发展,根据《中国有色金属工业年鉴》的统计数字,近6年全国再生铅产生量见表4-1。
表4-1近年来我国再生铅产生量一览表
年份
2008
2009
2010
2011
2012
2013
产量(万吨)
70
123
135
135
140
150
根据2012年统计数据,我国共有再生铅冶炼企业80家,分布在全国15个省市,企业数量排名前三位的省为湖南省、河北省和安徽省,企业数目分别为43家、8家和6家,各省市再生铅企业分布及产能、产量情况见表4-2和图4-1所示。
表4-22012年全国再生铅冶炼企业分布及产能、产量情况
序号
省份
企业数量(单位:
个)
产能(单位:
万吨)
产量(单位:
万吨)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
湖南省
河北省
安徽省
广东省
河南省
江西省
江苏省
辽宁省
天津市
广西
贵州省
湖北省
内蒙
宁夏
山东省
43
8
6
5
4
4
3
2
2
1
1
1
1
1
1
64.9
30.4
79
8.2
61.0
10.2
16.5
7.0
3.1
9.0
6.0
4.0
2.0
1.0
0.1
37.02
8.47
43.1
2.56
11.72
0.82
11.70
5.00
3.35
6.99
- 配套讲稿:
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