《福建省合成氨工业水污染物排放标准》

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1、福建省合成氨工业水污染物排放标准编制说明(征求意见稿)福建省合成氨工业水污染物排放标准编制组20目 录一、制定标准的目的、依据和任务来源2二、工作概况2三、标准的主要内容和编制原则3(一)主要内容3(二)编制原则3四、合成氨工业废水污染防治技术分析4(一)合成氨工业废水产排污情况分析4(二)主要污染防治技术7(三)结论11五、标准限值及内容的确定11(一)氨氮、化学需氧量等主要污染因子13(二)单位产品基准排水量15(三)清洁生产要求15六、强制性标准实施的风险评估17七、环境效益19八、社会效益和经济效益19九、本标准实施的建议20一、制定标准的目的、依据和任务来源2011 年,国务院发布的

2、中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要提出“主要污染物排放总量显著减少,化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8,氨氮、氮氧化物排放分别减少10”的约束性指标。合成氨行业是氨氮的产生和排放大户。为控制污染,2006年,国家制定了清洁生产标准 氮肥制造业(HJT 188-2006)。2008年国家在合成氨工业污染物排放标准(GB134582001)的基础上做了大量的调研,形成了合成氨工业水污染物排放标准(征求意见稿),为进一步控制该行业的氨氮污染提出了方向。根据福建省统计年鉴(2011年),2010年,全省规模以上合成氨产量为102.1万吨、氮肥(折氮)产量为55.4万吨、尿素产量为32

3、.9万吨,合成氨同比增长1.29%;全省农业用氮肥(折氮)量共47.74万吨。我省合成氨行业存在的主要问题是:1、污染物排放量大, 经济贡献率低;2、规模小,能耗物耗高。合成氨工业是我省流域水环境污染的重要的贡献者,对水环境带来了巨大压力。为防止氨氮造成的水环境污染,严格控制合成氨行业的污染物排放,2011年5月福建省环保厅根据福建省“十二五”主要污染物总量削减目标责任书、省人民政府关于下达各设区市和平潭综合实验区“十二五”主要污染物总量减排目标责任书的通知(闽政文2011229 号)等文件的精神,下达了福建省合成氨工业水污染物排放标准地方标准的编制任务,由福建省环境科学研究院和福建省环境监测

4、中心站共同负责。福建省合成氨工业水污染物排放标准地方标准的编制,将使我省合成氨行业水污染防治工作依据更加科学合理,进一步促使行业的技术进步、实现可持续发展,进一步保护我省流域水环境。二、工作概况2011年5月,根据福建省环保厅下达的标准编制任务的要求,福建省环境科学研究院会同福建省环境监测中心站成立了标准编制组,负责福建省合成氨工业水污染物排放标准地方标准的编制工作。本标准主要起草人有:等。2011年10月标准编制组首先对福建省合成氨行业的结构和产排污现状进行调查,查阅相关的文献资料,参照合成氨工业水污染物排放标准(GB134582001)国家标准的要求,查阅我国先进的合成氨企业污水处理和循环

5、利用技术,确定福建省对合成氨行业的标准限值,在完成基础工作的同时,参考了河南省等一些地方标准的规定。2011年11月编制单位完成本标准征求意见稿和编制说明,2011年12月由福建省环保厅发文征求国家环境保护部、福建省发改委、经贸委、省质量技术监督局等单位征求意见。三、标准的主要内容和编制原则(一)主要内容根据国家标准合成氨工业水污染物排放标准(GB134582001)的要求,结合福建省合成氨行业的实际情况,制定了福建省合成氨工业水污染物排放标准,并将清洁生产标准 氮肥制造业(HJT 188-2006)中相关清洁生产要求纳入本标准。本标准适用于福建省辖区内合成氨、氮肥、硝酸铵等氮肥生产的企业或生

6、产设施的水污染物排放管理,以及对合成氨工业建设项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收及其投产后的水污染物排放管理。本标准针对合成氨工业废水、氨氮、COD等主要污染因子,主要规定了如下技术内容:1. 废水中氨氮、COD等主要污染因子的排放限值; 2. 单位产品基准排水量;(二)编制原则1. 与国家标准紧密衔接。作为地方标准,本标准指标体系以国家标准为基础,制定的指标限值或与同期国家标准相当,或严于同期国家标准。2. 从严控制的原则。以我国现行的环境法律、法规和标准为依据,从严制定污染物排放限值。贯彻污染物产生全过程控制的要求,促进行业可持续发展;3. 技术可行性原则。对每一受控的

7、污染物项目,结合现实技术能达到的控制水平,得出一种技术可行的标准限值。即要求标准与技术结合非常紧密,每个标准值都对应一定的技术。本标准在限值确定上充分遵循这一原则。4. 合理利用有限的环境容量,体现公平竞争原则,逐步缩小不同行业之间污染物排放控制要求的差距。5 促进产业结构调整,转变经济增长方式,解决结构性污染问题,淘汰落后生产工艺,降低合成氨行业的单位产值污染物排放量。促进合成氨行业企业上规模、上水平,优化原料结构与产品结构;6 促进行业实行清洁生产和节能降耗,完善污染物排放监控体系。促进地区经济与环境协调发展。四、合成氨工业废水污染防治技术分析(一)合成氨工业废水产排污情况分析1、我省合成

8、氨(氮肥)行业水污染物排放情况2010年我省氮肥行业废水各污染物排放浓度范围:氨氮4.67112mg/L、化学需氧量10.1137mg/L、挥发酚0.00030.121mg/L、硫化物0.0050.95mg/L、氰化物(总氰化合物)0.00040.259mg/L、石油类0.0154.299mg/L、悬浮物486.8mg/L。2、合成氨(联醇)废水产排污情况分析合成氨的生产工序主要包括造气、脱硫、CO变换、脱碳、精制、压缩与合成,精制工段主要有铜洗和甲醇化两种工艺。工业污染源产排污系数手册(2010修订)中规定了固定床间歇煤气化法合成氨及采用“物理法生物法”污水处理技术的产排污系数,见表4-1。

9、表4-1 合成氨生产过程产排污系数规模等级污染物指标产污系数(克/吨-产品)排污系数(克/吨-产品)18万吨/年工业废水量(510)106(510)106化学需氧量5001,50050700氨氮3501,000100400石油类301000挥发酚0.52.00氰化物5100818万吨/年(含8)工业废水量(520)106(520)106化学需氧量5003,000501,400氨氮3502,000100800石油类302000挥发酚0.54.00氰化物52008万吨/年工业废水量(1020)106(1020)106化学需氧量1,0006,0001002800氨氮4003,5002001,600石

10、油类504000挥发酚0.58.00氰化物5400工业污染源产排污系数手册(2010修订)所指的“氮肥生产污水零排放技术”包括:造气、脱硫系统冷却、洗涤水闭路循环技术;锅炉系统除尘水闭路循环技术;碱液脱硫替代氨水液相催化半水煤气变换气脱硫技术,连续熔硫工艺技术;含氨废水提浓回用技术;废油水分离回收技术;“一套三”浅除盐或除盐工艺制脱盐水或膜渗透制脱盐水;循环冷却水浓缩倍数3.0左右及以上;醇烃化(或甲烷化)替代铜洗工艺技术。根据排污系数取值原则,若企业采用“氮肥生产污水零排放技术”,则生产规模小于8万吨/年的企业废水排放量可实现10吨/吨氨、氨氮排放量可实现200克/吨氨,大于8万吨/年的企业

11、废水排放量可实现5吨/吨氨、氨氮排放量可实现100克/吨氨。3、尿素废水产生情况分析根据工业污染源产排污系数手册(2010修订),采用二氧化碳汽提法、氨汽提法、水溶液全循环法等尿素生产工艺的各种规模的废水产排污系数均为0.61.0吨/吨尿素(折1.061.76吨/吨氨),采用深度水解解吸废水处理工艺后氨氮排污系数为10100克/吨尿素(折17.6176.5克/吨氨),其他指标见表4-2。表4-2 尿素生产过程产排污系数污染物指标产污系数(克/吨-产品)废水处理技术排污系数(克/吨-产品)工业废水量(0.61.0)106解吸、深度水解解吸(0.61.0)106化学需氧量5,2008,700深度水

12、解解吸40100解吸200600氨氮25,00045,000深度水解解吸10100解吸200800山东省化工规划设计院庄肃霞等在尿素装置工艺废水回收技术综述中提供的数据为:尿素装置所产生的废水中氨质量分数约为5.5,尿素质量分数约为1.1,吨尿素废水排放量约为0.48m3(折0.85吨/吨氨)。采用3.9MPa蒸汽对该废液进行深度水解解析后废水中氨及尿素质量分数可达510-6以下,可作为锅炉补充水,使尿素装置零排放的同时吨尿素氨耗由 580kg 降至 568kg。4、碳酸氢铵废水产生情况分析碳酸氢铵生产实质上是合成氨生产的一个气体净化过程,即脱碳工段,合成氨的产排污量已包括了碳酸氢铵产品生产的

13、产排污量。5、硝酸铵及其他氮肥产品废水产生情况分析根据工业污染源产排污系数手册(2010修订),硝酸铵行业的废水排污系数为0.5吨/吨硝酸铵(折1.18吨/吨氨),采用常压中和工艺生产硝酸的氨氮排污系数为0100克/吨硝酸铵(折0235.3克/吨氨),其他指标见表4-3。表4-3 合成氨生产过程产排污系数工艺名称污染物指标产污系数(克/吨-产品)废水处理技术排污系数(克/吨-产品)常压中和工艺工业废水量0.93106回用于硝酸生产(00.5) 106氨氮30180回用于硝酸生产0100管式反应器工艺(含加压中和工艺)工业废水量0.55回用于硝酸生产00.3氨氮20110回用于硝酸生产050山东

14、省化工规划设计院王效英等在我国硝酸铵工业生产技术新进展中提供的数据为:当生产1吨(折百)硝酸浓度为55%时,理论排出的废液量为 660kg(折1.55吨/吨氨),废液中的主要成份为NH3、NH4NO3、H2O等。废液送至汽提塔顶部,从底部加入空气,用空气汽提废液中的氨。汽提出来的氨用硝酸吸收, 生产硝铵, 送至加压硝铵系统。汽提塔底部出来的水(含NH310010-6,硝铵30010-6),分为两部分,一部分送至硝酸吸收塔作为酸吸收用水, 另一部分作为循环水的补充用水, 做到硝铵废水全部利用, 达到废水零排放的要求。其他氮肥产品如氯化铵、三聚氰胺等,在我省的合成氨企业中所占比重不大,生产工艺差异

15、较大,但产排污水平比较相近。(二)主要污染防治技术1、两水闭路循环技术改造两水闭路循环技术是指将合成、压缩、碳化、变换、精制等工段排放的设备间接冷却水,经统一收集后,采用冷却降温加药水质稳定过滤处理后循环利用,即所谓的“清循环系统”;将造气、脱硫工段排放的半水煤气洗涤废水,采用混凝沉淀过滤冷却降温等措施后循环使用,即所谓的“浊循环系统”。 对于“浊循环系统”的造气、脱硫工段的洗气废水(水温一般为40-60)首先流至平流式混凝沉淀池,通过药剂混凝和重力作用将水中的绝大部分悬浮物沉淀去除,澄清后的废水再由热水泵加压送至防腐型冷却塔中,经冷却降温后流入冷水池,再由冷水泵加压通过管道送回至造气、脱硫工

16、段各洗气塔循环利用。 上述工艺中沉淀池的作用是依靠水中悬浮物自身重量沉降分离,但是,仅靠自然沉降方式,只能将水中较大颗粒沉降下来,而小颗粒悬浮物难以沉降,且在曝气冷却塔中堵塞喷嘴及填料,影响冷却效果。为有效的去除悬浮物,有企业在冷却塔前增加澄清器,并加入絮凝剂。澄清器的作用是将污水中直径小于0.01mg/L 的悬浮物颗粒进行加药混合,生成大的絮体后进行分离,从而达到净化水质除去杂质的效果,该装置SS 的出水浓度达到50mg/L。另外,为防止废水中氰化物、酚等有害成分在冷却塔中大量挥发,造成二次污染,许多企业将冷却塔改为填料式生物滤塔,利用微生物的吸附和氧化作用来降解废水中的部分污染物质。冷却型

17、塔式生物滤池对氰化物的去除效率为8590,挥发酚的去除率为5090,硫化物的去除率为4080。若目前企业废水各污染物排放浓度达标,即氰化物1mg/L、挥发酚0.1mg/L、硫化物0.5mg/L,则经过冷却型塔式生物滤池处理后,废水各污染物排放浓度约为:氰化物0.15mg/L、挥发酚0.05mg/L、硫化物0.03mg/L。浙江某合成氨企业煤产氨12万吨/年,煤造气洗涤水量约为 600m3/h。其含氰造气废水的处理方式为:煤造气的含氰污水经斜管沉灰池将其中直径较大的悬浮物除去后,进入污水集中池,然后用污水泵打入生化塔中部。生化塔中部为降温段,使水温降到45以下,塔上部为尾气净化段,其作用是将污水

18、中挥发出来的有害气体进行生物降解,再用喷淋水吸收尾气中的残余有害物质。塔下部为生物降解段,将脱氰、脱硫等微生物菌种挂在该段的填料表面上,形成一层微生物膜,将污水中的有害物质降解成为无害物质。降解脱氰后的污水与矾液混合流入脉冲澄清池,直径较小的悬浮物被除去,并通过悬浮在水中的细菌,进一步除去水中的有害物质。该企业的含氰废水经上述处理工艺氰化物、硫化物得到了很好的消减。该技术适用于我省所有的合成氨企业的污水排放系统改造,目前我省永安智胜公司和顺昌富宝公司已采用了类似的技术。2、合成氨气体净化非氨脱硫工艺目前我省小型氨厂基本采用氨水液相催化法脱硫,该方法所采用的脱硫液的一般组成为:氨1020 g/m

19、L,对苯二酚0.20.3 g/L, pH值为9。以氨水吸收H2S、以溶液中的苯醌氧化H2S的一种脱硫方法。这种方法产生的废水中氨氮浓度很高,且当煤气中CO2含量较高时,氨水吸收CO2量较多,会使溶液pH值降低,溶液脱硫率下降。其他的脱硫方法有:栲胶法(TV法)、蒽醌二磺酸钠法(ADA法),以及同时可以脱硫脱碳的NHD法,这些方法也统称为非氨脱硫技术。NHD技术是国家重点行业清洁生产技术导向目录(第一批)中推荐的清洁生产技术。NHD(聚乙二醇二甲醚)是杭州化工研究所、南京化学工业集团公司研究院与鲁南化学工业集团公司共同开发的一种物化性质较好的有机溶剂。NHD性质较碳丙稳定,蒸气压比碳丙法低100

20、多倍,在低温中吸收CO2能力比碳丙法高一倍多,所以NHD法具有能耗低、净化度高、溶剂性质稳定等特点。NHD法气体净化技术系脱除酸性气体的物理吸收工艺,相当于美国的Selexol法,适合于合成气、天然气、城市煤气等工艺气、燃料气的脱硫脱碳。山东、河北、黑龙江、湖南、安徽等省的多家中、小型氨厂已将NHD溶剂用于合成气的净化,取得了很好的经济效益。蒽醌二磺酸钠法(ADA法)的主要改进在脱硫气体的预处理、硫回收、废液处理等方面。该法以钒作为脱硫的基本催化剂,采用蒽醌2, 7-二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的再生载氧体,碳酸盐作为吸收介质。该法脱硫,溶液无毒,净化度高,脱硫效率高。近年来,国内多采用南化

21、研究院、四川化工厂及上海吴淞煤气厂联合开发的以Stretford工艺为基础的改良ADA法:溶液中添加酒石酸钾钠,以阻止钒酸盐的生成;添加少量三氯化铁及乙二胺四乙酸,使螯合剂起稳定溶液。这些非氨脱硫技术,在脱硫过程不产生含氨氮废水,每个企业可以根据企业自身的特点选用相应的合成氨气体净化非氨脱硫工艺。3、合成氨原料气净化精制技术合成氨原料气净化精制技术主要指原料气中残余CO、CO2的去除过程,传统的CO去除方法是采用铜洗,该方法存在铜氨溶液泄露等问题,不但增加废水中氨氮含量也增加了废水的处理难度。合成氨原料气净化精制技术是国家重点行业清洁生产技术导向目录(第一批)中推荐的技术。该工艺特点是:(1)

22、将原来要进铜洗的原料气改为甲醇化装置,使大部分的CO、CO2转化为甲醇,分离出来的气体再进甲烷化装置,使尚留的少量CO、CO2转化为甲烷,经处理后作为补充气 再送氨合成,原料气精制程度高,运行费用低,并副产甲醇。(2)整个工艺过程能自热平衡,不需外供热源,能耗低。(3)流程短,控制项目少,操作简便稳定,适应范围宽。(4)物耗低,无污染,投资省,可大幅度降低合成氨成本,经济效益高,投资一年多即可回收。原料气经精制后,CO、CO2含量为510ppm,可大大延长氨催化剂的使用寿命。凡是生产合成氨的企业,只要是采用铜洗工艺或传统甲烷化工艺净化精制原料气的大、中、小型合成氨厂均可使用该新工艺。目前我省大

23、中型合成氨企业基本采用了该技术,其他未采用的合成氨企业也适用该技术。4、尿素工艺冷凝液深度解吸水解和稀氨水回收改造尿素生产中的废水主要为尿素装置工艺冷凝液,主要含有氨、尿素。对于尿素装置工艺冷凝液的含氨废水,目前普遍采用的是深度解吸水解法,处理后的废水中含NH3和尿素浓度均小于5mg/L,该技术也是欧盟推荐的尿素生产工艺废水处理最佳可得技术。甘肃某化肥企业以天然气为原料生产合成氨并加工尿素,现有尿素生产装置两套,生产工艺采用水溶液全循环工艺,总生产能力达到40万吨/年,实际吨尿素产生工艺冷凝液在0.5吨左右。按日产尿素1200吨计,实际每天产生尿素工艺冷凝液600吨(25吨/小时),同时合成车

24、间氨回收产生的氨水约3吨/小时也进入解吸系统。由于尿素装置负荷较高,导致解吸废液氨氮严重超标。 该企业通过技改,在安装尿素装置分别建设处理能力为20吨/小时的解吸深度水解装置,对尿素工艺冷凝液及其他废水(包括合成氨回收产生的氨水,高压泵密封水、冲洗水、尿素合成塔冲洗水闭路循环,当氨含量上升到 2时进入解吸塔)进行集中处理,回收氨和尿素,处理后的冷凝液可达到 NH310mg/L、尿素5mg/L,处理后的冷凝液可作为脱盐水使用,从而实现尿素废水零排放。该技术适用于二氧化碳汽提法、氨汽提法和产能大于10万吨/年的水溶液全循环法的尿素企业。5、尿素工艺冷凝液低压水解技术该技术属于2010 年度国家鼓励

25、发展的环境保护技术目录中推荐的工业清洁生产技术之一。适用于化工厂、氮肥生产企业废水处理。该技术利用低压蒸汽,将尿素生产产生的工艺冷凝液中的氨、尿素水解解析出来,生成氨和二氧化碳,然后再返回系统中生成尿素,减少氨氮的排放。处理前氨 0.07%(重量),尿素 1.15%(重量),处理后氨低于 5ppm,回收率大于 99%,尿素低于 5ppm,回收率大于 98%,回收的氨和尿素可以减少吨尿素的氨耗约 35kg。该技术适用于生产尿素的合成氨企业。6、氮肥生产企业清洁生产技术该技术属于2008 年国家鼓励发展的环境保护技术目录和2010 年度国家鼓励发展的环境保护技术目录中推荐的行业清洁生产技术之一。该

26、技术将反渗透脱盐水作为循环水系统的补充水,在保证循环冷水水质的前提下,大大提高循环水的浓缩倍数,使循环冷却水做到基本不排放。吨氨循环冷却水排放量可由 1050m3减至 2m3以下。该技术与清洁生产工艺改造、闭路循环改造、末端治理回用和在线监测管理相结合,可实现氮肥企业的生产污水全部回用和废水的低排放。每生产1t氨可减排氨氮3.4kg、COD 7kg、氰化物 0.05kg、SS 10kg、石油类 0.5kg、挥发酚 0.01kg、硫化物 0.05kg,节约用水 1050t。该技术适用于采用自然通风造粒塔的尿素企业,以及以无烟煤为原料,采用固定床间歇式制气工艺的氮肥企业;以及氮肥企业废水处理。7、

27、高氨氮废水处理技术该技术属于2008 年国家鼓励发展的环境保护技术目录和2010 年度国家鼓励发展的环境保护技术目录中推荐的工业废水处理、回用与减排技术之一。(1)该技术采用双污泥系统,“初曝池初沉池”构成一个独立污泥系统,“兼(缺)氧池好氧池二沉池”构成一个独立污泥系统,在每一段污泥系统中,微生物制剂结合生物载体将传统的活性污泥法和生物膜法进行有机结合。双污泥工艺的抗冲击能力较强,使用的微生物制剂菌群能较完全地分解底物,产泥量仅为常规活性污泥法的 1/10。在进水COD 8004500mg/L、氨氮 100650mg/L、挥发酚低于1000mg/L、氰化物低于70mg/L、BOD5/COD为

28、0.10.3的情况下,经处理后出水COD低于100mg/L、氨氮低于15mg/L。(2)吸纳了“短程硝化-反硝化”与“同时硝化反硝化”脱氮技术的改进 A/O 法,在进水氨氮 150250 mg/L、COD 3501000 mg/L、C/N 24:1时,经处理后出水 COD 低于 20 mg/L、氨氮低于1.0 mg/L、总氮低于 30 mg/L。为进一步去除 NOX-N、延长后续双膜(超滤+反渗透膜)的使用寿命,出水继续进行脱氮处理和微污染水处理,达到 COD 低于10mg/L、氨氮低于0.2mg/L、浊度低于 5NTU后,经双膜处理后回用。(3)采用常温碱化吹脱脱氨技术,工艺流程为“废水预碱

29、化+氨吹脱+氨气吸收”。利用酸性吸收液对吹脱尾气进行氨吸收,设置封闭式吹脱气体循环装置,将吸收过氨氮的吹脱尾气封闭循环到吹脱塔,以有效减少吹脱废气外排量,处理后氨氮低于15mg/L。(4)采用蒸汽脱氨技术,工艺流程为“废水预热蒸汽脱氨氨水回收尾气吸收”。设置多级变压、控温吸收装置,将脱出的氨氮尾气进行有效吸收,馏出组分制成工业氨水,以实现氨氮的资源化回收利用和废气的无害化排放。采用该技术可将废水中的氨含量从500050000mg/L降至15mg/ L以下。该技术适用于煤制氮肥高氨氮废水的处理。(三)结论根据工业污染源产排污系数手册(2010修订)中的废水循环利用等清洁生产技术,合成氨(或碳酸氢

30、铵)企业废水排放量可达到5吨/吨氨、氨氮排放量可达到100克/吨氨、氨氮排放浓度可达到20mg/L,尿素企业废水排放量可达到6.76吨/吨氨、氨氮排放量可达到117.6克/吨氨、氨氮排放浓度可达到17.4mg/L,硝酸铵企业废水排放量可达到6.18吨/吨氨、氨氮排放量可达到100克/吨氨、氨氮排放浓度可达到16.2mg/L。通过采用现有的各种清洁生产工艺和污染防治技术,合成氨、尿素、硝酸铵污水站进口的氨氮排放浓度一般可以控制在氨氮650mg/L以下,出口的氨氮排放浓度可以达到20mg/L以下。五、标准限值及内容的确定按照“从严制定排放限值,防治合成氨工业的污染,促进合成氨行业结构调整。”之原则

31、,参考国家合成氨工业水污染物排放标准(GB134582001)规定排放限值,结合福建省合成氨工业实际情况,确定福建省合成氨工业水污染物排放限值。本标准制定的几个限值与国家标准和各地方标准对比如表4-1所示。1 表5-1引用了下列标准:合成氨工业水污染物排放标准(GB134582001)、河南省合成氨工业水污染物排放标准(DB41/538-2008)、江苏省化学工业主要水污染物排放标准(DB32/9392006)、山东省半岛流域水污染物综合排放标准(DB37/676-2007)、山东省海河流域水污染物综合排放标准(DB37/675-2007)。2. 表5-1中摘录的排放限值均为相应标准中现阶段实

32、行的标准限值。3河南省合成氨工业水污染物排放标准(DB41/538-2008)以GB134582001为基础制定于2008年,是国内第一个合成氨工业污染物排放地方标准。4结合福建省合成氨行业的特点,为加强控制该行业污染防治水平,各项污染物的排放浓度指标、单位产品排水量限值取值严于现行的合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-2001);但 COD、氨氮的排放浓度、单位产品排水量均较河南省合成氨工业水污染物排放标准(DB41/538-2008)宽松,氨氮、化学需氧量指标值略严于其他地方的排放标准,其余指标和合成氨工业水污染物排放标准(征求意见稿)相当。表5-1 各标准中合成氨工业污染物部分排

33、放限值对比标准GB13458 - 2001河南DB41/538-2008江苏DB32/939-2006山东DB37/676-2007山东DB37/675-2007日本本标准大型SS60506015050COD1005010012060氨氮401540254020总氮6025总磷80.5氰化物0.20.20.20.2挥发酚0.10.10.10.1硫化物0.50.50.50.5石油类5553排水量10101010中小型SS100508050COD1505012060氨氮701560257020总氮25总磷0.5氰化物10.210.2挥发酚0.10.10.10.1硫化物0.50.50.50.5石油类

34、5553排水量50105010(一)氨氮、化学需氧量等主要污染因子根据关于加强国家环境保护标准技术管理工作的通知(环科函200731 号)要求,标准限值原则上应根据国内外先进工艺技术从严要求。通过严格的标准,引导企业减污增效,实现防治污染、保护环境,促进产、学、研相结合,推动科技创新。同时标准限值还应与国家节能减排目标相衔接,与主要流域的环保目标相结合,满足新形势下环保工作管理需要。标准限值确定的主要原则:从严制定排放限值,防治合成氨工业的污染,促进合成氨行业的技术进步。1、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(COD)、 悬浮物(SS)本标准一时段沿用国标标准GB13458-2001表2内容,即现

35、阶段适用的国家标准。从2014年起,氨氮最高排放限制加严为:不高于20mg/L;COD最高排放限值加严为:不高于60mg/L;SS最高排放限值加严为:不高于50mg/L。为了达到二时段排放限值的要求,合成氨企业需要进行废水深度处理。国内已有多家合成氨企业在废水深度处理方面取得良好的效果。山东恒通(郯城)化工有限公司采用了10项系列治污新技术,其中8项是源头治理技术, 2项是尾端处理和回收技术。整个废水处理工程2008年投资1500万,处理后废水中氨氮含量15mg/L。河南某化工有限公司(生产合成氨、尿素)。废水处理工艺为:混合废水2400吨/天调节池初沉池好氧池(硝化池)中间沉淀池缺氧池生物接

36、触氧化池二沉池排放。工程于2008年投入使用。出水水质:COD40mg/L、氨氮含量20mg/L、SS50mg/L。吨废水处理成本0.864元。贵州绿色环保设备工程有限责任公司所提供的CASS + MBBR工艺处理厂区综合污水的技术,应用于某合成氨企业。处理工艺为:污水2880吨/天隔油池组合气浮装置CASS生化反应系统MBRR生物接触池。工程总投资834万元,2010年投入使用。出水水质:BOD5为10mg/L,CODCr为60mg/L,氨氮含量为10mg/L,浊度为5NTU。吨废水处理成本为0.3135元。山东国信水处理有限公司所提供A/O-MBR复合生物脱氮工艺应用于某合成氨企业,处理工

37、艺为:废水2400吨/天集水池调节池涡凹气浮设备MBR池清水池回用。工程于2006年投入使用,每天回收利用的废水约1900吨。出水水质:BOD5平均为5.6mg/L,CODCr平均为42.4mg/L,氨氮含量平均为7.5mg/L,浊度为2NTU。中国中轻国际工程有限公司和中国市政工程华北设计研究总院所设计的ACE废水处理工艺应用于湖北某化工有限公司(生产合成氨、甲醇、尿素、碳铵等),处理工艺为:废水1200吨/天格栅调节池缺氧池接触氧化池延时曝气池二沉池排放。工程于2008年投入使用。出水水质:BOD5未测COD在2050mg/L,氨氮含量在8mg/L,SS在2050mg/L。安徽颍上鑫泰化工

38、有限责任公司采用的废水处理工艺为:废水2400吨/天格栅调节池一级脱氮系统(亚硝化池、沉淀池、消氧池、自养脱氮池)二级脱氮系统(异氧脱氮池)三级除碳系统(曝气生物滤池)排放。工程于2010年左右投入使用,总投资500万元。出水水质:COD为13.33mg/L,氨氮含量为22.05 mg/L,SS为16.2 mg/L,CN-0.29 mg/L,S2-为0.16 mg/L。吨废水处理成本0.65元。洛阳骏马化工有限公司,主要产品为合成氨、尿素,废水处理处理工艺为:废水150m3/h初沉池调节池凉水塔A/O池二沉池外排。工程于2007年投入使用,总投资480万元。出水水质:COD为1419mg/L,

39、氨氮含量为1.082.41mg/L。吨废水处理成本1.5元。大庆油田化工集团甲醇分公司年产5104t合成氨装置,采用德国林德公司的LAC工艺,应用了中压高温蒸汽汽提法回收工艺冷凝液:冷凝液预热器工艺冷凝液汽提塔预热器。工程实施后,平均每年减少外排污水量8.2104t,出水水质:pH69,石油类5mg/L,氨氮8mg/L, COD150mg/L,甲醇5mg/L。以上工艺实例表明经过采用清洁生产技术和深度处理工艺后,大部分合成氨企业的废水氨氮、CODCr、SS浓度分别可以稳定达到20mg/L、60mg/L、50mg/L以下。企业可以正常运行、生产规模较大,说明技术和经济上都是可行的。2氰化物、硫化

40、物、挥发酚、石油类、总磷等指标我省合成氨企业以煤作为原料,因此废水中含有氰化物、挥发酚和硫化物。目前合成氨企业排放废水的氰化物基本都能达到0.5mg/L,若采用冷却塔式生物滤池,可以达到 0.2mg/L 的排放要求。对于废水中的挥发酚和硫化物也可以通过冷却塔式生物滤池进行去除,从现有企业的处理情况来看,基本都能满足0.1mg/L 和0.5mg/L 的排放要求。根据目前我省合成氨企业排放废水的石油类情况来看,基本都能满足5mg/L 的排放要求。加强生产管理,并进行废油回收利用,可以达到3mg/L 的排放要求。合成氨废水中的磷主要来自生活污水,可通过减少含磷洗涤剂使用,加强管理,达到标准限值。(二

41、)单位产品基准排水量目前我省合成氨行业企业排水量平均水平约为33吨/吨氨,为了兼顾2013年氨氮减排的要求,自本标准执行之日起,中型合成氨企业排水量加严为:不高于35吨/吨氨。合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-2001)表2规定大型合成氨企业排水量为10吨/吨氨,中型合成氨企业排水量为50吨/吨氨。清洁生产标准 氮肥制造业(HJT 188-2006)表4 污染物产生指标中一级的废水量为10吨/吨氨,二级的废水量为30吨/吨氨。本标准要求新、改、扩建企业从2012年7月1日起执行表2要求,现有合成氨企业从2013年7月1日起执行表2要求,即单位产品基准排水量不高于10吨/吨氨。本标准规

42、定的合成氨企业单位产品基准排水量限值严于国家合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-2001)和其他地区的排放标准;与河南省合成氨工业水污染物排放标准(DB41/538-2008)中10吨/吨氨的单位基准排水量一致。为了达到本标准二时段规定的单位产品基准排水量限值,合成氨企业应该从源头减少水耗量、加强废水深度处理、增加水重复利用率和回用率。并且随着排污费及水费的提高,节水产生的经济效益将抵消大部分污水处理费用。工信部于2010年3月公布的聚氯乙烯等17个重点行业清洁生产技术推行方案中指出以煤为原料的合成氨生产企业吨氨排水量约22立方米,先进企业则能实现吨氨排水量8立方米以下。根据工业污染源

43、产排污系数手册(2010修订),采用先进的废水循环利用的清洁生产技术,尿素企业废水排放量可达到6.76吨/吨氨,硝酸铵企业废水排放量可达到7.19吨/吨氨。因此本标准规定的限值在技术上可以实现。(三)清洁生产要求本标准还增加如下内容:1、推进合成氨行业清洁生产和工艺用水循环利用。新建、扩建合成氨、尿素项目必须达到行业二级清洁生产水平,即国内先进水平。其中,属于应淘汰的落后生产工艺装备和产品的,应按照落后产能淘汰规定予以淘汰。2、合成氨企业全面实施清污分流,开展清洁生产,采用清洁原料,采用“两水闭路循环技术”、“含氨废水的治理技术及氨氮减排工艺”、“尿素工艺冷凝液深度解吸水解技术”等先进清洁生产

44、工艺,强化生产过程中的环境管理;加快工艺用水循环利用技术改造,完善氨回收设施,提高水循环利用率和氨回收率;完善废水末端处理技术,采取深度处理措施,减少污染物排放量。3、国家制定了清洁生产标准 氮肥制造业(HJT 188-2006);清洁生产着眼于全过程控制的思路,企业可以减少能源资源消耗和污染物的产生,大大降低末端治理的压力,实现节能、降耗、减污、增效的目的。长期实践证明,实施清洁生产的企业均能取得显著的环境、经济和社会效益。对于我省合成氨行业而言,总体技术水平还不高,排污量大,在企业推行清洁生产所带来的减排潜力非常显著。随着环境准入制度越来越严格,新建企业不符合清洁生产要求,老企业不进行技术

45、改造就势必会被淘汰。这些清洁生产条文既是对企业的要求,也是对企业的指导。清洁生产提倡从源头上削减污染物的产生,减少能耗、物耗,是减少末端治理压力的有效手段。我省非常重视清洁生产的推行,为了贯彻落实清洁生产,提高我省合成氨企业的清洁生产水平,促使企业加大节水减排和污水回用力度。特将清洁生产的要求写入本标准。加强污染防控,实现污染物达标排放,企业可以采取如下清洁生产措施:1 对本厂废水处理设施进行技术升级改造,以达标排放,并根据生产工艺将处理后的废水回用以降低单位产品基准排水量。2. 通过企业内部的生产工艺调整,减少氨氮废水产生量,提高水的重复利用率。3通过清洁生产审核,实行全过程控制,减少污染物

46、的产生量和排放量,减小废水处理压力。企业不应单纯依靠末端治理工程,还应当着眼生产工艺的技术改进,单纯依靠末端治理实现达标排放,难度较大。并且随着环境准入制度越来越严格,新建企业不符合清洁生产要求,老企业不进行技术改造就势必会被淘汰。作为对传统产业发展模式的根本变革和减排的有效手段,实践证明,在工业行业实行清洁生产是未来工业行业节能减排、可持续发展的有效途径。着眼于全过程控制的思路,企业可以减少能源资源消耗和污染物的产生,大大降低末端治理的压力,实现节能、降耗、减污、增效的目的。长期实践证明,实施清洁生产的企业均能取得显著的环境、经济和社会效益。对于总体技术水平还不高,排污量大的企业,推行清洁生

47、产所带来的减排潜力非常显著。这已经得到业内的广泛重视。当今工业废水污染治理的合理思路是通过积极推进清洁生产,大力发展循环经济,实施全过程控制,实施结构调整,淘汰落后设备,并配合污染深度治理技术。国家工信部聚氯乙烯等17个重点行业清洁生产技术推行方案所推荐和鼓励的清洁生产技术有:连续加压煤气化技术(包括多喷嘴对置式水煤浆气化技术、经济型气流床分级气化技术、HT-L航天炉粉煤加压气化技术)、气体深度净化技术(包括常温精脱硫工艺技术,脱羰基金属、脱氯、脱氨、脱油技术)、合成氨原料气微量CO、CO2脱除清洁生产工艺(包括:合成氨原料气醇烃化精制新工艺、全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺技术)、氨

48、法锅炉烟气脱硫技术(可把稀氨水转化成硫酸氨回收并削减氨氮排放量)、氮肥行业工业冷却与锅炉系统节水及废水近零排放技术等。国家重点行业清洁生产技术导向目录(第一批)所推荐和鼓励的清洁生产技术有:合成氨气体净化新工艺NHD技术、合成氨原料气净化精制技术双甲新工艺。另外,其他可以采用的清洁生产技术有:尿素工艺冷凝液深度解吸水解和稀氨水回收改造、两水闭路循环技术改造。六、强制性标准实施的风险评估按照本标准的要求,现有企业从2013年7月1日起将执行比国家合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-2001)表2内容更为严格的排放限值。国内已有多家合成氨企业通过清洁生产技术、废水深度处理技术大幅降低废水中

49、氨氮、CODCr的浓度,并将处理后的废水部分回用于生产。表6-1中列举了部分企业废水处理工程工艺及出水水质等。废水经过处理后可以达到本标准排放限值的要求且废水处理运行费用在经济上合理可行。但是废水深度治理的工程投资大,并且水处理成本比例会随着规模的减小而增大。因此该标准限值的实施会导致一部分规模较小的企业水处理成本提高,可能加快企业在规模和工艺上提升改造,促进产业结构调整。表6-1 合成氨企业废水处理工程举例序号企业名称及类型工艺说明及工程概况处理效果成本,元/吨水 (备注)文献编号1河北某化工企业,主要产品为合成氨和甲醇处理工艺:废水1200吨/天沉淀池调节池CASS反应池监控池与清洁废水混

50、合后排放工程:2005年投资123万元出水水质:氨氮含量在35-67mg/l,CODCr在110-150mg/l,SS在21-88mg/l0.65(2005年)12某合成氨公司处理工艺:污水2880吨/天隔油池组合气浮装置CASS生化反应系统MBRR生物接触池工程:2010年投资834万元设计方:贵州绿色环保设备工程有限责任公司出水水质:BOD5为10mg/L,CODCr为60mg/L,氨氮含量为10mg/L,浊度为5NTU0.313523河南某化工有限公司,以合成氨、尿素生产为主,兼有碳铵、甲醇、编织袋生产等多种工业产品处理工艺:混合废水2400吨/天调节池初沉池好氧池(硝化池)中间沉淀池缺

51、氧池生物接触氧化池二沉池排放工程:2008年投入并使用出水水质:COD40mg/L、氨氮含量20mg/L、SS50mg/L0.86434安徽颍上鑫泰化工有限责任公司,生产合成氨处理工艺:废水2400吨/天格栅调节池一级脱氮系统(亚硝化池、沉淀池、消氧池、自养脱氮池)二级脱氮系统(异氧脱氮池)三级除碳系统(曝气生物滤池)排放工程:在2010年左右投入运营并使用,总投资500万元。出水水质:COD为13.33mg/L,氨氮含量为22.05 mg/L,SS为16.2 mg/L,CN-0.29 mg/L,S2-为0.16 mg/L0.6545洛阳骏马化工有限公司,以合成氨,尿素为主要化工产品处理工艺:

52、废水150m3/h初沉池调节池凉水塔A/O池二沉池外排工程:2007年投资480万元运营并使用出水水质:COD为1419mg/L,氨氮含量为1.082.41 mg/L,1.556大庆油田化工集团甲醇分公司,年产5104t合成氨装置,采用德国林德公司的LAC工艺中压高温蒸汽汽提法回收工艺冷凝液:冷凝液预热器工艺冷凝液汽提塔-预热器工程:平均每年减少外排污水量8.2104 t出水水质pH6-9,油5mg/L,氨氮8mg/L, COD150mg/L,甲醇5mg/L除盐水单耗降至3.74 t。吨氨成本节约44.679元,年节约成本230.72104元.67河南某化工有限公司硝化反硝化/生物接触氧化工艺

53、:综合废水格栅调节池初沉池好氧池中间沉淀池缺氧池生物接触氧化池二沉池滤池外排处理水量为2400m3/d,在进水COD 700 mg/L,氨氮 500 mg/L时,对COD和氨氮的平均去除率分别为945和97%0.8647参考文献:1 CASS工艺在合成氨废水处理工程中的应用2 合成氨废水处理工艺设计3 硝化反硝化/生物接触氧化工艺处理合成氨废水4 活性污泥法在合成氨废水处理中的应用5 A/O工艺在高氨氮废水中的应用6 合成氨装置工艺冷凝液回收利用项目改造7 硝化反硝化_生物接触氧化工艺处理合成氨废水七、环境效益通过本标准的实施,可以进一步完善福建省合成氨工业污染物排放的标准法规体系,促进合成氨

54、行业的落后产能淘汰,促进企业采用先进的清洁生产工艺,减少污染,改善生态环境,为经济发展腾出环境容量空间。以2011年合成氨企业监测数据以及全省主要大中型合成氨企业总排水量2000万吨估算,新标准的实施将削减氨氮约200吨、CODCr600吨、减排废水3000吨。八、社会效益和经济效益以10 万吨/年合成氨的规模进行估算,醇烃化项目投资约为9001800 万元,由于副产甲醇等产品,其投资回收期24 年。尿素工艺冷凝液深度解吸水解和稀氨水回收项目投资约300500 万元,投资回收期约为46 年。末端污水治理项目以日处理水量20005000m3计算,其工程投资费用约为350600万元。本次调查到的资

55、料中主要几种合成氨废水处理工程的最高的吨废水处理成本为1.5元。根据现有技术条件,若企业进行了相关环保技术改造,原水的氨氮可以实现在50100mg/L之间,达到标准所规定的20mg/L以下的吨水处理成本可以控制在1.5元以下。通过本标准的实施,一方面无疑将有助于环境水质量的改善,避免水体富营养化,改善人民的生活环境,同时也可以减少由于污染引起的健康等诸多经济损失,保障社会和谐发展。九、本标准实施的建议1. 对新污染源企业审批应严格按本标准的要求实施,必须着重审核把关,鼓励企业采用先进的生产工艺及设备;同时,应逐步提高企业违法排污的成本,引导企业增加污染治理设施投资,防止出现新的环境污染问题。2. 重视氮肥制造业污染防治最佳可行技术及污染减排技术的研究,鼓励产、学、研合作,加快配套出台最佳可行技术导则及污染治理工程技术规范,为合成氨企业工艺改造与污染设施建设提供技术支持,使其突破污染治理技术瓶颈。3. 积极推动现有合成氨企业清洁生产审核,从源头削减污染物的产生。4. 执行排污新标准合成氨企业势必要加大治污设备投入、增加生产成本。有关部门应出台有关环保治理的扶持鼓励政策。标准编制组2011年12月

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