红日钙业有限公司废水回收利用实施方案

红日钙业废水回收利用项目

实施方案

石家庄市红日钙业有限公司

二o年三月

石家庄市红日钙业有限公司

废水回收利用项目领导小组人员名单

组长：高彦中（董事长兼总经理）

副组长：高苍竹（副总经理）

成员：高玉兵（生技部经理）

高会林（车间主任）

焦荣文（车间主任）

陈志军（维修科）

高栓考（电管科）

石家庄市红日钙业有限公司

废水回收利用项目实施方案编制人员名单

项目实施责任人：高玉兵高会林陈志军

项目技术负责人：恭春瑞胡庆福

参编人员：高会堂高二庭焦荣文高国庆

魏海军高锁林高跃

编写：高苍竹

审核：焦玉梅

际出发，采取先进的节水模式和技术改造，形成建设节约型企业的长效

机制，降低企业运行成本，促进企业健康、协调、可持续发展。

L6项目背景

石家庄市红日钙业有限公司始建于1999年，经过十多年来的发展,

生产能力不断扩大，2007年至2009年先后进行了3项技术改造，年生产

能力达到10万吨（碳酸钙6万吨，高纯氧化钙4万吨）。循环水系统也

进行了多次的技术改造，由于资金等诸多方面的原因，现有的循环水系

统仍存在着补充水量大，循环利用效率低等问题，对企业的生产运行和

生产成本产生了不利的影响。尤其是井隆县作为二级水源保护地，如果

对废水不加以治理，将会对该当地的生态安全造成危害，而且还将直接

危及省会的饮水安全；同时与国家所倡导的经济产业发展必须走“资源

节约型，环境友好型”战略思路相背离，要使该产业的健康、持续发展,

必须进行废水循环回收利用。

随着企业节能降耗的日渐深入和国家对环保要求的日益严格，随着

合理使用资源，实现资源的有效循环再利用日趋深入，红日公司对废水

循环利用进行技术改造，实现废水的回收利用，既减少了排污量又减少

了一次水的使用量，从而降低了水资源的消耗和生产成本，同时也关系

着井隆县打造“中国钙都”，建设节水型社会的全局。因此，搞好废水

综合治理成为红日公司目前迫切需要解决的主要问题。

根据国家发改委2005年12月2日发布的《产业结构调整指导目录

（2005年本）》今后国家鼓励项目：第一类第九项第5条“用清洁生产

技术建设和改造无机化工生产装置”和第二十六项“环境保护与资源节

约综合利用”之第18条“'三废’综合利用及治理工程”和第21条“重

复用水技术开发及设备制造与使用“。公司及时提出该综合治理项目是

完全符合国家产业政策和发展方向的，并将通过该项目的实施取得更好

的社会效益。

L7项目建设的意义和必要性

1.7.1该项目废水的资源化综合利用，将从根本上解决污染环境和

资源浪费的难题。根据市县关于创建节能节水型企业的要求，为了加大

节能节水技术改造，充分依靠科技进步，推动节能节水工作，实现水资

源的循环再利用，通过本项目所采用的工艺路线可知，项目实施后，项

目对接生产线大大提高了碳酸钙的产量，同时该项目废水处理采用的闭

路循环利用技术，在实现碳酸钙生产过程污染物零排放的同时，收取废

水中的碳酸钙产品，将废水循环利用于生产过程，从而根本上解决了碳

酸钙生产过程环境污染和资源浪费的难题。

1.7.2该项目的实施将大幅度降低碳酸钙企业对地下水资源的消耗,

提高缺水地区水资源的利用率。

井隆县地处太行山脉，属海河流域子牙河系，源沱河支流一冶河，

为水资源严重匮乏的地区，同时是二级水源保护地区。从水资源开发利

用的现状来看，地表水可利用量也在逐年减少，境内5条河流4条干枯，

唯一有水的绵河也因山西搞东水西调工程而水量骤减，常年流量4-5个

流量左右，地下水位也逐年下降。全县水资源供需矛盾日益尖锐，水的

供需矛盾将会更加突出，水资源危机日趋严重。全县的经济发展只有依

赖地下水，水资源的匮乏制约工、农业发展，同时也影响人民的生产、

生活。而目前全县境内所有的碳酸钙生产企业均采用地下水，造成水资

源匮乏局面日趋严重，而排放的废水几乎全部由地表吸收，直接污染地

下水，形成恶性循环。本项目计划对公司现有的5个回水循环系统进行

技术改造，使吨产品用水量由原来的12.1吨降低到1.1吨，年可节水66

万吨，水的重复利用率达到95队比改造前提高81%,同时收取废水中的

碳酸钙产品，年可减少COD排放110吨，使企业生产在污水零排放的情

况下安全、经济的健康运行。该项目不仅降低了企业生产成本和地下水

资源的消耗，而且对改善本区域的生态环境，保护二级水源地的水质具

有良好的促进作用。

二、项目建设的主要内容

2.1节水改造工艺：

碳酸钙生产需水量分为5部分，一是窑气净化用水，二是原材料洗

选用水，三是石灰消化用水，四是锅炉烟道气脱硫用水，五是干燥排潮

吸收粉尘用水。产生废水的环节为窑气净化、原材料洗选、固液分离、

烟道气脱硫和干燥排潮等5个环节。

2.1.1窑气净化用水改造工艺：

窑气净化用水治理工艺流程图：

在碳酸钙生产中，石灰石燃烧分解出的C02气体伴随窑气一起排出。

由于窑气中含有硫的氧化物、煤尘和焦油，加之窑气温度较高,对碳酸

钙生产十分不利。因此我们首先将过去的鼓泡净化改造为PP多级净化工

艺，并建设循环重复利用三级沉淀，在沉淀过程中加入适量碱性物质

(NaOH或CaOH)进行脱硫，进而达到废水循环利用的目的，使窑气净化

耗水量由原来每吨产品0.35t降为0.007to

2.1.2石灰消化、固液分离、干燥排潮改造工艺：

石灰消化、固液分离、干燥排潮改造工艺流程图：

(1)石灰消化用水改变了传统的消化池人工操作方式，采用机械变

频化灰，严格按工艺用水规范配比，既减免了劳动强度又提高了灰乳质

量，灰水比例由原来的1：10.8调减为L5,由于采用废水回收利用，吨

钙消化用水比原来节水9.7吨。

(2)固液分离是废水产生最大的环节之一，我公司于2008年新上

节能环保设备陶瓷过滤机进行离心废水的再次分离，以截获离心滤液中

蕴含的成品钙，仅此一项改造年可增收碳酸钙600余吨，增收30万元。

在原来沉淀池的基础上，新建沉淀池450nl3,使废水有充足沉淀时间，

经过五级沉淀，使滤液澄清度符合化灰工艺要求，提高化灰速度，废水

回收利用率由原来的30%提高到95%以上。

(3)在碳酸钙干燥过程中，排潮系统因携带粉尘影响环境，需要用

湿式吸收塔进行处理，对此我们把吸附粉尘的废水输送到过滤机，随同

离心后的滤液进行沉淀处理，既截获了成品碳酸钙，又节约了水资源，，

使干燥排潮治理用水量由原来每吨产品0.32t降为0.003to

2.1.3原材料洗选、烟气脱硫用水改造工艺：

■原材料洗选用水改造工艺流程图：

■烟气脱硫用水改造工艺流程图:

原材料洗选、烟气脱硫用水工艺均采取了二级、三级沉淀循环利用，

使废水达到了零排放目标。

2.2项目建设技术方案：

从以上工艺流程图可以看出，一是窑气净化用水经过PP填料塔、PP

泡沫塔使气体和水的充分接触起到了很好的除尘作用。因产生的废水中

含有硫酸盐等腐蚀性物质，而该设备采用高温树脂制造，有较强的耐腐

蚀性能，同时在初沉池中加入碱性物质，使其与窑气中的酸性物质反应,

形成的无机盐得以分离沉淀，上清液自动流入调节池，通过循环泵将水

循环利用；二是碳化后经过固液分离产生的滤液和干燥排潮采用湿式高

效吸收塔产生的废水，通过管道进入陶鎏过滤机，再次过滤后，滤水经

过多级沉淀（自动重力沉降），达到石灰消化用水的工艺要求（滤液浓

度要求W2BeO）,之后通过循环泵送入化灰车间用于消化石灰。沉淀池

采用钢筋硅结构，不仅可减少滤液温度的损失，而且减少了一次水的补

充。；三是原材料洗选用水，沉淀池采用钢筋硅结构，池与池相连，污水

采用自动重力沉降，上清液自流入调节池，有效停留时间2小时；四是

烟道气脱硫产生的废水，在初级沉淀池中加入碱性物质，使废水的PH值

达到10以上，促进脱硫效果，废水经过三级沉淀，保证废水的浊度满足

循环用水的要求。

2.3建设规模

项目建设规模为建成年对应处理6万吨碳酸钙生产所产生的废水闭

路循环系统。建设内容包括新建窑气净化回水循环系统2套，GaC03乳液

分离、脱水循环水系统（50m3稠厚塔6个，沉淀池800nl3及泵、管线、

搅拌等辅助设施），干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统1套，原材料洗

涤、沉淀循环水系统1套和锅炉除尘、脱硫循环水系统1套。

2.4预期达到的目标

项目建成后不仅可实现碳酸钙生产废水的全部回收利用，而且还可

回收沉淀后的碳酸钙产品，实现生产废水零排放,年减排废水66万吨,

减排C0D110吨。同时可以降低生产运行成本，促进资源的重复利用，具

有良好的社会效益和环境效益。

2.5主要工程设备及工程量

本项目工艺主要设备均选自唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司。

2.5.1窑气净化系统改造设备一览表

序号设备名称规格与型号单位数量备注

1PP填料塔4)150cm个4

2PP泡沫塔。120cm个4

3PP气水分离器6100cm个4

4PP沉淀池20m3个3

5PP循环泵套2

2.5.2固液分离改造设备一览表

序号设备名称规格与型号单位数量备注

1陶瓷过滤机套2

2稠厚罐50m3个6钢制

3搅拌机XL05-29-4台套12

台

4离心泵1S100-80-1608

5笼式石灰消化机台1

6电控和测量装置套1

2.5.3主要建“构”筑物一览表

序号建(构)筑物名称建筑面积数量结构型式备注

1沉淀池100m35钢筋粒

2沉淀池50m34钢筋硅

3沉淀池25m34钢筋聆

4消化车间420m2钢构

三、项目依据、技术优势和可行性

3.1编制依据

1.建设单位提供的基础资料及设计要求;

2.《建筑物采暖设计规范》(GBJ14—87)

3.《建筑结构荷载规范》(GBJ9—87)

4.《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)

5.《建筑抗震设计规范》(GBJ11—89)

6.《建筑结构设计统一标准》(GBJ68—84)

7、《工业企业设计卫生标准》(TJ36—79)

8、《室外给水设计规范》(GBJ13—86)97年版

9、《室外排水设计规范》(GBJ13—86)97年版

10、《厂矿道路设计规范》(GBJ22—87)

11.《建筑设计防火规范》(GBJ16—87)2001年版

12.《工业企业总平面设计规范》(GB50187—93)

13.国家其他有关行政设计规范及标准。

3.2.编制原则：

1、结合我国国情，按企业要求，采用先进的工艺技术和新型设备结

构，以节约投资，提高企业经济效益；

2.设计上充分利用现有场地的基础条件进行技术方案的优化设计，

力求紧凑，布局合理，减少占地和投资费用。

3、设计中积极采用国内外先进成熟可靠的技术，努力做到科学合理,

确保生产设备、工艺水平处于国内领先地位；

4、在设计上努力强化节能设计，实现经济效益的最大化；设计上尽

量减少废水处理上术环境造成的影响，在工艺先进、布置合理的前提下，

尽力减少工程投资，以最小投资获取最大的经济效益。

5.劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格按照国家和地方

的有关规定

6、根据处理后的水质要求，选用适合本企业特点，为技术先进、高

效节能、管理简单、运行灵活，实践证明稳妥可靠的处理工艺，确保废

水利用效果。设备尽可能选用效率高、先进、节能、可靠、运行管理及

维修简便的设备，以确保废水循环利用的可靠运行。

3.3项目技术优势和可行性

3.3.1成果来源：

目前，河北科技大学和唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司研究设计

的碳酸钙生产废水回收利用技术和设备可以解决碳酸钙生产过程中的废

水、废渣排放造成的污染问题，实现了生产过程碳酸钙资源的综合利用，

充分提取了碳酸钙滤液中的有效成份，同时实现了生产过程水资源循环

利用。本项目引进河北科技大学和唐山浩华碳酸钙工艺设计有限公司研

究设计的碳酸钙生产废水回收利用技术及设备，通过项目建设，在引

进、消化、吸收的基础上再创新，为公司创建节水型企业，解决生产线

废水、废渣综合治理提供技术支持，彻底解决碳酸钙生产所造成的环境

污染问题，具有显著的社会效益和良好的经济效益。

3.3.2同行业成果应用情况：

根据中国无机盐工业协会2007年120家碳酸钙生产企业统计数据,

每生产1吨碳酸钙产品合格企业耗水量为8吨，先进企业耗水量为5吨,

最高耗水量为14吨，就井隆县而言，60家碳酸钙企业2007年碳酸钙吨

产品平均耗水量为10吨以上。近两年来，三兴、华北等钙业引进河北科

大、唐山浩华的废水回收利用技术，吨产品耗水量降到4吨以下，水重

复利用率达到95%,位于国内同行业先进水平。

3.3.3技术或工艺特点:

项目对接生产线为红日公司年产6万吨轻质碳酸钙生产线，生产

用水采用闭路循环工艺，主要针对窑气净化、原材料洗选、固液分离、烟

道气脱硫和干燥排潮等5个产生废水的环节，其工艺技术采用河北科大、

唐山浩华成熟的工艺技术路线和设备，从根本上解决了碳酸钙生产过程

环境污染和资源浪费的难题。

一是将原始的鼓泡净化改为PP多级净化工艺，并建设循环用水三级

沉淀池，进而达到废水循环利用的目的。

二是石灰消化用水改变了原来人工操作的方式，采用机械化灰，严

格按工艺用水进行配比即节约了人力又提高了灰乳的质量。通过对两个

工艺的比较用机械化灰每吨碳酸钙节约用水9.7吨，效果尤为显著。

三是新上节能环保设备陶瓷过滤机对滤液进行固液分离，通过陶瓷

过滤机的处理废水可重新进入消化工艺进行生产，截获离心机滤液中的

成品钙，对环境没有任何的负面影响，从源头上彻底解决了碳酸钙生产

厂家的环境污染问题。

项目建成投产后可实现碳酸钙生产废水的全部回收利用，生产过程

中不新增污水排放源，实现废水污水零排放，年可节水66万吨，水的重

复利用率达到95%,比改造前提高81%,同时收取废水中的碳酸钙产品，

年可减少COD排放110吨。同时可以降低生产运行成本，促进资源的重

复利用，使有限的资源发挥出最大的经济效益。

3.3.4项目建设的可行性：

经过市场调查结合目前国内先进碳酸钙生产技术及其成熟程度，本

项目拟采用目前国内资深的浩华碳酸钙工艺设计公司和河北科技大学研

究的碳酸钙废水回收利用技术，一方面通过该技术中先进的陶瓷过滤机

可将碳酸钙滤液中98%以上的游离碳酸钙分离出来，整个系统碳酸钙提

取率在95%以上；同时回收分离出的废水作为石灰消化工艺添加用水，从

而真正实现了废水的全部利用和回收。另一方面窑气通过PP填料塔和PP

泡沫塔使气体和液体有效的充分接触起到了很好的除尘除硫效果，因产

生的硫酸盐具有腐蚀性质且窑气温度比较高，因此该设备采用高温树脂

净化系统进行净化，汽水分离器脱出焦油。并建设了三级沉淀池，由原

来的一次用水改为循环用水。既提高了加工企业的经济效益，又解决了

生产过程废水、废渣排放所造成的环境污染问题。

四、项目建设重点及实施进度安排

4.1项目区域：

项目选址位于公司厂区内，公司有长期使用土地手续，证号为“井

士证变字集用(1999)第007号”，不另行征地。厂址北侧为山坡，南

侧为泄洪沟，东西两侧为农田和坡地，附近无自然保护区、文物及景观,

符合村镇规划要求(村镇规划选址意见书编号30808)o该场地地质构造

稳定，没有断层及不良工程地质情况，适宜技改建设。

4.2项目装置现状及问题

该生产线目前废水处理现状为：废水来源主要有五部分，一为清洗

工段清洗原料石灰石产生废水，废水量为吨产品0.33吨左右，该生产线

每天生产碳酸钙200吨以上，清洗水量在每天66nl3左右，该部分废水主

要成分为石灰石表面的泥沙，直接排放对环境不造成污染；二为窑气净

化工段废水，这部分废水主要含有硫的氧化物、煤尘和焦油，其排放量

约为每吨碳酸钙0.35t,这部分废水COD值非常高，是污染来源，目前公

司只通过两天循环利用后将废水外排，属有害废水；三是固液分离废水,

该环节是产生废水最大的环节，虽然建有沉淀池，因滤液浓度偏高，影

响生产和质量，回收利用率仅有30虬该滤液成分为碳酸钙，无毒无味,

但排放后给当地造成了白色污染；四是干燥排潮吸收塔产生的废水，同

固液分离产生的废水一样，未能全部回收利用，造成白色污染；五是锅

炉烟气脱硫产生的废水，其排放量为吨产品0.3吨，废水主要含有硫的

氧化物、煤尘和焦油，属有害废水。以上这些均是该项目解决的问题。

4.3项目建设重点:碳酸钙生产需水量分为5部分，一是窑气净化用

水，二是原材料洗选用水，三是石灰消化用水，四是锅炉烟道气脱硫用

水，五是干燥排潮吸收粉尘用水。产生废水的环节为窑气净化、原材料

洗选、固液分离、烟道气脱硫和干燥排潮等5个环节。建设重点以上五

个环节，新建窑气净化回水循环系统2套，GaC03乳液分离、脱水循环

水系统（50m3稠厚塔6个，沉淀池800m3及泵、管线、搅拌等辅助设

施），干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统1套，原材料洗涤、沉淀循环

水系统1套和锅炉除尘、脱硫循环水系统1套。

4.4项目建设进度安排：

2010年8月一2011年4月完成窑气净化回水循环系统;（责任人：高

玉兵）

2011年3月-2011年7月完成GaC03乳液分离、脱水循环水系统（50

m3稠厚塔6个，沉淀池800m3及泵、管线、搅拌等辅助设施的建设和安

装）；（责任人：高保牛）

2010年6月一2011年3月完成干燥排潮、吸收、沉淀循环水系统;

（责任人：高二庭）

2011年4月一201年6月完成原材料洗涤、沉淀循环水系统；（责任

人：焦荣文）

2011年5月--2011年7月完成锅炉除尘、脱硫循环水系统；（责任

人：高玉兵）

2011年7月一2011年8月完成项目的实验，资料整理。

4.5投资情况

4.5.1项目建设总投资

序号名称型号数量金额（万元）

1pp填料塔6150cm412

2PP泡沫塔巾120cm412

3PP气水分离器6100cm412

4PP沉淀池20m334

5循环泵lslOO-80-16086

6沉淀池1OOm3525

7沉淀池50m346

8沉淀池25m345

9稠厚塔50m3648

10陶瓷过滤机212

11电气设备8

12管道及安装35

13铺底流动资金30

13合计215

4.52项目资金筹措

本项目投资总额215万元，其中：企业自筹资金165万元，申请国

家补助资金50万元。

五、项目效益分析

5.1评价依据及参数

5.1.1经济计算期与建设期

本项目的经济计算期暂定为20年，其中包括1年建设期。

5.1.2资金使用规划

在建设期内，建设投资全部投入。

5.1.3固定资产折旧费与大修费

本项目形成固定资产原值已与息万元由予留残值率

已口盘幅按分类计提折旧的方法计提折旧费在每年提取折旧费

玲④回万元后按天计算五折旧费圜圜(&④副元日。

大修费匕々图万元〈白④白匕圜目曾皿E1E1万元出年组即：

区白盘气元&日。

5.1.4计费标准

(1)电费：0.58元/kwh；

水资源费：0.8元/吨;

(3)工资费用：由2人负责废水循环利用工作，月工资1000

元/人，合计2000元，年工资费用24000元，即：66.67元/日；

5.2经济评价

本项目完成后，可达到日循环处理废水1500吨，比改造前工艺日节

水2200吨，年节水659100吨的能力。

5.2.1成本估算

按要素成本估算法进行估算：

(1)耗电费

本项目总装机功率为：102.5kw,其中备用功率为：15kw,项目使用

率约15%的功率为75kw,累积常用功率为：23.75kw0

每小时耗电为:23.75kwh,电价按0.58元/度计，则：

系统运行每小时耗电费为：23.75X058=13.78元/时;即年电费成本为:

13.78X24X300=99216元/年。

(2)人工工资费：

本工程拟增加操作人员2人,工资标准为1000元/月计入成本，则折算

成吨费用为：0.036元/m3水；年工资成本为2.4万元。

(3)固定资产折旧费用为8.3万元/年折每吨水成本为0.15元。

(4)维修费用为2.22万元/年；折每吨水成本为0.04元。

(5)年直接运行成本合计99216+24000+83000+22200=228416元

5.2.2效益核算：

本工程投入运行后，年可节约补水为：659100吨，按水价为0.8元/

吨计；增收碳酸钙产品600吨，按现行市场价500元/吨计；公司地下水

取水装机功率为18KW,取水量为13.9L/S,即50m3/h。

则:年节约用水资源费为:659100X0.8=52.7万元；

年增收入为：600X500=30万元；

年节约取水电费659100^-50X18X0.58=13.8万元

5.2.3利润及税金

年税前利润总额增加值=96.5-22.8=73.7万元；

年税后利润总额增加值=73.7X(1-25%)=55.3万元。

5.3经济效益分析

5.3.1盈利性分析：

通过以上数据得知，该项目是可行的。

投资利润率=55.3+215义100%=25.7%；

投资利税率二73.74-215X100%=34.3%；

资本金利润率=55.3+215X100%=25.7%。

项目实施后，年增收节支56.8万元。按投资215万元计算，投

资回收期为215万元:55.3万元n3.9年。

5.3.2盈亏平衡分析：

以达产年生产能力利用率表示的盈亏平衡(BEP)来进行盈亏平衡分

析

BEP二固定成本/(营业收入-可变成本-销售税金)X100%=24.5%o

以上测算说明，本项目生产负荷达到设计能力的24.5%即可保本,

项目盈利能力较强。

5.4、社会效益分析:

5.4.1废水污染治理

现有生产装置规模为年产轻质碳酸钙6万吨，日产轻质碳酸钙200

吨（8.3吨/小时），其生产工艺用水为闭路循环工艺，碳化后碳酸钙浆液

固含量一般在18%左右，每小时排放含钙废水46吨（3波美度），日排

放量为1104吨。废水经陶瓷过滤机和闭路循环沉淀池处理后回用于机械

化灰工序；窑气洗涤塔用水经加碱中和沉淀处理后循环使用，其他环节

用水日排放量约260吨，沉淀处理后循环利用。沉淀产生的含煤渣废水

用于燃煤加水，可实现废水“零排放”目标。

5.4.2固废物治理

⑴、氢氧化钙废渣：0.2t/h；

（3）、锅炉炉渣：最大日灰渣量为4t/d

项目产生的废渣和炉渣均可出售，用于建筑材料，不外排，不会对

周围环境产生不良影响。

5.4.3废气处理

锅炉烟气经除尘脱硫后，经烟囱达标排放。

5.4.4生态环境保护

在厂区周边栽植绿化带，空闲边角种植花草，使厂区绿化率达到15%。对

道路、场面全部水泥硬化，并制定专人定时洒水，达到清洁生产，环境

优美的目标。

5.4.5项目节能分析

项目各环节消耗水量

改造前改造后前后对比

用水生产环节名称

吨钙耗水量吨钙耗水量吨钙节水量

窑气净化回水系统0.35t0.007t

石灰消化用水10.8t1.It

原材料洗选用水0.33t0.004t

干燥排潮除尘用水0.32t