解析题
20分
某公司拟建年产3.2×10^9Ah磷酸铁锂动力电池项目,建设内容包括联合厂房、N-甲基吡咯烷酮(NMP)罐区、原料仓库、软水和纯水制水站、循环冷却水系统、固体废物仓库、废水处理站以及燃气锅炉房等。项目...
某公司拟建年产3.2×10^9Ah磷酸铁锂动力电池项目,建设内容包括联合厂房、N-甲基吡咯烷酮(NMP)罐区、原料仓库、软水和纯水制水站、循环冷却水系统、固体废物仓库、废水处理站以及燃气锅炉房等。项目用水、用电、天然气由所在工业园区统一供给。
联合厂房布置正、负极片生产线及电池组装、活化与检测生产线。正极片生产工艺为:将磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)等粉料与溶剂NMP混合制成浆料,涂覆在铝箔上,再经热压、分切、烘烤、检验,合格正极片送电池组装工序。负极片生产工艺为:将石墨、羧甲基纤维素(CMC)等粉料与纯水混合制成浆料,涂覆在铜箔上,再经热压、分切、烘干、检验,合格负极片送电池组装工序。电池组装、活化和检测工艺主要为:正负极叠片、极耳焊接、软包顶封、电芯干燥、电解液真空加注及封边、化成、老化、组装、检验,合格电池包装入库。
NMP采用50m3罐车运输至NMP储罐,电解液及PVDF采用200kg标准桶装,其他物料采用25kg袋装,均贮存于原料仓库。NMP罐区占地面积400m2,布置泵房1个及120m3原料储罐和NMP废液储罐各2个。电解液含10%的六氟磷酸锂,90%的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等挥发性有机物(VOCS)。
正极制浆、涂覆工艺NMP废气采取密闭罩收集、处理工艺流程见图3。
图3 正极涂覆NMP废气收集、处理工艺流程图NMP废气经热交换器冷凝(110~130℃)和转轮分子筛吸附后,引出一部分至热交换器加热至120℃后用于转轮分子筛的脱附,脱附产生的高浓度NMP废气返回热交换器入口持续冷凝回收NMP;其余废气经水吸收净化后由25m高排气筒排放。热交换器冷凝、转轮分子筛吸附和水吸收对NMP的去除效率分别为95%、95%和80%,NMP废气产生量为100kg/h。电池组装电解液真空加注工艺废气采用活性炭吸附/脱附+RCO工艺处理后由15m高排气筒排放,排气筒烟气量为18000m3/h。
NMP废气处理产生的NMP冷凝废液,经管道输送至NMP废液储罐贮存,而后委托NMP供货单位进行综合利用;水吸收产生的NMP废水送全厂废水处理站处理。项目产生的废水水量及初始水质见表3。
表3 项目废水水量及初始水质一览表(单位:mg/L)
项目可行性研究报告提出的废水处理方案为:正极生产线设备清洗废水及水洗吸收NMP废水采用沉淀、芬顿氧化、混凝沉淀预处理后,再与负极生产线设备清洗废水混合后采用调节、酸化、UASB和A/O工艺处理。处理后的废水(设计出水水质COD≤140mg/L、磷酸盐≤1mg/L)再与循环冷却水系统排污水、生活污水一并由总排放口排入园区污水处理厂进一步处理。
项目拟建厂址位于工业园区,占地面积为20hm2,厂址东面隔规划道路现状为耕地,距东厂界400m处有一村庄,本项目土壤环境影响评价工作等级为三级,环评文件编制单位制定的土壤环境现状调查方案为:在项目用地范围内设3个土壤表层监测点,监测砷、镉、铬(六价)、铜、铅、汞、锌和镍8项因子。
注:《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)规定:废水间接排放化学需氧量(COD)和磷酸盐最高允许排放浓度限值分别为150mg/L和2mg/L。
【问题】
1.指出拟建项目的危险物质。
2.土壤环境现状调查方案确定的监测因子是否合理?说明理由。
3.计算运行稳定状态下NMP废气处理系统的NMP冷凝废液量及NMP排放浓度。
4.项目废水收集、处理方案是否合理?说明理由。
5.分别指出拟建项目产生的一般工业固体废物和危险废物。
联合厂房布置正、负极片生产线及电池组装、活化与检测生产线。正极片生产工艺为:将磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)等粉料与溶剂NMP混合制成浆料,涂覆在铝箔上,再经热压、分切、烘烤、检验,合格正极片送电池组装工序。负极片生产工艺为:将石墨、羧甲基纤维素(CMC)等粉料与纯水混合制成浆料,涂覆在铜箔上,再经热压、分切、烘干、检验,合格负极片送电池组装工序。电池组装、活化和检测工艺主要为:正负极叠片、极耳焊接、软包顶封、电芯干燥、电解液真空加注及封边、化成、老化、组装、检验,合格电池包装入库。
NMP采用50m3罐车运输至NMP储罐,电解液及PVDF采用200kg标准桶装,其他物料采用25kg袋装,均贮存于原料仓库。NMP罐区占地面积400m2,布置泵房1个及120m3原料储罐和NMP废液储罐各2个。电解液含10%的六氟磷酸锂,90%的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等挥发性有机物(VOCS)。
正极制浆、涂覆工艺NMP废气采取密闭罩收集、处理工艺流程见图3。
图3 正极涂覆NMP废气收集、处理工艺流程图NMP废气经热交换器冷凝(110~130℃)和转轮分子筛吸附后,引出一部分至热交换器加热至120℃后用于转轮分子筛的脱附,脱附产生的高浓度NMP废气返回热交换器入口持续冷凝回收NMP;其余废气经水吸收净化后由25m高排气筒排放。热交换器冷凝、转轮分子筛吸附和水吸收对NMP的去除效率分别为95%、95%和80%,NMP废气产生量为100kg/h。电池组装电解液真空加注工艺废气采用活性炭吸附/脱附+RCO工艺处理后由15m高排气筒排放,排气筒烟气量为18000m3/h。
NMP废气处理产生的NMP冷凝废液,经管道输送至NMP废液储罐贮存,而后委托NMP供货单位进行综合利用;水吸收产生的NMP废水送全厂废水处理站处理。项目产生的废水水量及初始水质见表3。
表3 项目废水水量及初始水质一览表(单位:mg/L)
项目可行性研究报告提出的废水处理方案为:正极生产线设备清洗废水及水洗吸收NMP废水采用沉淀、芬顿氧化、混凝沉淀预处理后,再与负极生产线设备清洗废水混合后采用调节、酸化、UASB和A/O工艺处理。处理后的废水(设计出水水质COD≤140mg/L、磷酸盐≤1mg/L)再与循环冷却水系统排污水、生活污水一并由总排放口排入园区污水处理厂进一步处理。
项目拟建厂址位于工业园区,占地面积为20hm2,厂址东面隔规划道路现状为耕地,距东厂界400m处有一村庄,本项目土壤环境影响评价工作等级为三级,环评文件编制单位制定的土壤环境现状调查方案为:在项目用地范围内设3个土壤表层监测点,监测砷、镉、铬(六价)、铜、铅、汞、锌和镍8项因子。
注:《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)规定:废水间接排放化学需氧量(COD)和磷酸盐最高允许排放浓度限值分别为150mg/L和2mg/L。
【问题】
1.指出拟建项目的危险物质。
2.土壤环境现状调查方案确定的监测因子是否合理?说明理由。
3.计算运行稳定状态下NMP废气处理系统的NMP冷凝废液量及NMP排放浓度。
4.项目废水收集、处理方案是否合理?说明理由。
5.分别指出拟建项目产生的一般工业固体废物和危险废物。
参考解析: 1.拟建项目的危险物质有NMP废气,NMP废液、电解液,正极生产线设备清洗废水及NMP废水。
(2)理由:①至少有1个表层样点还需监测基本因子;②应监测特征因子为铬。
(2)NMP排放浓度=(100-99.5125)×(1-80%)×106/18000≈5.42(mg/m3)。
(2)理由:①COD浓度总排放口处=[(20+40)×140+200×40+100×400]/(20+40+200+100)≈156.67(mg/L)>150mg/L,超过间接排放标准;②磷酸盐浓度总排放口处=[(20+40+200)×1+100×6]/(20+40+200+100)≈2.39(mg/L)>2mg/L,超过间接排放标准。总排放口处COD排放浓度及磷酸盐排放浓度均超标,故废水收集、处理方案不合理。
(2)拟建项目产生的危险废物:NMP废液、废转轮分子筛、废活性炭、RCO工艺废催化剂。