化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告.doc

1 XX 化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程 可行性研究报告可行性研究报告 目目 录录 前前 言言 1 1 1 概概 述述 3 1 11 1 编制依据编制依据 3 1 21 2 编制内容及范围编制内容及范围 3 1 31 3 主要编制资料主要编制资料 3 1 41 4 主要规范和标准主要规范和标准 4 1 51 5 编制原则编制原则 6 1 61 6 基地概况及自然条件基地概况及自然条件 6 1 71 7 基地供排水现状及规划基地供排水现状及规划 7 1 81 8 工程建设的必要性工程建设的必要性 10 2 2 工程规模 废水水质及建设年限工程规模 废水水质及建设年限 13 2 12 1 废水量预测废水量预测 13 2 22 2 进 出水水质进 出水水质 13 2 32 3 污泥处理目标污泥处理目标 14 3 3 污水处理厂工艺方案论证污水处理厂工艺方案论证 15 3 13 1 厂址选择厂址选择 15 3 23 2 处理工艺选择处理工艺选择 15 4 工程设计工程设计 21 4 14 1 工艺设计工艺设计 21 4 24 2 建筑设计建筑设计 24 4 34 3 结构设计结构设计 26 4 44 4 电气设计电气设计 27 4 54 5 自控仪表设计自控仪表设计 29 4 64 6 机械设计机械设计 30 4 74 7 空调及通风设计空调及通风设计 31 5 5 环境影响评价及劳动安全保护 消防环境影响评价及劳动安全保护 消防 33 5 15 1 环境影响评价环境影响评价 33 5 25 2 劳动安全保护劳动安全保护 34 5 35 3 消防消防 35 6 6 项目建设实施计划及处理厂管理机构 劳动定员项目建设实施计划及处理厂管理机构 劳动定员 36 6 16 1 项目建设实施计划项目建设实施计划 36 6 26 2 污水处理厂管理机构污水处理厂管理机构 38 6 36 3 劳动定员劳动定员 38 7 7 工程节能工程节能 40 7 17 1 能耗指标能耗指标 40 7 27 2 节能措施节能措施 40 8 8 投资估算及资金筹措计划投资估算及资金筹措计划 41 8 18 1 工程概况工程概况 41 8 28 2 编制说明编制说明 41 2 8 38 3 投资构成分析投资构成分析 41 8 48 4 资金筹措及使用计划资金筹措及使用计划 43 9 9 经济评价经济评价 44 9 19 1 财务预测财务预测 44 9 49 4 财务评价结论财务评价结论 46 9 59 5 国民经济评价国民经济评价 46 1 前前 言言 X 地处 X 河南 山东和山西四省交界处 具有得天独厚的市场区位优势 X 河 南 山东和山西四省 2007 年的地区经济总量为 6042 1 22 亿元 占全国的 24 21 如果考虑北京和天津 以 X 为圆心的 500 公里范围内 地区经济总量将占全国的近 30 因此为国民经济基础原材料的化工产品提供了广阔的市场空间 自 1958 年全市第一家化工企业成立以来 X 市已形成了以盐化工为龙头的精细化 工产业 2007 年全市化工产值达到了 152 5 亿元 其中化学原料及化学品制造业产值 为 59 64 亿元 除新近形成的炼焦化学工业园外 X 市的盐化工及精细化学品制造产业主要布局在 复兴区 然而 随着城市的发展和产业用地的扩张 化工区与城市生活居住区之间的 隔离空间越来越小 因此化工生产 特别是盐化工生产过程中的氯气及氯化氢的安全 防护距离已不符合相关标准和规范的要求 所以存在较大的安全隐患 为了进一步做大 X 市的化工产业 扩大产业发展空间 并解决复兴区的环境污染 和安全隐患 X 市政府决定对复兴区化工产业实施整体搬迁 并于 2008 年 9 月 18 日 下发了 加快推进市化工区搬迁改造和建设新型化工基地实施方案 一方面吸纳 市区搬迁企业 继续发挥已有产业的优势 另外可以吸纳外来资本 将 X 建成为四省 交界区域特色突出 具有较强竞争能力的重要化工基地 产品服务于周边的市场 不 仅为产业发展创造了空间和环境 更为重要的是解决了长期以来影响城市生活安全的 污染问题 为居民创造了和谐的社会环境 依据产业基地规划 污水排放采用雨污分流系统 各生产装置界区内排放的生产 污水先经过厂内预处理 达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 中的三级标准 后 分别送至区内集中污水处理厂 建设区内集中污水处理厂 接纳来自各生产企业 经过预处理的污水 集中处理 达到污水再生利用标准后 作为区内的中水回用 少 量外排水 先进入 400 亩人工湿地 再排入西沙河 2 受 XX 化工产业基地的委托 我司在 X 市总体规划以及 X 化工产业基地产业发展规 划的指导下 进行了关于 X 化工基地化工废水集中处理与回用技术研究及示范工程的 可行性研究报告的编制工作 本工程主要内容如下 1 1 工程规模 工程规模 近期 2 万 m3 d 中水回用处理规模 1 6 万 m3 d 远期共 7 万 m3 d 中水回用处理规模共 5 6 万 m3 d 2 2 污水处理厂进 出水水质 污水处理厂进 出水水质 基地排污企业均按要求设有配套的废水处理工程 废水自行预处理达到 污水综 合排放标准 GB8978 1996 后依照不同产业划分分别进入集中处理厂 参照国内 外同类化工污水的水质情况 确定产业基地化工污水的进水水质 中水回用水主要用 于基地杂用水 湿地景观用水等 结合国内现有产业园区用水水质情况 确定中水回 用水水质 水质 类别 CODcr mg l BOD5 mg l SS mg l PH 进水 10006004006 9 中水回用水质 5015156 5 9 中水处理去除效率 95 97 5 96 5 一级排放标准 10020706 9 达标排放去处率 90 97 5 96 5 3 3 污水处理厂厂址 污水处理厂厂址 本项目处理厂位置在馆陶县化工产业基地最北部 具体位置参见附图 一期工程 征地约 50 亩 4 4 污水处理厂工艺 污水处理厂工艺 根据化工产业园区污水组分极其复杂 源强变化幅度极大等特点 结合我司工程 技术人员对各类化工废水治理的工程实践经验与研究 工艺原则上采用对园区内四大 类化工产业链污水分别收集后在厂内预处理 再采用我公司拥有的新加坡膜组合先进 技术 处理达到回用标准后直接回用 主要生产性构 建 筑物为 格栅间 预处理站 A2AM 膜组合工艺池 泵站 鼓 风机房 污泥浓缩池及污泥脱水机房等 5 5 能耗指标 能耗指标 3 处理厂年总用电量 1302 万度 每立方米污水电耗 1 97Kwh 6 6 工程经济 工程经济 经估算 本项目包括铺底流动资金的总投资为 8748 35 万元 其中工程费用 6302 28 万元 土地征用费 150 万元 建设单位管理费用等其它固定资产 1374 39 万元 开办费 45 万元 预备费 441 16 万元 建设期利息 355 52 万元 铺底流动资金 80 万 元 4 1 1 概概 述述 1 11 1 编制依据编制依据 l X 化工基地化工废水集中处理与回用工程项目建议书 2 项目建议书的批复 3 环境影响报告表的批复 4 建设项目选址意见书 5 我司承接 X 化工基地化工废水集中处理与回用工程项目可行性研究报告的设计 合同 1 21 2 编制内容及范围编制内容及范围 l 工程内容 根据 X 省 X 市化工基地的发展和经济特征 综合考虑环境效益等各 方面因素 论证实施 X 化工产业基地化工废水集中处理与回用技术研究的必要性与可 行性 并对本项目有关的主要因素如水质 水量进行预测 对废水 污泥的处理工艺 及投资等进行技术可靠性 经济合理性及实施可行性等多方案综合性研究 比较和论 证 在以上论证的基础上 提出推荐方案并进行工程方案设计 2 工程范围 集中处理厂内 1 31 3 主要编制资料主要编制资料 1 中华人民共和国水污染防治法 2 中华人民共和国环境保护法 3 沙 X 市人民政府 通知 2008 67 号 X 市人民政府关于引发 加快推进市 化工区搬迁改造和建设市新型化工基地实施方案 的通知 4 邯发匡 2008 9 号 关于完善科学发展规划 实施重点工作突破的指导意见 5 X 市城市总体规划纲要 2008 2020 6 馆陶县总体规划 5 7 X 省馆陶县县域村庄空间布局规划 2006 2020 8 X 市经济和社会十一五规划 9 X 市节能减排规划 2007 2010 10 国家和当地有关规划的法律 规范 标准 规定 11 X 市新型化工基地产业规划 12 XX 化工产业基地开发有限公司提供的其他有关基础资料 1 41 4 主要规范和标准主要规范和标准 l 室外排水设计规范 GB50014 2006 2 室外给水设计规范 GB50O13 2006 3 泵站设计规范 GB T50265 97 4 建筑给水排水设计规范 GBSOO15 2003 5 地表水环境质量标准 GB3838 2002 6 城建污水处理厂污染物排放标准 GB 18918 2002 7 水污染物排放标准 DB4426 89 8 污水排入城镇下水道水质标准 CJ3082 1999 9 污水再生利用工程设计规范 GB50335 2002 10 城市污水处理厂污水 污泥排放标准 CJ3025 93 11 城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 12 城市污水处理厂运行 维护及其安全技术规程 CJJ60 94 13 建筑结构荷载规范 GB50O09 2001 14 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 15 混凝土结构设计规范 GB500lO 2002 16 建筑抗震设计规范 GB500ll 2001 17 砌体结构设计规范 GB 50003 2001 18 钢结构设计规范 GB50O17 2003 19 给水排水工程结构设计规范 GBJ69 84 6 20 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 21 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 22 给水排水工程构筑物结构设计规范 GBJ503 18 2000 23 地基与基础工程质量验收规范 GB5O202 2002 24 建筑地基基础设计 规范 GB50007 2002 25 采暖通风与空气调节设计规范 GBJ19 87 2001 年版 26 10KV 及以下变电所设计规范 GB50053 94 27 低压配电设计规范 GB50054 95 28 供配电系统设计规范 GB50O52 95 29 电力工程电缆设计规范 GB50217 94 30 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 31 工业企业照明设计标准 GB50034 92 32 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 33 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 34 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65 83 35 自动化仪表选型规定 HG20507 92 36 仪表供电设计规定 HG20509 92 37 仪表系统接地设计规定 HG20513 92 38 计算机机房设计规范 GB50174 93 39 分散型控制系统工程设计规范 HG20573 40 电气装置的电测量仪表装置设计规范 GBJ63 90 41 控制室设计规定 HG20508 92 42 信号报警 联锁系统设计规定 HG20511 92 43 民用建筑设计通则 GB50352 2005 44 建筑设计防火规范 GB50O16 2006 45 办公建筑设计规范 JGJ67 2006 46 饮食建筑设计规范 JGJ64 89 47 汽车库 修车库 停车场设计防火规范 GB50067 97 48 城市污水处理工程项目建设标准建标 2001 77 号 1 51 5 编制原则编制原则 7 l 在基地总体规划的指导下 根据基地总体布局和建设时序 结合当地的经济情 况和环境要求 按照全面规划 分期实施的原则 使工程建设与基地的发展相协调 达到既保护环境 又最大程度发挥工程效益的目的 2 执行国家关于环境保护的政策 符合国家及地方的有关法规 规范和标准 3 采用高效节能 易管理 技术先进 稳妥可靠的处理工艺 确保废水处理效果 及回用水水质 4 妥善处理废水处理过程中产生的栅渣 垃圾 泥砂及污泥等污染物 避免二次 污染 5 采用可靠的控制系统 做到技术可靠 经济合理 6 积极创造一个良好的生产和生活环境 7 按循环经济思想 尽可能做到废物综合利用 1 61 6 基地概况及自然条件基地概况及自然条件 1 6 11 6 1 基地概况基地概况 产业基地位于 X 省 X 市馆陶县境内 馆陶县地处 X 东南部 以卫运河为界与山东 省冠县 临清市毗邻 全县辖 4 镇 4 乡 277 个行政村 总面积 456 3 平方公里 总 人口 29 9 万人 1 6 21 6 2 自然环境自然环境 1 6 2 1 气象条件 产业基地区域属于温带大陆性季风气候半湿润地区 四季分明 春季干旱多风 夏季炎热多雨 秋季天凉气爽 冬季寒冷干燥 1 6 2 2 地质条件 该地区属华北断坳带的一部分 自中生带以来地壳以相对下降为主 第四系底层 上以冲积为主的沉积物 主要岩性为粘土 亚粘土 亚砂土类中细砂层 总厚度 450 米至 550 米 地貌属于平原地貌 地形比较平坦 地面高差较小 1 6 2 3 水环境质量 8 卫运河是馆陶县境内最大的河流 为漳河和卫河在馆陶县东南部的徐万仓汇流而 成 卫运河沿东部县界自南向北流经 5 个乡镇 境内全长 40 5 公里 该河主要承接 上游来水 馆陶县的工业废水和生活污水不排人其中 卫西干渠是馆陶县境内的最大 一条排水渠 灌溉两用骨干渠道 由于卫运河水少 卫西干渠已经成为一条纳污沟 主要接纳沿途工业废水和生活污水 目前卫运河和卫西干渠的水质为劣 V 类 水体受 到严重污染 1 6 2 4 污染物排放情况 根据规划 产业基地年排放废水总量约为 2555 万吨 年 按 80 回用率计算 年排 放废水 511 万吨 年 排放至生态湿地 按 污水综合排放标准 GB8978 1996 标 准 100mg l 计算 年排放 COD 总量为 511 吨 年 1 71 7 基地供排水现状及规划基地供排水现状及规划 1 7 11 7 1 基地供水基地供水 1 7 1 1 水源条件 根据资料 馆陶县境内水资源量在 P 95 下 地表水资源量为 9 1 万立方米 地 下水为 6378 0 万立方米 重复量为 2231 2 万立方米 合计为 4155 9 万立方米 其 中主要水资源为地下水 据馆陶县水务局提供资料 全县地下水储量 11 亿立方米 年补给量 7829 万立方 米 可开采量为 5012 万立方米 地表水在 50 和 70 保证率下可利用量为 1160 万立 方米 全县水资源总量为 7172 万立方米 从水资源质量分析看 地表水的污染已经影响到农业生产 该县唯一的卫运河来 水逐年减少 上游排入的工业污水逐年增加 致使水质越来越坏 为 V 类重污染水体 地下水质全县取 39 个浅井水样化验分析 结果显示 全县多数地区的地下水水质较差 不适合饮用 1 7 1 2 水源规划 9 由于当地水资源严重缺乏 特别是缺少地表水源 且水质比较差 因此产业基地 规划需从位于规划区 80 公里以外的岳城水库引水 据有关资料介绍 岳城水库位于 X 省磁县与河南省安阳县交界处 是海河流域南运河水系漳河出山 口处的一座大型控制性水利枢纽工程 控制流域面积 8100 平方公里 占漳河流域面 积的 99 4 岳城水库工程于 1959 年 10 月动工兴建 1970 年建成 后经几次加高加固达到现 有规模 最大库容 13 亿立方米 岳城水库水引入规划区后 经过区内工业水厂净化处理后 供应区内生产企业工 业用水 生活用水引自当地城市自来水厂 根据水资源配置原则 水资源的配置顺序是本地天然水 再生水 雨水 境外引 水 淡化海水 因此为了节约用水 减少排污 规划区内将采用中水回用措施 对处 理达标的生产 生活污水及清洁废水进行深度处理回用 使中水成为区内一部分工业 用水的补充以及绿化 道路冲洗用水的水源 规划区内需要用水量约为 20 2 万吨 日 生活用水 1178 4 吨 日 循环 水补充 水 4 0 万吨 日 绿化 道路用水 470 0 吨 日 整个规划区绿化 道路喷洒及部分循 环水补充用水将使用中水回用水 回用水量按 6 3 万吨 日考虑 约占排放水量的 80 从总用水量中扣除中水回用水量之后 整个分区的新鲜水需要量约为 13 9 万吨 日 1 7 1 3 供水方案 规划区内的绿化 道路冲洗用水及部分循环冷却水的补充水考虑使用中水 其余 用水使用新鲜水 规划区内建一座工业水厂 建设规模为 15 0 万立方米 日 区内建供水泵站及清 水池 区内工业水供水管网采用环状布置 埋地敷设 工业给水管网上设有地下式低 10 压消火栓 沿道路边布置 间距为 120 米 各企业生产用水接管点在企业界区外 1 米 各企业生产给水管线入口处应设有流量计 压力表 温度计等测量仪表 生活用水由当地城市自来水厂供应 区内的生活水管网沿道路敷设 枝状布置 1 7 21 7 2 基地排水规划基地排水规划 1 7 2 1 规划原则 1 各入区项目应按雨污分流 清浊分开的原则 分类收集和预处理各种废水 再 集中进行综合处理 2 入区项目所有生产装置应采用清洁生产技术 采用废水处理的新技术和新工艺 促进污水再生回用 减少废水排放 3 以 一次规划 分阶段开发 为原则 用尽可能少的起步资金 分阶段建设 污水管网以满足入区企业排放为原则 雨水管网与道路同步实施 4 规划区的排水系统划分为 生产污水 包括污染雨水 生活污水系统 清净 废水和清净雨水排水系统等 1 7 2 2 雨水排除规划 雨水排除管道结合地面坡度沿道路敷设 采用重力流排除雨水 雨水管道采用钢 筋混凝土圆管 规划的项目排水量按实际排水量计算 用于化工项目的预留用地废水排放量按照 0 40 的排污率考虑 其他用地采用 0 7 的排污率 生活污水量采用 0 80 排污率 根据 污水量预测表 整个规划区排水量约 7 8 万吨 日 其中 脱盐水及循 环冷却水装置排污量约 1 2 万吨 日 规划区域污水量约为 6 6 万吨 日 包括近期 规划项目 1 4 万吨 日和预留用地排水 5 2 万吨 日 因此 规划区建设一座集中污水处理厂 11 污水处理厂建设规模按 7 0 万吨 日 可根据需要分期建设 近期建设 2 0 万吨 日 预留 5 0 万吨 日 总占地 8 公顷 污水处理厂接纳污水水质标准为 污水综合排放标准 GB8978 1996 中的三级 标准 凡入驻企业必须自行进行污水预处理 达到污水处理厂接纳污水水质要求后 才可通过专用的污水管道送入污水处理厂进一步处理 经过预处理后的生产 生活污水 经过基地内污水管道系统 排入基地内的污水 处理厂 处理达到回用水标准后回用 在基地内沿道路敷设污水排除管线 采用混凝土排水管 污水收集后 送入污水 处理厂进行处理 工业生产和生活污水管网沿道路埋地敷设 1 7 2 3 中水回用规划 为了节约用水 提高水资源的重复利用率 区内的绿化 道路冲刷和一部分工业 水的补充水考虑采用中水 污水在污水处理厂处理达到回用标准后 作为区内的中水 回用 1 81 8 工程建设的必要性工程建设的必要性 1 8 11 8 1 项目建设的必要性和紧迫性项目建设的必要性和紧迫性 化工工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一 20 世纪 90 年代以来获得迅猛 发展 其用水量和排水量也大幅度增长 XX 化工产业基地 系 X 省发改委批准的省级 特色工业基地 省重点工程项目 它是一个以化工为主的新兴工业基地 化工及相关 企业占企业总量的 85 以上 化工废水日排放量约为 7 万吨 化工废水中所含的难以降解的原料 助剂 苯类化合物等有害物质 会对水体造 成严重污染 使我们的水体资源背上了难以背负的重荷 面对化工行业节能减排的严峻形势 近几年 全行业都在努力通过加强管理 加 强技术改造和创新 调整产品结构 节能减排取得了积极的进展 然而 有关部门的 调查显示 化工行业生产过程中的产污强度还在增加 国家发改委经济运行局有关人 12 士针对上述节能减排所存在的问题给出了相应举措 1 加强行业节能 节水 减排工 作的宣传力度和政策引导 2 加快结构调整 淘汰落后生产工艺设备 3 完善行业 能耗水耗标准 4 加强对行业节能节水减排关键技术的政策支持 5 建设节能减排 技术平台 加强行业指导 随着化学工业的飞速发展以及科学技术的不断进步 新型原材料在化工行业中被 大量使用 使得化工废水的组分复杂 难降解的有毒有机成分含量越来越多 COD 浓度 由数百 mg L 到数百万不等 其处理难度不断加大 传统处理方法已经很难达到排放标 准 对环境尤其是水环境的危害越来越大 面对我国水资源面临严重短缺和严重污染的双重挑战 废水深度处理和回用显得 十分重要而迫切 不仅是解决水资源短缺和水污染的重要手段 也是区域经济发展摆 脱受制于日趋严格排放标准困境的有效途径 为此 国内外众多大学 研究机构和环 保企业 在不同处理工艺组合 新技术新工艺开发等方面进行了广泛的研究 取得了 不少进展 在部分化工企业中得到了较好应用 本项目旨在利用国内外现有技术基础和工程实践经验 对化工废水较大规模深度处 理和回用技术开展技术攻关 对基地内化工废水进行专业化集中处理和回用 在 国家中长期科学和技术发展规划纲要 2006 2020 年 以下简称 纲要 第三部分 重点领域及其优先主题 的第 3 条 环境 的发展思路 1 中明确指出 引导和支撑循环经济发展 大力开发重污染行业清洁生产集成技术 强化废弃物减量 化 资源化利用与安全处置 加强发展循环经济的共性技术研究 其优先主题 13 当中包括 综合治污与废弃物循环利用 并指出要重点开发 非常规污染物控制技术 废弃物等资源化利用技术 重污染行业清洁生产集成技术 建立发展循环经济的技术示范模式 化工工业是我国污染较大的行业 与国外先进的现代化工业差距较大 因此 对 制约我国化工行业可持续发展的废水处理与回用共性技术进行科技攻关 本项目的实 施完全符合 纲要 精神 当前国家下决心实施节能减排政策 面临节能减排的严峻形势 各地把能耗和污 染物排放指标作为硬性规定落实到各企业 并从严格检查落实与实施鼓励扶植两方面 着手 随着排放标准的日趋严格和自来水费 排污费的不断上涨 能否节能减排关系 到化工企业的生存和当地经济的可持续发展 面对巨大的生存压力 化工企业越来越 重视清洁生产 对废水处理与回用提出了迫切需求 13 然而 各化工企业单厂实施废水处理与回用的成本较高 处理设施占地面积相对 较多 本项目通过集中规模化处理 体现了规模效应和集约用地 使化工水处理与回用 在经济上更加可行 很好地结合了切实 有效解决经济社会发展瓶颈制约问题的需要 1 8 2 项目实施能够产生的重大经济 社会效益项目实施能够产生的重大经济 社会效益 经测算 本工程项目正常运行后 全年可减少当地废水排放量约 2044 万吨 即循 环用水约 2044 万吨 全年消减 CODcr 排放量约 25039 吨 全国化工废水排放量巨大 因此 本项目实施成功后 将对水资源的保护和循环 利用产生重大意义 本项目具有较好推广应用前景 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 14 2 2 工程规模 废水水质及建设年限工程规模 废水水质及建设年限 2 12 1 废水量预测废水量预测 化工基地工业废水主要为化工制药废水 近期设计废水量平均约为 20000 m3 d 远期 70000 m3 d 园内企业生产废水经过自行预处理后 CODcr 1000mg L 后排入 集中污水处理厂统一处理 表 2 1 近期主要排污企业废水水量 水质预测 序企业名称 年污水排放量 万吨 污水主要所含物质 一主要入网企业 1新丰农药10氯化物 2新阳光化工5硝基苯 苯胺 3正光消毒剂1氯化物 4方鑫化工0 5苯 5科正化工6 9有机酸 有机醇 6瑞邦化工0 5氯化物 7赵都精细化工10 氯化钠 氯化钾 磷酸盐 BMF 溶剂 8广建塑胶0 7挥发酚 9福德化工1有机酸 10昊阳化工21 氯化钠 有机酸 甲醇 2 乙基蒽醌 三甲苯 脂 类 双氧水 基地开发面积约 18000 亩 目前基地内已有两家化工企业 一家以玉米芯为原料 的糠醛生产企业 另一家是正在建设的农药生产企业 X 昊阳化工有限公司 2 22 2 进 出水水质进 出水水质 2 2 12 2 1 进水水质进水水质 化工污水所含污染物质异常复杂 而且与工厂加工过程及人员操作水平等因素有 关 基地排污企业都必须按照规划与环评建设配套废水处理工程 废水自行预处理达 到三级综合排放标准后分别进入集中处理厂 参照国内同类化工污水的水质情况 确 定 X 化工基地化工污水的进水水质如表 2 2 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 15 表 2 2 基地废水处理与回用厂进水水质 CODcr mg l BOD5 mg l SS mg l PH 污染物浓度 1000600400 6 9 2 2 22 2 2 出水水质出水水质 根据生产基地采用的工业水厂水质调查报告及结合国内化工厂用水水质情况 确 定出厂的中水水质及排水水质如表 2 3 表 2 3 出厂的中水水质及排放水质 CODcr mg l BOD5 mg l SS mg l PH 中水水质 501515 6 5 9 达标排放水质 1002070 6 9 2 2 32 2 3 处理程度处理程度 根据处理厂进水水质和出厂的排放水质 中水水质 可以确定 X 化工基地化工废 水集中处理厂中水 排放水处理程度为 CODcr mg l BOD5 mg l SS mg l PH 进水 1000600400 6 9 中水回用水质 50 1515 6 9 中水处理去除效率 95 97 5 96 5 达标排放水质 1002070 6 9 达标排放去除效率 90 96 7 82 5 2 32 3 污泥处理目标污泥处理目标 废水处理过程中会产生大量的剩余污泥 即使在进行了浓缩和污泥脱水以后仍有 含水率在 70 80 的泥饼需要妥善处置 这些泥饼中含有细菌 病原生物及金属离子等 有害物质 如不进行适当的处置会造成二次污染 污泥处置通常采用的方法有填埋 堆肥 焚烧等等 本项目污泥建议通过电厂焚烧处理 项目 指标 类别 水质 项目 指标 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 16 3 3 污水处理厂工艺方案论证污水处理厂工艺方案论证 3 13 1 厂址选择厂址选择 基地化工废水集中处理厂址的选择取决于基地的总体规划 城市主导风向 交通 施工 防汛等综合因素 通过规划 本项目处理厂位置在园区北侧 厂址选择于此的 优点在于 l 处于基地的北侧下风向 处理厂对基地环境不会产生不良影响 2 项目选址符合土地利用总体规划 还可以满足扩建工程用地要求 3 工程用地范围内现状为荒地 无拆迁 4 交通方便 建设条件好 3 23 2 处理工艺选择处理工艺选择 废水生化处理工程主要接纳经预处理达到要求的化工生产废水 废水中含有可溶 性的金属盐 有机物 细菌 胶体粒子 无机盐等物质 本项目处理目标就是选择适 用 可靠的废水处理工艺去除废水中的各类物质 确保处理出水满足回用及达标排放 要求 物化处理是在特定的构筑物内进行 通过加药沉淀或气浮或过滤等技术 去除污 水中的污染物的一种化学物理处理方法 但该类方法由于加药费用高 去除污染物不 够彻底 污泥量大 并且难以进一步处理 会产生一定的二次污染 一般不单独使用 仅作为生化处理的辅助工艺 常用的物化处理方法主要有 絮凝沉淀 气浮 吸附 过滤 1 絮凝沉淀 通过加入絮凝剂 助凝剂 使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞 聚集 形成较大絮状颗粒 使污染物被吸附去除的处理方法 常用的处理设施有 竖 流沉淀池 斜管沉淀池 辐流沉淀池 平流沉淀池等 絮凝沉淀在化工废水中常用 一般可去除 30 40 的 COD 40 50 的色度 2 气浮 气浮是一种以微小气泡作为载体 粘附水中的杂质颗粒 使其密度小于 水 然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法 主要设施有 传统溶气气 浮池 CAF 涡气浮 超浅气浮池等 气浮技术在化工废水处理中经常使用 一般可去 除 40 50 的 COD 40 50 的色度 3 吸附 利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量 当污染 物碰撞到固体表面时 受到吸引而停留在固体表面的过程 常用的有 活性碳 硅藻 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 17 土 树脂吸附剂等 吸附在化工废水处理中不常用 4 过滤 去除化学沉淀和生物过程未去除的微细颗粒和胶体物质 主要有 各类 滤池 各种膜材料过滤器等 5 电化学 在电解池的作用下 一方面污泥物在阳极失去电子或在阴极得到电子 发生氧化或还原反应 另一方面废水中的物质如 Cl 被电解成 ClO 氧化废水中的污 染物 即所谓的间接氧化 而铁阳极发生溶蚀 产生的铁阳离子对废水中的胶体物质 细小悬浮物 大分子有机物等就有絮凝的作用 二 生物处理法 利用微生物新陈代谢作用 将污水中有机物降解而达到去除有 机污染物的目的 通过微生物降解污染物具有效率高 运行费用相对低 污泥少等特 点 因而被广泛运用于化工废水处理工艺 生化处理主要分为厌氧和好氧工艺 厌氧包括 水解酸化 UASB 等 好氧主要包 括 生物膜法 活性污泥法等 1 厌氧处理 在无氧条件下 由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物 最终产 物是二氧化碳和甲烷 厌氧生物反应通常被划分成两个过程 第一阶段水解酸化阶段 第二阶段是甲烷发酵阶段 在化工废水中常将厌氧控制在水解酸化阶段 来降解废水 中部分污染物 同时提高废水的可生化性 即化工废水中常用的水解酸化工艺 一般 COD 去除为 20 40 色度去除率可达 40 70 2 好氧处理 由好氧微生物降解污水中有机污染物 最终产物为水和二氧化碳 在化工废水中常用的主要有 活性污泥法 生物膜法 膜生物法 通常 好氧处理 COD 去除为 55 88 A 活性污泥法 将空气通入曝气池进行曝气 持续一段时间后 污水中就会生成 一种絮凝体 这种絮凝体主是由大量繁殖的微生物群体构成 它易于沉淀分离 并使 污水得到澄清 这就是活性污泥法 其实质是微生物以废水中存在的有机物为培养基 底物 在有氧的情况下对各种微生物群体进行混合连续培养 通过凝聚 吸附 氧 化分解和沉淀等过程去除有机物的一种方法 活性污泥法处理后的污泥含有大量有机 物质 须进行分类 浓缩 厌氧消化或进行干燥焚烧 深埋 固化等处理 有些污泥 可作为家业肥料 有机物质 甲烷 的提取等加以利用 B 生物膜法是废水好氧处理常用的一种方法 它首先使微生物在滤料或某些载体 是生长繁殖 形成膜状生物 生物膜 通过废水和生物膜的接触 微生物摄取废水中 的营养物质 使污水得到净化 这主要是靠细菌进行污水净化 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 18 C 膜生物法 膜生物反应器 MBR 是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合 的新型水处理技术 以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污 水处理设施占地 并通过保持低污泥负荷减少污泥量 该技术愈来愈受到重视 成为 研究的热点之一 目前膜生物反应器已应用于新加坡 美国 加拿大 德国 法国和 埃及等十多个国家 3 生化处理组合工艺 目前可以采取的方法有三种 一种是厌氧与好氧生化处理相结合 就是将厌氧与 好氧工艺串联起来 协同处理化工废水 废水中生化性能差的高分子物质在厌氧阶段 发生水解 酸化 变成较小的分子 再经过好氧阶段处理 产生的剩余污泥全部流到 厌氧阶段 污泥进行彻底的厌氧消化 从而减少剩余污泥排放 第二种方法是生物铁 法 就是通过在曝气池中加入氢氧化铁或硫酸氩铁 逐步驯化形成特殊的生物铁强化 活性污泥 其具有良好沉淀性能 因而曝气池可以维持很高的活性污泥浓度 从而提 高单位池容的处理能力 第三种方法是膜组合工艺 根据化工污水的特殊性质及我公 司在新加坡 欧美及国内等地实际工程经验 我公司新加坡科研机构所拥有的先进 A2AM 膜生化深度处理技术 针对化工废水的复杂性 不确定性 结合物理 化学 生物 微电子领先技术 将化工污水直接处理至回用标准回用至工业 景观等用水 既保护环境 减少对环境的污染 又充分利用了水资源 为产业基地及地方的可持续 循环发展提供了强有力的保障 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 19 调节池 污泥回流 泥饼外运 污泥脱水 污泥浓缩池 预处理池A2AM 生化单元 中水回用 80 达标排放 20 3 2 2 A2AM 膜组合工艺处理化工废水的优点膜组合工艺处理化工废水的优点 采用物理 化学 生物和微电子组合工艺流程 具有以下的优点 能适应化工废水水质的变化 出水能够达到回用水质要求 操作管理简便 运行费用低 技术先进 运行可靠 可实现自动化 效率高 安全实用 维护管理方便 不破坏周围环境 保持原有生态度 基本没有二次污染 3 2 3 中水回用工艺的选择中水回用工艺的选择 根据回用水的水质要求不同 可选用澄清 砂滤 碳滤 离子交换和膜过滤等工 艺 澄清 砂滤可去除中水中的胶体和悬浮物等 处理出水可满足绿化 冲洗地板等 低端用水要求 碳滤可去除中水的异味及色度 处理出水可用作景观水池补充水和洗 车等 离子交换可去除中水的色度 硬度和离子 处理出水可用作要求较高的生产用 水 但是离子交换树脂再生较为频繁 使用寿命较短 膜过滤根据膜类型的不同 其 过滤精度也不同 其处理出水可满足不同领域的用水要求 低至城市杂用水 高至化 工工艺用水和低压锅炉补充水 选取合适的膜元件 均可满足要求 水质稳定 3 2 3 1 四种常见的膜分离过程四种常见的膜分离过程 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 20 对于微滤而言 膜的截留特性是以膜的孔径来表征 通常孔径范围在 0 1 1 微米 故微滤膜能对大直径的菌体 悬浮固体等进行分离 可作为一般料液的澄清 保安过 滤 空气除菌 对于超滤而言 膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征 通常截留分 子量范围在 1000 300000 故超滤膜能对大分子有机物 如蛋白质 细菌 胶体 悬 浮固体等进行分离 广泛应用于料液的澄清 大分子有机物的分离纯化 除热源 但 不能截留 Ca 2和 Mg 2等离子 不能去除色度 硬度等污染物 对于纳滤而言 膜的截留特性是以对标准 NaCl MgSO4 CaCl2溶液的截留率来表 征 通常截留率范围在 60 90 相应截留分子量范围在 100 1000 故纳滤膜能对 小分子有机物等与水 无机盐进行分离 实现脱盐与浓缩的同时进行 反渗透的截留对象是所有的离子 仅让水透过膜 出水为无离子水 反渗透法能够 去除可溶性的金属盐 有机物 细菌 胶体粒子 发热物质 也即能截留所有的离子 等 在生产纯净水 软化水 无离子水方面纯水膜已经应用广泛 3 2 3 2 化工废水专用膜化工废水专用膜 化工废水专用膜指的是专用于化工废水回用的特殊膜元件 膜材质及结构都与一般 抗污染膜不同 它由三层膜层组成 其抗污染涂层是针对化工废水水质特征专门开发 研制的高分子涂料 所以包括寿命 耐污染性能及分离性能都是一般膜不能比拟的 这一新技术的首次于 2006 年底投入运行 至今已有两年时间 目前仍在稳定运行 而 其它同类型企业的回用系统很多处于停机状态 其很重要的原因就在于膜芯的选择 3 2 3 3 膜工艺特点膜工艺特点 1 膜分离过程为纯物理过程 无相变 无化学反应 2 水质好 完全满足化工工艺用水要求 促进企业可持续发展 3 膜系统由进口膜组件叠合而成 占地面积小 蛋白质 胶质 多肽等大分子有机物 悬浮颗粒 一价离子 微滤 孔径0 1 10 M 超滤 截留分子量1000 300000Da 纳滤 截留分子量150 1000Da 反渗透 NaCl截留率 99 5 维生素 小分子有机物 多价离子 水 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 21 4 膜在水处理工艺中所起的作用不仅仅是物质分离和浓缩 它还对出水质量进行 把关 可以按照用户的要求达到不同的水质标准 5 膜系统完全自动控制 系统工作稳定 3 2 4 污泥处理污泥处理 我国城市污水处理厂常规的污泥处理工艺 剩余污泥 污泥浓缩 污泥消化 污 泥脱水 最终处置 由于本工程中所产生的污泥大部分为化学污泥 污泥消化对此没 有多大实际意义 结合实际情况 确定本工程污泥处理工艺采用剩余污泥 污泥浓缩 污泥机械脱水 电厂焚烧发电 关于污泥脱水方式问题 污泥自然干化虽处理费用低 但工人的劳动强度大 雨 季又不便于管理 厢式压滤处理较少的污泥 价格高 基于以上两点原因 污泥处理 的设备拟选用带式压滤机或离心脱水机 脱水后的泥饼含水率比较低 具有处理泥量 大 单位产量耗电量小 噪音低 自动连续进料和占地面积少等优点 滤液流入滤液 收集池 脱水污泥及时外运处置 以免产生二次污染 经脱水后的污泥运到电厂作焚 烧处理 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 22 4 工程设计工程设计 4 14 1 工艺设计工艺设计 4 1 14 1 1 截污管道设计截污管道设计 基地排水体制为雨污分流 根据基地道路走向和各企业排污情况 不同污水经不 同污水管道收集后进入基地废水集中与回用处理厂进行处理 4 1 24 1 2 主要生产构筑物设计主要生产构筑物设计 一期设计规模 Q 20 000 m3 d 平均设计流量 Q 833 m3 h 并在平面布置上考虑二期 7 万吨处理量的余地 1 格栅间 格栅间为地下构筑物 1 座 设 2 条栅槽 各安装一台机械粗格栅机和一台机械 细格栅机 粗细格栅的设置可去除污水中的漂浮物以保证后续构筑物的正常运行 格栅间为矩形结构 平面尺寸为 3m 14m 净尺寸 下同 在粗细格栅前后均 设有渠道闸门 用于格栅的检修 栅渣通过设在格栅后的螺旋输送机送至压榨机压榨 最后外运至填埋场卫生填埋 格栅间的主要设计参数如下 共设 2 条渠道 单沟宽 l 00Omm 最大设计流量 Q 2 333 m3 h 平均设计流量 Q l 667 m3 h 栅前水深 1 Om 过栅流速 1 16m s 粗格栅栅距 20mm 细格栅栅距 5mm 格栅安装角度 75 2 调节池及提升泵站 考虑到工业废水水量水质不稳定 设置调节池 同时为了控制后续处理构筑物处 理流量 用泵提升污水进入后续构筑物 调节池及提升泵站合建 一期一座 二期增 设一座 停留时间 12h 总有效容积为 10000 m3 提升泵采用潜水泵 安装 3 台 二用一备 每台泵流量为 420 m3 h 扬程 8m 功率 22Kw 调节池尺寸为 20m 35m 5 5m 为地下式钢筋混凝土结构 泵房为地上混合结构 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 23 3 预处理 预处理池为矩形钢筋混凝土结构 八池 每池的尺寸为 12 8 4m 其主要作用是 物化预处理化工污水 保证后续膜组合生化工艺的正常运行 物化污泥流入污泥浓缩 池进行污泥处理 4 A2AM 膜组合工艺池 这一工艺流程主要是针对化工废水 可生化性较差 组分极其复杂 源强变 化幅度极大 用传统生化法基本无法达标排放 更不可能回用等特点 利用当前先 进的物理 化学 生物 微电子与膜技术 在反应器内部构建密闭的生态平衡系统 最终形成自有生态体系分离出回用水与生物土壤组分 A2AM 池为钢筋混凝土结构 2 池 平面尺寸为 104 40m 水深 6 0m 5 鼓风机房 鼓风机房为处理厂提供气源 一座 鼓风机房平面尺寸为 20m x 12m 高 7m 安装六台风机 采用五用一备形式 每台流量为 145 m3 min 出口风压 5m 功率 250Kw 每台鼓风机均配有空气消音器 为防止曝气管堵塞 在鼓风机房设一单独的 百页窗式进气间 同时成套引进空气过滤器 在鼓风机供气管路上安装空气流量计和 空气调节阀 鼓风机配变频调速装置 可以根据反应池中溶解氧的浓度随时调节鼓风 量以保证充氧效果并尽可能地减少电耗 6 污泥浓缩池 系统污泥产泥率按 0 12KgDS KgBOD5 考虑 剩余污泥含固率 0 8 排放的污 泥量为 175 m3 d 四座 每座直径 10m 有效水深 4 5m 为钢筋混凝土结构 7 污泥脱水机房 污泥脱水机房设带式浓缩压滤机 带宽 2m 2 台 聚合物化学药剂配制与投加系 统一套 通过污泥螺杆泵将贮泥池污泥输送到带式脱水机 脱水机的工作制度为每天 二班制 每天总计工作时间 8 小时 建筑面积 LXB 20 0 12 0m 高 6 0m 干泥量 1400kgDS d 进泥量 175 m3 d 含固率 0 8 脱水前污泥含固率 0 8 脱水后污泥含固率 20 脱水后泥饼体积 7 0 m3 d 由 PLC 控制带式污泥脱水机的进泥 加药及脱水 亦可手动操作 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 24 8 投药设施 主要工程内容 PAC 固体 PAC 溶解池 15 5 3 m 采用 R C 结构 衬胶防腐 配搅拌机一台 功率为 0 37KW 配耐酸碱泵一台 加药桶 PT 5000L 一只 PAM 固体 溶药桶 PT 2000L 一只 配搅拌机 0 37KW 配耐酸碱泵一台 加药桶 PT 5000L 一只 4 1 34 1 3 污水处理厂平面布置污水处理厂平面布置 厂区总平面按照功能分区分为厂前区 废水处理区和污泥处理区 厂前区布置综 合办公用房和休息绿化场所 废水处理区充分考虑工艺管线顺畅 分期建设方便 进 水处布置在西侧 靠近污水主干管来水方向 一期主要处理构筑物布置在北侧 污泥处理区放在厂区北侧 远离生产管理区 且厂区主导风向下游 污泥处理区 单独开设次入口 便于污泥外运 厂区内道路成环状 主要道路宽度 6m 其余道路 4m 以满足厂区运行和消防 等需要 4 1 44 1 4 污水处理厂高程设计污水处理厂高程设计 l 厂区地面标高的确定 处理厂不考虑土方外运 设计地面标高根据土方平衡要求确定 2 处理构筑物高程 高程布置原则 a 简洁 流畅 使各构筑物之间连接管道最短 b 废水经一次提升后借重力流经各处理构筑物 使总提升扬程最低 节约经常费 用 4 1 54 1 5 厂区道路 围墙设计厂区道路 围墙设计 厂区车行道 道宽 6 0m 为厂区主干道 一般道路宽 4 0m 为污水处理区与进水 尾水 污泥处理区分隔路 道路最小转弯半径 6 0m 道路采用水泥混凝土路面 停 车场采用植草地坪 河北邯郸化工产业基地化工废水集中处理与中水回用工程可行性研究报告 25 厂区围墙采用通透式围墙 以增加内部建筑绿化美观效果 围墙高 2 2m 4 1 64 1 6 厂区管道设计厂区管道设计 厂区主要管道有污水管道 污泥管道 雨水管道 厂区给水管及