某石化某某#装置污水深度处理项目可行性研究报告

- - 目 录 1 总论 . 1 1.1 项目及建设单位基本情况 . 1 1.1.1 项目基本情况 . 1 1.1.2 建设单位基本情况 . 1 1.2 编制依据及原则 . 2 1.2.1 编制依据 . 2 1.2.2 编制原则 . 2 1.3 研究范围 . 3 1.4 项目背景及建设理由 . 4 1.4.1 项目背景 . 4 1.4.2 建设理由 . 4 1.4.3 有利外部条件 . 4 1.5 研究结论 . 5 2 建设规模、工艺方案及流程 . 7 2.1 建设规模 . 7 2.2 工艺方案确定 . 7 2.2.1 工艺方案选择原则 . 7 2.2.2 进出水水质分析 . 7 2.2.3 工艺方案确定 . 8 2.3 工艺流程 . 13 2.3.1 工艺流程图 . 13 2.3.2 工艺流程简介 . 14 3 工艺技术及设备方案 . 15 3.1 工艺技术 . 15 - - 3.1.1 污水深度处理系统组成 . 15 3.1.2 工艺技术描述 . 15 3.2 设备方案 . 19 3.2.1 概述 . 19 3.2.2 设备明细表 . 19 3.3 工艺装置“三废”排放 . 21 3.4 定员 . 21 4 自动控制 . 22 4.1 设计规范 . 22 4.2 设计范围 . 22 4.3 自控系统 . 22 4.4 仪表设置： . 22 4.5 电源及接地 . 23 4.6 电缆敷设 . 23 5 厂址选择 . 24 5.1 建厂条件 . 24 5.1.1 厂址自然地理条件 . 24 5.1.2 工程地质条件 . 24 5.1.3 自然、气象条件 . 24 5.1.4 交通运输条件 . 26 5.1.5 公用工程条件 . 26 5.1.6 拆迁 . 26 5.1.7 征地情况 . 26 5.1.8 厂址选择 . 26 6 总图运输及土建 . 27 - - 6.1 总图运输 . 27 6.1.1 总平面布置原则 . 27 6.1.2 总平面布置 . 27 6.2 土建 . 27 6.2.1 设计采用的标准规范 . 27 6.2.2 土建工程量 . 28 7 公用工程及辅助生产设施 . 30 7.1 供电 . 30 7.1.1 设计规范 . 30 7.1.2 设计范围 . 30 7.1.3 供配电系统： . 30 7.1.4 设备控制方式： . 31 7.1.5 照明系统： . 31 7.1.6 电力电缆、电线、桥架的选用与敷设方式： . 31 7.1.7 接地系统 . 31 7.2 电信 . 32 7.2.1 研究范围 . 32 7.2.2 系统技术方案 . 32 7.3 采暖、通风 . 32 7.3.1 采暖 . 32 7.3.2 通风 . 32 7.4 维修、化验 . 32 8 节能 . 33 8.1 节能原则 . 33 8.2 用能特点 . 33 - - 8.3 节能措施综述 . 33 9 消防设计 . 34 9.1 概述 . 34 9.2 可依托的消防条件 . 34 9.3 建筑结构消防 . 34 9.4 电气防火设计 . 34 10 职业安全卫生 . 35 10.1 环境因素对项目职业安全卫生的影响 . 35 10.2 生产过程中职业危险主要有害因素分析 . 35 10.3 采用的主要防护措施 . 35 10.3.1 噪声的防治 . 35 10.3.2 电气安全措施 . 35 10.3.3 其它安全措施 . 35 10.4 机构设置及人员配备情况 . 35 11 组织机构及人力资源配置 . 37 12 项目实施进度安排 . 38 12.1 实施原则 . 38 12.2 项目实施的要求 . 38 12.2.1 建立项目实施管理机构 . 38 12.2.2 设计 . 38 12.2.3 实施 . 38 12.2.4 生产准备 . 39 12.3 实施进度规划 . 40 13 工 程投资估算及资金筹措 . 41 13.1 投资估算 . 41 - - 13.1.1 编制说明 . 41 13.1.2 投资估算书 . 42 13.2 资金筹措 . 45 13.2.1 资金来源 . 45 13.2.2 投资使用计划 . 45 14 经济评价 . 45 14.1 财务评价 . 45 14.1.1 基础数据 . 45 14.1.2 流动资金及成本费用计算 . 46 14.1.3 中水回用收费标准的预测 . 53 14.1.4 财务盈利能力分析 . 55 14.1.5 清偿能力分析 . 58 14.1.6 不确定性分析 . 60 14.2 经济评价结论 . 61 15 研究结论 . 63 16 附件 . 63 - - 总论 项目及建设单位基本情况 项目基本情况 项目名称 中国石油天然气股份有限公司 某 石化分公司 某某 #装置污水深度处理回用工程。 项目建设性质 新建工程。 项目建设地点 某石化某装置内。 建设单位基本情况 建设单位名称、性质及负责人 建设单位名称：中国石油天然气股份有限公司某石化 分公司某 单位性质： 国有企业 项目负责人：（总工程师） 建设单位概况 某石化分公司（简称某石化）是中国石油天然气股份有限公司的地区分公司，位于某省某市某区，占地 16 平方公里，是中国北方最大的化纤生产基地。 公司下设 10个职能处室、 8 个生产厂和 7 个直属单位，拥有员工总数10070 人。其中，管理和专业技术人员 1780 人，中级专业技术人员 1010人，高级专业技术人员 262人。 某石化是“油、化、纤”联合企业，建有大型生产装置 35 套，原油一次加工能力 800 万吨 /年。其中，炼油部分拥有常减压、加氢裂化、延- - 迟焦 化、加氢精制和催化裂化等完备的原油加工手段，年可生产成品油 145万吨；化工部分拥有乙烯、聚乙烯、聚丙烯、环氧乙烷 /乙二醇、芳烃及尼龙 66 盐等装置，年可生产塑料原料 12 万吨，尼龙盐（含己二酸） 7 万吨；化纤部分拥有 PTA、聚酯、涤纶等装置，年设计生产聚酯 30 万吨，纤维产品 10 万吨。公司积极开拓国内、国际市场，坚持“名牌产品”发展战略，产品远销全国 30个省、市和自治区；聚酯切片、尼龙 66 盐、乙二醇、聚丙烯等先后获省名牌产品的称号，精己二酸被评为省用户满意产品。 某是某石化分公司所属的一个公用工程生产厂，主要生产装 置有 430#装置， 440#装置，某 #装置， 94#污水处理场，空分、空压装置等。主要任务是为某生产供应氮气、氧气、公用风、仪表风、工业用水、转供蒸汽、电力及部分电力设施的检修管理；生产建设用水、生活饮用水的供给及生产、生活污水、废液的达标处理及排放任务。 编制依据及原则 编制依据 某某 #装置排水深度处理回用项目建议书 某污水回收利用研究中试工作报告 中国石油化工项目可行性研究报告编制规定（ 2005 年） 石油天然气项目可行性研究与经济评价手册 污水综合排放标准 GB8978-1996 室外排水设计规范 GB50101-2005 室外给水设计规范 GBJ13-861997 年版 污水再生利用工程设计规范 GB50335-2002 工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-92 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB50150-91 石油化工生产建筑 设计规范 SH3017-1999 石油化工企业设计防火规范 GB50160-92 建筑设计防 火规范 GBJ16-87(2001 年版 ) 编制原 则 遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资方向； 遵守国家及本地区的环保要求和政策法规； - - 重视安全、环保和职业卫生，中水工程的三废治理、消防、劳动保护措施与主体工程同时设计、同时建设、同时投运，保证安全运行和操作人员的职业健康。 充分利用 某 石化分公司 某某 #装置现有公用系统、辅助生产设施，减少一次性工程的投资； 工艺技术先进可靠、保证出水稳定达标、运行成本低； 在总平面布置和高程设计时充分考虑现场用地情况，力求整体布置紧凑、美观， 并且尽量减少对周围环境的影响； 工艺设备选用国内外优质设备，监测仪器仪表选用国外进口先进产品，选用时考虑售后服务的方便、快捷，保障设 备性能稳定可靠； 考虑到现场实际情况，采用较高程度的自动化控制系统，减少工作人员现场操作和巡检次数，运行维护简单方便； 在保证工艺性能和处理效果的前提下，尽可能降低工程造价； 按国家规范，结合当地实际情况进行投资估算。 研究 范围 本可行性研究报告研究范围为中国石油天然气股份有限公司某石化分公司某某 #装置污水深度回用工程。具体包括工程界区内的所有建构筑物、构筑物、给排水，以及所有 工艺设备、管道、电气自控设备、仪表、保温、防腐等。建设内容详见表 1.1。 研究内容包括技术方案选择、工程设计、财务分析等方面，为项目决策提供依据。- - 项目背景及建设理由 项目背景 水资源短缺已成为当今全球性社会和经济发展的主要制约因素，合理利用水资源，是人类可持续发展的当务之急。 中国干旱发生频繁，水资源人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一。国务院为解决水资源短缺问题，要求发改委会同财政、税务部门抓紧制定并不断完善节能、节水（产品）目录，并研究采取优惠措施，鼓励生产、销售和使用节能、节水设备（产品），鼓励开 发和利用可再生能源。要充分运用价格调节机制，促进节能、节水、节约原材料和资源综合利用。 某石化某是分公司主体生产厂之一，目前共有 3 套污水处理装置，分别为 94#装置、 440#装置和某 #装置，这 3 套装置处理污水量大约为 4万吨/日，排放到附近的辽河流域。这么大的污水排放量在水资源日趋紧张的今天，对水资源确实是一个极大的浪费，对环境水体辽河流域的水质也会造成较大的冲击。 建设理由 某某 #装置每天接受聚酯厂和芳烃厂的生产污水约 1 万吨，如果能将这些废水进行回收，并经处理后达到污水回用标准，完全可以代替循环水、消防补水以 及带式压滤机反冲洗水，节约了水资源，响应了国家的政策号召。 此外，本污水深度处理回用项目的实施还可以减少向环境水体的污水排放量，减少向太子河流域排放污染物，可以使太子河的水质得到提高，使太子河流域的环境恶化情况有所缓解，使本地及下游地区的生态环境 得以改善，为治理 太子 河污染做出贡献。 有利外部条件 目前，某某 #污水处理装置出水水质良好，基本达到污水综合排放一级标准，降低了后续污水深度处理回用工程的难度。此外，污水深度处理回用系统在原某 #装置内建设，新建建筑物的供暖、供水、供电、通讯等可依托车间原有管网及设施。 - - 研究结论 在 某 #装置内新建污水深度回用系统，处理 某 #装置出水， 达到回用标准后，用于聚酯厂、芳烃厂循环水厂补水、消防水和 某 #污水处理装置生产用水，既能够节约水资源，响应国家政策号召，又可以减少向 太子 河流域排放污染物，使 太子 河的水质得到提高， 太子 河流域的环境恶化状况得到缓解，为治理 太子 河污染作出贡献，树立环保企业的良好社会形象。 本项目采用的工艺技术成熟、可靠，经济合理，有多个类似工程的设计和运行经验，在技术上经过了多方论证，是可行的。 本项目实施从技术 上、经济上分析都是可行的， 其社会效益、环境效益十分显著。 主要评价指标详见表 1-3。 - - 表 1-3 主要评价指标一览表 - - 建设规模、工艺方案及流程 建设规模 本工程拟在某 #装置内建设污水深度回用系统，对某 #装置出水进行深度处理以达到污水回用标准。经过处理后的污水，用于聚酯厂、芳烃厂循环水场补水、消防水和某 #污水处理装置生产用水。 本次污水深度处理工程拟回收处理水量为： 10000m3/d。 工艺方案确定 工艺方案选择原则 在某 #装置内建设中水处理系统工程的工艺方案确定中，应遵循以下原则： 技术成熟可靠，处理效果稳定，保证长期连续运行，出水水质稳定达标，满足聚酯厂 、芳烃厂生产安全性要求 ； 基建投资合理，运行费用低，运转方式灵活，以尽可能小的投入取得尽可能大的收益 ； 运行管理方便，并可根据进水水质波动情况调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理构筑物的处理能力 ； 便于实现工艺过程的自控，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 选定的设备先进、可靠、国产化程度高、成套性好 ； 所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。 进出水水质分析 本次深度处理回用工程的主要处理对象是某某 #装置的二级出水。目前某 #装置运行状况基本良好，根据业主提供资料及要求， 某 #装置出水水质达到污水综合排放标准中的一级标准。根据业主要求，某 #装置出水经过污水深度处理回用系统处理后，出水水质要符合中油暂行规定的循环水补充水水质标准，详细内容见表 2-1。 表 2-1 中油暂行规定回用水水质标准 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目 PH NTU SS 石油类 CODCr NH3-N 总溶固 总碱度（ CaCO3) - - 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数值 6.88.5 5 10 5 30 3 800 300 序号 9 10 11 12 14 15 16 17 项目 Ca2+ Mg2+ 总铁 总磷 Cl- 锰 硫酸盐 电导率 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L us/cm 数值 6090 1030 0.2 1 200 0.2 300 8001500 表 2-2 进出水水质对比 mg/L CODCr SS NH3-N Ca2+ Mg2+ 总碱度 总磷 进水 100 70 15 75 15.57 180 0.9 出水 30 10 3 90 30 70120 1 通过表 2-2 中对进出水水质的对比，可以发现有几点问题需要重点考虑： 氨氮的去除：需要将氨氮 浓度 从 15mg/l 削减至 3mg/l 以下； 有机物的去除：主要体现在 CODCr的去除， CODCr从 100mg/l 削减至 30mg/l 以下； 出 水悬浮物 (SS)浓度 10mg/L，出水浊度要求 5NTU，要求对悬浮物或胶体物质有进一步的去除 ； 总碱度的维持：出水总碱度需要维持在 70120mg/L； 硬度的去除： 因为某 #装置目前出水硬度已经满足污水深度回用标准，所以硬度的去除不是此次工艺选择主要考虑的因素； 杀菌剂消毒剂的投加。 工艺方案确定 氨氮的去除 根 据进出水水质要求，需要将氨氮浓度由 15mg/l 降至 3mg/l 以下，一般除氨氮的措施有以下方法：生化 工艺 、 膜生物反应器工艺、反渗透工艺 等。 表 2-3 显示了几种工艺对比情况。 表 2-3 各种工艺对比一览表 项目 生化工艺 膜生物反应器工艺 反渗透工艺 运行费 低 较高 高 一次投资 低 较高 高 出水水质 良 良 远优于景观用水水质 使用寿命 长 短 短 - - 前处理 少或无 少或无 多 维护管理 简单 较复杂 复杂 特点 普通生化法污泥浓度过低，但曝气生物滤池可 以 达 到10g/l。 定期排放剩余污泥。 高浓度微生物降解有机物； 膜只是起到过滤的作用，并且截留不了氨氮。 同样需要定期排放剩余污泥。 国产不可靠，更换率高，进口价格太高； 后续不需要任何的消毒设施 需要严格的前处理，有效去除胶体及悬浮物。 国产不可靠，更换率高，进口价格太高； 后续不需要任何的消毒设施 缺点 出水含有一定悬浮物，需要后续的过滤处理。 必须设置适当的消毒设施 化学清洗用的废液造成二次污染。 若膜局部破损会影响出水水质。 化学清洗用的废 液造成二次污染。 浓水处理难度高 适用情况 比较通用 使用于较小规模项目 使用于出水水质更高的项 目 经过上述比较，在性能可靠，节约投资及运行费用等工艺选择的原则 考虑下 ，我们 选用生化处理作为主工艺。 生化处理工艺主要通过自养菌 硝化菌在有氧条件下，将氨氮转化为硝态氮，硝化菌在氨氮的氧化分解过程中获得能量，以维持生命活动，通过自养菌的硝化作用从而达到降低氨氮浓度的目的。 NH3-N 氧化的过程如下： 只要工艺选择得当、设计参数合理，生化法完全可以将氨氮浓度降至 3mg/l 以下。与其他物 4 2 2 22 2 34 2 3 23221222N H O N O H O HN O O N ON H O N O H O H 亚硝化菌 硝化菌 - - 化处理方法相比， 生化法对进水水质的要求不高、不需要对填料进行化学再生、而只需要供给足够的氧气便可，故生化法具有运行成本低、处理高效等优点，因此本方案经综合比较后选用生化法以达到降低氨氮浓度的目的。 鉴于本工程的原水为已经过二级处理的污水，进水有机物浓度较低，设计值 CODCr 仅100mg/ll， 而传统的活性污泥法和一般填料生物膜工艺不适宜处理低浓度的污水，如果原污水的有机物浓度过低，将影响活性污泥絮凝体的形成和增长，净化功能降低，处理水水质低下。所以 从效率和去除率方面考虑不宜采用传统的活性污泥法工艺和一般填料生物膜工艺，而应 采用推流附着生长工艺 (生物膜法 )作为其生化处理工艺。本方案采用当前国际上先进的污水深度处理工艺 曝气生物滤池来进行污水的生化处理，可以满意的达到出水水质指标。 曝气生物滤池 （ biological aerated filter 简称 BAF，或 up-biofiltration reactor 简称BIOFOR） 属推流式生物膜工艺之一。国外从 20 世纪初开始进行研究，于 80 年代未基本成型，后不断改进，并开发出多种形式。在开发过程中，充分借鉴了污水深度处理接触氧化法和给水接触过滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬 浮物、定期反冲洗等特点于一体。曝气生物滤池最初应用主要是用在污水的深度处理中，现在已经开始将其作为主要处理单元用在污水深度处理工艺中。其工艺原理主要是：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面附着生长着生物膜，滤池内部曝气，污水流经时，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，完成生物氧化降解过程；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，开始进行反冲洗过程。 一般来说，曝气生物滤池具有以下特征： 用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂 、活性炭等； 区别于一般生物滤池及生物滤塔，处理过程中用体内曝气方式供氧； 高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性； 具有生物氧化降解和截留 SS 的双重功能，用作污水生物处理单元之后不需再设沉淀池； 需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的 SS，同时更新生物膜。 根据污水和空气的流向不同，可将其分为同向流曝气生物滤池和逆向流生物滤池。其采用的滤料的密度可以略小于 1，也可以略大于 1，从而相应的反冲洗方式也会有所不同。 曝气生物滤池具有以下主要优点： - - 占地面积省 。若要达到回用水要求，为常规处理占地面积的 1/31/5， 厂区布置美观、紧凑； 出水水质优。经过曝气生物滤池硝化段处理后， 满足回用标准； 工艺流程短， 氧传输效率很高，曝气量小，供氧动力消耗低。作为深度处理工艺时，气水比一般 24； 过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺； 抗冲击负荷能力强，耐低温。正常负荷的 23 倍短期运行，对出水的水质影响很小。一旦挂膜成功，可在 610的低温下连续运行，非常适宜在北方地区应用。 易挂膜，启动快。 可建成封闭式厂房，减少臭气、噪声对周围环境的影响，视觉感官好； 运行管理方便，便于维护； 曝气生物滤池采用模块化结构，便于分期工 程的二期工程的施工，也便于工程的改建扩建。 有机物的去除 进水含一定浓度的有机物，如 CODCr=100mg/L，而回用水水质要求供水为： CODCr 30mg/L，相应的要求去除 CODCr 70mg/L。 某 #装置出水经泵提升后进入反应池沉淀池，定量投加混凝剂及助凝剂，能够对水中的 有机物、悬浮物及磷酸盐 进行很好的去除。并且可以 通过调整加药量以适应进水水质的变化，同时有效降低后续构筑物的处理负荷。减轻后续构筑物的堵塞及反冲洗周期短的问题。 此外 ，采用曝气生物滤池以去除氨氮；而曝气生物滤池在实现氨氮硝化的过程中， 同样可以实现有机物的无机化。经过以上措施，再通过进一步的 砂 滤 和活性炭吸附 完全可以实现回用水水质 对有机物 的要求。 其他指标的去除： 浊度 曝气生物滤池后必须再增设一道过滤系统，保障出水 SS 达标排放。 虽然 曝气生物滤池 的结构对悬浮物具有一定的截留作用，但其出水经常会带有一定量脱落的生物膜，所以为了保障出水悬浮物达标排放， 曝气生物滤池 出水与少量的混凝剂混合，进行微絮凝反应后，经泵提升进入石英砂过滤器进行有效过滤，在降低出水悬浮物的同时把关出水的总磷达标，另外还能够增强后续消毒措施的处理效果。 石英砂过滤器出水利用余 压进 入 后续的活性炭过滤器，以进一步去除常规工艺难以去除的- - 某些有机物或无机污染物。 活性炭吸附是一种污水深度处理方法，主要去除生物法所不能去除的某些溶解有机物、无机物。 此次设计将活性炭吸附作为污水深度处理系统出水的最终把关工艺。正常情况下，石英砂过滤器出水超越活性炭过滤器，直接排入回用水池；当检测出水不达标时，石英砂过滤器出水要排入活性炭过滤器进行处理，进一步去除有机物、悬浮物等，保证出水水质达标。 消毒杀菌 出水需要采取相应的杀菌消毒措施。 目前，在污水处理中用道的消毒方法有次氯酸钠法、二氧化氯法、臭氧法、紫 外线消毒法等。正确选择消毒剂是影响工程投资和运行成本的重要因素，也是保证出水水质的关键。几种常用消毒剂的性能比较见表 2-4。 表 2-4 几种常用消毒剂的性能比较 项目 液氯 次氯酸钠 二氧化氯 臭氧 紫外线 杀菌有效性 较强 中 强 最强 强 效能