有限公司净水剂项目工程分析

第2章.工程分析

2.1项目背景

据国家环境保护部等单位近两年调查，目前我国废水年排放量到达482.4

亿吨，废水排放量如此之大，国内每年工业用水、都市给水、污水处理需求净水

剂百万吨，既有市场上常规日勺净水剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁。

目前，世界聚合硫酸铝年产量约150万吨（以10%氧化铝液体产品计），其中日

本约50万吨，中国约40万吨。由于铁盐类净水剂开发相对较晚，其产量较小。

不过铁盐类净水剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铁、三氯化铁等净水剂，是后来净水

剂发展口勺新方向，此类净水剂没有二次污染、成本相对低廉、原辅料价格较低、

对废水COD清除率较高等等。从市场分析，国内无机高分子净水剂生产企业面临

两个利好消息：一是我国生产设备投资和成本远远低于国外，故产品在国际市场

有较大竞争优势。国内企业完全可以在此后几年将自己日勺产品推向国际市场。二

是未来几年国内需求会有较大增长。我国提出的污水治理日的是2023年都市污

水集中处理率为50%,据估算国家将投入6500亿元人民币来治理工业废水和都

市污水。可见，聚合硫酸铁的市场前景十分可观。

xxxxx限企业本次投资新建100000吨/年液体聚合硫酸铁（折合固体50000

吨）项口，运用硫酸亚铁、浓硫酸和水生产聚硫酸铁净水剂，是暨南大学李明玉

专家等项目组组员，在以往研究开发其他净水剂的基础上，研究开发的一种高技

术化工环境保护项目。该技术工艺先进、所得产品成本低廉，属于清洁生产工艺,

无二次污染。

XXXXXX有限企业厂址位于淄博市淄川区淄川经济开发区，企业从属于XXX

集团，企业占地32()余亩，投资300()余万元。企业拥有职工60余人，其中技术

人员2()余人。企业有完整的质量保障体系，保记了产品质量，提高了企业日勺质

量信誉，增进了企业的发展。

2.2项目概况

项目概述

项目名称：xxxxxx有限企业50000吨/年净水剂项目

建设性质：新建

建设地点：XXXX

项目投资：项目总投资3000万元，环境保护投资170万元，占投资额约5.6%

工作制度：年工作日300天，实行四班三运转工作制。

项目基本构成与重要技术经济指标

项目基本构成状况见表2.2-1,重要经济技术指标见表2.2-2o

表2.2-1项目基本构成一览表

项目名称重要构成

生产车间一种，lOOOOOt/a液体聚合硫酸铁生产线一条：由各类反应釜、计量

主体工程I

槽、沉淀池和泵类等其他设施构成。

辅助工程1储水池一座；配电室、化验室各一间；

1办公楼、宿舍、食堂和浴室等；

公用2供水：淄川经济开发区自来水企业，供水有保障；

工程3排水：由开发区污水管网排至淄博利民净化水有限企业；

4供电：淄川经济开发区供应，满足生产需要；

1废水：设废水搜集池1座，使项目生产废水所有搜集回用；

环境保护2废气：反应釜及车间设废气搜集系统，采用酸雪汽搜集池吸取处理；

工程

危险废物：设置暂存场所1座，满足《危险废物贮存污染控制原则》(GB18597-2023)

3

规定

储运设置浓硫酸储罐4个，其中每个lOOnr',周围设置围堰，附近设置事故池•

1

工程座；

2设置产品储罐2个，

3设置物料仓库1座，用于储存硫酸亚铁等原料；

4设置氯酸钠仓库一种

表2.2-2重要技术经济指标一览表

序号项目名称单位数量备注

—•生产规模t/a1(X)()()()液体聚合硫酸铁

二占地面积亩320

三年运行天数天300整年运行720（）11

四全厂定员人63

五产品消耗指标

1新鲜水耗in%84000开发区自来水管网

2电耗万Kwh/a5开发区供应

六项目总投资万元3000

七绿化率%14

产品方案及规模

该项目为100000吨/年液体聚合硫酸铁项目o

2.2.4产品指标

产品聚合氯化铝净水材料质量指标状况见表2.2-3o

表2.2-3产品质量指标一览表

指标

指标名称I类II类

液体固体液体固体

相对密度（20℃）>1.45—1.45—

全铁质量分数/%

11.019.011.019.0

>

盐基度川/%8.0-16.08.0-16.08.0-16.08.0-16.0

不容物的质量分数/%

0.30.50.30.5

<

PH（1%水溶液）2.0〜3.02.O-3,O2.0-3.02.0-3.0

W(As)含量/%<0.00010.0002

铅（Pb）含量/%<0.00050.001

2.2.5总图布置与运送

2.2.5.1总平面布置与合理性分析

1、总平面布置

xxxxxxxx有限企业厂区占地面积约21.3hn?,位于xxxxxx的）西部，厂区大

体可分为东部生产区和西部办公区生活区。全厂设1个出入口，在厂区东面。

本项目建设区域位于厂区东北部，建设内容为生产装置及配套的辅助设施，

按功能不一样分为如下区域；

（1）生产区：原料酸溶、水解聚合反应装置，沉降池，成品池；辅助生产

设施，包括配电室、控制室、分析室；

（2）仓储区：包括新建的灌区和原料产品储存区；

（3）公用工程区：包括循环水装置、消防水池（水池和泵房）；

总平面布置考虑了本期工程的合理、集中、紧凑。拟建工程总平面布置详细

见图2.2-1o

2、合理性分析

从环境保护、以便生产等方面进行综合考虑,平面布置合理性详细分析如下:

（1）生产厂房和物料储罐区按照工艺生产日勺流线合理的划分界区，有助于生

产，以便管理；将物料、产品库区布置在临近生产车间位置，并考虑足够装卸面

积使工厂人流货流分开，以利于运送，防止交叉；

（2）各生产环节连接紧凑，物料输送距离相对较短，便于节能降耗，减少物

料流失，提高生产效率，并减轻了厂区内重要生产设备噪声对厂内办公生活区及

厂区附近的噪声环境的影响。

（3）考虑好朝向，尽量减少生产废气对厂区及附近村庄日勺影响。

综合分析，本工程厂区平面布置既考虑了厂区内生产、生活环境，也兼顾了

厂区外附近环境状况，布局比较合理。

2.2.5.2运送

原材料的运入和成品的运出均采用汽车，以公路运送为主，属于危险化学品

的货品委托具有危险货品运送经营许可证的单位进行运送。

2.3工程分析

生产工艺流程及产污环节分析

1、生产工艺流程简述

拟建项目以硫酸亚铁、浓硫酸和水为原料，使用氯酸钠催化氧化，再加入稳

定助聚剂，使高铁盐发生水解和聚合反应，得到无机高分子净水剂聚合硫酸铁。

本工艺属于温和反应，浓硫酸进入水中会产生热，但由于浓硫酸逐渐滴加，产生

的热量可很快在反应液中散发，反应过程中不产生其他副产品和其他发热现象。

聚合硫酸铁产品生产工艺流程论述如下：

（1）用硫酸泵将硫酸贮槽中的硫酸泵入硫酸高位槽中；把水用泵泵入水计

量高位槽中；将催化剂放入催化氧化剂溶解槽中充足溶解。然后把硫酸亚铁、98%

工业硫酸和水按照一定比例，加入到反应器中，混合均匀；

（2）将氯酸钠按照一定的配比和一定日勺速度，慢慢加入到反应器中，使硫

酸亚铁发生催化氧化反应，得到高铁盐:

(3)加入催化稳定助聚剂，使高铁盐发生水解和聚合反应，得到无机高分

子净水剂聚合硫酸铁；

(4)将上述所得新生聚合硫酸铁泵入中间产品稳定沉降池中，稳定熟化一

定期间，得到液体聚合硫酸铁产品，液体产品泵入液体产品成品池中待售；

2、生产原理：

氧化6FeSO4+NaClO?+3H2so4-------►3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O

水解Fe2(SO4)3+11H2O——►Fe2(H2O)n(SO4)3-n/2+n/2H2so4

聚合mFe2(H20)n(SO4)3-n/2------►[Fe2(H20)n(SO4)3-n/2jm

2、产污环节分析

根据上述工艺流程分析，产品生产过程中的污染物产生状况分析如下：

废气：重要为反应过程中产生的少许硫酸雾汽；

废水：生活污水、车间冲洗废水和定期的洗罐废水；

固体废物：副产残渣，作为副产品外售处理或回用。

拟建工程产品生产工艺流程及产污环节详细见图2.3-1。

会而会山；白上

图2-2聚合硫酸铁生产工艺及产污环节

重要设备

根据生产工艺的规定，本装置重要设备有水解聚合反应装置、水和酸等计量

装置、物料加料装置、沉降池储罐等。详细生产没备状况见表2.2-4

表2.2-4项目重要设备表

序号设备名称型号规格材质数量备注

1反应釜5m3钢套夹层搪玻璃8个生产设备

2反应釜3m:,钢套夹层搪玻璃2个生产设备

3酸计量槽3m：，PVC防腐5个生产设备

4水计量槽3m：i玻璃钢2个生产设备

o3环境保护设

5搅拌洗浆池3m玻璃钢大理石内衬3个

备

6搅拌打浆槽1.5m一般碳钢2个生产设备

7上料皮带0.5X62台生产设备

钢筋、水泥、玻璃钢、

8沉降池72m6个生产设备

大理石

9成品池150m3钢筋水泥玻璃钢防腐5个生产设备

环境保护设

10酸雾汽搜集池4X1.0X1.5砖混耐酸水泥3个

备

11酸储罐100m3玻璃钢4个辅助设备

环境保护设

12废水搜集池12X10X2.5钢筋水泥1个

备

13储水池石专混1个辅助设备

14配电室生产设备

5()1002002001个，100装备满足规

15试验车间

（升）2个502个，定捐助设备

16化验室辅助设备

环境保护设

17压滤机3台

备

18地中衡100T1台辅助设备

19电子磅IT2台辅助设备

2.3.3重要原辅材料消耗及物料平衡

I、重要原辅材料消耗

拟建项目生产重要原辅材料消耗定额详细见表2.3・1。

表2.3-1拟建工程润滑油产品生产消耗定额

序号名称规格原则年用量（万吨）备注

（GB10531-2023）

七水硫酸亚铁不小于90%

1硫酸亚铁5.5

水不溶物不不小于0.5%

珅含量不不小于0.0001%

铅含量不不小于0.0005%

2硫酸98%0.5

3水3.745

4氯酸钠工业原则0.25

由企业按照技术

5稳定助凝剂—0.005支持方的措施配

制

2、重要原辅料理化性质毒理毒性

重要原辅料H勺理化特性、毒性毒理性质见表2.3-2

表2.3-2重要原辅料日勺理化特性、毒性毒理性质表

名称分子式理化特性燃烧爆炸性毒理毒性

纯品为无色、无臭、

透明"勺油状液体，呈强酸

性.市售的工业硫酸为无

本品虽不燃，但

色至微黄色，甚至红棕色。

诸多反应却会起火

相对密度：98%硫酸为

或爆炸，如与金属会

1.8365（20℃）。熔化

产生可燃性气体，与

10.35。沸点338℃。有

水混合会大量放热。

很强H勺吸水能力，与水可

着火时立即用干粉、

以及不一样比例混合，并

泡沫灭火等措施。与属中等

放出大量的热。为无机强

易燃物（如苯）和有机毒性，对皮肤

98%H2s04酸，腐蚀性很强。化学性

物（如糖、纤维素等）粘膜具有很

浓很活泼，几乎能与所有金

接触会发生剧烈反强口勺腐蚀性。

硫属及其氧化物、氢氧化物

应，甚至引起燃烧。

酸反应生成硫酸盐，还能和

能与某些活性金属

其他无机酸H勺盐类作用。

粉末发生反应，放出

在稀释硫酸时，只能注酸

氢气。遇水大量放

入水，切不可注水入酸，

热，可发生沸溅。具

以防酸液表面局部过热而

有强腐蚀性

发生爆炸喷酸事故。浓度

低于76%H勺硫酸与金属反

应会放出氢气。

硫

重要成分本品呈粉末状，易溶

酸

于水，具有还原性。受无无

亚FeSO4'7HO

2高热易分解。

铁

本品助燃，具刺

本品粉尘

激性，是强氧化剂。

对呼吸道、眼

氯酸钠是无色无臭受强热或与强酸接

及皮肤有刺

结晶，味咸而凉，有潮触时即发生爆炸。与

激性。口服急

氯解性，易溶于水，微溶于还原剂、有机物、易

性中毒，体现

酸NaC10乙醛，重要用作氧化剂，燃物如硫、磷或金属

3为高铁血红

钠及制氯酸盐、除草剂、粉末等混合可形成

蛋白血症，胃

医药物等，也用于冶金爆炸性混合物。急剧

肠炎，肝肾损

矿石处理。加热时可发生爆炸，

伤，甚至发生

有害燃烧产物：氧

窒息。

气、氯化物、氧化钠。

聚

按照技术支

合无机盐原料其水溶液

持方的1措施

稳展现弱酸性，但明显腐蚀无资料腐蚀性.

配制所成的

定性。

混合物

剂

3、物料衡算

拟建项目生产过程中物料平衡状况见表2.3-3和图2.3-2。

表2.3-3产品生产物料衡算一览表

投入(t/a)产出（t/a）

98%硫酸5000

产品液体聚合氯化铝100000

硫酸亚铁55000

氯酸钠2500

废气硫酸雪汽2.72

聚合稳定剂50

水固废废渣686.9

合计85353.7合计85353.7

硫酸亚铁：55000

98%硫酸：5000

-------->咫略强.m

聚合

.

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2.4公用工程

全厂供排水及水平衡

1、给水

(1)给水水源及用水量

拟建工程给水为淄川经济开发区，供水有保障。

拟建项目的整年新鲜水消耗量合计为840001/,用水环节包括聚合反应、酸

雾吸取、车间地面与设备冲洗、生活办公及厂区绿化等。其中生活用水2835m%,

333

设备及地面冲洗用水，用量100m/a,厂区绿化水650m/a,废气吸取用水20m/ao

(2)给水系统设置

拟建项目给水系统设置分为生活给水系统、生产给水系统及消防给水系统。

拟建项目所有用水为自来水，进水压力为0.3Mpah。由开发区内管线引入，

新鲜水总管管径为DN100,管材无缝钢管，管线埋地敷设。生产用水由新建的

蓄水池经加压后供应，消防水系统依托开发区，采用一条DN100钢管接自开发

区原有消防给水管线，消防水管网压力为0.6()Mpa,环状管网上设置室外地下式

消火栓，室外消火栓间距不不小于60m。消防水池与生产共用一蓄水池，蓄水池

设置在厂区北部，容积600临近生产车间和原料灌区，以便于灭火时就近

使用。

2、排水

职工的生活污水产生量按生活用水量的80%计算,项目的生活污水产生量为

2268m3/a,洗罐废水约75m%,车间清洁用水废水产生量约80m%,项目生活污

水经化粪池处理后和地面清洁用水及初期雨水一起排至开发区污水管网，由淄博

利民净化水有限企业讲行处理.，废气吸取罐废水产生量约20m3/a,回用于生产，

不外排。项目水平衡图见图3-3。

图3・3项目水平衡图

供电、供热

1、供电：拟建项目建于淄川经济开发区内，供电方为开发区变电所，新上

装置所需负荷由企业新增的变压器提供，本项目年用电量为446.4万度，总装机

容量为558kWo本工程生产装置日勺负荷等级为三级负荷，采用630KVA日勺变压器。

2、供热：拟建项目供热来自园区供热管网，由华洋热电厂按需供汽，可以

满足供热需要。

重要原辅材料及产品储存

1、物料仓库和储罐区设置

拟建工程设原料仓库1座，用于储存袋装的物料及部分桶装原料，建筑面积

250m'。

全厂设置酸储库一座，100痛，玻璃钢储罐4个，用于储存生产原料浓硫酸，储

罐区设置防漏围堤，在储酸罐低洼处，建有100/日勺储酸罐跑酸专用搜集池，作

为储酸安全设施。设置成品池5座，清水储水池1座，回用水储水池一座。

全厂物料仓库和储罐区设置状况详细见表2.4-3o

表2.4-3全厂仓库和储罐区储罐一览表

序号储存物质容积构造材质数量危险性

1硫酸亚铁250m3钢构造3易燃

2浓硫酸l(X)m3玻璃钢4易燃

3成品池150m3钢筋水泥玻璃钢防腐2易燃

4清水储水池225m3钢筋水泥1易燃

回用水储水

5300m3钢筋水泥1腐蚀品

池

6氯酸钠库4500m3碳钢2易燃

2、拟建工程重要原辅材料及产品储量

拟建工程重要原辅材料及产品的寄存状况详细见表2.4-4o

表2.4-4拟建工程重要原辅材料和产品寄存一览表

序号名称规格原则储存方式最大储存量（D

1硫酸加铁T业品塑料袋1000

2浓硫酸98%储罐500

3固体氯酸钠工业品，片状储罐25

4纯碱工业品，粉状塑料袋10

5液体产品工业级成品池500()

2.5污染源分析及重要污染物排放状况

废水

.1废水来源、产生量及所含重要污染物

拟建项目的J废水重要来源于生活污水、车间清洁废水、反应罐洗罐废水、酸

雾吸取废水和初期雨水。

(1)生活污水

拟建项目职工人数为63人，项目设置职工宿舍、食堂等生活设施，生活用

水按150升/人•日计，生活用水量2835日a,排水量按80%计，生活污水排放

量为2268t/ao

(2)车间清洗水

拟建项目为持续生产，打扫卫生，冲洗地面，擦洗设备平均用水为0.0123

nrVh(合100n?/a),排水按用水的80%计，则车间地面冲洗水排放量为0.01n/h,

年排放量为80m3/a,该废水中COD浓度约为500mg/Lo

(3)反应罐洗罐废水

拟建项目生产过程中的反应罅洗罐废水产生量为75m3/a,这部分废水直接

排入回用水储水池，回用于生产，不外排。

(4)酸雾废气吸取废水

拟建项目生产过程中产生的少许硫酸酸雾经嗖集后，通入雾气吸取池，最终

由排气筒引出15米高空排放。雾气吸取池废水水质为pH11〜13,定期排入回用

水水池，回用于生产，不外排。

(5)初期雨水

初期雨水量计算重要根据《室外排水设计规范》进行，雨水流量公式为：

Q=qx①xF

式中：Q—雨水设计流量(L/S)；

q—设计暴雨强度(L/S.hnf)

①一径流系数，取0.9；

F—汇水面积(hn?),厂区占地面积21.31hnr

根据类比分析，淄博市暴雨强度公式

q=4091.17x(l+0.8241gP)/(t+16.7)087

式中：P—设计重现期，取2年；

t—降雨历时，取60min；

ti一地面集水时间；

t2—管内流行时间；

m—延缓系数，管道取2。

将有关参数代入公式计算可知，雨水流量为2244.3n?/h,每次需要搜集的前

3

10分钟的初期雨水水曷为：2244.3/6=374.1mo

.2废水处理状况

拟建项目排水分车间清洗水、生活污水和初期雨水三部分，为了有效防治废

水污染，本项目实行“清污分流”，将后期雨水由雨水管网直接排放。生活污水经

化粪池处理后和车间清洗水、初期雨水一起在污水集中池混合搜集，拟建工程完

毕后估计废水总排放量为2722.1n?/a。排入开发区污水管网，经淄博利民净化水

有限企业进行深度处理后达标排放。拟建工程所排废水水质及水量见表2.5-k

表2.5-1拟建工程所排废水水质及水量

废水量重要污染物浓度(mg/L)

序号类别排放去向

3

(m/a)CODBOD5SSNH3-N石油

1车间清洗水8050020030040

污水集中池搜

2生活污水226830015020020—

集，排入开发

3初期污染雨水374.1300200100—10

区污水管网

合计污水集中池2722.1305.9158.3207.616.72.5

由表3・15可知，拟建项目废水量2722.1m3/a,在污水集中池混合搜集后，

项目废水水质COD：305.9mg/L、BOD5：158.3mg/L、SS：207.6mg/L、NHs-N：

16.7mg/L、石油：2.5mg/L,COD的排放量为0.83l/a、BOD5为0.43t/a、SS为

0.56t/a、NH3-N为0.045Ua、石油类为0.0068t/a。符合淄博利民净化水有限企业

进水指标。项目废水排入园区污水管网，接进淄博利民净化水有限企业进行深度

处理后达标排放，排入孝妇河河。

废气

.1废气污染源及处理措施

拟建项目在反应釜中水解聚合反应过程会产生少许硫酸雾汽。

反应釜总面积合计为23m工水解聚合反应在常压密闭环境中进行，持续生

产，温度大体在80C左右，根据《环境记录手册》中计算公式，其理论挥发量

通过如下公式计算：

Gz=M（0.000352+0.00078V）XPXF

式中：Gz——液体的挥发量（kg/h）；

M——挥发物的分子最；

V一一蒸发液体表面上H勺空气流速，无条件实测时一般可取0.2〜0.5,

反应由于在密闭容器内进行，V取0；

P该组分日勺蒸汽分压（亳米汞柱）；杳表得4.77

F----液体蒸刊登面积(m2)。

经计算得，挥发量约3.78kg/h,即硫酸雾为2.72t/a。规定在反应釜上装置废

气搜集系统，硫酸雾经搜集后再通入雾气搜集池用水吸取后由15m高排气筒排

放，由于HRO,自身就是溶在水蒸汽中排放的，因此回收效率较高，可以到达95%

以上，则硫酸雾经处理后排放量为0.136l/a,排放浓度37.8mg/m\排放速率

0.0189kg/h,均到达《大气污染物综合排放原则》(GB16297-96)二级原则。

硫酸用密闭储罐储存，在使用时用离心泵运送投料，储存和投料过程中无废

气发生。

.2非正常工况下废气排放分析

非正常工况是指污染物控制措施出现问题等原因引起的污染源排放量高于

设计值，如设备检修，原、燃料中毒性较大污染物口勺含量不稳定，污染物控制措

施达不到应有效率等状况。

就本项目来讲，非正常工况重要是指设备检修时或废气搜集装置由于停电或

其他原因，导致故障而不能正常运行，硫酸水雾将直接排放。这种工况尽管出现

次数有限，但需采用应急治理措施。

为了尽量减少非正常工况的产生，企业同步设计采用一定日勺措施,详细如下：

1、废气搜集装置由于停电或其他原因不能正常运转时，首先应停止各设备

的进料、然后把设备中停留的物料排出至各对应的物料储罐，待确认设备中物料

排尽后，打开某些设备H勺排尽阀或管路中的排尽阀，把设备和管路中残存的物料

排尽，排出H勺物料放回至各自储槽中或用备用桶接好，待正常开车时返回系统。

2、在设备检修之前要提前启动废气搜集系统，保证将反应罐中废气排尽再

打开设备进行维修。

3、确认各设备和所有要检修的管路中不存在物料后，根据物料性质分别用

水或蒸汽进行清洗或吹扫，洗出的废水统一搜集到废水储罐