15万吨年ADC发泡剂污水治理项目可行性研究报告.docx
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15万吨年ADC发泡剂污水治理项目可行性研究报告
1.5万吨/年ADC发泡剂污水治理项目
可行性研究报告
1总论
1.1概述
1.1.1项目名称：
****集团****化工有限责任公司1.5万吨/年ADC发泡剂污水治理项目
承办单位名称：
****集团****化工有限责任公司
企业性质：
国有
法人代表：
1.1.2主办单位基本情况
****集团****化工公司是****煤业集团全资子公司，全国500家最大化学工业企业之一。
****化工（集团）有限公司成立于1995年3月，是以原开封化工总厂为核心层，兼并开封市化工研究所、设计室，联合农药厂、开封电石厂成立的有限公司。
2005年10月因企业改制，加盟****煤业集团。
****集团****化工公司厂址位于开封市郑汴路，占地面积540亩。
公司现有职工2806人，有各类专业技术人员432人。
现有高级工程人员14人，中级技术人员104人，初级职称246人。
****集团****化工有限责任公司是河南省最早采用金属阳极和离子膜法制烧碱的企业，目前烧碱生产能力18万吨/年，氯碱下游产品近20个。
主要开发、生产以氯系列农药、医药和染料中间体为主的精细化工产品，属于国家“十一五”重点发展的化工行业六大领域之一。
该公司产品结构比较合理，具有较强的抗风险能力。
主要产品有180000吨/年烧碱、40000吨/年泡花碱、40000吨/年盐酸、50000吨/年液氯、18000吨/年氯磺酸、4000吨/年氯化亚砜、15000吨/年ADC发泡剂、25000吨/年氯乙酸及上百种化学试剂产品等。
****集团****化工有限责任公司是河南省主要氯碱骨干企业之一，担负着开封市及周边广大地区的电力、纺织、造纸、化工等行业的化工原料供应任务。
公司的发展直接影响着开封市及周边地区的经济发展。
2005年10月，****化工（集团）有限公司企业改制，整体并入****煤业集团，成为****集团的全资子公司。
资产的并购重组、资源的优势互补，进一步加快了****集团****化工公司发展精细化工的步伐，促进了开封市精细化工产业区的建设。
为实现****集团“十一五”期间在开封建设精细化工产业园区、年收入50亿元的远大目标，为构筑河南省中原经济隆起带、打造文化古都、振兴开封经济的宏伟规划，****集团****化工公司借助****集团高效、规范的运行机制和雄厚的资源、资金等优势，在“十一五”期间，拟采用先进技术，高起点、高速度地将自身建成一个具有现代化技术、装备和清洁生产花园式化工企业，将担当起开封精细化工产业园区建设的支撑和主力。
1.1.3项目提出的背景，投资的目的、意义和必要性
ADC发泡剂是有机精细化工产品，化学名称偶氮二甲酰胺。
ADC发泡剂是一种比较稳定的发泡剂，分解温度高于200℃。
该发泡剂无毒性、不污染、不变色、不助然、不易燃、发气量大，在塑料与橡胶中很容易分散，可作位多种塑料及橡胶制品的发泡剂使用。
因此ADC发泡剂有着广泛的用途。
但是，ADC发泡剂是一种高物耗产品，每生产1吨ADC发泡剂消耗：
尿素2.2吨、液碱（折百）2.3吨、氯气1.7吨、硫酸1.5吨及各种催化剂，消耗各种原料多达8吨，物料流失多，造成的污染大。
“三废”治理是全国性难题，是ADC发展的瓶颈，直接影响着ADC发泡剂行业的发展和生存。
****集团****化工有限公司原有ADC发泡剂5000吨/年,2008年新增1万吨/年生产装置，采用的是气提、吹脱、折点氧化法污水处理装置，通过运行使用后发现，此法运行费用较高，污水治理不稳定，有一些可利用物料没有及时回收，造成浪费。
****集团****化工有限公司为彻底解决生产污水特别是ADC生产污水对环境的影响，促进企业生存和长远发展，及时回收可利用物料，节能减排。
据此本公司研发了一套ADC生产污水治理新工艺。
拟投资建设公司污水处理厂。
1.1.4.可行性研究报告编制的依据、指导思想和原则
编制依据：
1.****集团****化工有限公司提供的相关资料及任务书。
2.《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（2006年修订）。
3.《污水综合排放标准》GB8978-1996
4.《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
5.《室外排水设计规范》（GBJ14-87）（1997版）
6.《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
7.《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
8.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
9.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
10.《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）
11.《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
12.《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-92）
13.《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-92）
14.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）
编制原则：
1.认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
其中特别注重贯彻执行循环经济及清洁生产的规定。
2.根据该公司提供的现有产品品种及生产规模以及ADC发泡剂发展规模，综合考虑各产品生产及污水的特征，对各股污水采用重点治理、综合平衡、综合利用的设计思路，确保整个系统设计的经济性，充分发挥工程投资的环境效益和社会效益。
3.污水处理厂设备选择及构筑物设计，充分利用企业现有的污水处理设施及公用工程设施；充分考虑现有产量及以后扩产污水处理量的需要，在设计上留有余地。
4.在处理工艺选择上，立足国内外先进及成熟技术，采用自动化程度高、流程简单、运行管理方便、耐冲击负荷的工艺流程。
5.设备选型上，采用国内成熟的、先进的高效节能设备。
6.厂区布置充分考虑流程需要及环境要求。
厂内附属建筑物设计力求美观大方、简洁明快，并考虑与厂内生产性构筑物以及周围环境相协调。
7.采用自动化管理运行，做到技术可靠，经济合理，使污水处理厂与整个厂区的现代化水平相适应。
1.1.5研究范围
本报告是进行****集团****化工有限公司ADC发泡剂生产污水深度处理工程可行性研究。
其研究范围为：
对建设项目的工艺、设备、公用工程、环境保护及投资估算、经济效益等进行分析、论证和评价。
1.1.6研究的主要过程
本报告结合氯碱生产及ADC发泡剂生产，采取“循环经济及清洁生产”的思路，通过对ADC生产污水的综合利用研究，将高盐、高NH3-N的ADC生产污水转化为可利用产品，在此基础上确立ADC生产污水深度处理工艺方案。
1.1.7经济效益
由于本项目为****集团****化工有限责任公司的环境治理项目，有一定的直接经济效益，但有较好的社会效益，从根源上杜绝了污水对生产岗位人员和周围环境的危害，对保护社会生态环境将起到积极的作用。
1.2研究结论
1.2.1研究的简要综合结论
1．****集团****化工有限公司ADC生产污水，是公司排放污水中的主要污染源。
通过对ADC生产污水采取冷却回收联二脲、回收硫酸钠、回收氯化铵、盐酸以及改变洗料工艺，将大幅度降低整个集团公司的污染物排放总量，治理后的污水达标排放。
表1-11.5万吨/年ADC污水治理前后污染物排放总量
流量
104m3/a
CODCr
吨/a
NH3-N
吨/a
S.S.
吨/a
实际总排放污水
98.40
2058
3936
648.8
污水处理后排放
47.20
28.32
9.44
47.2
削减量
51.20
2029.68
3926.56
601.6
2．本可研报告确立的ADC发泡剂生产污水处理方案总设计规模为98.4万m3/a。
其中：
缩合母液为20万m3/a，缩合洗水48万m3/a，氯化母液7.2万m3/a，氯化洗水30.4万m3/a（用于氯化配料7.2万m3/a，实排23.2万m3/a）。
综合治理方法：
（1）缩合母液处理设计规模为25万m3/a，可回收联二脲310t/a、氯化铵10000t/a，硫酸钠30000t/a、冷凝水约（蒸发冷凝水+蒸汽冷凝水）330000m3/a，治理后缩合母液污水达到零排放。
（2）缩合洗水48万m3/a，上一台带滤机代替原来的槽式洗料方法，可减少缩合洗水污水量24万m3/a。
（3）氯化母液处理设计规模7.2万m3/a，用于吸收氯乙酸副产氯化氢尾气，能够副产盐酸8万t/a，可自用和外销。
治理后氯化母液污水达到零排放。
（4）通过采取以上三种方法处理后，剩余的污水为：
缩合洗水24万m3/a、氯化洗水23.2万m3/a，合计47.2万m3/a。
对此污水的治理，我们采用气态膜工艺技术，装置能力为56万m3/a裕量为1.2，通过治理后（NH3-N含量＜25mg）达标排放，同时可回收硫酸铵（折100%）7500t/a。
3．该项目建成后，可减少污水排放量51.2m3/a，不但解决了****化工公司生产污水治理问题，也为国内ADC发泡剂同行业的污水治理走出了一条循环利用的经济道路。
1.2.2存在的主要问题和建议
建议集团公司进一步优化ADC生产工艺及生产管理，简化治理方法，降低水耗。
从而降低污水治理成本。
附主要技术经济指标：
表1-1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
污水处理规模
万t/a
98.40
其中回收：
1
硫酸钠
万t/a
3.00
2
氯化铵
万t/a
1.00
3
盐酸
万t/a
8.00
自用3万t/a
4
连二脲
t/a
310
折ADC300吨
5
硫酸铵（折100%）
t/a
7500
自用
6
可用水
万t/a
33.00
二
年操作时间
小时
8000
三
主要材料，燃料消耗
1
硫酸铵
t/a
13000
自产：
7500t
2
烧碱
t/a
4862
自产
3
硫酸
t/a
5664
4
氯化氢
t/a
7920
自产
5
絮凝剂
t/a
58
自产
6
助凝剂
kg/a
566
7
蒸汽
万t/a
15.0
自供
四
公用动力消耗量
1
平均用水量（新鲜水）
m3/a
18560
2
供电
3
设备容量
kw
747
4
年耗电量
万kw·h
568.80
5
供汽
最大用汽量
t/h
20
平均用汽量
t/h
18.75
五
三废排放量
1
废气
2
污泥排放量
t/a
100
六
运输量（汽车）
t/a
95500
1
运入量
t/a
5500
2
运出量
万t/a
9.00
七
全厂定员
人
160
1
其中：
生产工人
人
147
2
管理人员
人
13
八
总占地面积
m2
4530
其中
1
建筑占地面积
m2
1082.50
2
ADC污水处理池占地面积
m2
840
九
工程项目总资金
万元
3590.48
1
固定资产投资
万元
3460.48
（1）建设投资
万元
3351.98
（2）建设期利息
万元
108.50
2
流动资金
万元
130
3
其中铺底流动资金
万元
39
4
项目总投资
万元
3499.48
十
年销售及其他收入
万元
4011.24
十一
成本和费用
1
年均总成本费用
万元
3726.30
2
年均经营成本
万元
3416.12
3
年均利润总额
万元
284.94
十二
年均销售税金
万元
0
十三
财务评价指标
1
投资利润率
%
7.94
2
销售额利润率
%
9.19
3
投资回收期（含建设期）
年
8.6
4
全员劳动生产率
万元/人
25.07
十四
清偿能力指标（含建设期）
年
6.1
2污水处理设计水量、水质及排放标准
2.1现有工程基本情况
****集团****化工有限责任公司是以氯气、烧碱及其衍生物为主导产品的基础化工原料生产企业，主要生产机构由离子膜烧碱、氯磺酸、氯乙酸、氯化亚砜、氯产品、ADC发泡剂、供电、供汽、节能、试剂、泡花碱、氢气、试剂、机修等14个分厂组成。
基本情况见表2—1。
表2-1****（集团）有限公司工程基本情况一览表
序号
项目名称
内容
1
建设地点
开封市郑汴路40号
2
占地面积
36万平方米
3
用水来源
公司自备深水井
4
公共设施
锅炉房、配电房、仓库、供水站等
5
工作制度
年工作日330天，每天24小时，全年约8000小时
6
劳动定员
2806人
7
环保工程
处理能力为5061m3/d的污水处理站，锅炉烟尘除尘系统
8
排水方案
污水处理站处理后排入马家河，最终入惠济河至淮河
2.2现有工程给排水情况
现有工程工业总用水量1681.2万m3/a，其中新鲜用水量221.2万m3/a，循环水用量为1460m3/a，水循环利用率86.84%。
上述用水损耗量为52.5万m3/a，排水量为168.7万m3/a。
其中ADC发泡剂排放污水98.4万m3/a。
现有工程用排水情况见表2—2。
表2-2现有工程给排水情况一览表（万m3/a）
类别
数量
备注
用
水
用水总量
1681.20
包括：
生产、职工生活、锅炉、绿化等。
其中：
一次水用量
221.20
循环水用量
1460
水循环利用率（%）
86.84
排
水
排放水总量
168.70
指排入地表水环境中的水量。
其中ADC生产排水98.40万m3/a
损
耗
损耗总量
52.5
包括：
产品带走、蒸发、下渗、人体消耗、水循环系统消耗等。
其中：
生产损耗
44.4
锅炉损耗
2.0
生活损耗
0.4
其它损耗
5.7
2.3现有处理工艺
目前公司烧碱、氯产品、氯磺酸、供汽等分厂产生的生产和生活污水采取自动酸碱调节----沉淀处理。
ADC发泡剂生产污水，公司已于2001年建设了一套污水处理装置，采用加石灰中和----沉淀----两级吹脱的方法，对污水中主要污染物NH3-N进行处理，经过上述工艺处理后公司污水混合后达标排放。
由于****集团东大化工有限公司于2008年新建成10万吨/年离子膜烧碱、1万吨/年ADC发泡剂、2万吨/年氯乙酸等项目。
原有的污水处理装置只是对污水进行被动的处理，可利用原料不能及时回收，造成运行费用高，企业负担重，因此要采取新的污水治理工艺，建设新的污水处理厂。
2.4排放标准
本项目建成后，****集团****化工公司ADC发泡剂生产污水除回收一些可利用的物料外，还可减排污水量51.2万m3/a，而其它污水均能达到《污水综合排放标准》GB8978-1996表四二级标准要求。
表2-31.5万吨/年ADC排放污水水质、水量一览表
处理
方法
名称
水量
m3/a
PH
COD
SS
氨氮
浓度（mg/l）
排放量（t/a）
浓度
（mg/l）
排放量（t/a）
浓度
（mg/l）
排放量（t/a）
综合
处理前
ADC污水
984000
6~9
2091
2058
659
648.80
4000
3936
综合
处理后
排放污水
472000
6~9
60
28.32
100
47.20
20
9.44
排放标准表四二级标准
6~9
150
150
25
3项目工艺方案及规模
3.1生产规模和产品方案
根据****集团****化工有限公司提供的现有氯碱产品品种、生产规模，综合考虑各产品生产及污水的特征，采用重点治理、综合平衡、综合利用的工艺思路，确保ADC生产污水处理系统技术的可行性，充分发挥工程投资的经济性
****集团****化工有限公司ADC污水处理工艺的确定，将根据ADC发泡剂生产污水的水质特征（参见表3-1），采取改变工艺和清浊分流治理的模式：
1．对于NH3-N浓度较高的ADC发泡剂生产缩合母液，采取联二脲回收——蒸发浓缩回收硫酸钠——冷却回收氯化铵——母液循环使用的工艺路线。
2．对于NH3-N浓度较低的ADC发泡剂生产缩合洗涤水，首先采用带滤机代替洗槽减少洗水量——剩余部分采用气态膜工艺路线。
3.对于氯化母液用于吸收氯乙酸的氯化氢尾气制取副产盐酸。
4．对于氯化冲洗水采用气态膜工艺路线。
本报告将对年产15000吨ADC发泡剂生产污水治理工艺进行可行性研
究。
需处理的废水量见表（表3—1）
（表3—1）1.5万t/aAC生产废水排放数据
序号
名称
水量
（t/h）
NH3-N
（mg/l）
COD
（mg/l）
盐类
（%）
nacl（%）
1
缩合母液
25
1万～2万
3000～8000
（NH4）SO4
（6.5%）
5.7
2
缩合
洗水
60
2000～4000
1000～3000
（NH4）SO4
（2.5%）
2.2
3
氯化
母液
9
1000～4000
2000～5000
HCI
（约17%）
4.5～10
4
氯化
洗水
38（氯化配料用9）
500～2000
500～2000
HCI（2～5%）
1.5～3.2
3.2工程设计规模
按1.5万吨/年ADC产品规模，配套ADC污水深度处理装置：
1.气态膜工艺技术设计规模为70m3/h（56万m3/a），需要处理污水（缩合洗水+氯化洗水）量59m3/h（47.2万m3/a）裕量系数1.2，可回收硫酸铵0.938t/h（7500t/a）。
2.缩合母液回收装置31.25m3/h（25万m3/a），可回收联二脲38.75kg/h（310t/a）、硫酸钠3.75t/h（30000t/a）、氯化铵1.25t/h（10000t/a）、回收（蒸发+蒸汽）冷凝水41.25t/h（330000t/a），用于缩合洗料和锅炉用水。
3.改变缩合洗料工艺，采用带滤机代替原来的槽式洗料方法可减少洗料污水量30m3/h（240000t/a）。
4.氯化母液回收装置9m3/h（72000m3/a）副产盐酸80000t/a。
3.3技术改造项目特点
通过本项目的改造不但解决污水达标排放的问题，而且还可以回收大量的物料制成有价值的产品。
同过项目改造前后对照表，便可以更加了解本项目技术方案的优越性。
表（3—2）项目改建前后对比表
序号
生产规模（t/a）
产品名称
改造前
改造后
1
缩合母液
200000m3/a
气提、中和排放
回收联二脲310t/a
产硫酸钠30000t/a
产氯化铵
10000t/a
2
氯化母液
72000m3/a
气提、中和排放
盐酸（28%）
80000t/a
3
缩合洗水
480000m3/a
气提、中和排放
采用带滤机洗涤可节水240000m3/a
采用气态膜处理可回收硫酸氨7500t/a
4
氯化洗水
232000m3/a
气提、中和排放
5
缩合洗料用一次水24万m3/a
改造后用冷凝水送缩合洗料，可节约一次水为24万m3/a
6
总排水量
98.4万m3/a
改造后为47.2万m3/a,减少排水量51.2万m3/a
7
回收（蒸发+蒸汽）冷凝水量
无
可回收（蒸发+蒸汽）冷凝水量33万m3/a
4工艺技术方案
ADC（Azodicarbonamide，偶氮二甲酰胺）发泡剂广泛应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS以及各种塑料、橡胶等的发泡。
具有性能稳定、不易燃、无污染、无毒无味、分解温度可调节、不影响固化等特点，应用广泛，具有广阔的应用和生产前景。
ADC发泡剂是氯碱行业中派生出的精细化工产品，其主要生产原料为尿素和氯碱产品Cl2、NaOH。
尿素尿素、H2SO4Cl2
次钠合成
肼合成
干燥
缩合
氧化
Cl2NaClOADC
NaOH成品
母液、冲洗水母液、ADC洗涤水
图4-1.ADC发泡剂生产工艺流程图
在ADC发泡剂生产过程中，缩合工段产生含有高浓度氨态氮、无机盐的缩合母液。
由生产工艺流程图（图4-1）可知，次钠合成工段和肼合成工段都产生无机盐氯化钠，缩合工段产生无机盐硫酸铵，而氯化工段则产生盐酸型污水。
反应原理如下：
次钠合成：
NaOH+Cl2—→NaClO+NaCl+H2O
肼合成：
NaOH+NaClO+NH2CONH2—→NH2NH2·H2O+Na2CO3+NaCl
缩合：
NH2NH2·H2O+H2SO4—→（NH3NH3）SO4+H2O
（NH3NH3）SO4+NH2CONH2—→NH2CONHNHCONH2+（NH4）2SO4
氯化：
NH2CONHNHCONH2+Cl2—→NH2CON=NCONH2+2HCL
肼合成工段产生的Na2CO3被回收，剩余的无机盐氯化钠被带入到缩合母液中，和缩合工段产生的硫酸铵一起排出。
根据大量取样分析，开封东大化工（集团）有限公司ADC发泡剂生产的污水水量、水质，见表（3-1）。
1.缩合母液具有较高含盐、氨氮的特征。
其中主要以Na2SO4、NaCl、（NH4）2SO4为主。
经检测其中NaCl含量达到57g/L，NH3-N20g/L，SO42-含量高达65g/L。
2．缩合冲洗水中各物质的含量是缩合母液的1/10～1/100。
3.氯化母液中主要含有一定浓度的HCl=15～17%左右及NH3-N。
4．氯化冲洗水主要含有一定浓度的HCl=2-4%左右及NH3-N。
5．ADC生产污水主要污染物为各类无机盐、NH3-N。
4.1工艺技术方案的选择
4.1.1国内外高氨氮治理工艺技术概况
目前脱除污水中氨态氮技术主要有：
吹脱法（含汽提）、折点氯化法、离子交换法、生物硝化脱氮法、土地处理法等多种方法。
根据网上和国内ADC发泡剂行业调查，目前国内对ADC发泡剂缩合母液的处理研究，主要有以下几方面：
1．蒸发浓缩回收芒硝（十水硫酸钠）工艺。
缩合母液中含有大量的硫酸盐，加碱脱氨后回收芒硝。
该工艺运行成本较高，回收物质价值不大，而且对氯碱或其它行业生产没有太大的意义。
2．加碱吹脱——水洗回收稀氨水工艺。
实际证明，常温下水洗得到的稀氨水浓度一般不超过2～3%，产生的低浓度稀氨水量极大，对厂家而言根本没有使用价值，而且不能直接排放，成为更大的污染源。
3．氧化工艺。
一般情况下，氧化工艺适用于低浓度氨氮
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