造纸厂碱回收及中水回用工程可行性研究报告Word文档格式.docx
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1.9《造纸工业“十五”规划》
2、编制原则
2.1该公司的中水回用项目符合国家的产业政策，并可以配合我国振兴东北老工业基地的整体战略意图，为我国东北工业基地的振兴和某某纸业有限公司的可持续发展作出应有的贡献。
2.2该项目工程从提高某某纸业有限公司能源综合利用效率、增强综合竞争实力等可持续发展的角度着手，建设年处理45000吨稻草浆黑液碱回收系统和日处理能力为30000立方米的污水回用工程。
2.3该项目要求某某纸业有限公司排出的污水30000m3/d，经处理后回用于生产工业管网和锅炉循环水冷却系统，并避免二次污染的产生。
2.4充分利用某某纸业有限公司已有的公用工程和辅助生产设施，减少基建费用投资，避免重复建设现象发生。
2.5合理匹配设备规格，避免小马拉大车及大马拉小车现象发生，降低运行成本。
2.6采用先进、合理、成熟、可靠的工艺流程，保证装置稳定、正常、连续运行。
2.7充分听取主办单位意见，以主办单位需求内容作为重要设计依据，真正做到以用户满意为中心。
2.8合理布置，节约用地。
2.9采用更为先进的工艺，进一步降低运行成本和一次性投资。
四、项目提出的背景、投资必要性和经济意义
1、项目提出的背景
在过去二十年期间，中国经济增长带动其制浆和造纸产业的发展，
中国不仅成为了第二大纸和纸板消费国，并且成为仅次于美国的纸和纸板生产国，和仅次于美国和加拿大的第三大制浆国。
然而,中国人均纸消费量少于30公斤人均每年，仅仅是世界平均水平的一半，全球排名只在第59位。
根据最新的估计，中国去年纸和纸板的生产量为3300万吨。
其中，因为中国相当有限的森林资源，仅570万吨（17%）为木浆制成；
1360万吨（41%）主要由进口的废纸制成，现在这是中国造纸产业原材料最强劲的增长来源；
剩余的1370万吨（42%）仍然由的非木材原料制成,其中麦杆和稻草是主要种类。
现代典型木材制浆厂年生产规模为500000-700000吨，生产的纸浆销售给其他造纸厂或供自己的纸厂生产使用。
国内的造纸厂规模都相当小，只有少数几家生产规模超过200000吨/年。
原因是,现有的秸杆和其它农作物纤维的收集和运输方式限制了造纸厂的规模。
另一个对非木材制浆产业的限制是，当将常规的碱回收技术用于较小规模的草浆厂时，出现了技术上的困难和经济上的不可行。
因为许多非木材原料中硅的高含量极大的阻碍了蒸发设备的正常功能发挥,而蒸发设备是在燃烧前用来去除蒸煮黑液多余水分的。
最近，在国内大约有20家非木材制浆厂安装了常规碱回收系统，但是大多数发挥不了正常的功能。
这些制浆造纸厂仍然排放大量的没经过适当处理的污水，这些污水总计超过中国所有工业废水污染的三分之一。
1990年，国家发布《环境保护法》，把工业污染列入迫切需要解决的问题。
限制污水排放和一些相关法规的实施已经导致了近一半的制浆造纸厂关闭。
预计十年后，只有250家生产规模最小为25000吨/年的造纸厂能够正常运转，总计年生产规模超过6000万吨。
在未来，非木材制浆造纸厂在生存和竞争性方面面临许多新的挑战：
国际造纸企业开始投资中国。
大型机器提供全方位优势，当地生产商需要进一步确定产品市场定位,使得他们能维持盈利运作。
为了减少废水处理的费用，在制浆造纸工艺中减少水的整体消耗量是必要的。
大多数制浆厂的传统洗浆工艺使用过量水的状况必须被改进。
最新开发的黑液除硅和碱回收新技术，使非木材制浆厂的二氧化硅的问题从技术上得以解决成为可能。
在制浆漂白工艺中基本氯的使用引起潜在的和更加复杂的问题，需要新型、小容量、高温的燃烧技术。
中国的制浆造纸工业必须开始给予更多对AOX、二恶因（dioxins）和重金属排放的关注。
然而，国内非木材制浆厂技术老化、营利微弱，在没有拨款、优惠贷款和政府保证的情况下，解决污染问题的手段有限。
而资源问题也是困扰造纸企业的又一大难题。
中国属于缺水国，人均水资源占有量约为世界第88位，随着我国人口的迅猛增长和工业的高速发展，导致我国的缺水矛盾日渐突出。
而造纸企业一直是我国的用水大户，其供水不足的矛盾也日益显现，除长江沿岸的企业供水情况较好外，其他地区的企业均存在不同程度的供水不足现象，特别是黄河流域、西北地区、沿海地区和东北地区的企业，正面临严重的供水不足问题。
如在山东、河北、河南、新疆地区的造纸企业只能靠开采地下水维持生产。
由此可见，水资源的匮乏已经开始制约企业的发展。
为从根本上解决制浆造纸企业对环境的污染和水资源短缺的现状，提高污水的回收利用率，佳木斯某某集团某某纸业有限公司提出了建设稻草浆碱回收系统及中水回用系统的建议，将黑液中的残碱提取出来进行再利用，从根本上解决稻草浆黑液碱污染问题，并将排出的污水进行处理，最终达到中水回用，以达到节约能源，消除污染的目的。
2、投资的必要性
2.1该项目解决了长期困扰稻草浆碱回收硅干扰问题，黑液除硅后碱回收正常运行，碱回收率可达到80—93%，而且还可以节余大量的新鲜水，降低生产成本，减少排污量，是一项既有明显的经济效益，又有突出的社会效益的资源化项目。
2.2该项目可以从根本上解决某某纸业有限公司制浆蒸煮用碱和生产用水紧张问题。
2.3该项目符合国家产业技术政策，符合当地政策和某某纸业有限公司提出的关于稻草浆碱回收及污水回用的有关规定。
经过我们对某某纸业有限公司实地考察，本公司有把握完成该技术改造项目的设计与实施，使其回收的碱和出水水质满足生产需要，而且运行稳定。
2.4该工程的实施，其经济效益、社会效益和环保效益都是十分明显的，是一项造福于子孙后代的有多重效益的环保工程。
3、该项目的经济意义
3.1该项目属于效益型环保项目，某某纸业有限公司现阶段制浆蒸煮用碱费用为741.4元/吨浆、新鲜水费用为1.2元/吨水。
然而随着化工原材料价格的增长和用水短缺矛盾的日益突出，在2—3年内，某某纸业公司蒸煮用碱费用将达到914元/吨浆，同时伴随着黑龙江地区用水收费及管理逐渐向正规化方向转变，某某纸业公司的新鲜水费用将达到2.00元/吨水。
所以说该项目的建设具有重大的经济效益，是刻不容缓的。
3.2该项目建成后，碱回收系统年可回收碱12744吨，按2100元/吨计算，再去除回收成本555万元，年可利润在2121.24万元。
回用水系统年可处理回用水9900000m3，按0.9元/m3计算，再去除160万元回收成本，年利润在731万元。
以上两项年可节约费用2852.24万元。
投资回收期6年，投资利润率高达18.2%，成本利润率高达399%。
该项目建成投产后，除具有可观的社会效益外，经济效益更是十分显著的。
五、项目研究范围
该项目主要由稻草浆碱回收系统和中水处理回用系统两部分组成。
将从制浆车间产生的制浆黑液乃至全厂的生产、生活污水进行处理，其中稻草浆碱回收系统采用CONOX氧化除硅系统进行黑液除硅，除硅后的制浆黑液可充分燃烧，使碱回收正常运行，残碱被提取回收后，剩余的污水排入中水处理系统，与其他生产、生活污水一起进行处理。
通过处理的污水，使其达到回用水标准，用于生产工艺用水和锅炉循环冷却用水。
循环水水质变化后的药剂配方调整不包括在该项目内。
1、该项目设计规模
本项目稻草浆碱回收系统采用芬兰CONOX公司黑液提取、除硅、燃烧关键技术设备，规模为45000t/a。
中水处理回用系统采用哈尔滨工业大学环保技术有限公司设计的方案，规模为30000t/d。
2、该项目主要投资包括
稻草浆碱回收车间：
8631万元
其中：
建筑工程：
431万元
设备购置：
7400万元
安装工程：
800万元
中水回用处理站：
2500万元
400万元
1850万元
250万元
空压站及制氧站：
2560万元
160万元
2300万元
100万元
项目建设总投资：
13691万元
贷款利息：
1958.58万元
项目总资金为：
15649.58万元
六、研究结果
1、项目概况
1.1本项目的污水来源主要是碱回收后产生的污水和其他生产、生活污水，来源稳定、可靠。
项目建成达产后每年回收碱12744吨，产出9900000万吨高质量回用水，可以极大减少某某纸业有限公司碱和新鲜水的用量，生产、生活污水基本达到零排放，真正实现“污水”资源化，并取得明显的经济和社会效益。
1.2本项目碱回收采用的工艺技术已经在辽宁省开原纸业实际应用，效果十分理想。
本可研方案在开原应用技术的基础上，又应用了多项专利技术增加多项优化措施，同时采用哈尔滨工业大学环保技术有限公司的中水回用技术，使出水水质更加稳定，使技术保障体系更加完善。
1.3该项目充分吸取了开原纸业有限公司草浆碱回收系统和中水处理工程的经验，设计上力求尽善尽美，制造上力求精益求精。
以期达到最佳经济及社会效益。
1.4该项目厂址选择在办公室的西侧，为纸业公司下属的一个附属车间，无需设立管理服务与后勤机构。
项目建成达产后每年可产出成品碱12744吨，回用水9900000吨，碱回收燃烧时产生的蒸汽可供生产使用，产品全部实现内部消耗，无销售风险、销售成本及销售方向。
1.5该项目的原料为制浆车间产生的经过碱回收处理后的蒸煮黑液和其他生产、生活污水，原料来源稳定，供水保证率高，其他辅助材料及化学药剂市场货源充足，只需加以复配处理即可使用。
1.6该项目作为一项效益型环保工程，建成投产后，可以大幅度降低企业的蒸煮用碱和新鲜水的消耗，减少排污费用和新鲜水费用，从而节约支出。
可以成为提高企业经济效益的新增长点，使企业在各有关经济、技术指标上更加接近或达到国外先进企业水平。
1.7该项目充分利用了某某纸业有限公司现有的公用工程设施，节省了项目投资，改善了环境污染现状，所产生的废气符合排放标准，达标排放。
1.8该项目采用的工艺、技术流程合理，技术成熟可靠。
1.9该项目改变了某某纸业有限公司环保治理只投入不产出的现状，并创造了良好的经济效益。
2、简要结论
本项目中的稻草浆碱回收系统和中水回用系统处理成本低，经济、社会效益明显。
该项目建成达产后，可减少某某纸业有限公司制浆蒸煮用碱、新鲜水用量，基本实现污水零排放，真正实现污水资源化、效益化，因此，本项目是切实可行的。
3、主要问题建议
因饮用水只占全部用水量的0.2%，目前国际上工矿企业的用水是饮用水和工业用水分设管线，建议本厂采用饮用水与工业用水分设管网，那么回用水装置可直接接入工业用水管网。
第二章市场分析及价格预测
1、本项目的供水来自制浆碱回收后造纸黑液和其他车间的生产、生活污水，经过中水回用系统处理后，供生产工业循环水及工业管网使用，可节约大量新鲜水。
2、由于本项目回收的碱成本为1650元/吨，污水回用成本为0.9元/吨，均低于市场价格，本工程建设投产后，可为企业节约大量的能源及资金，为企业带来可观的效益，同时减少排污量和污水排放收费，为企业将来的技改、增容创造了可持续发展的先决条件。
3、随着水资源逐渐紧张和国家对环境保护治理力度的增加，提高化工原材料、提高用水价格和增加排污收费是大势所趋，本工程建成投产后将实现日回收38.6吨碱和30000吨高质量的回用水，真正达到“污水”资源化的目的。
4、由于本技改工程所采用的技术为国际领先，是国家重点推广的，经工业化考验的组合技术，该项目竣工达产后，其处理后的污水和回收的碱，完全回用于本厂生产循环系统，不存在市场营销问题，所以营销风险和技术风险很小。
5、随着化工原材料和新鲜水价格的上调，本项目的经济效益将随之提高。
第三章产品方案及生产规模
一、产品方案的选择与比较
1、根据某某纸业有限公司排出的蒸煮黑液和其他生产、生活污水水质情况，结合各部门的相关要求及条件，经过我公司与某某纸业有限公司的反复多次的交流与讨论，选定的该方案和其他方案相比有如下优势：
1.1该方案生产规模适中，杜绝了资源浪费现象，既保证了稻草浆碱回收的正常运行和回用水量，又节约了大量的液碱和新鲜水，同时还使部分非污染物得以外泄。
1.2该方案工艺稳定，设计合理，黑液碱回收率达到80%，出水水质可以满足回用水的要求，不存在水质处理过好造成的资源浪费现象和水质过差对循环水系统带来的负面影响。
1.3该方案一次性投资和吨碱、吨水回用成本，充分的结合国内外先进碱回收和循环水投药技术的经验与优势，可以做到最小投入最大产出。
2、该项目产品符合企业内部需求，符合化工原料、新鲜水及污水排放价格改革的趋势，符合行业发展规划的需求。
二、产品质量标准
该项目拟采用的稻草浆碱回收系统回收的碱采用燃烧浓缩法提取，提取出来的碱质量达到国家标准，可以直接投入再生产。
随着水资源供应情况日益紧张和供水需求量的增加，“污水”资源化已成为国家的当务之急。
美国早在1964年就已有用生活污水深度处理回用的先例，但至今也未统一污水回用标准，故我公司参照国内外相关标准，确定污水回用指标。
我们认为，作为污水处理回用的指标应根据不同行业的实际要求加以确定，适当的控制其指标，以“可用”和“好用”为基础，经济效益为衡量标准，节水降耗为主要目的。
在技术可行和经济效益这对相互矛盾的共同体中找到最佳的平衡点，使企业、社会效益均得到充分的体现。
所以根据我们多年总结的经验，结合现今造纸系统污水处理的实际情况提出——在原有污水处理的基础上加以深度处理，通过控制污水中几个主要的污染指数来控制整个循环水补充水的“可用性”和“好用性”，采用最合理的工艺组合来降低污水回用的成本。
1、原料水水质指标
近年来的造纸污水水质检测资料及国内类似工厂的的水质分析资料可知，本造纸污水中主要含有较多的半纤维素、木素、糖类、助剂等有机污染物和无机盐类。
其水质的基本特征是：
化学需氧量高、悬浮物多、难生物降解的物质多，可生化性较差。
制浆黑液是主要的污染源，有机污染物浓度高、碱度大，不可降解的物质多，因此需要进行碱回收处理，经过碱回收后的污水达到普通生产污水水质指标后再进入中水回用系统处理，其他生产、生活污水的特点是水量大，水中污染物浓度相对较高，悬浮物多，冬季污水水温较低。
经过碱回收后的污水和其他生产、生活污水水质指标见下表：
污水水质指标
序号
项目
单位
最高值
最低值
1
PH
mg/L
9
7.5
2
COD
1200
900
3
BOD5
400
300
4
SS
1300
1000
2、我们与某某纸业有限公司的反复交流与研讨，双方认为，某某纸业公司现有的污水处理系统各项离子指标较好，所以决定对离子类指标不加以限制，以此来降低污水处理的运行成本和一次性投资。
污水处理的回用水指标
处理后水质
6—9
≤10
≤5
≤2
三、生产规模
应某某纸业有限公司的要求，并结合现阶段实际情况与经济数据分析，考虑以后发展，分两期工程来设计，即厂房、公用设施、地下凝絮沉淀池、地下气浮池、泵房及均按40000m3/d设计（即年产水量1320万吨），第一期只投入四分之三设备，即回用水产水量990万吨/年，产成品率>
95%，同时在制浆车间建立规模为年处理4.5万吨稻草浆黑液碱回收系统，碱回收率>
80%，本可研报告的论述都是按第一期工程（即年处理990万吨回用水和4.5万吨浆的碱回收）做的分析论述。
第四章工艺技术方案
本项目中有关稻草浆碱回收的技术方案待与外商进行技术交流和考察后，将在设计时对建设方案进一步说明或调整。
一、项目组成
主要项目组成表
工程名称
规模
建筑面积（m2）
备注
碱回收车间
4.5万t/a
3922
污水处理场
3万t/d
泵房，处理池除外
空压站及氧站
2000
碱回收燃烧用氧
二、生产技术方案
1、碱回收系统
1.1简述
碱回收车间年产量按漂白稻草浆3.5万吨，漂白阔叶木浆1万吨平衡。
本项目拟引进芬兰CONOX公司黑液回收系统技术和关键设备，黑液的燃烧采用CONOX氧化器，产生的蒸汽供生产使用，产生的二氧化碳气体用于蒸发前的黑液除硅，可以除去90%以上的二氧化硅，除硅后碱回收可正常运行。
新系统送来的制浆黑液在稀黑液槽中贮存，然后送入除硅反应器，在反应器中加入氧化器来的二氧化碳，经反应后沉淀的二氧化硅等沉淀物送入带式压滤机将固形物浓缩至50%干度送走。
除硅后的黑液送入板式蒸发器进一步将黑液固形物浓缩至65%，然后送入氧化器的燃烧室并加入氧气进行燃烧，燃烧后的碳酸钠在熔融物溶解槽中加入苛化来的稀白液溶解，产生的绿液送入苛化工段，绿液沉清后送入石灰消化提渣机，消化乳液自流到三台苛化，连续苛化。
苛化液送白液沉清器，澄清后的白液送制浆间。
白泥经真空洗渣机洗涤后滤液送白液沉清器澄清，浓缩后的白泥，进入半沉清搅拌槽与绿泥混合后送白泥洗涤器洗涤。
白泥洗涤器沉清的稀白液送绿液溶解槽，白泥经预挂式过滤机洗涤浓缩至干度60%送走。
（详见碱回收车间工艺流程图Z316X-2-5-1）
1.2碱回收系统主要设备表
设备名称
规格
数量
1
稀黑液槽
黑液加热器
除硅反应器
引进
带式压滤机
5
除硅后稀黑液槽
6
蒸发站
板式降膜多效蒸发装置
7
半浓黑液槽
8
绿液澄清器
1组
10
绿液贮存槽
11
胶带输送机
12
反击式破碎机
13
斗式提升机
14
石灰仓
15
石灰消化提渣机
16
苛化器
17
白液澄清器
18
白液贮存槽
19
半沉渣搅拌槽
20
白泥洗涤器
21
稀白液贮存槽
22
1#真空洗渣机
23
沉渣搅拌槽
24
2#真空洗渣机
1.3碱回收车间为双层布置，局部为三层（见碱回收车间布置图Z316-2-5-2、Z316X-2-5-3）。
1.4碱回收车间主要工艺技术数据
主要工艺技术数据表（以1吨漂白风干浆为基准）
名称
数据
年工作日
d
330
日工作时间
h
洗浆送来黑液量
t/h
～72.3
洗浆送来黑液浓度
%
10-12
洗浆送来黑液液温度
℃
75
出蒸发站黑液浓度
30～35
出氧化器直接接触蒸发器黑液浓度
～65
氧化器处理固形物量
t/d
171
氧化器产汽量
19.5
氧化器产汽压力
Mpa
氧化器产汽温度
～190
苛化度
85
白液浓度
g/l
100
以NaOH计
白泥干度
～60
碱回收率
80
回收碱量
40.45
以100%NaOH计
石灰用量
t/t
0.254
按80%CaO含量计
水
m3/h
27
电
KWh/t
196
汽
1.6
燃油
Kg/t
注:
按处理年产3.5万吨漂白草浆加年产1万吨漂白阔叶木浆黑液平衡
1.5压缩空气、氧站
选用风冷螺杆式空气压缩机，组合式风冷冷冻式干燥机、吸附干燥处理装置供碱回收生产、仪表使用。
碱回收燃烧需氧量约4410Nm3/h，选空气分离成套设备一套，制出氧气，供碱回收燃烧使用。
2、中水回用系统
2.1主要工艺说明
该可行性研究报告的总工艺流程图分为原则工艺流程图和带控制点流程图两部分，带控制点的流程图和原则工艺图见附件。
2.2工艺简述
某某纸业有限公司经过厌氧处理的污水经排污提水泵提水进入混凝沉降气浮池，经加药、混凝沉降、气浮处理，去除水中大部分悬浮物，并降低COD和BOD，去除异味，使非溶解性有机物得以去除。
之后，由泵送入精滤器中过滤，同时经微絮凝，去除部分COD和BOD并降低浊度，然后进入臭氧生物活性碳系统，在那里，进一步去除难以降解的有机物，经消毒后进入净水池，下面将分述个工序的作用及对污染物的去除比例。
2.3混凝沉淀气浮池
这部分
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