循环水污水处理技术改造项目可行性研究报告.docx
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循环水污水处理技术改造项目可行性研究报告
**化学工业股份有限公司循环水、污水处理技术改造项目可行性研究报告
循环水、污水处理技术改造
项目可行性研究报告
1.总论
1.1项目名称、主办单位及负责人
项目名称：
循环水、污水处理技术改造工程
项目主办单位：
化学工业股份有限公司
项目负责人：
1.2可研编制的依据、原则
1、可研编制依据
①**省经济贸易委员会冀经贸外资［2003］265号文“关于****化工实业集团有限公司、**化学工业股份有限公司与中国石油化学工业开发股份有限公司合作建设40万吨/年PVC树脂工程项目可行研究报告的批复”。
②**省发展计划委员会冀计基础[2003]748号文“关于**化学工业股份有限公司热电扩建工程项目可行性研究报告的批复”。
③****化工实业集团有限公司、**化学工业股份有限公司与中国石油化学工业开发股份有限公司合作建设40万吨/年PVC树脂工程项目可行研究报告。
④**化学工业股份有限公司热电扩建工程项目可行性研究报告。
⑤其他有关资料。
⑥**省经济贸易委员会冀经贸外资［2001］432号文“关于**化学工业股份有限公司循环水、污水处理技术改造项目建议书的批复”。
2、编制原则
①遵守和贯彻中华人民共和国有关法规、标准和规范。
②对项目建设的必要性、工艺技术、建设条件、投资估算及经济评价等坚持实事求是原则，客观分析。
③充分利用**化学工业股份有限公司现有条件做到公用工程社会化，节省项目投资，加快项目建设进度。
1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义
**化学工业股份有限公司是从事化工生产为主的国家大一型综合经济实体，拥有**沧井化工有限公司、沧骅储运公司等四家子公司。
1996年实现了股票上市。
公司现有员工1868人，其中高级职称从员17人，中级职称从员151人，专业技术人员500人。
**化学工业股份有限公司的主要产品生产能力：
1、烧碱生产能力8万吨/年；2、PVC树脂29万吨/年（其中控股子公司**沧井化工有限公司23万吨/年）。
**化学工业股份有限公司新区地处**市以东80公里的黄骅市内，西距黄骅港液体化学品码头37公里，北依京津，铁路专用线直达厂区内，厂区公路直接连接国家骨干公路，具有交通便利、市场广阔、厂区临近原料生产基地的优势，占地面积3100亩，是**省规模最大、效益最好的化工原料生产基地。
**化学工业股份有限公司始终坚持“以科技为先导”的治厂方针，从1979年开始先后进行了9次重大技术改造，使公司生产技术达到了国际先进水平，1993年自行设计建成了中国第一套国产化离子膜烧碱装置，填补了国内空白。
1999年以通过引进技术和设备合资建成了23万吨/年的PVC树脂装置（其生产技术达90年代先进水平、PVC产品质量也达到世界同类产品水平），使沧化PVC生产做到了高技术、高质量、低成本和多品种，极大地增强了企业竞争力。
公司及其前身**市化工厂已连续十六年保持省利税超千万元大户和**市利税大户荣誉，被省政府授予“**省百强企业”、“省级先进企业”和“经济效益好、社会贡献大”先进企业称号，多年保持“**省重合同、守信用企业”称号，并跨入“全国100家最大化工企业”行列，**省三十家大型企业集团和国家520家重点企业之一，并已发展成为全国最大的PVC树脂生产基地。
产品已销往全国包括台台湾在内的各省市区，并且每年都有一定数量的产品跻身国际市场远销日本、泰国、印度、韩国、东南亚等国家和地区，在国内、国际上占有一定地位。
公司现有资产31.7亿元。
2001年实现销售收入13.19亿元，净利润1988万元，税金2445万元；2002年实现销售收入13.52亿元，利税4189万元。
**化学工业股份有限公司为提高自身竞争力，按企业的“十五”发展规划，谋划了40万吨/年PVC树脂工程，该项目由****化工实业集团有限公司、**化学工业股份有限公司与中国石油化学工业开发股份有限公司合作建设。
建设地点：
沧化新区,现有23万吨／年PVC树脂装置东侧，占地面积：
50万平方米。
预计建设投资20亿元，项目已得到有关部门批准，并于2003年9月15日开工建设。
，预计2005年8月31日投料试车。
本项目以进口乙烯、EDC为原料，乙烯氧氯化法工艺生产氯乙烯单体（VCM）。
悬浮法聚合工艺生产聚氯乙烯树脂（PVC）。
项目将建设VCM装置区、PVC装置区及配套热电联产工程等。
装置投产后需要36000m3/h的循环水，现有装置不能满足需要，为了40万吨/年PVC树脂工程顺利实施，建设完善的循环水系统是完全必要的。
PVC树脂装置投产后，将产出130m3/h离心母液废水和工艺装置清洗水、280m3/h循环冷却排污水、100m3/h新电厂RO系统浓排水，若直接排放，不但浪费水资源，而且将对周围生态环境造成污染。
另现有23万吨/年PVC树脂装置每小时产出80立方米的离心母液废水，现送至乙炔精制系统配制次氯酸钠溶液，水的使用效率较低。
为此，公司拟将离心母液废水和循环冷却排污水、新电厂RO系统浓排水分级处理、分质利用，最大限度减少污水排放，保护环境。
本项目将新建装置与现有装置的生产用水、排水和污水处理及回用设施有机结合起来，提高水的重复利用率，经济效益和社会效益显著。
由于本项目地处缺水较严重的**省**市，为了兴建新的40万吨/年PVC生产项目，需要引黄河水作为水源，用水费用不仅相当可观，而且也制约着企业的发展。
该项目建设具有可持续发展的战略意义，是向现代节水型企业发展的重要举措，必将成为PVC生产行业的典范。
本项目冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用工程，选用超滤+反渗透的先进工艺。
可使75%的污水达到生活饮用水标准回用。
使目前国内PVC行业最大装置，在国内PVC行业具有示范推广价值。
PVC离心母液废水处理及回用工程，采用特殊的生物处理工艺及菌种+UF（超滤）过滤工艺，使90%的污水可回用。
是目前世界上唯一能够使处理后的水质达到重复利用要求的生物处理技术，属国内外首创。
在国内PVC行业，PVC离心母液废水处理回用的厂家极少，在国内PVC行业极具示范推广价值。
1.4研究范围
PVC离心母液废水处理及回用装置包括生化处理系统和UF（超滤）系统。
生化系统包括废水冷却、沉淀、调节、生化、沉淀；UF系统包括砂滤、臭氧消毒、活性炭过滤、叠片过滤、UF、出水水池。
冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用工程包括UF（超滤）系统和反渗透系统。
UF系统包括叠片过滤、UF。
反渗透系统包括保安过滤器和RO系统。
循环水系统包括冷却塔、附设泵房及旁滤、缓蚀阻垢、杀菌除藻处理等。
1.5结论
40万吨/年PVC树脂装置对循环水的用量大，产生污水量大，因此从满足需要，节约水资源，保护生态环境看，建设循环水、污水处理技术改造工程是非常必要的。
**化学工业股份有限公司作为一个已有近30年氯碱生产历史的综合性大型企业，技术经济力量雄厚，同时拥有一支操作熟练的员工队伍和生产技术管理经验丰富的干部队伍。
生产所需动力：
水、电、汽等供应可靠，主要产品循环水销售去向落实。
因此建设循环水、污水处理技术改造工程，是非常经济合理的。
循环水系统采用全流道流线型冷却塔、全自动加药装置、全自动旁滤装置、加氯装置、全自动中试设备及液压控制阀等，实现了根据塔组出水温度调节风机开停的台数、根据水池液位自动补水、以浓缩倍数为控制指标，根据循环水的电导率自动排污和自动加药，为国内自动化程度较高、技术先进、运行合理的循环水装置。
PVC离心母液废水处理及回用工程，设计处理污水量210立方米/小时，是目前国内最大的PVC行业污水处理及回用工程。
针对离心母液废水及工艺装置清洗废水水中含有较多的去除难度较大的难生物降解性有机化合物，采用特殊的生物处理工艺及菌种+UF（超滤）过滤工艺，使90%的污水可回用。
本工艺不仅能够在更低的成本下将PVC母液达标处理，而且是目前世界上唯一能够使处理后的水质达到重复利用要求的生物处理技术。
在PVC生产行业的污水再生利用及达标排放方面属于国内外首创。
冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用工程，设计处理污水量380立方米/小时，是目前国内最大的PVC行业污水处理及回用工程。
选用超滤+反渗透的先进工艺。
可使75%的污水达到生活饮用水标准回用。
技术先进、成熟、可靠。
本项目所需设备大多在国内采购，只有极少的关键设备需要进口。
是完全可行的。
本工程总投资8624.07万元，其中建设投资8529.99万元，铺底流动资金94.08万元。
从财务分析看，所得税后的内部收益率为15.6%，所得税前内部收益率20.95%，高于目前国内水处理行业基准收益率，可见本项目经济上是可行的。
本项目离心母液废水及工艺装置清洗废水可90%回用，冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水75%回用，社会效益和环境效益显著。
主要技术经济指标如下。
主要技术经济指标表
表1-1
序号
项目
指标
1
总投资
8624.07万元
其中：
建设投资
8529.99万元
铺底流动资金
94.08万元
2
资金来源
8624.07万元
其中：
企业自筹
7764.07万元
申请国家支持
860万元
3
循环水生产能力
36000m3/h
4
污水处理能力
5
PVC离心母液废水处理及回用
210m3/h
6
冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用
380m3/h
7
年新增销售收入
9343.85万元
8
年新增税后利润
1104.39万元
9
年新增利税
2258.24万元
10
年节约水量
362.4万m3
11
投资回收期（税后）
7.44年
12
财务内部收益率（税后）
15.6%
13
投资利润率
18.64%
14
投资利税率
25.54%
2.循环水、污水量
2.1污水情况
1、现有工程
**化学工业股份有限公司与日本三井物产株式会社合作建设的23万吨/年PVC树脂工程，于1999年5月投入生产。
PVC生产工艺流程简述
按照规定的程序和配方将脱盐水和VCM自动加入聚合釜内，当引发剂加入后，聚合反应立即开始，反应达到聚合终点时，自动加入终止剂以终止反应。
然后将浆料及未反应VCM排至排放槽，未反应的VCM在排放槽中回收。
聚合釜卸料后，用机器人自动清洗、涂壁，以待下批操作。
聚合过程中未反应的VCM与汽提塔及尾气回收来的VCM一起进入VCM气柜，经压缩、冷凝、倾析后，储存在回收VCM储槽中，再返回聚合使用。
不凝气经尾气处理系统进一步回收VCM后，惰性气体高空排放。
在排放槽中的浆料，用泵送至浆料槽，供汽提塔加料使用。
该浆料槽中的浆料，用泵从顶部打入汽提塔内，蒸汽从塔的底部进入汽提塔。
蒸汽和浆料在塔内逆向流动接触，浆料中的VCM被汽提出来。
经汽提后浆料中的VCM含量从10000ppm降至30ppm，从而确保干燥后最终产品中残留VCM小于1ppm。
由汽提工序来的浆料，经离心分离得到含水约22-24%的湿树脂。
离心母液水进一步沉降分离后去次氯酸钠配制。
湿树脂送至卧式多室沸腾干燥器中，用热风和热水进行干燥，得到含水0.1%的成品树脂。
该装置每小时排出离心母液水80m3，离心母液水是由聚合时加入的脱盐水而来，水质较好，只含有聚合助剂。
现用于乙炔精制系统，配制次氯酸钠溶液。
使用效率低。
2、在建工程
****化工实业集团有限公司、**化学工业股份有限公司与中国石油化学工业开发股份有限公司合作建设40万吨/年PVC树脂工程,建设地点：
沧化新区,现有23万吨／年PVC树脂装置东侧。
该项目以进口乙烯、EDC为原料，乙烯氧氯化法工艺生产氯乙烯单体（VCM）。
采用悬浮法聚合工艺生产聚氯乙烯树脂（PVC）。
项目将建设VCM装置区、PVC装置区及配套热电联产工程等。
1）主要生产装置污水源
聚合装置
聚合：
VCM、脱盐水和化学品按一定比例加入到聚合釜中，通过搅拌将单体分散在水相中进行悬浮聚合反应，加入终止剂终止聚合反应，将浆料送至罐内回收未反应的单体。
在每次反应前，聚合釜内用水清洗后进行喷涂防粘釜剂。
VCM回收：
从聚合单元和汽提单元来的未反应VCM进入气柜中，从气柜出来的VCM被压缩冷凝贮存，在VCM罐内。
经压缩后分离出来的水送往废水汽提塔，回收溶解的VCM，不凝气去VCM装置焚烧处理。
浆料汽提：
浆料送入汽提塔，浆料中的VCM被汽提出来。
经汽提后的浆料中含VCM≤10ppm，从而保证干燥后最终产品中残留VCM≤1ppm。
离心干燥及自动包装：
由汽提工序来的PVC浆料进入离心机，使PVC含水量从75%下降到22-24%，湿树脂送至沸腾床干燥器中，最终得到含水0.1%的成品树脂。
经自动计量包装。
离心液经沉淀处理后，除提供整套装置冲洗用水外，其余130m3/h去污水处理厂进行处理回用。
2）公用工程污水源
为保证主装置的蒸汽、电、脱离子水供应，热电联产工程建设4台75吨/时锅炉，一台12000千瓦发电机组，一台6000千瓦发电机组，一套300m3/h化水装置。
化水系统的水平衡图如下
190m3/h脱盐水去化工装置
211m3/h新鲜水
化水系统
110m3/h去锅炉、汽机
189m3/h回用水
由水平衡图可以看出，化水系统有100m3/h浓盐水排入污水处理厂，同时又有来自于污水处理厂的回用水与新鲜水一起进入化水系统。
为满足各装置的循环水需求，配套建设36000m3/h循环水系统，其水平衡如下：
蒸发、风吹损失584m3/h
600m3/h新鲜水
循环水系统
循环量36000m3/h
排污水量280m3/h
264m3/h回用水
由水平衡图可以看出，循环水系统有280m3/h浓排水排入污水处理厂，同时又有来自于污水处理厂的264m3/h回用水与新鲜水一起作为补水进入循环水系统。
2.2循环水需求量
40万吨/年PVC树脂工程,建设地点：
沧化新区,现有23万吨／年PVC树脂装置东侧。
该项目以进口乙烯、EDC为原料，乙烯氧氯化法工艺生产氯乙烯单体（VCM）。
悬浮法聚合工艺生产聚氯乙烯树脂（PVC）。
项目将建设VCM装置区、PVC装置区及配套热电联产工程、空分空压工程等。
各装置区循环水需求量表
表2-1
序号
装置名称
水量（m3/h）
水温（℃）
水压（Mpa）
1
PVC装置区
13000
32/42
0.45/0.25
2
VCM装置区
13500
32/42
0.45/0.25
3
空分空压
1500
4
离子膜烧碱
4170
5
热电厂
3800
6
VCM焚烧
30
合计
36000
3.产品方案和生产规模
3.1污水处理方案及处理规模
1、污水处理方案
按照分级治理的原则，对不同的污水采用不同的治理方法。
①冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用工程：
本工程将对新建40万吨/年PVC树脂装置的冷却循环排污水、新建热电厂RO浓排水进行治理，选用超滤+反渗透的先进工艺，使初期排污水380m3/h经治理后，264m3/h回用到循环水系统，其余116m3/h的水达标排放。
②PVC离心母液废水处理及回用工程：
本工程将对现有23万吨/年PVC树脂装置离心母液水80m3/h，新建40万吨/年PVC树脂装置离心母液水130m3/h进行治理，采用特殊的生物处理工艺及菌种+UF（超滤）过滤工艺，经治理使189m3/h离心母液水达到新鲜水的要求，回用于新建热电厂化水系统。
2、处理规模
①冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用系统：
380m3/h。
②PVC离心母液废水处理及回用系统：
210m3/h。
③年操作时间：
8000小时。
3、处理规模确定的原则和理由
国内外PVC工业生产方法有悬浮法、乳液法、微悬浮法、本体法等，其中以悬浮法为主，占PVC树脂总量的75%。
悬浮法作为被世界各国广泛采用的聚合方法，近几年在提高树脂质量、采用大型聚合釜、计算机控制、防粘釜、三废治理以及减少树脂中VCM的余量等方面取得了很大的成功。
PVC生产系统污水主要来自离心母液、VCM废水回水、循环水排污、洗釜清扫、化验、再生等，主要污染物为VCM、PVC、SS、COD、BOD、石油类、PH等。
按照多次循环、分级治理、分质利用的原则，根据生产工艺中产生和各类污水的特点，拟采用分类治理回用的废水处理工艺路线，将PVC生产工艺中的废水：
离心分离废水、循环水排污水和新热电浓排水，分别加以处理回用，以期获得企业最大的经济效益，同时又节约了宝贵的水资源，减少了环境污染。
依据现有装置、在建装置的污水排放量确定污水处理厂的处理能力。
3.2循环水规格和生产规模
根据40万吨/年树脂工程需要，新建装置循环水量36000m3/h。
年操作时间：
8000小时。
本工程实施后供水温度32℃，回水温度42℃。
给水压力0.48Mpa，回水压力0.25Mpa。
循环水GBJ50-83标准，主要技术指标为：
COD:
40-50mg/l
SS:
≤5mg/l
PH:
6-9
4.工艺技术方案
4.1污水处理工程
1、冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理及回用工程
本装置采用UF（超滤）+RO（反渗透）组合水处理工艺，技术由天津恩纳社环保有限公司提供，UF系统是该公司专有技术，已经使用在其他很多水处理工程中。
运行结果证明，该技术具有运行稳定、产水水质好、清洗彻底、水浪费少、占地少、便于维护等特点。
1）工艺流程
1冷却循环排污水及新建电厂RO浓排水处理工艺流程简图
新建电厂浓排水
处理水池
UF
叠片过滤器
集水池
冷却循环浓排水
废水池
循环水系统
回用水池
RO系统
过滤器
废水池
②流程说明
来自循环水系统冷却水池的280m3/h的冷却循环排污水，首先进入集水池，通过两用一备的原水泵进入两套叠片过滤器和UF系统，产出SDI值为2左右（SDI<3）的水和新电厂浓排水一同进入到处理水池，UF产水和新电厂浓排水一同通过4台供水泵进入保安过滤器，5μm保安过滤器，可保证RO进水水质。
然后由高压泵进入到冷却循环水RO系统进行处理，产水回用于循环水补水，浓水排污经管道排入扩建沧井蓄水池
叠片过滤器的作用是将水中少量大的悬浮物（大约100μm以下）过滤掉，可以去除掉水中60%以上悬浮物。
防止水中比较大的颗粒堵塞UF膜，延长UF系统运行寿命。
UF采用目前比较流行的内压式过滤，由聚丙烯晴中空纤维组成，截留分子量为3-5万道尔顿，可以把水中的细菌、病毒、胶体等悬浮物完全过滤掉，可以除掉水中缓蚀剂和20%COD，回收率90%，是最好的反渗透前处理设备。
运行时，水中0.01μm以上的杂质被中空纤维截住,水把大部分杂质冲出UF膜形成浓水排放,90%水通过中空纤维被收集,进入到处理水池。
RO膜是由高分子聚酰胺卷制而成，其过滤孔径是0.001μm可以把水中的绝大部分盐份、细菌和病毒等过滤掉。
从膜孔径滤过水收集在一起即为产水，没有过滤出去的杂质、盐份等被水带出RO膜即为浓水。
浓水占25％。
为保证RO膜的进水水质，还要加入阻垢剂、亚硫酸氢钠。
在RO出水后加入氢氧化钠调节进水的PH值。
以保证循环水系统的进水水质要求。
③工艺特点
本工程采用技术先进、运行成熟的UF+RO组合水处理工艺，其主要表现在：
A）由于循环冷却排放水含有大量的悬浮物、胶体、细菌和高分子稳定剂等杂质。
要把这些杂质完全过滤掉，传统的砂滤、多介质过滤、活性碳过滤的预处理手段是不能达到的，这样就不能满足RO进水条件。
尤其是大量的高分子稳定剂进入到RO膜里，造成RO膜的污染和脱盐率、回收率的降低，影响系统运行性能。
B）针对含有大量杂质、细菌、高分子量稳定剂的难处理水源，设计的叠片过滤器和UF系统，可以完全解决传统预处理方法难以解决的问题。
处理后的水质远远好于RO膜的进水条件，保证RO系统安全、可靠的运行。
并且，RO膜使用寿命比普通预处理手段增加一倍。
最大限度地降低运行费用。
C）UF系统运行时回收率高达90％，减少了水源的浪费。
而传统工艺由于其反冲洗、正冲洗需流量大且时间长，水的浪费是十分惊人的。
D）另外，独特先进完全自动UF清洗工艺，保证UF膜过水量不会衰减和延长使用寿命，且连续运行。
既保证系统运行的可靠性又降低了操作人员劳动强度。
达到运行能耗低，处理费用少。
E）UF系统布局合理，设计紧凑，最大限度地减少了占地面积，仅为传统工艺的15％。
F）使用UF超滤系统后的产水，由于其水质优于RO膜的进水要求标准，延长了RO膜的使用寿命进一倍（更换期延长至6年）。
G）RO系统为全自动运行。
设有高压保护装置，产水端设有防爆膜，保证RO膜安全使用。
高压泵选用著名丹麦格兰富公司的产品，不仅质量非常好，而且运行时噪音非常低。
RO膜选用美国DOW公司的大通量反渗透膜，运行时具有压力低、脱盐率高、过水量大和使用寿命长的优点。
每个压力容器都安装了取样阀，实现了对每组RO膜脱盐率的检测，保证系统正常运行。
H）整个系统配备了一套化学清洗装置，可分别清洗UF和RO膜。
既操作维护简单，又节省了占地面积。
I）整套系统选用国内外先进的工艺设备，保证设施运转管理的高度自动化和稳定运行，操作运行与维护检修管理简单方便。
F）为了最大限度地减少新鲜水用量及排放水量，在技术方案制定时深入考虑将拟建装置与新建电厂浓排水有机结合起来，提高水的重复利用率，以提高经济效益和社会效益。
④污水处理前后水质、水量情况
污水处理前后水质、水量情况表
表4-1
冷却循环排污水
新建电厂RO浓排水
回用水
排污水
水量
280m3/h
100m3/h
264m3/h
116m3/h
PH
6-9
6-9
CODcr
80mg/l
BOD5
30mg/l
悬浮物
70mg/l
电导率
≤3750μS/cm
≤3450μS/cm
≤200μS/cm
温度
15℃≤T≤32℃
15℃≤T≤32℃
≤32℃
SDI
≤4
2）主要设备一览表
主要设备一览表
表4-2
序号
名称
单位
数量
规格、型号
材质
1
叠片过滤器
台
2
3SK-7卧式
增强聚酰胺+聚丙烯
2
UF
台
2
UF-140
膜壳：
PVC0.5Mpa
UF膜：
32支/台
PVC膜面积50m3
3
保安过滤器
台
4
5μm-1000mm
SS304
4
高压泵
台
4
BMB95
流量：
88m3/h
扬程：
170m
电机功率：
75kw
SS304
5
RO系统
台
4
R-90卧式
3）主要原材料及动力消耗表
主要原材料及动力消耗表
表4-3
名称
规格
单位
消耗定额
年消耗量
电
380V
kWh
1.042
3168000
阻垢剂
100%
kg
0.003
9120
NaOH
30%
kg
0.002
6080
NaHSO3
100%
kg
0.003
9120
PAC
100%
kg
0.003
9120
NaCLO
10%
kg
0.024
72960
2、PVC离心母液废水处理及回用工程
水相悬浮聚合法是目前世界上普遍
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