馬里河工業園區綜合水處理工程

初步設計說明書

目錄

第一章總論.......................................................1

1.1項目籌建概況.................................................1

1.2設計依據....................................................2

1.3設計指導思想................................................2

1.4設計范圍與設計分工..........................................3

1.5建設規模及產品方案..........................................4

1.6主要原材料、消耗量和來源....................................6

1.7生產方法及全廠總流程........................................9

1.8廠址概況...................................................13

1.9公用工程和輔助工程.........................................13

1.10環境保護..................................................14

1.11自動化水平.................................................14

1.12勞動安全衛生...............................................15

1.13消防.......................................................15

1.14工程、水文地質條件和氣象資料.............................16

1.15工廠管理體制及定員........................................19

1.16全廠綜合技術經濟指標......................................21

1.17主要財務評價指標..........................................23

1.18存在問題及建議.............................................25

第二章財務評價...................................................26

2.1評價依據和說明.............................................26

2.2投資概算...................................................26

2.3資金籌措...................................................26

2.4成本估算及成本分析.........................................26

2.5財務評價...................................................28

2.62吉論.......................................................30

第三章總圖運輸...................................................31

3.1概述........................................................31

3.2總平面布置..................................................31

3.3豎向布置...................................................33

3.4工廠運輸...................................................34

3.5廠區防護...................................................34

3.6綠化........................................................35

3.7主要技術經濟指標...........................................35

第四章工藝系統...................................................36

4.1概述........................................................36

4.2原料、產品及化工品的主要技術規格...........................39

4.3生產流程簡述...............................................42

4.4原材料、水、電消耗定額及消耗量............................58

4.5設備一覽表..................................................60

第五章布置與配管.................................................77

5.1設計范圍...................................................77

5.2采用的法規和標準、規范.....................................77

5.3裝置、設備布置原則.........................................78

5.4裝置、設備布置設計規定.....................................79

5.5設備布置說明...............................................82

5.6管道布置原則...............................................87

5.7管道材料設計規定...........................................97

5.8絕熱設計規定...............................................99

5.9防腐設計規定...............................................100

第六章采暖通風空調.............................................102

6.1采暖通風...................................................102

6.2換熱站.....................................................105

第七章廠區外管..................................................107

7.1概述.......................................................107

7.2設計采用的標準和規范......................................107

7.3管道的敷設原則和方式......................................107

7.4管廊上管道布置原則........................................108

7.5地埋管道布管原則..........................................108

7.6管道的設計.................................................108

7.7本工程配套管網............................................110

第八章分析化驗..................................................111

8.1產品的檢驗標準.............................................111

8.2原、輔材料檢驗標準........................................111

8.3中間控制分析項目..........................................111

第九章自動控制與儀表...........................................115

9.1設計依據...................................................115

9.2設計采用的標準、規范......................................115

9.3設計范圍及分工............................................115

9.4全廠自動化水平............................................115

9.5電源和氣源.................................................118

9.6現場安裝..................................................119

第十章供電、配電................................................121

10.1概述......................................................121

10.2電源狀況.................................................122

10.3用電負荷、負荷等級及功率因數補償.........................122

10.3供配電系統................................................126

10.4設備選型.................................................126

III

10.5控制、信號................................................127

10.6繼電保護.................................................127

10.7電力設備過電壓保護.......................................128

10.8操作電壓及直流系統.......................................128

10.9電纜敷設.................................................128

10.10照明系統.................................................128

10.11防雷'防靜電及接地......................................128

10.12主要節能措施............................................129

第十一章電信...................................................130

11.1設計依據的主要規范.......................................130

11.2設計原則及設計內容.......................................130

11.3系統組成.................................................131

11.4電源及接地................................................133

第十二章土建...................................................134

12.1土建設計說明..............................................134

12.2設計依據及采用的主要技術數據............................134

12.3建筑材料及施工條件.......................................135

12.4建筑物與構筑物設計.......................................136

12.5建構筑物一覽表...........................................139

第十三章給排水..................................................142

13.1概述......................................................142

13.2給水來源.................................................143

13.3給水系統.................................................143

13.4循環冷卻水................................................145

13.5廠區排水.................................................146

13.6事故水池.................................................147

第十四章消防...................................................148

14.1設計依據及原則............................................148

14.2建筑物及構筑物防火設計...................................148

14.3裝置火災危險因素分析.....................................150

IV

14.4防火安全措施..............................................150

14.5消防設施.................................................151

第十五章原輔材料、產品貯運.....................................153

15.1設計范圍..................................................153

15.2原輔材料貯運..............................................153

15.3產品貯運.................................................154

15.4其他......................................................154

15.5總運輸量.................................................154

第十六章環境保護................................................156

16.1設計依據..................................................156

16.2三廢產生情況.............................................157

16.3環境保護措施..............................................157

16.4環境管理和環境監測.......................................158

第十七章安全、職業健康、衛生...................................159

17.1危險有害因素分析.........................................159

17.2主要危害部位及場所.......................................160

17.3設計中采取的安全與衛生防護措施..........................160

17.4本項目的安全設施匯總.....................................162

17.5安全管理機構的設置及人員配備.............................164

第十八章節能...................................................165

18.1編制依據..................................................165

18.2主要節能措施.............................................165

第十九章概算...................................................168

19.1編制說明..................................................168

19.2編制依據.................................................169

19.3價格依據.................................................170

附件.............................................................172

V

第一章總論

1.1項目籌建概況

1.1.1項目名稱'用戶名稱

項目名稱：馬里河工業園區綜合水處理工程

建設地點：馬里河工業園區

建設單位：能源化工有限公司

企業性質：股份公司

企業法人：A

1.1.2建設單位概況

本項目由能源化工有限公司獨資建設。能源化工有限公司主營煤化工產

品（甲醇）生產和銷售，注冊資本10.32億元，股份有限公司控股75%,能

源股份有限公司持股25%o公司前身為2005年能源股份有限公司和證大集

團有限公司聯袂打造的新能源化工基地開發有限公司，2009年通過資產重

組，由股份有限公司控股，納入企業管理體系，更名為新能源化工有限公司

甲醇項目部，2013年12月27日，分設成立能源化工有限公司。

公司位于地域遼闊、資源富集、交通便利、文化底蘊深厚的蒙陜交界區，

坐落在馬里河工業園區，東與陜西省榆林市接壤，西與寧夏回族自治區相望，

公司外圍公路、鐵路、航空等交通條件便利。公司所在地煤、天然氣、巖鹽、

水、土地等資源豐富，是的重要經濟發展地區之一，也是寧東、榆林、“金三

角''戰略能源基地構架的核心區域。

公司主營的60萬噸煤制甲醇項目于2013年11月26日建成投產，是馬里河

工業園區第一個落地建設和投產的大型煤化工項目。項目總投資35.83億元，占

地51.6公頃，年產甲醇60萬噸，副產硫磺18391噸,異丁基油5162.4噸,預計

年產值13.2億元，實現利潤1.5億元，利稅2.8億元。項目氣化、變換、低溫甲

醇洗、硫回收、甲醇合成等工藝和技術均采用國內外先進、成熟的技術。

1.1.3項目建設背景

隨著國家新環保法、“水十條”等一系列嚴格的環保政策實施后，廢水、

污水、濃鹽水的去向成了擺在生產企業面前的主要問題。能源化工有限公司

和60萬噸/年甲醇項目及馬里河二號礦井位于自治區境馬里河工業園區內，

1

地處毛烏素沙漠，為了解決兩企業的濃鹽水排放問題，同時為了解決園區內

工業用水水資源短缺問題，改善和優化園區的水資源利用結構，實現馬里河

二號礦井井下水綜合循環利用、降低化工企業生產成本，達到煤礦和煤化工

項目廢水“零排放”、水資源循環利用、固體廢棄物資源化，保護環境的目的，

由能源化工有限公司自籌資金建設綜合水處理工程。

綜合水處理工程共分兩期建設，一期是減量化裝置，用于化工濃鹽水和

礦井水的濃縮處理，以馬里河二號礦井水、60萬噸/年甲醇項目化工高鹽水

為主要水源，通過預處理、兩級脫鹽處理后，產水達到循環水補充水水質后

回用，一期設計進水規模：29000m3/d,其中礦井水24000nP/d,化工高鹽水

5000m3/do二期是蒸發結晶、分鹽裝置，用于處理減量化裝置濃縮后的濃鹽

水，通過預處理、提濃、蒸發結晶分鹽處理后，產水達到循環水補充水水質

后回用，分出無水硫酸鈉、氯化鈉結晶鹽，二期設計進水規模為4800m3/d。

1.2設計依據

（1）《馬里河工業園區綜合水處理工程地形圖測繪報告》；

（2）《馬里河工業園區綜合水處理工程巖土工程勘察報告（初勘階段）》；

（3）《馬里河工業園區綜合水處理工程巖土工程勘察報告（詳勘階段）》；

（4）《新能源化工基地開發有限公司60萬噸/年煤制甲醇項目廠區控制測量

報告書》；

（5）《馬里河工業園區綜合水處理工程可行性研究報告》；

（6）《化工工廠初步設計文件內容深度規定（HG/T2-688-2000）》；

（7）業主提供的有關資源、社會經濟、氣象、水文地質、交通等基礎資料；

1.3設計指導思想

（1）貫徹執行國家現行基本建設的方針政策，使設計做到切合實際，技

術先進，經濟合理，安全可靠。

（2）工程設計本著穩妥可靠，連續安全運行，技術先進的原則，在保

證裝置生產能力，各項經濟技術指標的前提下，選擇符合實際的工藝路線和

設備。盡量采用國內成熟可靠、先進的技術設備，國內設備及技術不能達到

綜合指標的（技術、經濟、運行費用、安全、連續安全運行及環境指標），

引進國外的；使整體工程的技術水平達到國內一流接近國際先進水平。

2

（3）貫徹執行國家和地方的有關標準、規范，設計中體現以人為本、

安全第一的先進理念，使建成后工廠能夠安全穩定運行。設計中切實提高裝

置的機械化、自動化水平，降低工人的勞動強度和提高勞動安全衛生條件。

（4）本著科學發展觀及循環經濟的原則，采用節能、節水、節約原材

料及運輸成本的，并有良好運行業績的技術，使項目產品單耗達到國內領先

水平；工藝和設備選型上充分考慮節能與降耗，做好工藝余熱的回收和水的

重復利用，節省各種資源。

（5）設計中選用可靠、先進的技術與自控儀表系統，貫徹“安全第一、

預防為主、綜合治理'’的原則。

（6）按“三同時”原則解決好“三廢”處理等環境問題，減少“三廢”排放，

做到達標排放，充分考慮循環利用，保護周邊生態環境。采取切實有效措施，

貫徹國家關于環境保護、勞動安全的法規和要求，加強三廢治理，使環保、

消防、衛生及安全設施的設置符合國家、地方及行業的相關標準。

（7）貫徹“工廠布置一體化、生產裝置露天化、建構筑物輕型化、公用

工程社會化、引進技術國產化”的原則。

（8）提高機械化自動化水平，減少工廠定員。

（9）合理組織，精心設計。合理布置，節省用地；先進適度，節省投

資。降低各項消耗指標，提高企業的經濟效益。

1.4設計范圍與設計分工

綜合水處理裝置設計范圍包括裝置界區紅線范圍內所有專業：工藝、管

道、設備、總圖、電氣、自控、電信、給排水、消防、分析化驗、建筑、結

構、暖通空調、環境保護、安全衛生等設計工作。主要建設內容如下：

（1）減量化裝置（礦井水、高鹽水處理裝置）

（2）蒸發結晶、分鹽裝置

（3）配套的公用工程和輔助工程。

設計范圍詳見主項表（表1-1）

表1-1主項表

陋單格主項名稱主要內容備注

1.減量化裝置

1.1.100貯水泵房及配電間2個貯水池防滲（總容積20萬立方米）、泵房、

3

鹿單酒主項名稱主要內容備注

配電間

1.2.200調節池及泵房礦井水調節池、高鹽水調節池、提升泵房

礦井水高密度澄清池、高鹽水高密度澄清池、污

1.3.300高密池預處理間

泥濃縮池

1.4.310預處理加藥間石灰、純堿加藥間，藥劑儲罐間

1.5.320脫水間

1.6.400臭氧--生化-曝氣臭氧制備間、臭氧接觸池、水解池--曝氣池

高強度膜池、MBR膜池、風機房、高鹽水廢水

1.7.500膜池間

池、礦井水廢水池

清水池、鈉床、弱酸陽床、GTR3、GTR4、GTR3

1.8.600脫鹽間

濃水池、再生廢液緩沖池、換熱站

1.9.610產水池及泵房產品水泵房、產品水池、濃水池

1.10.700電儀樓操作室、配電室

L11.800外管網配套管線

1.12.900管廊

2蒸發結晶、分鹽裝置

高密度澄清池，高強度膜池，預處理加藥間，室

2J1100預處理單元外水池，催化氧化系統，活性炭吸附、再生及軟

化床系統

電驅動膜裝置、二期GTR4膜裝置及配套設備，

2.21200電驅動膜濃縮單元

加藥

2.31300MVR濃縮單元MVR蒸發器，蒸汽洗滌塔及預熱，水泵問

硝結晶裝置，冷凍結晶，氯化鈉結晶，干燥，包

2.31400結晶單元

裝等

2.41500變電所配電室，機柜間等

2.51600外管廊公用工程物料管線，電纜等

2.6事故水池15萬方事故水池一座

1.5建設規模及產品方案

1.5.1裝置能力

本工程設計處理規模：29000m3/d,其中礦井水24000m3/d,化工高濃鹽

水5000m3/do

1.5.2產品方案

本項目產品為產品水、無水硫酸鈉、氯化鈉。

產品水：27576m3/d,其中減量化裝置產水規模：23352m3/d,蒸發結晶、

分鹽裝置產水規模：4224m3/d。

4

產品鹽:無水硫酸鈉280.8t/d,氯化鈉產量為19.44t/d。

1.5.3產品質量標準

（1）產品水標準

本項目產品水水質達到循環水補水水質（《循環冷卻水用再生水水質標

準》（HG/T3923-2007））水質標準后回用。水質見表1-2。

表1-2產品水水質指標表

項目指標

pH6.0?9.0

懸浮固體<10mg/L

總鐵（以Fe2+）<0.2mg/L

CODcr<15mg/L

<2mg/L

BOD5

濁度(NTU)<5

總堿度（以CaCCh計）<200mg/L

總硬度（以CaCCh計）<200mg/L

氨氮<5mg/L

硫化物<0.02mg/L

油含量<0.1mg/L

氯化物<60mg/L

總溶固<350mg/L

細菌總數Sl.OxlO4個/mL

（2）結晶鹽標準

本項目產出的硫酸鈉符合GB/T6009-2014《工業無水硫酸鈉》I類一等

品標準，氯化鈉符合GB/T5462-2003《工業鹽》精制工業鹽一級品標準，詳

細指標如下：

表1-3工業無水硫酸鈉指標表1-4氯化鈉指標

I類精制工業鹽

項目項目

一等品指標一級品指標

硫酸鈉（Na2so4）w/%>99.0氯化鈉w/%>98.5

水不溶物卬/%<0.05水分w/0/o<0.5

5

鈣和鎂（以Mg計）

<0.15水不溶物vW%<0.1

卬/%

氯化物（以C1計）<0.35鈣和鎂w/%<0.4

鐵(Fe)vv/%<0.002硫酸根離子w/%<0.5

水分W/%<0.20

以上指標為干基指標

白度(R457)/%>82

1.5.4操作制度

年操作時數：8000小時。

操作制度：四班三運轉

1.6主要原材料、消耗量和來源

1.6.1原材料技術參數

本項目為濃鹽水處理項目，主要原料為馬里河二號礦井水和甲醇項目化

工高鹽水，項目共分兩期建設，一期為減量化裝置，來水為礦井水和化工高

鹽水，水質見表1-5；二期為蒸發結晶分鹽裝置，來水為一期的GTR4濃水

和再生廢水，水質見表1-6。

表1-5減量化裝置進水水質表

序號項目單位礦井水水質化工高鹽水水質

1pH—<8.06-9

2鉀mg/L—<19.8

3鈉mg/L—<800

4Ca2+mg/L<400<780

5Mg2+mg/L<80<80

6總鐵（以Fe2+）mg/L<0.03一

7CO.32'mg/L<5<50

8HCO3mg/L<200<250

9SO42-mg/L<6500<1327

10硝酸根mg/L—<1158

11氯化物mg/L<249<1200

12總溶解性固體mg/L<9280<5560

13總硬度（以CaCCh計）mg/L<1300<2900

永久硬度（以CaCCh

14mg/L<1150<2000

計）

6

暫時硬度（以CaCO

153mg/L<150<200

計）

16總堿度（以CaCCh計）mg/L<200<500

17懸浮固體mg/L<30<80

18CODcrmg/L<30<200

19BOD5mg/L<2—

20可溶性SiO2mg/L<20<150

21氨氮mg/L<0.02<15

22硫化物mg/L<0.005—

23油含量mg/L<3—

24總磷（以PCI?一計）mg/L<0.01<10

25細菌總數個/mL<6.2x105—

26二氧化碳mg/L—<63

表1-6蒸發結晶分鹽裝置進水水質表

序號水質指標單位最大值最小值設計值備注

1PHmg/17.727.637.63

2K+mg/122.7920.0124.68

3Na+mg/123842.1418555.4520231.13

4Mg?+mg/1306.31265.64265.64

5Ca2+mg/1354.82307.71307.71

2

6CO3'mg/138.8630.38229.423

7HCO3mg/1555.17485.17485.17

8NO3-mg/11308.7511401151.81

9Cl-mg/I3093.632687.032687

10F-mg/1———

2

11SO4"mg/146165.913600039500

12SiO2mg/1238.29206206

13TDSmg/I75926.686000565196

14CODmg/1200170180

1.6.2消耗品規格及消耗量

本裝置主要消耗為蒸汽、水、電、氣及化學品等，消耗品規格和正常運

7

行工況下裝置的消耗量見表

表1-7減量化裝置消耗

序號項目規格單位噸進水消耗量備注

1燒堿液態，32%克/噸1164連續

2熟石灰(Ca(OH)2)固態，85%克/噸320連續

3碳酸鈉固態，98%克/噸1260連續

液態，全鐵

4聚合硫酸鐵（絮凝劑）克/噸1170連續

11%

5PAM（助凝劑）固態，99.5%克/噸6連續

6GTR4用鹽酸液態，31%克/噸1.44連續

7次氯酸鈉液態，10%克/噸43連續/間斷

8非氧化殺菌劑液態100%克/噸5連續

9再生用鹽酸液態，31%克/噸109.56間斷

10再生用氫氧化鈉液態，32%克/噸196間斷

11濃硫酸液態98%克/噸694連續

12GTR3阻垢劑液態100%克/噸5連續

13GTR4阻垢劑液態100%克/噸2連續

14亞硫酸氫鈉（還原劑）固態99%克/噸5連續

15檸檬酸固態99%克/噸1.5間斷

16GT501/502清洗劑液態100%克/噸1.67間斷

表1-8裝置消耗（蒸發結晶裝置-預處理）

噸進水消小時消耗量

項目主要規格單位年消耗量t/a備注

耗定額kg/hr

電耗kWh3.2644.86.3x106

化學品

燒堿(NaOH)液態，32%kg1.252504744

濃硫酸液態，98%kg0.4586.12720

碳酸鈉固態，98%kg0.686.121568

聚合硫酸鐵

液態，11%0.1938576

（絮凝劑）kg

PAM（助凝

固態,99.5%0.00050.10.8

劑）kg

活性炭固態，100%kg0.480640

次氯酸鈉液態，10%kg0.079g0.01580.13

氧氣99.6%Nm3/h0.4Nm3/h80Nm3/h640000N.m3/h

8

冷卻水m3/h0.2403.2x105

注：預處理進水量為200t/h。

表L9裝置消耗（蒸發結晶裝置-提濃）

噸進水消小時消耗量

項目主要規格單位年消耗量t/a備注

耗定額kg/hr

電耗kWh13.53081

化學品

非氧化殺菌

GT-881g2.60.3344.2

劑

亞硫酸氫鈉

固態，98%0.0050.6435.14

（還原劑）kg

GTR4阻垢劑GT-006kg0.00470.64.8

ED用HCL液態，31%kg0.12415.9128

ED用NaCL固態99.5%kg0.008571.18.8

ED用濃硫酸液態，98%kg0.008571.18.8

注：預處理進水量為224t/h。

表1-10裝置消耗（蒸發結晶裝置-蒸發結晶）

噸進水消小時消耗量

項目主要規格單位年消耗量t/a備注

耗定額kg/hr

電耗kWh16.91094

化學品

結晶濃硫酸液態，98%kg0.0875.644.8

結晶用阻垢劑液態，100%kg0.00330.2131.7

結晶用NaOH液態，32%kg1.4291.75734

消泡劑液態，100%kg0.00330.2131.7

蒸汽0.5MPa噸0.313.33t/h1.6X105

冷卻水m3/h510008x。m3

注：預處理過冰量為65t/ho

1.7生產方法及全廠總流程

1.7.1生產方法

本項目主要是用于處理馬里河二號礦井水和化工高鹽水，通過減量化濃

縮后，再通過蒸發結晶分鹽，達到廢水"零排放''、結晶鹽資源化利用、雜鹽

減量化的目的。

（1）減量化裝置主要處理方法

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礦井水的主要特點是高鹽、高S04”、高硬度，化工濃鹽水的主要特點是

高COD、高鹽、高SO4”、高硬度，為消除COD對后續膜系統的影響和對脫

鹽處理工藝選定的影響，選用礦井水和化工高濃鹽水分別預處理，脫COD、

硬度后，再合并脫鹽的工藝路線。考慮到化工高鹽水COD波動比較大，特

設置旁路，當COD<100mg/L時，可以直接和礦井水混合后處理。

①硬度的去除方法

由于本項目來水中總硬度、SO42',為了避免在膜表面形成CaSCU垢，需

降低SO42-或者硬度。因為SO42-含量太高，而且去除難度比較大，因此選擇

先除硬度，降低結垢傾向。本項目采用石灰+純堿+離子交換法去除硬度。

②COD的去除方法

由于化工濃鹽水是甲醇廠的污水經回用裝置后排出，COD基本為芳煌

類，可生化性較差，因此必須先斷鏈后生化處理。本項目采用臭氧化化+生

化+MBR的方法來去除CODo通過臭氧氧化將水中可生化性差的芳燒類斷鏈

處理后，采用水解、曝氣等生化法進行COD降解，最后通過MBR進行過濾。

③澄清方法

本項目澄清工藝選擇了得利滿的專利技術一高密沉淀池澄清。該池的優

點有：

a.加藥區與絮凝區、澄清區分開設置，避免了藥劑之間的相互反應；

b.設置了污泥的回流管線，提供了絮體形成的晶核，增加了絮體形成的

速度。

c.采用合成絮凝劑+高分子助凝劑，增加絮凝效果和沉淀速度。

④過濾方法

在絮凝澄清后，水中大的懸浮物已去除，剩余小的顆粒仍會影響后續的

脫鹽處理，因此需要選擇合適的過濾單元，本項目選擇高強度膜（浸沒式超

濾）作為過濾單元。主要特點如下：

a.適合大水量，集濾池和超濾的功能于一體，便于操作、管理。

b.無膜殼容積限制，納污能力強。

c.膜絲中增加了特種材料制成的鋼絲，抗甩，清洗時不宜折斷。

本項目高鹽水系列選擇MBR法（膜-生物反應器），集二沉池、過濾、

超濾的功能于一體。占地面積小。

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⑤脫鹽方法

本項目選擇特種膜反滲透進行脫鹽，設二級脫鹽，一級為中壓反滲透，

操作壓力為2.0~4.0MPa,一級兩段，段間比為24:14,設計回收率為74%,

二級為高壓反滲透，操作壓力為4.0~6.0MPa,