二百吨超临界水氧化
废水液处理方案
三门峡高清环保科技有限公司
三峡化工机械有限公司
2009年10月
2 设计依据及范围
（1） 采用超临界水氧化技术处理可达到《污水综合排放标准》（GB8978-96）。邯郸昊阳化工有限公司要求将该废液处理后达到COD1000mg/L。
（2） 由河北昊阳化工有限公司提供的水质、水量资料。
（3） 三门峡高清环保科技有限公司采用超临界水氧化处理邯郸昊阳化工有限公司废液实验报告。
（4）工程设计资料符合国家三类资质标准：GB150-98《钢制压力容器》；GB151-1999《钢制管壳式换热器》；JB4710-2005《钢制塔式容器》；GB6654-98《压力容器用钢板》；GB8163-1999《输送流体用无缝钢管》；HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》；HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》；HG20585-1998《钢制低温容器技术规定》；1999年版《压力容器技术监察规程》；JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》。JB4730-94《压力容器无损检测》。
3废液处理方案的确定
由河北昊阳化工有限公司提供废水及原水测定，部分由三门峡高清科技有限公司委托测定。（马拉硫磷及特丁硫磷废液）监测结果符合邯郸昊阳化工有限公司要求COD1000mg/L，pH值6-9（中和后）。
（1）河北邯郸昊阳化工有限公司废液样测试结果：马拉硫磷及特丁硫磷初始废液浓度COD 70000-200000mg/L ， COD30000mg/L。PH值0.95-2.54。
（2） 根据高清环保科技有限公司采用（SCWO）多年实验经验结果：为硫酸液或磷酸液，中和后；可达到贵公司要求。
此外，由于马拉硫磷及特丁硫磷废液有机物浓度（COD）差距较大，还需要前期中和到一个比较稳定的值，这样设备在运行才能稳定，放出的热量也可稳定利用。另特丁硫磷废液含硫量49％，磷含量51％在高温下分解物主要以硫酸或磷酸为主，对金属材料在高温下运行提出了很高的要求，所用材料均为合金（具体牌号实验后待定），硫酸液和磷酸液贵方是否能回收、利用。
本项目出水要求为《污水综合排放标准》（GB8978-96）三级标准，即主要指标COD<1000mg/L。PH值6-9，马拉硫磷≤10mg/L。
本项目高浓度废液主要以马拉硫磷指标不详。特丁硫磷污染物主要以硫醇、三乙胺、特丁硫磷原油有机污染物。主要污染指标为COD;硫酸和磷酸，废水的可生化性能较差。根据废水水质和实验研究情况，并经同类企业污水治理情况类比，提出采用超临界水氧化方法进行两股废液混合后处理，分类排放。具体方案如下：
超临界水氧化（简称SCWO）技术作为一种可以xxxx有毒有机废水的新技术，是20世纪80年代中期由美国麻省理工学院的Modell教授提出的。它的基本原理是：利用超临界水的特性使有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中发生均相氧化反应，从而将有机污染物去除。由于SCWO是在高温高压下进行的均相反应，反应速度快，处理彻底，有机物被xx氧化成H2O，CO2，N2以及盐类等xx小分子化合物，因此不会形成二次污染，且无机盐可以从超临界水中分离出来。当废水中的有机物含量超过2％时，反应过程中的反应热可维持系统自热，而无需外界供热。这些特征使SCWO法与生化处理法、湿式氧化法、焚烧法等传统的污水处理技术相比具有独特的优势，对于传统方法难以处理的废水体系，SCWO已成为一种具有很大发展潜力的环保新技术。在美国、日本、英国、瑞典已实现了工业化运行。
本项目拟采用SCWO技术处理高浓度废液每天约200吨，平均COD浓度可根据试验后氧化处理达标计算--万mg/L，折合有机物（COD）为--吨/日。
（1） 处理设施设计规模
本次污水处理工程的设计规模为：
水量：废水200 m3/d
有机物总量：不定kg/d，
（2） 排放标准
本项目出水要求为《污水综合排放标准》（GB8978-96）三级标准。
COD<1000mg/L
BOD<mg/L
PH 6--9
（3） 工艺流程图（见附图）
工艺路线描述：首先由高压水泵进废水，开启加热炉系统加热整套设备，待温度提高到所需温度时，停止加热炉。高压水泵将污水打入多级预热器，与此同时打入氧气，经预热器预热后进入反应器进行反应。
（4）工艺参数
超临界水氧化设备
反应釜有效容积不是很大，反应设计温度600℃、反应设计压力26MPa。由于废液马拉硫磷具体指标不明，所以给氧量暂不定。
超临界水氧化处理后设专职化验分析室，分析调解罐COD,PH值。
（1）生产条件：
电力：按设备动力及生产用电计算，用超临界水锅炉起动，需电力约30KW/h.如用电力启动需200KW/h（主要以启动加热）。正常运转需电力约30KW。水：主要用于设备循环用水和冷却水，共计20吨/日。
（2）厂房条件：
半露天，遮雨棚。面积：800 m²。设上下水，照明。应设3相4线制380 v 双回电路。外设蓄水池 或储水罐。（电控部分设在室内）
污水处理设施运行管理需要定员12人，工人8名，4班3运转，管理及技术人员2人，化验员2人。
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序号 |
设备名称 |
数量 |
价格（万元） |
备注 |
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1 |
高压废水泵 |
2 |
-- |
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2 |
高压清水泵 |
1 |
-- |
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3 |
高压氧泵 |
2 |
-- |
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4 |
汽化器 |
组 |
-- |
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5 |
冷却器 |
2 |
-- |
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6 |
废水预热器 |
1 |
-- |
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7 |
高压反应釜 |
1 |
-- |
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8 |
蒸汽发生器 |
1 |
-- |
|
|
9 |
截止阀门 |
40 |
-- |
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10 |
管道 |
吨 |
-- |
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11 |
加热系统 |
套 |
-- |
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12 |
控制系统 |
套 |
-- |
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13 |
保温材料 |
吨 |
-- |
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14 |
安装 |
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-- |
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15 |
中和罐 |
2 |
-- |
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|
16 |
液氧储槽 |
1 |
-- |
|
|
17 |
三通 |
60 |
-- |
|
|
18 |
止回阀 |
30 |
-- |
|
|
19 |
压力变送器 |
20 |
-- |
|
|
20 |
合金材料 |
吨 |
-- |
|
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21 |
辅助材料 |
吨 |
-- |
|
|
22 |
背压阀 |
1 |
-- |
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23 |
被压排盐阀 |
1 |
-- |
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24 |
喷油、喷汽 |
套 |
-- |
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25 |
电热偶 |
10 |
-- |
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26 |
排盐冷却 |
1 |
-- |
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27 |
设计费 |
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-- |
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28 |
技术转让费 |
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-- |
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29 |
监检费 |
17％ |
-- |
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30 |
运费 |
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-- |
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31 |
其它 |
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-- |
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-- |
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合 计： |
3487.503 |
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注：不包括基建费用和氧化剂选择及税费。
采用超临界水氧化处理200 吨高浓度废液，单位水处理成本元162.83元/m3。
该装置的具体参数如下：日处理量200吨，设计温度：560~600℃，设计压力：≤25MPa。采用电加热或燃油锅炉启动方式，启动功率约200KW（也可采用燃油锅炉启动方式），启动时间4～6小时。正常运行功率约30KW。
1运行费用核算
氧每吨用量0.11㎡。氧价格以800元/t计，0.11㎡×800元＝88元。
2电费以0.6元/度计：200KW/h×0.6元×24/200=14.4元。
3人工费：按每班4人计算，每人每月1500元， 则12×1500/30×50=12元/吨
4设备折旧：设备的折旧年限10年34870503/10×360×200=48.43元/吨。
合计：88＋14.4＋12＋48.43=162.83
b 运行效益核算
换热后产生蒸汽约0.6t。蒸汽价格按市场价120元/t计，则产生效益：0.8t×120＝72元/吨。
化学反应热1吨蒸汽生成120千瓦的电能0.6×120×0.6=43.2元/吨。
C 结论
本工程日处理马拉硫磷与特定硫磷合并废液200吨的吨液成本为162.83元，处理过程中产生0.6吨的热蒸汽，产生效益72元/吨，产生电能120千瓦。产生效益43.2元/吨，即吨水处理费47.63元，（因有些设备未列入方案中, 再就是如电能不计算，即吨水处理费90.83元/吨）。
焚烧处理残液COD30万mg/L左右，焚烧每吨处理费：1200~1500元，但有二次污染。
