Klassische Fallstudie zu EPC-Projekten für Abwasser aus der Chemieindustrie

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　I. Einleitung In den letzten Jahren ist mit der schnellen Industrialisierung Chinas die Nachfrage nach Energie und Rohstoffen rasant gestiegen. Dies hat wiederum eine beschleunigte Entwicklung in den chemischen Branchen wie der Petrochemie, Kohlechemie und Feinchemie zur Folge gehabt. Die Chemieindustrie ist ein großer Verbraucher von Wasser sowie Abwässern, was unseren Wasseraufbereitungsunternehmen hervorragende Entwicklungschancen bietet. Meihua Bobada handelt rechtzeitig und nutzt fortschrittliche Technologien sowie Fähigkeiten in der Forschung und Entwicklung, um umfassende Lösungen für Wassersysteme für verschiedene Branchen zu schaffen. Durch die Bereitstellung von Dienstleistungen für Wasseraufbereitungsprojekte wie Shenhua Coal-to-Olefins, Shenhua Coal-to-Oil, Shenhua Polyoxymethylen, Jinxin Chemical sowie Shandong Zhongsheng Chemical zeigt sich, dass die umfassenden Lösungen von Meihua Boda für die Wasseraufbereitung in der Kohlechemiebranche weiterhin verbessert werden. Dadurch festigt sich auch unsere Führungsposition im Bereich der Wasseraufbereitung in der Kohlechemiebranche. Gleichzeitig haben wir dank unserer fortschrittlichen Technologie, der hohen Qualität sowie des ausgezeichneten Services die Zuneigung vieler Kunden gewonnen – beispielsweise bei den Wasseraufbereitungs- und Abwasserbehandlungsprojekten von Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd., beim umfassenden Abwasserbehandlungsprojekt mit einer Kapazität von 30.000 m³/Tag bei Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd., sowie bei den Wasseraufbereitungsprojekten von Hengli Petrochemical (Dalian) Co., Ltd. 　　Es ist allgemein bekannt, dass chemische Abwässer durch eine hohe Konzentration an Organiken, einen hohen Salzgehalt, eine intensive Farbe sowie eine komplexe Zusammensetzung gekennzeichnet sind. Oft enthalten sie Stoffe, die für Mikroorganismen giftig und schädlich sind, sowie organische Stoffe, die schwer biologisch abbaubar sind. Daher ist die Behandlung dieser Abwässer äußerst schwierig. Im Folgenden werden anhand von zwei Projekten die Anwendungen von Wasseraufbereitungstechnologien in verschiedenen Chemieindustrien vorgestellt. 　　II. Wassersystemlösungen von Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd.
1. Projektübersicht
Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd. ist ein petrochemisches Unternehmen, das PX herstellt. Die geplante Produktionskapazität beträgt 800.000 Tonnen pro Jahr. Das Unternehmen ist in die nationale Planung für die PX-Industrie im Rahmen des „11. Fünfjahresplans“ aufgenommen worden. Das Wassersystem des Tenglong-Aromatenprojekts ist hauptsächlich in die Bereiche Wasseraufbereitung und Abwasseraufbereitung unterteilt. Zu den Wasseraufbereitungsanlagen gehören: ein System zur Aufbereitung von Industriewasser (140.000 m³/Tag), ein System für Trinkwasserversorgung (50 m³/Stunde), ein System zur Entsalzung von Wasser (72.000 m³/Tag), ein System zur Aufbereitung von Dampfkondensatwasser (14.400 m³/Tag) sowie ein System für Brandbekämpfungswasser (750 L/S). Das Abwasseraufbereitungssystem umfasst fünf Komponenten: das Abwasseraufbereitungssystem selbst, das System zur Überwachung von Regenwasser sowie für Brandbekämpfungszwecke, das System zur Erfassung und Behandlung von Gerüchen in den Abwasseranlagen, das System zur Destillation von Abwasser, das BTX enthält (30 m³/h), sowie das System zur Aufbereitung und Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser (250 m³/h). Das Abwasseraufbereitungssystem setzt sich wiederum aus folgenden Einheiten zusammen: einer Einheit zur Aufbereitung von ölhaltigem Abwasser (350 m³/h), einer Einheit zur Aufbereitung von salzhaltigem Abwasser (250 m³/h, dazu kommt noch ein System zur Wiederverwendung von Wasser in Höhe von 100 m³/h), einer Einheit zur Entwässerung von Schlamm (15 m³/h) sowie einer Einheit zur Rückgewinnung von Schmieröl (15 m³/h). Das Wassersystem im Rahmen des Tenglong-Aromatenprojekts ist recht umfassend und umfasst einen sehr weiten Bereich; die Verfahrensmethoden sind vielfältig und komplex. Nur die Anlage zur Zirkulationskühlung ist nicht darin enthalten. 　　2. Prozesstechnologie und Überwindung von Schwierigkeiten
1) Einführung in drei Systeme für die Wasseraufbereitung
(1) Industrielle Wasseraufbereitungsanlagen
Das Rohwasser stammt aus Stauseen oder Flüssen. Für die Aufbereitung werden folgende traditionelle Verfahren verwendet:
Rohwasser → Rohwasserspeicher → Koagulations- und Sedimentationsbecken → Sandfilter (V-Filter) → Desinfektion → Reinwasserspeicher/Feuerlöschwasserspeicher → Unter Druck zu den Endverbrauchern geleitet
Die Schwierigkeiten bei dieser Anlage liegen in der großen Aufbereitungsgröße sowie im begrenzten Platzangebot. Um dieses Problem zu lösen, haben wir den mechanisch gemischten Klärteich durch einen Strömungsklärteich ersetzt. Zudem wurden die Koagulations- und Klärbecken über dem ursprünglichen Teich errichtet. Da es schwierig ist, einen mechanisch gemischten Klärteich über einem Teich zu bauen, wurde so das Problem des begrenzten Platzes gelöst. 　　(2) Entsalzungsanlage 　 Die Entsalzungsverfahren beruhen auf Ionenaustausch. Sowohl die positiv geladenen als auch die negativ geladenen Ionenaustauscher werden in Doppelkammern verwendet. Dieses Verfahren ist ausgereift und zuverlässig; wir verfügen über umfangreiche Erfahrungen in der Anwendung. Die Filtrationsgeschwindigkeit sowie die Austauschkapazität sind die entscheidenden Faktoren zur Steuerung. 　　(3) System zur Aufbereitung von Dampfkondenswasser
Dieses System dient dazu, das Dampfkondenswasser zu reinigen und erneut zu nutzen. Ziel ist es, Öl, Eisen sowie Salze aus dem Wasser zu entfernen. Der Ablauf des Prozesses ist wie folgt:
Dampfkondenswasser → Wärmetauscher → Filter zur Entfernung von Öl und Eisen → Mischionentauscher → Wassertank → Unter Druck in den Kessel geleitet.
Der entscheidende Bestandteil dieses Systems ist die Entfernung von Öl und Eisen. Deshalb wählen wir den Filter für diese Zwecke sehr sorgfältig aus. Wir möchten unseren Kunden fortschrittliche, zuverlässige, sicher in der Bedienung und wirtschaftlich nutzbare Verarbeitungsanlagen bieten. Deshalb wurden nach mehrfachen Untersuchungen und Vergleichen erst die geeigneten Lieferanten ausgewählt. 　　2) Einführung in die Abwasserbehandlungsanlagen – Zwei Systeme
(1) Abwasserbehandlungssystem
Das Abwasserbehandlungssystem umfasst zwei Einheiten: die Einheit zur Behandlung von ölhaltigem Abwasser und die Einheit zur Behandlung von salzhaltigem Abwasser. 　　A、Prozess zur Aufbereitung von ölhaltigem Abwasser:
Ölhaltiges Abwasser → Anpassungstank zur Entfernung von Öl → Pumpen → Schwebstoffentfernung mittels Wirbelstromverfahren → Gasblasenverfahren → A/O-Bioreaktor → Zweitabscheider → BAF-Behälter → Sandfilter → Aktivkohlefilter → Desinfektion → Rückhaltebecken für wiederverwendbares Wasser → Druckversorgung zu den verschiedenen Abnehmern

B、Prozess zur Aufbereitung salzhaltigen Abwassers:
Salzhaltiges Abwasser → Anpassungstank zur Entfernung von Öl → Pumpen → Schwebstoffentfernung mittels Wirbelstromverfahren → Gasblasenverfahren → A/O-Bioreaktor → Zweitabscheider → BAF-Behälter → Entsorgung nach den geltenden Standards

Da die Qualität und Menge des Abwassers in beiden Fällen ähnlich sind, unterscheidet sich nur der Salzgehalt. Deshalb werden dieselben Vorbehandlungs- und Bioprozesse verwendet. Bei salzhaltigem Abwasser wird jedoch kein Wiederverwendungsvorgang durchgeführt; das Abwasser wird direkt nach den geltenden Standards entsorgt. Die Pooltypen, die Größe der Pools sowie die Ausrüstungskonfiguration wurden vereinheitlicht, was die Planung erleichtert, eine rationalere Raumaufteilung ermöglicht und die Betriebs- und Wartungsarbeiten vereinfacht. 　　Bei der Planung der A/O-Anlage werden die Eigenschaften der Wasserqualität sowie die Erleichterung des Betriebs und der Wartung berücksichtigt. Es werden Scheibenstrahl-aeratoren verwendet, um sicherzustellen, dass der Sauerstoffgehalt im Wasser auf einem normalen Niveau bleibt. BAF ist ein ausgereiftes Verfahren unseres Unternehmens, das in vielen Projekten eingesetzt wird. Auf der Grundlage des traditionellen Designs wurden die Eingangsbedingungen für das Waschwasser sowie das Einlaufwasser angepasst, um eine gleichmäßigere Verteilung zu erreichen. 　　(2) System zur Behandlung und Wiederverwendung von gereinigten Abwässern
Gereinigte Abwässer → Regulierbecken → Weichmachung, Koagulation und Sedimentation → Sandfilter → Sicherheitsfilter → Ultrafiltration UF → Sicherheitsfilter → Umkehrosmose RO → Wiederverwendungsbecken → Unter Druck zu den verschiedenen Nutzern geleitet
Gereinigte Abwässer werden mit der Doppelmembranmethode behandelt. Nach der Behandlung können sie als Industriewasser verwendet werden. Das Konzentrat aus der Umkehrosmose wird in ein System zur Behandlung salzhaltiger Abwässer geleitet, wo es auf die erforderlichen Standards gebracht wird, bevor es abgeleitet wird. 　　Das EPC-Projekt für die Wasserbehandlung mit Tenglong Aromaten ist ein komplexes und umfangreiches Projekt im Bereich der Wasseraufbereitung. Unsere Firma wird aufgrund ihrer umfangreichen technischen Kompetenzen und Managementerfahrung dafür sorgen, dass bei der Planung, Beschaffung und Ausführung höchste Qualitätsstandards eingehalten werden, damit dem Kunden ein zufriedenstellendes Ergebnis geliefert werden kann. Dieses Projekt ist sowohl eine Prüfung unserer umfassenden Fähigkeiten als auch eine Möglichkeit, unsere Erfahrung in der Verwaltung großer Projekte zu erweitern. 　　III. Ingenieurplanung für eine integrierte Abwasserbehandlungsanlage mit einer Kapazität von 30.000 m³/Tag bei Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd.
1. Allgemeine Informationen zum Projekt
Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd. befindet sich in den Vororten der historischen Stadt Jiangdong in China. Das Unternehmen liegt an der Mündung des Jangtse-Flusses und des Großen Kanals Peking-Hangzhou. Derzeit verfügt das Unternehmen über eine Produktionskapazität von 600.000 Tonnen Essigsäure, 250.000 Tonnen Ethylacetat, 120.000 Tonnen Chloralkali, 40.000 Tonnen ADC-Blasmittel, 20.000 Tonnen PVC-Kunststoffe sowie 10.000 Tonnen Chlorkalk und 10.000 Tonnen Kautschukvulkanisierungsbeschleuniger. Die Produktionskapazitäten für Essigsäure, ADC-Blasmittel, Chlorkalk sowie Kautschukvulkanisierungsbeschleuniger gehören zu den höchsten im Inland. Insbesondere die Produktion von Essigsäure ist die größte im Inland – weltweit liegt sie auf dem dritten Platz. 　　Um die örtliche Umwelt zu schützen und aus einem starken sozialen Verantwortungsbewusstsein heraus, plant Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd. aus Sicht der langfristigen Entwicklung den Bau einer umfassenden Abwasserbehandlungsanlage. Die Gesamtkapazität zur Aufbereitung von Abwasser beträgt 30.000 m³/Tag, wovon 10.000 m³/Tag für die Wiederverwendung bestimmt sind. 　　Die ingenieurtechnische Planung sieht einen Bau in zwei Phasen vor, wobei die Kapazität der Kläranlage in Phase eins 10.000 m³/Tag beträgt ； Die Kapazität zur Aufbereitung von Abwasser in der zweiten Stufe beträgt 20.000 m³/Tag, die Kapazität für die Wiederverwendung von Wasser liegt bei 10.000 m³/Tag. 　　2. Prozesstechnologie und Hauptprobleme  Dieses Projekt beinhaltet eine umfassende Abwasserbehandlungsanlage, die für die zukünftigen Produktionsanlagen der SOPH Group entwickelt wurde. Die Planung dieser Produktionsanlagen ist von erheblicher Unsicherheit geprägt. Zudem ist die Qualität des Einzugswassers komplex – insbesondere Polyvinylalkohol (PVA), ADC-Blasmittel sowie PVC-Ablaufwässer sind schwierig zu behandeln. 　　Organische Verunreinigungen, die aus PVA bestehen, weisen hohe Konzentrationen auf und sind schwer biologisch abbaubar (B/C-Wert kleiner als 0,1). Wenn Abwässer mit PVA in Gewässer eingeleitet werden, sammelt sich PVA dort in großen Mengen an. Dadurch entstehen mehr Schaumblasen an der Wasseroberfläche, die Viskosität des Wassers nimmt zu – dies beeinträchtigt wiederum die Aktivität der aeroben Mikroorganismen und führt so zu ernsten Umweltproblemen. 　　Abwasser mit ADC-Blasmittel ist ein organisches Abwasser mit hohem Salz- und Ammoniakgehalt sowie einer komplexen Zusammensetzung an organischen Stoffen. Die Schadstoffindikatoren zeigen sich hauptsächlich in dem COD, der die organischen Stoffe wie Harnstoff, Hydrazin, Dihydrouräa und ADC zusammenfasst, sowie in NH3-N, SO42‑, Cl‑, SS usw., die entweder gemeinsam mit anderen anorganischen Stoffen oder einzeln auftreten. 　　Im Produktionsprozess von Polyvinylchlorid (PVC) entstehen organische Abwässer mit hohem PVC-Gehalt. Diese Abwässer bestehen aus drei Teilen: Spüllwasser, Zentrifugat und Spülwasser. Das Wasser aus den Reinigungsprozessen ist die Hauptquelle für diese Abwässer. Die wichtigsten Schadstoffe sind Polyvinylchlorid, Emulgatoren sowie andere Stoffe dieser Art. Das PVC-Ablaufwasser ist milchweiß, die Oberfläche ist mit viel Schaum bedeckt. Es sind keine deutlichen partikulären Stoffe vorhanden. Der CODcr-Wert liegt bei etwa 12.000–20.000 mg/L. 　　Da es sich um eine integrierte Abwasserbehandlungsanlage handelt, ist es nicht möglich, das Abwasser der einzelnen Anlagen direkt in diese einzuleiten. Das Abwasser dieser Anlagen muss zunächst separat vorgereinigt werden, bevor es in die integrierte Abwasserbehandlungsanlage eingeleitet werden kann. Auf der Grundlage der oben genannten Analyse handelt es sich bei dem in die integrierten Abwasserreinigungsanlagen eingeleiteten Abwasser um organisches Abwasser, das schwer abbaubar ist und einen hohen Ammoniakgehalt aufweist. Daher wurde das Behandlungsverfahren „Hydrolyse-Aktivierung + A/O“ gewählt. Dieses Verfahren ist ausgereift und stabil, es gibt zahlreiche erfolgreiche Anwendungsbeispiele, und seine Bedienung ist einfach. 　　Nach mehrfachen Besprechungen mit dem Eigentümer wurde die Qualität des Wassers, das in die Kläranlage eingeleitet wird, wie folgt festgelegt:
Tabelle zur vorgeschriebenen Wasserqualität für die Einleitung in die Kläranlage
Vorgeschriebene Wasserqualität beim Austritt aus der Kläranlage: Es gelten die Anforderungen der „Standardvorschriften für die Emission von Schadstoffen in der Chemieindustrie“ DB32/939-2006, Stufe 1. Die gewünschte Qualität des Abwassers ist wie folgt: Tabelle zur gewünschten Wasserqualität der Kläranlage. Zudem muss gemäß den Anforderungen bezüglich der Kontrolle des Gesamt-COD-Werts bei einer Kapazität von 30.000 m³/Tag ein Teil des Wassers – nämlich 10.000 m³/Tag – wiederverwendet werden. Nur so kann die Gesamtmenge an ausgestoßenem COD innerhalb des Konzerns ausgeglichen werden. Nur die Nachfüllung mit zirkulierendem Kühlmittel kann es der Thorpe-Gruppe ermöglichen, eine solch große Menge an Wasser aufzunehmen. Wir gehen davon aus, dass der Salzgehalt im Abwasser recht hoch ist. Deshalb ist eine Entsalzung notwendig, damit das Wasser wieder verwendet werden kann. Daher wird bei der Aufbereitung des wiederverwendbaren Wassers die Methode „UF+RO“ angewandt – also eine Verfahrensweise mit zwei Membranen. 　　Weitere Aspekte, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen: Besondere Aufmerksamkeit muss der Stoßfestigkeit der Abwasserbehandlungsanlagen sowie dem Puffer im Design gewidmet werden, um eine wirtschaftliche und zuverlässige Lösung zu erreichen. Gleichzeitig weist die Gestaltung des Geländes durch den Eigentümer deutliche Besonderheiten auf: Es wird großer Wert auf die Begrünung des Geländes gelegt. Deshalb fand eine enge Abstimmung mit dem Eigentümer bezüglich der Grundrissgestaltung statt, um einen Stil zu erreichen, der zum ursprünglichen Erscheinungsbild des Geländes passt.