化学工業分野の廃水EPCプロジェクトの典型的な事例分析

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　一、はじめに　　近年、中国の工業化が急速に進展するにつれて、エネルギーや原材料への需要も急増し、石油化学、石炭化学、精密化学などの化学産業の高速な発展が促進されている。化学工業は水の使用量と廃水排出量が多い業界であるため、私たちの水処理会社にとって貴重な発展の機会をもたらしています。美華博大は時宜に応じて行動し、先進的な技術と研究開発力を活用して、さまざまな業界に適した水処理システムのトータルソリューションを創出しています。神華の石炭からのオレフィン製造、石炭からの石油製造、ポリメタルアルデヒド製造、金新化工、山東中盛化工などの水処理プロジェクトにサービスを提供することで、美華博大の石炭化学工業用水処理システムの総合的なソリューションがさらに成熟し、完璧になったことを示しています。これにより、私たちは石炭化学工業の水処理分野におけるリーダーとしての地位を確立しました。また、当社の先進的な技術、優れた品質、そして卓越したサービスにより、腾龙芳烃（厦門）有限公司の水処理および汚水処理プロジェクト、江蘇索普（集団）有限公司の3万m3/d規模の総合汚水処理場プロジェクト、恒力石化（大連）有限公司の水処理プロジェクトといった、多くの顧客からの信頼を勝ち取ってきました。 　　周知の通り、化学工業系廃水は、有機物濃度が高く、塩分含有量が多く、色が濃く、成分が複雑であり、しばしば微生物にとって有毒かつ有害な物質や、生物分解が困難な有機物を含んでいるため、処理が非常に困難である。以下、2つのプロジェクト事例を通じて、異なる化学工業分野における水処理技術の応用について紹介します。 　　二、台化芳烃（厦門）有限公司の水システムソリューション　　1.プロジェクト概要　　台化芳烃（厦門）有限公司はPXを生産する石油化学企業で、設計規模は年間80万トンであり、国家の「第11次5カ年計画」におけるPX産業計画に組み込まれている。騰龍芳香族プロジェクトの水処理システムは、主に水処理工事と汚水処理工事の2つの部分に分かれている。その中で、水処理プロジェクトには、工業用水処理システム（140,000m3/d）、生活給水システム（50m3/h）、脱塩水システム（72,000m3/d）、蒸気凝縮水処理システム（14,400m3/d）、消火用水システム（750L/s）の5つの部分が含まれる。汚水処理プロジェクトは、汚水処理システム、雨水監視および消防事故用タンクシステム、汚水処理場の悪臭収集・処理システム、BTX含有廃水のストリッピング処理システム（30m3/h）、浄化後の廃水処理・再利用システム（250m3/h）の5つの部分で構成されている。なお、前述の汚水処理システムはさらに、油分含有廃水処理ユニット（350m3/h）、塩分含有廃水処理ユニット（250m3/h、+100m3/hの再利用水システム排水）、汚泥脱水処理ユニット（15m3/h）、汚油回収処理ユニット（15m3/h）を含んでいる。騰龍芳香族プロジェクトに関わる水系統はかなり包括的で、その範囲は非常に広く、工法も多種多様です。ただし、循環冷却水ステーションのみは含まれていません。 　　2. 製造技術と課題の克服　　1）水処理プロジェクトの3つのシステムについて　　（1）工業用水処理システム　　原水は貯水池水または河川水で、以下の従来の処理工程が採用される：　　原水→原水タンク→凝集反応沈殿槽→砂濾過槽（V型フィルター）→消毒→清水タンク/消火用水タンク→各ユーザーへ圧送　　このプロジェクトの課題は、処理規模が大きく、敷地が限られていることである。この問題を解決するため、我々は円形の機械撹拌沈殿槽を平行流沈殿槽に変更し、凝集反応槽と沈殿槽を元の水槽の上に設置した。一方、機械撹拌沈殿槽は水槽の上に設置するのが困難であるため、敷地不足の問題が解決された。 　　（2）脱塩水システム　脱塩水処理にはイオン交換法が用いられ、陽イオン交換床と陰イオン交換床は両室式床を採用している。このプロセスは成熟しており信頼性が高く、私たちには多数の実績があります。ろ過速度と交換容量が制御の鍵となります。 　　（3）蒸発凝縮水処理システム　このシステムは、蒸気の凝縮水を精製して再利用するもので、その目的は油分・鉄分・塩分の除去です。工程は以下の通りです：
蒸気凝縮水→熱交換器→油分・鉄分除去フィルター→混合イオン交換器→生成水タンク→加圧してボイラーへ送る
このシステムにおいて最も重要なのは油分・鉄分の除去であるため、油分・鉄分除去フィルターの選定には細心の注意を払っています。私たちは、お客様に先進的で信頼性が高く、安全に運用でき、操作が簡単で、経済的な処理装置を提供するため、何度も調査を行い、複数の候補から比較検討した上で、装置の供給元を決定しました。 　　2）汚水処理プロジェクトの紹介　2つのシステム　　（1）汚水処理システム　　汚水処理システムは、油分を含む汚水処理ユニットと塩分を含む汚水処理ユニットの2つのユニットで構成されている。 　　A、油分含有汚水処理ユニットの工程：
油分含有汚水→調整・脱油タンク→昇圧ポンプ→渦凹型気浮装置→溶気気浮装置→A/O生物処理槽→二段沈殿槽→BAF槽→砂濾過器→活性炭フィルター→消毒→再利用用水タンク→各ユーザーへ加圧して供給

B、塩分含有汚水処理ユニットの工程：
塩分含有汚水→調整・脱油タンク→昇圧ポンプ→渦凹型気浮装置→溶気気浮装置→A/O生物処理槽→二段沈殿槽→BAF槽→基準値を満たして排出

両ユニットの汚水の水質や水量はほぼ同じであり、差異があるのは塩分濃度のみであるため、同じ前処理および生物処理工程を採用する。ただし、塩分含有汚水は再利用せず、基準値を満たして排出される。プールのタイプ、容量、装置の構成を統一し、設計が容易になり、平面配置がより合理的になるとともに、運用保守も便利になった。 　　A/O池の設計では、水質の特性や運転・保守の容易さを考慮し、ディスク型ジェットエアレーターを採用して、ジェットによって水中の溶存酸素が適正な水準を維持されるようにしている。BAFは当社の確立されたプロセスで、多くのプロジェクトで採用されており、従来の設計をベースに逆洗用の空気供給と水供給を調整することで、より均一な流れを実現しています。 　　（2）浄化廃水処理および再利用システム　　浄化廃水→調整池→軟化・凝集沈殿→砂濾過器→保安濾過→超濾過UF→保安濾過→逆浸透RO→再利用用水タンク→加圧して各ユーザーへ供給　　浄化廃水は二重膜法で処理され、処理後は工業用水として使用できる。逆浸透によって生じた濃縮液は塩分含有廃水処理システムで処理され、基準を満たして排出される。 　　テンロン芳香族化合物処理プロジェクトのEPC工事は、複雑かつ大規模な水処理プロジェクトです。当社は豊富な技術力と管理経験を活かし、設計・調達・施工の品質を厳格に管理することで、お客様に満足のいくプロジェクトをご提供します。このプロジェクトは、私たちの総合的な能力を試すものであり、同時に大規模プロジェクトを管理する経験を深めることもできます。 　　三、江蘇ソープ（グループ）有限公司の3万m3/日規模の総合汚水処理場の設計　　1.プロジェクトの概要　　江蘇ソープ（グループ）有限公司は、中国の歴史的・文化的に有名な都市である鎮江の郊外に位置しています。ここは、重要な水路である長江と京杭運河が交わる場所にあります。同社は現在、60万トンの酢酸アセチル、25万トンの酢酸エチル、12万トンの塩素系化学製品、4万トンのADC発泡剤、2万トンのPVC樹脂、1万トンの次亜塩素酸、1万トンのゴム加硫促進剤を生産する能力を持っています。その中でも、酢酸アセチル、ADC発泡剤、次亜塩素酸、ゴム加硫促進剤の生産規模は、国内の同業他社の中でもトップクラスです。特に酢酸アセチルの生産規模は、国内で最も大きく、世界では3番目に大きいです。 　　地域の環境を保護するため、高い社会的責任感に基づき、江蘇ソープ（グループ）有限公司は長期的な発展の観点から、総合汚水処理場の建設を計画しています。総汚水処理規模は3万m3/dで、そのうちリユース水の規模は1万m3/dです。 　　工事は一括して2期に分けて建設され、第1期の汚水処理能力は1万m3/日です；第2期の汚水処理能力は2万m3/日で、再利用水の量は1万m3/日です。 　　2. 工程技術と主な課題　このプロジェクトは、ソープ・グループが将来的な生産設備に対応して建設する総合的な汚水処理場であり、生産設備の計画には大きな不確実性がある。また、このプロジェクトの流入水の状況は複雑で、中でもポリビニルアルコール（PVA）、ADC発泡剤、PVCの廃水は処理が困難である。 　　PVAで構成される有機汚染物の濃度は高く、生物による分解も困難である（B/Cが0.1未満）。PVAを含む廃水が水域に排出されると、PVAは水環境中に大量に蓄積し、水面の泡が増えたり粘度が上昇したりして、好気性微生物の活動に影響を与え、深刻な環境問題を引き起こす。 　　ADC発泡剤廃水は、高塩分・高アンモニア窒素を含む有機廃水であり、有機物の成分が複雑です。その汚染指標は、主に尿素、ヒドラジン水和物、ジウレア、ADCなどの有機成分を総合的に示すCOD、および他の無機成分と共に現れるか単独で現れるNH3-N、SO42－、Cl－、SSなどで表される。 　　ポリ塩化ビニル（PVC）の製造過程で、多量のPVCを含む有機廃水が発生する。この廃水は、洗浄水、遠心分離母液、洗い流し水の3つの部分で構成されている。そして、ポンプで送り込まれる水がこの廃水の主な発生源であり、主な汚染物質はポリ塩化ビニル、乳化剤、可溶化剤などです。PVC廃水は乳白色をしており、表面には多量の泡があり、顕著な粒子状物質は含まれていない。そのCODcr値は約12000～20000 mg/Lである。 　　建設されるのは総合汚水処理場であるため、各装置からの廃水をそのまま受け入れることはできず、各装置の廃水は別途前処理を行った上で総合汚水処理場に排出されなければならない。上記の分析によると、総合汚水処理場に流入する汚水は、生物分解が困難で高いアンモニア窒素を含む有機廃水であるため、「加水分解酸化＋A/O」の組み合わせ処理プロセスが選定された。この工程は成熟しており安定しており、多くの成功事例があり、運用操作も簡単です。 　　所有者との何度もの協議を経て、決定された総合汚水処理場の流入水の水質は以下の通りです：
汚水処理場の設計流入水水質表
処理後の出水水質：「化学工業における主要な水汚染物質の排出基準」DB32/939-2006の第一級基準に準拠する。設計上の排水水質は以下の通りです：　　汚水処理場の設計上の排水水質表　　また、CODの総量制御の要件に基づき、処理能力が3万m3/日に達した場合、1万m3/日を再利用する必要があり、そうすることでグループ内でCODの排出量をバランスさせることができます。ソープ・グループがこれほどの大量の水を受け入れられるのは、循環冷却水の補水のみである。汚水の塩分濃度が高いと判断したため、再利用するには脱塩処理が必要であり、そのため再利用水処理工程として「UF+RO」、すなわち二重膜法を採用しています。 　　設計時に考慮すべきその他の問題：　汚水処理施設の耐衝撃性と設計上の余裕に特に注意を払い、経済的かつ確実なものとするよう努める必要がある。また、所有者側は工場の配置において明確な特徴を持ち、工場内の緑化を非常に重視しているため、元の工場の全体のスタイルと調和するよう、所有者と密接に連携しながら平面計画について協議を行いました。