水处理专项3Word格式文档下载.docx
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北京自然源科技有限公司
中游装备设计制造集群
中海油装备技术有限公司
加工制造集群
中国五环工程有限公司
设计集群
中海油信息科技有限公司
下游海洋工程应用集群
中海油安全环保公司
市场开发集群
中海油节能环保公司(牵头单位)
工程应用集群
中海油碧海环保公司
项目运营集群
2、”海上油气工程固体废物处理系列装备开发及产业链构建”子课题”子课题参与单位
天津大学
大连理工大学
西安交通大学
烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司
北京华油先锋石油装备技术有限公司
青海大地环境工程技术有限公司
天津准达环保科技有限公司
张家港市江南锅炉压力容器有限公司
3、”海上油气工程节能减排装备开发及产业链构建”子课题参与单位
清华大学
天津大学
北京化工大学苏州研究院
北京美斯盾科技开发有限公司
三、项目建设方案
(一)总体目标和年度目标
1.总体目标
针对海上油气工程节能及污水处理、固体废弃物处理、气体净化处理系列装备的开发及产业链的构建,完善、开发油气田采出污水处理,平台生活污水、垃圾处理,海洋油田固体废弃物减量化,石油污染海岸线生物修复,海洋陆地终端含油污泥处理,烟气及天然气净化处理成套关键技术系列及装备,抢占行业技术制高点,掌握产业发展主动权,为实现产业发展及“十三五”目标提供有力科技支撑。
2.年度目标
本项目建设期为3年,分年度目标如下:
2016~2017年:
主要开展业务、市场、技术现状及需求调研分析、项目设计和立项论证等工作,并完成立项。
2017~2018年:
主要开展技术方法、工艺与设备评价、优选与优化研究;
开展新技术消化吸收研究,实验及中试装置开发、建设与试验等;
完成示范依托工程技术方案、实施方案、可行性研究报告和初步设计等。
2018~2019年:
主要开展技术优化与完善研究,新设备、新材料研制,示范依托工程设计、建设与运行调试跟踪,对研究成果深化完善与系统集成,进一步落实推广应用项目;
基本形成系统配套、适用成熟、规模应用的水处理技术与装备系列;
完成项目成果有形化,基本实现成果可复制、可传承和可推广。
(二)拟解决的关键问题
1、海上油气工程污水处理系列装备开发及产业链构建
(1)油田进入高产水期后,原有生产污水设备处理能力不足,以及部分油田的污水水质复杂化,导致处理难度加大,需要对升级改造,而升级改造方案往往受平台空间紧张和制造成本的限制,直接影响到油田的生产等问题。
(2)平台生活污水处理设备排放标准提升、运行不稳定和没有实现资源化等问题。
(3)在中海油水处理工程实际生产管理中,大部分资料和运行数据仍采用电子档案管理,生产现场运行仍采用人工操作管理。
水处理智能化管控方面滞后,存在管理层级多、劳动用工量大的现象,严重制约生产运营管理水平提高等问题。
2、海上油气工程固体废物处理系列装备开发及产业链构建
(1)针对海洋油田环境特殊性和恶劣性,开发固体废弃物一体化处理技术及工艺过程的优化,开发撬装式一体化处理装备及智能控制系统开发,以及装备设计制造和产业化。
(2)高效石油烃降解菌剂开发和岸线修复实施方案指定,以及相关装备制造和产业化。
(3)这对海洋陆地终端含油污泥污泥传统处理方法存在的成本较高,污染物处理不彻底,对环境、土壤和地下水构成二次污染等问题,开发超临界水氧化装备及装备制造和产业化。
(4)开发平台生活垃圾减量化的设备,降低垃圾处理成本。
3、海上油气工程节能及气体净化处理系列装备开发及产业链构建
(1)针对海上高浓度的CO2和H2S的天然气提出解决方案,并进行优化设计,适应海上占地面积小,高度集成化的环境。
(2)针对海上平台柴油机和锅炉的烟气处理工艺进行研究,开发一种一体化的脱硫脱硝除尘工艺。
(三)项目建设内容
(1)油气田采出水处理关键技术和装备能力及产业化建设
分析油气田采出污水组成特性,优化集成微电解、生化、臭氧氧化与生物活性炭等关键技术,形成难降解污水处理成套工艺;
研发紧凑型旋流气浮装置、回收污油高频/高压脉冲交流电场脱水设备;
开发专用功能膜材料、集成装备及长周期运维技术。
(2)油气田开采生活污水处理关键技术和装备能力及产业化建设
开发平台污水高效电催化技术,确定装备主要工艺参数;
开发核心装置,通过材料选型、极板排布、控制方式等对装置进行优化设计;
开发不同规格系列化装置产品,并进行效益分析;
生活污水生化-氧化技术研究;
污泥制有机肥技术研究;
工程应用研究,建立工程示范,完成工程调试及试运行;
最终形成生活污水系统解决方案及系列处理装置。
(3)水处理信息化与智能化管控及服务平台建设
基于物联网、大数据挖掘等现代信息技术,开发污水处理工程数据采集系统、综合管理数据库、专家诊断系统、运行维护专家支持系统等关键技术,建立全生命周期水处理工程智能化管控平台,最终形成一整套水处理工程智能化管控技术方案与软件,形成企业内应用技术规范。
(1)海油油田固体废弃物一体化处理技术和装备能力及产业化建设
搭建数据采集和分析平台,优化数据处理方法;
根据不同作业施工环境、不同类型固体废弃物开发相应的处理工艺;
完善和提升海洋含油固体废弃物处理技术及装备,着重提升“机械减量化及热处理无害化设备”及“自行式海上固体废弃物作业平台”功能、适应性和可靠性;
进一步开发和完善海洋油田固体废弃物一体化处理工艺,针对不同平台类型、空间、环境结构等开发专用的固体废弃物处理的功能,提高适用性和可靠性,形成系列化产品;
能够在海洋油田实现包括减量化、资源化和无害化的处理。
(2)溢油污染海岸线生物修复技术研究
渤海典型海岸带现场调查,以获得渤海不同典型海岸带环境基本物理、生物和化学参数;
制备、筛选高效石油烃降解菌剂,研究不同菌株对原油中各组分的不同降解能力;
开发亲油缓释氮磷肥料,在表层涂覆一层低水溶性的聚合物作为成膜物质,通过包膜扩散和包膜逐渐分解而释放养分;
开展生物修复中试实验适用性评估,评价污染物生物降解的可能性。
(3)污泥超临界水氧化处理关键技术及装备能力及产业化建设
通过污泥调质预处理、设备腐蚀防治、设备长运行过程中的堵塞防治、高温、高压反应联锁控制、余能量回收利用等技术的开发优化形成污泥超临界水氧化处理系列工艺。
(4)海上平台生活垃圾减量化技术研究与设备优化
开发研究适合海上平台生活垃圾减量化的“生活垃圾闪蒸矿化设备”。
用于处理海上平台的生活垃圾、餐厨垃圾、部分工业垃圾,实现垃圾的减量化,降低现有垃圾处理成本。
(1)海上天然气脱硫脱碳技术
搭建海上平台或FPSO天然气脱硫脱碳技术研发平台,逐渐研发、分析及作业施工团队;
针对不同组分和不同浓度的含H2S和CO2的天然气,通过调整系统运行的温度、压力等参数和采用不同配方的吸收剂,提高系统的传质推动力,增大吸收效率,同时采用超重力设备,降低系统的占地面积,适应海上运行操作环境,最终将天然气CO2和H2S达到国家要求的管输标准。
(2)海上轮船、平台烟气净化处理技术
由于海上轮船和海上平台空间载重的限制,陆地传统的脱硫脱硝除尘方法由于体积大、水和药剂消耗高等问题,使现在常规方法无法满足海上使用。
通过本项目搭建海上轮船和海上平台烟气讲话处理技术研发平台,开发出一套占地面积小、能耗低、药剂消耗少、无副产物产出的绿色环保技术。
(四)分年度实施进度
本项目实施期为3年,具体年度进度如下:
完成油气田采出水、平台生活污水物性特征研究及排放现状调研,形成水处理工艺设计方案,开发水处理工艺小试装置,研究水处理工程智能化运维服务操作系统;
完成海洋油田固体废弃物(平台固废、溢油岸线、终端固废和平台生活垃圾)的处理设备采购和专用装备开发,完成相关设备设计与制造,并通过产品认证;
完成天然气净化和海上烟气净化实验室建设,并获得相关实验数据。
完成水处理示范工程建造、调试,完成工业化的设计及加工制造、安装、取证等工作,完成智能化运维服务平台建设及应用示范;
完成海洋油田固体废弃物(平台固废、溢油岸线、终端固废和平台生活垃圾)减量化和无害化实验及施工作业培训场地建设,完成相关处理工艺开发及相关文件编制与认证工作;
完成所有测试工作及企业技术人员技术培训工作;
完成相关质量检验验收企业标准等一系列企业标准及知识产权申报工作,形成较完备的海洋油田固体废弃物一体化处理装备设计、制造和使用能力,基本具备海洋油田作业施工条件;
完成海上天然气净化和烟气处理工艺过程的系统模拟和优化,研究设计中试实验装置,联系实验场地,进行测线实验,根据中试实验成果确定系统工艺包。
取得油气田采出水、平台生活污水,海洋油田固体废弃物(平台固废、溢油岸线、终端固废和平台生活垃圾),以及海上天然气净化和烟气处理项目订单,并完成处理任务,交付业主使用。
(五)项目实施技术路线
(六)项目牵头单位和联合申报单位在项目实施中组织合作模式及任务分工。
项目单位相互之间应分工明确、结构合理、优势互补。
项目牵头单位为中海油节能环保服务有限公司,联合申报单位为中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)、北京石油化工学院、天津化工研究设计院、北京神州卓越石油科技有限公司、北京中控讯智能技术研究院有限公司、北京自然源科技有限公司、中海油能源发展装备技术有限公司、北京安全环保工程技术院、中海油信息科技有限公司、海油发展安全环保公司、天津大学、西安交通大学、大连理工大学、烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司、北京华油先锋石油装备技术有限公司、青海大地环境工程技术有限公司、天津准达环保科技有限公司、中海油装备技术有限公司、中海油北京安环环保研究院、中国五环工程有限公司、张家港市江南锅炉压力容器有限公司和安全环保公司、北京化工大学苏州研究院。
中海油节能环保服务有限公司在项目实施中主要负责项目组织、实施,制定技术路线和实施方案,天然气超重力脱碳撬的制造、安装、调试,中试实验。
天津大学主要负责石油污海岸线染修复工艺优化;
天津大学和北京化工大学苏州研究院主要负责海上天然气净化技术和海上烟气处理技术的开发。
中国石油大学(北京)主要负责生物强化深度除碳脱氮工艺优化;
中国石油大学(华东)主要负责污油高压高频电脱工艺优化;
北京石油化工学院主要负责旋流气浮工艺优化;
天津化工研究设计院主要负责电解催化氧化工艺优化,功能陶瓷膜、沸石分子筛膜制备工艺优化及组件供应;
北京神州卓越石油科技有限公司主要负责生物-臭氧氧化工艺优化,MBR工艺优化,油量和悬浮固体含量及粒径快速测定仪供应;
北京中控讯智能技术研究院有限公司主要负责工程信息化与智能化运维管控系统优化,软件供应;
北京自然源科技有限公司主要负责自清洗过滤及浓缩工艺优化,自清洗组件供应;
大连理工大学负责海上固体废物热脱附工艺优化;
烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司负责海上平台机械减量化装备研发;
北京华油先锋石油装备技术有限公司负责海上平台机械过滤装备研发;
青海大地环境工程技术有限公司负责海上固体废物热脱附装备研发;
天津准达环保科技有限公司负责海上生活垃圾处理装备研发;
西安交通大学负责油泥超临界水氧化技术优化;
中海油能源发展装备技术有限公司主要负责水处理中试装置试制,水处理商品化装置试制,海上固体废物减量化集成装备研发,海上固体废物热脱附集成装备研发和海上生活垃圾处理集成装备研发;
中海油北京安全环保工程技术院主要负责水处理成套工艺集成、水处理工程方案设计,海上固体废物一体化处理集成技术方案研发和石油污染海岸线修复集成技术方案研发;
中国五环工程有限公司负责油泥超临界水氧化设备设计研发;
张家港市江南锅炉压力容器有限公司负责油泥超临界水氧化集成设备研发;
中海油信息科技有限公司主要负责水处理装备智能化运维管控系统构建;
海油发展安全环保公司主要负责水处理工程、海上固体废物处理一体化工程和含油泥超临界水氧化工程建设总包与投资运营。
项目单位之间分工明确,各有所长且正好实现优势互补,结构合理,实现了技术研发、装置试制、产品生产、销售及使用的全链条过程。
(七)项目实施组织管理措施
为了确保本项目顺利实施,高效开展工作,本项目签订了联合申报协议,约定了项目牵头单位、联合申报单位的主体责任和项目分工,并制定如下实施机制:
1)建立项目组织机构,由项目牵头单位中海油节能环保服务有限公司为项目实施小组组长,各参与单位为项目实施小组成员。
由项目牵头单位负责课题总体推进、各参与单位协调指挥。
由联合申报单位负责所属分工内任务的管理、组织实施和整体安排;
2)建立联系人制度,由项目各参与单位制定课题联络人,负责信息沟通;
3)建立项目例会制度,定期或不定期召集项目各参与单位课题负责人及主要参与人员对课题开展情况进行总结汇报,协调安排下一阶段课题工作;
4)建立课题阶段总结制度,由项目牵头单位按照阶段进行汇总总结,并通报各参与单位。
(八)预期成果及考核指标
预期成果明确,考核指标应具体并可考核,例如共性技术创新指标、产品和产业链经济发展指标、产业龙头骨干企业发展指标、产业链协同企业发展指标等。
建成海上油气工程污水处理关键技术及装备产业链;
培养40名以上骨干中青年工程技术人员;
形成3-5套水处理成套工艺;
研制9-11套水处理专用装置;
开发2-4种药剂/材料;
开发2-4项软件产品,并申请软件著作权;
申请12-14项专利;
发表12-14篇论文。
具体技术和经济指标为:
技术指标:
(1)形成绥中36-1陆上终端3000m3/d污水处理工艺包,处理后外排水主要指标:
COD≤50mg/L,NH3-N≤8mg/L;
(2)海上油田紧凑型含油污水处理气浮装置与海上油田在役采出水常规卧式气浮处理装置相比,在相同的处理量和处理效果情况下,占地面积减少40%以上、重量减轻30%以上,当入口含油量在(500-2000mg/L)的范围内,除油率≥90%;
脱水设备处理后污油含水率≤60%;
(3)海上油田生活污水处理生化-氧化装置和电解催化装置排放水质要求COD≤125mg/L、BOD≤20mg/L;
(4)开发水源井水淡化膜处理工艺:
成本比海水淡化工艺降低25%以上;
气田含油污水膜处理工艺:
入口含油量50-150mg/L时,出口含油量月平均值≤20mg/L、生物毒性≥50000mg/L;
长周期运维工艺:
膜平均使用寿命从2年延长至3年;
(5)建立全生命周期水处理工程智能化管控平台,形成一整套水处理工程智能化管控技术方案与软件。
经济指标:
到2019年海上油气工程污水处理系列装备开发及产业链构建项目建设完成后形成累计新增产值约1.5亿元。
建成海上油气工程固体废弃物处理关键技术及装备产业链;
形成1-3套固体废弃物处理工艺;
申请专利10项,发表论文7篇。
(1)海油油田固体废弃物一体化处理技术和装备能力及产业化建设:
经固液分离后,海洋油田废弃物固相含液率低于60%;
智能减量化处理系统处理能力不低于10m3/h;
热脱附处理后固相含油率<
0.3%(wt),废气经处理后达标排放。
(2)溢油污染海岸线生物修复技术研究:
渤海典型海岸带现场调查报告应包括历史资料调查和现场调查;
高效石油烃降解菌剂应包括可以降解不同种类石油烃的高效降解菌的种类、名称、降解能力等;
亲油缓释氮磷肥料可以达到亲油且缓释预期的效果;
生物修复中试实验适用性评估整个过程的可行性,并包括确定处理可以达到的效果,提供在现场净化中最优化运行的方法,确定生物修复项目的预期时间。
(3)污泥超临界水氧化处理关键技术及装备能力及产业化建设:
处理工艺出水COD≤200mg/L,能量回收率≥80%,在线监控率100%;
污泥超临界水氧化处理示范工程:
处理能力12m3/d,有效运行1年以上。
(4)海上平台生活垃圾减量化技术研究与设备优化:
生活垃圾处理后,重量、体积减量95%。
到2019年海上油气工程固体废物处理系列装备开发及产业链构建项目建设完成后形成累计新增产值约1亿元。
建成并完善海上气体净化产业链;
形成1套天然气脱硫工艺1套天然气脱碳工艺;
形成1套海上烟气脱硫脱硝除尘工艺;
优化1种烟气脱硝催化剂;
申请2-4项专利;
发表2-4篇论文。
具体技术指标为:
考核指标:
1)经过脱碳处理后的天然气中CO2含量低于2%,经过脱硫处理后H2S含量低于6mg/m3;
2)处理后的烟气无特殊气味;
主机烟气出口背压不超过3000Pa;
噪音不超过80dB;
满足相关烟气排放指标;
含油C-PM脱除率:
90%;
CO-CH脱除率:
NOx脱除率:
75%;
到2019年海上油气工程节能及气体净化处理系列装备开发及产业链构建项目建设完成后形成累计新增产值约7500万元。
四、项目实施的可行性分析
1、经济可行性分析
随着中国经济的持续快速发展,城市进程和工业化进程的不断推进,环境污染日益严重。
近期以来,粗放经营、摊大饼式的发展恶果已经加速显现:
阴霾持续笼罩、污水侵蚀河水、地下水受到严重污染,环保的形势十分严峻。
改革开放三十多年来,中国对环境保护越来越重视,对环保治理投入不断上升。
"
十五"
以来,环保产业投入年增长率都在15%以上,"
十一五"
期间,环保产业投资总额规划达到1.375万亿,较"
期间增加96.4%,占GDP比例上升到1.35%。
环保投资的重点领域主要包括水环境、大气环境、固体废物、生态环境、核安全及辐射环境保护建设以及环境能力建设。
十二五"
期间环保产业投资会继续增长,按照投资比例估算,"
期间环保产业投资额占到GDP的1.5%,投资总额将达到3.4万亿元,较"
期间投资额翻一番以上。
从整体上看,中国环保产业还处于快速发展阶段,总体规模相对还很小,面临着诸多问题和挑战。
未来,伴随中国社会经济的发展和产业结构的调整,借助环保产业这个"
抓手"
,中国环保产业对国民经济的直接贡献将由小变大,逐渐成为改善经济运行质量、促进经济增长、提升民生质量、提高经济技术层次的朝阳产业。
因此项目从经济上是可行的。
2、政策可行性分析
从国家《"
节能环保产业发展规划》到2012年3月的《环保装备"
发展规划》再到当前被社会广泛议论的PM2.5,国家政策持续大力扶持环境保护行业,特别注重发展大气治理(废气治理)、污水处理、固体废弃物治理等子行业。
随后出台的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》确定了七大战略性新兴产业,其中将节能环保产业作为一个首要行业纳入战略性新兴产业。
到2020年发展成为支柱产业。
国务院总理李克强多次表示,环保产业既是重大的民生工程,也是经济转型的重要抓手。
政策因素是环保行业的重要驱动力。
2010年以来,国家在废水处理、固废处理和废气处理三个行业陆续推出了一些指导意见和要求,并做了相应的量化要求。
其重要性主要体现在如下几点:
1.战略性新兴产业在未来10-20年内享受高增长;
2.明确了环保领域发展的重点。
环保领域的发展重点为环保技术装备、节能环保服务;
3.环保产业将获得政府财政和金融体系的支持。
从政策层面来看,项目是符合国家政策,由国家政策支持的。
3、市场可行性分析
从政策分析的结果来看,国家对环保产业的重视与日俱增,而本项目所要研究和推广的成果吻合国家政策;
另外,现在越来越多的公司开始注重可持续发展战略,这也为本项目提供了广阔的市场前景。
因此一旦成功,将打造全新的海洋经济环保产业链(固废处理、污水处理、大气治理)在国内乃至国际将有广阔的市场空间,因此本项目的市场方面可行。
4、技术可行性分析
本项目在技术路线上拟采取实验室和工业试制相结合的方法,在实验室模拟研究和半工业试制的基础上再进行工业规模试制,以提高技术路线的可行性,并使项目风险降至最低程度。
项目申请单位安全环保公司安环院已经完成了“油泥砂资源化利用及无害化处理技术研究”等多项总公司科技项目,具有较强的科研实力,积累了良好的经验。
目前安环院在人员结构上以博士和硕士为主,博士14人,硕士19人,其中环境与热处理方面博士6人。
主要参加人员承担或参加过多项相关科研任务,在含油固废资源化处理和工艺设计等方面具有良好的工作基础。
另外,安环院专门从事研究含油固废减量化技术方向博士1名,热解资源化方向博士1人,从事含油固废处理技术研究已经7年。
具有海上平台固废减量化处理经验的硕士1名,热过程模拟方向硕士1人,专业从事ANSYS和CFD模拟过程工作,其他专门从事海上平台固体废弃物处理硕士2名。
这也为安全环保产业的发展奠定了人员上的基础,研究中心具有良好的学术氛围和科研设备,包括表/界面张力仪、自动数字黏度仪、激光粒度测定仪、荧光分光光度计、超声波处理器、气相色谱-质谱联用仪等,这些都为本项目的必要支撑条件。
另外,公司还与上海交通大学、大连海事大学、上海海事大学、天津大学、大连理工大学、苏州大学、中科院等单位建立了合作关系,共同培养相关技术领域的博士后人才,共享双方的实验设备,这为本项目研究提供了良好的技术支持。
此外,研发中心对接的专业公司碧海环保在含油固废焚烧处理方面积累了很多年的实际工程经验,目前在运行回转式焚烧炉一台,并配有相关烟气处理设备。
此外,该公司
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