化学工业园尾水回用可行性判别方法技术

本发明专利技术提供了一种化学工业园尾水回用可行性判别方法。本发明专利技术从系统层面、工序层面和企业层面入手，分别从技术上和经济上为化学工业园尾水回用可行性提供了判别的步骤：一、系统水资源代谢，二、工序层面的技术可行性分析，三、企业层面的经济可行性分析。从而确保了尾水回用方案的现实可操作性，本发明专利技术的应用将大大提高化工园区水资源利用效率，有助于实现废水“零排放”。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学工业园尾水回用方案的可行性判别方法，具体的说就是对化 学工业园尾水回用方案的技术可行性和经济可行性进行进行客观评价与判别的方法。
技术介绍
当今，发展生态工业和建设生态工业园区己经成为我国实施循环经济战略、 构建环境友好型社会和实现节能减排目标的重要途径。自20世纪90年代以来， 生态工业园区建设就已经开始成为世界工业园区发展领域的主题，并取得了较为 丰富的经验。然而，由于生态工业及生态工业园基础理论与方法的薄弱和缺失， 导致现实中的生态工业园区建设多停留在规划阶段，相关规划方案很难付诸实 施，这一方面是因为生态工业园区自身的复杂性导致规划方案的不确定性太大， 方案付诸实施的风险太大；另一方面是因为这些规划都还缺少科学的理论和方法 指导，基本上都是规划人员凭借经验而做出的主观判断，从而使得相关规划方案 在现实中缺少经济可行性和技术可行性。针对现实中生态工业规划中存在的种种问题，国内外专家和学者先后开展了 一系列基础理论研究，总体来看，可以细分为以下几个领域工业共生机理和稳 定性、基础设施共享机制、能源梯级利用技术、物质循环利用技术等。然而，国 外发达国家最初提出工业共生概念时，其工业经济己经达到一个较高的水平，工 业生态系统的资源能源利用效率都相对较高，单位工业产出的污染物排放强度较 低，这种情况下通过企业/产业间的废物交换利用来实现企业/产业废物减量化或 零排放是相对最优的经济策略和手段，因此，"生态工业"在国外最初是希望通 过建立企业间的关联来实现工业系统物质的闭路循环和能量的梯级利用，这种特 定背景给生态工业留下了 "副产品的再生利用"的烙印，而其后来的研究虽然在 内涵上有所扩大，但研究对象和范畴基本上没有改变。我国的生态工业研究和实践则呈现三种趋势 一是"技术主导论"，主要是 强调企业清洁生产技术、废物回收和再循环技术、废物资源交换利用技术、资源替代技术等的开发，并利用这些技术来构建企业/产业间废物交换利用网络，进 而实现提高资源能源的利用效率和减少污染排放的目的，支持该论断的主要是在 化工、冶金、钢铁、石化等行业从事行业清洁生产的技术人员；二是"管理主导 论"，主要是强调工业共生网络的运做管理，认为通过提高认识、强化管理、加 强企业间的合作可以达到节约资源和减少污染的目的，支持该论断的主要是原先 从事管理学、环境政策、环境经济研究的科研人员。这两种论断都从各自的知识 背景和立场视角提出了分析和优化工业共生网络的思路和方法，但由于系统的复 杂性和多样性，导致现实中按照这两种思路规划的生态工业共生系统方案都不尽 如人意。虽然也有一些学者曾尝试将两种思想进行融合，但由于客观条件的限制， 无论是研究层面还是实践层面，都还没有达到预期的效果。作为构建工业共生网络和建设生态工业园区的重要内容之一，水资源循环利 用一直是工业生态学专家和学者关心的核心内容之一和梦寐以求的目标。之所以 将水循环作为实现区域水调控的目标，是因为工业园区不同企业内的工序和过程 对水资源的需求是有差异的，这就为构建企业内部、企业之间乃至大区域的水循 环系统提供了可能。总体来看，工业园区层面的水资源调控研究主要集中在企业 内部、企业之间和园区一体化三个方面企业层面的研究多是基于单一企业的水 资源节约利用和企业内部中水回用，后来开始向企业之间的水循环系统研究转 变，近来又呈现出向园区层面的整体优化过渡趋势。然而，在研究和实践中发现， 由于化学工业园尾水回用的不确定性较大，并且"废水回用"在企业家的心里尚 不能普遍接受，加上目前我国水资源价格普遍较低，无法从成本上为化工企业尾 水回用提供成本优势，因此，相关研究基本上都限制在实验室内。最近几年，随 着计算机仿真和模拟技术的飞速发展，利用计算机模拟技术对工业园区水循环系 统进行模拟已经成为一种规避规划方案风险和探求水循环机理的一种有效方法 和手段，如Nobel开发了基于GIS的工业园区水循环模型，Keckler和Allend 开发了基于水循环的工业园区物料循环系统模型。总体而言，关于园区水循环系 统的研究虽然己经有模拟模型出现，但是普遍是基于企业层面的模型，这种模型 由于没有深入到供需水的基本微观单元一一工序层面考虑其技术可行性，也就是 没有考虑各种微观单元对水质要求的差异性，更没有考虑各种方案在企业层面上 的经济可行性，因此，模型虽然不少，缺陷也是显而易见。就化工废水而言，目前基本上都是采用化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、 离子交换法、电凝聚法和反渗透法等，其实现实中更多的是采用以上几种技术的 组合工艺，但涉及化工园区的该类废水的回用技术的相关研究尚未见报道。
技术实现思路
1. 专利技术要解决的技术问题针对化学工业园尾水的利用中存在的问题，本专利技术提供了一种化学工业园尾 水回用可行性判别方法，该方法可解决现实中化学工业园尾水设计方案的技术可 行性和经济可行性，从而确保化学工业园尾水回用方案的科学性和可实施性。2. 技术方案，其步骤包括 第一步系统水资源代谢要保证企业之间尾水回用方案的技术可行性，首先要对化学工业园系统进行 水资源代谢分析，分析过程中不仅要考虑水资源流量，还要考虑各输入输出水资 源的水质及各种组分的浓度，即对化学工业园内所有需水和排水企业进行分解， 将各个企业细分为一个个有独立水资源输入的微单元(一个或几个工序)。 在此基础上，对各微单元输入水资源的水质和水量进行监测，建立各微单元输入 水资源属性数据库。数据库主要包括以下字段微单元编号、微单元名称、微单 元输入水量、微单元输入水资源中各溶质浓度、微单元输入水资源中各溶质可接 受的浓度变动范围等。第二步工序层面的技术可行性分析 化学工业园区层面的尾水回用虽然看似发生在企业之间，实际上却是在某一个或 多个企业的两个或两个以上工序之间进行，譬如甲企业利用化学工业园区的尾 水，实际上是甲企业内部的某一道或某几道工序可以回用尾水，而不可能是甲企 业所有的需水工序都可以回用尾水。因此，确定化学工业园区尾水回用的技术可 行性，实际上就是要确定尾水水质能够满足化学工业园内那些企业内的哪些工序 的水质要求。首先，通过搅拌混合方法对拟回用的尾水进行水质均匀化处理，并对混合后的尾水水质进行监测，确定尾水中主要溶质的浓度。其次，将第一步筛选出来的 微单元的输入水资源数据库信息与尾水水质信息进行比较，确定尾水中主要溶质浓度在哪些微单元输入水资源的可接受溶质浓度范围内。如果尾水的主要溶质浓 度在某一微单元输入水资源溶质的可接受溶质浓度范围内，则说该微单元可以回 用尾水，也即尾水回用到该微单元具有技术可行性，否则称尾水回用到该微单元 方案技术上不可行。第三步企业层面的经济可行性分析于化学工业园尾水回用方案的经济可行性而言，是基于企业层面的，也就是 说，尾水回用方案的经济可行性分析必须建立在企业尺度上。即对某一企业而言， 可能同时与其它企业之间有一个或者几个技术上可行的尾水回用方案，然而，不 同方案的成本一效益分析结果则有很大的差别，对企业而言，需要考虑的是整个 企业的效益而非某一个方案的效益，也就是说某一尾水回用方案或许在进行单一 成本-效益分析时发觉其经济上不可行，但是，如果将其与其它相关尾水回用方 案结合起来考虑时可能会发现，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学工业园尾水回用可行性判别方法，其步骤包括：　　　　（Ａ）化学工业园系统水资源代谢分析，将园区内各个需水和排水企业细分为一个个有独立水资源输入的微单元，建立各微单元输入水资源属性数据库，其中包括将水资源流量，输入输出水资源的水质及各种组分的浓度，微单元输入水资源中各溶质可接受的浓度变动范围；　　　　（Ｂ）进行工序层面的技术可行性分析，首先，通过搅拌混合方法对拟回用的尾水进行水质均匀化处理，并对混合后的尾水水质进行监测，确定尾水中主要溶质的浓度，其次，将上面步骤的微单元的输入水资源数据库信息与尾水水质信息进行比较，确定尾水中主要溶质浓度在哪些微单元输入水资源的可接受溶质浓度范围内，如果尾水的主要溶质浓度在某一微单元输入水资源溶质的可接受溶质浓度范围内，则说该微单元可以回用尾水，也即尾水回用到该微单元具有技术可行性，否则称尾水回用到该微单元方案技术上不可行；　　　　（Ｃ）进行企业层面的经济可行性分析，通过下面的化学工业园尾水回用方案经济可行性评判模型，设有Ｍ（Ｍ≥ｊ≥１）个尾水排放企业，Ｎ（Ｎ≥ｉ≥１）个尾水回用企业，尾水排放（委托）企业ｊ与回用（代理）企业ｉ之间存在Ｌ（Ｌ≥ｋ≥１）种回用业务，化学工业园尾水回用系统可以拆解为单个尾水排放企业和单个尾回用企业之间的关系，进而细分为一个尾水排放企业和一个尾水回用企业之间只有一种回用方案的关系，回用成本主要有三部分组成：废水存储成本、迁移成本及回用成本；　　　　假设某一时间ｔ↓［０］时尾水排放企业和回用企业的尾水存储量分别为Ｑ↓［１］↑［０］和Ｑ↓［２］↑［０］，单位时间单位尾水的存储成本为ｒ↓［１］和ｒ↓［２］，单位时间内从尾水排放企业输送到回用企业的尾水量为ｑ，单位尾水输送成本为ｗ，单位尾水回用处理成本为＊。则从ｔ↓［０］开始任一时间ｔ（ｔ≥ｔ↓［０］）的尾水回用总费用可以表示为：　　　　Ｃ↓［ｄｔ］＝（Ｑ↓［１］↑［０］＋ｖ↓［１］.ｄｔ－ｑ.ｄｔ）ｒ↓［１］＋ｑ.ｗ.ｄｔ＋（Ｑ↓［２］↑［０］＋ｑ.ｄｔ－ｖ↓［２］.ｄｔ）ｒ↓［２］＋ｖ↓［２］.＊.ｄｔ　　　　移项积分得：　　　　Ｃ＝（Ｑ↓［１］↑［０］ｒ↓［１］＋Ｑ↓［２］↑［０］ｒ↓［２］）（ｔ－ｔ↓［０］）＋∫↓［０］↑［＊］（ｖ↓［１］ｒ↓［１］－ｑｒ↓［１］＋ｑｗ＋ｑｒ↓［２］－ｖ↓［２］ｒ↓［２］＋ｖ↓［２］＊）ｄｔ　　（１）　　　　化学工业园尾水回用方案总费用表示为：　　　　Ｃ↓［ｔｏｔａｌ］↑［ｎ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁增伟，毕军，张炳，葛俊杰，刘蓓蓓，黄蕾，方强，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]