供热厂210T化水水处理毕业设计

摘 要(概述)供热厂从建厂以来，水处理工艺较简单，工艺处理是工业水经机械过滤器过滤后，进入阳离子交换器除掉水中的钙、镁、钠、铁等阳离子，然后进入除碳器内除掉水中 CO2，再由脱碳水泵送至阴离子交换器内，除掉水中的硫酸根、氯根等阴离子，制成合格的脱盐水送入脱盐水罐内。现通过这几年的生产实际情况来看，工艺已老化，有诸多地方有待改进，如遇天气冷、原水水质差及锅炉对水质要求的提高等等。在此种工艺程度上来说相对消耗会增加很多，所以我觉得我厂有必要改进工艺流程处理，使用现在更先进的水处理方法混床除盐水处理。混床除盐水处理系统装置预设三套，即对原一级除盐水深度处理，处理水量在 140T/h,设计中结合原一级除盐水系统，将新增原水深度预处理、换热器、二级深度除盐系统等装置，并合理确定工艺设计，统筹规划，精心计算，使混床出水水质不仅达到国家标准，而且要随时适应本厂锅炉水质要求。使 Na+、除盐水电导率等重要指标大大低于原一级除盐水出水水质，大大提高现阶段水质要求下阳、阴床的使用周期，从而达到节约用水的目的。主要设计范围及原则1、进入除盐水站的水源为地表水，水质按用户提供的水质分析报告进行设计计算，其变化系数 K1.2；2、除盐水处理设施具有较大的适应性、应急性，以满足水质、水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水；3、采用工艺具有可靠性、运行稳定、运转费用低、管理维护量小。关键词：预处理、混床、除盐水、再生、电导率2013 年 5 月- 1 -Abstract （summary ）Heating plant from the plant, water treatment process is simple, processing industrial mechanical filter, water filter, calcium, magnesium, sodium, iron ion into the cation exchanger to remove water, then into the removal of carbon in the water is removed by CO2, decarbonization pump to anion exchanger, sulfate, chloride anions from water, make the qualified desalted water into the demineralized water tank. Through the actual production situation in recent years, technology has been aging, there are many places to be improved, such as weather cold, raw water and boiler water requirement is increased and so on. In the process of extent relative consumption will increase a lot, so I think I plant it is necessary to improve the process, the use of water is now more advanced treatment methods: mixed bed desalting water treatment.Mixed bed demineralized water treatment system device preset three sets, that is the original primary desalted water depth processing, processing of water in the 140T/h, the primary desalting system combining design, will add water depth of pretreatment, heat exchanger, two levels deep desalting system device, and determine reasonable process design, overall planning, careful calculation, the water quality of the effluent is mixed bed not only reached the national standard, but also need to adapt to the requirements of water quality of boiler factory. In addition to Na+, an important indicator of water conductivity is much lower than the original level of desalting effluent quality, greatly improve the present water quality requirements of yin and Yang, bed use cycle, so as to achieve the purpose of saving water.The main design principles and scope1, enter the desalted water station water for surface water, water quality according to users of the analysis report for design calculation, the coefficient of variation of K 1.2;2, in addition to water treatment facilities have greater adaptability, acute, in order to meet the change of water quality, water, and consider the various emergency water in emergency or accident conditions;3, the process has the advantages of reliability, stable operation, low running cost, small amount of maintenance management.Keywords: pretreatment, mixed bed, desalted water, regeneration, conductivity- 2 -May 2013目 录一、设计依据 3二、设计范围及原则 3三、原水水质及水量 3四、离子交换器进水要求 4五、用户水量、水质要求 4六、简易工艺流程 5七、系统工艺要求及说明 5八、工艺计算 8九、设备技术性能及详细描述 11十、系统设备明细表 54小结 56致谢 57参考文献 58- 3 -一、设计依据1、根据用户提供的原水水质报告、用水量等基础资料；2、原水性质：地表水；3、锅炉补给水质量标准 GB12145-89；4、除盐水系统设计计算参照给排水设计手册 ；5、离子交换系统设计计算参照化工企业化学水处理设计计算规定，HG/T20552-94 的标准；6、工业用水软化除盐设计规范，GBT_50109-2006。二、设计范围及原则1、进入除盐水站的水源为一级过滤工业水，水质按用户提供的水质分析报告进行设计计算，其变化系数 K1.2；2、除盐水处理设施具有较大的适应性、应急性，以满足水质、水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水；3、采用工艺具有可靠性、运行稳定、运转费用低、管理维护量小；4、本工程设计范围为接入除盐水处理设施起至除盐水排出止的除盐水工艺、构筑物、设备、基础等各专业设计。三、原水水质及水量1、原水水质报告见表一，A（总阳）K（总阴）=5.47mg-N/L；2、系统设计产水量210m3/h；3、原水水质较稳定，变化系数 K1.2。供热厂原水水质分析报告。 表一序号 名称 数值 mg/l 数值 mmol/l1 Ca2+ 81.32 4.062 Mg2+ 9.41 0.773 Na+ 8.22 0.364 K+ 5.85 0.158 Fe 0.19 Al3+ 0.00510 A 5.34311 HCO3- 135.34 2.22- 4 -12 Cl- 18.55 0.5213 SO42- 129.12 2.6914 F-15 NO3- 2.35 0.0416 PO43-17 SiO2 8.15 0.1418 K 5.4719 溶解性固体 387.4720 总硬度 241.82（以 CaCO3 计）21 非碳酸盐硬度 130.81（以 CaCO3 计）22 碳酸盐硬度 111.0123 PH 7.624 CODMn 9.8525 悬浮物 15.52以上表得：A=5.343mmol/l， K=5.47mmol/l，根据水中离子平衡原理：A=K，因此水中的总阳离子：A 按 5.47mmol/l 计算。四、离子交换器进水要求序号 项 目 要 求1 浊度（度） 2mg/L2 色度（度） 清3 总含盐量（TDS） 150-500mg/1五、用户水量、水质要求1、系统产水量：Q210m 3/h2、出水水质：电导率：0.2us/cm，参数详见表二；3、供水方式：连续供水；4、控制方式：自动+手动。表二：序号 项 目 要 求1 电导率 0.2us/cm2 SiO2 0.1ppm3 总铁 0.1ppm4 总硬度 0mg/L- 5 -六、简易工艺流程6.1 工艺流程絮凝剂、杀菌剂 原水原水箱原水泵换热器多介质过滤器阳离子交换器除碳器中间水箱水泵阴离子交换器混合离子交换器除盐水箱除盐水泵用水点6.2 系统再生工艺阳离子交换器储酸罐酸计量箱酸喷射器 再生泵 除盐水箱阴离子交换器储碱罐碱计量箱碱喷射器 再生泵 除盐水箱混合离子交换器 储酸罐酸计量箱酸喷射器 碱喷射器碱计量箱储碱罐除盐水箱再生泵七、系统工艺要求及说明根据原水水质报告及离子交换进水条件，提出以上简易流程。本工艺由预处理部分、一级除盐系统、二级深度除盐系统、酸碱再生系统及废水的中和排放系统组成。1、预处理系统工艺说明：采用换热器对原水升温。离子交换器中树脂的交换效果对温度很敏感，温度低离子交换效果差，温度高离子交换效果虽然能相应提高，但树脂容易损坏，破碎率升高,将使树脂受到不可恢复的损伤。- 6 -由于原水浊度较高，在前级预处理部分设置多介质过滤器，同时投加絮凝剂使原水中小颗粒悬浮物凝聚成大颗粒的絮状物，以便过滤器去除；由于原水为地表水，有机物、微生物含量较高，为保证前级过滤器不发生微生物膨胀，地表水应投加杀菌剂进行杀菌处理，保证后续装置的安全运行；2、一级除盐系统（阳离子交换器+除碳器+阴离子交换器）由于原水含盐量偏高，在工艺中采用串联阳离子交换器和阴离子交换器装置，主要去除水中大部分的阴、阳离子。该系统主要有阳离子交换器、除碳器、中间水箱、中间水箱提升泵和阴离子交换器组成。a、阳离子交换器当原水进入装有 H 型的阳离子交换树脂的阳离子交换器，使水中含有的各种阳离子和离子交换树脂上的 H+发生如下反应：Fe3+ + 3HR FeR + 3H +Ca2+ + 2HR CaR + 2H +Mg2+ + 2HR MgR + 2H +Na+ + HR Na + H +上述反应的结果是水中的各种阳离子（Fe 3+、Ca 2+、Mg 2+、Na +）被吸附在离子交换树脂上，而离子交换树脂上的 H+，它和水中各种阴离子发生作用生成各种酸类。如：H2SO 4、H2CO 3、HCI、H 2SiO3等b、除碳器及中间水箱经阳离子交换器后出水呈酸性，水中的碱度(主要是碳酸氢根离子)在酸性条件下转化成二氧化碳及水分子，经鼓风吹脱，由于水的表面压力减小，水中溶解性的二氧化碳气体被吹脱通过出气口进入大气，从而减小水中的阴离子含量，减轻后级阴离子交换器的工作负荷。中间水箱配套中间水泵，使用在工艺中主要起储存水量和为后续处理设备提供必要的进水压力。c、阴离子交换器阳离子交换后带有酸性的水进入装有 OH 型阴离子交换树脂的阴离子交换器，发生如下反应：H2SO4 + 2ROH R2SO 4 + 2H2O- 7 -H2CO3 + 2ROH R2CO 3 + 2H2OHCI + ROH RCI + H2OH2SiO3 + ROH RHSiO 3 + H2O3二级深度除盐系统二级深度除盐系统由混合离子交换器、除盐水箱、除盐水泵等组成，经混合离子交换器出水电导率0.2us/cm，出水二氧化硅可达20ug/L。混合离子交换器中由于阳树脂及阴树脂在同一离子交换器内混合，混合离子交换器相当于无数个复床的串联运行，经阳、阴树脂交换出的氢离子、氢氧根离子迅速结合成水分子，因此出水水质明显高于复床的出水，在工艺中主要是进一步去除一级除盐系统中泄漏的阳、阴离子，起提高出水水质的功能。除盐水箱在工艺中主要起储存水量的功能，以满足用水点的应急供水量。除盐水泵选用卧式离心泵，在工艺中主要起后级增压作用。4.再生系统及说明再生系统由再生泵、酸碱喷射器、酸计量箱、碱计量箱及酸雾吸收器等组成。再生泵在工艺中主要为喷射器提供压力水，以满足混合离子交换器再生时提升酸、碱所需的动力。酸碱喷射器用以稀释及混合来自浓酸(或浓碱)计量箱内的酸(或碱液),出口通过流量计计量,以调整出口酸(或碱液)浓度及再生流量。酸计量箱用以计量混合离子交换器一次再生所需的酸液量。碱计量箱用以计量混合离子交换器一次再生所需的碱液量。浓酸及浓碱来自于浓酸浓碱储存间。为保护周围环境，来自酸计量箱及酸储槽内的酸雾由酸雾吸收器通过水喷淋吸收， 确保工作环境的洁净，防止周边设备的酸腐蚀。- 8 -5.废水的中和排放：除盐水系统的再生废液主要有酸性废水及碱性废水，废水应中和后排放。八、工艺计算1、混合离子交换器：混合离子交换器设计流速为:Q=4060m/h,处理水量为 210t/h，考虑 10%的反冲洗水量，实际处理量为 235t/h。选用直径：1600 共 3 台，二用一备，单台产水量：120t/h。选用阳树脂：0017阳树脂装填高度：500mm阳树脂工作交换容量: 500mg-N/L。选用阴树脂: 2017阴树脂装填高度：1000mm阴树脂工作交换容量: 250mg-N/L。单台装填阳树脂数量：1.0m 3 单台装填阴树脂数量: 2.0m 3 阳树脂酸耗量：75kg（100%HCl）/ m 3阳树脂阴树脂碱耗量：70kg（100%NaOH）/ m 3阴树脂混床周期：T 阳=T 阴=6000（1.0+2.0）120=150(小时)2、混床酸碱计量箱：1)混床阳树脂一次再生用 30%酸耗：1.07530%=250Kg ，30%盐酸密度为 1.149，则：盐酸体积 Vr=2501.149=218L2)混床酸计量箱：1.2Vr=262 升实际选用混床酸计量箱为：500 升3)混床阴树脂一次再生用 30%碱耗：2.07030%=4