5-深度处理除盐水工艺方案h.doc

通钢股份有限公司通钢股份有限公司 配套完善项目中水深度处理工程配套完善项目中水深度处理工程 工工 艺艺 方方 案案 工程编号 工程编号 图图 号 号 北北京京首首钢钢 国国际际工工程程技技术术有有限限公公司司 2 20 01 13 3 年年 1 10 0 月月 通钢股份有限公司通钢股份有限公司 配套完善项目中水深度处理工程配套完善项目中水深度处理工程 工工 艺艺 方方 案案 总总 经经 理 何理 何 巍巍 主管经理 侯俊达主管经理 侯俊达 项目经理 寇彦德项目经理 寇彦德 北北京京首首钢钢 国国际际工工程程技技术术有有限限公公司司 2013 年年 10 月月 北京首钢国际工程技术有限公司 1 概述 按照通化钢铁股份有限公司配套完善项目的总体规划 厂区污水处 理厂工程已建成并投入运行 回用水 中水 已与生产给水管网连通替 代部分生产新水 从而节省了水源 由于回用水盐分较高 使得循环水系统水质受到影响 部分车间的 管道 设备出现结垢腐蚀现象 按照厂区的水量 水质平衡的设想 拟 在现有污水处理厂北侧制氧厂房区域建一座规模为 500m3 h 除盐水站 除盐水站的原水采用通钢污水处理厂处理合格后的回用水 进行除盐深 度处理 深度处理分为二种水 经过一级除盐深度处理的除盐水供给炼 铁 炼钢 线棒材车间净环系统的补充水 经过二级除盐深度处理的除 盐水就近供给烧结余热发电除盐水 该除盐站建成后 从污水中开发新水水源 节约了新水指标 提高 了水的重复利用率 保证了生产设备安全顺利运行 2 设计依据 2 1 业主提供的设计委托 2 2 设计基础水质资料 2 3 国家现行有关给排水设计规程规范 3 设计参数 3 1 处理水量 1 除盐站进水量 回用水 719m3 h 2 一级除盐处理产水量 500m3 h 含二级除盐水量 3 二级除盐处理产水量 50m3 h 3 2 处理水质 1 原水水质 回用水 见下表 北京首钢国际工程技术有限公司 原原水水 水水质质检检测测报报告告 请请业业主主提提供供 离离 子子p B mg L c l zBz mmol L x l zBz 项项 目目p B mg L K 铁铁 Na 锶锶 Ca2 亚硝酸盐亚硝酸盐 Mg2 耗氧量 锰法 耗氧量 锰法 NH4 游离二氧化碳游离二氧化碳 阳阳 离离 子子 总计总计总硬度 以总硬度 以 CaCO3计 计 HCO3 暂时硬度 以暂时硬度 以 CaCO3计 计 CO32 永久硬度 以永久硬度 以 CaCO3计 计 CL 负硬度 以负硬度 以 CaCO3计 计 SO42 总碱度 以总碱度 以 CaCO3计 计 F 总酸度 以总酸度 以 CaCO3计 计 NO3 溶解性总固体溶解性总固体 阴阴 离离 子子 总计总计PH 值 无量纲 值 无量纲 钡钡 mg L锰锰 mg L 锂锂 mg L锌锌 mg L 铜铜 mg L铝铝mg L 硫化物硫化物 mg L余氯余氯 mg L 磷酸盐磷酸盐mg L生化耗氧量生化耗氧量 mg L 化学需氧量化学需氧量 mg L悬浮物悬浮物 mg L 电导率电导率uS cm矿物油矿物油mg L 北京首钢国际工程技术有限公司 2 产水水质 一级除盐水 电导率 10 s cm 25 二级除盐水 见下表 烧结余热发电供除盐水水质 序号水质项目单位指 标 1硬度 mol l 2 0 2铁 g l 30 3铜 g l 5 4二氧化硅 g l 20 5PH 值 25 7 9 6油mg l 0 3 7电导率 s cm0 2 4 工艺流程 深度处理工艺分为三部分 预处理系统 超滤处理系统 反渗透处 理系统 4 1 一级除盐处理工艺 4 1 1 工艺流程简述 由于原水为厂区污水处理厂处理后的回用水 进入原水池后由原水 泵送入送至多介质过滤器处理 再进入超滤和反渗透系统 处理后的成 品水用除盐水泵并入管网 工艺流程如下图所示 回用水回用水 原水池原水池 自清洗过滤器自清洗过滤器超滤装置超滤装置超滤产水箱超滤产水箱 原水泵原水泵多介质过滤器多介质过滤器 超滤水泵超滤水泵 北京首钢国际工程技术有限公司 4 1 2 UF RO 产水要求 1 超滤系统 出水水质 浊度 0 15NTU SDI 3 回收率 90 2 反渗透系统 脱盐率 初期 98 三年后 95 回收率 70 4 2 二级除盐处理工艺 主要为烧结余热锅炉用水 正常用水量 50m3 h 考虑备用机组 本次配套二级除盐水处理设备产水能力为 75m3 h 二级除盐工艺在一 级除盐工艺的基础上 增加离子交换混床工艺 即 以一级除盐水为原 水 经过混床处理 使水质达到余热锅炉用水水质要求 流程示意如下 一级除盐水箱 提升泵 除二氧化碳器 中间水池 中间水泵 混床 除盐水罐 CIP EFM 反洗水泵反洗水泵 加还原剂加还原剂加阻垢剂加阻垢剂 1 保安过滤器保安过滤器高压泵高压泵RO 氧化剂氧化剂 加加 HCl 除盐水箱除盐水箱 除盐水泵除盐水泵用户用户 北京首钢国际工程技术有限公司 5 除盐站及主要设备 除盐站占地长度 105m 宽度 43m 厂房分为两层 首层为多介质 过滤器 水泵房 水池 加药间 混床及配电室 二层为超滤 反渗透 膜处理设备 厂房高度 15m 主要设施及设备如下 5 1 预处理系统 5 1 1 原水池 原水池用于贮存进入本系统的原水 其目的是为了调节进水流量的 变化 防止进水波动影响到系统运行 保证系统的进水量及进水水质的 稳定 本系统设置 2 座原水池 每座有效容积为 400m3 5 1 2 原水泵 其作用是为预处理系统提供稳定的流量和压力 本系统共设置 3 台 原水泵 Q 360 612m3 h H 42 32m 配电机 P 75kW 380V 2 用 1 备 5 1 3 多介质过滤器 多介质过滤器 含气动阀门 5000mm 共 4 台 单台处理水量 Q 210m3 h 滤速为 10 7m h 5 1 4 多介质过滤器反洗水泵 反洗水泵2 台 1 用1 备 Q 700m3 h H 26m 配电机P 55kW 台 5 2 超滤处理系统 5 2 1 氧化剂 NaClO 次氯酸钠 加药装置 由于本系统的原水供给是污水回收水质 因此原水中含有一定量的 有机物 微生物 故设置杀菌加药系统 需加入 2 3ppm 的有效氯 采用 NaClO 溶液 其有效氯浓度为 8 12 北京首钢国际工程技术有限公司 5 2 2 自清洗过滤器 本系统设置2台设计出力为600m3 h的自清洗过滤器 自清洗过滤器 的作用是截留原水带来的大于100 m的颗粒 壳体为碳钢衬胶材质 滤 元不锈钢材质 可自动进行反洗 5 2 3 超滤系统装置 超滤 UF 装置的膜元件采用旭化成 UNA 620A 型膜 材质为 PVDF 聚偏二氟乙烯 可自动进行压缩空气吹扫反洗 化学加强反洗 和化学清洗 膜组件结构形式为外压式 超滤出水进入超滤水池 超滤系统总产水量为 647m3 h 每套选用 425 450 支超滤膜组件 系统设置了一套自动反冲洗装置 设置 2 台反洗水泵 采用超滤产 水作为超滤装置的反洗水 反洗同时带有空气吹扫 序序 号号技技 术术 参参 数数设设 计计 值值 1系统总产水量系统总产水量 m3 h 1450 2系统总膜数量系统总膜数量 支支 425 450 3净通量净通量 L m2h 65 70 4回收率回收率 90 设一套化学加强反洗系统 包括清洗水箱 化学清洗水泵 保安过 滤器 化学加强反洗所加的药剂包括次氯酸钠 盐酸和氢氧化钠 根据 污染情况加药 加药量分别为 20mg l 和 40mg l 通过加药泵在反洗水 中加入化学清洗剂即可进行 设一套化学清洗系统 包括清洗水箱 化学清洗水泵及保安过滤器 超滤系统均集中 PLC 控制 控制系统由时序控制 超压控制 液 北京首钢国际工程技术有限公司 位联锁控制组成 5 2 4 超滤反洗水泵 本系统设 2 台超滤反洗水泵 1 用 1 备 Q 350m3 h H 30m 配 电机 P 55kW 台 采用变频控制 以防止超滤膜断丝 5 2 5 超滤水池 设置该水池的目的是贮存来自超滤出水母管的产水 作为运行及超 滤装置反洗时的调节水池 本系统设置 2 座超滤水池 每座有效容积为 400m3 水池设有防腐措施 5 2 6 超滤水泵 超滤水泵作用是为反渗透系统提供稳定的进水流量和压力 本系统 设置 3 台超滤产水泵 2 用 1 备 每台出力为 350m3 h 扬程为 30m 配电机 P 55kW 台 5 3 反渗透处理系统 5 3 1 还原剂加药系统 还原剂 NaHSO3 亚硫酸氢钠 的作用是还原前级处理工艺中存在的 余氯 以防止氧化剂导致反渗透膜脱盐率下降 5 3 2 阻垢剂加药装置 在水进入反渗透系统之前 加入阻垢剂防止反渗透浓水侧产生结垢 5 3 3 加酸系统 因原水 PH 值较高 在反渗透系统提高回收率情况下即使添加阻垢 剂 经计算反渗透浓水侧还会有结垢产生 故设置一套调整 PH 加酸设 备 5 3 4 反渗透系统 北京首钢国际工程技术有限公司 本系统的主要作用是把经预处理的水进行膜分离脱盐 它包括下列 单元设备 1 5 保安过滤器 5 m 保安过滤器的作用是截留原水带来的大于 5 m 的颗粒 以防 止其进入反渗透系统击穿反渗透膜组件 保安过滤器采用耐腐蚀的 304 不锈钢材质外壳 从反渗透系统的运行和操作安全出发 保安过滤器 高压泵 反渗 透装置都呈一对一的串联设置 即一套反渗透配置一台保安过滤器和一 台高压泵 2 高压泵 高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力 保证反渗 透膜的正常运行 每套反渗透配置 1 台流量 290m3 h 扬程为 130m 进 口不锈钢高压泵 3 反渗透本体装置 反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置 反渗透系统利用反渗透 膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分 胶体 有机物及微生物 本 设计共设置 3 套出力为 290m3 h 的反渗透装置 并联运行 通过除盐水 池的液位控制反渗透装置的运行 反渗透膜采用海德能 PROC 10 型膜 4 反渗透清洗系统和冲洗系统 清洗的作用是根据反渗膜运行污染的情况 配制一定浓度的特定的 清洗溶液 清除反渗透膜中的污染物质 以恢复膜的原有特性 反渗透 清洗系统包括一台 5 m 保安过滤器 1 台不锈钢清洗泵 一台清洗箱及 一批配套仪表 阀门 管道等附件 5 反渗透冲洗水泵的作用是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后 北京首钢国际工程技术有限公司 滞留的浓水 防止浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢 以保护反渗透膜 本系统中设置 2 台不锈钢冲洗水泵 5 4 除盐水池 设置 1200m3的除盐水池 分为 2 格 做防腐处理 5 5 除盐水泵 设 3 台除盐水泵 2 用 1 备 每台正常出力为 500m3 h 扬程为 40m 控制方式采用恒压变频控制 5 6 阴阳离子交换混床处理系统 5 6 1 提升泵 2 台 1 用 1 备 5 6 2 除二氧化碳器 除二氧化碳器在离子交换水处理过程中的作用在于除去水中的 CO2 减轻混合 离子交换器的负荷 提高水处理系统的经济性和出水水质 其工作原理为原水中的 碳酸盐阴离子交换后转化成碳酸 水的 PH 值越低 水中的碳酸越不稳定 当水中 PH 值低于 5 时 水中的碳酸几乎完全分解为 CO2和 H2O 故只需对水进行空气吹 脱 水中的 CO2就基本去除 经脱气器处理后 水中残留二氧化碳含量为 5 毫克 升 除二氧化碳器为圆柱形设备 材质为Q235碳钢衬胶 结构形式筒体为三节 上节内装布水装置及排风口 布水装置母支管形式 总管材质为Q235衬胶 支管为 1Cr18Ni9Ti 中节内装有填料 填料为 50多面空心球 下节内装有进风装置及出 水装置 中节和下节之间装有花板 人孔采用门型结构 配套玻璃钢风机 风机进 风口设有滤尘器 风机和滤尘器配备支撑架 安装在中间水箱 风机和塔体联接采 用软管联接 以减少塔体的振动和降低风机的噪声 5 6 3 中间水池 中间水池一座 容积为 100m3 5 6 4 给水泵 2 台 1 用 1 备 北京首钢国际工程技术有限公司 5 6 5 阴阳离子交换混床 2 台混床 一用一备 交替运行 因此该制水系统可实现 24 小时连续供水 以 满足生产用水之需 混合离子交换器的主要部分是阴 阳离子交换树脂 其主要作用是进一步去除 反渗透出水中剩余的阴 阳离子 当进水与树脂中的 H 阳树脂接触时 树脂中具有很强置换能力的 H 活性基团 与水中的阳离子 Na Ca2 Mg2 等 发生置换反应 水中阳离子 Na Ca2 Mg2 等 被置换于树脂中 而置换出的 H 则被水流带走 当进水与 树脂中的 OH 阴树脂接触时 树脂中具有很强置换能力的 OH 活性基团与水中的阴 离子 Cl CO32 NO3 等 发生置换反应 水中阴离子 Cl CO32 NO3 等 被 置换与树脂中 而置换出的 OH 则被水流带走 并与水流中的 H 结合成 H2O 树 脂与水中离子的化学反应 因交换柱内树脂数量有限 其交换容量也相对有限 置 换饱和时 或出水水质不合格时 需进行再生处理 再生处理的化学反应 由此看出 再生处理是树脂与水的交换反应的逆反应 本系统设置一备一用 二台交换器以满足连续供水的需要 树脂中阳树脂型号为 001 7 阴树脂型号为 201 7 因进酸 碱再生树脂时 会对器壁产生腐蚀 所以交换器主体外壳选用 Q235 A 衬胶制作 封头采用椭圆封头 上部设有进水装置 能使水均匀分布在树脂 层上 进水装置采用多孔管不锈钢外套梯形绕丝结构 中间排再生液装置为母管支 管式 支管为多孔管不锈钢外套梯形绕丝结构 碱液分配装置为多孔管不锈钢外套 梯形绕丝结构 底部排水装置为多孔板加水帽 在交换器下部 树脂面处及最大反洗膨胀高度处设窥孔 3 个 用以观察体内工 况 为考虑到树脂的水力装卸 筒体上部设树脂装卸口 设备包括进出口压力表 进出口取样 PVC 取样槽 仪表取样接口等 离子交换器加工完毕 做严密性和水压试验 试验压力 0 75Mpa 保压 5 分钟 无泄漏 交换器内部水充均匀 反洗膨胀空间 100 试压完毕后 内壁除净毛刺 焊渣后作喷砂除锈处理 衬胶厚度为二层 内层 3mm 外层 2mm 衬胶总厚度 5mm 北京首钢国际工程技术有限公司 5 6 6 酸碱再生系统 5 6 7 二级除盐水箱及给水泵 5 7 高含盐水系统 反渗透排放的高含盐水自流至设于地下的高含盐水池收集后 2 台 高含盐水泵打至高含盐水管 厂内回用 高含盐水提升泵QWF 45 35 15 型号为 Q 250m3 h H 35m P 45kW 1 用 1 备 6 控制方式 本系统采用 PLC 加上位机进行远程控制并在本地设就地控制箱 手 动状态下单台机组可以进行单独操作 自动状态下所有设备进行联锁并 形成闭环控制回路 所有主要参数均能在上位机进行监控 并设有参数 报警值 系统运行方式可以在控制柜进行选择 运行方式为 自动 就 地手动 远程手动 控制系统的结构方式为