某厂工业循环冷却水补充水处理的工艺设计

某厂工业循环冷却水补充水处理的工艺设计某厂工业循环冷却水补充水处理的工艺设计 已知 一套工业循环冷却系统处于稳态操作状态 循环水量 R 5000 m3 h F 0 D 0 t1 t2 15 E 可按最大量考虑 浓缩倍数为 4 设计补水量可按 1 2 倍的计算值 考虑 根据工业循环冷却水系统补充水标准 拟用黄河水作为补充水 水质指标 最大悬 浮物 100mg l pH 7 0 其它数据见下表 黄河水的化学成分 成分 项目 Ca2 Mg2 Na K HCO3 SO42 Cl SiO2 mg L39 117 933 012 3162 082 6 须验 算 30 0 50 0 1 1 计算计算 1 1 物料衡算 M E D B F E 蒸发所损失的水量 D 风吹损失 B 排污水量 F 渗漏损失 M 补充水量 F 0 D 0 设循环系统中 除了有补充水加入和排污 蒸发 风吹 渗漏等损失外 再没有其他的 水流或离子加入或排出系统 那么整个系统在循环浓缩过程中 就可对循环水中某些不受 加热 沉淀等干扰的离子 如 CI K Na 等作物料衡算 MC补 EC蒸十 BC循十 DC循十 FC循 蒸发时 离子不会随水蒸气逸出 所以实际上 c 蒸等于零 故上式可写成 MC补 B D F C循 即 MC补 BC循 浓缩倍数 K C循 C补 4 即 M 4B E a R B A e t1 t2 a 蒸发损失率 R 系统中循环水量 m3 h B 系统中排污水量 m3 h t1 t2 为循环冷却水进 出冷却塔的温度 e 损失系数 与季节有关 取最大值 即 e 0 16 夏季 25 30 为 0 15 0 16 冬季 一 15 10 为 0 06 0 08 春 秋季 0 10 为 0 10 0 12 由已知可知 R 5000m3 h t1 t2 15 解得 B 39 68 m3 h E 119 04m3 h M 158 72 m3 h 设计补充水量 1 2M 190 464 m3 h 1 2 计算 Cl 浓度 成分 项目 Ca2 Mg2 Na K HCO3 SO42 Cl SiO2 含量 mg L 39 117 933 012 3162 082 6 须验算 30 0 50 0 分子量 40242339619635 5 物质的量 mol 10 30 9775 0 745 8 1 4348 0 315 4 2 65570 8604X 根据电荷守恒 0 9775 2 0 7458 2 1 4348 1 0 3154 1 2 6557 1 0 8604 2 X 1 解得 X 0 8203 氯离子含量 35 5 0 8203 29 12mg L 将黄河水水质指标与循环冷却水的水质标准比较 可知黄河水中主要超标物质为悬浮物 所以补充水处理的重点是黄河水中悬浮物的去除 2 2 工艺比较 工艺比较 悬浮物的处理工艺主要分为 物理处理方法和化学处理方法 物理方法包括 重力分离法 沉淀法 气浮法 离心分离法 过滤法 化学处理方法 化学混凝法 2 1 沉淀法 它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性 在重力作用下产生下沉作用 以达 到固液分离的一种过程 适用于 废水的预处理 污水进入生物处理构筑物的初步处理 生物处理后的固液分 离 污水处理阶段的污泥浓缩 2 2 气浮法 气浮法是一种有效的固液分离和液液分离方法 常用于对那些颗粒密度接 近或小于水的细小颗粒的分离 分离特点 分离非写中的细小悬浮物 藻类及微絮体 回收工业废水中的使用物质 分离回收油废水中的悬浮油和乳化油 分离和回收分子或离子状态存在的污染物 2 3 离心分离机 离心分离法也是利用密度差来处理污水 密度大的悬浮固体 被甩 到废水的外侧 这样可使悬浮固体 废水分别地通过各自的出口排出 悬浮固体被分离 废水得到净化 利用惯性离心力 分离液态非均相混合物 要求悬浮物与废水有较大的密 度差 分离效果主要取决于离心机的转速以及悬浮物的密度和粒度 2 4 过滤 过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术 简单 有效 应用普遍 经常用于废水的预处理 目的是去除废水中粗大的悬浮颗粒 以防止其损坏水泵 堵塞 管道和管件 2 5 化学混凝法 向废水中投加混凝剂以破坏细小颗粒的稳定性 使之相互接触而凝 聚在一起 形成絮状物 并下沉分离 使废水得到净化 混凝法是废水处理中常采用的方 法 主要对象是废水中的细小悬浮颗粒和胶体颗粒 这些颗粒 很难用自然沉淀法从水中 分离出去 通过对各种处理工艺的比较 根据黄河水中悬浮物主要是沙子等物质 本设计决定采 用沉砂池做预处理 而后采用混凝法做深度处理 3 3 工艺具体分析和确定 工艺具体分析和确定 3 1 沉砂池的各类型比较 池型优点缺点使用条件 平流式1 对冲击负荷和温 度变化的适应能 力较强 2 施工简单 造价 低 采用多斗排泥时 每 个泥斗需要独设排泥 管各自排泥 操作工 作量大 采用机械排 泥时 机械设备和驱 动件均浸于水中 易 锈蚀 1 适用于水位较高 及地质较差的地 区 2 适用于大 中 小型污水处理厂 竖流式1 排泥方便 管理 简单 2 占地面积较小 1 池子深度大 施 工困难 2 对冲击负荷及温 度变化的适应能 力差 3 造价较高 4 池径不宜太长 适用于处理水量不大 的小型污水处理厂 辐流式1 采用机械排泥 运行较好 管理 亦较简单 2 排泥设备已有定 型产品 1 池水水流速度不 稳定 2 机械排泥设备复 杂 对施工质量 要求高 1 适用于地下水位 较高的地区 2 适用于大 中型 污水处理厂 综合考虑经济效益选择平流式沉砂池 3 2 混凝法药剂的选择 混凝剂主要分为无机盐和高分子两大类 无机盐类 常用的有铝盐和铁盐 硫酸铝 一种特别广泛的混凝剂 主要用于饮用水和工业用水的净化处理 混凝效果 好 使用方便 但由于酸性强 水解速度缓慢 当水温低时形成的絮凝体比较松散 结晶氯化铝 主要用于工业原水 饮用水絮凝净化处理 也用于高氟水降氟和含油污 水处理 对低温低浊度及高浊度水处理效果一般 絮凝过程 pH 对处理效果影响较大 三氯化铁 黑褐色结晶体 有强烈吸水性 易溶于水 在处理低水温或低浊度水时 混凝效果好 净化效果受水温和 pH 的影响小价格便宜 硫酸亚铁 半透明绿色结晶体 适用于碱度高 浊度高的废水处理 适宜 pH8 1 9 6 最好与碱性药剂或有机高分子类絮凝剂配合使用 高分子混凝剂 聚合氯化铝 无机高分子混凝剂中技术最成熟 市场销售量最大的一种 形成絮凝体 快且颗粒大而重 沉降快 适用的 pH 值范围在 5 9 之间 具有用量少 成本低 活性高 操作方便 适应性广 腐蚀小等特点 聚合硫酸铁 混凝效果比三氯化铁好 且成本低 30 40 聚铁净化后的水 pH 和碱度 降低较小 无氯增加 对管道的腐蚀性小 不产生铁离子后移 因此水处理剂费用下降 聚合硫酸铁对于低温低浊水及高浊水的净化效果甚好 适宜水温 20 40 使用水体 pH 范围较宽 一般为 4 11 最佳 pH 值为 6 9 净化后的 pH 值变化幅度小 并能降低水的 硬度 综上所述 高分子混凝剂对水中胶体具有强的吸附作用 混凝效果好 并且用量较少 聚合硫酸铝做絮凝剂处理过程较聚合氯化铝 pH 等变化较小 不用添加助凝剂调节 pH 等水 质指标 同时相对于铝离子 铁离子对人体的负面影响较小 由于黄河水水质 pH 7 0 符 合聚合硫酸铁做混凝剂的最佳 pH 所以选择聚合硫酸铁做混凝剂 3 简单工艺流程图 进水沉砂池混合池清水 溶解池 水 药剂 污泥 4 工艺说明及技术性分析 一般无机与有机并用时 可先用无机混凝剂后用有机混凝剂 一般无机与有机并用时 可先用无机混凝剂后用有机混凝剂 若胶体颗粒若胶体颗粒 50 m 50 m 时 则先用有机混凝剂后用无机混凝剂 时 则先用有机混凝剂后用无机混凝剂 定量控制 转子流量计定量控制 转子流量计 电磁流量计电磁流量计 见图见图 16 216 2 连接 连接 和图 和图 16 316 3 连接 连接 混凝工艺最佳条件 混凝工艺最佳条件 混凝剂 混凝剂 PACPAC 5 5 9090 mL LmL L 絮凝剂 絮凝剂 PAMPAM 0 50 5 mg Lmg L pHpH 8 8 沉淀时间 沉淀时间 3030 minmin 项目单位要求和使用条件允许值 悬浮物mg L 根据生产工艺要求确定 换热设备为板式 翅片管 式 螺旋板式样 20 10 pH根据药剂配方确定7 0 9 0 甲基橙碱度mg L 根据药剂配方及工况条件 确定 500 Ca2 mg L 根据药剂配方及工况条件 确定 30 200 Fe2 mg L 0 5 Cl mg L碳钢