废水MVR方案资料

废水1.0T/h零排放项目初步工艺技术方案(第一版)常州苏能干燥工程有限公司2015-07

目录工业企业照明设计标准GB50034-2004并联电容器系统设计规范GB50227-2008电力系统的继电保护和自动系统设计规范GB50062-200810kV及以下变电所设计规范GB50053-1994低压配电设计规范GB50054-1995电力系统的电测量仪表系统设计规范GBJ63-1990电力工程电缆设计规范GB50217-2007建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）化工企业静电接地设计规程HG/T20675-1990通用用电设备配电设计规范GB50055-2011设备制造和材料标准1）国外供货设备的制造工艺和材料：应符合美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验学会(ATM)所涉及的标准或具有相同的机械性能。IEC国际电工委员会标准和IEEE电气和电子工程师学会标准。2）国内供货设备的制造工艺和材料：JB/T2932《水处理设备技术条件》HG/T20677《橡胶衬里化工设备》TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》HG/T20519-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20546-2009《化工系统设备布置设计规定》GB50316-2000《工业金属管道设计规范》GB50264-97《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB151-1999《管壳式换热器》JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》JB/T4731-2005《钢制卧式容器》HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》HG20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》HG20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》HG205920～20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》JB/T4736-2002《补强圈》JB/T4712、4713、4724、4725-1992《容器支座》JB/T4718～4720-92《管壳式换热器用垫片》GB/T983-1995《不锈钢焊条》GB/T5117-1995《碳钢焊条》GB/T5118-1995《低合金钢焊条》HG/T21514～21535-2005《钢制人孔和手孔》HG21505-1992《组合式视镜》HG/T21619～620-1986《视镜》、《带颈视镜》HG/T21618-1998《丝网除沫器》HG/T21574-94《设备吊耳》GB/T13148-1991《不锈钢复合钢板焊接技术条件》HG/T20678-2000《衬里钢壳设计技术规定》GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》相关行业标准和规定管道、管件阀门与法兰GB/T8163-1999《输送流体用无缝钢管》GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》JB/T81-88《法兰、垫片、紧固件》JB/T2769-2008《阀门零部件螺纹法兰》HG20553-1993《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列系列》控制设备、测量仪表和电气设备的设计、安装应符合有关规定和标准GB50093-2002《工业自动化仪表工程施工及验收规范》HG/T20505-2000《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20507-2000《自动化仪表选型设计规定》HG/T20511-2000《信号报警，安全连锁系统设计规定》HG/T20512-2000《仪表配管配线设计规定》HG/T20513-2000《仪表系统接地设计规定》HG/T21581-95《自控安装图册》SH3005-1999《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH/T3018-2003《石油化工安全仪表系统设计规范》SHJ19-90《石油化工企业仪表配管配线设计规范》SHJ521-91《石油化工企业仪表工程施工技术规程》1.1.4设计原则贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。按照“联合化（一体化）的原则进行界区内设备系统布置。采用技术成熟，适合处理本项目废水水质的处理技术。工艺处理设备选用结构形式简单、操作管理方便、运行安全可靠的原则，采用先进的、高可靠性、低耗能、高效率的设备，结合国内外设备的性能特点，设备选型在保证性能前提下立足国内，不得采用淘汰产品。选择成熟、安全、可靠、易操作的自动化控制及检测系统，采用现代化的手段，实现科学化管理，提高污水处理的自动化水平，减轻劳动强度。正常生产状况下，废水处理零排放过程全部自动进行，减少日常维护检修工作量。设计注重系统的灵活性和抗冲击性，提高对进口浓度、处理量变化的适应能力。设计中尽量减少处理系统产生的负面影响，如废水、废气、固体废弃物、噪声，减少对周围环境的二次污染。1.2服务范围公司将负责按合同规定的进度、质量、费用控制目标，安全、有效的完成整个系统的建设，服务范围包括以下内容：项目管理机械竣工中间交接联动试车、投料试车、性能考核等工作支持质量保证期间工作的协调系统调试及员工培训：投标方负责对污水处理进行调试，直至出水达到要求为准；负责对业主派定的零排放系统管理人员进行培训，直至管理人员操作技能合格为准。1.3技术方案简介1.3.1设计规模零排放系统与废水相配套，零排放系统进水为生产废水。本系统将废水进行处理并回用，零排放系统设计规模1.5t/h。1.3.2工艺方案零排放系统工艺方案主要为：零排放蒸发结晶工段；零排放固液分离工段。1.3.3自动化控制水平为了保证零排放系统安全、经济、连续可靠的运行，本工程主要工艺过程执行自动控制，尽量减少操作人员和手工操作；关键工艺参数设置在线检测仪，必要时进行联锁、报警；内设独立的控制室，选择安全、可靠、易操作的小型PLC自动化控制系统，对关键的运行过程的实时参数进行集中监视、管理和控制，并在控制室显示和远程操作；PLC控制系统设置远程以太网通信协议和端口，所有参数和状态均可在水处理外的项目控制中心显示。1.4节能分析本系统选用成熟、高效的设备，提高能源利用率，以尽量降低零排放系统的运行能耗。本系统中蒸发系统采用目前最先进的机械蒸汽在压缩蒸发系统以降低能耗；同时本系统中所有工段清洗用水等均采用零排放系统出水，以减少工业新水的消耗量。1.5劳动定员零排放系统整体采用24小时连续不间断运行，全年按8000小时设计。零排放系统运行采用“四班三运转”，系统建议定员见下表：表1.5系统定员表序号岗位名称管理人员技术人员操作人员辅助人员其他小计备注班长内操外操班次1零排放系统144合计42、基础条件2.1厂区条件待现场勘察、交流后确定。2.2公用工程条件2.2.1循环冷却水供水温度：30℃回水温度：40℃设计温差：10℃供水压力（界区点）：0.45MPaG回水压力（界区点）：0.25MPaG污垢系数：0.00034（m2.k）/W氯离子浓度小于等于700mg/L2.2.2生产给水供水温度：环境温度供水压力（界区点）：0.45MPaG水质：PH值：6.5~8.5Ca2+:＜175mg/LFe2+:＜0.3mg/L2.2.3仪表空气压力：0.7MPa（G）温度：环境温度压力露点：-45℃2.2.4压缩空气压力：0.7MPa（G）温度：环境温度干燥2.2.5电规格：系统用电电压等级35KV、10KV、380V、50HZ插座、照明和其它单相负荷交流220V、50HZ，单相仪表电源交流220V、50HZ，单相直流24V动力插座交流380V、50HZ，三相电机功率等级及相数（10KV特殊情况除外，如变频器、需要正反转的）、电压等级380V10KV电机功率等级≤160KW＞160KW相数333.总平面布置3.1总平面布置原则严格执行国家现行防火、安全、卫生保护、节能和环保的有关规范和规定；满足生产工艺要求，工艺流程及物料输送便捷；平面布置力求做到近远期结合，为以后扩大生产提供可能性；总平面布置与厂外工业区环境及公用管线的交接尽量取得协调。3.2总平面布置总平面布置可以在厂区勘察后确定。3.3竖向布置满足零排放处理工艺对高程的要求，保证场地排水顺畅。因地制宜，尽可能减少土石方工程量，并保证与周边现有或规划道路及场地相协调的原则进行布置4、工艺方案4.1零排放系统设计处理能力本系统零排放系统设计规模1.5t/h，以膜法浓水作为处理水源。4.2零排放系统设计进、出水水质以及固体物指标4.2.1零排放系统进水水质表4.2.1零排放进水主要水质一览表序号水质分析项目单位浓水零排放系统进水1水量t/h1.02pH5.53氯化钠mg/L~3000004CODcrmg/L~100004.2.2零排放系统出水水质表4.2.2零排放水质指标序号水质分析项目单位零排放1水量t/h1.02TDSmg/L≤1003CODcrmg/L≤504.2.3零排放系统固体物指标表4.2.3零排放固体物指标序号水质分析项目单位零排放1固体量t/h~0.452含水率%~154.3工艺物料平衡图分离母液预热器蒸发单元出水蒸汽/电能固体生产出水PH调节固液分离分离母液预热器蒸发单元出水蒸汽/电能固体生产出水PH调节固液分离4.4工艺流程说明本零排放系统进水水源为生产废水，本零排放系统设计规模1.0t/h。低浓度氯化钠溶液由进料泵加压后经过板式换热器使物料温度升高。再进入低温蒸发器内，蒸发器管内的物料与管外加热蒸汽换热使原料沸腾蒸发，蒸发产生的水蒸气夹带部分液滴进入分离器，分离器把水蒸气中的液滴从蒸汽中分离除去形成二次蒸汽。二次蒸汽进入压缩机，水蒸气被压缩后温度和压力升高，较高温度的水蒸气进入低温蒸发器换热管外面，与管内原料换热，水蒸气放出潜热被冷凝为冷凝水。冷凝水在换热器的换热管底部汇集后进入冷凝水罐，冷凝水通过冷凝水泵加压后进入板式换热器后排出系统外。管内的原料被不断蒸发失去水分，合格的浓缩液在蒸发结晶器内不断结晶，过饱和的溶液再由出料泵输送至离心机进行固液分离。系统为连续生产，系统自动化程度高、安全稳定、运行平稳。本零排放系统水回收率＞95%，脱盐率＞97%。4.5关键处理工艺简介4.5.1蒸发结晶系统机械蒸汽再压缩的原理从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用，回收潜热，又提高热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率，也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。机械压缩蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，机械压缩为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。产品的浓缩度在50%左右时仅机械压缩蒸发器就能完成，当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。蒸汽器的结构蒸发单元由加热器、分离器及循环泵组成。原料经预热至一定温度后进入蒸发单元，参与强制循环蒸发结晶，进入蒸发单元的物料总量和温度相关联，并且和分离器的液位计联锁，采用双法兰差压液位计，控制调节原料变频进料泵。分离器内物料温度较低。分离器内物料温度及蒸发温度和真空参数相关，在设定的温度条件下蒸发。如内部物料温度超过设定的温度，可以由调进汽阀门减低原料的进料温度来降低内部温度。本单元设有在线密度检测仪，当物料的密度达到设定值时出料泵开始将含固体的浓缩液送至固液分离单元。蒸发器形式选用OSLO结晶器，OSLO是制盐行业中常用的一种典型的结晶器。其特点是溶液从结晶器上部流出，进入强制循环泵，通过可使溶液产生过饱和度的装置后进入结晶器中心降液管，逐渐形成结晶，长大后的结晶沉于结晶器底部，取出为产品。在物料循环过程中，多采用清母液循环，晶体不参加循环因此不易被破碎，结晶自结晶器中部取出不受沉降限制，晶体生长环境好，所以晶体粒径大，可达6-20目，即3mm大。结晶器内不需要搅拌。筒体设计高度余量足够，筒体直径余量足够，确保气体足够低的流速，可以提高汽液分离效率，降低雾沫夹带损失及污染。蒸发所产生的二次蒸汽经过充分分离后进入二效蒸发器。加热器采用管壳式换热器，管程介质为物料，壳程介质为二次蒸汽，在加热物料的同时也冷凝了蒸汽。循环泵采用大流量、低扬程、低转速的轴流泵。4.5.2固液分离单元固液分离单元由离心机、母液罐及母液泵组成。离心机可以分为两大类：一是沉降分离离心机，一是过滤分离离心机。本套系统则选用了双级推料活塞离心机。其特点为连续操作过滤离心机。能在全速运转下，连续进行进料、分离、洗涤、卸料等工序。具有连续操作、运转平稳、分离因素高、生产能力大、产量高、洗涤效果好、滤饼含湿率低、母液含固量少等特点。适合分离含固相物粒度大于0.08mm，浓度大于10--40%的悬浮液。适用于化工、化肥、制碱、制盐等行业，特别适用于氯化钠、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸钠、尿素等固液分离。母液罐布置在车间的内部，容积为*m3，充装系数为80%，由法兰液位计控制液位高度。母液罐在正常生产期间，为整个零排放系统提供母液存储功能；在系统清洗时作为稀酸、碱或清洗剂排出系统的过程罐。5、工程设计5.1系统总体设计5.1.1布置原则系统布置适应工艺流程的要求，并做到：设备布局和空间利用合理，管线连接短捷、整齐，内部设施布置紧凑、恰当；巡回检查的道路畅通，为系统的安全运行、检修维护创造了良好的条件。系统布置为运行检修及施工安装人员创造良好的工作环境，厂房内的空气质量、通风、采光、照明和噪声等符现行有关标准的规定；设备布置采取相应的防护措施，符合防火、防爆、防潮、防尘、防腐、防冻等有关要求。系统布置为便利施工创造条件。水处理系统及其内部的设施、表盘、管道和平台扶梯等的色调柔和协调。平台扶梯及栏杆的规格宜与主厂房统一。5.1.2平面布置厂区平面布置主要根据主导风向、进水方向、排放口位置、工艺流程特点、厂址地形及地质条件情况确定，同时还需考虑建筑造型、厂区绿化及与周围环境相协调等因素。为节约投资、节省占地，在满足工艺处理需要、便于施工、便于安装和便于检修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，力求节约用地，扩大绿化面积。零排放部分的平面占地初步布置为8mx6mx12m（H），初步为双层厂房设计，其中设有独立泵房、操作室、配电室等。5.1.3竖向设计竖向布置按照因地制宜，尽可能减少土方工程量，并保证与周边现有或规划道路及场地相协调的原则进行布置。排水考虑采用暗管排水方式。该系统区域内场地地势平坦，以处理系统室外（或室内）地坪标高为±0.000。建筑物室内、外地坪高差，及特殊场地标高符合下列要求：有车辆出入的建筑物室内、外地坪高差，一般为0.15m～0.30m；无车辆出入的室内、外高差可大于0.30m。5.2主要设备清单表5.2.1主要设备一览表序号设备名称材质单位数量备注1计量罐340台12预热器304台1板换3加热器304台1列管式换热器4分离结晶器304台15母液罐304台16凝结水罐304台17压缩机304台1国产8输送泵304台1杭碱或等同9循环泵304台1杭碱或等同10出料泵304台1杭碱或等同11母液泵304台1杭碱或等同12离心机304台113凝结水泵304台1杭碱或等同14真空泵铸钢台1水环式15管道及附件304套1表5.2.2主要电气仪表一览表序号产品名称规格型号单位数量备注控制柜ES211060台1CPU6ES7315-2EH14-0AB0个1电源模块6ES7307-1KA00-0AA0个1开关量输入6ES7321-1BL00-0AA0套1开关量输出6ES7322-1BL00-0AA0套1模拟量输入6ES7331-7KF02-4AB1套1模拟量输出6ES7332-5HF00-4AB1套1存储卡6ES7953-8LJ30-0AA0个1底板6ES7390-1AF30-0AA0个1工控机612H台1显示器22寸台1组态软件Step7V5.5+NETSCANDA套1开关电源ABL2只1隔离变送器GS5036套1控制柜辅材端子，线槽，等套1热电阻WZP支5压力变送器EJA只3液位变送器EJA只3流量计DN32只1流量计DN50只1调节阀DN150只1调节阀DN32只1调节阀DN50只1电源进线柜套1国产变频柜套1国产6、选材说明对于高盐废水零排放系统来说，应充分考虑设备及管道接触介质腐蚀特性及工作条件，并参照已投入运行的同类工程，采用防腐性能较好的材质。6.1不锈钢304本工程设计蒸汽及凝结水流经设备接触部位和管路系统的材质选用不锈钢304。304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，相当于我国的0Cr18Ni9（据GB/T20878-2007现已更改为06Cr19Ni10）不锈钢，为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有17%以上的铬,8%以上的镍含量，作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性。6.2不锈钢316L本工程设计高盐废水及其浓缩液流经设备接触部位和管路系统的材质选用双相不锈钢316L。316L是含钼不锈钢种,由于钢中含钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15%或高于85%时，316L不锈钢具有广泛的用途。316L不锈钢还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。化学成分（JISG4305-005）(WT%)：化学成分CSiMnPSCrNiMo标准£0.03£1.00£2.00£0.035£0.0316.0-18.010-142.0-3.0一般0.0260.00耐腐蚀性：耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316L不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。耐热性在1600度以下的间断使用和在700度以下的连续使用中，316L不锈钢具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范围内，最好不要连续作用。316L不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316L不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范