某厂工业循环冷却水补充水处理的工艺设计 6页

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=5000m3/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-SiO2mg/L39.117.933.012.3162.082.6须验算30.050.01．计算1.1物料衡算：M＝E＋D＋B＋FE--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①F=0D=0②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③浓缩倍数K=C循/C补=4即：M=4B④E=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，℃；\ne——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/ht1-t2=15℃解得：B=39.68m3／hE=119.04m3／hM=158.72m3／h设计补充水量：1.2M=190.464m3／h1.2计算Cl-浓度成分项目Ca2+Mg2+Na++K+HCO3-SO42-Cl-SiO2含量mg/L39.117.933.012.3162.082.6须验算30.050.0分子量40242339619635.5物质的量mol×10-30.97750.74581.43480.31542.65570.8604X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．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：\n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．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。①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。\n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。②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。1．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\n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>50µm时，则先用有机混凝剂后用无机混凝剂。定量控制：转子流量计电磁流量计见图16-2（连接☆）和图16-3（连接☆）混凝工艺最佳条件：混凝剂：PAC（5%）：90mL/L；絮凝剂：PAM：0.5mg/L；pH：8；沉淀时间：30min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≤10pH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≤500Ca2+mg/L根据药剂配方及工况条件确定30－200Fe2+mg/L<0.5Cl-mg/L碳钢换热设备不锈钢换热设备≤1000≤300SO42-[SO42-]与[Cl-mg/l对系统中混凝土材质的要求按现行的≤1500\n]之和[岩土工程勘察规范]GB50021-94规定执行硅酸mg/L≤175[Mg2+]与[SiO2]的乘积≤15000游离氯mg/L在回水总管处0.5－1.0石油类mg/L炼油企业<5<10异养菌数个/毫升<5x105粘泥ml/m3<4