钢铁厂纳滤浓水处理技术方案设计 27页

'某某钢铁厂60m3/h纳滤浓水处理项日技术方案甲方：某某钢铁厂乙方：某某环保设备有限公司2018年6月29日 0录1项目概述31.1项目名称31.2项目概况31.3设计范围51.4设计原则51.5设计依据61.6设计采用的法律法规及技术标准62进水水量、水质及设计规模102.1进水水量及水质103浓缩及蒸发系统方案错误!未定义书签。3.1预处理及膜浓缩系统113.2框图及水力平衡113.3关键技术143.4系统描述错误!未定义书签。4设备列表和投资费用14 3.1系统主要部件列表19 错误!未定义书签。1项目概述1.1项目名称(1)项目名称：60ni3/h纳滤浓水处理项目(2)建设地点：内蒙古1.2项目概况480m3/h废水为钢铁厂经过石灰和碳酸钠在高密沉淀池和V型滤池处理后，再经过砂滤，超滤，三套普通R0处理后浓水120m3/h经过NF,NF浓水60m3/h,其NF浓水水质如表一所示，现在环保压力大需要对NF浓水减量化，为了降低投资和运行成木我们把NF的浓水经过SLFRO再浓缩10倍，6m3/h浓水进行冲渣处理，54m3/h产水达到回用标准。水质报告见下表：表一NF浓水盐水指标：装置项目单位纳滤浓水废水流量m3/h60pH7.38TDSmg/L5824.7总硬度(CaCO3)mg/L1006.3非碳酸盐硬度mg/L895.2碳酸盐硬度mg/L111.1 负硬度mg/L0酸度mg/L3.5悬浮物mg/L32.4二氧化硅mg/L64.3游离C02mg/L3.08COD"mg/L76.48电导率Us/cm7360Mg2+mg/L41.80Ca2+mg/L334.0K+mg/L74.28Na+mg/L1479Fe2+和Fe3+mg/L<0.05Almg/L0.12nh4+mg/L23.6Mnmg/L0.003N03-mg/L341.46crmg/L149.59S042-mg/L1601nco3-mg/L135.75CO32-mg/L0.00N03-mg/L616.62 no2-mg/L7.420H-mg/L0.00F-mg/L6.131.3设计范围本项日设计范围包括树脂处理系统、SLFRO膜浓缩系统，从废水泵入口到主体设备排污口/产水及浓水管道出口法兰的所有废水处理的工艺设计、设备选型、电气自动化设计以及技术经济指标等，相关土建设计、厂房土建、绿化、消防等设施不包括在本技术方案内。1.4设计原则(1)本项目为新建项目。(2)本设计严格执行国家有关法律、法规、规范及当地有关环境保护的各项规定，污水处理后确保各项出水水质均达到相关回用和排放标准。(3)采用先进成熟、运行稳定、管理方便、经济合理的处理工艺,在保证处理效果的同时，最大限度地节省投资和运行费用。(4)设备、自控装置和仪表的选型力求技术先进、稳定可靠、节 能高效、经济适用。(1)系统运行灵活，管理方便，自动化程度高，维修养护简便、劳动强度低。(2)总体布局优化合理，处理设施布置紧凑；合理控制噪声、气味，妥善处理固体废弃物，避免二次污染。1.5设计依据(1)甲方提供的水质文件；(2)甲方确认过的废水水量及水质情况；(3)如有现场小试，小试数据及试验报告；(4)其它相关资料。1.6设计采用的法律法规及技术标准本设计参考以下法律、法规以及技术标准和规范的相关规定：(1)《中华人民共和国环境保护法》1989年12月；(2)《中华人民共和国水污染防治法》2008年6月；(3)《建设项目环境保护管理条例》(1998年11月)；(4)《建设项目环境保护设计规定》(国环字(87)002号文)(5)《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》 (1)《循环冷却水用再生水水质标准》(IIGT3923-2007)(2)《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)(3)《三废处理技术工程手册》化工出版社2000年第一版；《室外给水设计规范》(GBJ13-1987);仃0)《室外排水设计规范》(GBJ14-1987);(11)《建筑给排水设计规范》(GBJ15-1988);(12)《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-1990);(⑶《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-1997);(14)《建设工程监理规范》(GB50319-2000);(15)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996);(16)《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93);(17)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90);(18)《建筑结构设计统一标准》(BGJ68-84);(19)《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—89);(20)《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89);(21)《工业与民用供配电系统设计规范》(GB50052-95);(22)《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-92); (14)《建筑电气设计技术规范》(GBJ10-83);(15)《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79);(16)《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》；(17)《包装、储运图示标志》(GB191);(18)《运输、包装、发货标志》(GB/T6388);(19)《机电产品包装通用技术条件》(GB/T13384); (29)《水处理设备油漆包装技术条件》(ZGB98003);(30)《产品检验通用技术要求》(JB/ZQ4000.1);(31)《切削加工件通用技术要求》(JB/ZQ4000.2);(32)《焊接件通用技术要求》(JB/ZQ4000.3);(33)《火焰切割件通用技术要求》(JB/ZQ4000.4);(34)《铸件通用技术要求》(JB/ZQ4000.5)；(35)《铸钢件补焊通用技术条件》(JB/ZQ4000.6);(36)《锻件通用技术条件》(JB/ZQ4000.7);(37)《管道与容器焊接防锈通用技术要求》(JB/ZQ4000.86);(38)《装配通用技术条件》(JB/ZQ4000.9);(39)《涂装通用技术条件》(JB/ZQ4000.10);(40)《包装通用技术条件》(JB/ZQ4286);(41)《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923);(42)《水处理设备制造条件》(JB2932);(43)《净水用煤质活性碳》(GB7701);(44)《钢制压力容器》(GB150);(45)《QW潜水排污泵标准》(CJ/T3038);(46)《悬挂式填料的产品认定技术条件》(HCRJ022); (47)《立式圆筒形钢制焊接贮罐设计技术规定》(CDI30A2); (48)《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》(GBJ128-90);(49)其他相关标准和规范。 2进水水量、水质及设计规模1.1进水水量及水质所要处理的水量为60m3/h,水质见表1.1。设计所采用的废水水量及水质等资料均通过总包方和业主确认，供方仅对该水质报告负责。如果实际的废水进水情况于现有报告状况相差较人，应重新进行设计。膜浓缩系统反渗透进水水质标准，数据如卜"表2.1:表2.1进水水质指标序号项目指标要求1・进水水温15-35°C2.pH值6-73.污染指数(SDI)<54.浊度<3NTU5.硬度WO.5mmol/L6.Si02<15mg/L7.B評含量W0・05mg/L8.油不得检出9.有机溶剂不得检出10.自由余氯含量WO.1mg/L 11.PAM不得检出以上数据为膜系统的进水水质标准，如不满足进水要求需做相关预处理来满足进水水质指标。1.1预处理及膜浓缩系统我们根据表一看硬度非常高，可以采取调整前曲石灰和碳酸钠添加时间和添加量让硬度降到0.5mmol/l以下。添加石灰5分钟后再在下个点加碳酸钠再反应5分钟。具体添加量要做一下试验确定。这样控制NF浓水硬度在5mmol/l以下，直接上耐盐和耐C0D的特种树脂8803,把硬度降到几乎为零，为后续浓缩提供有力保障。（如果前而不调整,那需要把NF的浓水60m3/h再经过添加石灰和碳酸钠处理后，再上8803树脂;也可以不用加石灰和碳酸钠直接用8803树脂，但树脂再生周期就短了，但要添加镁剂降低二氧化硅到15mg/l以下。）3.3工艺流程框图及水力平衡 废水污泥外运滤液调节水池泵＞废水收集池!泵泵洗清洗清水池超滤装置泵超滤产水池泵480m3/h360m3/hR0装置120m3/hI60m3/hNF装置回用水箱474m3/h8803树脂软化60m3/hSLFRO装置54m3/h冋用冲渣工艺流程框图 废水处理工艺流程暨水力平衡框图如图3.1所示。 3.3主要工艺技术3.3.1树脂软化系统树树脂由于化学软化之后的水中硬度在500-1000mg/L以上，本设计方案膜浓缩倍数很高需要尽量的降低钙镁离子含量，大大减少后续膜系统结垢的概率。本方案设计采用抗污染耐高盐和耐COD树脂，当废水通过本交换柱树脂层时，水屮的钙、镁离子被树脂吸收，而树脂中的钠离子被置换到水中，从而去除原水中的钙、镁离子，使硬水得到了软化。当交换柱内树脂的钠离子逐渐被钙、镁离子所代替，泄漏出钙、镁离子时，出水的硬度就超出使用所要求的规定数值；此时树脂已失效，要进行再生。再生时先用盐酸进行再生，再用氢氧化钠再生，使交换剂树脂得到再生，恢复其交换能力。正常运行时2台过滤设备同时运行，运行流速为15〜20m/h。本设计方案设计两级树脂软化系统，通过树脂软化后硬度几乎达到零，保证后续膜浓缩系统的正常运行。3.3.2反渗透系统反渗透简称R0,是六十年代发展起来的一种膜分离技术，其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜，水中的溶剂由高浓度向底浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的，由于它于自然界的渗透 方向相反，因而称它为反渗透。反渗透可以去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98%以上的溶解性盐类。该方法具有运行成本低，操作简单，自动化程度高，出水水质稳定等特点。与其他传统的水处理方法相比具有明显的优点，广泛运用于水处理相关行业。⑴、反渗透原理:半透膜溶剂港透压溶剂溶剂渗透及渗透平衡状态初始状态半透膜加压J/J•f溶剂11—反渗透平衡状态渗透：自然状态下水从稀溶液的一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流的过程叫作渗透；半透膜只允许水分子通过，而阻止溶解固形物（盐）的通过；如上左边图所表示；渗透压:浓溶液随着水的不断流入而不断被稀释，当水向浓溶液流动产生的压力足用来阻止水继续流入时，渗透处于平衡状态，见上中间图所示；平衡时水从任一边流向另一边的水都是相等的，即处于平衡状态，而此时在半透膜两侧自然形成的压力叫做渗透压；反渗透：当在浓水侧施加一外来压力，且该压力大于其渗透压时, 浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液侧，使的浓溶液侧浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为：反渗透；如上右图所示。⑵、反渗透结构示意图反渗透水处理工艺基木上属于物理脱盐方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点：1、反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法将含盐水进行脱盐、纯化。目前，超薄复合膜元件的脱盐率可达到99.5%以匕并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等。2、水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗在许多水处理方法中最低。3、反渗透可以连续运行制水，系统简单，操作方便，产品水质稳定04、反渗透装置自动化程度高，运行维护和设备维护工作量很少。5、设备占地面积小，需要的空间小。6、本方案采用的抗污染反渗透膜SLFRO,可允许进水COD高达500mg/L,可降低系统的投资成本，并保证运行稳定。本设计方案抗污染反渗透装置设置2套，装置冋收290%。 3.3.3SLFR0系统SLFRO系统包括SLFRO装置及其附属设施。(1)功能描述SLFRO系统主要用于去除水中溶解盐类、小分子有机物以及二氧化硅等，其可脱除水中98%以上的电解质(盐份)和粒径大于0.0005微米的杂质。(2)设备描述SLFRO装置由高压泵、反渗透膜组、在线仪表、撬座、阀门组、在线仪表等构成。高压反渗透膜需要制成一定构型才可用于水处理。目前膜的构型主要有平板式、管式、卷式和中空纤维式。但常用于大型水处理工程的是卷式膜元件。本项目SLFRO装置膜壳采用玻璃钢材料制成，5芯装，其特点是使用寿命长，应力变形小，热伸缩系数小，外形美观，耐腐蚀能力强，以保证反渗透系统的平稳安全运行。同时系统配备冲洗泵，用反渗透产水对反渗透膜进行冲洗。每天进行一次。高压SLFRO装置设置反渗透装置2套，装置回收290%。SLFRO膜经过长期运行后，会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成反渗透膜性能的通量下降。这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复反渗透膜的性能。反渗透膜根据水质情况运行「3月需进行一次化学清洗，以保证膜的透水量。对反渗透膜分别进行酸洗和碱洗。酸洗采用盐酸/柠檬酸，碱洗采用氢氧化钠或特定的清洗剂。 (1)控制描述SLFRO装置的控制方式是远程控制和就地控制结合。根据反渗透步序，实现高压反渗透冲洗及化学清洗的自动运行。高压泵进出口管道设置压力开关，保护高压泵及反渗透膜。反渗透装置进出水、浓水、段间设压力变送器及压力表，可在上位及就地显示各位置压力。反渗透装置进出水及浓水设远传流量计，监测流量，并与高压泵连锁变频控制，控制回收率。反渗透装置出水设置电导率分析仪，监测出水质量。反渗透化学清洗装置出水管道设置PH/T在线监测仪及电磁流量计。监测清洗水的pH值及流量。反渗透化学清洗水箱设置磁翻板液位计，与反渗透化学清洗水泵连锁，实现高低液位报警、中液位起泵、低液位停泵。反渗透系统设备现场照片 4设备列表和投资费4.1系统主要部件列表—■树脂软化装置1软化罐体DN2500XZB3000mm,含上料口、卸料口、视镜、水帽、布水器、曲管等，碳钢衬胶3台国产优质2抗污染耐高盐树脂8803,H=l.5m22.2m3Unitedfluid联合流体3树脂捕捉器DN150,碳钢衬胶3台国产4再生水泵Q=24.5m3/hr,N二5.5KW,304材质2台杭州南方5冲洗水泵Q=66m3/hr,N二11KW,304材质1台杭州南力6自控阀门配套，PN1.OMPa3套上海/博雷7压力表0-0.6MPa,D100表，径向安装9块川仪 8浮子流量计LZS-50,ri0m3/h2台科奥9浮子流量计LZS-65,8~40m3/h2台科奥10.压力变送器Gl/2-lMpa,4-20mA输出18台川仪11.酸碱计量箱V二2m3,碳钢衬胶，带磁翻板液位计2台昆明台養12.酸碱储罐V=30m3,碳钢衬胶，带磁翻板液位计2台昆明台養13.卸酸碱泵氟塑料泵，Q=25m3/h,N=4kW2台南方泵业14.隔膜压力表0-1.0MPa,D63表，径向安装2块川仪15.操作箱9台昆明台蓋—以■了■16.pH仪014,420mA2台GF17.电磁流量计0_70m3/h,4-20mA,四氟衬里钛电极1台北京・18.脱碳塔Q=70m3/h,DN1200,碳钢防腐，配套空心球、风机等1套昆明台鑫二SLFR0系统1供料泵Q=30m3/hr,N=5.5KW,双相不锈钢材质3台杭州南方2还原剂加药泵P056,PVC2台米顿罗3保安过滤器2HF40,FRP,5微米，40寸，2台同力达 大通量滤芯4高压泵Q=15m3/h,N二37KW,双相不锈钢材质2台米顿罗5增压泵Q二45m3/h,N二11KW,双相不锈钢材质2台苏尔寿6能量回收装置Q二16m3/h,2台ERI7SLFR0膜SLFRO-8040120支UnitedFluid联合流体8膜壳容器8040-5,玻璃钢1000PSI24支R0PV9机组框架碳钢防腐，带取样面板，仪表箱、操作箱2套昆明台鑫10机组管道、管件、阀门高压钛材，低压UPVC2套昆明台鑫11自动阀门配套，阀座密封PTFE,配双作用气动执行器，24V亚德客电磁阀2套上海/博雷12产水电导率仪电极3-2821,仪表头9900-1P2台GF13浓水电导率仪电极3-2822,仪表头9900-1P1台GF14产水流量仪法兰对夹安装件UPVC,2台GF P51530-P0+9900-1P15浓水流量仪法兰对夹安装件UPVC,P51530-P0+9900-1P2台GF16高压流量计Q二16m3/h,耐压6MPa2台科隆17浮子流量计LZS-65,5~25m3/h2套科奥18压力变送器Gl/2-6.OMpa,4_20mA输出4台川仪19压力开关设定范围0-3Bar,接口Gl/42个川仪20压力表0-0.6MPa,D100表,径向安装5块川仪21压力表0-1.OMPa,D100表,轴向安装，面板安装6块川仪22压力表0-6MPa,D100表，轴向安装，曲板安装6块川仪25变频器11KW2台ABB26变频器37KW2台ABB27附件2套昆明台鑫三化学清洗及公用系统1冲洗水泵Q=m3/hrN=KW,304材质2台南方泵业2冲洗水泵Q=m3/hr,N二KW,304材质1台南方泵业 3清洗水箱5m3,PE,配液位开关2台帝豪4清洗泵Q=m3/hr,N=KW,304材质1台南方泵业5清洗泵Q=m3/hr,N=KW,304材质2台南方泵业6保安过滤器4IIF40,不锈钢304,5微米2台昆明台鑫7在线流量计法兰对夹安装件UPVC,P51530-P0+9900-1P2台GF8压力表Gl/2"-IMPa,D100表，径向安装10块川仪9连接管路UPVC1套国产优质10现场操作箱1套国产优质11杀菌剂加药箱V二500L,PE,带液位开关1台帝豪12杀菌剂加药泵GM00252台美国米顿罗13工艺气储罐3m3,碳钢防腐，PNl.OMPa,含减压阀（压力减至2.5-3bar）,气动三联件1台国产优质14仪表气储罐3m3,碳钢防腐，PN1.OMPa,气动三联件1台国产优质四电气及其他系统1PLC及模块1套西门子2PLC柜1套新利同创 3MCC柜1套新利同创4电器元件1套施耐德5上位机1台联想6编程软件1套西门子7组态软件1套WINCC8线缆含电缆、控制电缆、信号线等1套国产优质9电气辅件1套国产优质10连接管路、管件、阀门配套，含管道支架等1套国产优质11桥架1套国产优质'