高浓盐水零排放处理方案.docx
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1、100 m3/h高盐水处理方案编制单位:广泰源环保编制日期:2015年1月文档编号:GTYHJ-15-006A-100TPH2.适用的法律规范及标准在设计及供货中,将严格按照以下及以下未列入的国家和行业的标准规范进行设计、 制造和检验。并且保证采用最新版本。GB50264-97工业设备及管道绝热工程设计规范GB50017-2003钢结构设计规范GBJ87-1985 工业企业噪声控制设计规范GB 50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范GB50055-93 通用用电设备配电设计规范GB150-1998钢制压力容器GB/T 9112-2000 钢制管法兰 类型与参数GB/T 12224-2005
2、 钢制阀门一般要求GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范GB 50236-1998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB 50235-1997工业金属管道工程施工及验收规范GB50231-98 机械设备安装工程施工及验收通用规范GBJ97-87水泥混凝土路面施工及验收规范对外接口法兰符合以下要求:给水排水标准图集02S403钢制管件,接口法兰将与阀门法兰配套。电气系统和电气设备按照以下标准和规范的合理的技术条款进行设计、制造、安装 和试验。GB755-87旋转电机基本技术要求GB997-81电机结构及安装型式代号GB197
3、1-80电机线端标志与旋转方向GB1993-80电机冷却方法GB4942. 1-85 电机外壳分级GB10068. 1-GB10068. 2-88旋转电机振动测定方法及限值GB10069. 1-GB10069. 3-88旋转电机噪声测定方法及限值GB1032-85三相异步电机试验方法GB7251-XX低压成套开关设备ZBK36001-XX低压抽出式成套开关设备GB763-74交流高压电器在长期工作时的发热GB2706-89交流高压电器动、热稳定试验方法GB11.2. 3高压试验技术DL/T5161. 15161. 17-2002电气装置安装工程质量检验及评定规程SDGJ17-88火力电厂厂用设
4、计技术规定SDGJ14-86导体和电器选择设计技术规定DGJ9-88电气测量仪表装置设计技术规程GB 1094. 1-1996 电力变压器 第1局部 总那么GB 6450-86干式电力变压器GB/T10228-1997干式电力变压器技术参数和要求GB/T17211-1998干式变压器负载导那么GB 1094. 5-2003 电力变压器 第5局部 短路承受能力仪表和控制符合以下标准要求:IEC国际电工委员会ISO国际标准化组织MSS制造标准化协会ICEA绝缘电缆工程师协会HEI热交换协会TCP/IP网络通讯协议IEEE802 局域网标准DL5000-2000火力发电厂设计技术规程NDGJ16-8
5、9火力发电厂热工自动化设计技术规定SDJ26-89发电厂、变电所电缆选择与敷设设计技术规程GB50217-94电力工程电缆设计规范GB50229-96火力发电厂与变电所设计防火规范GB50116-98火灾自动报警系统设计规范SDJ279-90电力建设施工及验收规范热工仪表及控制装置篇DL/T659-1998火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程DL/T658-1998火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程DL/T657-1998火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程闭路电视系统相关的设计、安装、调试、验收规范空调控制系统相关的设计、安装、调试、验收规范土建设计执行的主要规范如下:(不限于此)
6、国家最新实行的或将要实行的有关标准、规范和规程现行电力行业标准。国家及行业公布与本工程有关的各种有效版本的技术规范、规程,设计院和制造厂 技术文件上的质量要求也适用于本工程。与本工程有关的国家及行业公布的施工及验收规范如:电力建设施工及验收技术 规范(有关篇),相关标准。本工程施工质量检验评定按电力行业公布的火电施工质量检验评定标准(试行) 有关篇为依据;以及电力行业公布的机组达标的有关规定和电力建设工程质量监督规 定等。对机组容量不在规范验评范围内的,执行设计院、制造厂或工程法人和设计方双方 议定的补充技术标准和本标书的施工技术要求。设计和监理提出的特殊技术要求。主要施工、安装验收规范和标准
7、:(不限于此)建筑结构荷载规范GB50009-2001混凝土结构设计规范GB50010-2002钢结构设计规范GB50017-2003砌体结构设计规范GB5003-2001建筑抗震设计规范GB50011-2001构筑物抗震设计规范GB50191-93建筑地基基础设计规范GB50007-2002建筑地基地基处理技术规范JGJ79-2002地下工程防水技术规范GB50108-2001动力基础设计规范GB50040-96建筑设计防火规范GB50016-2006屋面工程技术规范GB50207-94钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-96热轧H型钢和局部T型钢GB/T11263-1998焊接H型钢冶金
8、部YB3301-92压焊钢格栅板冶金部YB4001-91房屋建筑制图统一标准GB/T50001-2001建筑结构制图标准GB/T50105-2001电力工程制图标准DL5028-93建筑地面设计规范GB50037-96中华人民共和国工程建设标准强制性条文-房屋建筑局部采暖通风及空气调节将符合以下标准要求中华人民共和国国家标准采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87);中华人民共和国行业标准火力发电厂设计技术规程(DL5000-2000);中华人民共和国行业标准火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定 (DL/T503594);3.工艺介且3.1. 设计原那么在工艺技术设计过程中,能完全满足
9、如下要求,具体包括内容如下:1 .蒸发器主体和结晶器主体接触液体局部材料具有优秀的耐腐蚀性能,保证设备 使用寿不少于30年。其它设备如泵类、阀门、仪表等根据工艺条件选择。对于接触酸 性物料的设备,在温度不高的条件下,一般采用非金属材料。2 .本投标文件中包括浓盐水蒸发装置界区内所有设计、制造、运输(包括包装和 临时防腐措施)、测试、调试运行、验收等方面的内容。3 .根据提供的原始数据和现场条件,对整套浓盐水蒸发装置各个工艺系统及设备 进行优化设计、合理选型和布置,确保整套装置的性能指标、运行安全可靠,并且投资 省、能耗低。4 .所提供设备为全新的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的,且设备的技
10、术 经济性能符合附件一的要求,关键设备和材料为进口。5 .浓盐水蒸发工艺已考虑在事故状态下,废水可排至事故池。6 .浓盐水蒸发装置能实现自动运行,所有药品的投加量均为自动控制,设备的反 洗、清洗、启动运行、停运和污水处理等能自动进行。7 .装置设计、设备选型时在满足大件运输条件下将会尽可能地大型化。8 .浓盐水蒸发装置能灵活运行,系统操作稳定、安全可靠、节能、能连续长周期 运转。9 .系统的处理能力能完全到达技术文件中的要求、能适应的进水水质的波动、出 水能全满足技术文件中要求的水质指标、设备结构材质、内部配件、电动机参数等能完 全满足工艺的需要。10 .关键水泵设置备用,加药装置分系统集中布
11、置,对有刺激性及腐蚀性的加药装 置单独设置加药间,药剂贮槽容积满足规范要求。加药装置选用合适的设备和材质以满 足防腐和防堵塞等。11 .对于浓盐水蒸发装置中的设备、管道、箱罐或贮槽等,对系统内与包括工艺水 等腐蚀介质接触的裸露金属部件,充分考虑防腐和防磨措施。地面和楼层设计坡度,以 便于污水的收集。12 .系统布置合理、美观,操作方便,易于维护。13 .浓盐水蒸发装置的设计时需充分考虑工程所在地冬季低温,春、秋季节风沙大等气象条件,同时提供有效的保温和防风沙措施,风机入口将考虑防风沙措施。3. 2.各种高盐水处理工艺技术描述高盐废水的处理方法主要以物理方法为主,目前工程上应用较多,技术比较成熟
12、的 脱盐技术主要有离子交换、电渗析、膜别离、蒸发浓缩和蒸发塘等。除盐后的清水可回 用于生产用水或生活用水。受环境所限的企业为实现废水不外排的目的,还会采用多级 蒸发浓缩结晶技术,使盐分高度富集结晶,进一步提高废水回用率,到达零排放的目的。以下图示意性地给出了目前主要脱盐技术所适用的进水含盐量的最典型范围。备注:上图横坐标表示进水含盐量,单位:mg/Lo各种高盐水的处理技术概述如下:3. 2. 1.离子交换技术离子交换法是借助于固体离子交换剂中的离子与高盐废水中的离子进行交换,以达 到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质别离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反响。用离子交换法脱
13、盐率高,效果好,但是需要频 繁的清洗和再生,有较多的酸碱废液产生。树脂的更换周期与设计及运行好坏直接相关, 树脂更换费用大。离子交换法适用于含盐量低于500mg/L的水源。3. 2. 2.电渗析技术电渗析是以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,将带电组分的盐类与 非带电组分的水别离的一种脱盐技术。电渗析与反渗透相比,它的投资及运行本钱高, 脱盐率低。3. 2. 3.膜别离法膜别离法具有处理本钱低、规模大、技术成熟等特点,缺点是浓缩倍数不高,通常 浓缩3-4倍左右,当进水TDS50000mg/L后,不适合使用膜别离技术。在需要高浓缩 倍数的应用中膜技术通常用作预处理,以实现经济性和技术性
14、的最正确效果。3. 2. 4.纳滤(NF)纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜别离过程,其截留分子量在 80-1000的范围内。纳滤别离作为一项新型的膜别离技术,技术原理近似机械筛分,纳 滤膜本体带有电荷性,使其在很低压力下仍具有较高脱盐性能。与超滤或反渗透相比, 纳滤过程对单价离子和分子量低于100的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子 量介于200500之间的有机物有较高脱除率。在高盐废水处理领域,纳滤装置可以用于去除水中的Ca2+、Mg2+等硬度成分、金 属离子和其他有机物。可以和反渗透系统组合,用于反渗透系统之前,到达更高效安全 的运行效果。3. 2. 5. 反渗透(RO)反
15、渗透又称逆渗透,是一种以压力差为推动力,从溶液中别离出溶剂的膜别离过程。 因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。反渗透是最精密的膜法液体别离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的 有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%,反渗透复合 膜脱盐率一般大于98%o它们广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水、电子级超纯水制备、饮用 纯洁水生产、废水处理及特种别离等过程。3. 2. 6. 蒸发器脱盐法蒸发器脱盐法是一种最古老、最常用的脱盐方法之一,其过程是把高含盐水加热使 之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水,蒸发法优点是结构简单、操作容易、所得淡水水质 好等。蒸发器
16、脱盐法的方法有很多种,如能耗较高的MED蒸发、多级闪蒸、膜蒸储和能 耗较低的MVR蒸发等。3. 2. 6. 1.MVR 蒸发MVR技术(Mechanical Vapor Recompression机械蒸汽再压缩)在蒸发过程中将自 身产生的二次蒸汽吸入压缩机,经过蒸汽压缩机压缩后,蒸汽温度和压力提高,使热焰 增加,作为蒸汽源进入换热管束连续蒸发料液,充分利用蒸汽的潜热,从而减少对外界 能源的需求。在所有类型的蒸发技术中能耗最低,一次能源利用率最高。3. 2. 6. 2. MED 蒸发MED (Multiple Effect Distillation)多效蒸发流程是由多个蒸发器组合后的蒸发操作 过
17、程。多效蒸发要求后效的操作压力和溶液的沸点均比前效低,引入前效的二次蒸汽作 为后效的加热热源,即后效的加热室作为前效二次蒸汽的冷凝器,仅第一效需要消耗生 蒸汽。需要强调的是蒸发量与传热量成正比,多效蒸发并没有提高蒸发量,能耗相对较高。3. 2. 6. 3. MSF 蒸发MSF (Multi-Stage Flash多级闪蒸)技术将料液加热到一定温度,进入压力低于其 饱和蒸汽压的闪蒸室中,料液因过热而将局部溶剂急剧汽化的蒸发过程,由于其回收率 较低的原因主要用于海水淡化,在其他领域应用受到一定的限制。3. 2. 6. 4.强制循环蒸发强制循环蒸发器是依靠外加力(循环泵)使液体进行循环,在加热器内换
18、热,提升 温度,然后在别离室内溶剂和溶质别离。这种技术特别适合于MVR别离后少量浓缩液 的结晶处理,虽然单位能耗略高,但综合运行本钱中所占比重较低,如果能够利用废蒸 汽资源,会使零排放工艺更为经济合理。3. 2. 7.蒸发塘法蒸发现有的蒸发塘是利用洼地或者修建大型池塘,将料液排入塘中,利用自然蒸发,完 成料液的蒸发浓缩的一种技术。蒸发塘建设面积大、投资高、实际蒸发效果受地理、水 文、气候等影响较大。3. 3.高盐水处理工艺技术的选择3. 3. 1.工艺技术的比较离子交换法需要非常频繁的再生树脂,投资和运行费用高,无法满足要求。电渗析法处理盐水含盐量区间过窄,水的利用率低,而且投资和运行费用较高
19、。膜别离法能适应低浓度的各种盐分废水处理,技术成熟,经济性较好。蒸发塘法能处理各种含盐量的盐水,但蒸发速度慢,占地面积大,总投资较高、长 期的蓄水过程中存在对环境再污染的风险。蒸发器法能处理各种含盐量的盐水,尤其对于膜法无法处理的超高浓度盐水时,其 脱盐率可达99%以上。原水的浓度较低时,为获得良好的运行本钱的经济性,一般采用 膜处理作为预处理,将原水的浓度提高到一定程度后再采用蒸发技术实现经济技术的完 美性。3. 4.工艺选用本工程为膜浓缩处理装置产生的浓缩液。针对浓盐水的水质特点,选用“MVR机械蒸汽再压缩蒸发器”处理工艺来处理浓盐 水。在设计时将会对所选用的工艺方案进行优化和改进。4.工
20、艺设计4. 1.概述本设计方案需处理的废水为经过膜浓缩处理装置处理后的浓缩液。含盐量高,由于 己对来水进行软化,且具体成分还不太明确,此处将暂按能满足上述进水条件进行设计, 不设置预处理。4. 2.工艺流程图根据提供的废水水质数据,经过对各种处理工艺的深入研究及比选,本投标文件采 用“MVR蒸发+单效蒸发结晶”工艺,主体工艺为MVR (Mechanical Vapor Recompression)机械蒸汽再压缩技术。工艺流程如下:回用目录1. 总那么51.1. 设计进水量、水质51.1.设计处理水量51. 1.2.设计进水水质51. 2. 设计出水水质61. 3.工程设计界区范围及接口情况61
21、.接口情况62. 适用的法律规范及标准9工艺介绍132.3. 设计原那么133. 2.各种高盐水处理工艺技术描述142. 1.离子交换技术143. 2.2.电渗析技术142.3.膜别离法154. 2.4.纳滤(NF)152.5.反渗透(R0) 155. 2.6.蒸发器脱盐法152.7.蒸发塘法蒸发163. 3.高盐水处理工艺技术的选择173. 1.工艺技术的比较173.4. 工艺选用174. 2. 1.物料平衡图194. 2. 2.工艺描述从提供的水质数据分析,浓盐水是经过一系列预处理及膜浓缩后剩余的浓液,进水 中以盐分为主,主要是Nag、NaCQj及Na2s0”为了到达零排放的目的,采用机械
22、压缩 蒸发的方式对浓盐水进行处理,经过蒸发浓缩后,再进行结晶。但进水的含盐量相对结 晶而言还较低,远未到达结晶别离的浓度,要到达结晶的浓度还需蒸发掉大量的水分。 从耗能方面考虑,需对进水进行预浓缩处理,预浓缩到一定的浓度后,再送至结晶器进 行进一步的浓缩结晶。为了使本工艺设计方案更加明了,以下将对工艺流程中的各组成局部作分别介绍。4. 2. 2. 1. 1. MVR 技术简介MVR (Mechanical Vapor Recompression)蒸发技术已有很长的应用时间,早在1968 年就已建成单体蒸发量为400m3 /h的盐结晶蒸发器。近年来该蒸发技术在化工、医药、 食品、海水淡化等领域有
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