脫硫濃鹽水處理零排放(蒸發(fā)結晶工藝)方案

1、脫硫濃鹽水處理系統(tǒng)零排放(蒸發(fā)結晶工藝)技術方案 43/43電廠脫硫濃鹽水處理系統(tǒng)零排放(蒸發(fā)結晶工藝)技 術 方 案 北京首航艾啟威節(jié)能技術股份有限公司陳雙第一章 公司簡介首航節(jié)能擁有現(xiàn)代化的辦公設施和花園式的生產基地，不斷提高工作質量和產品質量。 北京首航艾啟威節(jié)能技術股份有限公司是一家深交所 A 股上市公司,專業(yè)從事電站空冷、光熱發(fā)電、余熱發(fā)電、零排放技術和裝備的研發(fā)、設計、制造、銷售、安裝、調試、培訓等一條龍服務及電站總承包業(yè)務的高新技術型企業(yè)。公司創(chuàng)建于2001年,總部位于北京市,生產基地位于天津市,擁有現(xiàn)代化的辦公條件、花園式現(xiàn)代化工廠。配置了先進的生產、

2、檢測設備,如數(shù)控加工中心、機器人焊接、極端恒溫耐候實驗室、確保產品優(yōu)質、穩(wěn)定。有行業(yè)規(guī)模最大、自動化程度最高的生產能力。 健全的組織機構：治理結構設置股東會、董事會和監(jiān)事會。公司經(jīng)營層設總經(jīng)理、副總經(jīng)理、總工程師和總會計師，下設市場營銷部、技術研發(fā)部、電氣控制部、制造部、工程部、質保部、財務部、物流部、人力資源部、審計部、企管部、技術管理部、總經(jīng)理辦公室和客戶服務部等14個部門。完善的管理體系：公司從系統(tǒng)設計、設備制造、項目管理到售后服務，建立了一套科學、嚴謹?shù)墓芾眢w系，嚴格執(zhí)行質量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理標準的要求，通過“三標”一體化管理體系認證，對內是提高企業(yè)的管理平臺，對外是提供優(yōu)質產品

3、和服務的保證。優(yōu)秀的管理團隊：公司擁有以教授級高工、博士為首的大批懂經(jīng)營、善管理、精設計、通施工的優(yōu)秀人才；擁有熟練的設計、生產、管理團隊；從總經(jīng)理到項目總監(jiān)，從項目經(jīng)理到現(xiàn)場經(jīng)理，從電氣專工到控制專工，從冷調專工到熱調專工，均有多年的電站工程安裝調試管理經(jīng)驗，有能力保障項目順利、安全、高效投產。 高效的合作機制：公司引進國際先進技術，本著“引進、吸收、消化、創(chuàng)新”的理念，走“產、學、研、用”相結合的發(fā)展路線。堅持引進“尖端技術”與“自主創(chuàng)新”相結合，實現(xiàn)用戶不斷更新的要求，推動企業(yè)持續(xù)發(fā)展。公司設立了技術研究所，與華北電力大學共同成立了研究中心，與國內多家科研院所建立了科研合作關系。投資興建

4、風洞實驗室，不斷開發(fā)高效傳熱片形及傳熱系統(tǒng)，取得多項國家專利。多樣的服務范圍：公司專注于為電站、石化、冶金等行業(yè)提供節(jié)能技術的研發(fā)、設計、制造、安裝及售前售后服務。工程的管理能力：公司組建了一支具有數(shù)十年電廠工程建設經(jīng)驗的工程管理團隊，建立一套完整的質量管理體系和制度，從電站節(jié)能系統(tǒng)設計、設備生產、質量控制售后服務及技術咨詢，都建立一整套的管理規(guī)范程序（包括：組織機構、工程項目執(zhí)行流程、設備采購流程、施工組織編制和評審等），通過質量、環(huán)境和職業(yè)健康安全體系認證。公司的現(xiàn)場工程師們不僅有豐富的現(xiàn)場指導的實踐經(jīng)驗，而且是經(jīng)過篩選的工作能力強，技術水平高，有高度責任心，得到用戶高度評價的現(xiàn)場工作人員

5、。自主的創(chuàng)新能力：公司榮獲中關村科技園區(qū)頒發(fā)的“中關村高新技術企業(yè)”，同時榮獲北京市科學技術委員會、北京市財政局、北京市國稅、地稅聯(lián)合頒發(fā)的“高新技術企業(yè)”，榮獲北京市科學技術委員會頒發(fā)的“北京市科技研究開發(fā)機構”，公司榮獲北京市經(jīng)信委認定為北京市企業(yè)技術中心。周到的售后服務：公司設有專門的技術及售后服務機構，履行售后服務的職責。售后服務機構主要負責收集客戶反饋的信息、受理投訴等工作。公司追求完善的技術、售后服務，體現(xiàn)以人為本、和諧順暢的服務宗旨，以品牌化經(jīng)營，提高用戶滿意度為指導方向，建設具有首航特色的服務管理體系。為確保工作質量和企業(yè)信譽，同時也對項目和用戶負責任，我們拓展了培訓的范圍，不

6、僅對終端用戶進行了使用及維修方面的培訓，還對主要部件的生產單位和項目安裝單位進行了培訓，使他們對手里的工作有一個全方位的認識，使他們知其然，而知其所以然。公司針對用戶的培訓，是由專業(yè)設計人員直接進行授課的，包涵了操作和維修的理論知識，以及實踐操作，目的在于不斷提高他們的綜合工作能力，使他們一方面豐富了理論知識，另一方面也累積了大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗。廣泛的客戶群體：公司不斷整合國內外資源，強強聯(lián)合，優(yōu)勢互補，以滿足用戶需求為目標，憑借可靠的系統(tǒng)設計方案、高水平的凝汽器制造工藝、整體化的設備供應能力和全方位的服務，已成為國際電力市場上備受矚目的設備供應商之一。公司日產3萬噸級低溫多效蒸餾法海水淡化中試裝

7、置出水儀式，于2013年5月28日上午舉行，中試裝置運行正常，各項指標均達到或超過設計要求，出水儀式取得圓滿成功。截至目前，公司已承攬超過150臺空冷系統(tǒng)機組，其中包括4臺1000MW機組、24臺600MW機組、3臺480MW機組、79臺300MW機組及40臺300MW以下機組，業(yè)績涵蓋了1000MW到50MW等大小機組空冷系統(tǒng)。用戶覆蓋大唐集團、大唐國際、華電集團、魯能集團、神華集團、京能集團、寧電集團、華潤電力、國投電力、國華電力、陜西省投、湖北宜化、中泰化學等國內知名企業(yè)在“三北”地區(qū)的各種氣候及地貌條件投資的項目，總裝機容量超過55000MW，并承接了行業(yè)第一臺將“小汽機并入空冷島”設

8、計和總承包的任務，該項目已經(jīng)順利投入商業(yè)運行，填補了行業(yè)的空白。 結束語隨著公司在深交所整體上市，公司將進一步強化企業(yè)管理水平，細化工程設計，優(yōu)化制造工藝，強化服務意識，以良好的企業(yè)信譽為用戶創(chuàng)造更高的價值，使公司的電站節(jié)能技術立足中國走向世界。公司將以服務節(jié)能環(huán)保為宗旨，以豐富的空冷配套經(jīng)驗為基礎，以優(yōu)質材料為保證，以有實戰(zhàn)經(jīng)驗的專業(yè)人才為根本，為用戶提供高性價比的產品和服務，致力于建設電站設備EMPC的領軍企業(yè)，打造高起點、高品質的國際品牌。我們堅信，公司優(yōu)越的設計、制造、安裝、運行等技術能夠為用戶提供一個安全可靠、運行經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保的電站裝備。近年來，公司大力進行熱法海水淡化的研發(fā)和市場

9、推廣工作，但由于國家未出臺海水淡化的補貼或其他優(yōu)惠政策，導致該行業(yè)發(fā)展緩慢。由于技術相通，公司決定將熱法海水淡化技術擴展用于污水處理行業(yè),以及工業(yè)零排放等領域。首航節(jié)能期待著為貴公司提供全方位的服務，盼望各位領導、專家蒞臨首航考察指導! 第二章 廢水處理工藝設計2.1 脫硫廢水零排放現(xiàn)狀概述水資源緊缺和水環(huán)境污染已成為制約我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要因素。據(jù)世界銀行測算，近年來中國每年因干旱、缺水造成的損失約為350億美元。其中城市、工業(yè)年缺水約60億m3，每年直接造成工業(yè)產值損失約270億美元。用水效率不高和用水嚴重浪費的現(xiàn)象普遍存在。我國的用水總量和美國相當，但GDP僅為美國的18。目前我國

10、工業(yè)萬元產值用水量約為130m3，是發(fā)達國家的5一lO倍。低效率的用水導致大量的廢污水排放，目前全國年廢污水排放總量已達620億mj，大部分未經(jīng)處理直接排入江、河、湖、庫，使我國江河流域普遍受到污染，且呈發(fā)展趨勢。我國每年因水污染造成的經(jīng)濟損失占到GDP的15一30。節(jié)約用水、清潔生產，對于我國的經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義?；鹆Πl(fā)電行業(yè)的用水量位列五個高用水行業(yè)(火力發(fā)電、紡織、造紙、鋼鐵和石油化工)之首，其用水量占全國工業(yè)用水總量的50以上。根據(jù)原國家經(jīng)貿委主持制定的工業(yè)節(jié)水“十五”規(guī)劃，到2005年，要求做到直流冷卻取水量零增長，其它部分取水量年均下降33，單位發(fā)電量取水量下降到(扣

11、除直流冷卻水后)299 m3萬千瓦時(折合發(fā)電耗水指標為0833 m3(Gws)。由于我國的水資源空間分布和時間分布均極不均衡，水資源總量的8I集中分布于長江及其以南地區(qū)，全年60一80的降水量集中在汛期4個月，其結果是我國北方地區(qū)尤其是黃、淮、海三流域9省市的廣大地區(qū)嚴重缺水。因此，在嚴重缺水地區(qū)的火電廠必然被要求按比全國平均水平更低的發(fā)電耗水指標控制用水量，部分電廠被要求做到廢水“零排放”。廢水零排放(Zero Liquid Discharge，簡稱ZLD)，是自1970年代以來首先由經(jīng)濟發(fā)達國家提出、研究和應用的，目前仍在不斷進步著的一項綜合性應用技術。ZLD一般是指工廠的用水除蒸發(fā)、風

12、吹等自然損失以外，全部(通過各種處理)在廠內循環(huán)使用，不向外排放任何廢水，水循環(huán)系統(tǒng)中積累的鹽類通過蒸發(fā)、結晶以固體形式排出。因為火電廠耗水量大，且有大量的余(廢)熱可供利用，因而ZLD的主要應用領域是火力發(fā)電廠。我國電力行業(yè)自“九五”(19952000)開始。在水資源緊缺和水污染形勢的日益嚴重的形勢迫使下開始投入力量進行ZLD的試驗研究，并開始在火電廠中實際應用。到目前為止，已有十余家火電廠實施了不同方式的ZLD，基本上都是以處理和回用循環(huán)水排水為主要內容。從已經(jīng)投入運行的ZLD系統(tǒng)的運行效果來看均能取得較好的節(jié)水效果，有的電廠確能因此而做到不排放任何廢水。然而，和國際先進水平相比，我國現(xiàn)有

13、的和在建的ZLD系統(tǒng)在設計合理性、運行穩(wěn)定性、運行效果等方面均存在較大的差距。同時也還存在一些有待改進的問題。目前火電廠的高含鹽廢水主要有樹脂再生酸、堿廢水和脫硫廢水，最常用的做法是將高含鹽廢水用于灰?guī)鞌嚢韬兔簣鰢娏?，但這又會影響灰渣的回用質量和煤場及輸煤系統(tǒng)的噴淋運行。事實上該種回用方式并未從根本上解決高含鹽廢水的回用問題，只是轉嫁給其他系統(tǒng)。廣東某電廠采用“預處理+蒸發(fā)系統(tǒng)+結晶系統(tǒng)”廢水零排放技術，不僅解決了廢水外排的問題，同時蒸干系統(tǒng)的凝結水用作電廠工業(yè)用水，有效節(jié)約了淡水資源。2.2 電廠脫硫廢水特點及處理工藝概述 電廠脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm廢水處

14、理工藝必須綜合考慮如下污染物的去除效率和程度： 1）pH值； 2）浮物固體； 3）石膏過飽和度； 4）重金屬和COD含量。 對于電廠脫硫廢水，一般呈酸性（pH46），懸浮物在 900012700mg/L，一般含汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷、HYPERLINK /papers/23489.htm氟等非金屬污染物。由于脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水屬弱酸性，故許多重金屬離子有良好的溶解性。所以，脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的處理主要是以化學、機械方法分離重金屬和其它可沉淀的物質，如HYPERLINK /papers/23489.

15、htm 氟化物、亞硫酸鹽和硫酸鹽。 國內現(xiàn)行的典型脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm廢水處理方法均是基于脫硫除塵HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的排放特征衍生而來，針對不同種類的污染物，其各自的去除機理如下： 1）酸堿度調節(jié)去除機理 先在HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中加入石灰乳或其它堿性化學試劑（如：NaOH等），將pH值調至67，為后續(xù)處理工藝環(huán)節(jié)創(chuàng)造良好的技術條件，同時在該環(huán)節(jié)可以有效去除HYPERLINK /papers/23489.htm氟化物（生成CaF2沉淀）和部分重金屬。然后加入石灰乳、有機硫和絮

16、凝劑，將pH升至89，使重金屬以氫氧化物和硫化物的形式沉淀。 2）汞、銅等重金屬的去除 沉淀分離是一種常用的金屬分離法，除活潑金屬外，許多金屬的氫氧化物的溶解度較小。故脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm廢水一般采用加入可溶性氫氧化物，如氫氧化鈉（NaOH），產生氫氧化物沉淀來分離重金屬離子。值得一提的是，由于在不同的pH值下，金屬氫氧化物的溶度積相差較大，故反應時應嚴格控制其pH值。 在脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水處理中，一般控制pH值8.59.0之間，在這一范圍內可使一些重金屬，如鐵、銅、鉛、鎳和鉻生成氫氧化物沉淀。對于汞、銅等重金

17、屬，一般采用加入可溶性硫化物如硫化鈉（Na2S），以產生Hg2S、CuS等沉淀，這兩種沉淀物質溶解度都很小，溶度積數(shù)量級在10-401050之間。 對于汞使用硫化鈉，只要添加小于1mg/LS2-，就可對小于10g/L濃度的汞產生作用。為了改善重金屬析出過程，制備一種能良好沉淀的泥漿，一般可使用三價鐵鹽如FeCl3及一般為陰離子態(tài)的絮凝劑。通過以上兩級處理，即可使重金屬達標排放。 還有一些工藝，以Ca(OH)2代替NaOH，反應過程中同時產生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物，以分離HYPERLINK /papers/23489.htm氟化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽等鹽類物質。采用Steinmul

18、lerj技術的波蘭 RAFAKO公司認為，使用Ca(OH)2溶液，通過加絮凝劑、助凝劑還可沉淀CaCl2分離Cl-。另外，德國一些公司，使用同樣有選擇作用的TMT（Trimercapto-trianzin）替代Na2S來沉淀汞，這種工藝相對操作簡單。 隨著環(huán)境保護工作的逐年加強，脫硫除塵HYPERLINK /papers/23489.htm廢水的穩(wěn)妥達標處理也日益得到高度關注，在消化、吸收和引進國外先進脫硫技術的基礎上，結合國內電廠脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的實際情況： 1）濕法脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm廢水的主要特征是呈現(xiàn)

19、弱酸性，pH值低于5.7；懸浮物高，但顆粒細小，主要成分為粉塵和脫硫產物（CaSO4和CaSO3）； 2）含有可溶性的氯化物和HYPERLINK /papers/23489.htm氟化物、硝酸鹽等；還有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子。 由此國內的處理技術基本基于如上HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的排放性質，采用物化法針對不同種類的污染物，分別創(chuàng)造合宜的理化反應條件，使之予以徹底去除，基本分為如下幾個主要反應步驟： 1）先行加入堿液，調整HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水pH值，在調整酸堿度的同時，為后續(xù)處理工藝環(huán)節(jié)創(chuàng)造適宜

20、的反應條件； 2）加入有機硫化物、絮凝劑和適量的助凝劑，通過機械攪拌創(chuàng)造合適的反應梯度使HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中的大部分重金屬形成沉淀物并沉降下來； 3）通過投加的絮凝劑和適宜的反應條件，使得HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中的大部分懸浮物沉淀下來，通過澄清池（斜板沉淀池）予以去除； 4）加入絮凝劑使沉淀濃縮成為污泥，污泥被送至灰場堆放。HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的pH值和懸浮物達標后直接外排。 綜上所述，脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水處理包括以下4個步驟： 1

21、）HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中和 反應池由3個隔槽組成，每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽，在脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水進入第1隔槽的同時加入一定量的石灰漿液，通過不斷攪拌，其pH值可從5.5左右升至9.0以上。 2）重金屬沉淀 Ca（OH）2的加入不但升高了HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價離子更容易沉淀，當pH值達到9.09.5時，大多數(shù)重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時石

22、灰漿液中的Ca2+還能與HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中的部分F-反應，生成難溶的CaF2；與As3+絡合生成Ca（AsO3）2等難溶物質。此時Pb2+、Hg2+仍以離子形態(tài)留在HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中，所以在第2隔槽中加入有機硫化物（TMT-15），使其與Pb2+、Hg2+反應形成難溶的硫化物沉積下來。 3）絮凝反應 經(jīng)前2步化學沉淀反應后，HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝劑FeClSO4，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來，在H

23、YPERLINK /papers/23489.htm 廢水反應池的出口加入陽離子高分子聚合電解質作為助凝劑，來降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物，同時脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水中的懸浮物也沉降下來。 4）濃縮/澄清 絮凝后的HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水從反應池溢流進入裝有攪拌器的澄清/濃縮池中，絮凝物沉積在底步并通過中立濃縮成污泥，上部則為凈水。大部分污泥經(jīng)污泥HYPERLINK /papers/23489.htm 泵排到灰漿池，小部分污泥

24、作為接觸污泥返回HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水反應池，提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清/濃縮池周邊的溢流口自流到凈水箱，凈水箱設置了監(jiān)測凈水pH值和懸浮物的在線監(jiān)測儀表，如果pH和懸浮物達到排水設計標準則通過凈水HYPERLINK /papers/23489.htm 泵外排，否則將其送回HYPERLINK /papers/23489.htm 廢水反應池繼續(xù)處理，直到合格為止。盡管國內各電廠脫硫水質各異，但總體看來具有以下特點： 1）呈弱酸性； 2）重金屬含量高； 3）礦化度高，氯離子高，加速了腐蝕速度；4）含有大量生垢離子，采出水中含有SO42-、 CO3-

25、、Ca2+、Mg2+、 Ba2+ 等易成垢離子； 5）懸浮物含量高、顆粒細小。2.3 電廠脫硫廢水回用處理工藝選擇我公司設計項目和上述外排不同，主要著眼點在于資源化回用和零排放。2.3.1要求和原則因此，我公司設計項目的處理工藝的確定，必須遵照以下要求和原則：除設備例行檢修，連續(xù)穩(wěn)定運行；運行費用低；投資盡量低。實現(xiàn)廢水處理零排放。2.3.2方案遴選眾所周知，脫鹽(除硬)工藝主要有以下八種：1）化學沉淀+離子交換軟化：技術成熟，廣泛應用，只除硬不脫鹽，不適合處理高鹽污水；2）反滲透膜法脫鹽：技術成熟，含油污水研究廣泛；3）電滲析膜法脫鹽：技術成熟，主要用于純水制備；4）多效蒸發(fā)脫鹽：技術成熟，

26、依賴蒸汽熱源；5）多級閃蒸脫鹽：國內技術不成熟，依賴蒸汽熱源；6）機械壓縮蒸發(fā)脫鹽：技術成熟，投資高；7）自然冷凍法脫鹽：依賴氣候；8）人工冷凍法脫鹽：技術不成熟。綜上所述，電廠脫硫HYPERLINK /papers/23489.htm廢水可用的脫鹽工藝有以下4種： 1）反滲透膜法； 2）電滲析膜法； 3）多效蒸發(fā)；4）機械壓縮蒸發(fā)。2.3.3技術可行性分析下面分析上述四種脫鹽工藝對本次EPC項目的可行性。1）雙膜脫鹽工藝：隨著海水淡化技術的發(fā)展，以“超濾/微濾-反滲透”為核心的雙膜脫鹽技術在醫(yī)藥、食品、紡織、煉油化工等領域得到廣泛應用。我公司采用雙膜脫鹽工藝進行了含油污水多項現(xiàn)場試驗研究，見

27、表3，最大規(guī)模產水量400-500m3/d。主要研究結論：（1）雙膜脫鹽工藝處理含油污水產出淡水水質可達到注汽鍋爐用水要求；（2）雙膜工藝抗沖擊能力較差，對進膜水質要求高，處理要求非常嚴格；同時要定期清洗膜組件，以避免膜表面污染和結垢阻塞；（3）RO膜穩(wěn)定運行3年的進膜水質要求： COD：40mg/L； 石油類：0.5mg/L； 濁度：15； 懸浮物：30000不影響結晶10硬度，mg/L27200120120其他氟、汞、鉛、銅、酚、胺、環(huán)烷酸、脂肪酸、SiO2等不影響結晶有機物分子量小，不含重金屬、SiO2等根據(jù)多效MED濃縮結晶工藝的進水指標要求，我們對表1水質進行預處理試驗，預處理工藝和

28、結果見表2、表3，預處理運行費用和投資見表4。表1：原水模擬水質檢測項目(BZ)mg/L陽離子Ca2+9009Mg2+1143陰離子Cl-26200檢測項目(BZ)mg/L石油類300類似濃縮水5000COD3900表2：預處理工藝預處理工藝耗電量（度）藥品，mg/L處理方式備注石灰乳0.5300管道混合加石灰乳組合裝置除硬劑A0.115000管道混合加除硬劑A組合裝置除硬劑B0.110000管道混合加除硬劑B組合裝置沉降離心1.2離心機自動缷料絮凝劑0.1200管道混合加絮凝劑組合裝置助凝劑0.15管道混合加助凝劑組合裝置催化氣浮1.2電催化氣浮二級電催化氣浮器表3：預處理結果水質指標預處理

29、前預處理后石油類，mg/L3001.5COD，mg/L3900340濁度，NTU1005懸浮物，mg/L3000010硬度，mg/L27200110其他氟、汞、鉛、銅、酚、胺、環(huán)烷酸、脂肪酸、SiO2等不影響濃縮結晶表4：預處理運行費用費用項目耗電量（度）電費，元藥品，mg/L單價，元/噸藥費，元石灰乳0.50.0753004000.12除硬劑A0.10.015150004006除硬劑B0.10.01510000120012沉降離心1.20.15絮凝劑0.10.01520020000.4助凝劑0.10.0155120000.06催化氣浮0.60.09合計0.426 = sum(F2:F7) *

30、 MERGEFORMAT 18.58 自動缷料式臥螺式離心機是依靠固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實現(xiàn)固液分離的。圖2所示為臥螺離心機結構簡圖。圖2：自動缷料式臥螺式離心機轉鼓前方設計有一個錐段，根據(jù)物料性質的不同，按照設定的速度高速旋轉，物料在轉鼓內壁以設計速度旋轉，沿著轉鼓殼體形成一同心液層，稱為液環(huán)層。物料內所含的固體在離心力的作用下沉積到轉鼓壁上，再通過螺旋的運轉將干物料推出轉鼓。轉鼓的運轉速度直接決定分離因數(shù)，而螺旋的速差則直接影響被輸送到轉鼓外的固體含水率。它對處理量、停留時間和固體排出都有直接影響。設備尺寸320016001100，重量大于4000kg

31、，材料為316L。二級電催化氣浮器由進水室、電極總成、電解室、氣浮室、沉降室、自動刮渣器、直流電源、儲渣室、出水室、配電控制柜等組成，電極為鈦基貴金屬涂層電極，各室材料為316L。電催化氣浮器主要性能如下：1）多相催化氧化原理當陽極采用鈦電極、石墨電極和其它化學修飾電極時，陽極將沒有Fe2+產生，而陰極區(qū)則由于發(fā)生反應會產生大量的H2O2,從而使H2O2的濃度逐漸增大,增大的趨勢隨著反應時間的延長逐漸平緩。這主要是因為H2O2會被氧化分解為O2,或者被陽極氧化生成中間體HO2。陽極采用修飾電極體系的氧化性高于石墨電極，這主要是由電極材質本身的特性所造成的。修飾電極表面有缺陷位，可以強化電極附近

32、H2O失去電子的反應,促進OH的生成。同時，修飾電極具有較高的析氧過電位，電解的電流效率較高。而石墨陽極使用過程中在其表面容易發(fā)生的析氧反應將造成電極的損耗，使外層碳原子生成CO和CO2，并且逐漸溶解，導致電極間距離增大，電流效率降低。2）電絮凝原理油和懸浮物在水中的存在形式主要有浮油（100m）、分散油（10100m）、乳化油（0.110m）、溶解油（0.1m）、油固結合體（10m）和懸浮固體，電化學凝聚法除油和懸浮物的主要機制是利用電場的誘導使粒子發(fā)生偶極化：圖3 粒子經(jīng)過電極時發(fā)生誘導偶極化示意圖粒子經(jīng)電場偶極化后帶上了正負電荷，這與傳統(tǒng)粒子僅帶一種電荷不同。在流動過程中，正負電荷互相吸

33、引，兩個粒子互相接近結合成新的粒子，該新粒子在電場中再重新被偶極化，成為一個更大的帶正負電荷的粒子。圖4 偶極化粒子通過電極時的聚合過程示意圖在粒子不斷偶極化和聚合的同時，電極的正負極上會發(fā)生以下電解過程：陽極反應：2H2O -4e- O2 + 4H+ 陰極反應：4H2O +4e- 2H2 + 4OH- 電極上產生的氫氣泡和氧氣泡的數(shù)量和大小取決于電極上的電流密度，根據(jù)法拉第電解定律，每通過1F（26.8Ah)電量能產生0.0224Nm3的氫氣和氧氣。當氫氣泡和氧氣泡上升過程中自下而上會形成一個速度梯度而產生攪拌作用，大大增加了偶極化的油粒子的碰撞聚合的機會，使油粒子達到0.11mm。這些油粒

34、子在上升過程中因充滿了大量的氣體而成為海綿狀，使其密度遠小于水，故可以在極短的時間內迅速上浮而與水分離。在合適的電流密度和電極布設方式下，除油和懸浮物效果可達到95%以上。配合投加一定量的藥劑，可使去除效果進一步提高，達到99%以上。3）電氣浮原理電化學氣浮是一種用電化學方法從液相中除去原油和固態(tài)微粒等雜質的單元操作。上浮原理是含油污水通過電解池時，產生三種反應，可原位產生氫氣、氧氣、氯氣等：陰極反應： 2H + 2e H2 陽極反應： 4OH- - 4e 2H2 O +O2 2C1- - 2e Cl2通過電解水產生的氫、氧、氯氣體，攜帶污水中的膠體微粒，共同上浮，從而達到分離、凈化的目的。電

35、氣浮法所產生的氣泡粒子直徑比較小，可吸付的粒子的極限直徑就越小，處理后水的水質就越好，如氫泡為1030m，氧泡為2060m，比表面相對較大，因而與污水中雜質的相對接觸面積較大，氣泡粒子的吸附能力也較強。作為比較，一般加壓浮選法的氣泡直徑為100150m，對微膠?；驊腋∥⒘５奈侥芰^弱。下圖為汽泡直徑與可上浮的極限粒子大小的關系。圖1 汽泡直徑與可上浮粒子的極限粒子大小關系圖圖2 電流密度與水中含油量、懸浮物去除率關系圖通過圖2可以看出，含聚污水乳化油含量較高，微粒粒徑較小，一般加壓溶氣浮選法對大部分微粒無法起到作用，處理效率低。而電解氣泡即使對于小于30m的油珠也會起到上浮作用，處理效率高。

36、實踐證明電流密度越大，懸浮物與含油的去除率越高。電流密度越大，產生的活性物質越多，產生的氣泡越多，處理效果越好。4）電化學方法殺菌原理當水中氯離子濃度較大時，二級電催化氧化陽極上發(fā)生的反應主要以析氯反應為主：電解含氯離子的污水，可產生HClO和少量更高價的氯酸鹽。電極上的反應如下：陽極：2Cl - 2e C12 Cl2 + H2O HClO + HClOH-離子擴散到陽極周圍的液層中和次氯酸反應生成ClO-，并有可能進一步反應生成氯酸：12ClO- + 6H2O - 12e- 4HClO3 + 8HCl + 3H2OHClO和HClO3均是強氧化劑，對微生物有很強的殺滅效果。電解過程中產生H2

37、O2或OH，兩者均有強氧化殺菌作用。電解直接作用于細菌細胞體，在電流的作用下，破壞其細胞器，殺滅細菌。2.5低溫多效MED蒸發(fā)結晶裝置結構方案 1）多效板式濃縮蒸發(fā)器+（強制循環(huán)結晶器+晶液分離）： 殼體材料：與鹽水接觸的結構為2205雙相不銹鋼。與淡化水接觸的結構全部為304不銹鋼，保證淡化水水質不受污染。 板式蒸發(fā)器：板片為鈦TA1-A（板式換熱器用鈦板GB/T 14845-93） 冷凝器: 換熱管304不銹鋼。 2）強制循環(huán)結晶器+晶液分離： 殼體材料：與鹽水接觸的結構為2205雙相不銹鋼。與淡化水接觸的結構全部為304不銹鋼，保證淡化水水質不受污染。 強制循環(huán)加熱器：換熱管：鈦管TA2

38、 冷凝器: 換熱管304。 強制循環(huán)泵：葉輪2205雙相不銹鋼，泵殼316L不銹鋼。 3）除沫(防泛液)型式：每效采用“轉角式擋板+旋風復擋+絲網(wǎng)”三級復合除沫系統(tǒng)，確保二次蒸汽（淡化水）清潔。 4）管道、泵、閥： = 1 * GB3 給水、濃水的管道、手動閥均為316L不銹鋼。 = 2 * GB3 給水泵為氟合金材料。 = 3 * GB3 電動閥為316L不銹鋼 5）真空泵為自冷式水環(huán)泵，材質為316L不銹鋼。 6）系統(tǒng)控制：裝置的溫度、壓力、流量系統(tǒng)自動控制，液位為自整定控制儀和PLC可編程序控制器自動控制調節(jié)。變頻調節(jié)水泵流量?，F(xiàn)場人機界面為液晶觸摸屏顯示操作，中控室人機界面為計算機液晶

39、顯示器顯示操作。 7）設置消泡劑投加及計量裝置。 8）每效設置酸、堿清洗液加注口。2.6四種MED方案技術經(jīng)濟參數(shù)及比較： 通過和業(yè)主交流，結合本次EPC項目的特點，提出三效、四效、五效和六效共四種MED濃縮結晶方案，表5是四種方案比較，并且： 1）設備造價為出廠價格，未含運費、土建、安裝、冷卻塔等附屬設施。 2）蒸汽價格（0.1MPa 120）：10元/噸，電費：0.15元/千瓦時。表5：多效MED濃縮結晶方案比較技術經(jīng)濟參數(shù)MED濃縮結晶工藝方案3效4效5效6效結構：鈦板蒸發(fā)器+鈦管結晶器+2205雙相不銹鋼殼體廢水處理量(t/h)42淡化水產量(t/h)40淡化水總溶解固體（TDS）(m

40、g/L)10混合鹽產量(t/h)2濃縮率(倍)22造水比22.903.855蒸汽耗量(噸/時)（0.1MPa，110）20.113.810.48用電功率(KW)160160165170循環(huán)冷卻水量(t/h)t=716001100800620噸廢水耗蒸汽量(t/t廢水)0.490.330.250.19噸廢水耗電量(KWh/t廢水)3.813.813.934.05噸廢水耗蒸汽費用(/t廢水)4.93.32.51.9噸廢水電費(/t廢水)0.570.570.590.61噸廢水(蒸汽+電)費用(/t廢水)5.473.873.092.51年運行(蒸汽+電)費用(萬元/年)19514011090由于預處理

41、費用較高，濃縮結晶單元運行費用在總運行費用中所占比例相對較低，因此，選擇五效MED濃縮結晶方案。第三章 設計案例3.1工藝說明某電廠30t/h脫硫廢水來水條件，經(jīng)過認真研究、計算、比對，結合我們的“板式多效蒸發(fā)”技術優(yōu)勢，為此項目設計“30t/h脫硫廢水處理零排放系統(tǒng)”工程技術方案，以供選擇。初始條件：1)來水水質：下述“表一”為項目脫硫廢水來水水質表一：2)出水水質：MED出水滿足如下指標表二：參數(shù)數(shù)值總溶解固體（TDS）mg/l 20 3)熱源:采用余熱蒸汽工藝過程：30t/h上述廢水來水，設計采用MED多效蒸發(fā)結晶析鹽案進行處理，詳見“工藝方案”。廢水經(jīng)過處理，淡化純水可滿足上述“表二”

42、出水水質標準，混合鹽離心脫水后作固廢處理，或用于混凝土添加劑、溶雪劑等使用，實現(xiàn)廢水綜合利用零排放；也可以將22%近飽和濃鹽水可排至灰池，與之摻和。 工藝方案： 脫硫廢水30t/h硬度=5500mg/l軟化A預軟化1.加藥2.沉降3.微孔過濾（反洗） 4.加酸調質離子交換5.離子交換6.再生+反洗軟化鹽水30t/hTDS=75000mg/l硬度=0.1mmol/l5效MED蒸發(fā)濃縮結晶低壓余熱蒸汽7.3t/h 0.1MPa 110淡化純水27.7t/hTDS20mg/lNaCl、NaSO混合鹽(含水5%)2.3t/h3.2、裝置結構方案：（一）30t/h低溫5效MED蒸發(fā)濃縮結晶裝置： 4效板

43、式濃縮蒸發(fā)器+1效結晶蒸發(fā)器：1、殼體材料：與鹽水接觸的結構為2205雙相不銹鋼。與淡化水接觸的結構全部為304不銹鋼，保證淡化水水質不受污染。2、板式蒸發(fā)器：板片為鈦板TA1-A（板式換熱器用鈦板GB/T 14845-93）冷凝器: 換熱管304不銹鋼。 = 3 * GB2 強制循環(huán)結晶器殼體材料：與鹽水接觸的結構為2205雙相不銹鋼。與淡化水接觸的結構全部為304不銹鋼，保證淡化水水質不受污染。強制循環(huán)加熱器：換熱管鈦管TA2 強制循環(huán)泵：葉輪2205雙相不銹鋼，泵殼316L不銹鋼。（二）MED其他部分 = 1 * GB2 除沫(防泛液)型式：每效采用“轉角式擋板+旋風復擋+絲網(wǎng)”三級復合

44、除沫系統(tǒng)，確保二次蒸汽（淡化水）清潔。 = 2 * GB2 管道、泵、閥： = 1 * GB3 給水、濃水的管道、手動閥均為316L不銹鋼。 = 2 * GB3 給水泵為氟合金材料。 = 3 * GB3 電動閥為316L不銹鋼真空泵為自冷式水環(huán)泵，材質為316L不銹鋼。系統(tǒng)控制：裝置的溫度、壓力、流量系統(tǒng)自動控制，液位為自整定控制儀和PLC可編程序控制器自動控制調節(jié)。變頻調節(jié)水泵流量?，F(xiàn)場人機界面為液晶觸摸屏顯示操作，中控室人機界面為計算機液晶顯示器顯示操作。設置消泡劑投加及計量裝置。每效設置酸、堿清洗液加注口。3.3、裝置造價、技術參數(shù)和經(jīng)濟性表三、技術參數(shù)和經(jīng)濟性 技術參數(shù)工序123工藝預

45、軟化離子交換5效MED蒸發(fā)析鹽廢水處理量(噸/時)303030淡化水產量(噸/時)-27.7淡化水總溶解固體（TDS）mg/l-10混合鹽產量(噸/時)-2.3濃縮率(倍)-13造水比-4.1蒸汽耗量(噸/時)0.1MPa 120-7.3用電功率(千瓦)16.518145冷卻水量(噸/時)t=7-560噸水耗蒸汽量(公斤/噸)-250噸水耗電量(千瓦時/噸)0.550.604.8噸水用電成本(元/噸)0.190.211.69噸水蒸汽成本(元/噸)5.0平均總噸水運行成本(元/噸)7.09*電費按電廠內電價=0.35元/千瓦時，低壓余熱蒸汽按20元/噸3.4、裝置制造裝置制造周期3.5個月，安裝

46、調試1.5個月。3.5、低溫多效濃縮結晶裝置技術特點： 板式蒸發(fā)系統(tǒng)，設備體積小，換熱面積大的同時重量較輕，所以制作成本低，安裝簡單，只需要3米安裝高度；只有轉料泵，電力消耗低，；同時做到5-8效蒸發(fā)，蒸汽消耗節(jié)省很多；該系統(tǒng)完全自動化控制，需要人力少，運行成本有很大程度的降低。1.MED低溫多效蒸發(fā)濃縮結晶技術原理低溫多效蒸發(fā)濃縮結晶系統(tǒng)，是由相互串聯(lián)的多個蒸發(fā)器組成，低溫（100左右）加熱蒸汽，并被引入第一效，加熱其中的料液，使料液產生比蒸汽溫度低的幾乎等量蒸發(fā)。產生的蒸汽被引入第二效作為加熱蒸汽，使第二效的料液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)。這個過程一直重復到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其

47、它各效凝水匯集后作為淡化水輸出，一份的蒸汽投入，可以蒸發(fā)出多倍的水出來。同時，料液經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結晶析出。由此實現(xiàn)料液的固液分離。低溫多效蒸發(fā)濃縮結晶系統(tǒng)不僅可以應用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結晶處理過程，還可以應用于化工生產的濃縮過程和結晶過程中。 在工業(yè)含鹽廢水的處理過程中，工業(yè)含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置，經(jīng)過4-8效蒸發(fā)冷凝的濃縮結晶過程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點有機物）和濃縮晶漿廢液；無機鹽和部分有機物可結晶分離出來，焚燒處理為無機鹽廢渣；不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器，形成固態(tài)廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產系統(tǒng)替代軟

48、化水加以利用。2.低溫多效蒸發(fā)濃縮工藝特點該裝置采用臥式逆程給水，使相同造水噸位裝置的噸水電耗較國內外工藝減少40%-60%。由于逆程給水，廢水從低溫效依次進入高溫效，有效利用了前效的低溫二次蒸汽。每效給水為溢流式給水，水量在蒸發(fā)器上分布均勻，避免了現(xiàn)有裝置噴頭式給水不均勻易堵塞的缺點?？障到y(tǒng)采用差壓抽氣裝置，各效間準確形成設計壓差，使得裝置運行穩(wěn)定可靠。3.低溫多效蒸發(fā)濃縮結構特點：采用抽屜式結構，制造裝配、檢修維護方便；板式蒸發(fā)器，可拆卸清洗。采用板式蒸發(fā)器，可實現(xiàn)廢水高倍濃縮；無機鹽可結晶分離。采用板式蒸發(fā)器，模塊化設計，裝置結構簡單，制造工藝性好。便于大規(guī)模批量生產。裝置配套機電設備全

49、部國產化。噸水裝置制造成本較國外公司降低3040%。3.6、 設計原則本工程脫硫濃鹽水處理系統(tǒng)零排放(蒸發(fā)結晶工藝)投標方的工作范圍包括工程的設計、供貨、施工、安裝、管理、調試、消缺、竣工資料的最終交付等所有工作，也包括招標文件中要求的運行及維護的培訓，并參加由招標方組織的性能驗收試驗。蒸發(fā)結晶工藝整體性能保證由投標方負責，并滿足本技術規(guī)范書的要求。蒸發(fā)結晶工藝區(qū)域內地基處理、房屋基礎設計及施工不包含在本招標范圍內。本規(guī)范書并未規(guī)范所有的設備及材料，投標方應提供系統(tǒng)所必須的所有設備及材料，并完善整個系統(tǒng)。選用先進可靠的廢水處理工藝、設備，采用簡便的運行管理方式，降低廢水處理工程投資和運行費用。

50、設計兼顧企業(yè)今后發(fā)展擴建、改建和節(jié)能。實現(xiàn)廢水處理零排放。儀表與控制設備選型技術條件就地設備的安裝設計應考慮以下原則：(1) 工藝系統(tǒng)中在巡檢人員需監(jiān)視的地方，應設有就地指示儀表。(2) 系統(tǒng)中的調節(jié)閥應裝設開度位臵傳感器；用于二位控制(ON-OFF)的閥門開關方向各應裝設二開二閉位臵限位開關和足夠的力矩開關。(3) 就地控制設備、裝臵與PLC的常規(guī)接口信號，模擬量為420mA DC，熱電阻采用PT100三線制，開關量信號為無源接點，信號接地統(tǒng)一在PLC機柜側接地。4) 室外安裝的就地控制箱及就地儀表接線箱采用戶外型不銹鋼材質。(5)所有測量點至一次閥門采用的所有材料應符合在安全運行條件下測量

51、介質的要求。與儀表及變送器連接的儀表管材質及壁厚應與工質相適應，不得出現(xiàn)腐蝕或污染的現(xiàn)象。(6) 所有變送器能對應零到滿量程的測量范圍。(7) 所有就地儀表和執(zhí)行機構的電子部分、就地盤箱柜等含有電子部件的就地設備，其防護等級至少應滿足IP55的防護要求。并采取措施適應水處理區(qū)域腐蝕性環(huán)境的要求。(8)選用的儀表不應含有水銀等有毒物質。不得選用國家宣布淘汰的產品。嚴禁使用非標準測量元件，所有儀表采用國家法定計量單位。配供的熱工設備，壓力儀表應考慮防堵和防震的要求，溫度和料位測量儀表應有接口管座，所有就地儀表應配有安裝支架，并便于檢修和更換。投標人提供的變送器、過程邏輯開關電磁閥、控制開關、控制繼

52、電器和儀表一次閥門等設備，應采用進口品牌優(yōu)質產品流量測量(1) 采用節(jié)流方式測量流量時，應采用環(huán)室取樣方式。應帶有引出管以便于與差壓測量管路接連。節(jié)流裝臵的前后的直管段長度應符合規(guī)定。(2) 介質流向應用箭頭準確標志在測量裝臵上。分析儀表如果壓力和溫度很低，pH值等的測量儀表可就近安裝在工藝管道上。分析儀表的精度一般不低于1%滿刻度。分析儀表設備，應采用進口品牌優(yōu)質產品 第四章 接口 4.1固廢污水處理設施在運行期間，會產生一定數(shù)量的污泥。其排放情況見表。固廢排放情況污染物污染源主要污染因子排放量備注污泥離心、氣浮、結晶含油污泥30t/d有微量重金屬處置辦法：進入電廠灰渣池。4.2配電本次項目，由業(yè)主提供低壓電源，敷設至用電單體。各用電單體負荷統(tǒng)計見表。用電負荷統(tǒng)計表序號負荷名稱單位（臺）運行（備用）單臺功率(kW)負荷容量(kW)備注1氣浮處理提升泵臺1用1備5.55.5變頻控制2MED處理提升泵臺1用1備5.55.5變頻控制3產品水外輸泵臺1用1備5.55.5變頻控制4電氣浮裝置臺1級1212自帶控制柜2級24245加藥裝置臺62.515自帶控制柜6自動缷料臥螺離心臺15555