1、水处置基础知识培训教材SKCC-007-T-0101第 1 页共90页 水处理基础知识1供培训用许胜先孙可峰姜涛版次说 明编制人审核人批准人批准日期编制部门公用工程发布日期实施日期本文件知识产权属宁波禾元化学有限公司所有，XX许可或批准，不得对公司以外任何组织或个人提供；任何外部组织或个人擅自获取、使用、转让文件的行为均属侵权。一系统简介1系统简介32系统设计基础33系统设计原则4二除盐水、凝结水站1水站概述52生产工艺原理63工艺流程说明244主要设备简介255主要控制回路简介316三废排放简介35三循环水场1循环水场概述362技术分类及特点403设计基础464生产工艺原理465工艺流程说明
2、536主要设备简介557主要控制回路简介56四污水处理场1污水场概述572生产工艺原理573工艺流程说明694工艺流程图885三废排放简介90一、一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、介十五、 一、系统简介1 系统简介禾元化学公用工程水处置系统为年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目的配套项目，装置内有除盐水、凝结水站、循环水场和污水处置场。除盐水、凝结水站包括除盐水站、凝结水站、给水（及消防）加压站。除盐水站采纳反渗透+两级混床处置工艺，水站设计能力为340 m3/h;凝结水站要紧通过搜集来自主装置的高温凝液，经换热降温后由活性炭+混床处置生产出合格的除盐水，设计能力
3、 为400 m3/h。除盐水站、凝结水站为主装置、高温高压锅炉及化验室提供除盐水，供水压力为,出水水质pH值78，电导率s/cm，SiO2 mg/L，Na10ug/L,Fe30ug/L,Cu5ug/L,硬度0 mg/L，油L。给水（及消防）加压站为全厂提供生产、生活及消防用水。循环水场要紧供给主装置、公用工程及各用户循环冷却用水，统计水量为65960 m3/h，设计规模为68000 m3/h，循环冷却水给水温度33，循环冷却水回水温度43，供水压力，回水压力。循环水系统中氯离子含量600 mg/L。污水处置场包括污水处置系统、雨水系统（1#雨水泵站、2#雨水泵站、雨水检测排放池）污水处置系统处
4、置来自主装置的生产废水,统计水量476.65 m3/h，全厂生活污水统计水量13 m3/h，污水处置厂规模按500 m3/h设计。全厂系统雨水管网采纳暗管排水方式，雨水系统设2座雨水提升泵站。1雨水提升泵站设计规模14400 m3/h,2雨水提升泵站设计规模9000m3/h（其中雨水监控设施与2雨水提升泵站合建）.2系统设计基础本系统为宁波禾元化学年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目的配套的公用工程项目，本系统为项目提供全厂生产、生活用水和消防用水，循环冷却水和全厂污水处置，其设计基础要紧依据如下：浙江天圣控股集团宁波禾元化学年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目可行性研究报告委托书；专利商提供
5、相关技术资料；宁波禾元化学提供的可行性研究报告基础资料及两边往来、会议记要及电子邮件等。宁波禾元化学有限公司提供的与该项目有关的基础资料。国家、行业、地址有关的标准标准；浙江天圣控股集团宁波禾元化学与中国石化洛阳石化工程公司签定的设计合同； 相关会议记要；3系统设计原那么严格遵循国家、行业、地址的法律法规、标准标准和相关规定。给排水及消防设计采纳国内外先进靠得住的工艺技术，在技术经济上达到世界先进、国内一流的水平。知足平安、卫生、环保的要求，落实环境阻碍报告书及其批文对环保的要求；遵循项目业主的投资效益和本地的社会效益和谐统一、经济效益和环境效益和谐统一的原那么。在做好主装置设计的同时，注重节
6、能、环保、平安、消防、抗震、劳动平安及工业卫生的配套设计。“三废”排放必需符合国家有关标准的要求。坚持工厂设计模式改革，优化工艺方案，合理设置操作职位，尽可能做到节约占地，节省工程投资、减少定员。采纳集中治理监视、分散操纵的操纵手腕，提高自动化水平，降低劳动强度.力求运行靠得住，操作简单，维修方便。优化用水工艺，一水多用、重复利用。如采纳酸性水汽提净化水替代新鲜水，用作装置注水和洗涤水等。并采纳污水回用技术，节约淡水资源，减少排污。设备、材料选型靠得住，降低能耗，降低生产本钱，节省能源。充分依托利用宁波化学工业区公用工程及辅助设施，以节省工程投资、提高经济效益。“预防为主，防消结合”的消防工作
7、方针，依托工业园区现有消防站 二、除盐水、凝结水站1水站概述简介除盐水、凝结水站为宁波禾元化学年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目配套的除盐水系统，由中国石化集团洛阳石油化工工程公司设计。站内包括除盐水站、凝结水站，给水（及消防）加压站。除盐水、凝结水站为DMTO等主装置、高温高压锅炉及化验室提供除盐水，给水（及消防）加压站为全厂提供生产生活用水及全厂的消防用水。设计能力1.2.1除盐水站除盐水站设计能力为340m3/h,要紧由预处置系统、反渗透装置及二级混床离子互换系统及配套的加药装置和化学清洗装置组成;其中预处置系统有多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器组成。本站原水是宁波碧海公司供给
8、的工业水，在原水进入预处置系统前管道中加入絮凝剂，在管道混合器中均匀混合后，水中的胶状物凝聚，降低了悬浮物含量，提高了过滤成效，减轻了反渗透膜污染。预处置出水在列管式换热器中与蒸汽换热后由反渗透高压泵进入反渗透膜除去大部份盐类。反渗透产水在脱碳塔中去除水中的二氧化碳后至中间水池，然后由中间水泵升压至二级混合离子互换器深度除盐后送达除盐水箱。除盐水站内预处置出水水质：SDI4，浊度1NTU,余氯L,Fe mg/L;混床出水水质：pH 7-8，Conds/cm, SiO2 mg/L，铜5g/L,Fe mg/L。1.2.2凝结水站凝结水站的设计能力为400m3/h,来自主装置的高温凝液在换热器中与送
9、往用户的二级除盐水换热后，进入凝液缓冲水箱，然后通过凝液提升泵通过除铁过滤器去除水中的水中悬浮物及氧化铁颗粒物质，然后再经度日性碳过滤器，混合离子互换器，到除盐水箱，凝结水站来水指标：总铁250 mg/L，Cond10s /cm，SiO2 mg/L，COD10 mg/L，SS5 mg/L；凝结水站产水指标：Conds/cm, SiO2 mg/L，铜5g/L,Fe mg/L 。 1.2.3给水（及消防）加压站 给水站内生产给水设计规模1850m3/h，正经常使用水量为1025 m3/h，最大用量为1802 m3/h，生产给水泵的能力为620 m3/h（三用一备）生产水泵0515-P-04AD大体
10、参数：流量Q：620m3/h，扬程H：40m，电机功率：110KW。消防供水系统采纳独立的稳高压环状供水系统，系统压力为 ，消防水设计规模450L/S，厂区最大一处消防火灾时用水量450L/S，消防系统保有水量12000 m3，消防水泵设置为一台电动消防泵，两台柴油泵，两台稳压泵，在平常由消防稳压泵维持消防管网压力。本消防水给水泵由1台电动消防给水泵、2台柴油机消防给水泵、2台消防稳压泵组成，大体参数如下：序号位号名称型号单位数量10515-P-01电动消防泵Q=225L/S，H=120m，N=400KW台120515-P-02A/B柴油机消防泵Q=225L/S ，H=120mN=450KW台
11、230515-P-03A/B消防稳压泵Q= 15L/S，H=80m， N=22KW台2生活用水有两台无负压增压泵（一用一备）供给。生活水泵0515-MP-01大体参数：流量Q：40m3/h，扬程H：40m，电机功率：。2生产工艺原理除盐水处置单元2.1.1多介质过滤器多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物，滤料高度为1200mm属于一般快滤设备。要紧用于滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质，保证预处置出水浊度1NTU，保证RO系统进水的污染指数(SDI)4。含有悬浮物颗粒的水在管道混合器中与絮凝剂充分混合，使水中形成胶体颗粒的双电层被紧缩。当水从上流经滤料时，水
12、中部份的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这确实是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。另外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机遇及时刻与滤料表面彼此碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。当胶体颗粒流过量介质过滤器的滤料层时，滤料裂缝对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在
13、滤料表面。当在滤料表层截留了必然量的污物形成滤膜，随时刻推移过滤器的前后压差将会专门快升高，直至失效。现在需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动，从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。正常情形下，当进出口压差达到必然值时停止运行进行反冲洗，反洗后再通过正洗投入运行，反洗采纳反渗透浓水，反洗时，在进水同时送入紧缩空气，擦洗滤料，紧缩空气强度为1825升/秒米保证了多介质过滤器的反洗质量，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并避免滤料板结，使其充分恢复截污能力。过滤器底部布水装置采纳多孔板水帽，内装填料，利用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗
14、粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂。石英砂滤层高度800mm，无烟煤滤层高400mm，如此能够充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力保证良好的过滤成效，且可不能在反洗进程中显现乱层现象。本装置选用7台多介质过滤器（6用1备），单台正常出力80m3/h，平均运行流速7.0m/h。2.1.2活性碳过滤器活性炭能够吸附水中的有机物、余氯和少量油污，降低COD含量，去除水中的臭味、色度和残留的浊度，避免余氯对复合膜的氧化。活性碳过滤器运行一段时刻后活性炭表面被吸附质所占据，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了,这时将通过逆流反洗和气水擦洗的方式把吸附在活性炭表面的，反洗水
15、也是采纳反渗透浓水，本装置由5台活性炭过滤器（4用1备），单台正常出力120m3/h，平均运行流速12.0m/h。2.1.2.1 吸附的机理溶质从水中移向固体颗粒表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者彼此作用的结果。引发吸附的要紧缘故在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。溶质的溶解程度是确信第一种缘故的重要因素。溶质的溶解度越大，那么向表面运动的可能性越小。相反，溶质的憎水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种缘故要紧由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或键力所引发。与此相对应，可将吸附分为三种大体类型：互换吸附、物理吸附、化学吸附。在实际的吸附进程中，上述几
16、类吸附往往同时存在，难于区分。2.1.2.2 阻碍吸附的因素 阻碍吸附的因素是多方面的，吸附剂结构、吸附剂性质、吸附进程的操作条件等都阻碍吸附成效。2.1.2.吸附剂的性质由于吸附现象发生在吸附剂的表面上，因此吸附剂的比表面积越大，吸附能力就越强，吸附容量也就越大，因此比表面积是吸附作用的基础，在能知足吸附质分子扩散的条件下，吸附剂比表面积越大越好。例如，粉状活性炭比粒状活性炭性能好，要紧缘故就在于它的比表面积比粒状活性炭的大。吸附剂的种类不同，吸附成效就不同。一样来讲，极性分子型吸附剂易吸附极性分子型吸附质，非极性分子型吸附剂易吸附非极性的吸附质。另外，吸附剂的颗粒大小、孔隙结构及表面化学性
17、质对吸附也有专门大阻碍。2.1.2.吸附质的性质某种吸附剂对不同的吸附质的吸附能力是不同的。吸附质在水中的溶解度对吸附有较大阻碍。一样吸附质的溶解度越低，越容易被吸附，而不易被解吸。通常有机物在水中的溶解度是随着链长的增加而减小的，而活性炭的吸附容量却随着有机物在水中溶解度的减少而增加，因此活性炭在原水中对有机物的吸附容量随着同系物分子量的增大而增加。如活性炭从水中吸附有机酸的吸附容量的顺序是：甲酸乙酸丙酸丁酸。吸附质分子大小和不饱和度对吸附也有阻碍。用活性炭处置原水时，对大分子有机化合物的吸附成效较小分子的有机化合物好。吸附质的浓度对吸附也有阻碍。当原水中吸附质的浓度很低时，随着浓度的增大，
18、吸附量也增大，但浓度增大到必然程度后，再增加浓度，吸附量所有增加，但很慢，这说明吸附剂表面已大部份被吸附质所占据。当全数吸附剂表面被吸附质所占据时，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了。2.1.2.吸附操作条件的阻碍在原水处置中，进水水质和选用的吸附剂确信后，吸附成效要紧取决于吸附进程的操作条件，如温度、吸附接触时刻、原水的pH值等。原水处置的吸附进程主若是物理吸附，是放热反映，温度高那么无益于吸附进程，而温度低那么有利于吸附，因此往往是常温吸附、升温解吸。在吸附进程中，应保证吸附质与吸附剂有必然的接触时刻，使吸附接近平稳，充分利用吸附能力。吸附平稳所需的时刻取决
19、于吸附速度，吸附速度越高，达到吸附平稳所需的时刻越短。在实际操作中要操纵进水的流速不宜过大或过小。流速过大，无益于两相充分接触，流速过小，阻碍设备的生产能力。原水处置中，pH值对吸附的阻碍要紧由于pH值对吸附质在水中的存在形式（分子、离子、络合物）有阻碍，进而阻碍吸附成效。吸附剂及其再生a吸附剂从广义而言，一切固体物质的表面都有吸附作用，但事实上，只有多孔物质由于具有专门大的比表面积，才能有明显的吸附能力，才作为吸附剂。原水处置进程中应用的吸附剂主若是活性炭。活性炭是一种非极性吸附剂，是由含碳为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前工业上大量
20、采纳的是粒状活性炭。活性炭要紧成份除碳之外，还有少量的氧、氢、硫等元素，和含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳固的化学性质，能够耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。b吸附剂的再生吸附剂达到必然的吸附饱和度以后，必需进行再生，以达到重复使用的目的。因此再生是吸附的逆进程。目前，吸附剂的再生方式有热处置、化学氧化、溶剂法等。在水处置中，应用较多的是热处置法。热处置再生活性炭一样分三个步骤进行：(1)干燥加热到100150，将吸附在活性炭细孔中的水分（含水率快要40%50%）蒸发出来，同时部份低沸点的有机物也随着挥发出来。(2) 炭化水分蒸发后，继续加热到700，这时，低沸点有机
21、物全数脱附。高沸点的有机物由于热分解，一部份成为低沸点的有机物被脱附，另一部份被炭化，残留在活性炭微孔中。（3）活化将炭化后留在活性炭微孔中的残留碳通入活化气体（如水蒸气、二氧化碳及氧）进行气化，达到从头造孔的目的。活化温度一样为7001000。 2.1.3自清洗过滤器系统在长期运行过滤进程中，有可能显现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并阻碍反渗透正常进行。活性碳过滤器出出水第一通过自清洗过滤器粗滤网滤掉较大颗粒的杂质，然后抵达细滤网。在过滤进程中，细滤网慢慢积存水中的脏物、杂质，形成过滤杂质层，由于杂质层堆积在细滤网的内侧，因此在细滤网的内、外双侧就形
22、成了一个压差。当过滤器的压差达到预设值时，将开始自动清洗进程，其间净水供给不断流，清洗阀打开，清洗室及吸污器内水压大幅度下降，通过滤筒与吸污管的压力差，吸污管与清洗室之间通过吸嘴产生一个吸力，形成一个吸污进程。同时，电力马达带动吸污管沿轴向做螺旋运动，吸污器轴向运动与旋转运动的结合将整个滤网内表面完全清洗干净。系统在长期运行过滤进程中，有可能显现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并阻碍后续工艺的正常进行。可保证整个工艺能持续正常运行，确保万无一失。2.1.4保安过滤器保安过滤器学名周密过滤器，因为周密过滤器一样放在其他过滤设备后面保障系统平安避免预处置中未
23、能完全去除或新产生的悬浮颗粒及铁锈等进入系统是原水进入反渗透前去除颗粒的最后保障。反渗透膜的厚度约为10m 左右，如颗粒浓度太高，容易堵塞反渗透膜；如颗粒粒径过大，在颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成漏盐，同时划伤高压泵的叶轮。滤芯采纳大流量折叠滤芯过滤精度为5m。2.1.5除二氧化碳器（脱碳塔）CO2的存在会增加离子互换专门是阴离子互换的负担，缩短阴离子互换的再生周期，增加运行本钱，阻碍产水水质。因此，利用脱碳器去除水中的游离CO2是十分必要的。采纳大气式脱碳器，即来水从上部进入，经布水装置淋下，通过填料层后，从下部排入中间水池。用来除CO2的空气是由鼓风机从脱碳器底部送入，通过填
24、料层后由顶部排出。在脱碳器中，由于填料的阻挡作用，从上面流下来的水被分散成许多小股水流、水滴或水膜，以增加空气与水的接触面积。由于空气中的CO2的的量很少，它的分压约为大气压的%，因此当空气和水接触时，水中CO2便会析出被空气带走，排至大气。脱气后，出水的CO2含量可降低到5mg/L以下，脱气水流入塔底的储水池中，由泵提升进入至混床。2.1.6反渗透装置 2.1.6.1反渗透简介反渗透是二十世纪后期迅速进展起来的膜法水处置方式，它是苦咸水处置、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方式之一。它中心技术是反渗透膜，该膜是一种用特殊材料和加工方式制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力的
25、作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的。早在1748年就法国人Abble Nellet就发觉了渗透现象。1950美国人Hassler提出了利用与渗透相反的进程进行海水淡化的假想。可是，只有当1960年洛布(Loeb)与素里拉简(Sourirtajan)用醋酸纤维素作材料、研制成第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜以后，反渗透技术才从可能变成现实。1960年世界第一张不对称醋酸纤维膜的显现使反渗透膜应用于工业上制水成为可能。初期是板式膜、管式膜，在六十年代中、后期显现了卷式、中空纤维膜，七十年代初期又研制出海水淡化膜。在1972至1977的五年间，世界范围内的反渗透装
26、置数量增加了15倍，制水容量增加了41倍，直至八十年代以后仍以14-30%的速度递增。反渗透除在苦咸水、海水淡化中利用外，还普遍应用于纯水制备、废水处置和饮用水、饮料和化工产品的浓缩、回下班艺等多种领域。反渗透水处置工艺大体上属于物理方式，他在诸多方面具有传统的水处置方式所没有的优良特点： 反渗透是在室温条件下，采纳无相变的物理方式得以使水淡化、纯化，产水中的二氧化硅 少，去除率可达%，有机物、胶体等物质，去除率可达到95%；依托水的压力作为动力，其能耗在众多处置方式中最低；化学药剂量少。无需酸、碱再生处置；无化学废液及废酸、碱排放，无酸碱中和处置进程，无环境污染；系统简单、操作方便，产水水质
27、稳固；适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、海水以至污水的处置，也适用于低含盐量 的淡水处置。设备占地面积少，需要的空间也小；运行保护和设备维修工作量少。2.1.6.2反渗透原理2.1.6.半透膜半透膜是普遍存在于自然界动植物体器官上的一种选择透过性膜。严格地说，是只能透过溶剂（通常指水）而不能透过溶质的膜。工业利用的半透膜多是高分子合成的聚合物产品。2.1.6.渗透、渗透压当把溶剂和溶液（或把两种不同浓度的溶液）别离置于此膜的双侧时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液（或从低浓度溶液向高浓度溶液）侧流动，这种现象叫渗透，若是上述进程中溶剂是纯水，溶质是盐份，当用理想半透膜将他们分隔开时，纯水侧
28、会自发地通过半透膜流入盐水侧， 纯水侧的水流入盐水侧，盐水侧的液位上升，当上升到必然程度后，水通过膜的净流量等于零，现在该进程达到平稳，与该液位高度差对应的压力称为渗透压。一样来讲，渗透压的大小取决也溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身无关。通常可用下式计算渗透压。CRT 渗透压 R 气体常数C 浓度差 T 温度2.1.6.反渗透系统流量和物料守衡在反渗透系统中，水体流量和水体中的各项物质的量老是维持不变的，它存在着两个平稳方程：Q1=Q2+Q3（1） Q1C1=Q2C2+Q3C3 （2）Q1原水流量 Q2产水流量 Q3浓水流量C1原水中物质浓度 C2产水中物质浓度 C3浓水中物质浓度从平稳方
29、程（1）咱们能够看出，在维持原水水量恒定的话，要提高产水，能够通过减少浓水来实现，反之亦然；同理，在流量不变的情形下，由平稳方程（2）能够看出，产水水质越好，浓水的水质就越差。2.1.6.反渗透膜膜的分离透过特性指标包括脱盐率、回收率、水流通量及流量衰减系数（或膜通量保留系数）脱盐率（Salt Rejection）指给水中总溶解固体物（TDS）中未透过膜部份的百分数。脱盐率=（1-产品水总溶解固形物/给水总溶解固形物）X100%回收率（Recovery）指产水流量与给水流量之比，以百分数表示。回收率=（产品水流量/给水流量）X100%一样阻碍回收率的因素，要紧有进水水质，浓水的渗透压、易结垢物
30、质的浓度、污染膜物质等因素。 水通量（Flux）为单位面积膜的产水流量，与进水类型有关。膜的水通量和脱盐率是反渗透进程的关键的运行参数。这两个参数将受到以下因素的阻碍，要紧有：压力给水压力升高，水通量增大，产品水含盐量（TDG）下降，脱盐率提高。温度在提高给水温度而其它运行参数不变时，产品水通量和盐透过量均增加。温度升高，水的粘度减小，一样产水量可增大2-3%；但同时温度升高，膜的盐透过率系数Ks变大，因此盐透过量有所增加。膜生产厂家提供的膜水通量参数,是在水温25条件下测定.而RO膜的水通量与进水水温关系极大,水温每下降1,水通量下降3%.回收率增大回收率，产品水通量下降，是因为浓水盐含量增大，致使渗透压升高，在给水压力不变的情形下，P-变小，因此
