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1、一、工程概况XX公司主要生产水泥，目前公司响应环保号召，进行最大可能的水资源综合采用，开展最大限度的污水回用，实现污水的零排放。目前生产用水取自河水，经过竖流沉淀池和过滤处理后用于循环冷却水，同时，反渗透浓水、处理后的生活污水、雨水、矿渣废水和少量的生产废水也经过竖流沉淀池和过滤处理后用于循环冷却水。生产过程污水流向图见图Io依据现场取样的水质检测数据见表Io由表1的水质数据可知，由于进水河水未经软化，冷却塔中的水在循环蒸发过程中不断浓缩，钙离子、镁离子、氯离子相应增加，排污水含盐量大，增加反渗透处理压力；反渗透浓水含盐量高，循环过程中加剧了冷却塔结垢；矿渣废水含有大量盐分、氯离子含量高，腐蚀
2、管道。造成了循环水质越来越差，不能满意工艺生产的要求，且管道腐蚀严峻。因此急需对原水、反渗透浓水、矿渣废水进行处理。图1目前生产过程污水流向图表1水质检测数据单位：mg/L取样点检测项目指标（mg/L）冷却塔TDS32300总硬度3964氯离子5040氟离子13.07COD766河水COD38TDS1220生产水COD46TDS1220总硬度272地沟样TDS3040总硬度440矿渣样TDS44400钙离子1260镁离子17.4氯离子7470氟离子12.35A栋取样点COD605TDS29400二、设计规模依据业主供应资料，原水软化处理规模为1500m3d,反渗透浓水处理规模为20n?心矿渣废
3、水处理规模为4m3d三、设计要求实现废水零排放，循环水水质满意工艺生产要求，矿渣废水处理后对管道完全无腐蚀影响。四、工艺设计1、工艺流程本方案设计对原水进行石灰纯碱软化法处理，对反渗透浓水和矿渣废水使用蒸发结晶的工艺进行处理（或将反渗透浓水和矿渣废水外运由专业单位处置）。该工艺技术先进、系统运行稳定、牢靠，处理工艺流程见下图。图1废水零排放处理工艺流程图2、工艺说明(一)石灰纯碱软化对于硬度高、碱度低的水采纳石灰-纯碱软化法进行处理。石灰能去除水中二氧化碳和碳酸盐硬度，纯碱能去除水中的非碳酸盐硬度。为避开投加生石灰(Cao)产生的灰尘污染，通常先将生石灰溶于水中，成为氢氧化钙(通常Ikg生石灰
4、约需23kg水),这称为石灰的消化反应。CaO+H2OCa(OH)2原水中加入石灰乳后，先去除水中的C02：Co2+Ca(OH)2CaCO3J+H2O然后将水中的临时硬度去除，其反应如下：(1) Ca(HCO3)2+Ca(0H%2CaCO3J+IH2O(2) Mg(WCO3)2+Ca(OH)2MgCO3J+CaCO3J+IH2O(3) MgCO3+Ca(07)2Mg(OH)2+CaCO34其中(2)(3)步反应之和可写成：Mg(HCO3)2+2Ca(OH)22CaCO3J+Mg(OH)2J+2H1O但是水中的永久硬度和负硬度却不能用石灰处理的方法去除，由于镁的永久硬度和负硬度和消石灰会产生下列
5、反应：MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2J+Ca5O4MgcI2+Ca(OH)2Mg(OH)2J+CaCl2INMCOy+Ca(OH)2CaCO3J+Na2CO3+IH2O镁的永久硬度全部转化为溶解度很大的钙永久硬度。加入纯碱碳酸盐，可以去除水中的非碳酸盐硬度(永久硬度)。去除水中的永久硬度：CaSO4+TVa2CO3CaCO3J+/Va2SO4CaCl2+Na2CO3CaCO3J+2NaClMgSO4+Na2CO3MgCO3J+TVa2SO4MgCl2Na2CO3MgCo3J+2NaCl在PH较高时，MgCO3很快水解：MgCO3+H2OMg(OH)2J+CO2T可去除部分临时硬度：C
6、a(HCO3)2+TVa2CO3CaCO3J+2NaHCo3Mg(HCO3)2+Va2CO3MgCO3J+2NaHCo3MgCo3+H2OMg(OH)2J+CO2T石灰-纯碱法可加入混凝剂促进沉降。经过石灰纯碱法处理后，原水(河水)的硬度大大降低，从源头降低硬度,避开冷却塔结垢、腐蚀。降低反渗透处理负荷。工艺流程概述石灰乳制备及投加：生石灰通过螺旋给料机进入石灰乳储罐制成石灰乳，生石灰与水混合反应产生Ca2+、OH-并形成氢氧化钙过饱和溶液，由此结晶出固相Ca(OH)2,水化反应产生的蒸汽把水加热至90-100C,然后用这些热水将生石灰熟化成30%左右的熟石灰浆料，最终在石灰乳配置草稀释到5%
7、左右的石灰乳液。由于石灰乳分散性较高，具有自发分散、结块的趋势，在贮存过程中必需不断搅拌，使之保持悬浮状。通过活塞式计量泵送至机械搅拌澄清池。搅拌箱流出的石灰乳中所含的杂质和细砂，可用捕砂器去除。纯碱及混凝剂投加：将纯碱和混凝剂分别配成溶液，使用活塞式计量泵送至机械搅拌澄清池。机械搅拌澄清池：属于泥渣循环型澄清池，其特点是采用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应，然后经叶轮提升至其次反应室连续反应，以结成较大的絮粒，再通过导流室进入分别室进行沉淀分别。适用于石灰软化水的澄清。无阀滤池：来水由进水管送入滤池，
8、经过滤层自上而下进行过滤，滤后的清水从连通管进入清水箱进行贮存。水箱布满后，水从出水槽遗留入清水池。滤池运行中，滤层不断截留悬浮物，滤层阻力渐渐增加，促使虹吸提升管内的水位不断提升。当水位达到虹吸帮助管管口时，发生虹吸作用，则水箱中的水自下而上地通过滤层对滤料进行反冲洗。此时滤池仍在进水，反冲洗开头后，进水和冲洗排水同时经虹吸提升管、下降管排至排水并排出。污泥处理：污泥进入污泥浓缩池降低含水率，再经过板框压滤机处理后外运。（二）蒸发结晶本项目产生的反渗透浓水、矿渣废水可以通过蒸发结晶处理最终实现零排放。由于现场已经有余热锅炉，可以采用余热锅炉产生的蒸汽进行蒸发结晶。本方案采纳三效蒸发器。三效蒸
9、发器能长期稳定运行，可间隙操作，噪音小，投资小，故障率低。产生的冷凝水回用不外排。2第二我加绒第8.*nS第二效分器11小泵3 第三效加加局9冷凝点 6 -三效分惠88 A雯莓汽送口儿冷媵水出口I冷却水透口1冷M水出G至水环式JC空蒙(1)工艺流程概述采纳三效管式外加热式自然循环加强制循环蒸发形式。该过程主要设施由一效加热器和一效分别器、二效加热器和二效分别器、三效加热器和三效OSLo结晶分别器、冷凝器、循环泵、真空泵等构成。物料流向：料液由业主送至一原料罐一进料泵送至冷凝水预热器与一效生蒸汽产生的冷凝水进行换热。再到一效加热器，料液从加热器经由喷管喷入一效分别器，重组份由弯道回到加热器，再次
10、受热又喷入分别器形成循环。料液喷入蒸发室时成雾状，水分快速蒸发，高效。料液采用压力差到二效自然循环蒸发，再到三效强制循环蒸发，三效配备OSLO结晶器。热饱和料液连续加到循环管下部,与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部四周流入结晶器，并由送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积,使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒及上清液则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱，而结晶产品从淘析柱下部卸出。本套设施连续进料、连续出料。蒸汽流向、冷凝水流向：生蒸汽经过调整阀进入到一效加热室壳程。
11、一效管程内的废水受热蒸发在一效分别器生成低压蒸汽，到二效加热室的壳程作为二效蒸发的热源，同样管程内的废水受热蒸发在二效分别室生成低压蒸汽到三效作为其热源，三效的低压蒸汽最终进入到乏汽预热器，与原料进行换热再到间接冷凝器冷凝成冷凝水，一效、二效、三效加热室壳的蒸汽冷凝成冷凝水排出和三效低压蒸汽生成的冷凝水一起进入冷凝水罐经过冷凝水泵到业主回用地点进行回用，不外排。（2）蒸发器设施主要构成及特点加热器加热室的基本结构是用数百根加热管以胀焊接的方式固定在上下两个管板之间，上下管板焊接密封在一个圆形直筒体内，为增加换热效果及爱护加热管，筒体内还设计有“折流板”等各种内构件组成了加热室。加热蒸汽在加热室
12、内通过加热管的管壁对料液进行加热的，释放出“潜热”后变成相同温度的冷凝水排出，进入各效的冷凝水罐；料液汲取大量热量后温度快速提高，并马上达到本效工作状态下的沸点，对加热管实行的爱护措施：a）在加热室蒸汽入口设置了防冲力挡板，可防止蒸汽加热管的强力冲击，防止加热管的早期损坏。b）依据加热管的长度，增加了折流板的设置，能有效约束加热管在蒸汽作用下的震惊，同时延长了蒸汽在加热室的停留时间，蒸汽冷凝效果好，热效率高。c）折流板的管孔缘采纳圆滑的过渡设计，有效避开因加热带来的震惊而被折流板管孔切割造成的加热管早期损坏。d）加热管与管板采纳胀接与焊接，避开了因焊接形成的应力集中和运行中的应力腐蚀。同时便于
13、运行多年后，业主能简便地自行更换损坏的加热管。分别器在稳定的循环流量下，溶液在分别室中形成一个液面，经加热后达到本效沸点的溶液在此进行大量的“扩容闪蒸”（也叫做“自蒸发”），“二次蒸汽”从液面逸出的速度依据各效热工状态的不同而相差极大，逸出速度愈高，将不行避开的携带少量溶液，即生产中所说的“二次蒸汽带料”，设计中正确选择各效最相宜的二次蒸汽逸出速度，以确定该效分别室的基本结构，保证该效应当达到的蒸发量以及二次蒸汽冷凝水的质量，是设计中必需解决的一个重要的问题。预热装置当物料在进入加热器以前，其温度通常低于所需要的加热温度，假如液体太冷则部分加热而被用来预热产品，因而使蒸发速率降低，在极端状况下
14、，蒸汽甚至会在液体中冷凝，导致操作不稳定，所以必需将物料预热，使物料的温度达到进料效加热器的沸腾温度。结晶分别器除了上述分别器所具有的功能以外，最重要的是分别结晶器具有了晶液分别的功能，特殊是晶体有了生长的空间，针对有些成品要求大的晶体特殊适用。其运行工艺如下：经加热器加热的料液由进料管上行至溢流口，呈瀑布状匀称降落,析出的晶粒在液体中悬浮作流态化运动。微小晶粒从结晶成长段的下部提升，不断接触液化的晶体，大的晶体渐渐下沉，并由出料泵排出结晶室。小的晶粒渐渐提升，随液体从成长段上部排出，经管道吸入循环泵，再次进入加热器对溶液进行加热。通常晶体沉落底部后会堵塞晶体出料管，所以配置有搅拌装置，防止晶
15、体堵塞出料管道。冷凝器在蒸发过程中产生的蒸汽热量被用于加热下几效，用于预热或蒸汽再压缩作为加热介质，来自蒸发装置的最终一效的残余蒸汽不能采纳以上一种方法采用，必需被冷凝，蒸发装置可以配置表面式冷凝器。冷凝水进入冷凝器快速与二次蒸汽接触，将二次蒸汽冷凝，使低温蒸发成为现实，主要装置在真空下操作，可能会发生空气泄露。此外，惰性气体可能与产品一起进入设施，使得真空度和蒸发速率同时下降，因此，必需使用真空泵确保真空，并与冷凝器的最佳段连接，通常我们都使用水环式真空泵，其操作性能较为牢靠。整套装置操作简便，一般1人就可操作，在蒸汽压力相对稳定的状况下，操作人员巡察即可。配置PLC自控系统，更加便利简捷。最终蒸发结晶出的残渣，由专业单位进行处置。
