煤化工水处理工艺设备及工艺设计培训材料

XX煤化工水处理工艺设备培训气象资料：建厂地区自然条件见总图运输专业有关章节，气象资料详见总论。有关给水排水专业的气象参数如下：冷却塔设计干球温度：34℃；冷却塔设计湿球温度：27.7℃；冷却塔设计采用的大气压：97324Pa。年平均降雨量：1301.4mm；年平均蒸发量：109.07mm；年平均速：1m/s；年主导风向：SW及W；冻土：无。水处理专业范围（1）净水站（含原水净化、消防水池、生产水池、二级加压泵房、消防水泵房、生产生活供水设施等）；（2）循环水站；（3）脱盐水站；（4）污水处理装置；（5）污水回用装置；（6）全厂给排水管网；（7）室内给排水系统本项目最终规模为60万吨/年醋酸，配套的甲醇装置规模为31万吨/年；甲醇装置处于厂区南侧、醋酸装置处于厂区北侧（二期预留）。根据相关会议纪要，由于甲醇装置和醋酸装置分别处于2个区域，为节约循环水管线投资，一期工程的循环水站规模只考虑31万吨/年的甲醇装置及其配套设施所需的循环水，醋酸装置的循环水站将在二期预留区域另建，一期工程不再考虑。然而，净水站、脱盐水站、污水处理和污水回用等各水系统装置，均考虑了醋酸装置（包括二期醋酸装置的循环水补水和排水回收）的给排水需求。由于醋酸装置所需脱盐水和所排污水的水量未定，且预期水量很小，所以脱盐水站和污水处理装置的规模确定原则为“考虑一定的裕量”。13.1.1.3主要设计规范及标准（1）《室外给水设计规范》GB50013-2006（2）《室外排水设计规范》GB50014-2006（3）《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102-2003（4）《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-95（5）《化工企业循环水冷却水处理设计技术规定》HG/T20690-2000（6）《工业用水软化除盐设计规范》GBJ109-87（7）《建筑设计防火规范》GB50016-2006（8）《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999年版）（9）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（10）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85），供工业水水质参考。（11）《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006，用于生活饮用水。（12）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）（13）《城市污水再生利用分类》（GB/T18919-2002）13.1.1.4设计原则（1）给水系统按分质、分压的原则进行系统的划分；严格遵守国家有关方针和政策，采用高效、节能的系统和设备，做到技术先进可靠，经济合理，并遵照节约用水的原则，做到一水多用，循环用水。（2）排水系统按清污分流的原则进行系统的划分，做到清污分流，污染雨水和净雨水分流，污水处理后达标排放。（3）对排水尽量做到回收利用，尽量减少外排废水。（4）严格按照国家有关设计标准和规范的要求进行设计。13.1.1.5全厂用水排水量根据全厂水量平衡，本工程原水总用量正常为1018.1m3/h，最大为1422.5m3/h；其中生活用水正常10m3/h（最大20m3/h），由工业园区生活水管网供应；另需从厂外水库取原水1008.1m3/h（正常），最大1402.5m3/h。工业用水正常974.1m3/h（最大1355.4m3/h），全部为净水站产水，其中770.1m3/h（最大1087.4m3/h）为本工程（一期工程）用水，另有204m3/h（最大268m3/h）供往醋酸装置（二期工程）作为循环水补充水和其它工业用水。复用水情况如下：净水站外排废水回收量正常50.8m3/h（最大70.7m3/h），污水回用产水总量正常为151.7m3/h（最大187.2m3/h），循环水量正常29290.8m3/h（最大35539.3m3/h），热电站辅机冷却用的工业水正常量160m3/h（最大250m3/h）。从正常生产状况下全厂用水方面来看，水的复用率为：1018.1/(1018.1+50.8+151.7+29290.8+160)=96.68%。全厂用水排水量详见“全厂用水排水量表”（表13-1）和“全厂水平衡图”（T08029-44-EE01）。给水水源本项目可行性研究报告对给水水源进行了比较和论证，目前本项目原水拟取自关坝镇双坝村在建的凉风水库，该水库距本项目厂区约6km，坝高40m，库容6,100,000m3，年供水量可满足本项目的原水量需求。但是，目前凉风水库未建成，为使本项目顺利投产，凉风水库、水库取水工程、输水管线等的建设进度需与本项目的建设进度相吻合。水源取水及输水工程不属于本项目范围，本工程要求由输水管线来的原水在厂区南侧围墙外1米处交接，交接处水压不低于0.15MPa。13.1.3厂区给水厂区给水系统本工程厂区给水系统分为：生活给水系统（W1）；生产给水系统（W2）；污水回收系统（W3）；二次给水系统（W4）；高压消防给水系统（W6）；循环水系统（W7、W8）。（1）生活给水系统（W1）本项目生活水由工业园区生活供水管网供给，供至厂界的压力约为0.3MPa左右，水质应符合《生活饮用水标准》（GB5749-2006）的要求。由于供水压力0.3MPa不能完全满足工艺装置上部框架平台上的洗眼器的用水水压要求，因此本工程在净水站设置生活水池（约80m3），工业园区生活水接入厂区后，先进入生活水池，再由生活水泵加压送至生活给水管网，分送全厂各生活用水点，供水压力0.5MPa。生活水泵：Q=50m3/h，H=50m，P=11kW，2台，1用1备，变频电机，以确保厂区生活给水的稳定供应。生活给水管线：主管管径DN100，采用镀锌焊接钢管，除必要处采用法兰连接外，其余均采用焊接，环氧煤沥青加强级防腐，原土直埋。室内给水管可采用给水UPVC管，粘接，埋地UPVC管采用150mm厚粗砂垫层。生活给水系统设备性能参数详见给水排水主要设备一览表（表13-3）。流程详见“净水处理流程图”T08029-44-EE02。设备布置详见“净水站设备布置图”T08029-44-EE03。（2）生产给水系统（W2）原水（自凉风水库）由厂外输水管线（双线）至厂区围墙外1m处接入厂区（管线DN700），再由原水管线（WR）接入本项目净水站。净水站原水需量最大为3.37万m3/天，由于滤池反洗水回流，实际最大净水能力为3.54万m3/天，因此，净水站规模按3.6万吨/天设计。净水流程采用“原水→串联圆管混合器→小网格反应池→小间距斜板沉淀池→普通快滤池→出水”净化工艺。混凝、絮凝反应采用的药剂暂定为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。混合器混合时间约30秒；反应水力停留时间约17min，反应池分2组，每组包括24格，反应分为三段（其中第一段12格、第二段6格、第三段6格），反应段总水头损失约250mm，反应池2座，每座尺寸：9mx6mx4.4m（有效深）。反应池底排泥采用穿孔排泥方式，排泥管管径200mm，采用ABS材质，阀门采用手动铸铁碟阀。沉淀段采用小间距斜板沉淀，水中截留下来的颗粒物通过排泥设施排出池体，从而使泥水得以分离。排泥工艺采用穿孔管排泥的方式，泥斗高0.7米，排泥管管径200mm，采用ABS材质，阀门采用自动控制排泥阀，由PLC控制。每座沉淀池有效尺寸为8.98m×10.0m×4.0m（有效深），设计表面负荷2.2mm3/mm2.s，停留时间：T=34min，出水采取过水堰的方式，堰上负荷为69.4m3/m.h，堰上水头3cm。过滤段采用普通快滤池，根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006），滤速采用9m/h，冲洗方式为：气冲洗、气水同时冲洗、水冲洗。气洗强度17L/s.m2，水洗强度4L/s.m2，冲洗时间合计为10min。反洗水来自生产水池，由反洗水泵供应，反洗空气由全厂压缩空气管道提供，由压缩空气缓冲罐出口的程控阀控制反洗用气，PLC控制。净水站设置回收水池1座，以回收滤池反洗排水（反洗排水浊度相对较低，可以直接回收），并回收水泵加压送至原水进水管，与原水合并处理，以达到节约用水的目的。回收水池尺寸12mx10mx4.2m（有效深），有效容积500m3，内置潜水泵2台（P-4111a/b），Q=30m3/h，H=25m。反应池和沉淀池底部排出的泥水经地沟排至污泥池，由于该部分泥水含泥量高（约5000mg/L），需要送至污水处理装置进行浓缩和脱水处理，其中浓缩后的上清液送至污水回用装置回收，压滤后的泥饼外排。污泥池尺寸12mx10mx4.2m（有效深），有效容积500m3，内置潜水泥浆泵2台（P-4110a/b），Q=32m3/h，H=40m。滤池滤料采用均质石英砂（有效粒径0.9～1.2mm，不均匀系数K80≤1.3），过渡层采用砾石（有效粒径4～8mm），厚度分别为1.2m、0.05m。砂上水深约1.6m。滤后出水进入生产水池，按照相关规范，净水站设置生产和消防水池2座（每座出口设置闸门以利切换和维护），内设导流墙，以避免水流短路。生产和消防水池总容积8500m3，其中消防水贮水容积为4241m3，剩余4259m3为生产水贮水容积，约为全厂工业水平均日用水量的18%，符合国家给水规范的要求。生产水池内清水自流进入吸水池，由设置于吸水池附近的生产水泵加压供出，通过地管网送至各用户。循环水补水量较大，但所需压力较低，为了分压供水以节能，单独设置循环水补水泵3台，2用1备，单泵能力：Q=380m3/h、H=16m，总供水能力约700m3/h。在污水回用装置运行不正常时，该泵组可保证循环水装置的补水供应。脱盐水原水水量较大，所需压力较高，为了分压供水以节能，单独设置脱盐水原水泵2台，1用1备，单泵能力：Q=375m3/h、H=55m，变频供水，以确保脱盐水站超滤装置进水的压力稳定。另设生产水泵3台，2用1备，主要供应渣水处理工段、热电站、各装置冲洗水、全厂绿化、未预见等用水，单泵能力：Q=440m3/h、H=50m，该泵组的供水能力约800m3/h，可以满足各工段及全厂性的用水要求。（3）高压消防供水系统（W6）根据前述相关消防规范，本项目按1处着火点计算，最大着火点为甲醇成品罐区，灭火用水量605m3/h，灭火延续时间按1小时；冷却用水量390m3/h，延续时间按6小时；另外罐区周围拟设置固定消防水炮，用水量60L/s，延续时间按6h，所有消防设施合计一次消防用水量最大为4241m3。通常情况下，灭火延续时间为38min，且在设置固定冷却设施的情况下不用消防水炮，因此罐区一次消防用水量最小为605x38/60+390x6=2723m3，约为2800m3。罐区消防冷却水压力为0.7MPa，灭火用水压力为1.0MPa，综合考虑消防需水压力、消防水量，本设计设置一套独立的高压消防水系统，包括高压消防泵2台，1用1备，其中备用泵为柴油泵，单泵能力：Q=1200m3/h，H=120m，P=630kW；稳压泵2台，1用1备，单泵能力：Q=18m3/h，H=100m，P=18.5kW；高压消防水管网1套（W6）。管网压力平时由稳压泵担负，稳压泵自动启停（管网压力降低至某一值时开启，升高至某一值时停泵），由设置在主管网上的压力开关控制，火灾时高压消防水用量剧增，将使管网压力剧降，当降至某一设定值时，自动启动消防高压泵，及时提供着火点灭火用水。为满足消防泵自灌启动的要求，考虑生产水低液位时消防泵也能自灌启动，因此，消防泵组设置于泵房中，泵房底标高-2.500m，以确保消防泵的自灌启动。高低压消防泵组供出水主管为2根，其中1根发生故障时，另1根能通过全部消防用水。高压消防管网（W6）均为环状管网，以确保安全供水，主管管径DN450，除供给泡沫站之外，尚需根据火灾危险情况，在甲醇合成、净化装置、气化装置等街区周围布设消防水炮和消火栓，水炮间距不超过60m，消火栓间距根据具体情况控制在60~100m之间。并在管网适当处设置切断阀，2个相邻切断阀之间的水炮和消火