海水谈化工艺.doc

一、 海水淡化工程概况根据全厂水质、水量分析和平衡的结果，确定海水淡化工程设计规模为一期50 000m3/d，主要供给钢铁厂各工序除盐水及软化水用户其中一期一步建设25 000m3/d热法海水淡化装置，采用低温多效（MED-TVC）工艺，淡化出水电导率＜10μS/cm海水淡化工程占地60 000 m2，设有海水预处理区、海水淡化区、成品水配贮区及工艺管网区四部分工艺设施，并设有海水淡化厂的供配电系统及控制检测系统区域平面布置见如下图1.1：图1.1 海水淡化区域平面布置表1.1 钢铁厂一期除盐水主要用户及用水量序号用户名称需除盐水量（m3/h）备注1电站90.25抽汽返回2CDQ1403焦化224烧结905高炉最大196，平均206CCPP最大110，平均187炼钢、连铸35082250热轧30392230冷轧最大174，平均102101580热轧279111700冷轧120.5121550冷轧最大293，平均16813集中换热站66间断14启动锅炉4515其它36合计最大2314.75，平均1849.75 外部条件及接口：Ÿ 生产、生活水源所需生产、生活水分别接自钢铁厂生产—消防给水管网及生活给水管网。

Ÿ 海水淡化进水条件工程所需的原海水接自海水给水管网，由设在内港池边的海水取水泵站供应Ÿ 海水淡化出水条件工程生产的成品水由配水泵站送入钢铁厂除盐水给水管网供各用户使用；海水冷却水及浓盐水接钢铁厂海水退水管，经过暗涵退入大海，其中浓盐水设有外送社会进行综合利用的接口二、 工艺总流程泥处理内港池格栅滤网海水预处理海水取水泵站管网蒸汽MED-TVC各工序成品水罐配水泵站图2.1海水淡化厂主要工艺流程1. 海水预处理区渤海湾海水通过内港池进入海水取水泵站前池，由海水取水泵送至海水淡化厂热法海水预处理区，经加药、混合、絮凝、沉淀后，出水进入提升水泵站贮水池，高效沉淀池的底流污泥通过泥浆泵送往污泥处理站进行脱水，脱水后的泥饼含水率小于65%，用汽车送往环保部门指定的场地主要设施：2座热法高效沉淀池、1座热法提升水泵站，辅助设施包括1座加药间、2座污泥浓缩池及1座污泥处理间；2. 海水淡化主体区高效沉淀池预处理后海水，经贮存调节后由提升水泵供至MED-TVC装置，经其淡化后电导率<10μs/cm的高品质除盐水进入成品水配贮区进行贮存调节输送，淡化过程中的浓盐水及冷却水外排主要设施：2个系列热法MED-TVC海水淡化装置，单套装置产水规模12500 m3/d；3. 成品水贮配区热法海水淡化MED-TVC装置产生的成品水由泵送至成品水罐进行调节贮存，最后由成品水配水泵直接送至各工序用水点。

主要设施：10x1700m3成品水贮存罐、1座成品水配水泵房、1座配电控制中心（含备品备件库、高低压变配电室、PLC集中控制室等）三、 单体工艺流程及设备 (1) 海水预处理区1) 高效沉淀池海水预处理正常运行条件下运行二套高效沉淀系统，每套系统的产水流量为5,000 m3/hr，保证正常情况下10,000 m3/hr的产水量，当一套系统维修时，另一套可以供应70%的总产水量，即7,000 m3/hr，并保证此情况下对应的出水水质因此每套沉淀系统的设计产水量为7,000 m3/hr设计的进、出水参数见表3.1、3.2：表3.1 进水水质指标内容单位最大值最小值统计平均值 峰值 悬浮物SSmg/L3392.463.1>1000表3.2 出水水质指标内容单位 二套ACTIFLO运行一套ACTIFLO运行A工况B工况C工况D工况E工况进水浊度NTU不大于1000介于1000到2000进水SS不大于339 mg/L不大于1000介于1000到2000出水SSmg/L< 20< 20< 40< 40产水流量m3/hr10000~1100010000700070005000根据海水特性，此系统主体结构为钢筋混凝土内衬耐海水玻璃钢防腐，处理工艺包括配水、微砂沉淀（ACTIFLO）、加药及微砂补充四个分系统：1. 配水总进水管为DN1500，进水管上设置流量计一台，对进水进行计量，并安装浊度仪和pH及温度表。

数据实时传送到控制室流量及浊度数据通过PLC用来自动计算加药量总进水在经过流量计的测量后进入配水井，分别通过两个可调式电动闸门（高1.5x宽1.5m）均匀分配后，进入两个ACTIFLO 系统2. ACTIFLO图3.1 ACTIFLO系统示意ACTIFLO（微砂沉淀系统，见示意图3.1）是一种高效沉淀工艺，结合了微砂处理强化絮凝和斜管澄清技术该工艺包括混凝、注砂、熟化和沉淀单元，处理工艺如下：Ÿ 加入混凝剂的海水从混凝池底部进入ACTIFLO混凝池, 在其中混凝；Ÿ 混凝后的海水流入注砂池，在这里投加微砂和高分子聚合物（絮凝剂）；Ÿ 絮凝后的海水再流入熟化池，在池中缓慢的混合过程使絮状物长大；Ÿ 含砂絮凝物在沉淀池斜管澄清部分高速沉淀，通过集水槽收集澄清水；Ÿ 耐磨砂泵将污泥和砂从澄清池的底部抽出, 提升到水力旋流器将污泥与可再循环使用的微砂分离；Ÿ 微砂从水力旋流器下端被注入注射池，污泥和大部分回流海水一起从水力旋流器上部溢流中排出系统水力高程图及工艺流程图见下图3.2及图3.338图3.2 ACTIFLO 系统水力高程图3.3 ACTIFLO系统工艺流程ACTIFLO 系统的各个单元：2.1 混凝池 引起原水中浊度的自然微粒是带有负电荷并且互相排斥的，从而形成了高度稳定状态。

为了去除它们，首先要对这些微粒进行脱稳，这个过程需要混凝剂的投加（如：聚合氯化铝，硫酸铝，氯化铁）混凝过程的动力学过程非常短，合适的搅拌可以保证一个快速和完全的扩散作用每个ACTIFLO系统含1座混凝池，池深6.3m，运行水位5.66m，有效容积181m3，水力停留时间2.05min投加了混凝剂的原水从混凝池的底部进入ACTIFLO系统，每座混凝池配有一台垂直安装的搅拌机，受恒速发动机驱动混凝区还配有一个排水阀混凝搅拌机（共2台）型式桨叶式主要参数 能力约 37594 m3/hr 转速26 rpm 电机功率15 kW 电源380 V ,3相,50 Hz 防护等级 IP56,F材质碳钢衬胶2.2 注砂池粒径大约为100m的微砂投加到注砂池中，微砂持续循环以：增加凝聚的几率，保证合适的絮体以增加它们的增长速率和重量在注砂池中，水的搅拌是迅速和剧烈的每个ACTIFLO系统含1座注砂池，池深6.3m，运行水位5.61m，有效容积181 m3，水力停留时间2.05min，微砂平均浓度2 - 4 kg/m3混凝后的海水从混凝池上部溢流进入注砂池在注砂池内加入絮凝剂和微砂每座注砂池配有一台垂直安装的搅拌机，受恒速发动机驱动。

注砂区还配有一个排水阀，用于注砂池和熟化池的排水 注砂搅拌机（共2台）型式桨叶式主要参数 能力约37594 m3/hr 转速26 rpm 电机功率15 kW 电源380 V ,3相 50 Hz 防护等级IP56,F材质碳钢衬胶2.3 熟化池熟化阶段的作用是为了形成更大的絮凝体絮凝是一个物理机械过程，该过程由于分子间的作用力和物理搅拌作用而增强絮凝体的生长高分子聚合物的投加可以通过吸附、电性中和颗粒之间的架桥作用来提高絮凝体生成每个ACTIFLO系统含1座熟化池，池深6.3m，运行水位5.56m，有效容积525m3，水力停留时间2.05min，微砂平均浓度2 - 4 kg/m3含砂、絮凝物悬浮液的水从注砂池通过底部开口流入熟化池如需要，此时可在该池进水处再投加高分子聚合物每座熟化池配有两台垂直安装的变频搅拌机，变频器安装在主控制柜中，熟化池搅拌机的搅动力度柔和，以防止絮体破碎熟化搅拌机（共4台）型式桨叶式主要参数 能力约每台36288m3/hr 转速12 rpm 电机功率11kw 电源380 V ,3相,50 Hz 防护等级 IP56,F材质碳钢衬胶2.4 沉淀池每个ACTIFLO系统含1座沉淀池，由一组斜管、一套澄清水收集槽和一套污泥收集装置组成。

含絮凝物及微砂的海水从熟化池通过垂直档板进入沉淀池，从斜管底部向上方流动至渠道，颗粒和絮体沉淀在斜管的壁上并在重力的作用下下滑，平均水深7.31m，上升流速38.5 m/h2.4.1 沉淀与澄清水收集每一个沉淀池配有1套斜管模块斜管采用是六角形空径蜂窝管，材质为乙丙共聚该模块的底部由一组碳钢衬胶支架支撑，斜管上方的澄清水由玻璃钢的集水槽收集，由玻璃钢管道输出斜管（共2套）单套面积130.54m2竖向高度0.87m安装角度60长度1m2.4.2 污泥收集每座沉淀池直径14m，各设有一个中心传动刮泥机，刮泥机刮动沉淀在漏斗底部的微砂使其旋入漏斗中央，在污泥槽将积聚的污泥收集起来，污泥稠化后被抽入水力旋流器（砂水分离器）刮泥机（共2台）型号CG14D-7560主要参数 中心角速度 ≈0.14rpm 电机功率 4kW 电源 380 V, 3 相, 50 Hz 电动驱动单元防护等级IP56, F 最大机械保护扭矩175000N.m材质碳钢衬胶2.5 微砂循环及排泥管路沉淀下来含有微砂的污泥通过一根连接管被砂循环泵连续抽出，其流量依赖于进水水质，抽取介质输送至水力旋流器（砂水分离器），每个循环泵对应两台水力旋流器。

微砂分离出投入注砂池再循环，污泥由砂水分离器溢流进入GRP污泥排放总管紧急情况时，再循环管道可以进行反冲洗防腐耐磨的砂循环泵能保证微砂的再循环每套ACTIFLO系统配二台自动变频控制砂泵正常设计流量运行时每套系统只需运行一台泵，当一套系统检修时另一套运行在最大设计水量时每套系统运行二台砂泵微砂循环泵（共4台）型式离心泵（干密封）主要参数 流量320 m3/hr 扬程20m 电机功率45kW（埋设绕组温感） 电源380V 3相 防护等级IP56, F污泥和微砂被送入水力旋流器（砂水分离器），采用离心原理将微砂和污泥进行分离，分离出来的微砂从底部直接投加到注砂池中再循环，污泥从水力旋流器的上部溢流排出通过砂水分离器溢流损失的微砂极少，这个损失可以间断进行投加补充污泥的流量在运行时是恒定的水力旋流器（共8台）输送液体砂水及海水安装管道安装 进水流量最大160 m3/hr 型式。