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渦輪流量計在化工回用水處理工程設計的選型應用

點選次數·◕·₪↟:1079 釋出時間·◕·₪↟:2021-03-19 07:43:20
摘要·◕·₪↟:某化工回用水處理工程廢水主要由迴圈水排汙水和經生化處理系統處理後的氣化灰水☁│◕•₪、衝渣水等廢水組成✘◕·◕,針對該廢水特點✘◕·◕,本工程採用兩級曝氣生物濾池法(DN型BAF+DC/N型BAF)+保安過濾器+膜處理技術等工藝對其進行處理╃▩•╃↟。結果表明✘◕·◕,該工程工藝執行效果良好✘◕·◕,處理出水水質達到設計要求✘◕·◕,可實現回用╃▩•╃↟。工程總執行費用為1.967元/m3╃▩•╃↟。
工業經濟高速發展✘◕·◕,然而區域水資源承載能力有限✘◕·◕,導致水資源日益短缺✘◕·◕,同時水汙染不斷加劇╃▩•╃↟。因此✘◕·◕,水資源的迴圈利用對於社會可持續發展具有重要意義╃▩•╃↟。目前✘◕·◕,越來越多的工業用水大戶加入到水資源迴圈利用的行列〔1-3〕✘◕·◕,不僅緩解了水資源短缺的壓力✘◕·◕,還提高了資源的利用率✘◕·◕,降低了企業的生產成本〔4-5〕╃▩•╃↟。筆者以某化工有限公司的回用水處理工程為案例✘◕·◕,介紹了該工程的處理工藝☁│◕•₪、主要構築物及渦輪流量計等裝置的設計引數✘◕·◕,並進行了執行成本分析✘◕·◕,以期為相關企業的廢水處理回用提供參考╃▩•╃↟。
1工程概況
1.1建設規模
本工程設計汙水處理能力為9600m3/d✘◕·◕,其中迴圈水排汙水水量7200m3/d(迴圈水旁濾反衝洗水非連續產生✘◕·◕,反衝洗時進入迴圈排汙水處理系統✘◕·◕,同時考慮設計餘量✘◕·◕,取此部分水量為7200m3/d)✘◕·◕,二次生化處理水水量2400m3/d╃▩•╃↟。
1.2設計進出水水質
根據水質分析結果✘◕·◕,並考慮不利工況的影響✘◕·◕,設計進水水質✘◕·◕,見表1╃▩•╃↟。

由表1可知✘◕·◕,迴圈水排汙水濁度較高✘◕·◕,硬度大✘◕·◕,主要是鈣鹽☁│◕•₪、鎂鹽含量較高;二次生化處理水是經現有的生化處理系統處理後的氣化灰水☁│◕•₪、衝渣水等廢水✘◕·◕,其氨氮☁│◕•₪、COD需進一步去除✘◕·◕,以利於後續脫鹽處理系統的執行╃▩•╃↟。
按業主要求✘◕·◕,廢水經處理後需回用於迴圈水系統補充水及未來其他生產用水的預製水✘◕·◕,因此✘◕·◕,設計出水水質需達到《化工企業迴圈冷卻水處理設計技術規定》(HG/T20690—2000)中的敞開式迴圈冷卻水水質要求及《工業鍋爐水質標準》(GB1576-2001)中表2的給水標準╃▩•╃↟。
1.3工藝流程及說明
生產廢水(100m3/h)經已有的生化系統處理(A2O工藝)後進入本系統1#調節池✘◕·◕,再經提升泵提升依次進入DN型BAF池+DC/N型BAF池╃▩•╃↟。為了增強脫氮效果✘◕·◕,本工程採用了前置反硝化的兩級BAF╃▩•╃↟。因在缺氧環境下反硝化作用會消耗部分碳源✘◕·◕,而原水中COD較低✘◕·◕,為避免因碳源不足而限制反硝化作用的效果✘◕·◕,在DN型BAF池設有甲醇加藥裝置╃▩•╃↟。經處理廢水中的TN☁│◕•₪、COD得到進一步去除╃▩•╃↟。處理後水自流進入中間水池╃▩•╃↟。
迴圈水排汙水(300m3/h)自流進入2#調節池✘◕·◕,然後透過提升泵提升進入水質軟化池╃▩•╃↟。透過投加熟石灰✘◕·◕,達到軟化水中硬度的目的✘◕·◕,從而保證反滲透工藝正常有效地執行╃▩•╃↟。本方案設定的熟石灰投加裝置包括溶藥罐☁│◕•₪、加藥罐和加藥泵3部分╃▩•╃↟。系統執行時✘◕·◕,人工將生石灰投加到溶藥罐中✘◕·◕,透過攪拌使生石灰溶解✘◕·◕,配成Ca(OH)2溶液後流入加藥罐╃▩•╃↟。加藥罐罐底出藥管與加藥泵連線✘◕·◕,透過泵輸送至水質軟化池╃▩•╃↟。軟化池出水流入1#沉澱池反應區✘◕·◕,向其中加入PAC☁│◕•₪、PAM✘◕·◕,以提高後續沉澱區的沉澱效果╃▩•╃↟。沉澱池出水自流進入中間水池與生產廢水混合╃▩•╃↟。沉澱汙泥透過汙泥泵排入汙泥池╃▩•╃↟。
2種廢水在中間水池混勻後✘◕·◕,透過泵提升進入保安過濾器✘◕·◕,進一步去除細小的懸浮物後經過增壓泵進入超濾膜(UF)處理系統和反滲透(RO)系統✘◕·◕,然後透過渦輪流量計進行計量╃▩•╃↟。反滲透出水直接進入回用水池達標回用✘◕·◕,超濾濃水以及反滲透濃水用作水煤漿混合用水╃▩•╃↟。汙泥池中的汙泥透過泵打入帶式機壓濾處理✘◕·◕,濾液自流進入1#調節池╃▩•╃↟。工藝流程見圖1╃▩•╃↟。
2主要構築物及裝置設計引數
2.1生化系統出水處理系統
(1)1#調節池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸7.0m×5.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量100m3/h✘◕·◕,停留時間1.27h╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:收集廠區自有汙水處理系統排出的汙水✘◕·◕,均勻水質✘◕·◕,並進行預曝氣處理✘◕·◕,保證後續裝置的正常執行╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:潛水提升泵2臺✘◕·◕,液位計1套✘◕·◕,渦輪流量計1套✘◕·◕,空氣攪拌裝置1套╃▩•╃↟。

(2)DN型BAF池╃▩•╃↟。2座✘◕·◕,淨空尺寸為3.0m×3.0m×6.5m╃▩•╃↟。設計水量100m3/h✘◕·◕,停留時間1h╃▩•╃↟。濾料層高度3.0m✘◕·◕,濾料總容積54m3✘◕·◕,反硝化負荷為1.94kgNO3-/(m3·d)(按照氨氮全部轉化為硝態氮計)╃▩•╃↟。水氣反衝洗(單池沖洗)✘◕·◕,反衝洗氣量5.25m3/min✘◕·◕,反衝洗水量180m3/h✘◕·◕,反洗時間5min╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:在缺氧生物濾池利用原水COD和補加的碳源✘◕·◕,對前段生化處理(A2O工藝)產生的硝態氮進行反硝化作用✘◕·◕,將廢水中所含的NO3-及少量的NO2-轉化為N2去除╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:陶粒濾料54m3✘◕·◕,濾板18塊✘◕·◕,長柄濾頭648個✘◕·◕,鵝卵石承託層10.8m3✘◕·◕,出水電動閥2個✘◕·◕,進水電動閥2個✘◕·◕,反洗氣電動閥2個✘◕·◕,反洗進水電動閥2個╃▩•╃↟。
(3)DC/N型BAF池╃▩•╃↟。2座✘◕·◕,淨空尺寸為3.0m×3.0m×6.5m╃▩•╃↟。設計水量100m3/h✘◕·◕,停留時間0.9h╃▩•╃↟。濾料層高度3.0m✘◕·◕,濾料總容積54m3✘◕·◕,有機負荷為2.3kgCOD/(m3·d)╃▩•╃↟。氣水聯合反衝洗(單池沖洗)✘◕·◕,反衝洗氣量5.25m3/min✘◕·◕,反衝洗水量180m3/h✘◕·◕,反洗時間5min╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:DC/N型BAF池由2部分組成✘◕·◕,前段為DC型BAF池✘◕·◕,為好氧階段✘◕·◕,具有硝化功能;後段為N型BAF池✘◕·◕,為缺氧階段✘◕·◕,具有反硝化功能✘◕·◕,透過兩段BAF處理✘◕·◕,使水中的汙染物質得到進一步去除╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:陶粒濾料54m3✘◕·◕,濾板18塊✘◕·◕,長柄濾頭648個✘◕·◕,鵝卵石承託層10.8m3✘◕·◕,生物濾池專用曝氣器2556個✘◕·◕,渦輪流量計4臺✘◕·◕,出水電動閥2個✘◕·◕,進水電動閥2個✘◕·◕,進氣電動閥2個✘◕·◕,反洗氣電動閥2個✘◕·◕,反洗進水電動閥2個╃▩•╃↟。
(4)2#沉澱池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸7.0m×5.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量15m3/h✘◕·◕,沉澱負荷0.429m3/(m2·h)╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:收集各反洗水✘◕·◕,進行初步沉澱╃▩•╃↟。上清液迴流至1#調節池✘◕·◕,沉澱汙泥透過汙泥泵排往汙泥池╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:渦輪流量計2臺✘◕·◕,排泥泵2臺✘◕·◕,斜管填料35m3✘◕·◕,填料支架1套╃▩•╃↟。
2.2迴圈水排汙水處理系統
(1)2#調節池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸7.0×7.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量300m3/h✘◕·◕,停留時間0.6h╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:收集廠區排出的迴圈水排汙水和迴圈水旁濾反衝洗水✘◕·◕,均勻水質✘◕·◕,並進行預曝氣處理✘◕·◕,保證後續裝置的正常執行╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:潛水提升泵3臺✘◕·◕,液位計1套✘◕·◕,渦輪流量計1套✘◕·◕,空氣攪拌裝置1套╃▩•╃↟。
(2)軟化池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸8.0m×4.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量300m3/h✘◕·◕,停留時間0.39h╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:投加Ca(OH)2與水中Mg2+反應生成Mg(OH)2沉澱✘◕·◕,降低部分硬度╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:攪拌機2臺✘◕·◕,pH計1套╃▩•╃↟。
(3)1#沉澱池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,混凝區外形尺寸4.0m×4.0m×5.0m✘◕·◕,沉澱區外形尺寸17.0m×12.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量300m3/h✘◕·◕,反應時間0.25h✘◕·◕,沉澱負荷1.6m3/(m2·h)╃▩•╃↟。混凝區有效水深4.5m✘◕·◕,沉澱區有效水深4.5m✘◕·◕,總有效容積900m3✘◕·◕,總停留時間3.0h╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:投加PAC☁│◕•₪、PAM進行絮凝沉澱;設定攪拌器以提高混合反應效果;設定斜管填料以提高沉澱池的表面負荷及處理效果╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:攪拌機2臺✘◕·◕,排泥泵2臺✘◕·◕,分體式渦輪流量計2臺✘◕·◕,斜管填料204m3✘◕·◕,填料支架1套╃▩•╃↟。
2.3混合廢水處理系統
(1)中間水池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸7.5m×6.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量400m3/h✘◕·◕,停留時間0.42h╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:暫存BAF及1#沉澱池出水✘◕·◕,透過泵提升到超濾裝置✘◕·◕,並提供BAF反洗用水╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:中間水池潛水提升泵4臺✘◕·◕,BAF池反洗水泵(清水離心泵)2臺✘◕·◕,渦輪流量計3臺✘◕·◕,空氣攪拌裝置1套✘◕·◕,液位計1套╃▩•╃↟。
(2)超濾☁│◕•₪、反滲透車間╃▩•╃↟。外形尺寸25.5m×20.0m╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:放置過濾器☁│◕•₪、反滲透處理裝置╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:袋式過濾器1套✘◕·◕,UF系統60支✘◕·◕,UF反洗水泵(多級離心泵)2臺✘◕·◕,UF系統產水箱2個✘◕·◕,UF藥洗計量泵(鹼)1臺✘◕·◕,UF溶藥箱3個✘◕·◕,UF藥洗計量泵(酸)1臺✘◕·◕,UF藥洗計量泵(氧化劑)1臺✘◕·◕,RO加壓泵2臺✘◕·◕,保安過濾器2套✘◕·◕,RO系統增壓泵3臺✘◕·◕,RO系統模組360套✘◕·◕,RO系統高壓泵6臺✘◕·◕,RO系統CEB藥洗計量泵3臺✘◕·◕,RO系統CEB溶藥箱3個✘◕·◕,化學離線清洗系統1套✘◕·◕,多介質過濾器4套✘◕·◕,軸流風機4臺╃▩•╃↟。
(3)回用水池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸14.0m×6.0m×5.0m╃▩•╃↟。設計水量400m3/h✘◕·◕,停留時間0.81h╃▩•╃↟。
2.4輔助系統
(1)汙泥池╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸5.0m×5.0m×5.0m╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:收集1#沉澱池和2#沉澱池的汙泥✘◕·◕,調節汙泥的泥質╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:中心筒1套✘◕·◕,汙泥泵2臺✘◕·◕,渦輪流量計1臺╃▩•╃↟。
(2)汙泥脫水車間╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,改造現有汙水站脫水間╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:放置帶式壓濾機✘◕·◕,壓濾脫水後的汙泥外運處置或與煤拌合燃燒╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:汙泥帶式壓濾機(帶濃縮功能)1臺✘◕·◕,渦輪流量計1臺✘◕·◕,管道混合器1套✘◕·◕,空壓機1套╃▩•╃↟。
(3)加藥間╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,外形尺寸12.0m×6.0m╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:放置加藥裝置及存放藥劑╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:Ca(OH)2加藥罐2個✘◕·◕,Ca(OH)2計量泵2臺✘◕·◕,PAC加藥罐1個✘◕·◕,PAC計量泵2臺✘◕·◕,分體式渦輪流量計2臺✘◕·◕,陰離子PAM加藥罐2個✘◕·◕,陰離子PAM計量泵2臺✘◕·◕,陽離子PAM加藥罐2個✘◕·◕,陽離子PAM計量泵2臺✘◕·◕,甲醇加藥罐2個✘◕·◕,甲醇計量泵2臺✘◕·◕,軸流風機2臺╃▩•╃↟。
(4)鼓風機房╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,位於裝置間一樓✘◕·◕,外形尺寸12.0m×5.0m╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:放置鼓風機✘◕·◕,提供曝氣及所需空氣╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:調節池鼓風機2臺✘◕·◕,DC/N型BAF鼓風機2臺✘◕·◕,多介質過濾器反洗風機1臺✘◕·◕,軸流風機2臺✘◕·◕,消聲彎頭2套╃▩•╃↟。
(5)配電間╃▩•╃↟。1座✘◕·◕,位於裝置間一樓✘◕·◕,外形尺寸6.0m×5.0m╃▩•╃↟。功能特點·◕·₪↟:放置配電櫃╃▩•╃↟。主要裝置·◕·₪↟:軸流風機1臺✘◕·◕,智慧渦輪流量計1臺╃▩•╃↟。
3執行效果及執行成本分析
執行結果表明✘◕·◕,該工程工藝執行效果良好✘◕·◕,出水各項指標均達到設計要求╃▩•╃↟。實際出水水質見表2╃▩•╃↟。

該化工回用水處理工程執行成本主要包括廢水處理及回用動力費用☁│◕•₪、藥劑費用☁│◕•₪、人力資源費╃▩•╃↟。執行成本以處理量為9600m3/d進行計算╃▩•╃↟。
(1)廢水處理及回用動力費用╃▩•╃↟。裝置裝機總功率870.13kW✘◕·◕,耗電量15623.4kW·h✘◕·◕,電費0.3元/(kW·h)✘◕·◕,功率因子0.7✘◕·◕,動力費用為(15623.4×0.3×0.7)/9600=0.342元/m3╃▩•╃↟。
(2)藥劑費用╃▩•╃↟。該工程日藥劑費用為14773.4元✘◕·◕,折算成本為1.538元/t╃▩•╃↟。
(3)人力資源費╃▩•╃↟。每月工資支出為10人×2500元/月=25000元✘◕·◕,則每天費用為833.33元✘◕·◕,噸水費用為0.087元╃▩•╃↟。該工程總執行費用為1.967元/m3╃▩•╃↟。
4結語
工程執行結果表明✘◕·◕,採用兩級曝氣生物濾池法(DN型BAF+DC/N型BAF)+渦輪流量計+保安過濾器+膜處理技術等工藝對化工回用水進行處理✘◕·◕,處理出水完全滿足回用水要求╃▩•╃↟。該工程的實施減少了環境汙染✘◕·◕,節約了水資源✘◕·◕,同時大大降低了企業的生產成本✘◕·◕,具有良好的環境效益☁│◕•₪、經濟效益及社會效益╃▩•╃↟。

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