氨氮废水处理技术方案 23页

重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目XXX有限公司高盐氨氮废水处理项目技术方案重庆水镜科技有限公司2014年10月第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目目录一设计基础41概述:42原材料界区条件43产品规格44建设地点的自然环境55公用工程及界区条件66装置布置及占地67装置界区7二、技术方案81、技术说明82、流程描述10三设计原则、设计标准及规范121设计原则122设计标准和规范12四硬件配置及投资15五设计服务161设计分工162设计和设计文件及进度163技术会议17六控制系统181概述182基本控制功能183安全技术措施184仪表选型原则19七性能保证与服务承诺201、装置考核验收试车20第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目2保证值203乙方服务承诺214人员培训22第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目一设计基础1概述:1.1项目名称及建设地点项目名称：XXXX高盐氨氮废水处理项目建设地点：XXX省XXX市XXX厂区1.2装置名称、能力和年操作时间装置名称：氨氮废水处理单元装置能力：年处理高盐氨氮废水36万吨年操作时间：8000小时2原材料界区条件2.1.原料条件序号项目单位数量备注1废水流量m3/h452压力MPa（G）0.33温度℃604组分NaCl%20.00H2O%80.00NH3-Nmg/L2100pH2.03处理要求1.1高盐废水组份要求序号项目单位数量备注1NH3-Nmg/L≦4.0第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目1.1回收铵盐溶液要求序号项目名称规格数量1硫酸铵浓度%≥302氯离子含量%≤1.04建设地点的自然环境4.1气温年平均温度℃年平均最高气温℃年平均最低气温℃极端最高气温℃极端最低气温℃最热月（7月）平均气温℃最冷月（1月）平均气温℃4.2大气压力平均气压kPaA极端最高气压kPaA极端最低气压kPaA4.3空气湿度月平均相对湿度％最热月（7月）平均相对湿度％最冷月（1月）平均相对湿度％月平均最大相对湿度（12月）％4.4降雨量年平均降雨量mm年最大降雨量mm10分钟平均最大降雨量mm第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目10分钟极端最大降雨量mm1小时平均最大降雨量mm1小时极端最大降雨量mm1日平均最大降雨量mm1日极端最大降雨量mm最长连续降雨日数天4.5风向及风速最大风速m/s平均风速m/s4.6天气年平均雷暴日数天年平均雾日数天年平均日照时数小时4.7抗震设计动峰值加速度地震基本裂度5公用工程及界区条件序号名称规格单位数量备注1电力220V/380Kwh/h～105泵、风机2仪表空气0.5~0.7MPaG,无油无尘Nm3/h10仪表及程控阀用3压缩空气Nm3若干吹扫、试压用6装置布置及占地主体装置占地面积为8x15=120m2,第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目7装置界区高盐氨氮废水处理单元处于一个独立界区内。界区和界外的界面位于界区外部周围一米处。1.去下工序1.原料:处理水氨氮处理单元废水液体硫酸铵B.L.点划线内为装置届区压缩空气电力仪表空气2.去浓缩冷却水公用工程:第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目二、技术方案2.1、技术原理对于氨氮浓度≤5000mg/L的氨氮废水，采用空气吹脱解吸技术成熟，费用较为经济。该将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的，常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。影响游离氨在水中分布的pH值、温度等因素都会影响吹脱效率。另外气液比等操作条件也是影响吹脱效率的主要因素。废水中存在如下化学平衡:NH4++OH-NH3+H2O（1）。氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：Ka=Kw/Kb=（CNH3·CH+）/CNH4+（2）式中：Ka———氨离子的电离常数；Kw———水的电离常数；Kb———氨水的电离常数；C———物质浓度。式（1）受pH值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当pH值为11左右时，游离氨大致占90％。由式（2）可以看出，pH值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。另外，温度也会影响反应式（1）的平衡，温度升高，平衡向右移动。计算表明当pH值大于10时，解离率在80%以上，当pH值达11时，解离率高达98%且受温度的影响甚微。因此，实际操作中必须先将废水的pH值提高到10.5以上，一般控制在11，使废水中的氨氮全部以NH3的形式存在。氨吹脱是一个相转移过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差，由物料守衡（见图1）可得吹脱塔操作线方程为：　　Y=L/V（X~X1）+Y1（3）第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目图1逆流吹脱塔物料衡算图2逆流吹脱塔操作线即以（L/V）为斜率的直线，如图2的直线MN。在此，L值已经确定，若减少吹脱气体的用量，操作线斜率将会增大，点N便沿垂直线X=X2向上移动，传质推动力（X2~X2*）或（Y2~Y2*）随之减小，当点N落在线Y*上时，Y2=Y2*，塔顶吹脱气体浓度达到平衡，即最高浓度。此时气体用量最小，这是理论上液气比能达到的最大值，但推动力变为0。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目　　（L/V）max=（Y2*~Y1）/（X2~X1）（4）通常要求达到的氨去除程度（X1）、进口浓度（X2）为已知，空气进口浓度（Y1）为零，Y2*为与X2对应的气体平衡浓度，可由亨利定律求得[2、3]，如下式：Y=mX（5）因此最大液气比可表示为：（L/V）max=mX2/（X2~X1）（6）　　式中m为平衡常数，是温度的函数。所以温度对气体平衡浓度进而对（L/V）max有较大的影响。当温度从10℃变为40℃时，（L/V）max从0.58增大到2.4。　　在逆流吹脱塔中，对确定的废水量而言，增大气体量，传质推动力相应增大，有利于氨氮吹脱去除。但气量太大，气速过高，将影响废水沿填料正常下流甚至不能流下，即引起液泛现象。因此，对一定废水量，最小液气比受液泛气速控制。液泛气速与塔式结构、填料种类和液体物性等因素都有关。显然，实际的液气比应满足下式要求：（L/V）泛＜（L/V）＜（L/V）max。　　2.2、流程描述2.2.1、预处理工序从车间来的废水pH值为酸性，废水中所含的氨氮以氯化铵盐的形式存在，向废水中加入氢氧化钠，将氯化铵转化为游离的氨，为后续的脱氨做好准备。加碱混合器为Ф80×1200的管道静态混合器，其功能是将废水与液碱储罐来的液碱充分混合。从酸性过滤器来的滤液进入加碱混合器与液碱混合后流入碱性盐水罐，碱性盐水罐的容积为30m3，其功能是缓存加入碱后的碱性废水，再送往脱氨工序。正常操作时，废水与碱在加碱混合器混合后进入碱性盐水罐，通过检测混合后废水的pH值，自动控制系统将调节加入液碱的量，使废水的pH值稳定在11~12。碱性盐水罐中的碱性盐水将通过脱氨上料泵送往脱氨工序，输送流量通过碱性盐水罐的液位进行控制。当出现混合后废水pH值过低或碱性盐水罐液位超高等事故时，自动控制系统将发出报警，如能在几分钟之内解决故障，系统将正常运行；如需要更长的时间解决，连锁控制系统将车间来水，进入局部停车状态。局部停车如能在30min内解决故障系统将重新启动，如30min内不能解决故障，则将进入全部停车状态。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目2.2.2、脱氨工序碱性盐水罐的氨氮废水通过脱氨上料泵采出后，送到热交换器，与脱氨后的废水进行换热，碱性盐水被加热后送往脱氨塔。脱氨塔为填料塔；其功能是让废水与吹脱空气逆流接触，废水中的氨在相平衡推动力的作用下向气相中转移，脱除废水中的氨氮。正常操作时，预热后碱性盐水从塔上部进入脱氨塔，在塔中与塔底来的吹脱空气逆流接触，废水中的氨氮向气相中转移，被气相带出脱氨塔，脱出氨氮后的废水通过脱氨出料泵送出，在热交换器中与进脱氨塔的废水进行热交换后送往下一工序。当进塔废水量变化时，脱除氨后的部份废水循环回来与进塔废水混合后进入脱氨塔，以保持脱氨塔喷淋密度稳定，保证脱氨处理的效率。脱氨后的含氨吹脱空气加压后送往氨吸收工序。正常操作时，来自脱氨塔塔顶的含氨吹脱空气进入脱氨风机，经脱氨风机加压后进入氨吸收工序，吹脱空气中的氨在氨吸收工序被硫酸吸收，净化后的吹脱空气进入脱氨塔吹脱脱氨，然后循环回到风机进口，经压缩后再次送往氨吸收工序。风机风量和出口风压根据吹脱的废水量通过变频器进行调节。当出现脱氨塔液位超高、脱氨风机流量过低等事故时，自动控制系统将发出报警，如能在几分钟之内解决故障，系统将正常运行；如需要更长的时间解决，连锁控制系统将关闭脱氨上料泵，进入局部停车状态。局部停车如能在30min内解决故障系统将重新启动，如30min内不能解决故障，则将进入全部停车状态。2.2.3氨吸收工序氨为碱性气体，与酸反应生成盐，气相中的氨与酸反应生成盐后，其盐进入液相体系，实现气相中氨的分离回收。化学反应式如下：NH3＋H2SO4(NH4)2SO4+H2O氨吸收工序采用两级吸收工艺，一级吸收塔其功能是将含氨空气进行一次吸收，同时将吸收液中游离酸含量中和至0.5％。二级吸收塔功能是将含氨空气进行二次吸收，确保排出氨吸收工序的尾气中氨含量达到排放标准。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目正常操作时，来自脱氨吹脱风机的含氨吹脱空气进入一级氨吸收塔，与吸收液气液接触，吹脱空气中的氨与吸收液中的硫酸反应生成硫酸铵，部份未反应的氨和吹脱空气进入二级氨吸收塔，与二级氨吸收塔中的硫酸继续反应生成硫酸铵，经两级吸收脱除氨后的吹脱空气进入脱氨塔循环吹脱脱氨。硫酸用计量泵从硫酸储罐输送到二级氨吸收塔，其流量通过一级氨吸收塔吸收液的pH值进行控制。当pH值偏高时，增加流量；当pH值偏低时，降低流量。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目三设计原则、设计标准及规范1设计原则严格执行国家有关法律、法规，强制性设计标准及规范，保证工程设计质量。选用成熟可靠，节能降耗的先进工艺。节约总图占地。认真贯彻国家环境保护法，并参照相关法规，作好“三废”治理。认真贯彻国家有关安全生产和工业卫生的各种法规，建设一个安全生产和工业卫生良好的生产环境。2设计标准和规范《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG20591《化工装置设备布置设计规定》HG20546《石油化工企业设计防火规范》GB50160《钢制压力容器》GB150《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592-20635《钢制管壳式压力容器》GB151中华人民共和国劳动部《压力容器安全技术监察规程》《化工企业静电接地设计规定》HGJ28《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058《建筑设计防火规范》GBJ16《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG20505▪管道设计采用标准《无缝钢管》GB8163《化肥用高压无缝钢管》GB6479《不锈钢无缝钢管》GB2270《焊接钢管》GB3091《法兰、垫片、紧固件》HG20592-20614《工业设计管道绝热工程设计规范》GB50264第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目▪施工验收规范《工业金属管道工程施工及验收规范》GB8163《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB6479《氢氧站设计规范》GB50177▪设备设计标准及规范《钢制压力容器》GB150《钢制管壳式换热器》GB151中华人民共和国劳动部《压力容器安全技术监察规程》《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592-20635《压力容器法兰》JB4700-4707《钢制化工容器设计基础规定》HG20580《钢制化工容器材料选用规定》HG20581《钢制化工容器强度计算规定》HG20582《钢制化工容器结构设计规定》HG20583《钢制化工容器制造技术规定》HG20584▪仪表采用标准和规范《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG20505《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93《工业自动化仪表气源压力范围和质量》GB4083《自动化仪表选型规定》HG20507《控制室设计规定》HG20508《仪表供电设计规定》HG20509《仪表供气设计规定》HG20510《仪表系统接地设计规定》HG20513▪电气采用标准规范《化工企业静电接地设计规定》HGJ28《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058《化工企业供电设计技术规定》CD90A5《火灾自动报警系统设计规范》GBJ116▪消防采用标准规范《建筑设计防火规范》GBJ16第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058《化工企业静电接地设计规定》HGJ28《建筑防雷设计规范》GBJ57《氢气使用安全技术规程》GB4962《石油化工企业设计防火规范》GB50160▪劳动安全和工业卫生采用标准《工业企业设计标准》TJ36《石油化工企业职工安全卫生设计规范》SH3047《工业企业厂房噪声标准》GB12348《建筑设计防火规范》GBJ16《石油化工企业设计防火规范》GB50160第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目四硬件配置及投资1设备一览序号设备名称型号规格材质数量备注1碱性盐水罐FRP12脱氨上料泵组合件23热交换器30414脱氨塔FRP15脱氨出料泵30426脱氨风机组合件17氨吸收塔FRP28氨吸收循环泵组合件49硫酸储罐Q235110硫酸计量泵组合件21.材料一览表序号名称型号数量备注1塔内件非标3套2填料丝网1批2.主要控制系统一览表序号名称型号及规格数量备注1控制系统硬件及软件1套2流量调节系统流量计、调节阀等2套3pH控制系统pH计、调节阀等2套4液位调节系统液位计、调节阀等3套5温度调节系统温度计、调节阀等1套6就地显示仪表压力表、温度计等1套7比重调节系统比重计、调节阀等1套8仪表安装材料1批说明：以上设备规格型号及配置以最终详细设计为准。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目五设计服务1设计分工1.1乙方设计范围负责处理单元界区内的工艺、设备、管道、仪表、电气的设计。负责提供设计范围外的各专业设计条件。1.2甲方设计范围甲方负责装置界区外的土建、公用工程、管廊设计，装置内的建筑、通讯、消防、采暖通风、给排水设计。2设计和设计文件及进度2.1乙方向甲方交付设计文件序号名称份数内容要求提交时间1设备施工图5符合相关标准规范2工艺、仪表电器施工图5符合（原）化工部施工图设计深度规定3土建条件图14装置操作手册、操作规程、安全规程4设备维修手册和设备随机图纸资料随设备一起提供。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目2.2甲方提交的技术资料及进度表序号资料名称及内容交付时间1工程地区自然条件，公用设施条件；合同生效3日内2建设场地地质初勘探资料及建设场地平面图及装置所在地区域图合同生效3日内3设计基础资料以及合同中约定的相关资料合同生效3日内备注：甲方提供的上述资料须盖有公章及签名。3技术会议3.1设计开工会合同生效后，由乙方组织、甲方参加设计开工会、会议地点：重庆，会议内容：组织成立项目部，确认项目部成员、双方负责人及对口专业负责人，确认联系电话，审查确认以下内容:--设计基础和条件；--设计采用的标准规范；--初步的总图；--结构设计基础；--初步的界区交接条件；--讨论初步的管架布置图；设计基础、标准、总图以及相关事项。3.2设计交底会设计完成后由甲方、乙方以及施工方召开详细设计交底会，会议地点：项目现场，主要内容：三方对设计意图及设计图纸进行沟通交流理解确认。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目六控制系统1概述装置采用先进的PLC集散控制系统，实现生产装置的自动化控制与管理，确保装置的安全、稳定、长期的运行。2基本控制功能2.1自适应调节该功能用于保证各关键参数能够根据工况的变化进行自我调节，从而保证了操作的稳定和优化。2.2联锁报警控制包括工艺参数联动调节，工艺参数安全联锁，产品质量联锁控制等。2.3动力设备监控风机、泵等各种动力设备关键参数的监控，动力设备故障的报警。2.4管理功能可以进行完善直观的工艺流程监控与动态显示。如故障自诊断，历史趋势，事故状态和各种操作记录及打印报表。2.5故障诊断处理功能此控制系统可根据压力、温度、流量、风机工况等参数对工艺或设备故障进行自动诊断、报警和。系统超压联锁自动放空、低压自动补气等联锁处理保证系统安全。3安全技术措施第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目为了满足工艺装置安全地长周期正常运行，确保正常生产及事故状态下工艺设备和操作人员的安全，根据有关标准规范的规定，将考虑如下几方面的安全防护措施。l所有置于室外危险场所的仪表均采用本安结构，因故不能构成本安回路的则选用隔爆型仪表。l控制室及现场仪表供电除设置一般电源（GPS）外，还设置仪表专用的不间断供电系统（UPS）。不间断供电时间一般为30分钟，以便电网掉电时能够使装置处于安全状态。l考虑了必要的控制室安全防护措施。l设置必要的紧急停车和安全联锁系统。l在可燃或有毒气体可能泄漏和聚积的场所，设置可燃气体或有毒气体检测报警器。4仪表选型原则所选用的仪表及控制设备是适用和先进可靠的，可以保证装置长期安全稳定运行。现场仪表优先选用从国外引进的生产线或合资厂制造，能满足性能要求的产品。对用于重要场所的控制阀、分析仪、开关阀及主要的流量仪表、重要场所的调节阀和安全栅等仪表采用合资或进口产品。除就地控制、指示或特殊仪表外，现场变送器采用智能型仪表。控制阀及开关阀一般采用气动执行机构和智能型电气阀门定位器。所有进出控制室的信号都是电信号。除温度检测元件和特殊测量仪表外，标准的电动信号为4～20mADC或1~5VDC。安装在爆炸危险区域的仪表采用本安防爆型或隔爆型。所有现场仪表均为全天候型。现场仪表的材质能满足工艺介质和现场环境条件的要求。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目七性能保证与服务承诺性能保证必要条件：甲方废水组分和含量保证符合2.1原料中条件1、装置考核验收试车装置正常开车后，由双方协商确定性能考核时间和方案，考核内容符合技术协议相关条款。性能考核连续3天达到装置指标，双方认可签字盖章，合同装置正式被接收。在装置满负荷状态下连续运行10天内，由于甲方原因不能完成性能测试和考核，合同装置视为自动验收。由于乙方提供的技术或设备原因没有达到甲方处理的要求，可允许协商确定第二次测试，最多允许三次测试，乙方负责对工艺、设备进行整改，保证产品达到技术要求，产生相应的费用由乙方承担。甲方提供的原料组分不符合符合乙方的设计要求，如果产品没有达到规定的指标，双方可协商对工艺进行改进，设备进行整改，保证产品达到技术要求，其费用甲方承担。在装置验收合格后，买卖双方签署书面验收报告和安全备忘录，装置移交甲方使用后，甲方必须严格按照乙方提供的安全规程要求进行安全生产，并承担使用后的一切安全责任。具体考核办法为：l生产能力以装置中校验过的流量计为准。l质量指标以调校好的分析仪器为准，如有争议，双方共同取样，请有分析能力的第三家单位再次分析。2保证值2.1废水要求第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目序号项目单位数量备注1NH3-Nmg/L≦4.01.1回收硫酸铵溶液要求序号项目单位数量备注1硫酸铵浓度%≥302氯离子含量%≤1.03乙方服务承诺（1）合同签订后，在甲方按合同条款支付当期货款及完善相关配套设施的情况下，保证严格供货周期提交货物，并优质优量完成相关的培训、安装指导、调试、考核及验收等工作。（2）本装置乙方提供的全部设备、内件等所有硬件均为全新、未使用过的。（3）保质期内，装置发生任何由产品质量问题造成的维护、更换、安全责任事故均由乙方全权负责相应的维护、更换、事故的处理并承担相关的费用。(4)甲方更换填料时，乙方保证及时、优质地供应。（5）质保期满后，装置发生任何甲方不能解决的技术或设备问题，在用户及时通知乙方前提下，保证在2小时内作出具体的响应，并以书面文件或电话形式协助甲方解决问题。若甲方在乙方以上方式的帮助下依然不能解决问题时，按甲方的要求，乙方将派专人在两个工作日内赶到甲方现场，解决相关的问题。（6）在甲方有要求对装置进行改造的情况下，以最快的速度提供改造方案，并帮助甲方在最短的时间内完成装置的改造工作。（7）乙方的售后服务部门每年将至少对甲方进行一次回访，以便及时发现问题，确保装置安全运行，提高产品和售后服务的质量，更好的为甲方服务。第23页共23页n重庆水镜科技有限公司高盐氨氮废水处理项目4人员培训4.1培训目的乙方应向甲方提供培训服务。甲方人员可在以下场所接受培训：l在甲方现场的技术培训l在甲方装置现场操作培训4.2培训的目标乙方培训课程的目标是将工艺技术传授给甲方的操作人员，确保装置的安全运行。联系人：顾工联系方式：15923839076电话：023-88300959传真：023-88300959网站：www.sw-engin.com地址：重庆市渝北区洋河北路19号御景天成3栋10-2第23页共23页