企業名稱:河南阿剛泉環??萍加邢薰?/p>
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中原石化-中水回用案例
1、工程規模
據中原石化有限公司提供的相關資料,該廠生產工藝用水量為270m3/h,鍋爐用水量為60m3/h??紤]一定的備用系數,按400m3/h設計。
1.1設計進水水質
根據業主提供資料,精制水站的原料水取自黃河水。具體水質詳見下表:
序號 | 名稱 | 單位 | 數值 |
1 | 水溫 | ℃ | 30 |
2 | PH | 8.73 | |
3 | 電導率 | uS/cm | 1386 |
4 | 濁度 | 8.191 | |
5 | 硬度 | mg/L | 302.97 |
6 | 總堿 | mg/L | 232.7 |
7 | Ca2+ | mg/L | 116.94 |
8 | Fe2+ | mmol/L | 0.031 |
9 | SO2- | mg/L | 239.74 |
1.2設計出水水質
1、生產水水質要求:
產水量:235m3/h
電導率<100uS/cm,
PH:6-9
硬度:無
2、鍋爐水水質水量要求:
序號 | 指標名稱 | 單位 | 數值 |
1 | 產水量 | M3/h | 60 |
2 | PH | 8-9 | |
3 | 電導率 | uS/cm | <0.20 |
4 | 鈉 | ppb | <20 |
5 | 二氧化硅 | ppb | <20 |
6 | 硬度 | umol/L | 0 |
7 | 銅 | ppb | <5 |
8 | 鐵 | ppb | <30 |
1.3水質特點
根據該公司提供檢測數據,原水中所有污染物組分描述如下:
1)原料水是未經處理的黃河水,水質波動大,冬天溫度較低,需要加熱;
2)有機物含量低,無機鹽含量高。
3)夏天SS和濁度較高,冬天有機物含量偏高,需要完善的預處理。
2、工藝流程
2.1、處理工藝簡要說明
在整個脫堿水及精制水系統處理過程中,共分為四個處理單元:預處理單元、脫堿水處理單元、反滲透單元、混床單元,所有單元聯為一個整體,按設計處理工藝進行操作。
i.一體化凈水器
ii.脫堿水處理單元
iii.反滲透單元
活性炭產水通過進入5um安全過濾器,再由高壓泵提供一定的壓力和流量進入反滲透膜,反滲透膜進水加入阻垢劑、還原劑等化學藥劑,以保證反滲透系統的穩定運行,并提高反滲透膜對離子的截留。反滲透膜系統采用單組卷式8040型低壓抗污染反滲透膜,通過合適的膜管并、串聯排列,形成科學的流量、壓力,保證反滲透膜系統Z低的動力消耗和元件水量平衡。
反滲透膜系統的設計回收率為75%,即來水經過反滲透膜的分離,截留大部分有機物、鹽份后,形成25%透過液自然流入RO產水箱,分離出25%的濃縮液富集了原水中的大部分有機物、鹽分等,但水質較清,SS和濁度低,可以滿足企業排放要求;也可以排至中間水池,與砂濾反洗水和混床再生酸堿廢液混合回調PH后泵至中水回用車間,重新進行回收處理,提高企業的水利用率。
反滲透系統采用自動控制,根據程序進行過濾產水、加藥、停機沖洗、以及手動在線CIP清洗。
反滲透產水自流至脫碳塔,系統新增1臺DN2200mm除碳器,每臺除碳器配套1臺離心風機。
iv.混床單元
反滲透產水通過混床進水泵提升進入混床系統,通過氫型陽交換床用于除去水中的陽離子;氫氧型陰交換床用于除去水中的陰離子。通過復床可將水中的各種礦物鹽基本除去。由于通過混合離子交換后進入水中的氫離子與氫氧離子立即生成電離度很低的水分子,很少可能形成陽離子或陰離子交換時的反離子,可以使交換反應進行得十分徹底。
混床系統設流量傳感器、電阻率傳感器、pH傳感器,控制指標為:電導率≤0.2us/cm,二氧化硅含量小于20ppb。出水電導或二氧化硅含量如超出設定值,混床即停止運行,切換進入再生狀態。
根據進水水質,本方案計算混床的運行周期為1~2天,具體運行周期根據復床運行情況而定。再生產生的酸堿廢液約為116m3/d,平均每小時3m3/h,含有堿、鹽酸等污染物,pH在2-11變化,排至中間水池儲存,與RO濃水,碳濾反洗水等混合后進行PH調整,然后送至企業廢水處理站,經進一步處理后達標排放。
3、控制系統說明
控制系統概述
系統分為兩層:控制中心、現場各種儀表及控件,結構如下:
根據工藝條件,系統的控制對象主要是開關量,涉及到的控制對象除了開關閥以外,主要是泵設備的控制。也就是說系統是一個以開關量控制為主的系統;所以本控制系統采用可編程邏輯控制器(PLC)同時完成電氣與儀表的自動控制,同時通過各類在線儀表監測系統的運行狀態,同時可通過打印機輸出各類報表。
(1)控制系統采用可編程序控制器(PLC)進行數據采集和系統控制,電源采用同檔次產品??刂葡到y能對整個工藝系統進行集中監視、管理、自動程序控制。整套系統的步驟都由PLC程序自動進行,在上位機集中監控,整套控制系統分就地與遠控。就地控制能實現設備的就地控制及自動控制。上位機能實現設備的全自動控制,同時具備手動,自動,步進,跳步,步延等功能。通過上位機可實現對過程控制邏輯量強制,時間常數在線修改及自動報表功能。
(2)采用LCD操作站,上位機帶光驅及USB插口。通過LCD畫面和鼠標器對整套工藝系統進行監視和控制,不再設置常規的儀表盤臺和模擬屏。所有運行參數、報警信號均能打印記錄??删幊绦蚩刂破饔歇毩⒌闹醒胩幚韱卧?CPU)、接口組件、輸入和輸出通道、存儲器、電源、機柜、專用連接電纜和連接件、打印機等。
(3)泵和氣動閥門等除了在水處理控制室的操作站上遙控外,設有就地控制開關。對于氣動閥門能在就地電磁閥箱上進行控制,而且在手動時還能保持必要的聯鎖,但遠方/就地切換在PLC內實現。每個工藝罐或槽上的電磁閥放在一個就地電磁閥箱內,箱上繪有該設備的模擬流程圖,電磁閥的操作開關按該流程圖中所示相位置排列。
整個系統可以實現如下功能:
?數據采集:采集整個系統各個裝置的重要工藝參數、設備運行狀態等重要數據。
?實時監控:對整個工藝生產過程實現實時操作、設置、控制、顯示、報警,Z大限度的減少值守人員。
?動態仿真:對工藝流程畫面實現動態模擬顯示,動態跟蹤工藝參數,直觀了解設備運行狀況。
?連鎖報警:對非正常的工藝參數和設備的運行狀態實施聲光報警,出現危險和異常狀態時對設備進行聯鎖保護,如系統中的液位與相應的泵及閥門設備的聯鎖,高壓泵與進、出口壓力的聯鎖。
?流量累積:本系統對混床裝置、膜(NF&RO)裝置流量計都設有流量的瞬時顯示及累積功能,并且對于每個累計流量均設有回零功能。
?報表輸出:提供裝置運行狀態的各種統計、積算報表,報表可以按班、日、月等各種需求的時間段輸出。同時提供打印輸出功能。
手動控制:系統可以實現手動和自動的切換,在非正常運行狀態下,對每臺泵設備和控制閥可以進行手動控制。