浓缩液处理工艺设计方案.docx
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浓缩液处理工艺设计方案
1.浓缩液处理工艺设计
1.1.工程规模
1.1.1.扩容工程浓缩液产量
本渗沥液处理扩容工程产生的浓缩液为主要是纳滤（NF）及反渗透（RO）浓缩液。
根据物料平衡计算NF浓缩液：
175.5t/d；RO浓缩液：
212.1t/d。
纳滤浓缩液贮存于新建NF浓缩液池，经泵送至北侧老填埋区，新建NF浓缩液压力输送管dn90mm与新建填埋区竖井相接，回灌至填埋堆体。
反渗透浓缩液送至浓缩液处理系统处置。
1.1.2.现况浓缩液量
根据现况安定填埋场渗沥液处理站运行数据，RO浓缩液量为40t/d。
表7-1浓缩液处理规模组成表
名称
数量（t/d）
现况渗沥液处理站RO浓缩液
40
扩容工程RO浓缩液
212.1
合计
252.1
根据以上数据确定本项目RO浓缩液处理规模为260t/d。
1.2.浓缩液进水指标及分析
1.2.1.进水指标
反渗透系统的使用必然会带来浓缩液的问题，由于反渗透的处理对象为纳滤出水，因此，反渗透浓缩液中富集了渗沥液中绝大部分的盐分及少量残留的含氮类化合物如氨氮、硝氮等。
根据现况渗沥液处理项目实际运行数据，确定浓缩液主要水质如下：
表7-2浓缩液水质一览表
项目
pH
COD
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
电导率
（ms/cm）
含盐量
（g/L）
溶解性总固体
（g/L）
含固率
（%）
数值
6～7.5
1000~2000
10～100
30～50
20～30
20～30
2~3
项目
TN
（mg/L）
氯化物
（g/L）
—
—
—
—
—
数值
100～200
7～30
—
—
—
—
—
1.2.2.水质特点分析
（1）富集了渗沥液中几乎所有的一价盐，盐分含量很高；
（2）富集了很少部分的难生化降解或不可生化降解的有机物，主要污染物类别的腐植质已经在前期纳滤系统中得到解决；
（3）含有少量的氮类化合物。
1.3.浓缩液处理工艺流程
根据上述反渗透浓液水质特点，本工程反渗透浓缩液采用蒸发结晶工艺，同时考虑到蒸发冷凝水中含有氨氮、挥发性有机物及其它污染物等，为使冷凝水出水水质满足《水污染物综合排放标准》（DB11/307-2013）中排入地表水体的水污染物B排放限值。
本项目蒸发结晶冷凝水再经低压反渗透处理后达标排放或回用。
工艺流程如下：
图7-1液处理工艺流程图
渗沥液经生化及膜处理后，RO浓缩液含盐量在4～6%左右。
浓缩液经泵提升后进入综合水池3，浓液经絮凝沉淀、化学软化系统处理后，进入蒸发结晶系统，通过蒸发结晶的分离作用，清液排至混合池，再经低压反渗透系统过滤后，出水外排或回用，残液结晶干化后运至填埋区单独密闭填埋处置。
1.4.浓缩液处理工艺设计
本系统主要包含两部分：
∙蒸发结晶设备；
∙低压反渗透设备。
1.4.1.蒸发结晶
1.4.1.1.工艺介绍
蒸发法可以对浓缩液进行进一步的分离，可以配合反渗透工艺处理填埋场渗滤液，减轻反渗透系统的压力，在经济、技术可行的前提下达到良好的处理效果。
蒸发法广泛用于染料、医药、农药等工业废水和放射性废水的处理，在渗沥液浓缩液处理领域工程应用日益增多。
蒸发技术已经在国内外多个行业中得到应用，大都采用电或沼气作为热源，将废水汽化，冷凝水达标排放或经简单处理后进行循环使用，蒸发残渣送至指定地点进行处理。
1.4.1.2.工艺流程
1.MVR工艺流程描述
RO浓缩液进入蒸发结晶系统前经絮凝沉淀、化学软化等预处理工序后，再经过原液过滤器，将较小的杂质去除后，经泵送至热交换器与排出系统的蒸馏水进行热交换，再经过排气热交换器，最后进入蒸发主体。
进入蒸发主体的来液与主体内原有的循环液混合，蒸发浓缩到接近饱和浓度后，一部分循环液经过浓水排放管道排至强制循环蒸发结晶装置进行进一步浓缩处理。
另一部分的循环液经过布液器重新分布于各换热管表面形成薄膜进行蒸发。
蒸发压力控制在略高于大气压进行。
未蒸发的液体与来液混合后再进行下一次循环。
被蒸发的水分变成蒸汽，蒸汽经过除雾器进行汽液分离后，被压缩机抽离蒸发主体，经过压缩机压缩升压提温后，高温蒸汽再被输送至蒸发主体热交换管内，管内高温蒸汽与管外的低温物料进行热交换，低温物料被加热并蒸发，被蒸发的水分变成蒸汽补充被压缩机抽走的蒸汽。
管内高温的蒸汽经过热交换后放出潜热被冷凝变成蒸馏水。
蒸馏水被收集至蒸馏水罐后被输送至热交换设备与来液进行热交换，后离开蒸发系统进入混合池。
不能冷凝的气体及夹带的部分蒸汽排至排气冷凝器冷却后排至除臭系统管网。
2.强制循环蒸发结晶装置
强制循环蒸发结晶装置采用单效的结构，同样采用MVR机械蒸汽再压的方式。
根据物料的特性，此处采用强制循环蒸发+结晶器的组合形式。
强制循环蒸发结晶装置主要的工艺流程描述如下：
强制循环蒸发结晶装置的进料为MVR蒸发预浓缩装置泵送过来的高温的浓度接近饱和的浓缩液。
强制循环蒸发结晶装置采用正压蒸发，蒸发温度控制在100～102℃之间。
装置在预热到设定温度并正常启动后，从MVR蒸发预浓缩装置送来的浓度接近饱和的浓缩液从强制循环泵前进入，与原来的循环液混合后，通过强制循环泵送至加热器管内进行加热并至过热状态，过热温度控制在3～5℃之间，处于过热状态的循环液接着进入闪蒸器进行闪蒸，经过闪蒸，大量的水分被蒸发变成二次蒸汽。
二次蒸汽经过闪蒸器内的汽液分离器进行汽液分离后进入蒸汽压缩机，经压缩升压后返回加热器壳层与管内低温物料进行热交换，放出潜热后变成蒸馏水，蒸馏水进入蒸馏水罐后通过蒸馏水泵送至MVR蒸发装置与其蒸馏水一起进行热交换，后送至混合池，不能冷凝的气体返回MVR系统。
过热的循环液经过闪蒸后，大量的水分被蒸发并从液体中分离出来，循环液由原来的过热状态变成相对较为低温的溶液，溶液中的盐分也由原来的不饱和状态变成过饱和状态。
液体中有大量的晶体析出并形成固液混合物，并通过降液管进入结晶器，固体在结晶器内底部沉淀下来，液体则从结晶器上部被强制循环泵抽走继续下一循环。
结晶器底部固体则与部分液体混合在一起由浆料泵送至离心分离设备进行固液分离。
进行固液分离后的母液通过母液泵送回强制循环泵前与其他循环液一起继续循环加热蒸发。
3.脱水系统
经过结晶器蒸发后，饱和结晶盐析出，部分晶浆需要排出系统以维持系统盐分平衡。
通过脱水机给料泵及其附属管道把结晶器晶浆循环送到脱水机。
此循环回路可防止泥浆在到脱水机的给料管道发生重力沉淀；脱水机进料泵以足够高的速度使泥浆循环，以防止泥浆在管道中重力沉淀。
离心脱水机自带控制系统，以监测和控制脱水操作。
4.清洗
清洗装置主要为MVR蒸发浓缩装置及强制循环蒸发浓缩结晶装置服务。
清洗主要采用酸及碱交替的方式进行。
根据来水的水质状况，各装置清洗的周期也有所不同。
1.4.2.低压反渗透
低压反渗透处理一级反渗透第三段产水及浓缩液蒸发冷凝液，进水水质较好，容易获得较高的回收率。
浓缩液虽含一定盐分，但相对于渗沥液生化后反渗透浓缩液而言浓度较低，因此设计本段反渗透浓缩液回流至一级反渗透前端，与纳滤产水一同进入一级反渗透系统，提高系统产水率。
反渗透产水达到排放标准，可排放或回用。
表7-3低压反渗透工艺参数
项目
数值
进水流量
20.8m³/h
产水率
85%
设计过滤通量
12l/h·m²
计算膜需要总面积
1473.3m²
单位膜元件面积
34.4m²
总膜元件数
48
设计膜总过滤面积
1651.2m²
1.5.主要设备一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
材质
备注
一
NF浓缩液回灌系统
1
NF浓缩液回灌泵
Q=25m3/h，H=50m，Pn=7.5kW
台
2
1用1备
2
液位传感器
0-1bar
只
1
二
RO浓缩液蒸发结晶系统
Q=280m3/d
1
预处理系统
含絮凝沉淀、化学软化系统等
1.1
反应池搅拌器
N=2.2kW，380V；
台
2
触液材质：
316SS
1.2
原液输送泵
Q=13m3/h，H=20m，P=4.0kW，380V；
台
2
触液材质：
316SS
1.3
上清液输送泵
Q=11m3/h，H=40m，P=5.5kW，380V；
台
2
触液材质：
316SS
1.4
浆液泵
Q=13m3/h，H=60m，P=7.5kW，380V；
台
2
触液材质：
316SS
1.5
污泥输送泵
Q=3m3/h，H=60m，P=2.2kW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
1.6
混合反应桶搅拌器
N=1.5kW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
1.7
混合反应桶
容积：
1.2m³；
个
1
触液材质：
316SS
1.8
母液罐
容积：
2.5m³；
个
1
触液材质：
316SS
1.9
母液泵
Q=3m3/h，H=40m，P=5.5kW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
1.10
污泥脱水机
处理能力：
3m³/h，P=22KW+7.5KW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
1.11
螺旋输送机
N=1.5kW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
1.12
污泥储存料斗
容积：
6m³；
个
1
碳钢防腐
2
蒸发系统
2.1
蒸发器循环泵
Q=120m3/h，H=15m，N=15kW，380V；
台
1
触液材质：
钛材
2.2
蒸发器浓液泵
Q=3m3/h，H=40m，N=5.5kW，380V；
台
2
触液材质：
钛材
2.3
蒸发器蒸馏水泵
Q=9m3/h，H=40m，N=3.0kW，380V；
台
2
触液材质：
316SS
2.4
清洗泵
Q=10m3/h，H=40m，N=5.5kW，380V；
台
1
触液材质：
316SS
2.5
排气冷凝器
处理量：
280t/d，管壳式，换热元件：
TA2，筒体：
316L，框架：
304L，设计压力：
0.5MPa，设计温度：
110℃；
套
1
材质：
TA2/316L
2.6
原液过滤器
Q=9m³/H，过滤精度<100u，筒体：
316L，滤元：
316L；
套
1
材质：
316SS
2.7
蒸馏水罐
处理量：
280吨/天，立式圆柱形，筒体：
316L，外框：
碳钢外覆防腐涂料，设计压力：
0.1MPa，设计温度：
105℃；
套
1
材质：
316SS
2.8
蒸馏水热交换器
Q=9T/H，换热元件：
TA2，框架：
碳钢外覆防腐涂料，设计压力：
1.0MPa,设计温度：
150℃；
台
1
板片材质：
钛材
2.9
蒸发器主体
处理量：
280吨/天，水平卧管式，换热元件：
钛材，筒体：
钛材，管板：
钛材，除雾器：
钛材，液体分布器：
钛材，管箱：
钛材，盖板：
碳钢衬里，加强件：
碳钢外覆防腐涂料，框架：
碳钢外覆防腐涂料，设计压力：
0.1MPa,设计温度：
120℃；
套
1
触液材质：
钛材
2.10
蒸汽压缩机
N=500KW380V控制方式：
电机驱动；
套
1
叶轮材质：
2205
2.11
热井刮刀过滤器
N=0.55kW，380V；刮刀材质：
钛材；刮刀轴材质：
钛材；
套
1
触液材质：
钛材
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