600TH化工PTA废水中水回用祥细方案.docx

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600TH化工PTA废水中水回用祥细方案

600t/hPTA废水中水回用

技术协议

XXX水处理工程有限公司

2015年3月

第一章项目概述

1.1项目概况

项目名称：

XX石化有限公司PTA中水回用工程

项目地点：

XX港区XX石化厂区

XX石化有限公司是由XX集团独资筹建的PTA生产企业。

公司拥有氧化单元和精制单元的PTA主生产装置、辅助生产装置及公用工程等。

为响应产业升级及节能降耗相关政策要求，实现产能扩大而废水排放量不增加，工厂计划建设中水回用工程。

第二章设计依据及设计水质水量

2.1设计依据

1）公司同类工程经验

2）业主需求及资料

3）现场实地勘察情况

4）行业标准及相关

2.2主要参考规范和标准（换版标准以最新版为准）

2.2.1工艺专业

1）《污水综合排放标准》GB8978-1996

2）《水污染治理工程技术导则》HJ2015-2012

3）《膜生物法污水处理工程技术规范》HJ2010-2011

4）《水处理设备技术条件》JB/T2932-1999

5）《反渗透水处理设备》CB/T19249-2003

6）《污水再生利用工程设计规范》GB50335－2002

7）《城市污水再生利用工业用水水质》GB/19923－2005

8）《工业企业噪音控制设计规范》GB/T50087-2013

9）《石油化工机器设备安装工程施工及验收通用规范》SH3538-2005

2.2.2结构（含建筑结构）专业

1）《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002

2）《钢结构设计规范》GB50017-2002

2.2.3电气、仪表控制专业

1）《供配电系统设计规范》GB50052-95

2）《3kV～110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92

3）《工业企业照明设计规范》GB50034-92

4）《低压配电设计规范》GB50054-95

2.3设计及工程范围

2.3.1设计范围

1）中水站内深度处理系统的工艺、设备、管线、给排水、电气仪表及自控等专业设计；

2）自现有排水池起，至中水产水送至客户除盐水站原水池或取水泵处，此中水系统范围内的所有中水系统本身的相关设施；

3）含中水系统内的水池、厂房、土建、照明等辅助公用工程

4）含系统所需的10KV变配电站建设

2.3.2工程范围

1）中水站系统设计、设备制作、土建、厂房建设、供货、安装、调试、试运行期设备监护、质保；

2）业主提供接电点、取水点、排放水点、接气点、污泥压滤点，供方自行负责系统的实施，属交钥匙工程；

3）业主协调相关部门配合供方完成工程的实施。

2.4设计水质水量

2.4.1设计进水、产水水质

1）设计进水、产水、排放水水质（业主方提供数据）

序号

水质项目

单位

进水指标

产水指标

浓水、排水指标

1

COD

mg/L

≤150

≤10

2

PH

6--9

6--9

3

T-P

mg/L

≤5

4

氨氮

mg/L

≤15

≤10

5

Co

mg/L

≤3

≤1

6

Mn

mg/L

≤2

≤2

7

Br－

mg/L

≤100

≤10

8

电导率

us/cm

≤4500

≤500

9

SS

mg/L

≤100

10

总硬度（以CaCO3计）

mg/L

≤450

11

浊度

NTU

≤0.3

12

温度

℃

25--38

浓水、排水指标中未注明项执行GB8978-1996中三级标准

2.4.2设计进水、产水水量

1）设计进水量：

600t/h（全天24小时计）

2）设计产水量：

420t/h（进水水温不低于25℃，不超过41℃）

3）系统设计水回收率：

在满足进水水质情况下，70%；当进水水质变差，系统仍然可运转，但水回收率会下降、清洗频率会增高、运行成本会升高而产水量会下降。

第三章工艺介绍

3.1工艺路线选择

本项目工艺路线：

UF+RO工艺，按如上水质标准，系统回收率达到70%，RO浓水单独处理，确保达标排放.

3.2工艺流程框图及水量总平衡图:

砂滤+UF+RO路线（以实现系统功能为准）

3.3工艺描述

3.3.1工艺流程简要说明

1）

从现有污水处理系统的排放水池取水，原水提升泵将待深度处理回用的排放水加压后送往预处理的砂滤系统；为了提高过滤效果，可考虑水体进入砂滤前投加絮凝剂。

2）砂滤器对水体进行初步过滤，去除水体中大部分悬浮性颗粒物并部分降低COD，使浊度、SS等物理指标有明显改观。

对COD、锰等有部分脱除功效。

3）砂滤出水经过一道粗保安过滤器进入超滤系统，利用超滤膜的膜筛分截留绝大部分非溶解性杂质，使SDI等关键指标满足RO进水需求。

对COD、非溶解态锰有部分脱除功效。

超滤系统设计有反冲洗、气洗、药洗等辅助系统。

4）因为超滤有间隙性冲洗工序且产水压力很低，因此超滤产水需要先进入超滤产水池来缓冲，然后再继续进入后续反渗透单元。

超滤水池同时可提供超滤反洗、冲洗用水。

5）RO进水泵从超滤水箱抽水加压后进入反渗透系统。

通过反渗透膜的除盐作用大幅度降低水体的电导率、COD等指标，使各项指标达到回用水质要求。

为了恢复反渗透系统膜的性能，设计有反渗透清洗和冲洗系统。

6）反渗透系统产水进入RO回用水池，回用水泵从回用水池内抽水送到需要的用水点，实现循环利用；

7）为了防止一次反渗透系统的回收率过高导致反渗透系统堵塞严重，系统一次反渗透系统回收率设定不超过65%；

8）为了使系统的回收率达到70%并保证外排浓水水质达标。

设计将反渗透的浓水进行加药沉淀，使上清液中的锰钴含量达到排放标准，并部分降低外排水的COD。

然后取部分沉淀池出水上清液再经过一道砂滤+UF+RO单元，对一次浓水进行回收，二次反渗透的产水进入RO回用水池，二次浓水与一次浓水沉淀后的上清液一起混合后达标排放。

9）砂滤、超滤、反渗透等各单元都有各自的冲洗工序，以便恢复过滤性能，UF、RO还有各自的在线清洗工序，全自动运行。

3.4主要处理单元说明

3.4.1【原水泵】

用来从排放水池中取水，根据现场实际情况，采用卧式防堵塞泵。

在水池侧壁抽取原水。

考虑到节能和超滤系统调节的需要，每台运行的原水泵都配置有变频器，变频器采用ABB或富士品牌。

本系统中水泵，设就地按钮控制盒。

类似图片如下:

3.4.2【砂滤器】

砂过滤器内部装填石英砂滤料，主要用来去除进水中大部分的不溶性微小杂质、部分胶体的絮状物质和有机物，降低出水浊度和污染指数，使过滤器的出水水质达到后续装置的进水要求，过滤器内装填不同粒径石英砂滤料形成多级过滤。

设备壳体采用碳钢衬胶材质。

当过滤器运行一段时间后，因为被截留的杂质沉积在过滤层填料中而会导致床层压差层大、过滤性能下降，这时可通过压力水的逆流反冲洗洗去被截留的杂质，使过滤器恢复过滤性能。

砂滤器需设置承重基础，根据土建基础承载力浇筑混凝土基础。

因为砂滤正反洗有大流量水体排出，紧挨滤器设置排水沟。

本系统设有前置砂滤器和后置砂滤器，前置砂滤器为正常制水流程的超滤预处理，后置砂滤器为一次浓水回收系统的过滤系统，作为回收系统超滤机的预处理。

类似设备照片如下（圣山集团万吨级印染废水回用）：

3.4.3【保安过滤器】

本系统设置两级保安过滤器，一级在超滤之前，过滤精度50μm；一级在反渗透之前，过滤公称精度5μm，保护反渗透系统。

保安过滤器的主要目的是为了防止水中的颗粒性杂质进入后续膜系统损伤膜元件。

另外，可以保护水泵不受颗粒型物质的损害。

经过超滤之后，水体的颗粒性杂质已经绝大部分被滤除，这时我们选择可靠性更高的袋式过滤器作为RO前的保安过滤器。

袋式过滤器的工作原理：

利用滤袋的孔隙筛分过滤水中残存的微量悬浮颗粒、胶体等杂质。

随着过滤时间的延长，滤袋因截留物的污染，其运行阻力逐渐上升，通常当运行至进出口水的压力差增加达到0.05-0.10Mpa时应更换滤袋。

保安过滤器采用摇臂式快开式，方便更换滤袋。

与自清洗网式过滤器相比，虽然有需要人工更换滤袋的麻烦，但避免了网式过滤器水质不稳定的缺点，同时投资成本比叠片式过滤器低。

类似设备照片见上图。

3.4.4【超滤】

本方案采用超滤膜作为预处理的最后一道工艺，主要为了提高后续反渗透膜的进水水质，稳定反渗透膜的性能及寿命，同时可根据需要将超滤产水与反渗透产水适度混合以提高系统的水回收率或产水量、节约投资成本和运行成本。

超滤系统包括机架、膜组件、配套仪表、阀门、管路、配套清洗、控制系统等。

超滤主要通过膜网孔的筛分作用去除杂质。

本系统中其最主要的功能是确保进入后续反渗透装置的SDI符合要求，同时去除绝大部分微生物、部分COD。

超滤膜的种类很多，从材质上常见的有PP、PVC、PE、PES、PVDF等多种，PP、PVC的价格较低，但性能衰减较快，多用在水源水质较好的场所。

后两种抗污染性强、综合性能更佳，我们选用目前污水回用中适应能力最强的PVDF超滤膜。

膜法过滤工艺可以很好的截留水体中的各类污染物，常见的膜法过滤图谱如下：

本系统中我们选用获得国家863项目支持的水艺品牌的超滤膜。

超滤系统的组成及典型运行

一套完整的超滤系统包括：

超滤进水泵、超滤膜组件、清洗系统、管路系统、电控系统。

超滤进水泵提供水体透过超滤膜的驱动力。

超滤膜组件是超滤机的核心部件，每套超滤机组的超滤膜对称排列，可根据需要采用错流过滤或死端方式，在废水深度处理中，我们选用抗污染性强的错流过滤方式。

清洗系统包括气洗、水洗、化学在线清洗（酸、碱、消毒剂）通过冲刷、溶解、剥离等作用带走积存的污染物，恢复膜的过滤性能。

管路系统包括正常制水系统管路、水反冲洗管路、正洗管路、气洗管路、化学清洗管路、浓水循环管路，通过自动阀门按设定的程序自动切换运行。

超滤机配置就地电控柜，对各项阀门关闭程序、泵启停、保护功能进行程序控制。

类似的超滤系统设备外观如下：

3.4.5【紫外杀菌系统】

在污水膜法深度处理回用中，引起膜污染主要因素之一常常是微生物污染。

理论上，超滤膜可以有效截留微生物，但实际工程经验中证明，以污水达标排放水为水源的超滤产水中仍可能存在大量的微生物。

因此在超滤产水进RO膜之前设置一道过流式紫外杀菌工序，同时刚好可以利用超滤产水浊度低、紫外线透过率好的优点。

类似的设备照片如下（司迈特杭州可口可乐工程净水消毒）：

3.4.6【反渗透】

反渗透（RO）系统利用渗透压原理通过反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。

目前反渗透工艺是污水回用除盐中最获得普遍认可的技术。

经过预处理后合格的超滤水在超滤水池缓冲后，经RO进水泵加压进入反渗透膜组系统，脱除绝大部分盐类及有机物，产水进入反渗透水池。

系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的阀门、监控仪表，保证设备能长期稳定地运行。

RO系统由高压泵、膜主机、配套仪表及控制箱、清洗系统组成。

高压泵及反渗透膜是系统运行的关键，本方案选择不锈钢高压泵；膜元件选用国际知名品牌反渗透膜，考虑到降低运行电费，选用超低压反渗透膜；配套仪表有电导、流量、压力、液位等，用于对设备进行在线监测。

设备经过一段时间运行会造成膜表面污染，因而系统配备在线冲洗和清洗系统。

类似的RO设备照片如下（司迈特在圣山集团印染废水中水回用系统工程，超低压反渗透膜，节能20%以上）：

宁波三菱化学PTA废水回用工程司迈特设计制作的反渗透系统（进水250吨/小时）：

【反渗透冲洗系统】

在废水处理中，当反渗透装置停机时，因膜内部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需要用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能。

因此系统设置一套反渗透冲洗系统。

本系统考虑用RO产水进行低压冲洗，这对延长RO膜的使用寿命非常重要。

类似的大型UF+反渗透系统如下：

3.4.7【压缩空气系统】

本系统中的大直径砂滤器、超滤要用到压缩气擦洗，气动阀门要有压缩空气驱动，因此需要有压缩空气系统，考虑到业主方有压缩空气系统，本设计中设计一台压缩空气缓冲罐，用来缓冲用气。

3.4.8【一次浓水冲洗系统】

为了提高系统水回收率，本方案中砂滤器的正反洗水采用一次RO浓水冲洗。

超滤系统的正反洗也优先采用一次RO浓水冲洗。

浸泡药洗可采用超滤产水。

设置浓水收集池和浓水冲洗泵，一部分浓水进入收集池后进水阀按设定的液位关闭，剩余浓水外排到混凝反应池。

3.4.9【一次浓水处理系统】

因为系统进水经过RO单元后，排放的浓水中的污染物含量是进水的3倍左右，锰、钴可能会超过排放标准。

因此我们设计一套加药沉淀系统来对一次浓水进行絮凝沉淀。

絮凝沉淀的原理是利用锰、钴的碳酸盐水不溶性，通过投加碱、铝盐的复配药剂将水体中的锰、钴沉淀下来，使外排水达到排放标准，同时可使外排水的COD有一定程度的降低。

为了提高沉淀效果，选用斜管沉淀池或气浮一体化设备。

沉淀的化学污泥通过污泥泵送往业主原有的污泥压滤系统统一脱水处理。

沉淀池上清液一部分直接排放，另一部分进入浓水回收系统，再经过砂滤+UF+RO单元，产出的二次RO水送往RO水池做回用水，二次RO浓水与外排的沉淀池上清液混合后达标排放。

当排放水有PH要求时，考虑设置废酸中和设施对外排水添加硫酸进行中和后排放。

根据现场勘查抽查水样，目前外排废水的PH值多在8-10范围，设计中考虑此调酸碱设施。

类似的絮凝沉淀一体设备：

3.4.10【储水系统】

本方案中有超滤产水水池、RO产水池（中水回用水池）、浓水收集池、冲洗水池等多个地下构筑物池体。

3.4.11【管路系统】

（1）低压水路（压力低于1.0MPA）

管道材质：

镀锌钢管、UPVC和钢衬塑管道；酸碱等加液管，DN40以下规格为UPVC，DN40及以上规格按业主要求为钢衬塑管，也可应客户要求将酸碱投加管道均采用钢衬塑管。

产水外送管路采用304不锈钢。

阀门：

UPVC、钢衬胶阀门或阀板尼龙涂层防腐；耐腐蚀能力强。

UF设备本体：

UPVC管路

RO设备本体：

高压泵前和产水部分为UPVC管路，总产水母管当直径大于DN300且有阳光照射时选用钢衬塑管路或薄壁不锈钢；

产水外送水管路:

304不锈钢

衬塑钢管壁厚等级如下：

序号

管道公称直径

衬塑钢管外径及钢管壁厚

衬里厚度，mm

备注

DN25

φ32×3

2

DN32

φ38×3

2

DN40

φ45×3

2

DN50

Φ57×3

2.5

DN65

φ76×4

2.5

DN80

φ89×4

3.0

DN100

φ108×4

3.0

DN125

φ133×4

3.0

DN150

φ159×4.5

3.5

DN200

φ219×6

3.5

DN250

φ273×7

4.0

DN300

φ325×8

4.0

DN350

φ377×9

4.0

DN400

φ426×6

4.0

≥DN400钢管采用直缝电焊钢管

DN450

φ478×6

4.5

DN500

Φ529×6

5.0

（2）高压水路（压力大于1.0MPA时选用）

管道材质：

SS304，工业流体管；

不锈钢钢管壁厚等级如下：

DN

壁厚

外径

壁厚

25

2

100

3

32

2

125

3.4

40

2

150

3.4

50

2

200

3.7

65

3

250

4

80

3

300

4.5

（3）低压空气管路

管道材质：

无缝钢管；到设备本体后为UPVC管路

3.4.12【电控系统】

本系统控制方式有手/自动切换模式，配备西门子可编程控制器及模块、西门子触摸屏和配套在线监控仪表（流量计、压力表、压力开关、压力传感器、电导率仪、ORP仪、液位计或液位开关、COD在线检测仪等）。

在线监控仪表可对系统中的各监测点参数（如流量、压力、电导率等）进行就地监测，触摸屏上可显示系统状态及存储报警记录。

砂滤、超滤、反渗透设有就地控制箱，通过通讯电缆可实现远程监控。

业主提供远程通讯的接口，供方负责将信号上传实现远程控制室集中监控。

全套系统实现如下自控功能，保证系统平稳、安全运行：

液位的自动控制及高低报警；

根据液位信号实现膜系统的自动启停；

保护性报警及停机功能；

加药系统的启停联锁；

砂滤系统的自动正反洗；

反渗透、超滤主机的自动启停及停机自动冲洗；

其他

为了保护系统安全，人机界面设有管理权限密码保护，只有有权限的人员方能进行操作参数的修改。

类似的人机界面系统如下：

第四章主要建构筑物及设备配置

4.1主要构筑物规格尺寸（具体尺寸待中标后施工图设计确定）

序号

名称

规格

数量

总容积（m3）

备注

1

RO水池（回用水池）

地下钢砼

1

200

仅作为短时缓冲用

2

UF产水池

地下钢砼

1

650

合建400+150

3

一次浓水收集池

地下钢砼

1

300

冲洗砂滤、UF用

4

冲洗水收集池

地下钢砼

1

200

收集砂滤、UF冲洗水

4.2主要建筑物规格尺寸（具体尺寸待中标后施工图设计确定）

序号

名称

规格

数量

总面积（m2）

备注

1

变配电间

地上砖混或轻钢结构

1

30

10KV，干式变压器

2

膜法设备间

轻钢结构

1

1200

3

砂滤罐区及泵区

轻钢结构

1

原水泵区为简易钢棚

4

低配间及控制室

地上砖混或轻钢结构

1

100

4.3特殊承重基础区域（具体尺寸待中标后施工图设计确定）

序号

名称

规格

数量

总面积（m2）

备注

1

砂滤罐区

1

400

承重不低于6吨/m2

2

泵区及容器区

1

150

当实际处理效果不能满足本协议约定的客户要求时，乙方/供方自行增设相关设施确保功能实现且不向甲方追加工程投资。

4.4主要设备配置单

见技术附件，以满足实际功能需求为准，品牌及细节要求准循8.5业主方招标要求，当有变动或优化时需事先征询甲方/业主同意。

第五章．土建及公用工程设计

中标后提供。

第六章运行管理

6.1运行管理机构

本水处理站人员配备由业主制定，可采用原有污水站人员，不增加定员，轮班制，操作人员主要负责定期巡检设备、系统配药、维护等日常工作。

操作人员应具备水处理方面的基本操作技能。

司迈特移交设备前会进行系统的操作培训，使用方应安排不少于3名专岗人员参加培训。

6.2维护、维修制度

本系统主要的维护为设备的定时配药和滤材更换、冲洗及清洗维护。

建议操作人员每4小时做一次运行记录以便监督系统运行工况。

严格按照系统操作说明书做好日常维护工作。

质保期内的RO系统专用阻垢剂从膜法水处理设备供货商处采购，确保质量。

第七章质保及售后服务、设备交期

7.1.系统设备整体享有1年质保期，从产水验收计起，或主体设备到现场18个月的质保，以二者先到者为准。

7.2.超滤膜三年使用寿命质保；反渗透膜三年使用寿命质保，若未到期需要膜更换供方负责免费更换或提供解决方案到使用寿命达到3年。

7.3.质保期内的专用阻垢剂（4.5万元/吨）及非氧化性杀菌剂（（4.2万元/吨）如果投加的话）需从司迈特购买。

7.4.常规絮凝剂、杀菌剂、酸、碱药剂等耗材由使用方可自行采购。

7.5.质保服务

凡在质保期内出现设备质量问题（使用方或买方误操作或不可预见因素引起除外），供方无偿进行维修，并负责更换损坏件。

质保期满后，仅收取一定的材料费和适当的技术服务费（800元/人天）。

在质保期内或质保期外，若系统运行出现故障，需方人员不能自行解决或不能通过电话解决时，供方技术维修人员在接到需方书面通知故障情况后，48小时内到达现场。

在48小时之内不能解决的问题，将向双方主管领导汇报并做出解决方案（包括暂行措施）和进度表。

7.5工程工期

序号

进度

时间

备注

1

技术交流，提供详细设备平面布置图、土建图纸

合同生效后20天

需方提供场地现场资料

2

设备详细施工图设计

合同生效后25天

3

设备制造生产

合同生效后80天

4

设备出厂检测

合同生效后83天

5

土建及厂房建设

合同生效后80天

部分可在安装过程中同步进行

6

设备运输交付

3天

6

设备安装

耗时50天

安装条件具备

7

单机调试

耗时7天

8

系统联动调试

耗时15天

调试条件具备

9

系统产水

总产水工期

合同后约160天

最快140天

10

此后进入运行期

7.6培训计划

序号

培训内容

计划时间

培训教师构成

地点

受训

人数

职称

人数

1

理论培训

7小时

工程师

1人

现场

需方自定

2

了解设备安装情况

7小时

工程师

1人

现场

需方自定

3

现场操作及维护培训

14小时

工程师

2人

现场

需方自定

第八章．技术附件

8.1主要设备材料清单（以满足系统功能实现为准，若有漏项或调整由供方自行补齐无费用追加）

序号

项目

品牌、规格/型号、主要技术参数

Unit

QTY

D

备注

一

前处理系统-多介质过滤器

600m3/h

套

与二沉池衔接

1.0

原水泵

卧式泵，240m3/h，45KW,过流件不锈钢

台

5

4用1备

（Q=240m3/h,H=41m,P=45KW）

泵选型待定

泵架及进出口配套附件

套

5

变频器

富士

台

4

2.0

砂滤反冲洗泵

卧式泵，180m3/h，22KW，过流件SS304

台

3

2用1备

（Q=180m3/h,H=29m,P=22KW）

泵选型待定

泵架及进出口配套附件

套

2

变频器

富士

台

1

3.0

砂滤正冲洗泵

卧式泵,100m3/h，15KW，过流件SS304

台

3

2用1备

（Q=100m3/h,H=29m,P=15KW）

泵选型待定

泵架及进出口配套附件

套

2

变频器

富士

台

1

4.0

絮凝剂投加系统

计量泵及配套阀件，药箱

套

2

根据需要投加絮凝剂或助凝剂

计量泵及附件

≥15l/h,米顿罗

台

2

加药桶

PE,PT-400L