等离子技术处理含苯环及杂环类污水方案.docx

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等离子技术处理含苯环及杂环类污水方案

精细化工有限公司

硝基苯类废水项目

设计方案

.概述

项目概述

本项目为含苯胺、硝基苯污水处理方案。

根据用户的要求，对污水中间的苯胺、硝基苯等杂环类物质进行去除处理；污水的处理后低于。

设计依据

甲方提供的各项要求,及甲方提供的水质测试数据；

甲方提供的环境条件，水处理设施的占地面积；

《建筑结构可靠度设计统一标准》

《建筑给水排水设计规范》

《城市供水水质标准》

《水处理设备技术条件》

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

设计原则

根据甲方的规划要求，遵守有关的法律、法规、标准规范，编制本工程设计方案。

选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程，尽可能减少基建投资和运行费用，节省占地面积，降低能耗。

积极稳妥地利用先进技术和设备，确保水处理的效果。

在设计中对关键工艺段采用自动化仪表，提高自动控制及管理水平。

妥善处理和处置处理过程中产生的渣泥，避免产生二次污染。

工程范围及内容

工程范围包括工艺、结构、电气、机械、通风、仪表、自控、建筑等主要专业

的设计说明、主要图纸、工程投资估算、运行费用说明、设备清单等技术文件。

本工程不包括站区以外的污水收集管道系统，绿化设施等方面的设计。

其它与本工程有关联的建设设计视甲方要求另行确定。

.水处理设计条件

设计规模的确定

设计规模要求按吨天，吨小时水处理工程进行设计。

设计进水水质按甲方提供的数据如下：

污水＞。

处理后要求

排放水≤。

水处理站位置的规定

参见水处理设备及设施平面布局图（待定）

其它排出物处理

参见条。

.水处理的工艺设计方案

水的水质特性

水体中的杂质主要是以苯胺、硝基苯为主的有机物。

因此，采用一般的工艺无法进行有效的分离、回收及其处理。

水处理工艺方案的选择原则

采用传统或单一的工艺处理较高及含量较高的苯胺、硝基苯污水，传统技术有一定的困难。

同时又要充分考虑提高效率，减少占地面积，降低能耗。

通过小型试验在总体设计上采用传统物化处理和先进的物理处理结合的原则，以求达到水质排放标准。

同时在整体设计中考虑以自动控制为主，手动控制为辅的控制方式执行整个工艺过程。

水处理工艺设计

取水口格栅装置

采用格栅主要是保障水泵的正常进行，防止大颗粒杂质或水中异物被吸入泵中。

等离子体加热处理

采用特殊的等离子体电源，设计了专门的等离子体放电电极。

等离子体放电电极直接在含盐污水的水体中间产生等离子体放电现象。

在等离子体电源启动时，同时启动的有普通曝气器、超声波除垢设备、水喷射泵负压真空设备等。

产生的结果是，水体上层温度在分钟到分钟由常温达到沸腾，在分钟之内，等离子体加热塔（塔，）内部的温度全部达到℃℃，如果不进行温度控制，分钟以后塔（）的温度可以始终处于沸腾状态。

考虑等离子体加热反应的特殊性，在具体工程设计时，将等离子体加热装置作为一个单独的加热装置设置在塔（）中间。

热能的二次回收

等离子体加热设备启动后，产生的大量蒸汽，在负压工艺的作用下，通过热交换器在塔（）、塔（）、塔（）中间进行二次热能的回收，产生水体的二次蒸发，蒸发的蒸汽同样通过负压工艺的作用下，最后与塔（）中产生的蒸汽被水喷射泵负压吸收转换的热量对进水进行预热。

热能的二次回收，可以使整个系统的热效率提高一倍以上。

超声波除垢设备？

超声波除垢设备的作用是防止、清洗热交换器表面形成各种盐类的积垢，保障热交换器的热交换效率。

绝热保温处理

在高温系统与低温系统之间，必须采用绝热保温工艺。

剩余物质处理

根据工艺设计，含酸污水在等离子体热源及其二次能源回收的蒸发作用下，溶液中酸含量降低到一定浓度之后，通过操作定期排放污水到沉淀池，通过压滤机脱水，将固体物质进行无害化处理。

残余的少量污水回到原水池。

污水处理工艺流程

污水处理系统工艺流程方框图

等离子体处理

原水

超声波除垢处理

热能二次回收

排放

工艺流程方框图

污水处理设备工艺简介

工艺流程要点说明

等离子体加入的原理是，采用专门的等离子体发生方式，使等离子体放电直接在水体中间进行放电，水体在非常短时间内由常温上升到沸腾温度。

等离子体在水体中间直接放电，电热的转换效率非常高，是因为等离子体放电时，电阻趋向于零，因此发热效率可以达到最高。

传统的电热转换一般通过电热丝在绝缘条件下进行加热，属于电阻加热，在一定的电阻条件进行加热，热转换效率比较低。

除了放电效率高以外，等离子体能够直接降解污水中间的苯环、杂环类物质，使有害类物质转化为无毒无害的物质。

主要工艺等离子体加热具有特殊的高效，通过传统的二次热能回收利用保证了蒸馏过程的低能耗运行。

为了保障设备的高效、低能耗的长期运行，在等离子体加热塔（）与二次热能回收塔（、、）内部专门设置了超声波除垢设备，定期实行除垢清洗。

从而避免了传统的多效蒸馏设备在使用以后产生的积垢，导致效率降低的现象。

水处理工艺预测效果评估

根据工程水处理要求而专门设计的工艺体系，预计最终出水可以达到甲方的指标。

工艺特点

）工艺设施设备化；

）可实施自动化操作控制及手动操作控制并用；

）占地面积少。

.水处理站工艺设施配套设计

工艺设计

设计规模吨小时，每天小时连续运行。

水处理工艺设施设计

格栅装置

格栅装置尺寸（）：

××套

设计最大过水能力，有效栅宽，栅条间距。

等离子体处理设备

处理能力吨小时套，

占地面积×（）

结构尺寸××（）

热能二次回收塔

处理能力吨小时，套，

占地面积×（），

结构尺寸××（）套。

超声波除垢设备

超声波除垢设备设置在、、、中间。

负压真空吸收设备

处理能力≥³（蒸汽），套，

占地面积×（），

结构尺寸××（）套。

系统电气控制柜

占地面积×（），

结构尺寸××（）套。

绝热保温设施

用于主体设备以及管道的绝热保温。

其它配套设施

）原水蓄水池（进水）

）出水蓄水池

配电房、工作室

设计规格：

××，座

结构：

土建砖混或简易房

建筑面积：

；根据实际情况调节后确定。

建筑与结构设计

设计依据

（）《建筑地基基础设计规范》

（）《砌体结构设计规范》

（）《混凝土结构设计规范》

建筑设计

根据水处理工艺要求，所建构筑物和辅助生产构筑物分为水处理构筑物、污泥处理构筑物、辅助生产建筑物三部份。

在满足工艺流程要求的前提下，建筑设计力求简洁明快，合理组织设计，站内建筑物充分考虑周围环境，使其与周围环境协调，厂内总平面设计是整个建筑设计重要内容，整个站区占地面积（）（参见平面布局图，待定）。

地面有效荷载≤吨／ｍ２。

本设计在工艺流程布置的基础上达到功能分区明确，平面布置合理、紧凑、合理确定各建筑物间距，满足消防、日照、通风等要求。

结构设计

水处理主体设施、设备由塑料、橡胶、陶瓷、钛合金、钢材等结构材料组成；沉淀分离设施采用塑料和钢结构或钢筋混凝土结构或专门的钢结构；各种工房包括电控室、工作室、储药间等采用砖砌结构或者工程简易房。

具体设计时，应根据详细的地质勘探资料，考虑是否进行地基处理和施工井点排水等。

电气与自控设计

设计依据

（）《低压配电系统设计规范》

（）《低压设计规范》

（）《低压配电装置及线路设计规范》

（）《通用用电设计配电设计规范》

（）《民用建筑设计规范》

（）项目工艺和建筑专业提供的相关技术资料

电气设计规范

（）水处理工程：

配电室配电装置设计

（）水处理工程：

用电设备供电及控制设计

（）水处理工程：

电缆敷设设计

（）水处理工程：

系统用结构物接地设计

（）水处理工程：

各构筑物及地区照明设计

电源

水处理站电源由甲方负责引入，直埋引至电控柜。

电压：

，三相四线和微机端线，敷设方式为电缆沟或桥架。

用电负荷

本工程装机功率，平均用电功率，具体见下表：

主要电气设备耗电计算表

序

号

设备名称

型号

单机

功率

装机

功率

数量

备用

工作

时间

日耗

电量

平均

用电

功率

备注

提升泵

等离子体加热设备

超声波除垢设备

超声波除垢设备

曝气器

负压真空吸收设备

其它

合计

配电系统

水处理站采用动力配电控制柜，电缆采用聚氯乙烯芯护套电缆，空管式或桥架式或地埋式。

接地系统

本工程接地系统采用系统，配电室设重复接地一组，有三根×镀锌角钢、×镀锌扁钢组成，从室外引到配电室，接地电阻不大于，同时另设自控系统保护接地一组，从室外至控制室，接地电阻不大于。

照明系统

室内照明线路采用管暗敷设，安装高度：

开关距地米，插座距地米，空调插座距地米，照明箱、插座中心距地米。

在控制室设应急指示灯。

室外，在所有构筑物护栏均设有防火、防爆的挑空照明灯，便于晚间巡视或

维修使用。

操作方式

水处理设施或设备采用配电室、控制室和室外就地按钮箱三地手动控制和自动控制两种方式控制，便于操作。

手动时可在机房控制箱或机房按钮箱加低压开关柜上操作，以机房电控箱操作为主，同时根据工艺要求，对有关设备自动控制。

自控设计

为保证废水处理系统的运行安全可靠、水质达标的维护便利，本系统拟采用将系统集中自动控制和现场就地控制组合的控制方式进行。

系统由设在中控室内控制柜进行管理。

采用先进的自动化技术，对废水处理过程中进行随时调控和控制，能够保证出水达标，解放生产力，提高生产效率，降低能耗。

根据本工程的实际情况及工艺要求，对废水处理系统的主要工艺进行控制，对各种水泵、电机的自动起停进行控制，实现自动控制依靠型电脑程序，编入工艺程序。

所有的电机均设手动按钮，从根本上提高系统的可靠性。

仪表设计

按工艺流程配置必要的液位、流量和水质分析等检测仪表。

全部检测仪表及电气设备的运行信号的传送和显示。

根据电器设备的运行要求及主要工艺桉树控制要求，设置自动控制和自动调节系统。

运行管理

各系统的电器仪表可在中心控制室内显示，各种水泵、电机的启用可在中心控制室内调控，使处理系统保持良好的工作状态。

格栅截留的栅渣，应及时清扫，所有水池的走道，设备装置和平台、楼梯，经常打扫清洁。

.运行成本及经济分析

运行成本

）电费

平均用电功率

处理量吨

则

÷吨

电价按元计（按峰电元,谷电元平均价计算）

元×吨元吨

）材料费

元吨

）人工费等其它综合费用

元吨

合计：

元吨

考虑各种因素运行成本可以控制在元吨左右。

经济分析

目前，含盐污水脱盐各种工艺脱盐的成本普遍是元吨以上，蒸汽压缩蒸馏、多效蒸馏等脱盐工艺在开始运行阶段效率比较高，可以把脱盐成本控制在元吨元吨，随着设备的运行，热交换器开始积垢，运行效率随之就降低了，运行成本就上升到元吨以上。

本方案除了采用高效率的等离子体发热装置及降解苯环、杂环类杂质外，还采用了超声波除垢工艺，从而保障了系统设备长期的高效运转。

处理后的水进一步进行处理可用于生产，由于采用生物法等处理方法运行成本比较低，因此所有的运行成本可以始终控制在元吨左右。

将吨污水后，可以回收的含盐＜的水，该水通过生物法或其它水处理方法可以将水回用于生产。

吨天污水在经过处理后，则经过进一步的水处理，至少每天可以回收吨天。

【分析】

1.采用多效蒸馏的运行成本按照元吨计算。

每天的运行成本为

吨