典型矿井水分盐零排放相关工艺设计要求

典型矿井水分盐零排放相关工艺设计要求

一、沉淀工艺

该单元可采用高密度澄清池，也可采用其它池型或工艺。但无论采用何种池型或工艺，都必须满足工艺要求，并考虑一定设计余量及备用，设计时需根据水质条件选择合适的单池处理量和药剂使用量。搅拌器、斜管、集水槽、溢流堰、斜管支撑等设备材质需满足工况要求。污泥循环泵和污泥排放泵必须设有备用设备。处理量大于150m3/h的高密度沉淀池应采用钢砼防腐结构。

高密度澄清池的设计参数要求：

（1） 混凝剂投加池停留时间：≥2min

（2） 絮凝池停留时间：≥10min

（3） 斜管表面上升流速：≤8m/h

（4） 后混池停留时间：≥0.7min

二、软化单元

一般采用管式微滤膜装置，也可在管式微滤膜装置基础上匹配其它软化措施，优先匹配采用药剂软化成本更低、软化污泥产量更少的工艺或设备。

用于投加熟石灰、氢氧化钠，碳酸钠，氢氧化镁去除水中钙镁、SiO2离子，降低水的硬度。

设计要求：二级管式微滤膜装置，通量≯350LMH，产品水浊度≤3NTU、SDI15≤5，钙离子≤20mg/L、镁离子≤20mg/L、总硅≤20mg/L，SiO2≤20mg/L。

设计要求：三级管式微滤膜装置，通量≯350LMH，产品水浊度≤3NTU、SDI15≤5、硬度≤50mg/L、SiO2≤20mg/L。

三、过滤工艺

推荐采用滤池和过滤器的形式，也可采用其他过滤形式。但无论采用何种过滤形式，都必须在满足工艺要求的情况下，考虑设计余量和备用设备。

滤池推荐采用V型滤池的工艺，具体设计参数如下：

（1） 设计滤速：≤8m/h

（2） 强制滤速：≤13m/h

（3） 气洗强度：14~16L/（s·m2）

（4） 第一步水洗强度：2.5L/（s·m2）

（5） 第二步水洗强度：5L/（s·m2）

（6） 表面扫洗强度：2L/（s·m2）

（7） 反洗周期：≥24h

过滤器推荐采用石英砂过滤器，具体设计参数如下：

（1） 设计滤速：≤8m/h

（2） 强制滤速：≤8m/h

（3） 气洗强度：10~12L/（s·m2）

（4） 水洗强度：27~33L/（s·m2）

（5） 反洗周期：≥24h

（6） 反洗膨胀率：≥50%

四、反渗透系统

（1）技术要求

反渗透膜的设计要满足进水水质的要求，并选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。设计时需让膜供货商提供膜系统计算书，供审查。

反渗透膜系统需按组设计，每组可单独运行，也可同时运行。反渗透系统可不单独设置备用系统，但必须保证在其中一套设备停机的情况下，其余设备可达到满负荷的处理量。

（2）设备要求

反渗透系统，包括保安过滤器、高压泵、反渗透组件、配套仪表、所有阀门、管系（含仪表管道）、本体组件、加药、冲洗和清洗设备等。

1）保安过滤器及滤芯

过流材质选用316L，配备的阀门可实现不断流地逐支更换滤芯；壳体清洗无死角，减少有机物等杂质的二次污染；配备专用扳手，方便拆装。

保安过滤器最大设计压力为0.6MPa，设计最高温度为50℃。

2）高压泵

高压泵的作用是为反渗透装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。高压泵参数以满足系统运行要求为主，泵采用高效低能耗，且至少预留10—15%的富余量，以克服随着运行时间增长可能出现的膜出力下降的问题。高压泵数量分别与反渗透组数相对应，采用变频器控制且变频调速器功率比电机功率高一等级。

高压泵均采用卧式离心泵，泵的过流部件及壳体材质需采用不锈钢耐腐蚀材料，必须满足实际水质情况。

高压泵进出口安装压力开关，出口安装压力变送器，压力高时报警并停泵。

3）反渗透设备

反渗透膜的设计要满足进水水质的要求，并选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。

反渗透装置的膜通量设计应保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。

设计时应根据水质特点及系统要求明确给出给水加药种类及加药点、加药量。

反渗透装置给水管及各段浓水出水/回流管、产水管应设有足够的接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连，各段能够分段分别清洗，每段要有清洗液进出口，且清洗液应从进水侧进，浓水侧出，不应逆流。

反渗透浓水排水须装流量控制阀，以控制水的回收率。

反渗透装置应设有程序启停装置，起动时能自动低压冲洗，停用后能延时自动冲洗。

反渗透装置每个膜组件上设电导率仪和取样点，取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的运行状况。

反渗透膜组件应安装在组合架上，组合架上应配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。

反渗透组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。

流量调节阀的阀位控制及反馈信号（4~20mA）信号最终送至DCS控制。

反渗透膜进水需设置温度表、电导率表、ORP表；各段需设置压力表及压力变送器，反渗透总产水需设置电磁流量计、电导率表；反渗透浓水需设置电磁流量计、电导率表，并提供每块仪表的出厂检测报告及合格证。

4）清洗系统

根据反渗透系统要求提供完整的化学清洗系统。

清洗设备包括清洗箱、清洗泵、保安过滤器、清洗箱电加热器以及反渗透装置连接的可拆卸管道、阀门、仪表等。反渗透酸碱清洗装置分别单独设置。

清洗水泵过流材质为316L不锈钢。清洗系统的材质和防腐涂层应能适用于所用的清洗介质。

5）反渗透系统管道

反渗透系统管道设计时应避免死角，以防止气阻、防止生长细菌。

反渗透装置的材质选择要充分考虑浓水中的各组分的影响，在pH为中性的条件下，与液体接触部分材质不低于不锈钢316L。系统内低压管道采用UPVC。

法兰采用相应压力等级标准的板式平焊凸面结构形式法兰。

五、离子交换软化系统

本项目高浓盐水的软化方式推荐采用树脂软化的工艺，树脂必须采用螯合树脂。

离子交换器要求按照每3套备用1套的方式运行，静态备用，每台离子交换器均需配置树脂捕捉器。树脂填料高度≥2500mm，设计运行流速≤16m/h，再生周期≥48h。

六、除硅除氟系统

设计时需根据水质指标和工艺设计路线，自行设置除硅除氟系统。同时需明确除硅、除氟系统投加药剂点、药剂名称和药剂量，所有药剂的投加均为自动控制。

七、蒸发结晶系统

（1）进水水质要求

蒸发结晶工艺进水要求总硬度（以CaCO3计）不得大于50mg/L，硅不得大于20mg/L。

（2）产水水质要求

设计出水为二次汽冷凝液，二次汽冷凝液水质在正常时要求达到产品水水质，正常时进入产水箱，非正常时进入废水收集池进行处理。

（3）结晶盐及杂盐要求

氯化钠一般要求达到GB/T5462-2015《工业盐》标准中工业干盐二级标准，硫酸钠达到GB/T6009-2014《工业无水硫酸钠》标准中Ⅱ类合格品标准。

杂盐控制率一般在10%-20%，含水率小于10%。

（4）设备设计

1）遵循技术规范书中提出最低的准则和标准，标准采用最新国家及行业标准。

2）蒸发结晶设计时充分考虑现有处理水量及未来最大处理水量，负荷设计保证在目前及将来负荷增大条件下都能稳定运行，在负荷波动时有优良的特征，以及可靠的连续运行方式，避免启停频繁。

3）装置的年操作时间应当是连续操作8400小时。装置能在额定生产能力的50~110%范围内平稳运行。

4）蒸发结晶的设备选材要充分考虑温度、压力、介质特点根据不同设备及工况条件选材，材料和防腐的选择考虑设备最少有20年的寿命，在20年内，可利用性高，维护要求低。

5）管道设计时充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损，借鉴以前应用于类似蒸发结晶装置上的成功经验，选用恰当的管材、阀门和附件；所有管路要选取合适的流速，防止堵塞，同时要减少磨损；管材的选择考虑安装工程量大幅降低，有利于保证工期。

6）结晶系统的设计，应考虑到稳定工况和不稳定工况下的离心力、压力、热应力、地震力以及自重和保温重量的同时作用。

7）所有有冰冻危险的户外设备、管道和管道附件均需考虑防冻和保温，所有管道均能在停运时放空，在充管时排气，露天布置的水管道及有冰冻危险的浆液管考虑设电伴热保温。

8）设置蒸发结晶自用的循环冷却水系统。

设计选用可靠的结晶成品盐及杂盐干化系统，确保成品盐水分达标，杂盐水分最小化；

（5）硫酸钠蒸发结晶系统的技术要求

1）浓缩段蒸发器换热器管接液材质不低于TA2，壳程材质不低于316L，气液分离器与物料接触部分材质不低于2205；

2）结晶段蒸发器换热器管接液材质不低于TA2，壳程材质不低于316L，结晶分离器与物料接触部分材质不低于2205；

3）与物料接触板式换热器板片材质TA1；

4）二次蒸汽进入压缩机之前需要进行除雾，保证不对压缩机叶轮造成冲击，提高产品水质；

5）离心泵及轴流泵与物料接触部分材质不低于2205，其他泵材质不低于316L，除轴流泵及不经常使用的泵外，所有泵采用一用一备设计，真空泵材质316L；

6）离心分离机采用卧式双级推料离心机，物料接触部分材质采用2205；

7）干燥采用连续型沸腾床或工艺成熟的干燥设备，物料接触材质316L；

8）结晶盐包装采用半自动吨袋包装机，配备除尘风罩，称量完成后需自动移出一个工位，便于叉车转运；

9）系统自动化程度高，可实现自动启停机、自动冲洗、故障报警等功能。

（6）氯化钠蒸发结晶系统的要求

1）浓缩段蒸发器换热管接液材质不低于TA2，壳程材质不低于316L，气液分离器与物料接触部分材质不低于2205；

2）结晶段蒸发器换热管接液材质不低于TA2，壳程材质不低于316L，结晶分离器与物料接触部分材质不低于2205；

3）与物料接触板式换热器板片材质TA1；

4）二次蒸汽进入压缩机之前需要进行除雾，保证不对压缩机叶轮造成冲击，提高产品水质；

5）离心泵及轴流泵与物料接触部分材质不低于2205，其他泵材质不低于316L，除轴流泵及不经常使用的泵外，所有泵采用一用一备设计，真空泵材质316L；

6）离心分离机采用卧式双级推料离心机，物料接触部分材质采用2205；

7）干燥采用连续型沸腾床，物料接触材质316L；

8）结晶盐包装采用半自动吨袋包装机，配备除尘风罩，称量完成后需自动移出一个工位，便于叉车转运；

9）系统自动化程度高，可实现自动启停机、自动冲洗、故障报警等功能。

（7）杂盐干化系统的要求

1）杂盐干化系统主机采用转鼓干燥或耙式干燥机，与物料接触部分不低于2205材质。

2）配套设备包括进料缓冲罐、进料泵、蒸汽冷凝及冷凝水收集、尾气处理净化装置。

3）系统自动控制，可实现自动进料、自动卸料

4）需采用一定的设计避免物料粘结情况，设计易清洗维护

5）实际处理能力不低于理论设计量的120%。

综上所述，整体介绍了典型矿井水零排放相关工艺技术要求，针对具体项目和业主我们需区别对待。