水处理加药系统设计

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点击次数:1400 更新时间:2016年08月08日21:28:35 打印此页 关闭

概述冷却水在循环系统中不断循环使用,投加水质稳定药剂,可以有效地控制循环冷却水系统的结垢、控制设备和配管的腐蚀并抑制水中微生物的滋生。对于满足工艺设备用水水质要求、确保正常生产、延长设备和配管的使用寿命,具有极为重要的意义。 通常,水质稳定的具体工作(包括水质稳定药剂的选定和投加等)由专业的水处理公司负责,但加药系统的设计是由工厂设计单位在项目建设阶段或项目技术改造阶段来实施的。本文就工业循环冷却水处理加药系统设计中一些通用的要点和所需注意的问题做了介绍和分析,可作为实际工程的借鉴与参考。 2 加药系统的设计内容 加药系统设计包括加药设备的选型、加药管线的具体布管、加药问设计、加药点的具体定位等。加药设备的选型包括确定加药设备的形式、组成、数量和确定功能要求。加药管线的具体布管包括确定加药管线的走向和加药管道的设置方式。加药间设计包括确定加药间的外形尺寸、加药间内的工艺设备布置以及加药间的功能需求等。加药间设计可按照常规规范和设计手册的要求进行,本文不再另做叙述,仅对加药间设计中一些常见的问题进行分析。 3 加药系统设计要点分析 3加药设备的选型 31加药设备的形式 加药设备的形式大体上可以分为一体化加药装置和分体式加药装置两种。 一体化加药装置集成了在线传感器、智能控制仪表、计量泵、控制阀门、专用化学容器及相关附件于一体,具有结构紧凑、占地小、易于运输安装和维护等优点。但一体化加药装置相对设备价格较高,单套价格少则几万元,多则十几万到几十万元。一体化加药装置是集成式药品投加装置,是完整的加药单位,适用于处理水量小、同时用地紧张的场合。在某一体化加药装置中。整套加药装置包括了溶解桶(高架设置部分)、溶液桶(设置在地面上)、计量泵、管路、阀门、控制箱以及操作检修用钢结构平台等,所有部分均整合为一体。 分体式加药装置即传统的水处理加药装置,其储存药剂的化学容器或钢筋混凝土储槽(溶解槽或溶液槽)、计量泵、控制柜等均分散布置于加药场地内,适用于处理水量大、投加药量大并且投加药剂种类单一的场合。分体式加药装置相对设备价格较低。 31加药设备的组成 加药设备的组成取决于投加药剂的种类、形态和投加浓度等。具体的药剂和配方由专业的水处理公司确定,但作为工厂设计的给排水工程师应能根据水处理公司提出的药剂的种类、形态和投加浓度确定加药设备的合理形式。 按药剂种类分,工业循环冷却水系统常规水质稳定药剂有缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀菌剂、混凝剂、助凝剂以及调节pH用酸碱加药装置等。 按药剂形态分,有粉状药剂和液态药剂。为便于药剂的运输,用于工业循环冷却水处理的药剂以粉状药剂为主,调节pH用的酸碱为液态药剂。混凝剂(PAC)通常是浓度约28%左右的粉状药剂,助凝剂(PAM)、缓蚀剂、阻垢剂、分散剂通常是浓度在90%以上的粉状药剂;杀菌剂如采用氯丁,为浓度约92%的粉状药剂,如采用次氯酸钠,则为浓度约15%的粉状药剂。就投加浓度而言,混凝剂(PAC)的投加浓度约为15%,助凝剂(PAM)的投加浓度约为015%,缓蚀剂、阻垢剂、分散剂的投加浓度约为1 ,杀菌剂的投加浓度约为%~%。 用于净循环水质稳定的药剂如缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等,由于用量很小,以循环水量为9 000 m h的净循环水为例,缓蚀剂、阻垢剂的需求量约为2050 mgL(按补水量计),投加量约为10 Lh(药剂浓度约为30%~50)左右,因此可以采用液体药剂。完整的加药设备,无论一体化加药设备还是分体式加药设备,都应由投料系统、搅拌系统、配料系统、加药系统和控制系统组成。但针对不同的药剂,上述组成部分也不是必须都具备的。 (1)投料系统 投料系统一般是指PAM 的干粉定量给料装置和酸碱药剂的储存装置(包括酸碱储罐等)PAM的投加对于干粉的添加量有较高的控制要求,所有通常设置专门的投料控制装置。酸碱是危险性液体,需要在加药问现场设置专门的酸碱储罐,用于储存定量的酸碱以避免运输的频繁对生产带来的影响,酸碱储罐由厂区槽罐车补液,酸碱储罐另配备自吸泵,向酸碱加药装置补充药剂。对于其它药剂而言,完全可以采取人工手动投料方式,因此可以不设置专门的投料系统。 (2)配料系统 配料系统常由搅拌机械和搅拌桶组成。对于上述各药剂而言,除PAM 外,其余药剂均可直接投放于加药系统的溶液桶中,无须设置专门的配料系统。(3)加药系统 加药系统包括溶液桶(或溶液池)、计量泵及配套管路、阀门等,也是所有加药装置所必须配备的部分。其中,计量泵是最为关键的部分。在实际工程中,常产生因计量泵选型不准确而对整个加药产生影响的情况发生。计量泵常采用机械隔膜泵,它以压缩空气为动力,是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵,工作原理类似于柱塞泵。基本参数包括流量和扬程。在计量泵的铭牌上,往往都可以看到计量泵具有非常宽裕的选择范围,工厂设计给排水专业的人员也常常会给出诸如0200 Lh0400 Lh的选型参数,但实际上计量泵也有其最佳工况,实际流量如果偏离了最佳工况,计量泵的流量其实也就不准确了。根据现场实际经验,计量泵的最佳开度为50 ,即当工作流量为计量泵最大流量的一半时,计量泵处于最佳工作状态,工作流量太大或太小,其流量值均不准,导致加药量也不准确了。 例如,某计量泵额定最大工作流量为580 Lh,当工作流量为290 Lh时,该流量数值是最准确的,计量泵的开度约为50 。在设计选用计量泵时,可采用需要的工作流量再加10 20 的富余量作为计量泵额定工作流量的一半来选取计量泵。 计量泵工作流量以及溶液桶容积的确定可按照处理水量、加药量、投加浓度、药剂浓度等进行计算。本文不做详细的描述。 31加药设备的数量 加药设备的数量指当采用一体化加药装置时,需要确定加药设备的数量。首先,加药设备的数量取决于投加药剂的具体要求。相互可以混合在一起投加的药剂,可以合用1套加药设备;必须分开配置投加的药剂,应配备不同的加药设备。具体的要求可以和专业水处理公司协商后确定。其次,加药设备数量的确定取决于水处理运行的生产周期,以满足生产实际为准,可以适当的增加备用设备。对于混凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀菌剂而言,即使采用粉状药剂,由于可迅速溶解,可直接投加于溶液桶中,因此不设置备用设备,即通常每种上述药剂可只设置1套加药设备。酸碱加药设备一般也可不设备用装置。助凝剂由于需要一定的稀释溶解时间,在实际工程中一般考虑有备用装置,即1套助凝剂加药设备在向循环水投药时,另外1套加药设备正处于药剂的稀释、搅拌和溶解阶段。 31加药设备的功能要求 加药设备的功能要求主要指加药设备自动化控制程度的高低。 加药设备的控制可分为就地现场控制和远程控制两种。如要求实现远程控制,现场只须配备机旁手动操作箱(无任何PLC控制),并留有信号接口,可与水处理主操作室计算机联接,能接受运行、停止等指令信号并能输出运行状态和故障信号等,信号传送方式采用干接点方式。如要求加药设备为现场控制,现场控制又分为现场手动控制和现场自动控制。现场手动控制仅配备机旁手动操作箱(无任何PLC控制);现场自动控制则机旁应配备自动控制PLC柜。 加药设备自动化程度的高低主要取决于生产方的要求。自动化程度高,相对人工工作量小,便于管理;自动化程度低,所须消耗的人力大,但投资少,设备的运行成本低。 3加药管线的具体布管 32药管线的走向 加药管线的走向应根据加药间与所须加药的各循环水系统水池之问的相对位置关系确定,应保证加药管道以最短路由接至加药点。加药管线在穿越厂区内道路时,一般不设置沟道,可先在道路下预埋钢套管,加药管线设于套管中穿越道路,套管两端应设置检查井。 32加药管道的设置方式 在加药管道的设置时,需要注意的是加药管道内各种药剂介质一般均具有腐蚀性,加药管道应尽量设置为明管,以便于检修,但应避免架空敷设,以免因加药管道渗漏造成生产安全事故。加药管道可沿建筑物、构筑物顶板、侧壁、地坪明设或设置在专门的加药管沟内。 加药管沟排水不能直接排放于室外雨水管网系统,以防因加药管道事故泄漏使腐蚀性液体进入雨水管网。加药管沟内每隔一定距离设置集水坑,集水坑内设置潜水泵,事故时用潜水泵将集水坑内废水提升后做专门处理。加药管道管径较小,应注意管道的防冻保温。 3加药间设计中常见问题分析 33电动葫芦轨道 加药间内设置电动葫芦以便于药剂搬运,电动葫芦轨道的位置须在加药设备上方,以便于药剂的投加。在设计工作中,经常发生电动葫芦轨道偏离了现场加药设备的操作平台,给实际使用带来麻烦。 另外,在设计加药间电动葫芦轨道时,要注意轨道有最小转弯半径要求,具体要求由电动葫芦专业厂家提供。常发生电动葫芦设计转弯半径过小导致电动葫芦无法正常转弯,最后现场整改。 33加药间地坪排水 加药间内设置加药设备并堆放药剂,地坪排水常含酸碱等物质,不能直接外排。一般应在加药间内靠墙周围一圈设置排水明沟,地坪坡向明沟,明沟收集加药间内设备管道渗漏水及其它排水等。明沟再排水至集水坑,内置潜水泵,将集水坑内加药间排水排放至浊循环水系统。 

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