工业废水水质软化的应用实例

2011•8（下）《科技传播》134应用技术AppliedTechnology工业废水水质软化的应用实例刘波江苏核工业格林水处理有限责任公司，江苏南京210000摘要本文以柳州钢铁厂一日处理规模为8×104t的工业废水处理回用软化水输入水为例，对污水深度处理回用工程做了全面的论述，介绍了工程概况，设计思路、工程工艺，分析了技术难点，社会效益等，为软化水在污水深度处理回用领域的发展起到积极作用。关键词废水处理；中水回用；软化水中图分类号X703文献标识码A文章编号1674-6708（2011）49-0134-020引言我国水资源总量居世界第6位，人均水资源量2400m3，约为世界人均的1/4，排在世界第121位，是世界13个贫水国家之一。目前，全国工业和城市污水排放量为584亿，经过集中处理达标的只占23%，处理后回用率更低。全国监测的河段有一半水质不符合饮用水标准，全国90%以上的城市水域受到不同程度污染。随着人口增加，经济及城镇发展，水体污染问题将越来越突出。水污染及水资源危机成为影响我国可持续发展的重要因素之一，建立一个完善的、经济高效的中水回用系统，实现污水资源化和无害化，具有重大的社会、经济和环境效益。钢铁企业是水资源的使用大户同时也是水污染大户，所以钢铁企业的废水回收利用作为一项节水，减污的措施，具有重大的意义。1工艺介绍软化水的原水来源为柳州钢铁集团A区工业废水处理站处理后的出水。工业废水处理站的废水来源为：废水主要是柳钢西北部A区新生产厂的排水，包括焦化厂、烧结厂、炼铁厂、转炉厂的净、浊循环水系统排水，并包括西北部厂区内生活、地表排水。废水处理站的主要任务是去除废水中的悬浮物、油、pH和防止废水中的细菌带入回用水中。根据污水性质、处理后水质要求及站区场地的情况，采用“截流－调节初沉—反应／沉淀—过滤—回用”的方案。该废水处理站投运后，8×104m3/d工业废水经处理后全部回用，能有效减少新水用量及工业废水污染物排放量。经处理后的水质达到柳钢生产水的水质标准和《再生水用作工业用水的水质指标》GB50335-2002，主要标准值如下：pH：6~8.5；悬浮物：≤10mg/L；油类：≤1mg/L。根据实地考察，得出软化水原水水质状况如下：回用中水的pH为碱性，对离子交换基本无影响，可以不加设预处理设施；回用中水的硬度指标较高，软化系统耗盐量较高；回用中水的浊度和悬浮物相对于回用污水指标较好，但后续进入软化离子交换器设备，必须进一步降低；回用水中含有一定油脂，油脂微粒会堵塞树脂的微交换空隙，降低树脂性能。必须采取措施降低油脂含量，同时在软化设备运行过程中不定期采用苛性钠再生树脂（强碱可以有效去除油脂同时钠离子再生阳树脂）；回用水中铁离子含量较高，会破坏树脂的交联骨架，引起树脂水解，对原水铁离子必须去除；为防止水中离子回流到系统中，过滤器及离子交换器再生排水必须直接排放到外部排水管网。采用工艺流程为图1。软化系统主要由过滤和软换两部分组成。过滤：由7套处理量为100m3/h的多介质过滤器组成，产水SS≤3ml/L。软化：由5套150m3/h的全自动无顶压逆流再生钠离子交换器组成。再生药剂选用工业用盐，产水硬度≤0.2mmol/L。图1控制运行方式：软化水处理系统采用集中PLC+人机交流界面方式实现自动控制，根据现场不知条件和经济、可靠性原则采用一套集中式总控制系统。每个水处理单元均采用程序自动控制，人机交流界面监视同时保留必要的手动切换。控制系统可实现现场就地和集中控制两种操作方式，可进行自动与手动运行方式的切换。2主要设备的技术性能描述1）全自动多介质过滤器系统预处理要求可以除油，因此在多介质过滤器内设置400mm层高的核桃壳滤层。系统预处理要求可以除铁，因此在多介质过滤器内设置500mm层高的锰砂滤层。系统预处理要求可以去除浊度和悬浮物，因此在多介质过滤器内设置600mm层高的石英砂滤层。考虑到系统设备稳定运行，出水水质及出水流量、故障排除、反洗等稳定因素，设置了七套处理量100m3/hr.台的全自动多介质过滤器并联母管制布置。流速≤13m/h。为保证冲洗效果，还设置了单独的反洗水泵。同时增加压缩空气加强反洗效果。进出水管设置压差变送器和流量计。由流量和压差双重控制工作和清洗切换。2）全自动无顶压逆流再生钠离子交换器全自动无顶压逆流再生钠离子交换器主要去除水中的硬度和部分有机物，去除机理为强酸性钠型阳离子交换树脂的置换和吸附能力。阳树脂的软化作用，可提高热交换系统的换热效率，降低后续锅炉、冷却循环系统及管道的结垢，防止易沉淀物质对后续系统的伤害，阳树脂的吸附作用还可以吸附进水中的部分有机物质及胶体。逆流再生交换系统与顺流再生相比，交换再生过程彻底，大大降低再生液的耗量，克服了大型软化系统再生耗盐量大的缺点，尽可能为用户降低运行费用。本系统采用五套处理量150m3/hr的无顶压逆流再生钠离子交换器，并联布置，互为备用。五套共用一套再生系统。交换器进水支管设置流量计，由累计流量和时间双重控制工作与再生的切换。作者简介：刘波，助理工程师，研究方向：给排水（下转第120页）2011•8（下）《科技传播》120应用技术AppliedTechnology除渣系统PLC的程序编制使用Rockwell公司的RSLogix500编程软件，根据上述工艺，设备控制主要为顺序控制和一般连锁控制。根据运行人员现场要求和程序编制简单易读的原则，编程语言使用梯形图。梯形图语言是一种逻辑电路语言，通俗易懂，具有逻辑电路知识和电气控制知识的人员都能读懂程序。为了使程序清晰易读，PLC的程序设计包含一个主程序和八个子程序，主程序作用是调用7个子程序。7个子程序分别是：捞渣机控制子程序，碎渣机和1号、2号推杆控制子程序，1级、2级、3级皮带机和渣仓控制子程序，水系统控制子程序，故障处理子程序，顺序控制子程序，上位机通讯子程序。顺序控制子程序的功能叙述如上。3系统的通讯介绍MICROLOGIX1500PLC具有强大的通讯功能，自带两个硬件电气特性为RS-232的通讯口，两个通讯口支持多种通讯协议。1）DF1全双工通讯协议；2）DF1半双工通讯协议；3）DH-485通讯协议，通过ACI+转换器；4）ModbusRTU从通讯协议；5）ASCII通讯协议；6）EtherNet/IP通讯协议，通过以太网模块。触摸屏与PLC的通讯使用Rockwell公司的DF1全双工通讯协议，触摸屏自身集成了支持这种通讯协议的驱动程序。在组态人机界面时，触摸屏的协议选择DF1全双工通讯协议，波特率、停止位，校验位选择与PLC通讯设置相同并下载至触摸屏后。二者就可轻松实现通讯。PLC与上位机的通讯使用EtherNet/IP通讯协议通过以太网模块实现，以太网模块的通讯参数设置使用ENI/ENIW配置软件，该软件在AB官方网站可以免费获得。配置软件中TCP/IP参数设置包括IP地址，子网掩码和网关，然后下载到以太网模块中就可以实现与上位机的通讯。通讯连接后可以在上位机编程、下载和上载程序，十分方便。4结论触摸屏和MICROLOGIX1500PLC在后石除渣系统的应用达到了设计目的，对比日本提供的前6台机组除渣系统控制系统：系统硬件上使用一台触摸屏代替了上位机控制计算机，使用MICTOLOGIX系列小型PLC取代原来中型PLC。节省了上位机开发版和运行版组态软件，仅此三项节省投资近20万元，控制功能和系统可靠性却丝毫没有减少，华阳后石电厂运行人员对控制系统的可靠性比较满意。参考文献[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社，2004:100-184.[2]MICROLOGIX1500可编程控制器用户手册[S]，2002，4.新铺筑的沥青砼棉层在开放交通初期应严格控制交通流量、车速、严禁急刹车、急转弯，做好保护保洁工作。严禁在路面上堆放土、砂石、砖等建筑材料；严禁停车检修、漏油；严禁在路面拌和水泥砂浆。3平整度控制的关键平整度是衡量路面质量好坏的重要指标，结合实践经验，浅谈施工中平整度控制的几个关键环节：1）输车车厢顶起后最低点须高于摊铺机料斗5cm~10cm；2）运输到现场的沥青砼料必须符合规范要求，特别是不能产生推移；3）运输车卸料时不得碰撞摊铺机；4）选择性能良好的摊铺机（如ABG）；5）摊铺机行走路线不得偏离、不得随意停车、调整行驶速度、调整振频和振幅；6）摊铺机履带下须平整，不得有散料；7）摊铺机初始压实度必须达到85%；8）注意碾压方式、顺序、温度和遍数；9）检查井、卧石边、展宽段、单位出入口等细节位置派专人负责，指导补料及缺陷修复；10）初压后及时检测平整度，不满足要求的用压路机修复；11）温度未达到开放交通要求时，严禁上车上人，派专人守护。4结论以上为沥青路面施工过程中的工作程序和关键环节，应结合工程本身的实际情况，不断总结修改，使之完善，确保沥青路面施工质量。参考文献[1]公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）.[2]沥青路面施工及验收规范（GB50092-96）.[3]公路改性沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）.（上接第122页）3结论1）由江苏核工业格林水处理技术有限公司设计、承建、调试的柳钢集团8×104吨/天的污水深度处理回用“交钥匙”工程已于2009年5月正式运行至今，此工程使柳钢集团这个污水排放大户基本实现了污水零排放，产生了巨大的经济和社会效益，在国内环保界产生巨大影响；2）该项工程的稳定运行证明，软化水技术完全可以应用到污水回用领域，能够实现废水零排放，实现废水完全资源化。伴随着该项工程的良好运行，我们相信软化水技术在污水深度处理回用领域将会得到更加广泛的应用。（上接第134页）