一、设计说明
1、设计依据：
（1）、工程概况
奥特斯维能源（太仓）有限公司，该公司生产线所产生的高浓度含氟废水、酸碱废水和一般含氟废水，本系统针对工业废水中主要污染因子N、P进行处理，要求达到零排放。根据业主要求及环评内容要求，对废水处理站进行设计制造、安装和调试，达到地方要求的零排放标准。
（2）、设计要求
1、业主提供的废水水质及处理水质要求。
2、针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。
3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。
4、管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设备选型采用通用产品，选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。
5、在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积，减少运行费用。
6、执行规范与标准
（1）《室外排水设计规范》 （GB50014-2006）
（2）《污水综合排放标准》 （GB8978-1996）
（3）《化工设备、管道外防腐设计条件》 （HGJ34-90）
（4）《工业企业设计卫生标准》 （GB21-2002）
（5）《给水排水设计手册》
（6）《化工设计手册》
（7）《降膜式蒸发器》 （QB/T 1163-2000）
（8）《低噪声型冷却塔》 （HJ/T 385-2007）
（9）《工业企业噪声控制设计规范》 （GBJ-87-85）
（10）《工业企业厂界噪声标准》 （GBT 12348-90）
（11）《给水排水管道工程施工及验收规范》 （GB50268-97）
（12）《工业金属管道工程施工及验收规范》 （GB50235-97）
（13）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 （GB50236-98）
（14）《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 （GB50275-98）
（15）《通用用电设备配电设计规范》 （GB50055-9.3）
（16）《分散型控制系统工程设计规定》 （HG/T20573-95）
（17）《水处理设备技术条件》 （JB/T2932-99）
（18）《钢制焊接常压容器技术》 （JB2880）
（19）《平面、突面板式平焊钢制法兰》 （GB/T9119-2000）
（20）《管路法兰技术条件》 （JB/T74-94）
（21）《管路法兰类型》 （JB/T74-94）
二、设备一览表：
废水处理系统主要设备明细
序号
|
代号
|
名称
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规格型号
|
数量
|
生产厂家
|
备注
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蒸发结晶处理单元
|
一
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蒸发结晶装置
|
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1套
|
MATRI
|
|
1
|
E1-1
|
一效加热器
|
Φ900×4500
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
2
|
E1-2
|
二效加热器
|
Φ900×4500
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
3
|
E1-3
|
三效加热器
|
Φ900×3500
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
4
|
V1-1
|
一效分离器
|
Φ1000×2500
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
5
|
V1-2
|
二效分离器
|
Φ1200×3000
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
6
|
V1-3
|
三效分离器
|
Φ1700×3600
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
7
|
V1-5
|
旋分器
|
Φ100×750
|
1套
|
MATRI
|
316+Q235
+衬胶
|
8
|
E1-4
|
冷凝器
|
φ800×5500
|
1台
|
MATRI
|
Q235+防腐
|
9
|
V1-4
|
冷凝水贮罐
|
φ1600×3600
|
1台
|
MATRI
|
Q235+防腐
|
10
|
P1-02
P1-03
|
化工泵
|
KCZ40/160B-7.5/2N=7.5KW
|
2台
|
凯泉
|
耐腐蚀
|
11
|
P1-07
|
强制循环泵
|
KQSN350-N27/247N=55KW
|
1台
|
凯泉
|
|
12
|
P1-04
|
循环泵
|
KZA25/200D-3/2
N=3KW
|
1台
|
凯泉
|
耐腐蚀
|
13
|
P1-05
|
冷凝水泵
|
KQWH40-200-4/2
N=4KW
|
1台
|
凯泉
|
耐腐蚀
|
14
|
P1-06
|
真空泵
|
2BV5161 N=15KW
|
1台
|
伯仲
|
|
15
|
P1-01
|
进料泵
|
Q=6.5m3/h N=5.5KW
|
1台
|
宙斯
|
耐腐蚀
|
二、结晶槽系统
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1
|
V1-6A
|
结晶槽
|
V有=6m3
|
1台
|
苏圣
|
Q235+FRP
|
|
V1-6B
|
结晶槽
|
V=6m3
|
1台
|
苏圣
|
Q235+FRP
|
|
|
结晶槽搅拌机
|
n =60转/分
N=4KW
|
2台
|
苏圣
|
Q235+衬胶
|
2
|
P1-08A/B
|
结晶输送泵
|
Q=8m3/h
|
2台
|
英格索兰
|
进口
|
|
|
压滤机
|
A=20m2 N=3kw
|
1台
|
埃柯赛
|
自动拉板
|
|
|
结晶污泥小车
|
|
1台
|
|
|
三、废水处理工艺系统说明
废水中成分为氢氟酸和硝酸，因两道废水中氢氟酸和硝酸各自浓度不同，并且深度相差悬殊，为了便于节省设备投资、电、汽的消耗并且能用一套系统处理这些废水，需将废水先混合均匀后进行处理，先去氟离子污染因子。因处量水量较大，所以进行物化处理后进中水回用系统回收部分水量，再对中水回用系统产生的浓水进行蒸发零排放。
硝酸钠在水中溶解度很大，并且随着温度的升高而升高；而氟化钠则在水中溶解度很小，且随着温度的升高其溶解度变化不大。因此根据这两种性质，我们采用蒸发溶液方式，使得氟化钠得以结晶，并且在较高温度下进行分离；而硝酸钠溶解度因对温度较为敏感，因此采用冷却降温的方式，使得其结晶并进行分离。从而将这两种物质进行分开结晶并分离出来。
本生产原理主要依据氟化钠在水中溶解度很小，并随温度升高其溶解度变化不这一特点，对物料进行蒸发浓缩，使其在过饱和状态下进行结晶，然后进行筛选分离；而硝酸钠在水中溶解度大，并随温度升高溶解度明显增大这一特点，对物料进行浓缩，再对浓缩液进行降温处理，使其在过泡和状态下进行结晶，然后进行分离。从而在一套系统中将两种物质分离出来。为节省设备投资和能源成本的提高生产效率打下基础。
为了节省能源成本和提高生产效率，我们采用降膜式蒸发器和强制循环蒸发器，提高其传热系数和传质动力，同时又设计结晶槽，有助于进一步结晶、长晶，另外还有助于后道工序进行分离工作安排。本工艺采用三效节能蒸发器和结晶器，对物料进行一次性蒸发结晶分离，同时使用半自动化操作，工艺简便，操作方便、操作人员少等优点。为了使循环水能够循环回水，不影响水质，本工艺采用间接式冷凝器，从而对循环水质没有任何影响；另外一效蒸汽冷凝水进行热回收，并将蒸汽冷凝水收集起来，可以供给锅炉等使用；从这两个方面均可减少水量的消耗，从而使生产更加经济、效益化。
四、操作调整
1、岗位任务
根据前道工序所提供的原液量来制定后道工序多效蒸发装置操作的过程。主要是将经过含氮废液均匀调配好其浓度，再将该的原液经三效蒸发浓缩、使得NaNO3、NaF得以结晶，经过后道分离工序拿出固体硝酸钠和氟化钠。
蒸发岗位的任务是：将调配好的含氮原液，在蒸发器内经蒸汽加热，使水分蒸发，尽可能将原液中的硝酸钠、氟化钠进行结晶出来的固液混合物。
2、蒸发岗位工艺流程
本岗位采用三效顺流的生产工艺。
原液来自原液储槽，由送料泵（P1-01）送到一效蒸发器（E1-1），然后经过一效分离器（V1-1）及一效循环泵（P1-02）将物料送至二效蒸发器（E1-2）；依次经过分离器和泵将物料送到三效蒸发器中进行蒸发浓缩。物料在三效蒸发器（E1-3）经过蒸发浓缩后的固液混合物再由三效循环泵（P1-04）送至结晶器（V1-6A/B）中育晶，育晶后的固液混合物离心机（M1-1）进行固液分离，固体装袋，液体进入三效蒸发器或下道工序。
3、工艺控制点及指标
1) 一效加热器蒸汽压力 0.175Mpa（视一效进料及蒸发情况可进行一定量调整）
2) 三效蒸发室真空度 －0.08 Mpa
3) 一效加热器（E1-5）进料量 6.5T/hr
4) 一效加热器（E1-5）进料温度 20℃
5) 一至二效各效液面根据板式液位计读数来调节并保持液位在200-400cm之间。
6) 三效液面主要是通过观察物料液位高低来控制出料阀门的开启度，使得液位保持在第一块视镜水平中线和第二块视镜水平中线之间。
7) 调节进冷凝器的冷却水量以保证冷却水出水温度不超过33℃。
4、开车准备
1) 仔细阅读定型设备或部件的使用说明书，严格按照使用说明来进行操作。
2) 使用前检查：机泵安装好后，接通电源，试运转二或三相电机，保证运转方向正确，检查各电机、轴承等是否需加润滑油，严禁无油运转，同时观察各部位紧固件有无松动，待各部分运行情况稳定后，方可正常使用。
3) 检查安全设施功能是否正常。
4) 确保设备、机泵及控制组件等内无异物（如抹布、螺栓等）。
5) 检查各效蒸发器有无存水，检查压力表、真空表、安全阀、自控仪表、视镜、管件是否完好。
6) 检查所属管辖的设备是否完好。
7) 调节好全部阀门及打开有关液位计阀门及有关自动控制阀门、检查仪表电源是否开上，电磁阀是否动作灵活。
8) 停车时间超过24小时后再开车，全部电动机必须经电工做绝缘检查，合格后才能使用。
9) 准备好岗位检修工具、劳保用品、记录纸、工艺报表。
10) 检查原料液量是否具备开车启动要求。
11) 通知有关部门供水。
12) 通知有关部门准备供汽。
13) 打开真空泵（应先打开泵的进水阀）。
14) 打开蒸汽冷凝器的进水阀。
15) 打开循环水泵。
5、开车步骤
1) 开启进料泵，将原液送至一效、二效、三效；同时也启动三效内循环泵（P1-07）；在此过程中依次启动各效循环泵；
2) 此时核对仪表控制室内仪表与设备上的仪表一致性；
3) 打开一效、二效、三效蒸汽不凝气阀门；
4) 打开并调节好一效、二效、三效冷凝水阀；
5) 打开一效蒸发器进汽管上的排污阀，排尽进汽管内的冷凝水；
6) 调节好各效自循环和排出管阀门的开度，以保持整个系统初步平衡；
7) 徐徐打开一效加热室蒸汽进口，等一效加热室不凝性气体放空阀放汽约五分钟后，然后关小阀门至微开。
8) 等二效加热室不凝性气体放空阀放汽约五分钟后，然后关小阀门至微开；等三效不凝性气体放空阀放汽约5分种，然后关小阀门至微开；等三效不凝性气体管烫手后，再排放约5分种，然后关小阀门至微开。
9) 调节各效蒸汽冷凝水出口阀门的开度，维持各效蒸汽冷凝水位在低位；
10) 缓慢开大生蒸汽阀门，直至达到0.175Mpa；此过程需维持各效液位平衡；
11) 随着蒸发量的上升，需调节好各效自循环和排出管阀门的开度，以保持整个系统平衡；
12) 在三效浓度还未达到要求时，若需要出料，则启动三效循环泵（P1-04）出料打至原液储罐。
13) 当各效蒸汽温度与物料温度接近设计温度，并在三效有大量结晶出现时，开始向结晶器（V1-6A）进料；
14) 当结晶器贮料达到总容积的70%时，温度降至40℃时，打开结晶输送泵（P1-08A/B）将物料打入板框压滤机内。
6、正常操作
1) 进料量的控制：主要是通过进料泵的出口阀门及观察流量计进行流量调节，控制在6.5m3/hr左右；
2) 生蒸汽的控制：主要是通过生蒸汽管管道上的气动阀门来控制一效蒸发器的压力，正常控制在0.175Mpa）；
3) 一效冷凝水液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-300mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在150mm左右；
4) 一效物料液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-600mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在200-400mm之间；
5) 二效冷凝水液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-300mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在150mm左右；
6) 二效物料液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-600mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在200-400mm之间；
7) 三效冷凝水液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-400mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在300mm左右；
8) 三效物料液位控制：主要是通过视镜观察物料液位高低来控制出料阀门的开启度，使得液位保持在第一块视镜水平中线和第二块视镜水平中线之间；
9) 冷凝器冷凝水液位控制：主要是通过观察磁翻板液位计（量程0-400mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在100mm左右；
10）冷凝水贮罐中冷凝水液位控制：主要是通过冷凝水泵（P1-05）变频来调节气动阀的开度，并以磁翻板液位计（量程0-1600mm）的读数来控制液位的高低，正常情况下，控制在600-800mm之间；
11) 在操作过程中严格要求蒸汽压力稳定；进料浓度稳定；
12) 系统正常工作时，定时（每半个小时一次）做好各效的运行参数；当发现异常时，进行即时调整，以确保系统稳定性；
13) 系统正常时，须有操作人员不间断地巡视操作现场；
14) 控制进料流量、蒸汽压力、末效真空度以及冷却水出水温度；
15) 经常注意各效蒸发器液位，防止自控失灵而造成事故；
16) 经常注意各效蒸发器过料情况，防止蒸发器脱料或过多料液造成溢料事故；
17) 随时注意各效蒸发器加热室内蒸汽压力和二次蒸汽压力或真空度变化情况；
18) 当交接班时，必须向接班同志讲述目前系统运行情况，以便接班同志顺利操作和熟悉系统。
7、计划停车步骤
1) 配合计划检修、停电、停水、停汽或清液供应不上时，执行计划停车。根据安排的停车时间，提前约2小时进行停车作业。
2) 关闭生蒸汽，打开各效及预热器放空阀，将原液或水送入一效并依次进入其它各效；最后由三效出料泵送回原液贮罐；
3) 关一效进料泵停止一效进料，关闭二、三效过料泵；
4) 关闭真空泵，停止向冷凝器进水，关闭循环水泵。
5) 关闭各个泵的冷却水阀。
6) 若长时间停车或检修时，应将二效、三效物料经过泵打至原液贮罐，以防沉淀堵塞；并对系统用清水进行清洗。
8、紧急停车
遇本蒸发系统重要设备故障或停汽、停水，需紧急停车。
1) 立即关闭生蒸汽。关闭自控及仪表系统和进料及过料泵，关闭阀门。
2) 关闭真空泵，最后停止向蒸汽冷凝器进水，关闭循环水泵。
3) 及时通知有关部门处理异常情况，待正常后按正常生产操作。
4) 根据紧急停车时间长短来定是否需要将二效、三效物料打至清液贮罐中。
五、主要设备的维护保养
5.1离心泵的维护保养
1、挠性联轴出现明显磨损时，应及时更换新件；
2、经常检查润滑油的质量，发现乳化变质，应及时更换；新泵运行的最初阶段，润滑油容易变脏，一般运行三个月更换，或按厂家的维护手册进行；
3、冬季泵冷却水应保持长流水或倒空，防止冻坏泵；
4、备用泵应按时盘车。冷泵每天盘车一次，每次盘车角度180度；热泵在停车后1小时之内，每30分钟盘车一次，以后每8小时盘车180度；
5、备用泵定期短时间运转一次；
6、泵不应在低于30%的标定流量的工况下连续运转，如果必须在该工况下运转，则应在泵出口接旁通管路，一满足使用工况的要求。
5.2真空泵的维护保养
1、检查填料密封的漏损情况，定期压紧填料，如填料因磨损而不能保证所需要的密封时，应更换新填料。
2、滚动轴承保持良好的润滑。
3、检查泵体的振动情况和监听运转有无杂音。
4、检查供水状况，保持足够的水量。
5、冬季使用时，在停车后将泵内及汽水分离器内的水放净，以免冻裂设备和影响使用。
6、保持泵体和附件的清洁。
六、安全操作
6.1蒸汽
1、含N废水蒸发系统使用蒸汽温度为100-150℃，蒸汽管道需做好保温工作，且可防止人体烫伤，若发生人员烫伤，应及时就医，蒸汽使用压力为0.175MPa。
2、蒸汽使用压力为0.175MPa，定时点检蒸汽管道上压力表数值，若发现压力过大，应及时关闭蒸汽进汽总管，且开启设备排气阀门。
6.2化学药品
废水中的成分为氢氟酸和硝酸，氢氟酸有刺激性气味，氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用，吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿。 氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。硝酸液及硝酸蒸气对皮肤和粘膜有强刺激和腐蚀作用，吸入硝酸烟雾可引起腐蚀性口腔炎和胃肠炎，可出现休克或肾功能衰竭等，故在操作时或更换备品备件时，戴好防毒面具、防护眼镜、手套和全身防护服，避免受到伤害。若酸液溅到皮肤上，应立即用干抹布擦干后用大量清水冲洗。
七、设备备品备件清单（见附页）