前言中华人民共和国国家标准 Code for design of water saving in chemical engineering 现批准《化学工程节水设计规范》为国家标准,编号为GB/T 50977-2014,自2014年12月1日起实施。 中华人民共和国住房和城乡建设部 本规范是根据住房城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2008]105号)的要求,由华陆工程科技有限责任公司和中国石油和化工勘察设计协会会同有关单位共同编制完成。 条文说明 制订说明 《化学工程节水设计规范》GB 50977-2014,经住房城乡建设部2014年3月31日以第370号公告批准发布。 1 总则1.0.1 为了提高化工企业的用水效率,节约水资源,促进水资源的可持续利用,制定本规范。 条文说明 1.0.1 提出本规范制定的目的。我国是一个缺水的国家,人均水资源拥有量不到世界人均水平的四分之一,部分地区人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的用水紧张线,水资源供需矛盾非常突出,部分地区甚至出现了工业与城市生活、农业生产及生态环境争水的现象。水资源紧缺已经成为我国国民经济持续发展的制约因素,节约用水、高效用水是缓解水资源供需矛盾的根本途径。 化学工业是高用水行业之一,随着我国化学工业的发展和科技进步,化工企业的规模逐渐增大,水资源的紧缺状态构成了对化学工业发展的制约。节约用水、合理用水、减少排污、保护水资源,建设节水型和清洁生产型企业,实现发展与环境的融合,是化工行业迫在眉睫的任务。为此制定本规范。 1.0.2 本条规定了本规范适用的范围。 1.0.3 化工企业新建、扩建或改建工程在进行前期工作如项目规划、立项申请报告、可行性研究报告等的编制时,应包括节水方面的内容,说明采用的节水工艺技术、设备、措施及其可行性;初步设计(基础设计)报告的编制应有节水设计的具体内容和具体措施,并说明节水工程的建设规模或分期建设规模。 新建企业应进行水源可持续性利用和排水对水源污染保护方面的论证。 改建、扩建企业应对现有水处理系统节水技术的挖潜改造进行论述,并对降低用水量、减少排水量的效果进行说明。 当采用的节水工艺技术、设备、措施投资较高时,还应提出技术经济论证与说明。 1.0.4 化工企业的节水设计应合理地使用和保护水资源,根据当地水资源条件并结合当地城镇、工业、农业用水现状和发展规划进行。只有合理地使用和保护有限的水资源,才能确保当地社会经济在有限资源条件下的可持续发展。 1.0.5 化工企业的节水设计应重视化工生产工艺的选择,只有选择节水型的生产工艺,才能从根本上解决并达到节约用水的目的。因此,应优先选择节水型的化工生产工艺技术。 1.0.6 化工企业节水目标的实现是通过节水设施完成的,在主体工程完工时,必须保证节水设施的设计、施工也同步完成,这样才能保证节水设施在项目主体工程运行时发挥节水作用。当项目分期建设时,必须保证节水设施的设计、施工与当前建设期项目主体工程同期完成,保证节水设施在当前建设期项目主体工程运行时发挥节水作用。 1.0.7 化工企业宜优先利用海水、雨水、经处理后的污水等非常规水资源。在选择利用非常规水资源时应做好技术经济评价工作,找到节约水资源、技术选择、投资等几方面的平衡点,避免为节水而使投资超常的情况发生。 滨海地区的化工企业可利用海水作冷却水,包括采用海水直接冷却或循环冷却等方式。干旱地区的化工企业可收集、利用雨水。 应严格控制地下水的使用,当需要取用地下水时,应做好地下水资源评估,并应取得相关部门的批准。 1.0.8 化工联合装置是指两个单元化工装置以上的多单元化工装置,也包括工艺过程中流程相联系的化工装置,如联碱装置、合成氨联产甲醇装置等。各生产装置的余热可用于装置内外工艺预热、生活采暖、预热锅炉给水等,应统一规划,综合回收、利用,最大限度地节约用水。 1.0.9 化工污水成分复杂,有些能够回用,有些不能回用,本条的“宜回用”是要求尽可能地回用。 2 术语2.0.1 节水 water saving 3 水量计算3.1 一般规定 3.1 一般规定3.1.1 生产装置单位产品消耗新水量应根据化工产品的生产技术工艺包中的指标确定,并应符合相应的国家标准和行业标准的要求。 条文说明 3.1.1 本条要求单位产品消耗新水量根据生产工艺确定,同时提示设计人员重视化工产品生产技术工艺的先进性,执行国家、行业对某些产品的用水、节水控制指标,达到节水目的。目前,国家已经发布了下列化工行业取水定额方面的标准:《取水定额 第8部分:合成氨》GB/T 18916.8,《纯碱取水定额》HG/T 3998,《合成氨取水定额》HG/T 3999,《烧碱取水定额》HG/T 4000,《尿素取水定额》HG/T 4187,《湿法磷酸取水定额》HG/T 4188,《聚氯乙烯取水定额》HG/T 4189。另外,中华人民共和国环境保护部还出台了一些清洁生产标准,其中也涉及节水指标,是单位产品消耗新水量确定的依据。3.1.2 水平衡测试作为评价企业合理用水考核的依据之一,需接受工程所在地节水主管部门的监督。 3.1.3 附录A所列用水控制指标是根据化工行业多年用水统计指标和清洁生产用水指标要求制定的,设计人员在确定用水指标时可选用。由于化工行业产品众多,表中未列出的控制指标可参照相关行业标准。 3.2 节水参数计算3.2.1 总用水量宜按下式计算: ![]() 式中:Vt——生产过程中总用水量(m³); Vf——生产过程中所取用的新水量(m³); Vr——重复利用水量(m³)。 3.2.2 重复利用率宜按下式计算: ![]() 3.2.3 冷却水循环率宜按下式计算: ![]() 式中:Rc——冷却水循环率(%); Vcy——冷却水循环量(m³); Vcf——冷却水补充水量(m³)。 3.2.4 单位产品新水量宜按下式计算: ![]() 式中:L——单位产品新水量(m³/单位产品); Vyf——年生产用新水量总和(m³); Q——年产品总产量。 3.2.5 废水回用率宜按下式计算: ![]() 式中:Rh——废水回用率(%); Vh——回用水量(m³); Vd——废水排放量(m³)。 条文说明 3.2.1 总用水量是在一定的计算时间(年)内,新水量与重复利用水量之和。 3.2.2 重复利用率是在一定的计算时间(年)内,生产过程中使用的重复利用水量与总用水量之比。 3.2.3 冷却水循环率是在一定的计算时间(年)内,冷却水循环量与冷却水总用量之比。 3.2.4 单位产品新水量是每生产单位产品所需要的新水量,是比较重要的考核指标。 3.2.5 废水回用率是在一定的计算时间内,生产过程中回用水量与废水排水量之比。 4 生产装置节水设计4.1 一般规定 4.1 一般规定4.1.1 生产装置应采用成熟的重复用水技术。 条文说明 4.1.1 重复用水技术是指工艺生产装置中的工艺用水串级使用、循环冷却水系统和回用水系统,目的都是为了节约用水。4.1.2 不允许采用直流冷却水。循环冷却水串级使用,主要用于工艺介质或制冷剂冷却负荷大、冷凝温度低、循环冷却水温度差小的生产设备,如合成氨装置的循环冷却水,全部进入冷冻系统的氨冷凝器后,再进入其他工艺介质冷却,能确保整个装置的循环冷却水温升达到10℃。 4.1.3 化工装置的循环冷却水温升通常按10℃设计。冷却水的温升大,有利于节水。实际运行发现,很多装置的循环冷却水的温升达不到设计值,不利于节水。本条的含义是在空气湿度大、气温高的地区,循环冷却水的设计温升不宜小于8℃;在空气干燥、气温低的地区,在满足工艺操作的前提下,循环冷却水的设计温升宜适当提高。增大温差,可以减少循环冷却水量,同时也可降低供水能耗。 4.1.4 冷却器是指工艺生产装置和辅助生产装置中的所有介质冷却器,包括工艺介质的冷却、压缩机驱动透平的乏汽冷凝、热电站的汽轮机的乏汽冷凝等。空气冷却器分为干式空冷器和湿式空冷器,湿式空冷器的高温段通常为空气翅片盘管冷却,低温段为水喷淋冷却,冷却过程中需要消耗水。推荐干式空气冷却的目的是为了节水。 4.1.5 工艺装置中的废水包括工艺废水、锅炉排污水、压缩机分离器分离的油水、生产装置内采样冷却器冷却水和机泵冷却水等。工艺装置停车检修期间的洗涤水、冲洗水、缺水地区的雨水可收集在事故污水池,将其处理后回用。 4.1.6 生产装置凝结水包括工艺伴热的蒸汽冷凝液、疏水器排出的蒸汽冷凝液等用汽设备、管道产生的凝结水,根据当前凝结水回收设备的发展水平、回收的经济性等因素,给出了凝结水的回收率应大于80%。对分散在离化工装置比较偏远位置的凝结水进行回收时,应进行回收系统的技术经济方案比较和论证,采用最经济合理的实施方案。 4.2 工艺装置4.2.1 工艺装置的设计,应优化工艺运行参数,并采用高效、节能、节水的技术和设备。 条文说明 4.2.1 成熟的化工产品应遵循国家级行业协会推荐的技术,达到节能、节水、减少废水排放的要求,尽量实现零排放或趋零排放。化工装置的工艺优化包括化工生产装置和辅助生产装置(热电站、冷冻系统等)的工艺运行参数的优化,采用高效、节能、节水的技术和设备,提高工艺废热的回收率,减少工艺的冷却负荷。节水设备包括不耗冷却水和密封冲洗水的新型屏蔽泵等。4.2.2 工艺吸收、洗涤、化盐对用水水质的要求不高,可以采用再生水,有特殊要求的除外,这些用水还可采取循环使用或串级使用方式来节约用水。 4.2.3 高温设备的夹套冷却水可以采用密闭循环冷却,也可采用除盐水(软化水)一次通过,然后将这一次通过的除盐水(软化水)用于除盐水的补充水或密闭式循环冷却水的补充水。 4.2.4 工艺废液包括盐泥过滤机回收滤液、装置副产的工艺冷凝液、氢气洗涤液、泵密封水、脱氯后的电解淡盐水及盐堆场废水等,这些水可作为化盐水的补充水,以减少补充水水量。烧碱生产中,利用电解出来的高温湿氯气与一次精盐水进行热交换,提高盐水温度以降低蒸汽消耗,而湿氯气经热交换后,温度降低又可减少后续工序的冷却水消耗。采用能耗低的多效蒸发技术及低温热能综合回收技术,可减少蒸汽及循环冷却水消耗。 4.2.5 采用先进的氯气干燥工艺,可节省酸耗、降低冷冻水用量和电耗。采用副产蒸汽的氯化氢合成技术,可减少冷却水消耗,副产的蒸汽进入低压蒸汽管网循环使用。盐酸尾气吸收采用闭式循环洗涤,可以确保尾气排放达标,减少废水的排放量。 4.2.6 聚氯乙烯装置电石法工艺采用干法乙炔技术可减少工业水用量。气相催化加成反应为放热反应,反应热由循环热水移出,一部分循环热水可用于低沸塔和高沸塔再沸器,在此将低沸物和高沸物蒸出,可节省蒸汽和热水用量。采用母液回收技术时,少量离心母液用作设备及管道的冲洗水,或过滤后作为工艺用水,剩余离心母液及产生的其他废水经膜或生化处理后可作为循环冷却水的补充水,可提高水的重复利用率,减少新鲜水的耗量和废水的排放量。 4.2.7 纯碱生产综合利用低温热能,可以减少蒸汽消耗和冷却水消耗。低温热能综合利用包括以下技术:(1)淡液蒸馏系统利用高温废淡液预热进塔淡液,既节省了淡液蒸馏塔的蒸汽耗量,又减少了废淡液冷却时所需的冷却水用量;(2)热氨母液Ⅰ与冷母液Ⅱ换热,减少进入冷析结晶器的氨母液Ⅰ冷却水消耗;(3)利用蒸汽冷凝液预热氯化铵干燥流化介质,降低送至脱盐水站的冷凝液温度,节约冷却水消耗。 纯碱装置工艺串级使用和重复利用用水的过程包括化盐、洗涤等工艺过程,目的是尽可能回收纯碱生产中产生的废水(液),减少废水排放量。 串级使用和重复利用的方式包括:(1)化盐、洗涤等工艺过程,应尽可能回收多种废水(液),减少废水排放量;(2)蒸馏废淡液经预热冷凝液和冷却后送至洗涤滤过尾气、碳化尾气和炉气,最后送至滤碱机作为洗水循环使用;(3)采用母液Ⅰ洗涤淡液蒸馏尾气,在回收尾气含氨的同时,也避免洗水直接洗涤。 采用先进高效的滤碱设备,提高洗涤效果,降低洗水当量,可节约用水量。 采用新型外冷碳化塔清洗工艺,碳化塔轮换清洗,克服周期性的清水洗塔,可节约洗水。采用喷水螺杆压缩机的气体经冷却分离后,冷凝液利用压差返回压缩机作为机组喷水重复使用,减少压缩机喷水消耗用量。 4.2.8 炼焦生产用水主要包括备煤、炼焦(含熄焦)、焦处理、煤气净化、除尘、清洁卫生等用水。干法熄焦可最大限度地节约生产用水。当采用湿法熄焦技术时,熄焦水应循环使用,其补充水应采用酚氰废水处理站处理后的水;焦台补充熄焦水、储煤场及其他装置的抑尘设施用水,应采用再生水,并优先采用酚氰废水处理站处理后的水。抑尘设施应使用雾化喷嘴。 4.2.9 硫黄制酸装置采用低温位热能回收技术可回收副产低压蒸汽,并减少循环水用量。硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸的净化稀酸可通过强制循环、提高酸度来减少净化工段的补充水量和排水量,处理后的酸性废水可回用于净化或烧渣处理工段。 4.2.10 磷酸装置水环真空泵密封水回收后可用于过滤机的冲盘水或循环水补充水。开停车或系统清洗排出污水,可由事故池收集或经污水处理中和后,部分返回磷酸装置作为过滤机的冲盘水,也可用作湿法排渣磷酸装置的调浆水。 4.2.11 水煤浆气化装置的磨煤用水对有机物含量的限制不严格,但对含盐量,尤其是氯离子含量有严格的限制。低温甲醇洗、甲醇精馏等工段排出的废水含有约150mg/L的醇类,含盐量很低,应直接回用于磨煤工段。采用干粉气化时,回收的一氧化碳变换、脱硫、脱碳含醇废水、甲醇精馏含醇工艺废水及其他下游工艺装置排放的含醇废水,可作为气体冷激用水,多余部分经处理后回用。 4.2.13 节水的冲洗技术包括洗液再循环清洗技术、干冰清洗、微生物清洗、喷淋清洗、水汽脉冲清洗、在线清洗技术等。 4.3 辅助生产设施4.3.1 锅炉给水的除氧宜采用节水除氧技术。 条文说明 4.3.1 锅炉给水的节水除氧技术包括解析除氧器(包括干式蒸馏、干式汽提)、无蒸汽除氧(包括氧化还原树脂除氧技术和膜分离除氧技术)等。4.3.2 燃煤锅炉采用干式除灰、干式输灰(渣)技术,减少系统用水环节,可有效节约用水。冲灰水回收利用时,应首先考虑在界区内完成预处理,如有全厂性设施,再根据经济性原则,适当合并处理、回用。 4.3.3 废热锅炉、蒸汽发生器的排污水的含盐量一般为100mg/L~125mg/L、电导率大约在200μs/cm,满足循环冷却水补充用水水质要求,可作为循环冷却水补充用水使用。 4.3.5 当空压站采用水冷却方式时,应采用循环冷却水。循环冷却水的温度、压力等参数,采用与工艺装置循环冷却水相同的参数,利于工程大循环水系统和小循环水系统的统筹考虑,便于工程设计,利于节省占地和投资,便于管理。 4.3.6 独立的喷淋水循环收集系统包括储罐喷淋水收集器、水池、循环泵等设施,布置在罐区围堰外。储罐夏季冷却喷淋水几乎无污染,应循环利用。当发生储罐破裂等事故时,被污染的喷淋水应送往工厂的污水处理系统,不得外排。 5 给水排水系统节水设计5.1 一般规定 5.1 一般规定5.1.1 给水排水系统设计应遵循节水原则,并应采用技术先进、经济合理、运行安全可靠的节水工艺和设备。 5.1.2 给水系统应根据用途采用分质分压供水,排水系统应采用雨污分流、污污分流制。 5.1.3 给水系统宜根据生产装置的用水特点划分为生活给水系统、生产给水系统、消防水系统、循环冷却水系统、除盐水系统及回用水系统等。排水系统宜划分为雨水排水系统、生活污水系统、生产污水系统等。 5.1.4 生产装置所用冷却水应采用循环冷却水。循环水系统的浓缩倍数不得小于3。 条文说明 5.1.1 给水排水系统设计时,应在不断总结生产实践经验和科学实验的基础上,结合工程具体情况,优先采用节水型新技术、新设备。 5.1.2 当用水压力差达到0.2MPa,且总用水量达到150m3/h,特别是用水压力低的部分所占比例较大时,应采用分压供水系统。雨污分流、污污分流便于污水的处理与回用。 5.1.3 本条给出了化工企业给水排水系统的种类。 生活给水系统主要为生产装置和辅助设施提供所需的生活用水和安全用水,水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的要求。大型生产装置的生活给水干管宜布置成环状。 生产给水系统主要为生产装置和辅助设施提供所需的生产用水,水质应符合现行行业标准《石油化工给水排水水质标准》SH 3099中生产给水水质标准的要求。循环冷却水系统的补充水宜独立设置生产给水系统。当水质要求不同时,宜分质供水。 消防水系统分为低压消防水系统和高压消防水系统。低压消防水系统宜与生产给水系统合并,高压消防水系统应为独立系统,消防水干管应环状布置。 循环冷却水系统主要为生产装置和辅助设施提供循环冷却水,水质应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050的要求。循环冷却水系统应利用余压上塔,尽量提高循环冷却水的浓缩倍率。根据技术经济比较,确定循环冷却水水系统是采用综合系统还是独立系统时,需要考虑下列因素: (1)对循环冷却水水质的不同要求; (2)对循环冷却水水压的不同要求; (3)循环冷却水站距用水设备的不同距离。 回用水系统是指废水直接或经处理后回收利用的系统。回用水系统包括清净废水回用水系统、污水回用水系统、雨水回用水系统。 清净废水回用水系统主要处理生产装置及辅助设施排出的清净废水,处理达标后作为循环冷却水系统的补充水或脱盐水系统的原水。 污水回用水系统主要处理生产装置及辅助设施排出的污水,经深度处理达标后作为循环冷却水系统的补充水或杂用水。 雨水回用水系统主要处理污染区的后期雨水,经处理达标后,作为循环冷却水系统补充水或杂用水。 5.1.4 生产装置的冷却水不允许采用直流水。适当提高浓缩倍数可减少排污水量,利于节水。当采用再生水作为补充水时,应进行技术经济论证后确定循环冷却水的浓缩倍数。 5.2 给水处理系统5.2.1 给水处理工艺应根据原水水质、出水水质和产水量的要求确定。 5.2.2 给水净化系统的处理规模应根据各生产装置的需水情况、全厂水量平衡,并按各装置同时使用水量之和的最高日水量确定。 5.2.3 给水净化系统的原水量应根据系统的产水量和系统的自用水量确定。自用水量宜小于5%。 5.2.4 滤池反冲洗水、沉淀池排泥水宜回收使用。 5.2.5 生产、生活用水系统供水量应根据全厂水量平衡确定。 5.2.6 生活用水量的确定,应按现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定执行。 5.2.7 生产用水系统应根据各装置用水情况和生产安全要求设置调蓄构筑物。 5.2.8 生活用水服务点宜适当集中设置。 条文说明 5.2.1 原水水质、出水水质和产水量直接影响处理工艺、工程投资、节水效果等,因此应根据原水水质、出水水质和产水量确定净化工艺,选择技术可行、经济合理的给水净化处理工艺,并应优先采用节水型新技术、新设备。 5.2.2 给水净化系统的处理规模按各装置同时使用水量之和的最高日用水量确定,对间歇出现的各装置同时使用水量之和的最大值,则通过系统调蓄水池和供水加压泵完成调节功能,满足供水要求。 5.2.3 规定自用水量小于5%,目的是尽量减少自用水量。 5.2.4 滤池反冲洗水、沉淀池排泥水只是悬浮物超标,可以回收使用。回收处理工艺如采用本工程中的同一给水净化系统,则应尽可能保证均匀回流,避免对处理流程造成影响。但是,在滤池反冲洗水、沉淀池排泥水的回收使用中应注意其中存在的微量残余药剂的影响。如沉淀反应中使用的絮凝剂,在滤池反冲洗水、沉淀池排泥水中还有微量存在,当滤池反冲洗水、沉淀池排泥水重新进入处理流程时,因其中含有的微量药剂已失去活性,对处理效果已经没有帮助,还会产生絮凝剂的累积效应,所以本条规定滤池反冲洗水、沉淀池排泥水宜回收使用。 5.2.5 生产、生活用水系统应根据全厂水量平衡及各生产装置的需水情况,调查间歇用水的使用频率,按各用水装置中同时使用水量之和的最大值确定各用水装置的用水量,并按用水装置同时使用水量之和的最大值确定供水系统的供水量。 5.2.6 生活用水量的确定执行现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的规定,生活供水的时变化系数、日变化系数应根据工厂的实际工作班制和现状供水曲线确定,在缺乏实际用水资料的情况下,生活用水量按全厂生活用水最大量设计,最高日综合用水的时变化系数宜采用1.0~1.3,日变化系数宜采用1.0~1.2。 5.2.7 本条对给水净化处理系统内调蓄构筑物的设置提出了原则要求,对调蓄构筑物的容积可按下述原则确定: (1)当外部供水保证率能满足生产安全和安全停车的要求时,调蓄构筑物宜按2h用水量设置; (2)当外部供水保证率不能满足要求而全厂设有给水净化处理系统时,调蓄构筑物的设置应与处理系统的调蓄构筑物统筹考虑; (3)当外部供水保证率不能满足要求而全厂没有给水净化处理系统时,调蓄构筑物宜按4h~24h用水量设置; (4)当外部供水保证率不能满足要求而全厂没有给水净化处理系统且用水装置有特殊要求时,调蓄构筑物应按用水装置的特殊要求设置; (5)调蓄构筑物的容积大于1000m3时,其个数或分格数不得少于2个,并能单独运行。 5.2.8 生活用水服务点数量过多,生活用水管道会相应增加,水量漏损的可能性随之增大,用水点末端出现“死水”的概率也会增加,生活用水服务点适当集中有利于节水。 5.3 软化、除盐水系统5.3.1 软化、除盐水处理工艺应根据原水水质及产水水质的要求选择节水型工艺。 5.3.2 原水预处理设施应根据原水水质采用净化效率高、耗水率低的设备。预处理设施产生的废水应回收利用。 5.3.3 制备软水或除盐水时,冬季应有对原水加热的设施。 5.3.4 超滤系统的产水率不宜小于90%,一级反渗透系统的产水率不宜小于75%,二级反渗透系统的产水率不宜小于90%,电除盐系统的产水率不宜小于等于95%。 5.3.5 反渗透的浓水宜适当回流。二级反渗透排出的浓水、EDI(电除盐系统)的浓水应回收。 5.3.6一级反渗透应采用多段工艺,排出的浓水宜回收。 5.3.7 除盐水处理系统的除二氧化碳器进风口应设置空气过滤器,排风口宜设收水装置。 5.3.8 微滤、超滤系统的反冲洗排水应回收。 5.3.9 软化、除盐水处理系统的运行控制应采用自动控制方式。 条文说明 5.3.1 离子交换工艺在再生过程中需要消耗大量的酸、碱、盐,产生大量的含盐废水,不利于废水的回用。膜法处理工艺基本为物理过程,排水只是对原水盐分的浓缩,总含盐量基本不变,外排含盐废水相对较少,有利于环境保护和废水回用。膜法制备软水或除盐水是未来发展的趋势,与离子交换工艺相比,可以提高产水率,减少酸、碱、高含盐废水的产生,在化学水处理设计时宜优先考虑膜法处理工艺。 当原水溶解固形物大于350mg/L,且产水规模大于100m3,/h时,可考虑采用膜法处理工艺。当仅采用膜法处理工艺不能满足产水水质要求时,可在膜法处理工艺后增设混合离子交换或EDI工艺进一步处理。虽然膜法处理工艺技术的投资成本和运行成本在逐渐降低,但其投资仍然比离子交换高,因此当原水硬度或含盐量较低时,应结合含盐废水的再利用途径,经技术经济比较后,可以采用离子交换工艺。 当采用离子交换工艺制备软化水时,宜回收钠离子交换器的部分正洗水作为再生用水;制备除盐水时,宜回收阴离子交换器和混合离子交换器的部分正洗水作为再生用水,但回收离子交换器的部分正洗水时,需要增设自控阀门和控制系统逻辑单元,并会导致离子交换器排水系统复杂化,故应通过技术经济比较后确定。 5.3.2 预处理设施应根据原水浊度和SDI值,并结合原水供应装置(净水厂或自来水厂)的净水工艺选择确定。未经净化处理的原水采取混凝沉淀、过滤等处理措施时,应采用效果好、反洗水量小的设备和技术,如高密度沉淀、微絮凝过滤、气-水联合反冲洗等。过滤器反洗水应回收利用。 5.3.3 膜通量和膜脱盐率受水温的影响,水温越高其黏度越低,膜通量也越大。对于不同的膜,随温度升高,产水率提高的比例也不一样。在相同的压力条件下,温度每上升1℃,产水量将增加2%~4%。但是,温度升高也使水中离子的活度增大,脱盐率降低。因此,膜系统应当维持适当的水温,应根据原水水温和环境温度,在水温较低时,通过原水加热使水温升高,以提高产水率,相应降低废水量。 对于离子交换器,再生液温度的提高有利于再生,尤其对阴离子型树脂,再生较完全,产水率也相应提高,排水率相应降低。 5.3.4 产水率越大,原水利用率也越高,排水率越小,越利于节水。我国大部分地区天然水的含盐量约为几十毫克每升至几千毫克每升,在以地表水或地下水等天然水作为原水时,反渗透的产水率一般都大于75%,在原水水质好的南方地区,采用适当的浓水回流时,产水率甚至可达到90%。但在海水淡化或高含盐污水脱盐处理时,产水率要低得多,故本条不包括海水或高含盐水作为原水的情况。 5.3.5 浓水回流可增大膜表面水流速度,减缓污堵,提高产水率。二级反渗透排出的浓盐水含盐量一般低于其一级反渗透进水含盐量,EDI浓水的含盐量也较低,回收后均可作为上一级处理系统的进水而回收。 5.3.6 一级反渗透排出的浓水含盐量高,一般不宜在本系统回用,一部分可作为预处理过滤器或其他水处理装置过滤器的反冲洗用水,多余的浓水回收后,经深度除盐回用。 5.3.7 设置空气过滤器可防止水质受到污染,设置收水装置可减少飘洒损失。 5.3.8 微滤和超滤系统的反冲洗排水悬浮物含量低,一般为20mg/L~50mg/L,可作为脱盐水预处理系统的进水。 5.3.9 自动控制有利于提高产水率和产水水质,可减少不合格水的产生,利于降低反洗排水量和再生废水量。 5.4 循环冷却水系统5.4.1 循环冷却水系统应根据气象条件及冷却水温度的要求,选择自然通风或机械通风冷却塔,不应采用冷却池、喷水池。 条文说明 5.4.1 冷却池和喷水池占地面积大、冷却效率低、风吹飘洒损失水量较大,且对环境有污染,化工系统不建议使用。5.4.2 在北方寒冷、干燥地区,应充分利用循环冷却水与冷空气之间的热传导,采用在塔内安装空冷器的干湿式冷却塔,或采用与闭式循环冷却水系统相结合的水膜式空冷闭式冷却塔,可节约蒸发量约25%左右,但占地面积和投资也相应大幅度增加,应经技术经济比较后确定。 5.4.3 利用空冷器冷却可减少蒸发损失,但投资较高,应经技术经济比较后确定。 5.4.4 开式循环冷却水系统补充水水质应按从劣到优的次序选择,一般顺序为再混合水、二次水、新鲜水。直冷开式循环冷却水系统的水质很差,对补充水的水质通常无特殊要求,常采用间冷开式循环冷却水系统的排污水或其他废水作为补充水。但是,也应注意换热器材质对水质的要求,例如,补充水中的氯离子浓度较高,会对不锈钢换热器造成腐蚀;使用易增大黏泥量的污水作为补充水时也应引起注意,避免造成换热器堵塞,形成垢下腐蚀。 5.4.6 系统容积越大,药剂分解的比例也越高,水质稳定剂和杀生剂的投加量也越大,排污量和补水量也相应增加,因此,限制系统容积利于节水。 5.4.7 冷却塔风吹损失水量包括出塔空气带出的水滴和进风口处飘洒的水滴,影响因素较多,除水器的除水性能为主要影响因素。美国和日本相关规范中强调按除水器逸出水率计算风吹损失并考虑适当裕度,实际工程中风吹总损失水量一般按循环水量的0.05%~0.1%计算;现行国家标准《玻璃纤维增强塑料冷却塔》GB/T 7190.1-2的技术要求中,规定中小型冷却塔的飘水率为0.015%,大型冷却塔飘水率为0.005%。综合考虑各种因素,本条规定风吹损失率应不大于0.05%。 5.4.8 冷却塔进风口设置防止溅水和回收溅水的设施,以及塔下集水池周围设置的回水台,都是为了减少水的损失而采用的措施。 5.4.9 循环冷却水系统的旁滤设施种类较多,反洗水量也有较大差异。旁滤设施应采用截污量大、出水水质好、反洗水量小的过滤设备或技术,例如浅层砂、高效纤维等低反洗水率过滤器。 5.4.10 循环冷却水系统溢流管一般设置在塔下集水池,该池收集冷却塔淋水,且为敞开式水池,水面常有波浪,溢流管口高度过低将导致不必要的水量损失。溢流管也可设在吸水池中。 5.4.11 循环冷却水系统的排污水、旁滤设备的反冲洗水、溢流水和放空排水,除悬浮物之外水质均较为清净,应经适当处理后回收利用,当回用途径受限制时,可经深度脱盐回用,如受投资限制,应经技术经济比较后确定。 5.5 污水及回用水系统5.5.1 生产装置排出的各类清净废水应回收利用。 条文说明 5.5.1 清净废水主要包括循环冷却水排污水、除盐水站含盐废水、锅炉排污水、各生产装置冲洗排水等,除悬浮物之外水质较为清净,应处理后回用;当回用水含盐量不能满足要求时,宜进行深度脱盐处理后回用。5.5.2 化工装置产生的污水种类繁多,污染程度不同,应根据各生产装置的用水水质要求,尽量扩展污水的回用途径,采取分质处理,分别回用,各取所需,以提高污水的利用率。 5.5.4 外运污泥含水率低,有利于环境保护,并可减少水的损失。 5.5.5 污水处理构筑物的溢流水、放净排水、浓缩池上清液、脱水机排水以及不合格的废水,可以通过设在污水处理站内的缓冲池收集,返回处理装置,不应使这类废水通过窨井外排。 5.5.6 自然蒸发具有占地面积大、蒸发池需要防渗、当盐分浓缩到一定程度后蒸发速率变低等缺点;多效蒸发能耗和成本均较高;降膜垂直管蒸汽压缩蒸发器采用了耐腐蚀的钛材,投资很大;膜蒸馏技术的投资和能耗也较高,且尚处于中试阶段。调查表明,国内正在运行的高含盐污水蒸发装置,在运行3年到4年后即因腐蚀问题需大修并更换相关设施,所以污水蒸发处理装置都具有投资高、能耗高的缺点,须经过详细的技术经济比较后方可确定是否采用。 5.6 雨水收集和利用5.6.1 厂区内的清净雨水宜回收利用。 条文说明 5.6.1 一般情况下,厂区内没有受到污染的清净雨水的水质指标比较单一,主要表现为悬浮物含量较高、杂质较多等,经过简单处理,就可再生利用。5.6.2 在规划全厂初期雨水和事故污水的收集、贮存设施的同时,对清净雨水收集、贮存设施进行统一规划,可以更完善地形成全厂雨水收集、贮存系统。 6 监测与控制6.0.1 新建、改建、扩建的化工项目应配备完善的给水排水计量设施。 条文说明 6.0.2 在管道上设置流量检测仪表的目的在于及时掌握运行情况,考核系统的各项经济指标。给水排水工程中,流量是一项重要检测参数,应选用具有相应精确度、工作稳定可靠、压力损失小的流量检测仪表。一般流量检测仪表应根据工艺过程的压力损失、最大、最小额定流量、工况条件、精度要求、测量瞬时值或累计值、输出信号等参数及仪表的性能和特点,通过比较各种类型仪表的价格、质量、使用年限、安装和维护量的大小等综合因素进行选定。 厂区各总排水口设排水计量设施,便于排水定量管理,可适时监控厂区用水效率,是节水措施之一。 6.0.3 为保证各水池(箱)的水位控制在一定的范围内,也避免水池(箱)溢流造成损失,要求水池(箱)设置具有指示、报警的检测仪表。水池(箱)水位与进水阀门设置联锁控制,或设置自动补水设施能够保证水池(箱)水位的相对恒定。对于水泵吸水池,为防止补充水量的突然变化引起吸水池内水位下降,造成水泵抽空的事故,水泵吸水池要求设液位检测仪表,液位检测仪表可采用静压式液位计、超声波式液位计、液位开关等。 6.0.6 精确的检测和控制,对系统的运行、监测、计量都有很大的影响,也是实现节水目标的重要手段,应当引起足够的重视。 给水排水装置过程控制参数多以数字量为主,控制系统以顺序控制、逻辑控制和电气控制(如电机的联锁控制)为主,控制系统选型适宜采用PLC系统。 DCS系统有较高的可靠性和强大的功能,但与其他控制系统相比,其系统造价也较高,因此在一些有经济条件的大型给水排水项目中,可以考虑选用DCS系统。 小型给水排水装置一般控制点数量较少、操作管理要求不高,可采用现场控制室控制。 6.0.7 水处理系统采用自动加药方式可以避免人工投加量不稳定而导致的水质波动、排污量不稳定以及水量浪费的问题。 7 防渗与防漏7.0.1 给水系统应采用管道输送,供水和配水应采用节水型设备和器具,当不能避免采用暗渠(隧道)输送时,应采取防止水污染和渗漏的措施。 条文说明 7.0.1 当原水采用渠道输送时,水量的损失会比较严重,水质也很难保证不被污染,故要求采用管道输送,严禁采用明渠输送,当不得已采用暗渠(隧道)输送时,应采取防污染和防渗漏的措施。根据不同材质、不同口径的管道使用的经济性,管道生产技术、实际应用的成熟性和广泛性,给水系统的输配水管道、管件材质可按下列规定进行选择: (1)管径大于1200mm的输水管宜采用预应力钢筋混凝土管; (2)管径为800mm~1200mm的输水管可以采用预应力钢筋混凝土管、塑料管、球墨铸铁管、钢衬塑管; (3)管径为300mm~800mm的输水管可以采用塑料管、球墨铸铁管、钢衬塑管; (4)管径小于300mm的输水管可以采用塑料管、钢衬塑管。 7.0.2~7.0.5 是为减少管道的漏损作出的规定。 7.0.6 给水排水井室内壁、外壁进行防渗、防漏处理,可防止井室外部地下水进入井室内。为防止渗漏污染地下水源同时提高废水回收率,除雨水排水检查井外,其他排水检查井宜采用钢筋混凝土排水检查井。 7.0.7 钢筋混凝土水池也存在渗漏问题,为防止水池内净水渗漏或水池内污水渗漏污染地下水,同时也为了降低渗漏损失水量,水池应进行防渗、防漏处理。 附录A 化工企业用水控制指标表A 化工企业用水控制指标 ![]() ![]() 本规范用词说明1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 引用标准名录《建筑给水排水设计规范》GB 50015 |
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