化工工业废水处理中试装置的设计思路

化工工业废水处理中试装置的设计思路

1. 唐雪、 2. 王春霞 1. 山东轶骋真空科技有限公司，山东省青岛市， 266000 2. 青岛创客智造机械设备有限公司，山东省青岛市， 266000

摘要：处理化工废水能使生产系统的水资源的重复利用率得到有效提升，还关系到了能源再生、水的可再造性。提高了环保督察力度以及预防处理的敏感度，更多的增加了化工废水治理、化工企业循环经济产业链之间的可竞争优势，行业之间的竞争，也为化工企业生产环保防止管理和控制方案提出了更严格的考验。

关键词：化工工业；废水处理；试装置

引言

化工装置都是由化工工艺设备、电气设备、仪表设备等形成特定化工生产单元而成的组合装置。设备管理指对设备寿命周期全过程的管理包括满足性能的选择、使用、监控、改造、维护维修、报废等全过程的管理，而化工装置由于其本身特点要求设备管理更加精细化、多样化、系统化与现代化。

1化工工业废水处理中试装置设计思路

1.1适应性

废水中试装置在进行实验时，要面临各种随时出现的意外情况，其中以气候变化、水质变化最为突出。这就要求中试装置要具有较强的适应能力，以保证装置在各种突发情况下稳定运行，减少环境因素对实验的影响。

1.1.1气候变化

中试装置大多在室外进行试验，装置的规模不能抵消气候变化带来的影响，它对气候的变化远比工业装置敏感。气候变化的影响主要有以下两个方面：（1）直接影响。主要是指雨、雪、雷、电等气候变化对用电设备的影响。中试装置要有能在雨雪天气下正常运行的安全防范措施，尤其是某些中试实验需要露天进行，所有接电设备应设置防雨防雷装置；（2）间接影响。气候变化引起的主要间接影响是温度变化。一些对温度敏感的实验需要有相应的保温设施，防止装置出现冻裂、堵塞等问题。中试装置要有在温度剧烈变化（大于10℃）下正常运行的能力。

1.1.2废水变化

中试装置试验的对象是各大化工厂的废水，每个化工厂的废水各不相同，甚至同一个工厂也会有不同的流股废水，废水在中试装置内反应会产成各种沉淀，结垢，起泡，颜色加深等变化，从而影响仪表数据的准确性和实验设备的正常运转，这就要求中试装置对各类废水都有较强的适应性，可以在不利情况下正常运行，并取得可信的实验数据。另外，同一股废水的水质水量也存在波动，中试装置应具有连续化运行的能力，以保证在进水水质极端变化的情况下也能达到理想的出水效果，这也是厂家要求进行现场实验的重要原因之一。

1.2设备集成

1.2.1设备系列化

设备系列化体现在以下两方面：

(1)要尽可能地使用相同尺寸的中试装置的零配件，方便维修和调换，使作业效率得到提升，通过模块化结构设计的应用，使工艺快速优化的目标得以实现；

(2)随着现代的发展，项目的开发越来越偏向于EPC总包的模式，从而就会有越来越多的项目需要更多台的装置进行协同实验，同时每台装置的处理量、接口等都必须要互相匹配，使中间产物的存量有效减少，使实验效率相对提高。

1.2.2备件储备

中试装置是一种特别的装置，由于其对规模的限制以及使用的需要，厂区维修间内的备件不能与中试装置使用的零配件相匹配，通常情况下，实验地点都是在一些化工园区内，其离市区相对比较远，也不容易购买零配件。所以，中试装置要安装必要的备件工具箱，把需要的安装修理工具配备齐全，同时对于易损易更换的备件(比如：螺丝、螺帽、垫片等)和消耗品(比如：扎带、润滑油、喉箍、生料带等)都要配备足够的数量，以备不时之需。

1.3快速转移

快速转移是指装置可以快速打包运输、到达试验现场时快速落地就位，并满足实验条件。具体到装置设计上，可以采用撬装式结构，减少可移动的装配件数量，采用易安装、易拆卸的零配件，安装放空装置。

1.3.1撬装

为了快速转移，实验装置可以采用集装箱式撬装结构。装置安装在集装箱内部，提高装置的转运效率，并降低装置对场地的要求，快速开展实验，还可以防止设备因长途运输过程中的振动导致螺帽脱落、丢失等问题。对于某些有保密需求的技术来说，采用集装箱式撬装结构可以提高装置的保密性。

1.3.2装配件减量化

中试装置是以满足工艺要求设计安装的，但为达成异地实验的目的，中试装置还需要满足相关的道路运输管理办法和GB／T16471—1996等国标／地标规定的运输要求。这两者不可避免的会产生冲突，导致部分设备因超标、超限而拆卸运输，中试装置的操作空间又相对狭小，使装配件的拆卸、安装费时费力，还会增加事故风险。因此，中试装置应尽量减少因运输超限而拆卸、现场装配的设备，可采用缩小处理量或分体设计等手段规避此类限制；对需要现场组装的配件设计专门的运输固定点，提高运输安全性等。

1.3.3零配件简易化

在工况允许的情况下，中试装置应尽量采用易安装、易拆卸的零配件。易安装、易拆卸的零配件可以在较小的操作空间内快速修理、更换，甚至与实验同时进行，提高实验效率。例如在管道连接时可以用卡盘代替法兰，或者将六孔法兰变为为三孔法兰，以便快速断开管道进行运输和修理等。

1.3.4装置放空

中试装置应设计放空装置，并在实验结束后放空，使容器处于常压、无流动液体／固体状态。换热器的导热油，冷却水池的循环水，物料接收池／罐、装置内留存的冲洗水，液氧罐内存余的液氧等都应在实验结束后放空，以防止中试装置在安装运输过程中出现泄露、爆炸、飞溅等问题。

2废水处理技术

2.1焦化废水处理

就我国目前的发展情况来看，焦化废水的处理技术已经日趋成熟，处理焦化废水分为三个步骤：第一，对废水中容易被截留的大颗粒悬浮物等进行初步的过滤处理；第二，进行生化处理，分解处理当中存在的有害物质例如苯、多环芳径等；第三，进行深度处理，对于焦化废水要回收进行二次利用。膜分离技术是在深度处理当中最经常用到的处理技术。膜分离技术是利用物质分子大小的不同来进行处理的，膜的材料使高分子做成的，具有超滤、渗率、纳滤的特征，我国当前主要用到全膜分离技术以及同时结合膜分离技术和其他技术手段两种膜分离技术，来进行废水的深度处理，全膜分离技术则同时把超滤法、纳滤法和渗率法结合在一起，首先废水要经过砂率器的作用进行初步的过滤，然后利用超滤设备将废水中的胶状污染物去除，为了将废水软化要在纳滤和反渗透中加药，从而有效去除废水当中的盐离子，最后废水经过反渗透，进行回收再利用。随着我国技术水平的不断提升，单一的全膜分离技术其比较低的效率不能满足现代的日益发展，因此就会结合使用催化氧化法与膜分离技术，不管是成本、效率还是处理效果都要优越于单一的膜分离技术，所以现代经常使用其他手段与膜分离技术相结合的方式，从而有效提高了工作的效率。

2.2泡沫及臭气优化控制

玻璃钢防护罩是在泡沫以及臭气优化技术中所应用到的一种前端装置，包括四个功能：

第一，有效控制消泡管的松动现象产生；

第二，废水的温度避免会随着环境温度的降低而出现大幅度降低的情况；

第三，在池体位置封闭的情况下，可以从顶端对臭气进行采集，防止出现气体扩散现象；

第四，有效地控制泡沫的膨胀率。

结语

综上所述，针对环保中试装置现场实验的特点，对中试装置的设计安装提出优化改进意见：设置网络节点电源，配置工具箱，统一设备及零配件规格提高试验效率；按照车间安全生产要求运行和维护中试装置。

参考文献

[1]沈晓强.制药废水氮磷“零排放”技术研究[D].上海：华东理工大学，2018.

[2]尹进华.复极性三维电解处理三苯甲烷类染料废水的研究[D].青岛：青岛科技大学，2018.

[3]李文龙.加载絮凝—超滤—反渗透处理电镀废水中试研究[D].北京：北京化工大学，2018.