Veolia水务技术与方案

Nutrien Redwater氨厂与Veolia合作,通过优化澄清池提高可靠性并减少水足迹

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背景

Nutrien总部位于加拿大,是世界第三大氨生产商,年产能为710万吨。Redwater制氮厂是其九个氮生产设施之一,位于加拿大阿尔伯塔省,每年可生产140万吨氮肥。

Nutrien Redwater的原水供应来自北萨斯喀彻温河。这条河的水质在一年中的大部分时间里都是干净的。但在春季径流期间,融雪会为河水引入大量沉积物,令浊度增加。该工厂的预处理系统旨在去除进水中的淤泥、粘土和有机物质,以防止各种工艺设备结垢,从而导致性能问题。

挑战

Redwater的预处理系统由澄清池和冷石灰软化器组成,两者通常并行工作,将经过适当处理的水输送到现场的各个加工区域。但在径流期间,澄清池和冷石灰软化器串联运行,先由澄清池去除大部分悬浮固体,再由冷石灰软化器做进一步处理。2017年,Veolia与Nutrien Redwater建立合作关系,成为其水处理解决方案提供商。当时,该厂正经历着春季径流导致的运营难题。

Veolia的当地团队了解了该厂的运行情况,并认识到该工厂的问题(包括离子交换脱盐器短运行、冷却交换器沉积和工厂废水排放限值超标)不仅仅是由于径流条件造成的,进而指出预处理澄清化学方法需要改进。

解决方案

Veolia与该厂运营团队合作,在多个径流期进行了深入的分析工作,以充分了解当前澄清计划的影响。为了管理径流期大量涌入的悬浮固体,该工厂历来使用大量商品硫酸铝(明矾)化学品。收集到的数据显示,春季径流期间的高明矾用量,对冷石灰软化器出口水质产生了负面影响,限制了装置去除水中硬度的能力。

硬度的增加,加上其他硫酸盐物质溶解固体的增加,使三个离子交换脱盐器的负荷提高。这导致脱盐器设备组需要更频繁地停机以进行再生,增加了酸和苛性碱的成本,处理水量也因可用性降低而有所减少。

在对导致运营困难的根本原因有了清晰的认识后,Veolia和Nutrien的现场团队便开始探索如何改变现有的澄清化学品来消除下游影响,并防止脱盐器成为生产瓶颈。

结果

经过大规模的试验,Veolia产品套件当中的一种替代混凝剂化学成分得到了测试和验证,确认了以下优势:

  • 显著降低了添加到初级澄清池中的化学品用量
  • 提高了冷石灰软化器的硬度去除性能
  • 由于进水中的固体含量减少,除盐器再生频率得到降低(图1)
  • 优化生产,提高了软化水的可用性和产量
  • 通过减少再生,节省了酸和碱的使用成本
  • 优化了进水KPI控制(图2)
图1图2

将优化澄清池化学成分后的工厂运行参数与前五年进行比较,发现节省了大量成本:

  • ~由于减少了脱盐器再生,每年可节省3000万加仑的水
  • 通过提高生产率和减少化学品使用,节省了1.265M美元的运营成本

“与Veolia的合作不仅使我们得到了优质的服务,更是建立了一种真正的合作伙伴关系。他们在水处理和方案应用方面的专业知识提高了我们的绩效,并通过针对我们特定运营情况及挑战的解决方案提高了可持续性。”

Tyler McDowell,Nutrien Redwater首席电力工程师,加拿大阿尔伯塔省