水厂工程浸没式超滤膜车间初步设计方案.doc

上海市金海水厂二期工程浸没式超滤膜车间初步设计方案项目名称：上海市金海水厂二期浸没式超滤膜系统工程项目规模：1.3万m3/d项目地点：上海市设计依据：上海市政工程设计研究总院设计的上海市金海水厂二期工程净水厂工艺流程图及净水厂平面布置图进行初步概念设计。标高采用吴淞高程系，上海独立座标系。本工程膜处理系统设计规格：1.3万m3/d，自用水系数1.05。其中预处理部分设计参数如下：a、 混合池，总停留时间90s，设机械混合搅拌机1台b、 絮凝池，总停留时间15min，设套筒絮凝搅拌机1套膜滤池部分工艺参数如下：a、 膜池设4格，单格面积19m2，双排布置，每格设4组膜堆，共16组，有效膜面积31200m2。b、 膜设计通量：17.36l/m2h；强制通量（1格化学清洗时）：23.15l/m2h。c、 膜池冲洗：水冲洗过程膜通量60 l/m2h；气擦洗强度：32.84m3/m2h（按膜池面积）。本工程工艺流程是以超滤膜工艺为核心，辅以预氧化、混凝、吸附、过滤等多种功能为一体的系统工程。工艺流程为：加pac、粉末活性炭加naclomultflo沉淀池机械混合、絮凝反应预浓缩池上清液膜滤池膜处理车间金海水厂二期工程膜处理车间源水为滤池反冲洗废水。来自快速滤池的反冲洗废水经预浓缩池处理后，其上清液自流至膜处理车间进行预氧化，混凝，吸附，过滤处理。在整个处理过程中视水质情况投加预氧化剂（次氯酸钠），混凝剂（聚合氯化铝）、粉末活性炭，然后进入膜滤池进行过滤。膜滤池采用日常的气水联合反冲洗与周期性的化学清洗方式，化学清洗又分为相对周期较短的维护性化学清洗及周期较长的恢复性化学清洗，恢复性化学清洗采用在线清洗的方式。维护性化学清洗采用naclo溶液，恢复性化学清洗包括采用naclo和naoh溶液的碱洗和采用柠檬酸和hcl溶液的酸洗。膜处理系统包括一座膜处理车间及一座化学清洗废液中和池。中和池设于膜处理车间旁的绿地下，有效容积150m3，用于收集化学清洗产生的废液。化学清洗产生的碱洗废液和酸洗废液在中和池中和后，利用潜污泵打入厂区的污水排放系统。浸没式超滤膜处理系统主要由以下部分构成：机械混合池、机械絮凝池、膜滤池、反冲洗泵房、鼓风机房、化学清洗加药间及配套设备及管路系统（包括水泵、阀门）和配电控制系统等组成。膜处理车间平面尺寸为26.4m20m，主要由膜滤池、管廊、化学清洗加药间、配电间、反冲洗泵房及鼓风机房等组成。膜处理车间内共设4格膜池，双排布置，每排2格，单格膜池尺寸5m3.8m。膜滤池正常运行时，设计产水通量17.36 l/m2h，1格膜滤池在线化学清洗或检修时，其他各格正常过滤，膜滤池强制产水通量为23.15 l/m2h。每格膜池内设4组膜堆，浸入式超滤膜单组膜堆有效膜面积1950m2，每格膜滤池内有效膜面积7800m2。1、膜池预处理系统膜池进水采用1根dn600进水管，进水管上设1只流量计，1只进水水量调节蝶阀，1只检修手动蝶阀。在进水管上设一个naclo投加点，视水质情况投加预氧化剂。膜池预处理系统设机械混合池1座，尺寸2m2m4m。机械混合池内投加混凝剂聚合氯化铝，设7.5kw搅拌器1只，混合停留时间90s。机械絮凝池尺寸5m5m6m，池内投加粉末活性炭，设1只11.5kw设套筒搅拌器，絮凝总停留时间15min。2、膜池进水系统经过预氧化，混凝及吸附处理后的水通过500mm500mm手动闸板进入1000mm1400mm配水总渠，然后分两路分别通过300mm300mm进水气动闸板进入4格膜滤池。3、膜池溢流系统当膜池的进水流量超过其处理能力时，超出部分流量通过500mm1400mm进水渠上的溢流堰溢出，然后通过2根dn300溢流管接入厂区排水系统。4、膜池出水系统膜池出水采用容积泵抽吸方式，每格膜池设一台容积泵，4格膜池的4根dn250出水管一同接入设于管廊中间的1050mm800mm清水总渠。在清水总渠末端接dn600清水出水总管，然后通过泵提升至multflo沉淀池。清水出水抽吸容积泵流量190m3/h，扬程10m，功率11kw，变频，不反转。5、膜池水反冲洗系统膜池水反冲洗采用2台独立设置的离心泵，1用1备，分别从清水出水总渠中抽水。反冲洗离心泵置于反冲洗泵房中，单台流量492m3/h，扬程11m，功率18kw，变频。反冲洗管采用dn250不锈钢管，与dn250膜池出水管采用阀门控制切换。反冲洗强度60 l/m2h。水反冲洗每1-2h进行一次，每次持续时间1-2min。水反洗前关闭进水闸板，容积泵继续抽吸出水，待膜池水位下降到膜堆顶标高时，停止抽吸，转而切换到反冲洗泵打开，反冲洗水由母管进入膜丝内部，由内而外冲洗膜丝。6、膜池气反冲洗系统膜池进行水反冲洗的同时，进行气反冲洗，反冲洗强度32.84 m3/m2h（按膜池面积）。膜池气反冲洗设置2台独立的鼓风机，1用1备。单台鼓风机流量656m3/h，扬程5m，功率27kw，变频。膜堆气反冲洗采用dn100不锈钢管接入膜堆上部自带的90进气接口，然后由顶部自上而下进入膜堆底部的布气管进行气反冲洗。膜池气冲洗频率和持续时间与水反冲洗相同。7、膜池放空系统膜池在水、气联合反冲洗结束后，可根据实际情况对膜池内的滤前水进行部分或全部放空。膜池排水时，停止抽吸，同时关闭进水阀和反冲洗阀，打开dn150排水气动蝶阀，排水至排水渠，再通过dn300排水管重力排至厂区排水系统。8、膜池维护性清洗系统膜堆维护性清洗周期为15-30天，每次持续时间30min。膜堆维护性清洗采用200ppm的naclo溶液，原液采用10%的naclo溶液，在线稀释。naclo储罐的容积考虑冲洗完所有4格膜池，药液不回用。维护性清洗前，先进行正常的气水联合反冲洗，之后将膜池放空至膜堆顶上0.1m。开启反冲洗水泵，反向透过膜丝向膜池内注清水，加注时间3min，使膜池内水位达到正常过滤水位。同时开启naclo原液对应的隔膜计量泵，在相同的时间内注满所需要的原液量（所注的药液浓度）200ppm，原液同清水一起在线稀释后通过膜池母管透过膜丝内部进入膜池。维护性清洗只需要将药液浸泡膜堆即可，不需要进行循环。膜池维护性清洗后的naclo原液由于浓度较低，可直接通过排水气动蝶阀进入排水渠后排至厂区排水系统。维护性清洗、排放完毕后，先利用反冲洗泵抽清水将药洗管路和反冲洗管路洗净、排放完毕后，再进行正常的过滤。9、膜池恢复性清洗系统膜堆恢复性清洗周期为3-6个月，每次持续时间6h，采用先碱洗后酸洗的顺序。碱洗采用1000ppm的naclo和0.5%的naoh溶液，酸洗采用2%的柠檬酸及0.5%的hcl溶液。naclo原液浓度10%，naoh和hcl原液浓度均为30%。药洗均采用先利用膜池进水闸板将膜池注满到膜丝顶以上0.1m，再利用循环泵抽吸循环过程中在线加注酸碱药液。各类药液的原液储罐容积考虑能够冲洗完所有4格膜池，药液不循环。恢复性清洗前，先进行正常的气水联合反冲洗，之后将全池放空。恢复性化学清洗时先进行碱洗，开启膜池进水闸门，向膜池内注水，使膜池内水位淹过膜堆顶0.1m。之后，开启化学洗循环泵，使清水由外至内透过膜丝在膜池内外得到循环，同时开启naclo和naoh原液对应的隔膜计量泵，在循环管路上投加naclo和naoh。在一定的时间内（考虑30min）注满所需要的原液量，原液同循环的清水一起在线稀释后由池底进入膜池。一个膜池碱洗完毕后，将池内剩余的原液利用循环泵反转通过循环管打至中和池内，同时在通往中和池的管路中在线投加nahso3，中和naclo。碱洗、排放完毕后，先利用反冲洗泵抽清水将药洗管路和反冲洗管路洗净、排放完毕后，再进行酸洗。酸洗过程与碱洗过程类似。碱洗、排放完毕后，先利用反冲洗泵抽清水将药洗管路和反冲洗管路洗净、排放完毕后，再进行正常的过滤。10、膜池化学洗废液处理系统碱洗和酸洗后的废液通过循环泵提升至中和池，其中naclo溶液需要nahso3溶液中和。11、膜处理车间加药系统本方案中，膜池预处理药剂的投加中只有naclo在膜车间考虑，粉末活性炭及pac的投加未在膜车间考虑，还请设计院在设计时考虑此部分。1）混凝剂投加系统工艺技术参数：混凝剂的投加药剂种类为pac（聚合氯化铝），1个加注点，位于机械混合池内。混凝剂最大投加量为30mg/l（以商品原液计），平均加注量15mg/l，投加的浓度为20%。pac投加采用隔膜计量泵2台，1用1备。此设计未在此方案中考虑。 2）粉末活性炭投加系统工艺技术参数：粉末活性炭的最大投加量为20mg/l，溶液配制浓度2%，最大配制浓度5%。每天设计最大投加量为0.273t。粉末活性炭采用2台螺杆泵进行投加，1用1备。此设计未在此方案中考虑。 3）次氯酸钠投加系统工艺技术参数：次氯酸钠的用途包括：预氧化、膜维护性清洗、膜恢复性化学清洗。其中预氧化在膜池进水管道上，最大投加量为20mg/l，共1个投加点，投加的浓度约为10%的次氯酸钠溶液。预氧化次氯酸钠投加泵为隔膜计量泵 1台，最大投加量为20mg/l，单台流量q=113.75l/h，扬程为0.2mpa。维护性清洗在膜池内，最大投加量为200ppm，共4个投加点，投加的浓度约为10%的次氯酸钠溶液。维护性清洗次氯酸钠投加泵为隔膜计量泵1台，最大投加量为200ppm，单台流量q=984l/h，扬程为0.2mpa。恢复性化学清洗在膜池内，最大投加量为1000ppm，投加的浓度约为10%的次氯酸钠溶液。恢复性化学清洗次氯酸钠投加泵为隔膜计量泵1台，最大投加量为1000ppm，设计加药时间60min，单台流量q=600l/h，扬程为0.2mpa。4）化洗naoh投加系统工艺参数化洗时，碱洗池naoh配置浓度0.5%，原液浓度以30%计。naoh投加计量泵2台，1用1备，以60min投完计，所需计量泵流量为1000l/h，扬程0.2mpa。5）化洗hcl投加系统工艺参数化洗时，酸洗池hcl配置浓度0.2%，原液浓度以30%计。hcl投加计量泵2台，1用1备，以60min投完计，所需计量泵流量为400l/h，扬程0.2mpa。6）化洗柠檬酸投加系统工艺参数化洗时，酸洗池柠檬酸清洗浓度为2%，柠檬酸配置浓度1000g/l。柠檬酸投加计量泵2台， 1用1备，以60min投完计，则所需计量泵的流量为1200l/h，扬程0.2mpa。7）化洗nahso3投加系统工艺参数化洗时，一个膜池碱洗完毕后，将池内剩余的原液利用循环泵反转通过循环管打至中和池内，同时在通往中和池的管路中在线投加nahso3，中和naclo。碱洗废液按30min排放完毕计，则化学洗循环泵流量为120m3/h，则在化学清洗循环时为2次/小时。nahso3投加计量泵2台，1用1备。考虑30min内中和碱洗废液中naclo，则所需nahso3计量泵流量为1450 l/h，扬程0.2mpa。12、膜处理系统主要设备膜处理车间内主要设备包括浸没式超滤膜31200 m2，用于膜池出水的4台容积式抽吸泵，用于恢复性化学清洗药液循环的2台容积泵（1用1备）。用于日常气冲洗的2台鼓风机（1用1备），用于日常水反冲洗的2台反冲洗离心泵（1用1备）。naclo溶液投加隔膜计量泵3台（用于膜池维护性化洗及恢复性化学碱洗以及膜池进水氧化剂投加）， naoh溶液投加隔膜计量泵2台（用于膜池恢复性化学清洗碱洗），柠檬酸投加隔膜计量泵2台（用于膜池恢复性化学清洗酸洗），hcl溶液投加隔膜计量泵2台（用于膜池恢复性化学清洗酸洗）， nahso3溶液投加隔膜计量泵2台（用于膜池恢复性化学清洗碱洗na