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1 净水常见单元工艺设计导则净水常见单元工艺设计导则 第 1 章 原水箱 2 第 2 章 原水泵 3 第 3 章 药剂投加系统 4 第 4 章 管道混合器 9 第 5 章 板式换热器 9 第 6 章 过滤器总述 11 第 7 章 石英砂过滤器 13 第 8 章 多介质过滤器 14 第 9 章 活性炭过滤器 15 第 10 章 除铁锰过滤器 16 第 11 章 除氟过滤器 19 第 12 章 反冲洗水泵 21 第 13 章 重力式无阀滤池 22 第 14 章 斜板 管 沉淀池 23 第 15 章 保安过滤器 24 第 16 章 自清洗过滤器 全自动过滤器 24 第 17 章 粗过滤器 24 第 18 章 微滤设计导则 24 第 19 章 超滤设计导则 25 第 20 章 反渗透和纳滤设计规范 30 第 21 章 EDI 设计规范 34 第 22 章 离子交换设计导则 40 说明 说明 文中蓝色的部分为选用的具体计算数据和类型 2 第第 1 章章原水箱原水箱 1 水箱材质选择 水箱材质选择 原水箱一般采用PE 聚乙烯塑料 玻璃钢或不锈钢水箱 也可采用碳钢防腐 结构 还可以根据设备产水和水池的作用 容积等综合考虑选用钢筋混凝土结 构 当原水调节容积小于50m3时 除非甲方有特殊要求 一般宜选用PE水箱 当 原水调节容积超过50m3时 除非甲方有特殊要求 一般宜选用钢筋混凝土结 构 并注明甲方自备 也可由我公司设计 生产 2 水箱容积设计 水箱容积设计 原水箱的调节容量需要考虑水处理系统的系统回收率 原水供水系统的水量 水压变化情况 3 纯水箱纯水箱 一般为 1 2 小时的产水量 对于制药 食品行业 纯水箱及设备管路材质按 SUS304 设计 其它行业 纯水箱可以采用PE材质或根据出水水质确定 2 1 原水为自来水原水为自来水 如原水供水为自来水 一般按照系统设计平均小时进水量的1 1 5倍进行设计 即可 我公司选用1h的停留时间 根据实际情况 可以适当增大或缩小 水箱容积计算 V 进水流量 停留时间 2 2 原水为地下水或其他自备水源原水为地下水或其他自备水源 如原水为地下水或其他自备水源 一般按照系统设计平均小时进水量的2 4倍 进行设计即可 我公司选用2h的停留时间 如果有特殊要求根据实际情况 可以适 当增大或缩小 3 第第 2 章章原水泵原水泵 1 材质选择材质选择 对于工程方案设计 预处理单元水泵 例如 原水泵 反洗泵均采用铸铁材质 2 流量选择流量选择 水泵流量按照系统进水量进行核算后选取流量 尽量将水泵的流量和扬程选择 在水泵的最佳工作点附近 3 压力选择压力选择 1 水压按照其后设备所需压力进行具体核算 过滤器 软化器等在条件允许的情 况下 建议每个按照水头损失1bar计算 条件不允许可以适当降低至0 8bar 2 砂滤器反洗时一般按 0 15Mpa 炭滤器反洗时一般按 0 15Mpa 保安过滤器更 换时一般按 0 1Mpa 高压泵进水口要求压力为 0 1 Mpa 因此原水泵扬程可按 50m 选定 3 反洗泵扬程一般可按 15 25m 选取 4 对于工程方案设计 预处理单元水泵 例如 原水泵 反洗泵采用铸铁材质 脱盐及供水泵采用不锈钢水泵 水泵功率在 30kW 以上的设置软启动器 30kW 以下的无需设置软启动器 注意 注意 如其后选用过滤器等耐压设备时 注意耐压设备进水的水压是否大于耐 压设备能够承受的压力 4 附件选择附件选择 水泵功率在37kW以上 建议设置软启动器 37kW以下的无需设置软启动器 4 第第 3 章章药剂投加系统药剂投加系统 1 计算公式计算公式 药剂添加量 L h 需添加药剂的水量 m3 h 加药量 mg L 0 001 药剂浓度 加药箱的容积 L 药剂添加量 L h 24 贮存药液的天数 如无特殊说明或特殊要求 一般按照药液贮存时间为3天计算加药箱的容积 2 设备选择设备选择 1 计量泵选择计量泵选择 如甲方无特殊要求 一般公司推荐选用帕斯菲达机械隔膜计量泵 泵头材质 SAN 2 加药箱选择加药箱选择 如甲方无特殊要求 一般公司推荐选用材质 PE 3 搅拌器选择搅拌器选择 如甲方无特殊要求 一般在加药箱大于200L时 固体溶解时使用搅拌器 小于 等于200L不配备搅拌器 推荐选用材质 不锈钢 3 还原剂投加系统还原剂投加系统 为了防止氧化性物质尤其是余氯进入反渗透组件中造成反渗透膜不可恢复 的化学损伤 故应根据水中氧化性物质 尤其是余氯的含量需要向反渗透系统的 进水中水中投加一定量的还原剂 使之发生氧化还原反应 用以脱除进水中的氧 化性物质 亚硫酸钠的储存期限与其浓度有关 见下表 浓度 质量百分 比 最大储存 期限 浓度 质量百分 比 最大储存 期限 2 3 天20 30 天 10 7 天30 6 个月 1 选型与计算 选型与计算 1 药剂一般可以选择亚硫酸钠 如在前段添加氧化型杀菌剂 还原剂的加药量一 般为2mg L 2 选型与计算 选型与计算 2 亚硫酸钠的加药量可以按下式估算 5 Na2SO3 63 8 2 O 71 l2C 式中 Na2SO3 需投加纯净的亚硫酸钠的量 mg L 加药系统 可取2 3 O2 水中溶解氧浓度 mg L Cl2 水中残余氯含量 mg L 68 8 71 1 2 Na2SO3 1 2O2 Cl2的摩尔质量 3 选型与计算 设计注意事项 选型与计算 设计注意事项 药剂浓度选择时需注意其保存时间 在加药点设静态混合器 为了保证保安过滤器滤芯仍处于余氯的灭菌保护之下 注入点可以设置在保安过滤器的出口处 此时要求加入的药液要经过过滤 必须是食品级 不含杂质 还需是未经过钴活化过的产品 不能让脱氯的水在水箱内贮存时间太长 在混合点的下游管线上 可以安装氧化 还原电极 监测氯是否被脱除掉 当 发现有余氯时 检测电极最好应能发出信号停止高压泵 其取值约为上游值余氯量 0 3mg L 的1 5倍 0 44mg L 同时应考虑溶解氧 也要消耗一定的还原剂量 为确保水中氯完全反应和增加反应速度 通常加入 1mg L的富裕量 可按可按2 0mg L的投加量投加 的投加量投加 配制浓度10 配制频率1次 1 3 d 为了保证保安过滤器滤芯仍处于余氯的灭菌保护之下 注入点可以设置在保安 过滤器的出口处 此时要求加入的药液要经过过滤 在混合点的下游管线上 可以安装氧化 还原电极 监测氯是否被脱除掉 当 发现有余氯时 检测电极应能发出信号停止高压泵 一般ORP读数应小于175mV 还原状态的水环境能导致大量厌氧菌的繁殖 维持稍正值的还原电位有助于控制该类微生物的活性 因此最佳还原电位为 100 200mV 4 阻垢剂投加系统阻垢剂投加系统 由于原水含有大量能生成垢的离子 为了防止出现 CaCO3 MgSO4 CaSO4 BaSO4 SrSO4 SiO2 等盐的结晶析出 堵塞或损坏 膜元件 在原水进入膜元件之前需加入阻垢剂 以防止难溶盐在反渗透膜上析出 造成反渗透膜的性能损失 以保证RO膜元件的正常运行 为了防止反渗透膜面发生无机盐结垢 小型反渗透系统由于没有合适的阻垢剂 添加装置 一般采用软化的方法阻垢 而对于大型反渗透系统而言 采用软化器一 者前期投资过高 二者在运行过程中由于需要再生 造成运行费用过高和操作管理 6 麻烦 一般采用较为简单经济的添加阻垢剂装置 加药量一般为需要按照具体水质 对各个药剂厂家的药剂进行具体计算 如无 具体水质在水质较好时可以考虑选择3mg L 在一级反渗透前增加阻垢剂加药装置 阻垢剂投加量根据原水水质全分析结果 进行计算 一般为2 5mg L 配制浓度10 配制频率1次 1 3 d 1 硅阻垢剂 硅阻垢剂 原水中的可溶解性硅进入反渗透装置被浓缩后 SiO2有可能达到过饱和状态 聚合成不溶性胶态硅酸沉积在反渗透膜表面 浓水中允许 SiO2的浓度取决于 SiO2 的溶解度 在 pH 7 的条件下 水温为 25 C 和 40 C 时的溶解度分别约为 120mg L 和 160mg L pH 值和水温的升高 SiO2的溶解度也将增加 为了使 SiO2不在反渗透装置中沉积 一般要求浓水中 SiO2的浓度小于其所在条件下的溶 解度 对于回收率为 75 的反渗透系统 水温在 20 C 允许的进水 SiO2浓度为 18mg L 如果进水 SiO2的浓度超过允许值 则应在预处理系统中考虑防止 SiO2沉 积的措施 防止 SiO2沉积的措施主要有 提高水温 石灰软化原水 提高 pH 值 降低 水的回收率和投加阻硅的阻垢剂等 对比发现前两种方法都需要增加相关设备 一 者前期投资相对而言较高 二者在运行过程中运行费用过高和操作管理麻烦 因此 除非原水中硅浓度过高 采用石灰软化法 现在一般不采用这两种方法 降低水的 回收率在我国大部分地区比较缺水的现况下一般不予采用 现在较为大型的反渗透 系统中一般采用投资节省 使用管理方便 经济的添加阻硅阻垢剂法 5 混凝剂投加系统混凝剂投加系统 现在常用的混凝剂一般为 ST絮凝剂和聚合氯化铝硫酸铝等 影响混凝剂投加的因素很多 在此给出的添加量仅供参考 强烈建议向甲方推 荐试验之后 最终确定药剂添加量 1 硫酸铝硫酸铝 下表提供了不同悬浮物含量对应的硫酸铝加药量 表表 水中悬浮物与硫酸铝的添加量水中悬浮物与硫酸铝的添加量 水中悬浮物含量硫酸铝添加量 mg L 10025 35 20030 45 40040 60 60045 70 80055 80 7 硫酸铝一般配置浓度为5 10 建议选用10 2 聚合氯化铝聚合氯化铝 加药量一般为需要按照具体水质 进行具体试验 如无法进行可以考虑选择 2 50mg L 如果为地表水需要考虑季节的添加量会有很大的不同 如长春一水厂 添加量甚至可能达到85mg L 聚合氯化铝一般配置浓度为5 10 建议选用10 3 ST 絮凝剂絮凝剂 反渗透系统一般采用ST高效絮凝剂 加药量一般为需要按照具体水质 对各个 药剂厂家的药剂进行具体试验 如无法试验可以考虑选择0 2 0 7mg L ST絮凝剂一般配置浓度为0 1 1 建议选用0 5 配制频率为1次 3d 6 杀菌剂投加系统杀菌剂投加系统 在进入膜元件之前必须以过彻底脱氯处理 防止膜受到氯的氧化破坏 1 药剂种类的选择药剂种类的选择 在甲方没有特殊要求且较为小型的工程中 一般推荐使用次氯酸钠 如果水量 较大可以根据实际情况选择适当的杀菌剂 2 次氯酸钠的使用次氯酸钠的使用 次氯酸钠一般规定其产品浓度为8 10 在使用不同厂家 不同类型的杀菌 剂时注意其具体浓度 在使用时一般不稀释 直接使用原液 推荐计算时用8 的 浓度进行计算 一般投加量为1 5mg L 按余氯浓度为0 5ppm为控制点 视原水 中细菌总数 COD等相关参数的具体数值确定药剂的具体投加量 检验原水 COD 细菌总数及总大肠菌群指标均不超标 可取消此装置 3 加药量的确定加药量的确定 加药量一般为需要按照具体水质 对不同的药剂进行具体计算 如使用次氯酸 钠时可以考虑选择3 5mg L 当原水为地下水时 不推荐使用杀菌剂 当原水为水 质较优良的地表水时可以选择3mg L 当原水为较污水时可以选择5mg L 并酌情 加大 7 加酸系统加酸系统 1 药剂种类的选择药剂种类的选择 加酸可以使用盐酸 也可以使用硫酸 一般推荐使用盐酸 需要注意的是盐酸 易挥发 推荐加药箱贮存使用1天的加药量 如使用硫酸 需要注意硫酸根为反渗 透膜系统结垢离子 未见有添加硝酸的报道 但在不使用反渗透的系统内 使用硫 酸具有成本低 无挥发性等优点 2 盐酸的使用盐酸的使用 加药量一般需要按照具体水质进行计算 如是在使用阻垢剂的同时添加时可以 由阻垢剂厂家计算得到 8 浓盐酸的浓度一般产品浓度为37 一般可以按照浓度为30 进行计算 在使 用不同厂家的其它酸调节时注意其具体配置浓度 8 加氨系统加氨系统 加药量一般需要按照具体水质进行计算 如无具体水质可以考虑选择 1 2mg L 一般其配置浓度为0 5 由于氨水的易挥发性 加药箱一般按照贮存药液时 间为1天计算 9 第第 4 章章管道混合器管道混合器 按照管道混合器安装处管道的管径大小进行选型 注意查阅管道混合器生产厂 商的说明书 注意 使用时水流量过小会造成设备混合效果的下降 第第 5 章章板式换热器板式换热器 热交换器按照甲方能够提供热源的介质是水还是蒸汽 进出水或进出蒸汽的温 度以及本方案中要求升高的温度 参考所使用换热器生产厂家的样本选择所用换热 器的使用面积 下面所给的是根据京海换热器厂所给的相关数据进行计算的过程 1 水水 水换热水换热 1 1 按提升温度计算需热量按提升温度计算需热量 q吸 Q冷水 Cp t 其中 q吸 冷水 被加热水 需吸收热量 亦即换热量 kW Q冷水 冷水水量 kg s CP 热交换常数 4 18kJ kg t 升高温度 t2 t1 1 2 按所需换热量计算所需的换热面积按所需换热量计算所需的换热面积 S q吸 70 其中 S 换热面积 m2 70 每 m2的板片的换热量 1 3 按所需换热量计算所需的热水量按所需换热量计算所需的热水量 Q热水 q放 Cp t 其中 q放 q吸 注 热水温度按 95 计 2 汽汽 水换热水换热 2 1 按提升温度计算需热量按提升温度计算需热量 q吸 Q冷水 Cp t 其中 q吸 冷水 被加热水 需吸收热量 亦即换热量 kW 10 Q冷水 冷水水量 kg s CP 热交换常数 4 18kJ kg t 升高温度 t2 t1 2 2 按所需换热量计算所需的换热面积按所需换热量计算所需的换热面积 S q吸 70 其中 S 换热面积 m2 70 每 m2的板片的换热量 2 3 按所需换热量计算所需的汽量按所需换热量计算所需的汽量 Q汽 q放 700 其中 q放 q吸 Q汽 所需汽量 m3 h 700 每 m3蒸汽所具有的热交换量 kW 吨汽 11 第第 6 章章过滤器过滤器总述总述 1 材质选择材质选择 1 罐体材质罐体材质 如甲方无特殊要求 采用碳钢防腐材质 用于制药 食品行业的小型过滤器 直径小于 1000mm 可以考虑使用不锈 钢材质 2 管阀件材质管阀件材质 如甲方无特殊要求 管径小于DN100 采用UPVC材质 管径大于等于 DN100 采用碳钢或碳钢衬胶材质 说明 本条适用于石英砂 多介质 活性碳 除铁锰 除氟过滤器等所有过滤说明 本条适用于石英砂 多介质 活性碳 除铁锰 除氟过滤器等所有过滤 器类型 器类型 2 滤速选取滤速选取 石英砂过滤器 双层多介质过滤器和活性碳过滤器 在以自来水 地下水和地 表水为水源的情况下计算直径所用的滤速数据和反冲洗强度的具体数据 见下表 表表 过滤器滤速计算数据过滤器滤速计算数据 项目 自来水 地下 水水源滤速 m h 地表水水源滤 速 m h 反冲洗强度 L s m2 冲洗时间 石英砂过滤器 8 0 57 0 5 12 155 10min 双层多介质过 滤器 9 0 58 0 5 13 16 活性炭过滤器 12 0 512 0 5 8 12 说明 本条中的石英砂 双层多介质过滤器的反冲洗强度 只适用于计算直径说明 本条中的石英砂 双层多介质过滤器的反冲洗强度 只适用于计算直径 小于小于 2500mm的过滤器 如果大于的过滤器 如果大于 2500mm 需要考虑进行气水联合反冲洗 需要考虑进行气水联合反冲洗 3 直径计算直径计算 过滤器的直径计算公式见下 过滤器的直径 m 14 3 4 3 hm hm 滤速 进水流量 4 控制方式选择控制方式选择 1 手动控制手动控制 如甲方无特殊要求 所有的过滤器均采用手动控制 12 2 自动控制自动控制 如甲方有全部自动控制的要求 管阀件较小时 管径小于DN50 可以考虑使 用电磁阀 管径较大时 管径大于DN50 可以使用电动阀 电动阀选用开闭式 还是有开关量控制的取决于甲方要求 另外 每个过滤器还要配置压差控制器 以进行自动反冲洗 5 反冲洗计算反冲洗计算 1 水泵水量计算水泵水量计算 反冲洗水泵水量 m3 h 10004 3600 ms 22 过滤器的直径反冲洗强度 L 2 水箱容积计算水箱容积计算 反冲洗水箱容积 m3 反冲洗水泵水量 m3 h 反冲洗时间 h 6 软水器 软水器 软水器设计滤速 20 30m3 h 一般取 25m h 罐体直径在 1500mm 以下的 采用玻璃钢材质 7 精密过滤器 精密过滤器 设计水量 实际处理量 1 5 倍 每支 1m 长的滤芯产水量按 2m3 h 设计 13 第第 7 章章石英砂过滤器石英砂过滤器 1 滤速选取滤速选取 其中 当进水浊度 15度时 单层砂滤池的过滤速度选择见第5章 过滤器总述 中表格 2 单独水洗滤池的反冲洗 水温单独水洗滤池的反冲洗 水温 20 1 相关参数相关参数 反冲洗强度 12 0 5L s m2 膨胀率 45 反冲洗时间 7 5min 注 注 1 水温每增减1 反冲洗强度相应增减1 2 由于全年水温水质有变化 应考虑有适当调整反冲洗强度的可能 3 选择反冲洗强度时应考虑所用混凝剂品种的因素 14 第第 8 章章多介质过滤器多介质过滤器 1 过滤器直径计算 过滤器直径计算 其中 当进水浊度1 一般为3 5 a值的选取见下表 表表 最大过剩溶解氧系数最大过剩溶解氧系数amax 水温水温 Fe2 0 mg L 5 1 0 2030 245 4 0 3328 518 1 6 1311 10 9 0 8 0 6 65 6 20 4 5 4 0 3 32 8 30 3 0 2 7 2 21 9 4 除铁过滤器计算除铁过滤器计算 相关计算公式参考石英砂过滤器的相关选型与计算 除铁滤池滤速一般以5 10m h为宜 含铁量低时可选上限 含铁量高时可选 下限 当滤料相对密度在3 4 3 6之间 且反冲洗水温为8 时无辅助反冲洗方式的 过滤器 其滤料的反冲洗强度一般可采用下表数据 其中含铁量低时可选上限 含 铁量高时可选下限 表表 除铁滤池反冲洗强度 反冲洗时间除铁滤池反冲洗强度 反冲洗时间 序序 号号 滤料种滤料种 类类 滤料粒径滤料粒径 mm 反冲洗强反冲洗强 度度 L m2 s 反冲洗时反冲洗时 间间 min 1石英砂0 5 1 213 15 7 2锰砂0 6 1 21810 15 3锰砂0 6 1 52010 15 4锰砂0 6 2 02210 15 5 除锰过滤器计算除锰过滤器计算 相关计算公式参考第5章 过滤器总述 1 两级过滤除锰滤池两级过滤除锰滤池 除锰滤池滤速可采用5 8m h 滤料的反冲洗强度当采用天然锰砂滤料时 16 20L m2 s 当采用石英砂滤料时 12 14L m2 s 18 反冲洗时间 5 15min 2 单级过滤除锰滤池单级过滤除锰滤池 单级过滤除锰滤池可参照两级过滤除锰滤池的相关规定进行设计但滤速宜采用 低值 滤料厚度采用高值 6 除锰滤池设计要点除锰滤池设计要点 1 除锰滤池的滤料一般宜采用天然锰砂或石英砂等 2 两级过滤除锰滤池的设计宜遵守下列规定 除锰滤池滤料的粒径 石英砂一般为0 5 1 2mm 锰砂一般为0 6 1 2mm 滤料厚度 800 1200mm 滤速 5 8m h 冲洗强度 锰砂滤料时 16 20 L m2 s 石英砂滤料时 12 14 L m2 s 膨胀率 锰砂滤料时 15 25 石英砂滤料时 27 5 35 冲洗时间5 15min 3 单级过滤除锰滤池可参照两级过滤除锰滤池的有关规定进行设计 但滤速 宜采用低值 滤料层厚度可采用高值 19 第第 11 章章 除氟过滤器除氟过滤器 1 参数选择参数选择 除氟过滤器是采用活性氧化铝为交换吸附剂 再生剂采用氢氧化钠 该工艺可 分为调节原水pH值和不调节pH值两类 调节pH值时 可减少酸耗和降低成本 pH 值的控制范围在6 5 7 0之间 除氟接触时间在15min以上 1 不调节不调节 pH 值的调除氟装置设计参数值的调除氟装置设计参数 1 设计滤速为1 5 2 5m h 2 活性氧化铝为球形颗粒 粒经为粒径为0 5 2 0mm 不均匀系数K80 2 3 滤层厚度一般为700 1000mm 活性氧化铝的干容量为800kg m3 承托 层厚度400 700mm 卵石 4 接触时间一般为20 30min 5 再生 用硫酸铝再生时 再生前可用原水反冲洗 反冲洗强度为 11 12L s m2 反冲洗时间5 8min 膨胀率约50 再生液浓度1 2 再生 液的流速 自上而下 为0 4 0 8 m h 再生历时6 8min 再生后用除氟水反冲 洗 反冲洗强度为11 12L s m2 历时8 10min 2 调整原水调整原水 pH 值的除氟装置值的除氟装置 调整原水pH值是一种改进的除氟方法 调节pH值可采用盐酸 硫酸或二氧化 碳 调整水的pH值为6 5 7 0 以提高活性氧化铝的吸附容量 主要设计参数如下 1 设计滤速为7 0m h 可连续或间歇进行 2 活性氧化铝粒径为0 4 1 24mm 滤层厚度为1 5m 3 设计吸附容量为3 4gF kgAl2O3 4 再生 再生前后都用原水反冲洗 反冲洗强度为11 12L s m2 历时 10min 膨胀率约30 5 再生液为1 NaOH溶液 循环再生时间1h 整个再生历时4 5h 6 二次反冲洗后用硫酸溶液降低原水的pH 中和时间2h 7 再生废液的处理 再生废液中的氟离子浓度高 1L再生废液可加6 6g氯化 钙处理 沉淀8 10h 上清液再用反冲洗水稀释到排放标准 也可作为配制溶液用 水 2 滤料选择滤料选择 活性氧化铝滤料的粒径不得大于2 5mm 一般宜为0 4 1 5mm 单座滤池滤 料厚度按下列规定采用 当原水含氟量小于4mg L时 滤料厚度宜大于1 5m 当原 水含氟量在4 10mg L时 滤料厚度宜大于1 8m 20 3 过滤器运行过滤器运行 当滤池出水含氟量达到终点含氟量值时 滤料应进行再生处理 再生液可采 用氢氧化钠溶液或硫酸铝溶液 当采用氢氧化钠溶液再生时 再生过程分为首次反 冲 再生 二次反冲 或淋洗 及中和四个阶段 但采用硫酸铝再生时 上述中和 阶段可以省去 首次反冲洗强度可采用12 16L m2 s 反冲时间可采用10 15min 氢氧化钠再生 可采用浓度为0 75 1 氢氧化钠溶液 氢氧化钠的消耗量可 按每去除1克氟化物需要8 10克固体氢氧化钠计算 再生液流速为3 10m h 再 生时间为1 2h 硫酸铝再生 再生液浓度2 3 硫酸铝的消耗量可按每去除1 克氟化物需要60 80克固体硫酸铝 Al2 SO4 3 18H2O 计算 再生液流速可选用 1 2 5 m h 再生时间可选用2 3h 二次反冲洗强度可采用3 5L m2 s 反冲时间可采用1 3h 淋洗采用原水以1 2正常过滤流量 从上部对滤粒进行淋洗 淋洗时间0 5h 首次反冲 二次反冲 淋洗以及配制再生溶液均可利用原水 首次反冲 二次 反冲 淋洗以及中和的出水均严禁饮用 必须废弃 4 计算计算 计算方法见石英砂过滤器的选型与计算部分 公式中具体参数参照上述的相关 说明进行选取 除氟滤池的原水含氟量宜小于10mg L 悬浮物不宜超过5mg L 21 第第 12 章章 反冲洗水泵反冲洗水泵 1 材质选择材质选择 反洗泵均采用铸铁材质 2 水泵参数选择水泵参数选择 流量的计算见相关设备的反冲洗部分 扬程一般选择 15 25m 选择适当的 水泵 水泵流量按照系统进水量进行核算后选取流量 尽量将水泵的流量和扬程选择 在水泵的最佳工作点附近 22 第第 13 章章 重力式无阀滤池重力式无阀滤池 1 计算计算 重力式无阀滤池相关设计参数 1 设计滤速10m h 平均反冲洗强度15L s m2 反冲洗历时4 6min 期终水 头损失1 70m 滤层厚度700mm 承托层厚度300mm 2 配水槽每格大小一般为0 6 0 6m 0 8 0 8m 3 每格配水槽堰口标高应相同 堰口标高 虹吸辅助管口标高 进水管中水 头损失 堰口出流水头 0 1 0 15m 4 U型存水管底部需低于水封井的水面 5 反冲洗前期终水头损失等于辅助管口到反冲洗水箱最高水位的高差 一般 采用1 5m 2 选型选型 重力式无阀滤池可以使用标准图集 S755中的相关水量进行选型 23 第第 14 章章 斜板斜板 管管 沉淀池沉淀池 1 计算计算 1 清水区面积 m2 mm s s m 3 清水区上升流速 进入沉淀池的水量 2 清水区上升流速 mm s sin 0 斜管水平倾角 度 一般为60度 0 设计采用的管内上升流速 一般采用3 0 4 0mm s 3 l d sin33 1 0 00 l 斜管计算长度 mm 0 设计采用的颗粒沉降速度一般采用0 3 0 4mm s d 斜管的内径或边矩 mm 管径为25 35mm 4 L 200 l L 斜管总长 mm 5 H h1 h2 h h3 h4 H 沉淀池高度 m h1 积泥高度 m h2 配水区高度 m 一般不小于1 0 1 5m 机械排泥时应大于1 6m h 斜管安装高度 m h 0 001 lsin 100 h3 清水区高度 m 一般按照1 0 1 5m h4 超高 m 一般按照0 3 0 4m 6 可用液面负荷采用9 0 11 0m3 m2 h 对相关计算结果进行校核 2 选型选型 当斜管 板 沉淀池之前采用与穿孔旋流反应池联用时 可以使用标准图集 85SS 777 十一 中的相关水量进行选型 24 第第 15 章章 保安过滤器保安过滤器 设计水量 实际处理量 1 5 倍 每支 1m 长的滤芯产水量按 2m3 h 设计 对于给定水量的系统选择保安过滤器的大小以及其中所需滤芯的组合及数量 应当根据生产厂家对保安过滤器和滤芯性能的说明进行相应选择 第第 16 章章 自清洗过滤器自清洗过滤器 全自动过滤器全自动过滤器 自清洗过滤器 全自动过滤器的精度根据所用工程的前段工序和后续工艺具体情 况选择 对于给定水量的系统选择自清洗过滤器 全自动过滤器的大小 过滤精度及数量 应当根据生产厂家对自清洗过滤器 全自动过滤器性能的说明进行相应选择 第第 17 章章 粗过滤器粗过滤器 对于给定水量的系统选择粗过滤器的孔径大小以及其中所需滤芯的组合 数量 根据生产厂家对粗过滤器和滤芯性能的说明进行相应选择 第第 18 章章 微滤设计导则微滤设计导则 微滤膜的应用范围微滤膜的应用范围 孔径 m用途 12微生物学研究中分离细菌液中的悬浮物 3 8食糖精制 澄清过滤 工业尘埃重量测定 内燃机和油泵中颗粒杂 质的测定 有机液体中分离水滴 憎水膜 细胞学研究 脑脊髓液 诊断 药液灌封前过滤 啤酒生产中麦芽沉淀量测定 寄生虫及虫 卵浓缩 1 2组织移植 细胞学研究 脑脊髓液诊断 酵母及霉菌显微镜监测 粉尘重量分析 0 6 0 8气体除菌过滤 大剂量注射液澄清过滤 放射性气溶胶定量分析 细胞学研究 饮料冷法稳定消毒 油类澄清过滤 贵金属槽液质量 控制 光致抗蚀剂及喷漆溶剂的澄清过滤 用耐溶剂滤膜 油及燃 料油中杂质的重量分析 牛奶中大肠杆菌的检测 液体中的残渣测 25 定 0 45抗菌素及其它注射液的无菌水试验 水 饮料 食品中大肠杆菌检 测 饮用水中磷酸根的测定 培养基除菌过滤 航空用油及其它油 料的质量控制 血球计数用电解质溶液的净化 白糖的色泽鉴定 去离子水的超净化 胰岛素放射性免疫测定 液体闪烁测定 液体 中微生物的部分滤除 锅炉用水中氢氧化铁含量的测定 反渗透进 水水质控制 鉴别微生物 0 2药液 生物制剂和热敏性液体的除菌过滤 液体中细菌计数 泌尿 液镜检用水的除菌 空气中病毒的定量测定 电子工业中用于超净 化 0 1超净试剂及其它液体的生产 胶悬体分析 沉淀物的分离 生理膜 模型 0 01 0 03噬菌体及较大病毒 100 250nm 的分离 较粗金溶胶的分离 1 常用微滤器的设计 常用微滤器的设计 1 反渗透预处理保安过滤器 过滤精度 5 m滤芯材质 PP 容喷和线绕单支滤芯处理 2 0m3 h 40 长 设备出力的确定 实际处理水量 1 5 2 终端过滤器 过滤精度 0 22 m 0 45 m滤芯材质 尼龙折叠滤膜 单支滤芯处理 2 0m3 h 40 长 设备出力的确定 实际处理水量 1 5 3 空气呼吸器 过滤精度 0 22 m滤芯材质 尼龙折叠滤膜 第第 19 章章 超滤设计超滤设计导则导则 1 设计原始资料 设计原始资料 超滤设计所需提供的原始资料 水源类型 浊度 色度 胶体物质 出水要求 26 2 超滤膜参数 超滤膜参数 膜的截留相对分子量与平均孔径的关系 截留相对 分子质量 近似平均孔径 nm 对应的纯水渗透速率 L m 2 h 1 应用范围 5002 19 20002 415 50003 068 100003 860 去除胶体硅 热原 超纯水 300004 792 500006 6305 10000011 01000 30000048 0600 RO 预处理 去除 胶体硅 降低浊度 去除微生物 进口超滤膜的适用范围 水质类型或用途水质类型或用途HydranauticsKOCH 除热原 超纯水PM10 1 万分子量 RO 预处理 除浊 除微生物等 P100 10 万分子量 RS 15 万分子量 卷式 HYDRAcap 15 万分子量 PM100 10 万分子量 电泳漆2120 5 万分子量 国产超滤膜的适用范围 类型类型天津膜天天津膜天杭州西斗门杭州西斗门山东招远山东招远 除热原UEOS 6 千分子量 UBOS 1 万分子量 UEIS 6 千 1 万 HUF 125 10 1 万 UFOB 2 千 6 千 普通型UPIS 2 5 万 内压 UWIA 6 8 万 内 压 UPOS 2 万 外压 HUF 125 30 3 万 HUF 125 50 5 万 HUF 125 100 10 万 UFIB 1 千 100 万 抗污染 型 UIF 8 万 15 万 电泳漆UQIA 6 万 3 超滤系统设计 超滤系统设计 4 确定超滤运行方式 确定超滤运行方式 超滤系统的运行方式可分为 循环模式和死端模式两种 根据原水的水质情况 选择不同的运行方式 死端过滤 死端过滤 原水以较低的错流流速进入膜管 浓缩水以一定比例从膜管另一侧 排出 产水在膜管过滤液侧产出 死端过滤端的操作成本低 但回收率和系统的出 水能力可能会受到限制 水回收率通常是 90 99 由原水中微粒的浓 度来决定 27 很多工业水系统按死端过滤模式设计 循环过滤 循环过滤 当原水中悬浮物含量较高 时 就需要通过减少回收率来保持纤维内 部的高流速 这样就会造成大量的废水 为了避免浪费 排出的浓水就会被重新加 压后回到膜管内 这就称为循环模式 这 会降低膜管的回收率但整个系统的回收率 仍然很高 在循环模式中 进水连续的在 膜表面循环 循环水的高流速阻止了微粒 在膜表面的堆积 并增强了通量 选择原则 选择原则 当原水悬浮物和胶体含量较低时选用死端过滤方式 例如水源为井 水 自来水等 当原水悬浮物和胶体含量较高时选用循环过滤方式 例如水源为地 表水 5 计算超滤系统各单元 计算超滤系统各单元 超滤系统由超滤提升泵 反洗泵 快冲泵 化学清洗泵和超滤膜组成 超滤膜的连接方式为全并联 为提高运行稳定性 可将系统分为几组独立并联 运行 每组中又有 n 支膜并联工作 超滤系统以单组为设计单元 配备各种泵 仪 表 管路等 1 确定超滤的工作时间确定超滤的工作时间 超滤系统为间歇运行 即正常制水 反冲洗 快冲洗 正常制水 其中反冲洗 和快冲洗时不产水 因此在设计超滤中要根据实际的运行时间核算小时产水量 运行周期 包括工作时间和冲洗时间 通常反冲洗用时 1min 快冲洗用时 0 5min 再加上阀门切换用时 冲洗一般历时 5min 超滤膜工作时间根据冲洗频率 确定 即 冲洗频率根据原水水质确定 一般 1 2 次 小时 冲洗频率 工作时间 min60 2 核算小时产水量核算小时产水量 由于超滤为间歇运行 且运行中又有自耗水 因此需根据计算出的工作时间核 UF 原水产品水 浓水 UF 产品水 浓水 原水 28 算实际的小时产水量 自耗水量为超滤反冲洗水 反冲耗水量可根据超滤膜的数量 冲洗流速等计算 出 设计时可先统一按产水量的 5 进行设计 然后再通过膜数量进行校核 产水量 反冲洗耗水量 自耗水量 实际工作时间根据超滤的运行周进行计算 冲洗次数 冲洗时间 冲洗历时求每天工作时间 每天时间工作时间 用户要 核算小时参数量 实际工作时间 自耗水量用户要求产水量 小时产水量 3 计算超滤膜数量计算超滤膜数量 根据用户要求产水量 单支膜面积 单支膜通量计算获得 单支膜设计通量单支膜面积 用户要求产水量 膜数量 根据系统的大小选择不同产水能力的超滤膜 4 8 10 再根据膜型号从 样本中查到膜面积 单支膜设计通量根据 设计参数表 选取 4 提升泵选型提升泵选型 死端过滤系统 系统回收率 用户要求产水量 提升泵流量 循环过滤系统 通常循环倍数取循环倍数 系统回收率 用户要求产水量 提升泵流量 2 在循环过滤系统中 理论设计是分设提升泵和循环泵 实际设计中可将提升泵 和循环泵合并 用变频器进行调节 这样即降低了投资 系统运行又较为灵活 当 水质好时可采用死端形式 水质差时可采用循环形式 提升泵的扬程一般为 20m 5 快冲泵和清洗泵快冲泵和清洗泵 膜数量清洗流速快冲清洗水泵流量 单支膜快冲 单支膜快冲 清洗流速可根据 设计参数表 选取 快冲 清洗泵扬程一般为 13 15m 6 设计参数选择 设计参数选择 KOCH 具体算法见 具体算法见 KOCH 计算表计算表 设计参数表设计参数表 基本参数循环过程参数反洗参数快冲参数 循环流速 gpm m3 h 进出口 压力降 psi 快冲流速 gpm m3 h 进出口 压力降 psi 水质类型 通量 gfd lmh 回收 率 保安 过滤 m 8 10 48 72 反洗 通量 gfd lmh 反 洗 压力 psi 加药 反洗 8 10 48 72 29 自来水 NTU25 无前处理 40 68 90 95100 70 16 110 25 812 100 170 15是 812 地表水 5 NTU 25 无前处理 50 85 90 95100 50 11 70 16 69 100 170 15是30 7 50 11 46 地表水 NTU 5 多介质预处理 65 110 90 95100 100 170 15否30 7 50 11 46 地下水 NTU 5 无前处理 75 127 90 95100 100 170 15否30 7 50 11 46 深度处理废水 NTU 5 油 脂 1ppm 60 100 90 95100 100 170 15否30 7 50 11 46 深度处理废水 NTU 20 50 85 90 95100 100 170 15否30 7 50 11 46 城市中水 NTU 20 40 68 90 95100 70 16 110 25 812 100 170 15是 812 海水 NTU 50 40 5090 95100 50 11 70 16 69 100 170 15是30 7 50 11 46 海水 NTU 5 TOC 5 60 100 90 95100 100 170 15否30 7 50 11 46 30 第第 20 章章 反渗透和纳滤设计反渗透和纳滤设计导则导则 反渗透和纳滤的设计流程是 首先根据水质类型 进出水指标选择膜的厂 家 型号 然后在通过相应的膜计算软件进行模拟计算 得出最终的设计结果 1 原始设计资料 原始设计资料 1 齐全的设计资料 齐全的设计资料 反渗透设计所需提供的原水参数 阳离子 Ca2 Mg2 K Na NH4 Ba2 Sr2 阴离子 CO32 HCO3 SO42 Cl F NO3 其它 水源类型 温度 pH 游离 CO2 Fe SiO2 溶解性总固体 电导 率 浊度 3 简单的设计资料 简单的设计资料 当原水水质不全 做反渗透估算时需提供的原水参数 水源类型 溶解性总固体 电导率 水温 pH 值 4 参数选择 参数选择 4 1 膜型号的选择膜型号的选择 1 各型号反渗透膜的适用范围各型号反渗透膜的适用范围 水质类型或用途水质类型或用途HydranauticsDowKOCH TDS 1000mg LESPA CPA LFC BW30 365 400 BW30LE XLE XR 365 400 575 HR Premium 365 400 HR 365 400 575 ULP 400 575 TDS10000mg LSWCSW30HF 370 560 31 SW30HR 320 380SS SS Premium 300 365 465 540 半导体行业 除 TOC CPA ULTRAPU RE SG30 400 SG30LE 430 XR 365 400 575 卫生型SanRORO 4040 390 FFHR NW 卫生热消毒型SanRO HSHSRO 4040 390 FF 抗污染膜LFCBW30 365 400FRFR 365 400 575 乳制品浓缩分离QUALSEP DairyRO RO 3840 30 FF RO 3838 30 FF RO 3838 40 FF RO 3838 64 FF RO 390 FF RO 8040 48 FF RO 8040 64 FF 2 各型号纳滤膜的适用范围 水质类型或用途水质类型或用途HydranauticsDOWKOCH 普通型ESNA 脱色HYDRACoRe 脱盐 除硬度 NF90 400S 除硬度 NF200 400 NF270 400 SR2 工艺物料脱盐 NF 4 2 设计软件参数选择设计软件参数选择 1 设计水温 一般 15 2 膜数量计算 通常 4 膜的设计产水量为 250L h 8 寸膜的设计产水量为 1000L h 单支膜设计产水量 产水量 膜数量 3 系统回收率 系统回收率参照 反渗透水处理设备 GB T 19249 2003 设计 同时根据 32 具体的设计调整 小型设备 日产水量 100m3 d 4m3 h 30 中型设备 日产水量 100 1000m3 d 4 40m3 h 50 大型设备 日产水量 1000m3 d 40m3 h 70 4 水通量 Hydranautics 原水水质类型原水水质类型地表水 地表水 SDI 3 5 井水 井水 SDI 3 反渗透水反渗透水 SDI 1 参考水通量8 14GFD14 18GFD20 30GFD DOW 给水类型给水类型给水给水 SDI元件最大回收率 元件最大回收率 典型通量典型通量 gfd L m2 h RO 产水SDI 130 22 37 井水SDI 319 18 30 MFSDI 317 16 27 地表水 传统过滤SDI 515 14 24 MFSDI 314 13 22 废水 传统过滤SDI 512 11 19 深井 MFSDI 313 13 22 15 海水 表面取水SDI 510 11 19 KOCH 给水类型给水类型 系统水通量系统水通量 gfd L m2 h 第一支膜最大通量第一支膜最大通量 gfd L m2 h MF12 13 20 33 17 29 市政废 水 传统8 10 14 17 14 24 MF10 14 17 24 20 34 工业废 水 传统8 12 14 20 15 26 MF17 20 29 34 23 39 河水 传统10 14 17 24 17 29 MF17 20 29 34 23 39 地 表 水 湖水 传统12 16 20 27 18 31 33 深井传统17 20 29 34 23 39 MF18 22 30 37 23 39 井 水 浅井 传统13 17 22 29 20 34 MF17 20 29 34 20 34 滩井 传统10 14 17 24 18 31 MF17 18 29 31 20 34 海 水 表层 海水 传统8 12 14 20 15 26 RO 透过液 34 51 30 51 4 3 工艺设计参数选取工艺设计参数选取 1 RO NF 系统设计 预处理水量预处理水量 反渗透 纳滤产水 回收率 高压泵 高压泵 根据 RO 计算软件的设计结果选型 一级高压泵出口压力 3 年计算结果 0 1bar 二级高压泵出口压力 3 年计算结果 1 2bar 膜数量及排列方式 膜数量及排列方式 根据 RO 计算软件进行模拟 2 清洗系统 清洗泵的选择 扬程 5kg 3 4kg 30 40m 流量 按压力容器的个数选择 单支压力容器 并联的个数 8 英寸或 8 5 英寸压力容器 流量为 133 151L min 7 9t h 6 英寸压力容器 流量为 57 76L min 3 5t h 4 英寸压力容器 流量为 34 38L min 2t h 清洗水箱的选择 对于正常污染时 按下式计算 对于严重污染时 可将溶液体积加倍 每根 4 40 膜元件配制 2 2 加仑 0 00836m3 溶液 每根 8 40 膜元件配制 8 7 加仑 0 033m3 溶液 清洗用保安过滤器 通常采用孔径为 5 至 10 微米的过滤器以除去清洗出来的污垢 RO 清洗箱加热器或冷却器 清洗的最佳温度是 35 至 45 应注意在再循 环期间 RO 清洗泵会产生热量 34 35 第第 21 章章 多元多元 EDI 设计设计导则导则 1 多元模堆外形尺寸示意图 多元模堆外形尺寸示意图 1 MHW II ES01 外形尺寸 宽 高 厚 355 762 400mm 重量 约 110KG 结构 两面进出水结构 Z 型 淡水进出水管 DN20 浓水进出水管 DN15 极水进出水管 DN8 2 MHW II ES01 外形尺寸 宽 高 厚 250 594 350mm 重量 约 70 KG 结构 两面进出水结构 Z 型 淡水进出水管 DN15 浓水进出水管 DN15 极水进出水管 DN8 2 EDI 膜堆要求进水水质要求膜堆要求进水水质要求 指 标范 围 电导率 20 S cm TEA 包括 CO2 以 CaCO3计 25 mg L pH5 9 硬度 以 CaCO3计 1 mg L 活性 SiO2 0 5 mg L TOC 0 5 mg L 游离氯 0 05 mg L H2S 0 01 mg L Mn 0 01 mg L Fe 0 01 mg L 36 SDI 15min 1 3 EDI 膜堆性能参数膜堆性能参数 型 号MHW II ESL5MHW II ES01 运行电流1 5 3 5 A3 6 5 A 运行电压 0 500 VDC 与进水水质和浓水运行方式相关 正常回收率 85 90 工作压力 0 3 0 5 Mpa 最高耐压 0 6 Mpa 工作温度 5 35 电阻率 15 M cm 流 量 0 4 0 6 m3 h0 8 1 1 m3 h PH 升高 0 50 5 产品水 温度升高 2 2 流量 0 06 0 12 m3 h 极水 进水pH 值 5 0 9 0 流量 0 1 0 2 m3 h0 2 0 4 m3 h 浓水 进水pH 值 5 0 9 0 EDI 高纯水系统设计原则高纯水系统设计原则 EDI 膜堆进水须经反渗透处理或水质相