山东鲁泰1000TPD 回用水项目

1、 山东鲁泰1000TPD 回用水项目方案说明书 1 设计依据和指导思想 . 21.1 设计依据 . 21.2 设计指导思想 . 32 工程设计参数 . 42.1 工程简介 . 42.2 原水水质 . 42.3 出水水质用途及指标 . 42.4 推荐工艺 . 53 工艺介绍 . 63.1 预处理工艺 .3.2 反渗透工艺 . 94 主要设备配置清单及投资估算 . 15 运行成本估算 .1 设计依据和指导思想1.1 设计依据1. 进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。2. 国产设备的制造工艺和材料符合下列标准和规程

2、的最新版本的要求。a ZBG98020-90水处理设备系列型谱b GB150钢制压力容器c JB/T4709-92钢制压力容器无损检测d ZBJ98003-87水处理设备油漆、包装技术条件e JB2932-86水处理设备制造技术条件f JB2880钢制焊接常压容器技术条件g HGJ32-90橡胶衬里化工设备h 压力容器安全技术监察规程/国家质量技术监督局（1999）i DL543电厂用水处理设备质量验收3. 衬里钢管和管件符合下列标准和规程的最新版本的要求a CD130A16橡胶衬里设备技术条件b HG21501衬胶钢管和管件c HG20538衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件d HGJ22

3、9-83水处理设备橡胶衬里技术条件4. 接口法兰及其它符合下列要求。a JB/T74-94管路法兰技术条件b GB9845钢制搅拌器形式及参数c GB12224钢制阀门一般要求d GB1047管子和管路附件的公称通径e JB3366电站设备自动化装置通用技术条件f 计量泵采用美国石油协会标准API676 及GB7783计量泵试验方法5. 设备外部管路的设计符合DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定现行最新版本规定要求。当上述规范或标准不适于某些专用材料时，经买方认可，可采用材料生产厂的标准。1.2 设计指导思想1.2.1 严格执行国家有关法律法规及标准，处理出水达到相关行业标

4、准。1.2.2 结合现实情况，采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺。1.2.3 工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质、水量稳定。1.2.4 工艺运行过程中，便于操作管理及维修，节能、动力消耗和运行费用低。二、 设计依据原水水质情况1原水水质序号指标单位检测结果1氟化物mg/l0.892铝mg/l<0.0013铁mg/l<0.054锰mg/l0.45氯化物mg/l1656硫酸盐mg/l25427溶解性总固体mg/l60488总硬度mg/l679电导率us/cm725010CODmg/l15011悬浮物mg/l100 2

5、出水水质用途及指标出水用于筒子纱染色，水质指标见下表。浊度0.5NTU(/TU/JTU/FTU)色度5(铂钴度)透明度>30米CODCr30ppmBOD510ppm总硬度20ppmpH6.5-7.5碱度35ppm（以CaCO3计）Cu0.5ppmFe0.1ppmMn0.1ppm其余重金属总量3ppm总固体150ppm总盐度 电导率450 s/cm氯化物50ppm注：1、 铂钴度： 每升水样中含有相当于1mg 铂所造成的色度， 成为1 色度单位。2、 NTU:(NTU=TU=JTU=FTU)，1 升水中含有1mg 的SiO2（ 或是非曲直白陶土、硅藻土）时， 所产生的浑浊程度为1

6、NTU。1NTU=1mg/L 的白陶土悬浮体。2.4 推荐工艺综合进出水指标及项目其它要求，并结合我公司多年的水处理经验，推荐采用以下工艺：原水添加絮凝剂体化净水器添加杀菌剂超滤添加阻垢剂、还原剂反渗透产水回用3 工艺介绍3.1 预处理工艺絮凝剂添加装置：除去水中微小粒径的悬浮物及胶体。因为这些微小的颗粒在水中不会受重力的作用而沉降，也难以在后续的过滤器中去除，因而需要对原水进行絮凝处理。即通过在原水中投加絮凝剂，使絮凝剂与水中悬浮物及胶体生成较大絮片，然后通过后续过滤装置将形成的絮片过滤去除。当原水中铁的含量大于0.3mg/l，悬浮物的含量大于20mg/l时，预处理需采用此装置。此外，当原水

7、中胶体物质的含量比较高，且水质经常会因为自然或人为原因波动时，也需要使用此装置。一体化净水器：一体化全自动净水器就好比一个小型的城市供水厂，其净化流程与水厂一样，由混凝区、沉淀区、过滤区组成，此外还配套相应的水质稳定装置、反冲洗装置、水泵及电气控制系统。其工作原理简述如下：1、混凝区：投加了混凝剂的原水由原水管进入到混凝区内（在净水器前添加混凝剂可以增加净水器去除胶体物质的能力（即直流混凝处理），因为原水中微小的颗粒在水中不会受重力的作用而沉降，也难以在后续的过滤器中去除，因而，需要对原水进行混凝处理。它是通过在原水中投加混凝剂，使之与水中悬浮物及胶体生成较大絮片，然后通过后续过滤设备过滤去除

8、），通过混凝区进水端特制的结构形成涡流，使水中的悬浮物与混凝剂充分接触反应形成矾花。1、沉淀区：水经过投加混凝剂形成矾花后，流到设备的沉淀区内进行沉淀，沉淀区采用斜管沉淀法，表面负荷在67m3/m2·h。3、过滤区：经沉淀后的水流到过滤池过滤。滤池结构：底部为布水装置，中部是石英砂垫层，上部是无烟煤，对细小颗粒物有一个较好的截留作用。一体化全自动净水器具有技术先进、设计新颖、结构紧凑、节约面积和投资、管理简单、操作方便等诸多优点，其还可以根据不同的原水水质及处理需要随意设计填料及滤料的种类或填充方式，从而具有很强的适应性。杀菌剂添加装置：水中有机物一般是微生物的饵料，因此含有微生物和

9、有机物的水进入反渗透装置后，由于水的浓缩，膜的浓水侧表面上的溶解有机物和微生物浓度同时增加，从面微生物繁殖加快，造成膜的生物污染，而且反渗透装置中发生了生物污染，一般很难除去。反渗透要求给水的细菌总数小于10000cfu/ml。常用杀菌方法有投加氯化合物、紫外线杀菌、臭氧杀菌等。通常采用较为直接的添加次氯酸钠作为杀菌剂的方式，即简单经济，且用在预处理阶段又比紫外杀菌及臭氧杀菌更具有持续效果。超滤：超滤是一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过法分离技术，其主要应用于将溶液中的颗粒物、胶体、大分子与溶剂等小分子物质分离，尤其在去除胶体方面较其他技术卓越。超滤过程通常可理解成与膜孔大小相关的筛

10、分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质。在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过，以达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。从反渗透至微滤过滤范围的连续谱图中，超滤介于纳滤与微滤之间，它的定义域为超滤的切割分子量（MWCO）30000-300000 左右，实践证明切割分子量（MWCO）为50000左右的超滤膜净化效果最佳。超滤技术的过滤精度约为0.01um，可去除水中的几乎全部悬浮物、胶体和有机物等，也大大超越于多介质的过滤效果。正如人们所认知的影响反渗透给水胶体和悬浮颗粒的水质指标是SDI（即污染指

11、数），污染指数SDI 的测定是以0.45m 微孔膜作为依据的。大于0.45m 微孔的有机物相对分子量大约是上百万，这对于有效吸附分子量为5003000 的活性炭来说，是无能为力的。即使活性炭过滤使SDI 有所降低，使COD 有所下降，也只能认为是机械过滤的作用，而不是靠吸附的作用。况且活性炭还存在有成为细菌滋生源的负面作用。因而在反渗透预处理中，活性炭仅是作为吸附部分小分子有机物之用，很显然以活性炭过滤作为降低由于大分子颗粒形成的高SDI 的手段，是不当的。而针对于活性炭的上述不足我们可以通过下表明显的看出超滤技术作为反渗透预处理及在净水工艺中的优越性。此外，超滤还具有以下优点：⣶

12、98; 大流量错流，污染均化􀁺 反冲加药，抑制污染􀁺 化学药洗，及时恢复􀁺 反冲水回用，节约用水􀁺 多套交替反冲，稳定连续􀁺 易与自动控制，直观高效同时，根据本工程特点并结合我公司多年来承接的类似工程之经验，我方建议超滤主机入水前设置超滤保安过滤器（通常采用100m 自清洗过滤器），阻留颗粒物等杂质，以免超滤膜被划伤或堵塞。本工程超滤设备采用高水通量、特殊结构设计的抗污染、高强度和高恢复性的超滤膜元件。超滤膜的过滤精度、抗污染性和膜破损（断丝）是选择超滤膜组件首先要考虑的三个关键问题。较高的过滤精度可以保

13、证产品水的质量；较高的抗污染性和污染后的可恢复性可以延长超滤膜及组件的寿命；降低膜破损和避免断丝更对产水质量和膜组件寿命起到至关重要的作用，而超滤膜可以很好的解决以上三方面的问题。还原剂添加装置：由于本工程预处理系统中添加了氧化性杀菌剂，而反渗透膜元件对游离氯的要求较高，通常为不高于0.1ppm，一旦游离氯含量超标氧化反渗透膜将给其造成不可恢复的破坏。故本工程预处理系统中采用了还原剂添加装置用以还原水中游离氯以及预处理中氧化性杀菌剂以保护反渗透膜。阻垢剂添加装置：用于防止反渗透膜受难溶盐结垢的污染。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐

14、离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增多，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2、Mg2、Ba2、Sr2、SiO2、SO42-、HCO3-等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。添加阻垢剂可以延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。故采用此方法可防止反渗透的结垢污染，且该方法较易实现自动化控制，设备简单、成本较低。另外使用阻垢剂还可以

15、减低硅、钡、锶沉淀，而软化则不能。同时软化设施的成本与流量成正比关系，而阻垢剂添加设施的成本与流量关系不大。因此，大型系统，多采用阻垢剂添加系统。3.2 反渗透工艺反渗透是采用膜法分离的水处理技术，其原理是在压力作用下，透过反渗透膜的水成为纯水；水中的杂质被反渗透膜截留并被带出。利用反渗透技术可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透设备系统除盐率一般为95-99%。一级反渗透设备出水电阻率一般在0.05-0.1Mcm 之间。（1）反渗透原理反渗透膜元件的主要脱盐部分的机理类似于半透膜，能对水中的离子具有选择透过性，自然状态下，半透膜(反渗透膜)选择透

16、过溶剂(水)由低浓度侧向高浓度侧进行自然渗透，在形成一定的渗透压差下达到自然渗透平衡；当在高浓度侧施加外界压力时，高浓度侧的溶剂克服自然渗透压和自然液位高度差而使水分子由高浓度侧向低浓度侧进行逆向渗透。（2）反渗透膜过滤属于横流过滤的范畴反渗透膜分离系统的运行方式与传统的过滤系统完全不同。传统的过滤系统在运行时，水全部通过过滤器的滤层，在截污能力降低到一定限度时，依靠设备的反冲洗操作将截留下来的污染物从滤层中除掉。而反渗透系统在运行时则是原水中的一部分水流沿与膜表面垂直的方向透过膜，同时另外未透过的部分水流则沿着与膜表面平行的方向流过，在工艺上属于横流过滤的范畴。下图是膜元件在运行过程中的过滤

17、、渗透过程：（3）设计优良反渗透透系统能完成良好的自身清理过程在反渗透系统产水的过程中，在有水流垂直透过反渗透膜时，此时原水中的盐类和其它胶体污染物也势必受给水的净压作用将被浓缩于膜表面，与此同时所剩下的另外部分未透过的水流则沿于膜表面平行的方向将被浓缩在膜表面的污染物带走。也就是说，一个设计优良的反渗透系统在运行过程中能够在正常运行的同时完成良好的自身清理过程。（4）较好的横向流速能能有效地控制反渗透系统的污染速度工程实践表明，为有效地控制反渗透系统在适用过程中的污染速度，选择适宜的水通量及分离过程中的横向流速是十分重要的。过高的水通量设计将使膜污染的速度呈指数变化趋势上升，而膜系统若采用较

18、高的横向流速设计则可增加膜系统运行时水流的湍流程度，从而减少已进入膜系统内的颗粒物质在膜表面的沉淀或在隔室空隙处的堆积。另外，由于系统采用了较高的横向流速，因此提高了膜表面的高浓度盐份向主体水流扩散的速度，进而减少了难溶物质沉淀在膜表面的危险。（5）较好的膜选择和膜性能能有效地控制系统的污染除上述抗污染措施以外，有效地增加膜面积，降低单只膜元件水通量也能够有效地提高系统的抗污染性能，但关键的因素还是膜性能的好或差，膜本身有效的抗污染性能是本质的。根据国内外多个工程项目经验表明，合理的预处理对系统长期稳定运行起着关键作用，但反渗透装置本身的抗污堵性设计也是提高系统抗污染、污堵的重要措施之一。（6

19、）反渗透装置性能指标综合系统情况，本着有利于系统长期稳定运行的宗旨，我公司对反渗透装置做如下设计：A、使用性能优异的高脱盐复合膜反渗透设计选择了高脱盐率、高产水量、低压膜元件，如美国陶氏的 BW30-400FR，适合于含盐量10000ppm 以下的地表水、苦咸水以及自来水的淡化和深度处理。具有卓越的脱盐性能和很高的产水量。广泛用于大规模的电厂锅炉补给水、电子工业超纯水等各种工业用水以及饮料用水的制造，也应用于废水的再生利用等多种苦咸水淡化领域。B、使用性能优越的压力容器膜元件是安装在压力容器中而形成膜组件，可以形象地说，膜元件好比一个人的“大脑”，而压力容器则是保护“大脑”的“脑壳”，压力容器

20、性能的好坏，将是膜元件能否得以安全稳定运行的关键。本工程选用的压力容器为环氧树脂玻璃钢/纤维缠绕加工而成，外表面为白色高亮度聚脂漆，具有极好压力稳定性和极低的整体膨胀系数，经过大量的工程实践证明，其优良的性能，完全能满足反渗透装置中膜元件运行的各种要求。（7）反渗透系统的其他设计特点A、高压泵配软启动器或变频器高压泵配软启动器，可使高压泵在一定时间内缓慢启动，避免水锤效应对反渗透膜的损坏，此外软启动器较传统设计中慢开门的另一优越之处在于软启动器还防止高压泵瞬间启动时对电网冲击。若配置变频器，则除了具有上述软启动器的优点外，还可以起到节能的作用。B、必要的仪表阀门设置反渗透装置设有高压压力保护装

21、置，当给水发生压力故障时，系统自动启停。反渗透膜纯水侧装有防爆膜，防止纯水侧压力对反渗透膜的破坏。C、化学清洗系统清洗系统的作用是根据膜运行污染的情况，配制一定浓度的清洗溶液，清除膜元件中的污染物，以恢复膜原有的特性。无论预处理如何彻底，经过长期使用后，膜表面仍会受到结垢的污染，因而需定时对膜进行清洗。清洗系统由清洗泵、清洗药箱及相关配件组成。清洗药液采用水力循环溶解的方式，在清洗之前利用清洗泵与清洗药箱形成闭循环将药品溶解充分均匀。通常超滤、反渗透、EDI 的清洗系统可以共用。最后，总结一下反渗透水处理技术的主要优点如下。反渗透水处理技术基本上是属于物理方法，它的除盐过程在诸多方面具有传统水

22、处理方法所没有的下述优点：􀀹 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化；􀀹 水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理方法中最低；􀀹 不用大量的化学药剂和酸碱再生处理；􀀹 无化学废液及废酸碱排放，无废酸碱的中和处理过程，无环境污染；􀀹 系统简单，操作方便，产品水水质稳定；􀀹 适应于较大范围的原水水质，既适用于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低含盐量的淡水处理；􀀹 设备占地面积少，需要的空间也小；􀀹 运行维护和设备维修工作

23、量极少。反渗透用于许多使用部门均有明显的优势，对高参数锅炉补给水处理，更具有常规离子交换处理方式难以比拟的优异特色：􀀹 脱除水中二氧化硅效果好，除去率可达99.5%，有效地避免了高参数发电机组随压力升高对SiO2 选择性携带所引起的硅垢，避免了天然水中硅对离子交换树脂的污染，造成再生困难、运行周期短的影响。􀀹 脱除水中有机物等胶体物质，除去率可达到95%，避免了由于有机物分解所形成的有机酸对汽轮机尾部的酸性腐蚀；􀀹 反渗透水处理系统可连续产水，无运行中停止再生等操作，使产品水质无忽高忽低的波动，对发电机组的稳定运行、保证电厂的安全经济有着不

24、可估量的作用。4 主要设备配置清单及投资估算 序号名称设备规范数量单价合价产地一废 水 池 200m³1座用户自备水位控制及报警系统型号：压力传感器压力变送器BD50004-20mA标准电流信号输出1套二废 水 泵KQWH100-100A流 量 ： 65m3/h， 扬程： 10m，功率：4KW2三一 体 化 净 水 器净 水 器 本 体成套设备1套折 板 絮 凝成套设备1套排 泥 系 统成套设备1套滤 料成套设备1套布 水 装 置成套设备1套集 水 装 置成套设备1套虹 吸 系 统成套设备1套斜 管 填 料成套设备21m³加 药 装 置成套设备1套控 制 盒成套设备1套中

25、间 水 池50m³ PE1套水位控制及报警系统型号：压力传感器压力变送器BD50004-20mA标准电流信号输出1套超滤原水泵KQWH100-160A流 量 ： 65.4m3/h，扬程： 32m，功率： 11KW1杀 菌 剂 计 量泵流量： 3.8L/h， 压力： 0.7Mpa2计 量 药 箱容积：100L，材质：PE，配液位开关1超 滤 系 统单 套 设 计 产 水 量 ： 60m3/h1精密过滤器500材质： 不锈钢过滤精度： 5um 40， 材质：熔喷式PP1超 滤 膜 组 件型号： SVF1060-A ， 材质：PVDF， 单支膜面积： 75m216产 水 流 量 表型号：

26、变送器Signet3-8550-1P ，传感器 P51530-P01进 出 水 气 动蝶阀通径： DN1002反 洗 气 动 蝶阀通径： DN1253化 学 清 洗 气动蝶阀通径： DN1003进 气 气 动 蝶阀通径： DN1001取 样 组 件1主 机 机 架1本 体 连 接 管路/管件1压 力 表测量范围： 0-6kgf/cm22压 力 开 关1反 洗 水 泵KQWH100-160A流量： 96m3/h，扬程： 20m，功率： 11kW1压 力 表测量范围： 0-6kgf/cm2加药装置1箱2泵流量： 44L/h， 压力： 10bar；功率： 0.37kW4套反 洗 保 安 过滤器500材质： 不锈钢过滤精度： 5um 40， 材质：熔喷式PP1反 洗 管 路 /管件1超 滤 产 水 箱50 PE1反 渗 透 系 统单 套 设 计 产 水 量 ：42m3/h，设计利用率： 70%， 设计温度：20加药装置1箱2泵流量：1.6L/h，压力：0.35Mpa2套反 渗 透 给 水 泵KQWH80-160流 量 ： 60m3/h， 扬程： 30m，功率： 7.5kW1精 密 过 滤 器规格： 500mm， 材质： 不锈钢过滤精度： 5um 40， 材质：熔喷式PP1高 压 泵CR64-8-2流量： 60m3/h，