火力发电厂建设项目设计方案

1、火力发电厂建设项目设计方案第一章绪论火力发电厂是利用热能转变为机械能进行发电的，在发电生产过程中水是一个重要的工质。锅炉的水就是作为传递热能的一种工质，首先吸收热能的水转变为蒸汽，蒸汽的热能在转变为机械能，从而通过发电机将机械能转变为电能来发电。然而不管锅炉蒸发量大小与否，使用合格要求的水质，则是锅炉安全、经济、可靠而稳定运行，以及产出合格的蒸汽或热水的前提。因为水质不良会导致锅炉受热面上形成水垢，使锅炉金属发生腐蚀和恶化蒸汽品质。所以对锅炉补给水的水质一切很高，即使是清洁水源，在使用前，也要进行精处理。例如通过反渗透、超滤、离子交换等，去除水中的杂质，硬度，碱度等，达到锅炉补给水的要求。而在

2、基本资料中所给水是生活、工业、医药用水的混合水，所以必须先经过二级处理，再通过精处理才能够作为锅炉补给水来用。第1.1节设计任务和容画出污水三级处理的工艺流程简图及完整的中水回用精处理流程图写出完整的中水回用精处理操作步骤设计主要处理构筑物的结构和尺寸对主要处理构筑物选型、数量加以说明（列表）简单设计计算其它处理构筑物说明你的设计方案的优点和不足设计中考虑设备的自动控制系统考虑膜的堵塞问题考虑出水回用于热力设备水汽循环系统的水质要求第1.2节基本资料呼和浩特某污水处理厂的水源主要由生活污水、工业废水和医院排水组成，分别占80.5%、95%、0.5%。污染物包括有机物、SS、矿物油类等。污水处理

3、水量和水质：该厂占地面积大，设计近期日处理能力为6000m3/d，远期为10000ms/d，进厂污水水温1325oC,COD=350mg/L,BOD=250mg/L,SS=220mg/L，矿物油为5.8mg/L，PH为6.58.5。污水经过处理后要求达到二级标准，COD50mg/L，BOD15mg/L,SS30mg/L，矿物油3mg/L,ph为6.08.5。5出水要求：废水经过二级处理后，出水打入火电厂作为电厂锅炉补给水水源，再进一步进行精处理，最后满足发电的要求。最后出水要求H=0卩mol/L,SiO0.3m3/d取Kx1000，Z宜采用机械清渣。沉砂池（选用曝气沉砂池）它是通过曝气作用使水

4、流旋转,产生离心力,去除泥砂,排除的沉砂较为清洁,处理起来较为方便,并且沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵送至砂水分离器,脱水后的清洁砂粒外运,分离出来的水回流至泵房吸水井。1）池总效容积V：设污水在沉砂池中的停留时间为2min（一般60-180S）V=60Q-1=60 x0.12x2=14.4（m3）有效max3）沉砂池总宽度B：设有效水深为2.0m（一般h=2-3m）A2.0所以B=LOm，因为流量小，所以只造一座就可以。h2.0V14.44）沉砂池池长L：L=-=莎=72（m）5)所需空气量q：q=a-Qx3600=86.4(m3/h),max其中a为1m3污水所需曝气量。初沉池(按平流沉淀池设

5、计)城市污水与之相近的废水沉淀池设计数据类别沉淀池位置沉淀时间(t/s)表面负荷qCm3/C2-dM干污泥量lg/(人.d)污泥含水率堰口负荷l/(s-m)初沉池二级处理之前1.0-2.030-4514-2595-974.0,且在3-5之间，符合要求。沉淀池的长深比：21.74二9.92.2在8-12之间，符合要求。3）污泥区尺寸的确定：每日产生的污泥量：假设初沉池去除悬浮物的去除率为65%,又因为C二220mg/L,j取含水率p二97%。（含水率在95%以上时，丫二1000kg/m3）所以oTT7Qx24x(C-C)x100WmaxJR-tYV100一p)Ow0.12X3600X24x(22

6、0-220 x35%)x1001W=x11000 x(100-97)x1000W=49.43Cm3)每个池中的污泥量W:1W1=带=巻=18乩3)污泥斗容积V:取污泥斗的高度h=2.8m，f=（0.41=0.16（m2），f=62=36（m2）,412=3xh人1+f2r)=1x2.8x(6+0.16*16x0.16)=36Cm3)36.0018.47,个贮泥斗能容纳近两日的污泥量.（4）每个沉淀池的结构尺寸:沉淀池总高度h：（沉淀保护高度人=3m，沉淀池的缓冲层高度h3由于采用机械刮泥设备，其上缘高出刮板03m,整个高度取0.6m.H=h+h+h+h1234=0.3+2.2+0.6+2.8=

7、5.9m沉淀池的总长度L：进口处挡板距进口0.5m，出口处挡板距出口0.3mL=0.5+0.3+21.74=22.54（m）曝气池：选用推流式曝气池，一般平面上为长方形的矩形池，污水由一端进入，经与气体混合并流经整个曝气池后，至池末端流出，靠出口水位差的推动而沿池的长方向流动。池中曝气采用鼓风曝气，曝气池设在池壁边，进气池中形成旋流促使池气液混合。活性污泥法运行条件处理方式操作条件BOD负荷混合液悬浮固体浓度（MLSS）/（mg/l）污泥龄/d曝气时间/h流%回比污泥指数mg/gBOD去除率%率BOD-SS负荷(Ls)kgBOD/kgssdBOD容积负荷(Lv)kgBOD/m3d普通活性污泥法

8、0.2-0.40.3-0.8150020002-46-825-7560150951-2（1）污水程度的计算:原污水的BOD值（So）为250mg/L，经次沉淀池处理。BOD按降低25%考虑，则进入曝5气池的污水其BOD值（Sa）为：5Sa二250 xG-25%）=187.5（mg/L）计算去除率：要求出水达到二级标准，BODV15mg/L,.S二15mg/L5e2)S-SaeSax100%二曝气池的设计计算：害x100%=92%确定污泥负荷率：由于进入污水厂的污水为城市生活污水，选定K=0.0245（一般在0.0168-0.0281），处理效率为92%，f=0.75，混合液挥发性悬浮固体浓度（

9、MLVSS）悬浮固体浓度（MLSS）K-Lf2e-0.0245x15x0.75092二0.3(kgBOD/kgMLSS-d)5确定污泥浓度：根据已确定的N值，查相关资料得SVI值为80-150，取值为120,S计算确定混合液污泥浓度值X,对此取r=1.2,R=50%，代入各值。因为X=-xX；X=竺-r1+RRRSVI=3333mg/L3300mg/L“R1060.5X106X1.2X=x-r=1+RSVI(1+0.5丿x120确定曝气池容积;“Q-S10000 x187.5()V=-=1894m3/N-X0.3x3300S每组池面积确定曝气池各部分尺寸：取池深H=2.8m,设两组曝气池,V1

10、894“c()A=338w2/，1nH2x2.8取池宽B=4.5m,B/H=1.61(在1-2之间，符合要求)，则池长为：=75m了A338B4.5L/B=75/4.5=16.710，符合要求,设曝气池为两廊道式，每条廊道长为L=L2=37.5(m)取超咼为0.5m，故约总咼度H=0.5+2.8=3.3mo曝气池的平面尺寸如下图：进气方式：设计从集中从池首进水。、曝气池的设计计算平均需氧量：查表可知，a=0.53，b=0.11O=aQ-S+bV-X(X=f-X)2rVVV187515=0.53x10000 x-+0.11x1000=1429.89(kg/d)=59.6(kg/h)0.75x33

11、00 x1894100每日去除的BOd5=签10000X(187.5-15)1000=17256kg/d)去除每千克BOD5的需氧量=1429.89i725=。厲仗。?/kgBOD)接近于下表所列的经验数值污泥负荷和需氧量之间的关系挥发性污泥负荷kg/（kg-d）需氧量(kgO/kgBOD)25最大需氧量与平均需氧量之比0.11.61.50.151.381.60.21.221.70.301.001.90.400.882.0最大需氧量：在不利条件下运行，最大需氧量为平均需氧量的1.4倍，则O二aQ-S-K+bV-X2maxrV1.4+0.11x0.75X3300 x18941000十10000X

12、（187.5-15）=0.53xx1000=1795.6（kgO/d）=74.82（kgO/h）2最大需氧量与平均需氧量之比：2max=沁1.3O59.62（4）、供气量的计算：采用穿孔管，距池底0.2m，故淹没水深2.6m,计算温度定为30C通过查表得水中溶解氧饱和度为：C=9.17mg/L，C7.63mg/LS（20）S（30）空气扩散器出口处的绝对压力（P）按下式计算，即bP=1.013x105+9.8x103Hb=1.013x105+9.8x103x2.6=1.225x105(P)a空气离开曝气池时，氧的百分比按下式计算，（其中E为穿空管的氧转移效率,A一般取6%-12%，现取6%)，

13、21(1-E)虫x100%t=79+21(1-E)A=21x(170.06)x100%79+21x(1-0.06)=20%曝气池混合液平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑），按下式计算，即Csb(T)=C4pb+S12.206x10542最不利条件，按30考虑，代入各值得:Csb(30)二7.63x(1.225x1020)5+12.026x10542丿二8.36(mg.L)c=9.17xsb(20)(1.225x10520)+(2.026x10542丿=10.01(mg/L)换算为在20*条件下，脱氧清水的需氧量，按下式计算，其中a=0.82，B=0.95，c=1.5mg/L,P=1.0o-C

14、丫)R=I-2刑20)oOppC-c1.024t-20sb(T)R=59.6x10.01o=0.82Xb.95X8.361.5x1.02460-20)=89.1(kg/H)相应的最大需氧量为:R=74.82x10.010max0.82xb.95x8.36-1.5x1.024G020)=111.85(kg/H)曝气池平均时的供气量为:G=-Ro=891x100=4950(m3/H)s0.3E0.3x6A曝气池最大时的供气量为：GRG=omaxsmax0.3EA=111.85x100=6214(n3/H)0.3x6去除每千克BOD5的供气量=Q(SS)=10000 x(0.18750.015)/2

15、4=6&873空气kgBODae每立方米污水的供气量碁=总殊=EC空气/m3污水）Q24本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值为60%,这样，提升回流污泥所需空气量为：8x0.6x10000=2000（m3/H）总需气量：G=G()+2000=6214+2000=8214(m3/H)STS(max)（5）、空气管的计算：在相邻的两个廊道的隔墙上设干管，公设5跟干管，字每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50条配气竖管；每根竖管的供气量为：62145o=12428（m3/J曝气池面积为：18x37.

16、5二675（m2）每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计，则需空气扩散器的总数（个）为615/一1378（个）.0.493781每个竖管上安装的空气扩散器的数目为：1378,50-28（个）每个空气扩散器的配气量：621%8x50一4.43（m3/J辐流式沉淀池：从曝气池带至二次沉淀池中的悬浮固体通常具有良好的絮凝性，因此竖流式沉淀池特别适宜，但是它容量小，造价高，施工较困难等缺点，故现采用辐流式沉淀池，设计参数有：辐流式沉淀池设计流量取最大设计流量；二沉池表面负荷0.82m3/C2-h）；池直径一般大于16米，当直径小于20米时，采用多斗排泥；沉淀池部分有效水深应大于3米。1）、采用普通辐

17、流式沉淀池，中间进水周边出水，共一座，沉淀池表面负荷q取1.5m3/m2-h，（一般在1.02.0m3/m2-h），则池面积F为：FQF一maxn-q1000024-278m2）1.5i4F丨4x1782）、池子直径D：D飞市珂寸r188m，取D=19m，3）、沉淀池的有效水深h为：设污水在沉淀池的沉淀时间t为2.0h,则2h一qt一1.5x2一3m24）、污泥部分有效容积：V-F-h一278x3一834（m3）25）、污泥部分所需容积：取R=0.6,X=3300,X-6000RV一4（1+R）Q-X一4x（1+0.6）x417x3300一9们一X+X一3300+6000一R因为污泥所需容积较

18、小,所以设计污泥斗来容纳污泥。6）沉淀池每天污泥量W1为：取每人每天产生的污泥量S二0.5久人.）,（一般在0.30.8L/（人-d）,污泥在污泥斗贮存时间t=4h,设计人口数N=6000人，则W=加=6000%5%4=5（m3）11000%241000%247）、污泥斗的容积：取污泥斗上部半径r=2.0m，污泥斗下部半径r=1.0m，污12泥斗倾角60C,则污泥斗高度h=（r-rg60二1.73（m）512=3.14%1.73%(22+12+2%1)=12.67(m3)设池底向污泥斗的坡度为0.05（0.05-0.10）,坡底落差h=0.05%（9.5-2）=0.375m4池底可贮存污泥体积

19、为：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark50 o Current Document n-h()V=4R2+r2+Rr丿2311=3.14%0.3756.52+229.5%2)=43.3(m3)所以可贮存污泥的总容积：V=V+V=12.67+43.7=56.34（n3）5,足够。12沉淀池总高度H：取保护高度h=0.3m，有效水深h=3.6m，缓冲层高度h=0.3m,123沉淀池底坡落差h=0.375m，污泥斗高度h=1.73m45H=h+h+h+h+h=0.3+3.0+0.3+0.375+1.73=5.7m12345径深比校核Z给=1936=6.4m6m，符合要

20、求。第三章中水的精处理“中水”，就是把排放的生活污水、工业废水回收，经过处理后可以再利用的水。“中水”起名于日本，“中水”的定义有多种解释，在污水工程方面称为“再生水”，工厂方面称为“回用水”，一般以水质作为区分的标志。城市污水经处理设施深度净化处理后的水（包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水）统称“中水”。其水质介于自来水（上水）与排入管道污水（下水）之间，亦故名为“中水”。其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定围重复使用的非饮用水。第3.1节精处理工艺流程说明精处理流程图：混凝剂消毒剂加药箱首先中水回

21、用进行精处理的第一步超滤以前，应加以预处理，深度处理作为预处理，由二沉池出来的水再经过混凝沉淀，处理掉二级出水中的少量悬浮物等，然后经过过滤，使水中的污染物得到进一步的处理，然后对出水进行消毒，杀掉水中残存的细菌、病毒，经过消毒的水现再经过超滤。去除掉较大的粒径的分子和颗粒，然后出水再经过反渗透装置，去除离子物质和许多有机物，再经过离子交换装置将一些盐类除掉，再进行软化、降解，从而达到锅炉补给水的水质要求，使SiO215，电导率0.2s/cm等。而上上述所使用的离子交换法在废水处理中应用较广，主要去除废水中的金属离子，其实质是不溶性离子化合物上的可互换离子与废水中的其他同性离子的交换反应，是一

22、种特殊的吸附过程。第3.2节精处理中构筑物说明混凝沉淀：机理是向水中加入混凝剂，通过混凝剂水解产物来压缩胶体颗粒的扩散层。达到胶粒脱稳而相互凝结的目的；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附加强作用，使胶粒被吸附黏结。混凝过程包括，凝聚和絮凝两个阶段，凝聚阶段形成较小的微粒。再通过絮凝以形成大的颗粒，这种较大的颗粒在一定的沉淀条件下从水中分离、沉淀出来。又因为二级处理的出水含又少量的悬浮物质和难以去除的色度、臭味和有机物（胶体、菌胶团微粒）所以采用混凝沉淀，混凝可以有效的去除原水中的悬浮物、胶体，降低出水浊度、BOD5；能有效去除水中的微生物、细菌、病毒；去除污水中的乳化油、色

23、度、重金属以及其它污染物；并且投加混凝剂可改善水质，利于后续处理。药剂混合用机械装置，停留时间1560秒；混凝剂主要用硫酸铝铁，它的絮凝效果比较好。此时的沉淀是在重力作用下，将重于水的悬浮物从水中分离出来。混凝沉淀的处理效果如下表浊度SSBOD5CODcr总氮总磷处理效率50604060305025355154060二级处理出水经混凝沉淀处理之后，可获得以下水质：SS7mg/L,BOD10mg/L,NH-N15-30mg/L,TPP0.5mg/L。53过滤：污水处理厂的二级出水经混凝沉淀后，水中的污染物虽然得到了进一步的去除，但仍有一部分较细小的颗粒和其它物质悬浮在水中，为了达到深度处理的目的

24、，在混凝沉淀工艺后设置过滤工艺滤池。过滤工艺在深度处理中有以下几个方面的作用，去除生物过程中未能沉将的颗粒和胶体物质；进一步提高对悬浮固体、浊度、磷、BOD、COD、重金属和细菌病毒的去除率；去除化学絮凝过程中产生的铝盐等；可作为预处理设施为后续工艺提供有利的条件。一般经过混凝沉淀的污水经过滤后可获得以下水质：SS5mg/L，BOD8mg/L，NH-N10-20mg/L，TP-P0.2mg/L，53COD20一35mg/L,浊度CP压顶气1uk压顶水剂药生再)lom/g量耗度浓lhm速流XKkrn/lom量容换交作工lhm速流)间旳lhm速流)间旳)量水lhm速流)间旳压顶生再换置洗正小一洗正

25、二、除盐：对水质进行除盐通常是用离子交换法，水中各种无机盐类电离生成的阳、阴离子，经过氢型离子交换剂层时，水中的阳离子被氢离子所取代，经过氢氧型离子交换剂层时，水中的阴离子被氢氧根离子所取代，进入水中的氢离子和氢氧根离子组成水分子。或者在经过混合离子交换剂层时，阳、阴离子几乎同时被氢离子和氢氧根离子所取代生存水分子，从而取得去除水中无机盐类的效果。（一）除盐系统组成的选取：根据对出水水质的要求，如SiO15，电导率=0.2s/cm，各种离子均降到最低限度。2以及系统组成的一些原则，如对于树脂床，都是阳在前、阴在后，弱在前、强在后；要出硅必须用强碱性树脂；当采用0H型强碱性树脂时，一般不采用弱碱

26、性树脂；对水质要求高时，应设混床；除碳器应置于强碱性阴床前，所以采用以下的除盐系统组成方法：一级除盐加混床，H一DOH一H/OH，流程图如下：阳床除器水泵阴床混床除盐水水质指标如下表:一级复床除盐水混合床除盐水电导率（25C）CS/cm）100.2SiO含量Cg/L）21001.3,搅拌器设置3层，即e=3，搅拌器间距为.lm，搅拌器直径D二0.6D二0.6x1.65二1.00m，搅拌器距离池底高度为0.45m，搅拌器叶数Z=2，搅拌器o宽度B=0.3m，(0.1-0.25D)，G为设计梯度G=500-1000s-13、搅拌器转速n:取搅拌器外缘线速度v采用2.5m/s，(一般1.53.0m/

27、s)o4、5、60vD口o船二47乩/min)搅拌器旋转角速度3：w=仝=5(rad/s)D1o计算轴功率：取C=0.5(一般在0.2-0.5)，R。为搅拌器半径,r-w3-Z-e-B-R4N=C-o2408g1000 x53x2x3x0.3x(0.5)4=0.5x408x9.81=1.74(KW)6、需要轴功率：因为水温在131-25*，现在按水温是20C来看，查表可知卩=1.002x10-3，则n=叱=山02x10-3x6.95x5002210001000=1.74(KW)由上述计算可知N=N，:满足要求。127、电动机功率：取传动机械效率0.85,则J.7%85=2.1(KW)3.3.2

28、混凝后的沉淀池：城市污水处理工程的二级处理出水经过混凝反应后再进入沉淀池，并在沉淀池中完成固液分离，可利用升流式异向斜板沉淀池。运行参数有表面负荷q二3.0-6.0m3/m2-h;斜板的倾角60-70，斜板长度取1.0m-2.0m，斜板间垂直间距25-100mm；斜板区上部水深一般取0.1mT.0m，斜板区底部缓冲层高度一般取0.5m-1.0m。=59C2）1、斜板沉淀池面积A：设池数为2个，选取q=4.0m3/m2-h，则.Q0.12x3600A=max=0.91-n-q0.91x2x4.02、斜板沉淀池的直径：设为圆形池子，D二y%二J4x%i4二8九）3、沉淀时间：斜板区上部水深h2=伽

29、（一般在05m-10m），取斜板高度h3二。加（一般在0866m-1.0m），则0.8+0.94.0二0.425（h）=26（min）4、校核：其中水力半径（实际指过水断面积与湿周之比）A勺D2D87R=二=2.175m，水平流速为0.1m/s，则D兀兀440.12V20.12Fr二兀二217二O000469，（在1X10-31X10-45合要求3.3.3过滤池：选用普通过滤池，1、滤池面积核个数：设计流量为（考虑厂自用水）门10000X1.05（）d/）Q=437.5w3/h=0.122w3/s丿设计流速采用V24=6m/h（一般取5-10m/h），滤池总面积为：437.5”）F=72.9w

30、2丿总6采用三个滤池，单池面积为：F=总=耳=珀匚）单池有效尺寸采用4.93X4.93（按1：1）单排设置，排水渠与配水干渠整体浇制，位于滤池中央，将滤池分成两半。当一个滤池检修时，另2个滤池的强制滤速为v=437.5=9（m/h）2x24.32、滤池深度：按一般情况，滤池各部分深度采用，进水总渠超高0.3m,进水总渠水面与滤池水面高差=0.15m，滤池上水渠水深1.8m,承托层厚度0.15m,滤量厚度0.7m,所以滤池总咼=31m，配水系统：冲洗强度采用12L/S-m2，冲洗时间6min，冲洗流量为Q=12x24.3=291.6（L/s）按大阻力配水系统设计，设计如下：配水干渠：由于干渠与废

31、水渠整体浇制，考虑布置与施工方便，渠宽采用0.7m，高0.9m,断面积为W=0.7x1=0.7C2),干渠进口流速为v=0.194(m/s),110.7x0.9支管：支管中心距采用0.3m,(200-300mm)，支管数为:n=493x2=32(根)，每侧16根，0.34Q4x3.8x10-3v=2d23.14x50 x10-3每根支管进口流量为：Qf=12232=3.8(L/s),支管直径采用50mm，支管始端流速为：=1.9(m/s)在1.52.5m/s之间，符合要求。孔口；孔口流速采用4m/s,孔口面积为f=122x10-3=3.05x10-2C)4配水系统开孔比为a=驾导x100%=。

32、IQ1面形状采用槽底为三角形，末端尺寸为：x=-x=0.123m2F1000v21000 x0.5排水槽底厚采用0.05m，砂层膨胀率为45%,排水槽超高采用0.07m,所以槽顶距砂面高度为：HL+2.5x+5+0.07emo二45%x0.7+2.5x0.123+0.2+0.07二0.893m校核：排水槽断面面积为：4x2=4x0.1232=0.0610.25m2排水槽总面积与滤池面积之比：翠=弓护=0132025m25、排水渠：排水渠宽度为0.8m，渠底距排水槽出口高度为：%孔口直径采用9mm,(9T2mm),孔口数为m=*05x102=480(个)4x0.0092每根支管孔口数为480/3

33、2=19个，分两排布置，孔口向下与中垂线夹角45交错排列,2.45每排10个，孔口中心距为L=0.245m。10上述计算结果是否合理，需用下式进行校核：20.29，将孔面积f二3.05x10一2m2,配水干渠断面面W=0.63m2，支管断面面积1血W=X0.052=0.196x10-2m2，支管数32根等数据代入上式：则243.05x10-2)3.05x10-2、0.63丿4、排水槽：每个滤池采用4条排水槽，每侧两侧，槽长b=2.8m,(W6m),中心距a=1.8m,122(1.5-2.2m),槽排水量为Q=30.5L/s，排水槽出口流速v=0.5m/s，排水槽断(32x0.196x10-2丿

34、2=0.2390.5,Cq3mmol/L,o故选用HNa并联离子交换系统。3、系统设计产水量Qo：设计供水量：Q二417(n3/h)系统自用水量：耳=10%1系统设计产水量：Q+n)Q=6+10%)x417二458(n3/h)o14、水量分配比例：通过氢离子交换器的水量Q：其中A为HNa为出水混合后水中的残余碱度,取HCA=0.06mmol/L,C(A-A匕QH=oCo1+1SO2-+Cl-+NO丿o243_(2.94-0.6)x458-(2.94+0.92+0.54+0.06)=240.3(m3/h)通过钠离子交换器的水量Q:NaQ-Q=458-240.3=217.7(m3/h)Nao5、氢

35、离子交换器的选择：强酸阳离子交换树脂工作交换容量E：001X7强酸阳离子树脂工作交换容量E取900,HHE=900mmol/LH再生剂耗量(HCl),55g/mol树脂层高度h,R小反洗流速：v1=10m/h运行周期T:选运行流速v=2030m/h，取22m/h，则H-C=2.2X90022x4.46=2.2hR二240-/22二1092（m2）选取逆流再生氢离子交换器四台，三用一备，交换器总面积F：F二所以交换器直径D：D=JA%=J4x109%x314=2.15m选用直径D=2.2m逆流再生氢离子交换器四台，所以实际单个交换器的面积为：F=-n（D必=3.82）4实际运行流速v，为：v=Q

36、/f=240 x38=21m/h）实际运行周期th=hRE（.c=2.2x9021x4.46=21hR-每台交换器装填湿强酸氢离子交换树脂的重量G:取阳树脂湿视密度rRR=0.8t/m3G=Fhr=3.8x2.2x0.8=6.7tRRR6、氢离子交换器再生数据：氢离子交换器每周期吸收阳离子总量c:oC=QTC=240.3x21x4.46=22406mol/周期oHHR再生剂耗量（HCl）R=55g/mol,再生一次用100%HCl量G：G=RC/=55x2250少=123786kgG=01000=f1000=1237.86kg换算成32%HCl的用量G32%G=1237.86=3868kg=3

37、.868t32%032换算成32%HCl体积V:32%的HCl的密度为1.1591/m332%V=3.868=3.34（n3）32%1.159故选择V=1.0m3酸计量箱四台，换算成3%HCl再生剂体积V:3%HCl的密度为1.0131/m33%V3%=1237.86x10%.03x1.013=4073（m3）再生剂稀释水量：q=VV=40.733.34=37.39（m3）o3%32%=7.85（n3）11钠交换器总面积：运行流速V=20-30m/h，取22m/h，则小反洗时间：t=15min1小反洗耗水量：q=Fvt=3.8x3x10 x111=28.5（n3）放水时间进酸流速：进酸时间：t

38、=5minv=5m/h+60Vt=2-40.37xx3.8x5=42.5min置换流速：v=5m/h3置换耗水量：（置换水量为树脂体积的0.5倍：q=0.5hF=0.5x2.2x3.8x3=12.54（m3）3R置换时间：13=6莓V=60 x12.543x3.8x5=13-2minZ3小正洗流速：v=12m/h4小正洗时间：t=10min4小正洗水耗：q=FVt=3.8x3x12x10=22.8（m3）44460正洗流速：v=15m/h5正洗水单耗：q=3m3/m2（R）2正洗水耗量：q=qFh=3x3.8x3x2.2=75.24（m3）TOC o 1-5 h z52R正洗时间：,=叫2，v

39、=60 x75.243.8x3x15=26-4min5再生一次总耗水量：q斗=q+q+q+q+q总o1345二37.39+28.5+12.54+22.8+75.24二176.47（m3）正洗次总耗时：T=t+1+t+1+1+1总12345=5+15+42.5+13.2+10+26.4=112.1min=1.868h7、钠离子交换器选择：E=900mol/m3（R）（001X7强酸阳离子树脂工作交换容量取900mol/m3（R）,Na树脂层高：h=2.2mNa工作周期：TNa=仁仏H=29?22x3.62=24.86hoF=QNaJ=217-722=9.92）选取无顶压法逆流再生交换器四台，三用

40、一备。交换器直径D：D=F去二x9.?3%3.14二2.5m选用直径D=2.0m，则实际面积F=3.I4C2）实际流速：v=217.73x314=2111m/h每台交换器湿树脂重量：其中阳树脂湿视密度r=0.8t/m3，则RG=Fhr=3.14x2.2x0.8=5.5tNaNaR8、钠离子交换器再生数据：钠离子交换器每周期吸收硬度总量Co:C=QTH=217.7x24.86x3.62=19591.5（mol/周期）oNaNao取再生用盐酸量：90g/mol三台交换器再生一次用盐酸（100%）量6：G=90 x19591-5/000=1763.24kg浓度为25%食盐溶液用量G25%G=1763

41、-2425%=7052.94kg25%换算成25%浓度食盐溶液的体积V:25%食盐溶液密度1.1891/m325%V=匸25%1.189x1000y9%189=5.933m3）25%浓度为5%食盐溶液用量G:5%G=1763-245%=35264.8kg5%换算为5%浓度食盐溶液的体积V:5%食盐溶液密度为1.0341/m35%V=5%5%1.034x1000=宓64負。彳厶=34.11C3）稀释水量：q=V-V=34.11-5.93=28.18（3）25%25%反洗流速：v=10m/h1反洗时间：t=5min1反洗耗水量：q=FVt=3.14x3x10 x放水时间：t=5min进盐液流速：v

42、=5m/h=34.11x60进盐液时间：t=60V3x3.14x5=43-45min置换流速：v=5m/h置换耗水量：（置换水量为树脂体积的0.5倍）：Naq=0.5hFrx3=0.5x2.2x3.14x3=10.36m3）33x3.14x5=13-2min置换时间：tg=6yFVx3=60 x10.3/小正洗流速：v=12m/h小正洗时间：t=10min4小正洗水耗：q=FVtx3=3.14x3x12x10=18.84（m3）4446044正洗流速：v=15m/h正洗水单耗：q=5m3/m2（R）oNa正洗水耗量：5=3qFh=3x3.14x5x2.2=103.62（m3）正洗时间：t=60

43、q5/F3=60X103-623.14x3x15=44min再生一次总耗水量：q占=q+q+q+q+q,总12345=7.85+28.18+10.36+18.84+103.62=168.85（m3）12345正洗一次总耗时：T=t+1+t+1+1+1总=5+5+43.45+13.2+10+44=120.65min=2.0h9、除二氧化碳器选择：选择定型产品直径为1.5m的二氧化碳器两台。10、中间水箱容积：中间水箱的容积为贮存2030min系统的出水量，V=417x30=208.5（n3）603.3.5除盐：为了更详细的说明整个设计过程，现进行以下设计计算，1、离子交换除盐（对流再生固定床）设

44、计参数数据：设备名称强酸阳离子交换器强碱阴离子交换器运行流速（m/h）203020-30小反洗流速(m/h)510510时间(min)1515放水至树脂层之上至树脂层之上顶压无顶压气顶压（KPa）29.44929.449水顶压（KPa）49（流量为再生流量的0.4-1倍）49（流量为再生流量的0.4-1倍）再生药剂HSOHCINaOH耗量(g/mol)2470505560一65浓度1.5313流速(m/h)55换逆置洗流速(m/h)81055时间(min)3030小正洗流速(m/h)1015710时间(min)510510正洗流速(m/h)10151015水耗C3/m3树脂）1313工作交换容

45、量（m/m3树脂）500650800900250300出水质量Na+50rg/LSiO100g/L2、工艺计算及结果如下表：因为在软化、降碱后一些水质项目会发生变化，各种成分变化情况如下表水质项目钠离子交换后强酸氢离子交换后阴离子(mmol/L)坯SO亍、Cl-无变化无变化HCO-3无变化几乎全部除去阳离子11_Ca2+、一Me2+22等摩尔转化为Na+等摩尔的H+代替(mmol/L)Na+相当于全部阴离子之和以Na+开始泄露为控制终点时，几乎全部除去剩余硬度（mmol/L）75-92（m3/L）5、每台阳床的运行参数：阳床的运行流量q:q=（T+t）xKk_（20+4）x=110.4（m3/

46、L）阳床截面积：取运行流速v-23m/h，则K=110.4”.23-4.8m2阳床直径：D-:竺48-2.47mk3.14选用阳床直径D-2.5,截面积F=-x（D）2-314x（2.5）2-4.91（m2）KK4K4=110%91-22.5（m/h）,在15-25m/h围，阳床运行流速：v-K阳床阳离子交换树脂体积：Vk-Se=110.4x20X2850-2皿3K按周期T=20h算，树脂体积5.2m3，在D-2500mm的设备中树脂层高Kh-K-5.2491-1.06m，小于1.2m最低层的要求，故选择仗-1.6m的定型产品。改选用层高h-1.6m后，树脂体积V为:KKV=Fh-4.91x1

47、.6-7.86（W3）KKK6、阳床运行参数：阳床实际运行周期：阳床实际运行流量q:KEvK、Qc=（50 x7.8%2x2乙4=323（Tr+1qK=阳床实际运行流速vK：vK皿3+4）x9%.3=103.4（m3/h）-1034491=21.06（m/h）在15-25m/h之间，所以为有效值。7、阳床再生系统计算：再生剂用量（HC1）：取L=45kg/m3树脂，相当于再生剂比耗n=1.4每台阳床再生一次采用100%盐酸用量：KG=LV=45X7.86=353.7kgKKK每台阳床再生一次采用工业盐酸量为：工业盐酸浓度为=30%,G；=Gk=珀。=1179k=l179t再生液体积：取再生液浓

48、度为C=2%,2%浓度的再生液密度为r=1.008t/m3,1H1Vh=100G-1000Cr=100X35%00 x2x1.008=说1H1配酸的稀释水量：30%浓度的再生液密度为r=1.149t/m3,H2VH1=17.5-1.179/=16.47m3再生液流速：v=5minH进再生液时间：tH=60VhFv=60X17.54.91X5=42.77minKH置换时间：t=30minK3置换流速：v=v=5m/hK3H置换水量：12.28m3V=Fvt=4.91X5XK3KK3K3小反洗流速：v=10m/hK1小反洗时间；t=15minK1小反洗水量：V=Fvt=4.91X10X15）=12

49、.28（）K1KK1K160小正洗流速：v=15m/hK4小正洗时间：t=10minK4小正洗水量：V=Fvt=4.91X15xb）=12.28（n3）K4KK4K4-60正洗时间：t=20minK5正洗流速：v=10m/hK5正洗水量：V=Fvt=4.91x10 xK5KK5K516.37C3)大反洗时间：t=15min(每隔1020小时工作周期进行一次)K2大反洗流速：v=15m/hK2大反洗水量：V=Fvt=4.91x15x5)=18.410K2KK2K2/60顶压空气压力：30-50KPa顶压空气用量：交换器单位面积的空气消耗量约q=0.2-0.3m3-/.d/m2-min取0.3。8

50、、除二氧化碳器的选择：进谁中二氧化碳的含量：CO=0.268HCO-)3则23C=44(HCO-)+CO=44x0.54+0.268x(0.54=23.92mg/Lc132预选淋水密度：共选用3台，q=60m3/0/m2-h直径：D=1.40mD工作面积：厂兀D23.14x(1.4一F=1.54m2D44填料种类：多面空心球，用聚氯已烯材料制作。填料高度：h=2mD填料体积：风机参数：风量14642196(m3/h)9、阴床的选择：每台阴床的运行流量：q=q=103.4(m3/h)AA阴床阴离子交换树脂体积：V=Vk/R-V=7-863=26.2(m3)阴床计算运行周期：T=Ea=Fh=1.5

51、4x2=3.08(m3)DDv/,=250 x26%03.4x1.82=34.8(h)/qAAO阴床选用直径D=4mA截面积：F二A兀DA二3.14x二12.56(m3)阴床计算高度：=VF=26.21256=2.08(m)阴树脂实际采用层高：选用h=2(m)的定型产品。A阴床树脂实际装载量：V二Fh二12.56x2二25.12(m3)AAA10、阴床运行参数：阴床实际运行周期：=250X25.12103.4x1.82=3337(h)阴床实际运行流速：V：二qyF103.%256二8.23(m/h)11、阴床再生系统参数计算：再生剂种类：用烧碱(NaOH)再生剂耗量：L二15(kg/m3树脂)

52、，相当于再生剂比耗n二1.5A再生一次用100%浓度药量：G二LV二15x25.12二376.8(kg)AAA再生一次31%浓度药量：-工业用NaOH浓度31%,-37683i%12152(kg)再生液体积：C-再生液浓度2%，V-2%浓度再生液的密度1.021t/m3,2N1V_(100G)/_(100 x376.8)Vn_A(1000CY)_八2N1000 x2x1.021)=18.54(m3)配再生液的稀释水量：V-31%浓度再生液的密度为1.34t/m3N2V=V-(Gx10-3)“=18.45-1.2152=17.54(m3)N1NAN21.34再生液流速：V_3m/hN1进再生液时

53、间：t_60VnVf_60 x18.4%x1256_29.4(min)NN置换时间：t_30min置换流速置换水量v_v_3m/hA3NV_FvtA3AA3A3_12.56x3x小反洗流速：v_10m/hA1小反洗时间；t_15minA131.4（n3）2O.9C3）94.2C3）2O.9C3）小反洗水量：V=Fvt=10X12.56XA1AA1A1小正洗流速：v=10m/hA4小正洗时间：t=10minA4小正洗水量：V=Fvt=12.56X10XA4AA4A4正洗时间：t=30minA5正洗流速：v=15m/hA5正洗水量：V=Fvt=12.56X15XA5AA5A5大反洗时间：t=10m

54、in（每隔1020小时工作周期进行一次）A2大反洗流速：v=10m/hA2大反洗水量：V=Fvt=12.56X10XA2AA2A2顶压空气压力：30-50KPa顶压空气用量：取q=0.3m3/（m2-min）dw=Fq=12.56*0.3=3.768（m3/min）2Ad3.3.6脱气器：设计计算如下：、真空除气器的断面积：b为设计淋水密度,、真空除气器直径：=彳丄：=4X5314=2.5m、真空除气器填料高度片：TOC o 1-5 h z除气器的除气量：G=G+GCO2O2查表水中含氧量与温度压力表，当水温为20C时，水面空气压力为101KPa,溶解氧量为9.1mg/L,（即为进水中溶解氧量

55、C）,C=0.2mg/L,O1O2cQ（C-C）250 x61-0.2）/八G=t01o=2.225kg/h丿O10001000G=Qt（cc1-Cc丿=250X（5-3）=0.5（kg/h）CO210001000所以：G=2.225+0.5=2.725（kg/h）按除氧计算，根据水温查图（真空除气器除氧时的解吸系数K曲线）得Kq二0.5，按进O2水含量9.1mg/L,查图（真空除气器除氧时得解吸平均动力ACO2图）得ACO2=0.0029，除气器所需填料工作面积：F二G二_：725_二1879.31C2）tKAC0.5x0.0029O2025x25x3拉希环每m3填料所具有得工作表面积为A=

56、204m2/m3，S除氧器所需得填料体积：V二F=1879.31二9.2m3）tA204SV9.2除气器填料高度：H=-=1.84mTf5第3.4节精处理中除盐水系统的自动控制一、除盐水系统的自动调节和程序控制：其大致包括：水量、水温和再生剂的计量和自动调节；压力和液位的显示、调节和报警；电动机及电器设备的遥控操作与安全性保护以及单元装置运行、反洗、再生时的程序控制等。自动控制对水处理的安全运行，提高系统的经济效益，保证出水水质，减轻工作人员强度均有一定的作用。应按照系统的性质、规模、出水水质、设备情况等各方面因素结合经济调节统一考虑后确定合适的自动化程度。为使水处理系统在自动控制装置发生故障的情况下仍能继续进行，同时考虑手动控制装置操作的可能。1）、为配合除盐系统的程序控制应设有必要的自动调节：离子交换器再生液系统的自动调节有以下几方面：i、离子交换器再生液采用计量泵系统时，剂量由时间继电器控制。ii、离子交换器再生用计量箱一喷射系统时，剂量由计量箱的液位来控制，使用此种系统要求喷射