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文档简介
题目某小型化工厂含盐废水工艺设计.3.9其他构件 163.4反渗透装置计算 163.4.1所需聚丙乙烯中空纤维超低压膜的根数 163.4.2消耗能量 163.4.3反渗透处理结果 173.4.4其他构件 173.4.5各个构建物设计 17第四章含盐废水的高程布置 174.1高程布置原则 174.2各构建物水头损失计算 174.3各个构筑物高程 17参考文献 20谢辞 21滨州学院本科毕业设计(论文)引言随着我国化工的迅速发展,化工药剂应用到各行业中,包括农药、医药、造纸、印染、化工等行业,在该类产品生产和使用的过程中产生了大量的高盐度有机废水【1】。传统处理方法一般使用膜处理、生物处理和多效蒸发处理等技术,所使用技术单一。面对含盐废水处理效果的不断提升,国内外正积极探索新工艺与技术耦合,来解决现在处理成本高,废水成分日趋复杂的问题。本次某小型化工厂含盐废水工艺设计,将运用直接接触式膜蒸馏技术与超低压大通量膜的反渗透技术联合新工艺,不仅会大幅降低工厂运行成本,而且还会创造出环境保护与经济收益的双赢局面。
第一章:文献综述1.1研究目的和意义近十年来,我国工业化不断发展,水污染形式越来越严峻,特别是工业废水的处理与整治中存在的种种困难,已经成为制约我国工业发展的重要障碍之一。其大部分工业废水具有盐度含量高等特点,直接排放会给周围的环境造成巨大危害,甚至会影响区域性生态系统乃至整个生物圈。它的直接排放会导致自然水体盐分升高,土地盐碱化、板结等问题。因此,对我国工业废水处理的研究和有效的污染物控制工艺的设计迫在眉睫,其中含盐废水的控制和治理更是重中之重。本研究将针对某小型化工厂,对它排放的含盐废水的处理方法和工艺进行研究和设计,为我国工业废水处理奉献微薄之力。1.2污水来源高盐废水是指总含盐质量分数至1%的废水.其主要来源于化工制造、石油天然气的采集加工等。这种废水含有多种污染物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质等)。本课题高盐废水的来源主要为滨州某小型化工厂各生产环节排出的综合性化工废水。1.3高盐废水的危害1.3.1对水生生态体统的危害高盐废水随意排放河流,会使受纳水体造成严重的污染:水体缺氧,使多数水生生物死亡,产生水体污染;含有的重金属会污染水生生物,甚至通过食物链进入人体;含有的高浓度有机物,如C、N、P等营养物质,会引起受纳水体的富营养化,使多数水生生物死亡,产生恶臭,影响水环境和环境质量。1.3.2对土壤系统的危害高盐废水渗透进土壤系统,会造成一系类的危害:土质结构改变,土壤板结、硬化;大量土壤植物动物以及微生物死亡,造成土壤生态系统崩溃;侵袭地下水,污染地下水资源。因土壤盐碱增高,板结硬化等,导致地表植物的脱水死亡。1.3.3对空气环境的危害某些行业的高盐废水,含有大量易生化降解的有机物。然而在高盐条件下,物生物不能正常分解,分解活动缓慢,导致废水腐化、变质,产生恶臭,如果不经过处理直接排入大气,会严重污染周边环境质量。1.3.4对生产生活可持续发展的影响高盐废水具有的盐度高,生物降解性低等特性,决定了它有着持续性长、破坏性强的污染特点。如,渗透到土地系统中,会造成田地的盐碱化,使土地长时间不在适合作物生长。同时,高盐废水含有的重金属会通过地表径流进入其他田地,从而被植物吸收,最后通过食物链食物网进入人体系统。第二章处理流程及设计工艺2.1高盐废水水质分析经测定,该化工厂产生的废水为含盐废水。生产工艺排放的废水具有:悬浮物微量,含盐量高,COD含量较高,pH值较低等特点。进水总固体含量为15%,设计处理量为2000kg/h。工厂24小时运行,废水温度30摄氏度。根据测定结果,该工厂进水水质及水量如下表:图2.1进水水质监测水量CODBODNaClPh值色度指标(kg/h)(mg/L)(mg/L)(kg/h)测定值200040010030032002.2排放标准该化工厂是自2008年8月1日起,新建企业,需要执行化学合成类制药工业水污染物排放标准(GB21904-2008)。具体排放标准如下所示:图2.2企业水污染物排放浓度限值(单位:mg/L(pH值、色度除外)序号污染物项目限值污染物排放监控位置1pH值6~9企业废水总排放口车间或生产设施废水排放口2色度(稀释倍数)503悬浮物504五日生化需氧量25(20)5化学需氧量120(100)6氨氮(以N计)25(20)7总氮35(30)8总磷1.09总有机碳35(30)10急性毒性0.0711总铜0.512总锌0.513总氰化物0.514挥发酚0.515硫化物1.016硝基苯类1.017苯胺类2.018二氯甲烷0.319总汞0.00520烷基汞不得检出21总镉0.122六价铬0.523总砷0.524总铅1.025总镍1.0注:烷基汞检出限10ng/L。括号内排放限值适用于同时生产化学合成类原料药和混装制剂的联合生产企业。2.3出水水质设计目标根据我国此类废水最新排放要求-图2.2企业水污染物排放浓度限值,出水中需要达到以下要求,详见表3图2.3出水水质监测CODBODNaClPh值色度指标(mg/L)(mg/L)(kg/h)测定值100200.36-8502.4国内外治理的主要技术目前针对工业高盐废水处理技术有:高效蒸发技术、膜处理技术、生物处理技术等。2.4.1高效蒸发技术高效蒸发给水:高盐水的高效蒸发技术一般是针对盐分含量在4万mg/L以上的高盐废水,对于盐含量在1%~4%的低浓度高盐水来说,热蒸发的除盐效率太低,不适合应用此技术[2]。其技术主要有:机械式蒸汽再压缩技术和多效蒸发技术等。机械式蒸汽再压缩技术:利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的焓,提高热焓的二次蒸汽进入蒸发系统作为热源循环使用,替代绝大部分生蒸汽,生蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料温差所需热焓,从而大幅度降低蒸发器的生蒸汽消耗,达到节能;多效蒸发技术:在蒸发生产中,二次蒸气的产量较大,且含大量的潜热,故应将其回收加以利用,若将二次蒸气通入另一蒸发器的加热室,只要后者的操作压强和溶液沸点低于原蒸发器中的操作压强和沸点,则通入的二次蒸气仍能起到加热作用。同时,蒸发按操作压力的不同可分为常压蒸发、加压蒸发和真空蒸发。2.4.2膜处理技术在工业高盐废水处理中常常用到的几种膜有:电渗析膜、反渗透膜。电渗析的技术目前已经发展的比较完善了,在工业废水中的应用主要集中在清洁度相对比较高的煤化工废水中[3]。膜处理技术一般常包括微滤、超滤、反渗透等,利用这些技术,不需要添加酸、碱等化学物质,操作简便,出水水质好。其原理是利用选择性半透膜,通过外界施加压力,使水容易让中的水分和其他组分选择性透过,从而实现物质的分离和纯化[2.1]。同时,膜处理技术也有着些许的不足之处,如反渗透处理技术,其技术因水质复杂,膜的特性,若应用不当,不仅会影响工业产品生产,而且会造成膜的破损和使用寿命。2.4.3生物处理技术生物处理具有处理成本低等优点,但存在着条件苛刻,处理水质差等缺点。现如今主要应用技术有,耐盐细菌法、生物接触氧化法、厌氧生物处理法。耐盐细菌法:在处理含盐废水时,要根据废水中的含盐量选择相应的生物处理方法。如对于处理废水中含盐总量小于等于百分之三的废水时,选择一般的微生物处理方法即可获得相对良好的处理效果;而在处理总含盐量大于百分之三的废水时,就需采用耐盐细菌法,即选择嗜盐细菌这一特殊的微生物进行处理,方能获得相对理想的处理效果[4]。生物接触氧化法,生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。厌氧生物处理:在无氧环境下,通过兼性的厌氧菌与专性厌氧菌对含盐废水的有机质进行消除或降解。在选用该方法处理含盐废水时需根据废水的来源、性质合理选择净化材料[5]。2.5高盐废水治理的具体工艺和各自的特点2.5.1低温多效蒸发工艺低温多效蒸发系统,是有多个蒸发器相互串联起来组成的。开始时,低温蒸汽进入第一效,加热,可以使料液产生比蒸汽温度低的几乎等量蒸发。之后在进入第二效,使第二效的料液比第一效更低的温度蒸发。之后料液由第一效到最末效,依次浓缩,在最末效实现晶体析出。该工艺的主要特点如下:操作简便,可自动化作业。由于操作温度低,对设备的磨损程度低,延长设备使用寿命;耗能少,其多效系统大大减少了动能的消耗。处理弹性大。在高峰时可处理110%设计的污水;低峰时,可处理40%的设计污水。其主要缺点有:由于高盐废水的蒸腾,容易在传热管壁上结垢,需要有严格的防护措施和保养机制。设备结构比较复杂。2.5.2机械式蒸汽再压缩工艺其原理是利用从蒸发器出来的第二次蒸汽,经过压缩机的压缩,温度和压力升高,蒸汽热焓增加,被送入蒸发器蒸发室当做加热蒸汽使用,热量传递给料液后冷却未税,维持料液的蒸发状态[5]。其核心是,将二次蒸汽的热焓通过提升温度作为其热源替代新鲜蒸汽,外加一部分压缩机做功从而实现循环蒸发。该工艺的主要特点如下:设备自动化程度高,并实现全程自动化流程。节能环保。使用电能加热,不需要燃煤与锅炉;热效率高,耗能低。占地面积小,运行成本低。其设备占地面积比传统蒸发器小50%以上。对大型压缩机,能够蒸汽直接带动,使能源经济合理。易损部件少,设备使用年限长。其主要缺点有:单机容量小,气流流到窄,影响流动效率。压缩机每级压力比较低,需要采用多级压缩。2.5.3膜蒸馏工艺该工艺的工作原理为:以微孔膜将两种不同温度的水溶液分开,膜两侧温度造成蒸汽压差,使易挥发组分的蒸汽分子通过模孔从高温侧向低温侧扩散,并冷却。根据其膜蒸馏的操作方式和透过水蒸汽的冷却的冷凝方式可分为:直接接触式膜蒸馏(DCMD)、气隙式膜蒸馏(AGMD)、真空式膜蒸馏(VMD)、吹扫式膜蒸馏和渗透膜蒸馏(OMD)。膜蒸馏工艺的具体特点如下:操作简便,设备简单,可在常温常压下进行。可适用于高浓度废水处理,脱盐率高,并且蒸馏液纯度高。与多效蒸发相比,设备造价低,蒸馏效率高。膜蒸馏组件能以高效的小模型组件构成大规模生产系统。适用范围广,膜蒸馏不仅适用于高盐废水处理,还可用于食品加工、医药、印染等行业排放的高盐度、高有机物、高重金属、高氨氮含量的高浓度废水中挥发性物质的回收利用等[7]。同时,疏水微孔膜材料和制备工艺有局限性。2.5.4反渗透处理工艺反渗透的工作原理:在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分离,从而达到净水的目的。该工艺的主要特点如下:能量消耗低。由于只进行分离,不涉及相变,从而能量消耗比较低。操作条件温和,可在室温条件下进行。使用范围广。可使用与有机、无机、微粒等污染物的分离等。操作简便,可进行全自动化运行。同时,对膜的要求较高,操作不当容易造成膜的损耗,以及膜技术要求较高。2.5.5耐盐细菌处理工艺该工艺的具体原理为,通过培养驯化特定微生物,使其变成耐盐细菌,从而利用微生物技术,处理高盐废水。该工艺的主要特点如下:处理成本低。操作简便。同时,处理废水种类有限。不同种类废水,需要培养不同微生物。处理废水浓度有限,微生物生存在一定程度上很大限制了处理废水浓度范围。耐盐细菌培养困难,并且操作周期长。2.5.6直接接触冷冻处理工艺直接接触冷冻技术的基本原理为:以不溶于水、沸点接近于该含盐废水冰点的冷冻剂与含盐废水进入冷冻室。在压力低于大气压的条件下,冷冻剂化气吸热,使含盐废水结冰。冷冻剂经压缩机加压到大气压以上,进入融化器与冰直接接触,冷冻剂蒸汽化,冰融化,形成了水-冷冻剂互不溶体系,最后利用密度的不同进行分离。该工艺的主要特点如下:设备成本低,运行成本低可自动化运行其主要缺点:不易处理高含量盐水对冷冻剂的选择要求高,不同种类,浓度的含盐废水,要求的冷冻剂不同。不易处理成分复杂的含盐废水2.5.7离子交换法处理工艺离子交换法是通过离子交换树脂中具有交换能力的基团与废水中各种阴阳离子进行交换来去除废水中各种离子的方法【8】。废水首先通过阳离子交换器,阳离子被H+取代;阳离子交换器的出水流经OH-交换器,其中的阴离子被OH-代替,最终高盐有机废水中的阳离子和阴离子分别被H+和OH-取代形成水分子,从而实现对高盐有机废水中特定的离子和有机物的去除【9】。该工艺的主要特点:处理对象广,分离容易成本低,设备加单,操作简便分离效果好,分离容量大同时具有生产周期长,pH值变化大的特点2.5.8高级氧化法处理工艺高级氧化法是利用高活性羟基自由基引发链式氧化反应破坏有机物分子的结构,达到降解有机物的目的【10】.具有高级氧化技术有芬顿法、电化学氧化法、光化学氧化法、超临界水氧化法和湿式氧化法等。如Barbosa等【11】采用BDD(掺硼金刚石)电极在流动反应器中处理水性涂料(WBP)废水,其处理后废水:无色无味、无浊度、COD低,并且该处理废水可回用与成产工艺等优点。该工艺的主要特点是:氧化能力强,反应速度快。设备简单,操作容易对有机量较高的含盐废水,处理效果好同时具有处理成本高,容易带来第二次污染等问题2.6工艺流程设计:图2.4工艺流程图2.6.1工艺流程的确定:该化工厂废水为含盐废水,具有成分简单,含盐量高,COD较高,生化性能低,pH较低,色度高,悬浮颗粒物和重金属及其它有毒有害污染物微量等特点。根据生产情况,处理水量为2000kg/h,属于小型含盐废水工业处理量。在其废水符合国家工业污水达标排放基础之上,为了控制建造成本和运行成本,需要严格精细规划场地面积和废水运营费用,达到厂家、社会以及环境三方的双赢局面。综上特点要求,以及综合国内外运行的高盐废水处理案例,本课题拟采用膜蒸馏技术与反渗透技术两者结合的处理技术,具体的单元操作和工艺流程图如下图4所示。2.7各个单元操作的工艺说明:2.7.1调节池调节池的主要作用是平缓水质水量的波动。在本次工艺设计中,由于废水来源于整个工艺流程的各个环节,每个环节水质盐度、COD不同,需要调节池的调节作用。此外调节池还具有:调整pH值、降低水温,稳定水质;防止高浓度的有毒物质直接进入后续系统;生物预处理(如曝气);临时储存事故排水。调节池分为三大类:水量调节池、水质调节池和事故调节池。水量调节池分为两类调节方式:线内调节和线外调节:线内调节进水一般采用重力流,出水用泵提升;线内调节为,调节池设计在进水集水池的旁路上,当废水过高时,多余废水进入调节池,当流量低于设计流量时,再从调节池调水到集水池。水质调节池的主要用途为,对不同时间或不同水质的废水进行混合调节,使流出水质比较均匀。其调节方式分为外加动力强制调节(水力搅拌、空气搅拌和机械搅拌)和差流方式进行自身水力混合(折流式调节池与对角线出水调节池)。事故调节池,顾名思义,用于事故应急设施。综上考虑到本工艺水质特点,采用水质调节池中的空气搅拌,使水质水量均匀,并调节pH值。2.7.2膜蒸馏反应器在高盐废水经过调节池调节后,水质水量均匀,达到一定要求,从而进行进一步处理-膜蒸馏。膜蒸馏的操作条件相对简单,一般在常压、低温下即可进行。在非挥发性水溶液的膜蒸馏过程中,理论上只有水蒸汽能透过膜孔,对离子、大分子、胶体、细胞及其他非挥发性物质能达到100%的截留,因此可以直接获得类似蒸馏水的水质中[12]。根据膜蒸馏的水蒸气收集方式不同,可以分为四种:直接接触式膜蒸馏(DCMD)、真空式膜蒸馏(VMD)、气隙式膜蒸馏(AGMD)和气流吹扫式膜蒸馏(SGMD)。DCMD中膜两侧分别与热的水溶液及冷却水直接接触,具有最简易的结构,通量相对较稳定,出水率高,适合有机污染物的去除[13]。VMD方式是,在渗透膜的透过侧施以负压,增大膜两侧的蒸气压,透过的水蒸气被抽出组件冷却。该方式适用于提取芳香族化合物,但存在膜被润湿的风险。AGMD方式是,透过侧与膜之间存在一个冷却建个,而膜与冷却板存在气隙。透过膜孔的水蒸气穿过气隙,并在冷层板上冷却。该方式具有透过侧无润湿、热量损失低等优点。SGMD方式是,在膜的透过侧利用载气进行吹扫,把透过的蒸汽引出组件外冷凝。该结构透过侧无润湿,渗透率不容易受膜润湿的影响[13]。综上考虑,由于本工艺设计水质含有较高的COD,以及DCMD具有的对有机污染物的良好去除能力,选择直接接触式膜蒸馏工艺。2.7.3反渗透装置虽然DCMD膜蒸馏技术处理高盐高有机废水脱盐率较高,但由于原废水中的色度和COD较高,所以经DCMD处理后的产水还具有一定的色度和COD。因此需要反渗透(RO)这一环节进一步处理。RO技术因其耗能少,体积小,操作简便,适应能力强等优势,在电力行业、食品行业、电子行业、制药行业等,有着广泛的应用,而且RO技术相对成熟。根据膜的用途和膜组件,现已划分为五种类型的膜,详尽见表5.图2.5反渗透膜种类种类特点用途超低压大通量膜超低的运行压力,更高的水通量,但脱盐率低。低含盐量水低压反渗透膜高脱盐率,水通量较低高盐量水低污染反渗透膜表面电中和性、亲水性好,抗污染能力强地表水正电反渗透膜表面带正电电荷,对阳离子去除率更高对阳离子的去除海水淡化膜超高的耐压性,可用于高压力系统中海水淡化综上考虑,选用超低压大通量膜的反渗透工艺,来处理DCMD处理后的低含盐量、低色度的废水。2.7.4管道与泵装置根据本工艺处理的含盐废水特点(盐度高、流量小),所需的管道、泵,需要具有耐腐蚀,承高压等特性,需要专门定制。第三章计算说明书3.1原始设计参数设计处理量为2000kg/h,氯化钠含量为15%。24小时运行。设计流量:Q=1.720(m³/h)=0.0004861(m³/s)=0.4861(L/s)=41.280(m³/d)流量总变化系数:Kz=1.10最大流量:Qmax=Kz*Q=1.720*1.10=1.892(m³/h)=0.0005256(m³/s)=0.5256(L/s)=45.408(m³/d)3.2调节池设计:3.2.1设计参数:水利停留时间T=6h设计流量Q=1.892m³/h调节池一备一用。调节池作为平底,采用压缩空气搅拌废水。3.2.2设计计算:3.2.2.1调节池有效容积V=Q*T=1.892*6=11.352m³3.2.2.2调节池水面面积取池子总高度H=1.5m,其中超高0.3m,有效水深h=1.2m,则池面面积为:A=V/h=11.352/1.2=9.46㎡3.2.2.3调节池的尺寸池长取L=3.2m,池宽取B=3m,则池子总尺寸为:L*B*H=3.2*3*1.5=14.4m³3.2.2.4调节池的搅拌器使废水均匀,调节池下设有曝气管,气水比为4:1,空气量为Qs=1.892*4=7.568m³/=0.0021m³/s。利用气体的搅拌作用来使水均匀混合。空气管的D1取16mm,管内流速vv1=4QsπD12=v1在10-15m/空气支管D2:共设4根支管,间距40q=14Qs=0.25*0.0021=0.000525支管内空气流速v2应在5-10m/s之间,选取v2=6m/s,则支管管径D2=4qπ取D2=11mm,则v2=(4*0.000525)/(3.14*0.0112)=5.533.2.2.5孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45度,并交错排列,孔眼间距b=50mm,孔径ϕ=2mm,穿孔管长2.2m,孔眼数m=40个,则孔眼流速v为:V=4qπϕ2m=3.2.2.6风机选定每个调节池各个一台风机。采用定制小型玻璃钢轴流风机,以满足,气体量小,风压高的特点。3.2.2.7调节池的提升泵房设计流量Q=1.892m³/h=0.526L/S,一用一备;泵房高1.2米;长2.0米,宽1.2米。3.2.2.7.1水泵扬程估算:HP:排水高度1.2m;HX:吸水高度0.3m;K:管路损失系数,竖井1.1-1.5,取H=K(HP+HX3.2.2.7.2水泵计算设计管径:Qn:水泵额定流量0.01m³/s,V':经济流速0.05md=Qn900πV'=0.01流速计算:V=Qn900πd2=0.01/(900*3.14*0.0085管路阻力计算Hw=(ℎp+ℎx电机容量计算K:备用系数1.1;n:传动效率70%;N=K*rQmHm3600∗1.2n综上,水泵选取,0.00011kw的微型水泵;管径DM8.5mm。3.2.2.8加药设计已知条件:每个3小时投药一次;使用药剂为质量分数为80%的氢氧化钠溶液;废水pH值为3;废水流量为Q=1.892m³/h=0.526L/S。Q1添加氢氧化钠溶液的量Q2=Q1*(10−3-10−综上所述:每3小时添加0.284m³的质量分数为80%的氢氧化钠溶液。3.3直接接触式膜蒸馏设计计算:设计条件:采用疏水式中空纤维膜(热膜):内径1mm,外径2.4mm,壁厚0.7mm,平均孔径0.2μm,PTEE中空实壁管(冷漠):内径0.5mm,外径0.9mm,壁厚0.2mm每个膜蒸馏组件的热膜与冷膜的根数比为500:2000冷膜热膜长1m。废水停留热膜时间t=0.5hT1:料液进口温度80℃;T2:冷凝液进口温度,23.3.1单膜蒸馏组件的热膜有效面积:S=L*S1*500=1*3.14*10−2*S13.3.2单膜蒸馏组件的热膜体积:V=500*S*L=500*(0.5*10−2)*3.14*1=0.039253.3.3所需膜蒸馏组件个数(X):X*V÷0.5=1.892得X=24.1,取整25个。3.3.4产水通量(J):t:膜蒸馏时间,0.2h。Q:产水质量,163kg/0.2h。J=QA∗t=1.8915.7∗25∗0.5=0.83kg满足0.7-2.0,经济适用条件3.3.5造水比(GOR):S:膜有效面积:15.7*25,㎡;H:20摄氏度下冷凝液的蒸发焓,2451J.kg−1;Cp:液料的比热容;3250J.kg−1GOR=J∗S∗HQ∗CP∗基本满足膜蒸馏行业造水比(1.0-2.2)的行业要求。3.3.6料液加热耗能计算料液初始温度30摄氏度;加热温度后温度80摄氏度。W=(80-30)*3250*2000=3.25*1083.3.7膜蒸馏处理水质结果:详图见表6.表3.6膜蒸馏处理水质结果NaCl脱盐率CODCOD去除率色度色度去除率BODBOD去除率pH值Kg/h%mg/L%%mg/L%698%12070%10050%3070%6.53.3.8直接接触式膜蒸馏设备外框尺寸:高,1.5m;宽;2m;长2m3.3.9其他构件:采用定制耐腐蚀磁力泵;管道采用定制耐腐蚀耐高压管道;3.4反渗透装置计算:设计条件:选取聚丙乙烯中空纤维超低压大通量反渗透装置。操作压力:2.8MPa;透水率0.073m³/(m2单位体积透水量:668m³/(m3∗外径100μm,壁厚20μm,长1m。3.4.1所需聚丙乙烯中空纤维超低压膜的根数:内径r:0.08mm;L=1m;Q=1700m³。Q/((0.08*10−2)2*3.14*1)=8459.9取88460/80%=105753.4.2消耗能量:W:理论消耗能量,kW*h/m³;A:系数,等于0.000537;S:含盐废水盐度,17.68‰,计算时仅用分子数值代入式中;V:纯水的摩尔体积,等于0.018*10-3m³/mol;R:气体常数,2.31*10-6kWh/(K*mol);T:废水温度30℃,303k;W=ARTS/V=(0.000537*2.31*10-6*303*17.68)/0.018*10-3=3.692kW*h/m³由于1kWh等于3.6*106Pa*m3,故:3.692(kWh/m³)*3.6*106(Pa*m3/kWh)=13.3MPa该数值亦即该含盐废水的渗透压。实际上,在反渗透过程中,含盐废水不断提高,其相应的渗透压亦随之增大。3.4.3反渗透处理结果:详情见表7.表3.7膜蒸馏处理水质结果NaCl脱盐率CODCOD去除率色度色度去除率BODBOD去除率pH值Kg/h%mg/L%%mg/L%0.395%60%5050%1550%7左右3.4.4反渗透装置外框设计:长:2m;宽:1.8m;高:1.5m3.4.4其他构件:采用定制耐腐蚀高压泵;管件采供定制耐腐蚀耐高压管道;3.3.5各个构建物设计:详表见表8.表3.8各个构筑物尺寸调节池直接接触式膜蒸馏装置反渗透装置长/m3.222宽/m321.8高1.51.51.5第四章含盐废水的高程布置4.1高程布置原则需要计算各个构建物之间的水头损失。高程设计要与平面设计协调好,做到占地面积小。投资成本低。各构建物水头损失计算:H=H1+H2+H3H1:沿程水头损失;H2:局部水头损失;H3:构建物水头损失。设计地面高程±0.00m,含盐废水进水高程-0.3m;出水高程0.5m。调节池:调节池水头损失:0.05m;管道损失:0.1m;其他损失:0.1m;调节池最高水位=-1.2-(0.05+0.1+0.1+0.3)=-1.75m调节池:池底:-1.75;含盐废水入水口:-0.3m;液面:-0.55m;池边上端:-0.2m;水泵:支座高0.2m;水泵底0.2m;水泵高0.6m直接接触式膜蒸馏支座高:0.3m;磁力泵:底座0.3m;高0.6电热器:最低端0.6m,高1.2;膜蒸馏组件:最低端0.3m;高1.3m;外壳:最高端1.8m;反渗透装置:支座高:0.3m;反渗透元件:最低端:0.3m;高:1.3m。高压泵:低端:0.3m;高0.65m.外壳:1.8m;4.3各个构筑物高程,详见表9:表4.9各个构筑物高程(单位m)调节池水泵膜蒸馏反渗透底-1.75支座0.3支座0.3支座0.3入水口-0.3底0.3电热器低端0.6反渗透元
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