某1200MW機(jī)組的熱力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u1816某1200MW機(jī)組的熱力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)設(shè)計 125440摘要 19552第一章緒論 2235121.1原始資料 22981.3設(shè)計內(nèi)容 3155221.4設(shè)計要求 3136671.5本章小結(jié) 4339第二章設(shè)計水量的分析與確定 450862.1設(shè)計水量分析 428248進(jìn)水水質(zhì)說明 42307第三章方案設(shè)計說明 5228923.1基本設(shè)計處理思路 5273663.2工藝流程 617027第四章設(shè)計計算書 769114.1混凝 7105654.2絮凝設(shè)備 10220665-3絮凝池水頭損失計算表 13111014.3沉淀 14118924.4超濾 2066824.5活性炭吸附 24169854.6反滲透 25271894.7軟化 3010827第五章水廠平面與高程布置 33140135.1水廠平面布置 3341545.2水廠高程布置 3562655.3本章小結(jié) 3519971第六章經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 35238746.1工程投資 3540676.2運(yùn)行成本 3718197結(jié)論 409136參考文獻(xiàn) 41摘要本次設(shè)計任務(wù)是為華北地區(qū)某1200MW機(jī)組的熱力發(fā)電廠提供合格的鍋爐補(bǔ)給水，水源為本地城市污水廠的二級出水，經(jīng)過廠內(nèi)的深度處理，供給鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，現(xiàn)場內(nèi)可提供1200平米的用地，污水廠的二級出水的水質(zhì)指標(biāo)見表1；鍋爐補(bǔ)給水用水標(biāo)準(zhǔn)（見參考文獻(xiàn)）。根據(jù)原水水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)，請設(shè)計一套處理系統(tǒng)保障鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)合格。采用的系統(tǒng)為：源水→混凝→沉淀→過濾→超濾→反滲透→EDI→調(diào)節(jié)池→回用關(guān)鍵詞：鍋爐水；超濾；反滲透；EDI；常規(guī)工藝緒論1.1原始資料1.1.1設(shè)計題目城市再生水用做鍋爐補(bǔ)給水處理工藝設(shè)計1.1.2原始資料現(xiàn)在乃至未來幾十年，國內(nèi)外電力生產(chǎn)仍然會以熱力（煤、天然氣、核反應(yīng)）發(fā)電為主。全球性的水資源短缺已然成為電力生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸。城市再生水具有水量大而總量相對穩(wěn)定等優(yōu)點，以城市再生水作為電廠鍋爐補(bǔ)給水成為解決水資源短缺的重要措施之一。盡管此舉措在業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識，但目前并未得到廣泛應(yīng)用。重要原因是再生水的水質(zhì)較差，城市再生水中含有大量的鈉鹽、鎂鹽、鈣鹽離子，在經(jīng)過加熱之后會對鍋爐的熱力面帶來危害，使得熱力面被腐蝕、積鹽、結(jié)垢等，使鍋爐的傳熱效率受到阻礙，阻塞水管，直接導(dǎo)致熱面金屬的溫度過高而造成損壞，比如爆管和鼓包等情況，微生物的滋生會造成系統(tǒng)污堵，此外還會產(chǎn)生一定量的金屬腐蝕，進(jìn)而減少鍋爐的壽命。因此，做好對城市再生水的處理，確保鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行非常必要。本次設(shè)計任務(wù)是為華北地區(qū)某1200MW機(jī)組的熱力發(fā)電廠提供合格的鍋爐補(bǔ)給水，水源為本地城市污水廠的二級出水，經(jīng)過廠內(nèi)的深度處理，供給鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，現(xiàn)場內(nèi)可提供1200平米的用地，污水廠的二級出水的水質(zhì)指標(biāo)見表1；鍋爐補(bǔ)給水用水標(biāo)準(zhǔn)（見參考文獻(xiàn)）。根據(jù)原水水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)，請設(shè)計一套處理系統(tǒng)保障鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)合格。水源水質(zhì)分析結(jié)果表1-4水源水質(zhì)分析結(jié)果表Table1-4resultsofwaterqualityanalysis污染物名稱二級排放標(biāo)準(zhǔn)要求水樣實測值備注COD（mg/L）120--BOD5（mg/L）30--懸浮物（mg/L）30--動植物油（mg/L）20--石油類（mg/L）10--氨氮（以N計，mg/L）25--總磷（以P計，mg/L）3--pH6~9--陰離子表面活性劑（mg/L）5--色度（稀釋倍數(shù)）80--糞大腸菌群數(shù)（個/L）104--硬度（以CaCO3計）231氯離子（以Cl-計，mg/L）187硝態(tài)氮（NO3-）6.02）出水水質(zhì)鍋爐補(bǔ)給水用水標(biāo)準(zhǔn)。1.3設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一套處理系統(tǒng)保障鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)合格。1.4設(shè)計要求要求學(xué)生熟悉熱力發(fā)電廠給水處理工藝，具有工藝計算和CAD制圖等基本能力，具體設(shè)計要求如下：（1）文獻(xiàn)綜述：查閱相關(guān)中英文文獻(xiàn)，掌握影響鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)安全運(yùn)行的因素、處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成、污水深度處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；綜述要條理清晰，文筆流暢；（2）畢業(yè)論文包括設(shè)計說明書、設(shè)計計算書和設(shè)計圖紙。設(shè)計說明書主要內(nèi)容包括：再生水水質(zhì)和鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的所需水質(zhì)分析；鍋爐補(bǔ)給水處理工藝流程、主要設(shè)備及構(gòu)筑物的選擇依據(jù)；輔助設(shè)施及共用工程等；設(shè)計計算書主要包括水量的計算，主要構(gòu)筑物、設(shè)備的工藝設(shè)計計算及相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算；設(shè)計圖紙包括水處理站工藝流程圖、總平面布置圖、高程圖、主要構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)詳圖和主要設(shè)備裝配圖；（3）完成英語文獻(xiàn)翻譯一篇，不少于6000字。1.5本章小結(jié)本章主要對設(shè)計的一些原始資料以及具體設(shè)計任務(wù)的交代，通過對原始資料的分析，從而確定本設(shè)計的方案以及工藝流程。第二章設(shè)計水量的分析與確定2.1設(shè)計水量分析進(jìn)水水質(zhì)說明系統(tǒng)進(jìn)水為經(jīng)過深度處理并達(dá)標(biāo)排放的廢水，主要檢測指標(biāo)如下：實際檢測出水水質(zhì)為pH值為6~9；SS為30mg/L；COD為120mg/L；BOD5為30mg/m3。設(shè)計規(guī)模為1000m3/d，原水水質(zhì)分析根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)檢測的數(shù)據(jù)來分析，基本上可以確定以下幾個方面的問題：系統(tǒng)進(jìn)水中含有的懸浮物含量比較高；系統(tǒng)進(jìn)水中的COD含量比較高，超過了后續(xù)反滲透系統(tǒng)的指標(biāo)以及工藝回用水指標(biāo)；由于采用生化處理，水中的有機(jī)物、微生物及膠體含量比較高，且隨著工藝的運(yùn)行情況、污水水質(zhì)情況的變化會有較大的變化；其它的指標(biāo)需要對水質(zhì)進(jìn)行全分析，特別是系統(tǒng)的含鹽量、硬度、鐵、硫酸根以及特殊離子如鍶、鋇等，這樣才能對系統(tǒng)進(jìn)行更加系統(tǒng)的針對性設(shè)計。但是根據(jù)我公司的實際工程經(jīng)驗來分析，因為前級污水的影響以及加藥的影響，進(jìn)水的含鹽量將會比較高，對超濾裝置以及反滲透裝置將產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響。原水水質(zhì)分析結(jié)論針對于本系統(tǒng)進(jìn)水為深度處理的污水，需要從設(shè)計上、從最壞的角度上考慮并從工藝上予以預(yù)防；懸浮含量較高，超出了一般的預(yù)處理設(shè)備的進(jìn)水條件；細(xì)菌微生物將對后續(xù)的設(shè)備產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響；經(jīng)過處理達(dá)到合格排放后的污水將具有一定的色度和臭味；經(jīng)過反滲透近3倍的濃縮，反滲透濃水側(cè)應(yīng)具有比較高的結(jié)垢傾向，將不利于反滲透系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行；以上幾個水質(zhì)特點，都是不利于反滲透和后處理系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行的，因此在本系統(tǒng)的設(shè)計方案中，必須充分考慮到各個因素，充分調(diào)研，才能做好一流的系統(tǒng)設(shè)計、提供一流產(chǎn)品質(zhì)量和達(dá)到優(yōu)越的系統(tǒng)性能。第三章方案設(shè)計說明3.1基本設(shè)計處理思路針對于上述水質(zhì)分析情況，以及穩(wěn)妥的工藝流程，基本上采用如下設(shè)計處理思路：首先以最差水質(zhì)作為本系統(tǒng)的參考水質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上得出詳細(xì)的計算以及充分考慮到水質(zhì)變化后系統(tǒng)所產(chǎn)生的相應(yīng)變化；投加高效絮凝劑以凝聚懸浮物、膠體、腐殖質(zhì)、有機(jī)物以及鐵；投加殺菌劑以抑制細(xì)菌、微生物的繁殖；使用高效纖維過濾器作為第一級預(yù)處理裝置，去除泥沙、懸浮物顆粒以及對部分的有機(jī)物進(jìn)行吸附；高效纖維過濾器采用氣擦洗的方式以及定期堿洗的方式來降低系統(tǒng)的COD、BOD以及色度、濁度的含量；采用多介質(zhì)過濾器作為系統(tǒng)的第二級預(yù)處理裝置，進(jìn)一步去除系統(tǒng)進(jìn)水中的懸浮物、泥沙以及部分有機(jī)物；采用超濾膜裝置，其對細(xì)菌、微生物的截留率達(dá)到4-6log，在超濾裝置中做好在線清洗和在線消毒功能，當(dāng)超濾裝置在受到細(xì)菌污染后進(jìn)行殺菌和清洗工作；協(xié)調(diào)設(shè)計好系統(tǒng)操作壓力，特別是對預(yù)處理給水進(jìn)行恒壓控制處理，在降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的同時保障超濾裝置的安全運(yùn)行；利用超濾裝置對懸浮物、膠體、腐殖質(zhì)、有機(jī)物以及鐵膠體等進(jìn)行去除，特別是對微生物也進(jìn)行截留，在降低預(yù)處理各成分含量的同時，大大提高反滲透裝置運(yùn)行的安全性；超濾裝置采用濃水循環(huán)，提高超濾膜的抗污染性能；增加活性炭過濾器裝置，對超濾產(chǎn)水中的有機(jī)物、水池內(nèi)的灰塵、游離氯進(jìn)行吸附，保障反滲透膜元件的安全；同時大大降低預(yù)處理產(chǎn)水的濁度、色度，以滿足工藝用水的要求；投加高效阻垢分散劑以加強(qiáng)對鐵、硅、有機(jī)物的分散作用和控制濃水側(cè)LSI指數(shù)；特別是當(dāng)水質(zhì)發(fā)生變化的時候保障反滲透的安全；采用阻垢劑依據(jù)流量自動投加以最大限度地降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用；高壓泵采用高低壓保護(hù)的控制方式，在提高系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)的同時，最大限度地保障系統(tǒng)的安全；反滲透裝置采用一級一段的排列方式，同時為了最大限度地提高進(jìn)水的水利用率，反滲透裝置設(shè)置了濃水循環(huán)；采用鈉離子軟化器作為后處理裝置，將反滲透產(chǎn)水中的剩余硬度進(jìn)一步去除，使硬度達(dá)到小于0.03meq要求處理，符合鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求；系統(tǒng)采用PLC+上位機(jī)的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的全自動控制，大大提高系統(tǒng)的操作自動化程度以及最大限度地保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。3.2工藝流程綜上所述，本系統(tǒng)采用如下工藝流程：源水→混凝→沉淀→過濾→活性炭吸附→超濾→反滲透→EDI→調(diào)節(jié)池→回用。

設(shè)計計算書4.1混凝4.3.1混凝機(jī)理混凝是指通過某種方法(如投加化學(xué)藥劑)使水中膠體粒子和微小懸浮物聚集的過程，是水和廢水處理工藝中的一種單元操作?；炷叟c絮凝兩種過程。把能起凝聚與絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑。凝聚主要指膠體脫穩(wěn)并生成微小聚集體的過程，絮凝主要指脫穩(wěn)的膠體或微小懸浮物聚結(jié)成大的絮凝體的過程。影響混凝效果的主要因素:(1)水溫:水溫對混凝效果有明顯的影響。(2)pH:對混凝的影響程度，視混凝劑的品種而異。(3)水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度。(4)水力條件。大顆粒懸浮物易于在重力作用下自然下沉，而粒徑微小的懸浮物和膠體雜質(zhì)能在水中長期保持分散游離狀態(tài)，水體呈現(xiàn)出渾濁狀態(tài)。投入的混凝劑是一種電解質(zhì)，它的水解產(chǎn)物與膠體雜質(zhì)通過壓縮雙電層、電性中和及吸附架橋等作用，使膠體顆粒脫穩(wěn)，聚合并相互粘接，最后形成較大的絮凝體沉淀去除。4.3.2混凝劑的選擇及其投藥混凝是指水中膠體顆粒及微小懸浮物的聚集過程，在混凝過程中能起絮凝和凝聚的作用物質(zhì)稱為混凝劑?；炷齽┲饕糜谏铒嬘盟膬艋凸I(yè)廢水，特殊水質(zhì)的處理(如含油污水，印染造紙污水、冶煉污水，含放射性特質(zhì)，含Pb,Cr等毒性重金屬和含F(xiàn)污水等)。常用混凝劑種類較多，溫度對水處理的影響較小，根據(jù)混凝試驗結(jié)果，本設(shè)計混凝劑采用聚合氯化鋁（PAC）。聚合氯化鋁以鋁灰或含鋁礦物作為原料。在相同水質(zhì)下其投加量比硫酸鋁少，且受水的PH值影響小。投藥方法投藥方法可分為干投法和濕投法兩種，本設(shè)計采用濕投法。濕投法易與源水充分混合，不易阻塞入口，投藥量準(zhǔn)確，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，管理方便，投量也易于調(diào)節(jié)。藥劑→溶解池→溶液池→計量投加設(shè)備→混合計量投加設(shè)備計量投加設(shè)備采用計量泵投加，泵在藥液池內(nèi)直接吸取藥液打入壓力水管內(nèi)，定量投加，不受壓力管壓力所限。4.3.3投藥設(shè)備及構(gòu)筑物尺寸計算溶液池及溶解池容積溶液池容積：W1=式中Q——處理水量(m3/h)，Q=1000m3/d=41.7m3/h=0.012m3/s；u——混凝劑最大投量(mg/L)，取40mg/L；b——溶液濃度，混凝劑溶液采用15%；n——每日調(diào)制次數(shù)，取3次。則W1=1(m3)為了保證正常溶藥，溶液池設(shè)置2個，每個容積1m3，一備一用。其形式采用矩形，平面尺寸為1.0m×1.0m，有效高度取1.0m，超高采用0.3m，沉渣高0.1m，池子實高1.4m。底部坡度采用20‰，放空時間設(shè)計為10分鐘，則放水流量q0=1.00/600=0.006m3/s，選用150mm排渣管兩根，查表知v=0.57m/s，1000i=4.69。溶液池采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁須進(jìn)行防腐處理。溶解池容積：W2=0.3W1=0.3×1.00=0.3(m3)溶解池底部坡度采用20‰，平面尺寸為1.00×0.30m，有效高取1.00m，超高采用0.30m，池子實高1.30m。溶液采用計量泵投加對投加設(shè)備的基本要求是：投量準(zhǔn)確且能隨時調(diào)節(jié)，設(shè)備簡單，工作可靠，操作方便。按8小時投加，則投量為W1/8=1.00/8=0.125m3/h，本設(shè)計選用J-Z630/1.6計量泵四臺，二用二備。表5-1J-Z400/2.5型柱塞計量泵Table5-1J-Z400/2.5pistonmeteringpump型號流量(L/h)推出壓力(MPa)泵速(次/min)電動機(jī)功率(kW)進(jìn)、出口直徑(mm)重量(kg)J-Z630/1.66300.8-1.61261.525263表5-2J-Z400/2.5型柱塞計量泵外形及安裝尺寸(mm)Table4-2shapeandmountingdimensionsofJ-Z400/2.5pistonmeteringpump型號DNDD1h1h2lLBJ-Z630/1.625115852452451008207加藥間布置加藥間布置原則如下：（1）加藥間與藥庫合并布置；（2）加藥間位置應(yīng)盡量靠近投加點，加藥間布置應(yīng)兼顧電器、儀表、自控等專業(yè)的要求；（3）本設(shè)計加藥間布置成一字形；（4）攪拌池邊設(shè)置排水溝，四周地面坡向排水溝；（5）加藥管管材采用硬聚氯乙烯管；（6）加藥間內(nèi)保持良好的通風(fēng).。藥庫布置藥劑堆放面積A，倉庫面積A′，兩者關(guān)系為A′=K·A（5-2）式中K——通道系數(shù)，取1.10；A=u——混凝劑最大投量(mg/L)，取40mg/L；Q——處理水量，Q=1000m3/d；γ——PAC容重(kg/m3)，1.69kg/m3；T——存放藥劑用量時間(天)，取30天；H——堆放藥劑高度(m)，取1.5m；c——藥劑有效含量(%)，95%；p——孔隙率(%)，30%。則A=40×1000×30/1.69×1.5×95%(1-30%)×106=7.1(m2)所以A′=1.15×7.1=8.2(m2)取10m2倉庫平面尺寸采用2.00m×5.00m4.3.4混合設(shè)備設(shè)計常用混合設(shè)備常用混合設(shè)備包括水泵混合、管道混合和管道靜態(tài)混合。設(shè)計選擇本設(shè)計選用靜態(tài)混合器，該混合器是利用管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定式分流板，使水流形成分流、交流和渦漩，以達(dá)到混合效果。它具有擴(kuò)散速度大的最大特點，能造成兩種不同介質(zhì)在瞬間內(nèi)達(dá)到快速有效混合的效果，其所需能量可由水流本身提供，它具有劇烈、快速、均勻等特點，且靜態(tài)混合器投資低，安裝容易，不需經(jīng)常維修，而且混合效果顯著。進(jìn)水管布置兩條，單管流量Q=0.98/2=0.49m3/s=1764m3/h，管道內(nèi)流速為0.8~1.0m/s，一級泵房距絮凝池應(yīng)小于120m，選用DN1000mm，流速為0.98m/s，1000i=0.93，投藥管道內(nèi)的沿程與局部水頭損失之和不應(yīng)大于0.3~0.4m。h==0.1184×2×0.492/1.04.4=0.05(m)<0.3~0.4m滿足要求。選擇SX型靜態(tài)混合器，其內(nèi)部單元由相互交叉的橫條組成，橫條與管殼的軸線成45度，根據(jù)水量及進(jìn)水管管徑選用SX-175/700型靜態(tài)混合器，DN=1000mm，Q=666-2010m3/h，L=2000mm。4.2絮凝設(shè)備4.4.1反應(yīng)池的設(shè)計要求（1）反應(yīng)池的流速一般按由大逐漸變小來設(shè)計；（2）為了確保沉淀池的沉淀效果，要有足夠的反應(yīng)時間T（10~30min），并控制反應(yīng)速度，使其平均速度梯度G介于10~75S-1，使GT值介于104~105之間，以保證反應(yīng)過程的充分和完善；（3）反應(yīng)池與沉淀池一般合建，避免已形成的絮凝體在水流經(jīng)連接管渠時被破壞；（4）低濁水缺乏凝聚核心，可以把沉淀下來的一部分泥渣連續(xù)的流回混合池入口，以促進(jìn)反應(yīng)過程；（5）為使絮凝不致被破壞或沉淀，反應(yīng)池內(nèi)流速必須加以控制。4.4.2反應(yīng)池的計算設(shè)計水量設(shè)計水量計算公式如下所示：Q=1.05Qd=1000×1.05=1050m3/d=43.75m3/h=0.012m3/s；=式中Q1——單池設(shè)計水量（m3/h）Q——水廠處理水量（m3/d）n——池數(shù)（個）設(shè)計中采用兩座絮凝池，則每個絮凝池設(shè)計水量：Q1=1050/24×2=21.87m3/h=0.006m3/s設(shè)計計算絮凝池有效容積V=QT（5-5）式中V——單池設(shè)計水量（m3/h）Q——設(shè)計處理水量（m3/h）T——絮凝時間（min）設(shè)計中取T=20minQ1=43.75×20/60=14.58m3取有效水深2.0m，池寬取2.0m絮凝池長度式中L——絮凝池有效長度（m）H——絮凝池有效水深（m）B——絮凝池寬度（m）設(shè)計中取超高0.3m，H=2.0m，B=2.0mL=14.58/2.0×2.0=3.6(m)隔板間距流速分四段：v1=0.5m/sv2=0.4m/sv3=0.3m/sv4=0.2m/s式中a1——第一段隔板間距（m）Q1——單池處理水量（m3/h）v1——第一段內(nèi)流速（m/s）H——池內(nèi)水深（m）設(shè)計中取v1=0.5m/s，H=2.0m=0.324m設(shè)計中a1=0.5m，實際流速v1=0.324m/sa2=0.6m，實際流速v2=0.270m/sa3=0.8m，實際流速v3=0.203m/sa4=1.2m，實際流速v4=0.135m/s各段隔板條數(shù)分別為2、1、1和1。則池子長度：L1=2a1+1a2+1a3+1a4=3.6m隔板厚按0.2m計，則池子總長：L=3.6+0.2(5-1)=4.4m水頭損失計算式中——第i段廊道內(nèi)流速（m/s）；——第i段廊道轉(zhuǎn)彎處流速（m/s）；——第i段廊道水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；——隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)，往復(fù)式取3，回轉(zhuǎn)式取1；——第i段廊道總長度，（m）；——第i段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃剑╩）；——流速系數(shù)，隨水力半徑和池底、池壁粗糙系數(shù)n而定，按曼寧公式計算。=a1H/a1+2H=0.32C1=R11/6/n=63.37其他段計算結(jié)果得：0.4065.824333.250.5168.604703.380.7272.755291.84廊道轉(zhuǎn)彎處過水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面面積的1.2~1.5倍，按1.3倍計算，則各段轉(zhuǎn)彎處流速：各段轉(zhuǎn)彎處流速：V1=0.385,V2=0.308,V3=0.231,V4=0.154各段廊道長度為：各廊道轉(zhuǎn)彎處寬度分別為0.65m、0.78m、1.04m、1.56m。L1=6×(15-0.65)=84.1其余各段長度為：=71.1m69.8m67.2m。5-3絮凝池水頭損失計算表Table5-3calculationofheadlossinflocculationtank段數(shù)1284.10.320.38563.374015.760.452271.10.400.30865.824333.250.273169.80.510.23168.604703.380.164167.20.720.15472.755291.840.06合計0.94GT值計算水溫20℃時，水的動力粘滯系數(shù)μ=1.029×Pa·s，速度梯度G為(s-1)此值介于~范圍內(nèi)，滿足要求。進(jìn)水管每組絮凝池單獨(dú)設(shè)置進(jìn)水管，采用DN＝1000mm鋼管，v=1.02m/s，1000i=1.01。反應(yīng)池排泥反應(yīng)池底部設(shè)五條穿孔排泥管，管徑為200mm，此穿孔排泥管兼作反應(yīng)池的放空管。經(jīng)反應(yīng)池底部的穿孔排泥管排至排泥渠，B=800mm，H=1000mm。圖5-1隔板絮凝池草圖Fig.5-1sketchofflocculationtankofbaffleplate4.3沉淀4.5.1設(shè)計計算絮凝池設(shè)獨(dú)立的2座，故沉淀池與之相對應(yīng)，設(shè)2座。采用平流沉淀池，每座設(shè)計流量為q=0.006m3/s。按沉淀時間和水平流速計算方法計算。沉淀時間取T=2.0h，平均水平流速取v=11mm/s。4.5.2沉淀池尺寸計算1）池平面面積F（㎡）為：為配合絮凝池，所以沉淀池寬度與絮凝池寬度一致為2m2）沉淀池寬L（m）為：4）沉淀池的實際有效水深為：取超高0.3m，則池深2.3m5）尺寸校核：長寬比：L/B=21.87/2=10.93＞4，符合條件長深比：L/H’=21.87/2=10.93＞10，符合條件。在沉淀池的中間設(shè)1道隔墻，每道厚度為200mm，將沉淀池分為4格6）水力半徑：弗勞德數(shù)（Fr）和雷諾數(shù)（Re）校核：4.5.3沉淀池的進(jìn)水設(shè)計進(jìn)水采用穿孔墻布置，混凝沉淀池其穿孔流速一般為0.08~0.10m/s。盡量做到在進(jìn)水?dāng)嗝嫔纤鞯木鶆蚍植?，避免已形成的絮體破碎。單座池墻長2m，墻高2.3m，有效水深2.0m。根據(jù)設(shè)計手冊：當(dāng)進(jìn)水端用穿孔配水墻時，穿孔墻在池底積泥面以上0.3～0.5m處至池底部分不設(shè)孔眼，以免沖動沉泥。本設(shè)計采用0.5m。單個孔眼的面積：孔眼尺寸考慮施工方便，孔眼采用15cm*18cm。A=0.15*0.18=0.027㎡2）孔眼總面積：孔眼流速采用V0=0.10m/s，孔眼總數(shù)n：孔眼實際流速為：4.5.4沉淀池出水系統(tǒng)沉淀池的出口布置要求在池寬方向上均勻集水，并盡量潷取上層澄清水，減小下層沉淀水的卷起，目前采用的辦法多為采用指形槽出水。1）指形槽的個數(shù)：N=1個2）指形槽的中心距：3）指形槽中的流量：考慮到池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：指形槽的尺寸：槽寬為：取堰上負(fù)荷為350m3/(m·d)（一般為120—480m3/(m·d)），則指形槽長度為：式中：L—指形槽長mQ1—沉淀池處理水量m3/dB—沉淀池寬mq—設(shè)計單位堰寬負(fù)荷m3/(m·d)（一般為120—480m3/(m·d)）10個指形槽，雙側(cè)進(jìn)水，每根槽長11.25m，取12m。起點槽中水深：終點槽中水深：為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一為0.40m。槽的高度：集水方法采用鋸齒三角堰自由出流方式，跌落高度取0.07m，堰口上水頭取0.05m，故槽的高度為：三角堰的計算：每個三角堰的流量q1，堰上水頭取H'=0.075m，則：三角堰的個數(shù)：三角堰的中心距：集水槽的設(shè)計：集水槽的槽寬：起點槽中水深：終點槽中水深：為便于施工，槽中水深統(tǒng)一取1.0m。自由跌水高度取0.07m，超高取0.5m，則集水槽的總高度為：沉淀池出水管：假設(shè)取出水管流速v3=0.9m/s（一般0.6-1.0m/s），得D=(4Q/(v3π))1/2=832mm，本設(shè)計起出水管管徑DN=900mmV3=4Q/（πD2）=0.77m/s。故，取出水管管徑DN800mm，流速為0.956m/s。9）沉淀池放空管式中：d放空管管徑（m），t放空時間（s），一般不超過6h，本設(shè)計取3h。本次設(shè)計取放空管管徑DN7004.5.5沉淀池排泥系統(tǒng)排泥是否順暢關(guān)系到沉淀池凈水效果，當(dāng)排泥不暢、泥渣淤積過多時，將嚴(yán)重影響出水水質(zhì)。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和機(jī)械排泥。機(jī)械排泥具有排泥效果好、可連續(xù)排泥、池底結(jié)構(gòu)簡單、勞動強(qiáng)度小、操作方便可以配合自動化等優(yōu)點。故本設(shè)計采用虹吸式機(jī)械排泥。虹吸式機(jī)械排泥的設(shè)計：采用SXH型虹吸式吸泥機(jī)，軌距L=16000mm。1）每池干泥量：2）污泥量：3）吸泥機(jī)往返一次所需要的時間：如下圖所示：圖5-2平流沉淀池草圖Fig.5-2sketchofinclinedpipesedimentationtank4.4超濾4.4.1超濾技術(shù)介紹超濾是應(yīng)用最為廣泛的膜技術(shù)之一，也是預(yù)處理過濾精度最高的膜品種，其過濾精度非常高，過濾孔徑為20?-2000?（0.02-2um），超濾膜是在一種高分子材料上通過工藝的手段做成孔徑很小的微孔。由于孔徑做得非常地小，所以超濾設(shè)備不僅可以有效地去除微生物、膠體、懸浮物顆粒，還可以有效地去除細(xì)菌、病毒以及熱源。目前，在反滲透水處理工藝上，超濾多用于以地表水、工業(yè)廢水為進(jìn)水的反滲透設(shè)備上，作為其預(yù)處理裝置。同時超濾也用在一些去除有機(jī)物、膠體以及熱源的場合，但一般前面采用小于100um的微孔過濾器作為其預(yù)處理設(shè)備，以防止超濾裝置產(chǎn)生機(jī)械顆粒性污堵。由于超濾材料為高分子材料，具有比較強(qiáng)的耐腐蝕性能，因此在實際使用過程中可以進(jìn)行在線的化學(xué)清洗處理。采用錯流過濾能緩解超濾膜污染的速度，這是中空纖維超濾膜在處理地表等污水的顯著的自清潔性能，而外壓式超濾膜則沒有這樣的特點，因無法及時地取出污染物，因此多般是建議采用全量過濾。對于本系統(tǒng)，采用錯流過濾是比較務(wù)實和可靠的，為了提高水的利用率，排放的廢水可以專門處理后再回流到原水系統(tǒng)。4.4.2超濾長期運(yùn)行運(yùn)行的條件超濾作為一種過濾精度最高的預(yù)處理設(shè)備，對原水中有機(jī)污染物、膠體污染物、懸浮污染物等具有非常高的截流效果，正是因其具有非常優(yōu)越的特性，因此其對其進(jìn)水也有一定的要求和長期穩(wěn)定運(yùn)行的條件：進(jìn)水小于100um的預(yù)處理過濾。進(jìn)水壓力在額定運(yùn)行壓力以內(nèi)；反洗壓力在額定壓力以內(nèi)。自動、頻繁地自身清理。4.4.3超濾元件選型超濾元件的選型一般要注意幾個方面的選擇：截留分子量的選擇，截留分子量大，則產(chǎn)水量大，操作壓力低。截留分子量小，則產(chǎn)水量小，操作壓力高；運(yùn)行壓力的選擇，低的操作壓力將降低系統(tǒng)的能耗，也能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；反洗壓力的選擇，耐比較高壓力的反洗，將有利于提高超濾的安全性能；膜材料具有比較強(qiáng)的抗污染性能如PVDF、聚醚砜等；采用內(nèi)壓式時沖洗時比較徹底。較為保守的膜通量將有助于系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行?；谝陨蠋c要求，本系統(tǒng)選擇的超濾元件的性能如下：截留分子量10萬道爾頓左右，對細(xì)菌、微生物及膠體的去除率比較高；較低的操作壓力在30psi（2.1bar）以內(nèi)；反洗壓力在40psi（2.8bar）左右；超濾膜選用立式單根的形式，每根膜都有單獨(dú)的閥門，在拆卸時不影響其它膜元件的運(yùn)行。4.4.4超濾膜選擇綜上所述，系統(tǒng)超濾膜元件采用美國KOCH公司生產(chǎn)的V1072-35-PMC型號的膜組件。該超濾膜由親水性的聚醚砜的中空纖維組成的，每一根超濾膜元件由數(shù)千根中空纖維組成的纖維束，膜元件長度為1.5米，其有效過濾面積為80.9m2，截留分子量為100，000道爾頓，原水是在中空纖維的內(nèi)部從一端流向另一端，而產(chǎn)水則是在原水流經(jīng)膜的過程中逐漸由內(nèi)壁向外壁透過（稱為內(nèi)壓式）收集后從產(chǎn)水端排出。4.4.5美國KOCH公司V1072-35-PMC膜組件特性膜型號：V1072-35-PMC超濾膜材質(zhì)：聚砜超濾膜結(jié)構(gòu)：完全不對稱楔型膜結(jié)構(gòu)特點：完全不對稱楔型膜結(jié)構(gòu)，與進(jìn)水接觸的一側(cè)膜結(jié)構(gòu)致密，而與透過液接觸側(cè)膜結(jié)構(gòu)疏松，呈現(xiàn)楔型（倒喇叭口）形狀。這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于：污染只沉積于膜的表面，不會深入至膜孔，堵塞膜。由于污染物在膜的表面，反洗時極容易將沉積物洗下來，保持膜原來的通水性能，即產(chǎn)水量的恢復(fù)極佳，膜的使用壽命長。越濾膜過濾方式：內(nèi)壓式4.4.6親水性聚醚砜超濾膜的優(yōu)點機(jī)械強(qiáng)度好抗污染能力強(qiáng)親水性強(qiáng)可恢復(fù)性強(qiáng)，不易被堵塞，產(chǎn)水量不隨時間下降出水水質(zhì)SDI可小于2.0，優(yōu)于其它的超濾膜4.4.7膜組件的計算系統(tǒng)中超濾膜元件的水通量為50L·m2/h，膜元件的數(shù)量如下：設(shè)備名稱數(shù)量產(chǎn)水量回收率總產(chǎn)水總進(jìn)水超濾2套50噸/小時92%100噸/小時108噸/小時超濾膜面積80.9m2超濾水通量50L·m2/h所以，單套超濾裝置生產(chǎn)50噸/小時的產(chǎn)水，需要的膜元件的數(shù)量如下：（50×1000）÷（80.9×50）=12.36支，因此單套超濾裝置選用12支膜面積為80.9m2的科氏KOCH超濾膜元件V1072-35-PMC。4.4.8超濾裝置配置綜上所述，單套超濾裝置選用12只由科氏KOCH公司生產(chǎn)的中空纖維超濾膜V1072-35-PMC，以12只膜為一個運(yùn)行單元共2個單元，每個單元最低產(chǎn)水量為50m3/h（反洗和正洗時需要消耗掉近10噸水，超率回收率92%），正常運(yùn)行時，2個單元同時并列運(yùn)行，在設(shè)定的時間內(nèi)，依次進(jìn)行順序反洗，在生產(chǎn)出高質(zhì)量的預(yù)處理產(chǎn)水的同時，也對超濾膜本身進(jìn)行有效地自身沖洗和清洗。同時為了防止超濾裝置進(jìn)水中出現(xiàn)顆粒性物質(zhì)污堵超濾膜，因此，在超濾進(jìn)水母管上設(shè)置一個管道過濾器，過濾器襯塑，法蘭連接，設(shè)置了視鏡和派無閥。4.4.9超濾膜運(yùn)行說明本系統(tǒng)可以根據(jù)水質(zhì)情況來確定運(yùn)行及反洗的時間，由于采用了濃水循環(huán)的模式，因此，與全量過濾相比，運(yùn)行周期將大大延長。初步設(shè)定為每運(yùn)行40分鐘反洗30秒的方式進(jìn)行運(yùn)行。同時，為了防止細(xì)菌、微生物的過量累積，系統(tǒng)每運(yùn)行36-60小時進(jìn)行一次加藥反洗來徹底去除污染物的累積，保持超濾膜元件的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。反洗加藥的藥品可選擇HCL、NaHCLO以及非氧化性殺菌劑等。4.4.10超濾裝置的其它配置及產(chǎn)水指標(biāo)每套超濾裝置安裝在一個單獨(dú)的支架上，呈2組并列運(yùn)行方式，每一組超濾裝置除配備必要的閥門、管件以外，還配備流量計如產(chǎn)水流量計、濃水流量計、反沖洗流量計，以能準(zhǔn)確地判斷超濾裝置的安全運(yùn)行。經(jīng)過超濾裝置處理的水，各項指標(biāo)基本如下：物質(zhì)去除率ColloidalSilica膠體硅99.0%ColloidalIron膠體鐵99.0%ColloidalAluminum膠體鋁99.0%Turbidity濁度<0.1NTUSuspendedSolids懸浮物100%TotalOrganicCarbon總有機(jī)碳*約30.0%Microorganisms微生物99.999%SDI-SiltDensityIndex<3.0*TOC截留值是近似值，具體由有機(jī)物的來源來決定。經(jīng)過科氏超濾膜處理的水，其產(chǎn)水濁度幾乎等于零，污染指數(shù)小于3.0，膠體的含量也非常地低，能充分地保護(hù)反滲透長期穩(wěn)定運(yùn)行。4.4.11超濾裝置綜述綜上所述，單套超濾裝置選用12只（總共24只）由科氏KOCH公司生產(chǎn)的中空纖維超濾膜V1072-35-PMC，以12只膜為一個運(yùn)行單元共2個單元，每個單元最低產(chǎn)水量為50m3/h（反洗和正洗時需要消耗掉近10噸水，超率回收率92%），正常運(yùn)行時，2個單元同時并列運(yùn)行，在設(shè)定的時間內(nèi)，依次進(jìn)行順序反洗，在生產(chǎn)出高質(zhì)量的預(yù)處理產(chǎn)水的同時，也對超濾膜本身進(jìn)行有效地自身沖洗和清洗。超濾裝置采用全自動運(yùn)行方式，基本上設(shè)置為運(yùn)行40分鐘，反沖洗30秒，反洗水由超濾產(chǎn)水提供，反洗壓力由反洗泵提供，反洗泵采用變頻運(yùn)行方式，最大限度地防止水錘現(xiàn)象對超濾膜元件產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。超濾裝置同超濾產(chǎn)水箱連鎖，當(dāng)處于高液位時，超濾裝置停止運(yùn)行。超濾裝置配備就地電磁閥控制箱和就地清洗+殺菌系統(tǒng)，當(dāng)超濾在經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后，其產(chǎn)水量低于系統(tǒng)設(shè)定值時，利用清洗系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗以恢復(fù)超濾裝置的過濾性能。根據(jù)污染的情況，清洗液或殺菌液可選用常規(guī)化學(xué)藥品，也可選用專用清洗劑。4.5活性炭吸附多活性炭過濾器是利用活性炭強(qiáng)大的表比面積對水中的物質(zhì)進(jìn)行吸附，主要去除懸浮物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、色度、游離氯等，由于特別大的表比面積，因此其吸附懸浮物質(zhì)、有機(jī)物的量比較大，同時對游離氯的吸附能達(dá)到100%，因此在一些有機(jī)物、懸浮物和游離氯的系統(tǒng)進(jìn)水中，使用活性炭過濾器作為系統(tǒng)的處理設(shè)備?；钚蕴窟^濾器作為系統(tǒng)的主要的處理設(shè)備，在系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用：具有吸附有機(jī)物、懸浮物的功能，延長精密過濾器濾芯的使用周期，保護(hù)反滲透裝置不受到有機(jī)物的污染；具有100%吸附游離氯的功能，保護(hù)反滲透膜元件不受到氧化性物質(zhì)的破壞；其產(chǎn)水濁度在0.5NTU以下。40-70目石英砂過濾粉塵40-70目石英砂過濾粉塵4.5.1活性炭過濾器配置本系統(tǒng)配置2臺活性炭過濾器，過濾器直徑為2500mm，過濾器過濾面積5m2，過濾濾速12m/h，單臺產(chǎn)水量60m3/h，并列運(yùn)行時，最大產(chǎn)水量能達(dá)到120m3/h?；钚蕴窟^濾器材質(zhì)碳鋼襯膠。同時配置本體閥門、壓力表組件及取樣組件。4.5.2活性炭過濾器濾料及布水形式過濾器內(nèi)填1600mm高度的活性炭；過濾器內(nèi)填600mm高度的石英砂濾料作為墊層，截留粉塵等雜質(zhì)；布水裝置采用多孔板+濾帽布水形式；正洗時的布水更均勻；反洗更徹底；出水的品質(zhì)更高，滿足RO裝置的進(jìn)水水質(zhì)要求。4.6反滲透4.6.1反滲透原理反滲透膜元件的主要脫鹽部分的機(jī)理類似于半透膜，能對水中的離子具有選擇透過性，如下圖所示：在自然狀態(tài)下，半透膜（反滲透膜）選擇透過溶劑（水）由低濃度側(cè)向高濃度側(cè)進(jìn)行自然滲透，在形成一定的滲透壓差下達(dá)到自然滲透平衡；當(dāng)在高濃度側(cè)施加外界壓力時，高濃度側(cè)的溶劑克服自然滲透壓和自然液位高度差而使水分子由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)進(jìn)行逆向滲透。4.6.2反滲透膜過濾屬于橫流過濾的范疇反滲透膜分離系統(tǒng)的運(yùn)行方式與傳統(tǒng)的過濾系統(tǒng)完全不同。傳統(tǒng)的過濾系統(tǒng)在運(yùn)行時，水全部通過過濾器的濾層，在截污能力降低到一定限度時，依靠設(shè)備的反沖洗操作將截留下來的污染物從濾層中除掉。而反滲透系統(tǒng)在運(yùn)行時則是原水中的一部分水流沿與膜表面垂直的方向透過膜，同時另外未透過的部分水流則沿著與膜表面平行的方向流過，在工藝上屬于橫流過濾的范疇。下圖是膜元件在運(yùn)行過程中的過濾、滲透過程：4.6.3設(shè)計優(yōu)良反滲透透系統(tǒng)能完成良好的自身清理過程在反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水的過程中，在有水流垂直透過反滲透膜時，此時原水中的鹽類和其它膠體污染物也勢必受給水的凈壓作用將被濃縮于膜表面，與此同時所剩下的另外部分未透過的水流則沿于膜表面平行的方向?qū)⒈粷饪s在膜表面的污染物帶走。也就是說，一個設(shè)計優(yōu)良的反滲透系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠在正常運(yùn)行的同時完成良好的自身清理過程。4.6.4較好的橫向流速能能有效地控制反滲透系統(tǒng)的污染速度工程實踐表明，為有效地控制反滲透系統(tǒng)在適用過程中的污染速度，選擇適宜的水通量及分離過程中的橫向流速是十分重要的。過高的水通量設(shè)計將使膜污染的速度呈指數(shù)變化趨勢上升，而膜系統(tǒng)若采用較高的橫向流速設(shè)計則可增加膜系統(tǒng)運(yùn)行時水流的湍流程度，從而減少已進(jìn)入膜系統(tǒng)內(nèi)的顆粒物質(zhì)在膜表面的沉淀或在隔室空隙處的堆積。另外，由于系統(tǒng)采用了較高的橫向流速，因此提高了膜表面的高濃度鹽份向主體水流擴(kuò)散的速度，進(jìn)而減少了難溶物質(zhì)沉淀在膜表面的危險。4.6.5較好的膜選擇和膜性能能有效地控制系統(tǒng)的污染除上述抗污染措施以外，有效地增加膜面積，降低單只膜元件的水通量也能夠有效地提高系統(tǒng)的抗污染性能，但關(guān)鍵的因素還是膜性能的好或差，膜本身有效的抗污染性能是本質(zhì)的。因此在本反滲透系統(tǒng)設(shè)計中，抗污染、抗污堵型設(shè)計是整個設(shè)計的主題，根據(jù)國內(nèi)外多個工程項目經(jīng)驗表明，合理的預(yù)處理對系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用，但反滲透裝置本身的抗污堵性設(shè)計也是提高系統(tǒng)抗污染、污堵的重要措施之一。4.6.6反滲透裝置性能指標(biāo)綜合系統(tǒng)情況，本著有利于系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的宗旨，我公司對反滲透裝置做如下設(shè)計：了能滿足一級反滲透產(chǎn)水達(dá)到系統(tǒng)用水要求，本系統(tǒng)選用了性能優(yōu)異的高脫鹽率復(fù)合膜，選用CSM公司生產(chǎn)的RE8040-FR，在225psi，2000ppm的NaCL溶液測試中，穩(wěn)定脫鹽率達(dá)到99.5%，產(chǎn)水量達(dá)到11000gpd，由于采用的測試標(biāo)準(zhǔn)比實際運(yùn)行的條件要嚴(yán)格，因此在實際的運(yùn)行過程中，在設(shè)定的操作壓力條件下，就有可能超過所標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)測試值。性能優(yōu)異的高脫鹽率復(fù)合膜是系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的保證，也是系統(tǒng)在一級反滲透的運(yùn)行配置情況下能長期滿足系統(tǒng)用水水質(zhì)要求的根本保證。（1）增加膜面積以提高反滲透的抗污染性能增加膜面積可以降低單只膜的產(chǎn)水量，降低水通量，從而增加反滲透的抗污染性能。本系統(tǒng)單套產(chǎn)水量為30m3/h，采用36只膜元件，單只膜元件平均產(chǎn)水量為0.83m3/h，平均水通量為22L/m2h，在膜元件的安全范圍之內(nèi)。（2）使用性能優(yōu)越的MEMSHELL壓力容器膜元件是安裝在壓力容器中而形成膜組件，可以形象地說，膜元件好比一個人的“大腦”，而壓力容器則是保護(hù)“大腦”的“腦殼”，壓力容器性能的好壞，將是膜元件能否得以安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。Memshell壓力容器為環(huán)氧樹脂玻璃鋼/纖維纏繞加工而成，外表面為白色高亮度聚脂漆，具有極好壓力穩(wěn)定性和極低的整體膨脹系數(shù)，經(jīng)過大量的工程實踐證明樂普壓力容器具有優(yōu)良的性能，完全能滿足反滲透裝置中膜元件運(yùn)行的各種要求。本系統(tǒng)單套配置6根壓力容器中，呈一級一段并列排列，每根壓力容器中安裝6根膜元件，壓力容器型號為80A30-6W，壓力容器為6芯裝，材質(zhì)為玻璃鋼。（3）合理的膜元件排列能提高抗污染性能一級一段并列排列能有效地提高膜元件的濃水橫向流速，這樣就能最大限度地防止反滲透膜元件有機(jī)物的污染不均衡（主要對第一段的污染，引起第一段壓力差的增加，從而影響第二段的靜驅(qū)動壓力），通過計算機(jī)的模擬計算，一級一段的排列是最佳排列，和其他運(yùn)行排列方式相比能降低系統(tǒng)操作在0.5bar左右，能有效地降低系統(tǒng)運(yùn)行中的段與段之間的壓差，從而能最大限度地降低膜元件兩側(cè)的壓力差，盡最大可能性地增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。（4）用RO產(chǎn)水自動置換濃水側(cè)濃水以提高抗污染性能系統(tǒng)進(jìn)水側(cè)設(shè)置沖洗電動閥以及濃水電動排放閥，在反滲透裝置停用時用反滲透產(chǎn)水來置換膜元件內(nèi)的濃水，防止停用后無機(jī)鹽、有機(jī)物、膠體等雜質(zhì)在膜元件內(nèi)沉淀，最大限度地提高反滲透裝置的抗污染性能。（5）反滲透裝置描述經(jīng)過過濾和投加阻垢劑后的預(yù)處理產(chǎn)水進(jìn)入高壓泵，由高壓泵升壓后進(jìn)入反滲透裝置，65%的預(yù)處理產(chǎn)水進(jìn)入反滲透裝置透過膜元件進(jìn)入產(chǎn)水箱；98%以上的無機(jī)鹽、有機(jī)物、膠體被截留并隨35%未透過水經(jīng)濃水管道排放。工藝要求單套反滲透裝置出力為30m3/h，脫鹽率≥98%，水回收率65%，為達(dá)到上述工藝要求，設(shè)計裝置為：6芯膜管成一級一段排列還不能滿足水回收率65%的要求，為使反滲透裝置回收率不超過65%，系統(tǒng)設(shè)置了濃水回流裝置，使得裝置回收率不高于50%，從而保證RO膜元件的設(shè)計通量和回收率小于膜元件制造商《導(dǎo)則》規(guī)定的最大水通量和回收率。反滲透裝置配有相關(guān)的美國Signet進(jìn)口流量計、電導(dǎo)率儀，壓力表、集中取樣裝置和相關(guān)的控制元件。在產(chǎn)水側(cè)設(shè)不合格排放閥，能夠?qū)傞_機(jī)、停機(jī)維護(hù)、調(diào)試時短時間內(nèi)產(chǎn)生的不合格產(chǎn)水排放，不使其進(jìn)入后段工序。在反滲透系統(tǒng)開機(jī)時，需要注意“水錘”現(xiàn)象的預(yù)防?！八N”是由于壓力容器中混有空氣，在啟動裝置的時候沒有采用必須的手段來排除容器中的空氣，以至于高壓水流混雜著空氣向容器內(nèi)運(yùn)動時產(chǎn)生劇烈的震動，嚴(yán)重時會將膜元件擊的粉碎，帶來不可恢復(fù)的損失。為防止水錘現(xiàn)象的發(fā)生，本系統(tǒng)在高壓泵出口設(shè)置進(jìn)水慢開門，當(dāng)啟動高壓泵的時候，進(jìn)水慢開門緩慢打開，使反滲透的進(jìn)水壓力緩慢增加，詳細(xì)介紹參考后續(xù)章節(jié)《系統(tǒng)控制》中有關(guān)高壓泵控制的詳細(xì)說明。下圖所示為3年后在20℃時運(yùn)行壓力及流量表：4.6.7反滲透的化學(xué)清洗反滲透裝置的預(yù)處理設(shè)計越趨完善，膜元件清洗的次數(shù)就可以減少，但要完全保證膜元件不被污染是不可能的，反滲透系統(tǒng)最終是需要進(jìn)行清洗的。本系統(tǒng)化學(xué)清洗接口通過專用的清洗管道接到原有化學(xué)清洗系統(tǒng)。4.6.8反滲透膜化學(xué)清洗的依據(jù)在RO系統(tǒng)表現(xiàn)出污染的傾向（標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水量下降10~15%，標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水水質(zhì)下降10~15%，或者給水與濃水間的壓降增加10~15%）、長時間停運(yùn)之前、或按計劃進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)時，將需要對RO系統(tǒng)進(jìn)行清洗。4.6.9反滲透的標(biāo)準(zhǔn)化水溫對產(chǎn)水量的影響也是非常明顯的，隨著水溫的增加，水通量幾乎呈線性增大的趨勢，這主要?dú)w功與透過膜的水分子粘度下降，擴(kuò)散能力增加；系統(tǒng)由于存在著進(jìn)水水溫可能產(chǎn)生變化，當(dāng)溫差比較大的時候，就比較難于判斷膜系統(tǒng)是否被污染或是否性能下降，因此，就必須對反滲透進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。下表給出不同溫度范圍內(nèi)的溫度補(bǔ)償系數(shù)表，該系數(shù)表以25℃時系數(shù)為1.0為基本值。溫度（℃）溫度校正系數(shù)TCF溫度（℃）溫度校正系數(shù)TCF10.01.71118.01.27611.01.64819.01.23212.01.58820.01.18913.01.53021.01.14814.01.47522.01.10915.01.42223.01.07116.01.37124.01.03517.01.32325.01.000*校正后流量=實測流量×對應(yīng)進(jìn)水溫度校正系數(shù)TCF通過初始運(yùn)行72小時的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)得出校正流量，并把該流量作為參考標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)系統(tǒng)工況出現(xiàn)變化時，利用標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在流量下降15%時應(yīng)考慮對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)性清洗，以防止膜出現(xiàn)嚴(yán)重的污堵現(xiàn)象。4.7軟化4.7.1后處理系統(tǒng)經(jīng)過反滲透裝置處理的水，仍具有一定的硬度，特別是當(dāng)反滲透出現(xiàn)了污染之后，其產(chǎn)水的硬度將逐步增加，其產(chǎn)水須再經(jīng)過鈉離子軟化器作進(jìn)一步去硬度處理，因此增設(shè)一鈉離子軟化器，進(jìn)一步提高系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)，達(dá)到用水點水硬度約等于零的要求。4.7.2鈉離子軟化器鈉離子交換水處理是利用陽離子交換樹脂可交換的陽離子（如Na+），把水中所含的鈣、鎂離子交換出來，這一過程稱為水的軟化過程，所得的水稱為軟化水，在軟化水的處理過程中，最常用的是鈉型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（或稱為鈉離子交換樹脂用RNa表示）。4.7.3鈉離子軟化器的交換過程碳酸鹽硬度（暫時硬度）的軟化：Ca(HCO3)2+2RNa=R2Ca+2NaHCO3Mg(HCO3)2+2RNa=R2Mg+2NaHCO3非碳酸鹽硬度(永久硬度)的軟化：CaCL2+2RNa=R2Ca+2NaCLCaSO4+2RNa=R2Ca+Na2SO4MgCL2+2RNa=R2Mg+2NaCL（等）由上述各式可知水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換樹脂中的鈉離子置換出來后，就存留在樹脂中，被交換后的水中，陽離子基本上只剩下鈉離子，因此硬度被降低或消除。4.7.4鈉離子軟化器的出水特點及產(chǎn)水水質(zhì)變化規(guī)律根據(jù)鈉離子軟化器的交換過程可以得出鈉離子軟化器的出水特點如下：CL根基本不變，硬度可以降低甚至降到零。堿度不變：經(jīng)鈉離子軟化后，碳酸鹽硬度等物質(zhì)的量轉(zhuǎn)變?yōu)橹靥妓徕c?？偤}量略有增加。鈉離子交換器在鈉離子交換樹脂吸附鈣鎂離子飽和，則交換器失效，在實際的運(yùn)行過程中，這種失效的過程是有變化的，如下圖所示：當(dāng)鈉離子交換樹脂的交換容量越來越少的時候，交換器的出水硬度開始增加，并在很短的時間內(nèi)就完全失效，產(chǎn)水硬度等于進(jìn)水硬度，則需要立即進(jìn)行再生處理。4.7.5采用逆流再生方式有利于提高產(chǎn)水水質(zhì)離子交換器在運(yùn)行和再生的過程中分為順流再生和逆流再生，所謂順流再生是指交換器運(yùn)行方向和再生液流向相同，所謂逆流再生是指交換器運(yùn)行方向和再生液流向相反。離子交換器的再生方式對產(chǎn)水水質(zhì)的影響非常地大，離子交換器在實際運(yùn)行過程中，其內(nèi)部填充的樹脂分為3層，分別為失效層、工作層和保護(hù)層，如下圖所示：4.7.6逆流再生能提高產(chǎn)水水質(zhì)和降低再生劑使用量交換器在運(yùn)行過程中，原水首先接觸的是交換器上部的交換樹脂，上部的交換樹脂非常容易失效（因此簡稱失效層），在往下運(yùn)行的過程中，接觸到中間部分的交換樹脂，進(jìn)行離子交換，屆時水質(zhì)基本上達(dá)到設(shè)定的要求，最后通過保護(hù)層，以吸附交換不完全的硬度。交換器在逆流再生的過程中，再生液首先接觸的是保護(hù)層樹脂，新鮮的再生液將非常容易地將保護(hù)層再生徹底，而后分別是工作層和失效層，這樣再生液就由下到上，先再生保護(hù)層，接著再生工作層，最后的再生廢液再再生失效層，因此再生液的利用率比較高，消耗的再生液也比較少。逆流再生因底部的樹脂再生的非常完全，因此，產(chǎn)水的硬度比較好，在提高產(chǎn)水水質(zhì)的同時，還能降低再生劑的用量。順流再生由于再生液從失效層開始，因此到工作層和保護(hù)層時再生液的濃度比較低，這是就需要大量的再生液來再生工作層和保護(hù)層，這樣不僅使下層的樹脂得不到非常好的再生，而且勢必浪費(fèi)大量的再生液。4.7.7鈉離子軟化器配置綜上所述，鈉離子軟化器共設(shè)置了2臺，呈1用1備的運(yùn)行方式；軟化器碳鋼襯膠，根據(jù)20-30m/h流速計算，單臺鈉離子軟化器直徑為1500mm（含有一定的富余量）。為了提高鈉離子軟化器的周期制水量，適當(dāng)?shù)卦黾訕渲臄?shù)量，鈉離子軟化器內(nèi)填鈉型強(qiáng)酸型樹脂的高度為1600mm。鈉離子軟化器布水形式采用多孔板+濾帽布水形式，使布水更加均勻，最大限度地防止偏流現(xiàn)象的產(chǎn)生。為了防止鈉離子軟化器在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)濾帽破損出現(xiàn)樹脂泄漏的現(xiàn)象，系統(tǒng)在軟化器的產(chǎn)水管道上配備了一個樹脂捕捉器，以防止泄漏的樹脂污染后段工藝用水。第五章水廠平面與高程布置5.1水廠平面布置5.1.1水廠平面布置要求水廠的基本組成分為4部分：1．生產(chǎn)構(gòu)筑物包括處理構(gòu)筑物、清水池、泵站、藥劑庫等；2．輔助建筑物。其中又分為生產(chǎn)輔助和生活輔助建筑物兩種，前者包括化驗室、修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍，后者包括辦公室、食堂、浴室、職工宿舍等；3.各類管道（生產(chǎn)管線、加藥管道、水廠自用水管、排泥管、雨水管等）；4.其他設(shè)施（廠區(qū)道路、綠化布置、圍墻及大門等）。生產(chǎn)構(gòu)筑物及建筑平面尺寸設(shè)計計算確定，生活輔助構(gòu)筑物應(yīng)按水廠管理制度，人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積應(yīng)本著勤儉的精神，根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)厍闆r而定。水廠平面布置主要內(nèi)容有：各種構(gòu)筑物和建筑物的設(shè)計圖，各種管道、閥門及管道配件的布置，排水管渠及窖井的布置，道路、圍墻、綠化、供電線路的布置等。做水廠平面布置時，應(yīng)考慮以下要求：（1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，但各構(gòu)筑物間應(yīng)留有必要的施工檢修間距和管道位置。（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填挖土方量和施工費(fèi)用。（3）各構(gòu)筑物之間的連接管渠應(yīng)簡單、短捷、盡量避免立體交叉，并考慮施工檢修方便外，還應(yīng)設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時，保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施。（4）沉淀池或澄清池排泥及濾池沖洗廢水排除方便應(yīng)力求重力排污，避免設(shè)置排污泵。（5）廠區(qū)內(nèi)應(yīng)有管配件倉庫，濾池附近應(yīng)設(shè)有露天砂堆和翻砂廠；鍋爐房附近設(shè)堆煤廠。并考慮上述堆場的運(yùn)輸方便。（6）構(gòu)筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。（7）有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避開非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全。（8）應(yīng)考慮水廠擴(kuò)建可能，留有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)建余地，對分期施工建造的工程，應(yīng)考慮施工的方便。凈水廠道路按下列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計：通向一般建筑物的鋪人行道，寬度1.5~2.0m，采用碎石、爐渣和灰土等路面；通向倉庫、檢修車間、堆砂廠、堆煤廠、管件堆置廠、泵房變電所等主要建筑物處鋪設(shè)車行道，路面寬度為3~4m，轉(zhuǎn)彎半徑為6m，縱坡不大于3%，應(yīng)有回車的可采用瀝青、混凝土、碎石、灰土、爐渣等路面。水廠還應(yīng)充分綠化，綠化面積不宜小于水廠總面積的20%，應(yīng)設(shè)置圍墻，墻高一般為2.5m。5.1.2水廠輔助性構(gòu)筑物及生活性建筑物設(shè)計水廠輔助性構(gòu)筑物及生活性建筑物面積確定，水廠規(guī)模是1000.m3/d，按照《室外給水工程規(guī)范》確定各建筑物面積如下：表5-6主要附屬建筑物尺寸Table5-6Mainancillarybuildingdimensions名稱尺寸單位數(shù)量備注化驗室L*B=19m*10m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取190㎡生產(chǎn)管理用房L*B=23.75m*16m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取380㎡行政辦公用房L*B=20m*10m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取200㎡機(jī)修間L*B=20m*11m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取220㎡倉庫L*B=20m*12.5m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取250㎡堆場L*B=20m*10m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取200㎡傳達(dá)室L*B=6m*5m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取30㎡車庫L*B=20m*15m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取300㎡宿舍L*B=12.5m*12m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取150㎡浴室L*B=10m*8m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取80㎡食堂L*B=20m*10m個1根據(jù)設(shè)計規(guī)范，取200㎡5.1.3管線布置水廠工藝流程中的主要管線包括：（1）給水管線；（2）排水管線；（3）加藥管線；（4）水廠自用水管線；（5）空氣管線；（6）反洗水管線；水廠內(nèi)的排水系統(tǒng)包括廠區(qū)內(nèi)地面水，水廠的生產(chǎn)廢水和生活污水。5.2水廠高程布置5.2.1高程布置在處理工藝流程中，各構(gòu)筑之間的水流為重力流，兩個構(gòu)筑之間的水位差，即為流程中的水頭損失，包括管道計量設(shè)備的水頭損失和構(gòu)筑物本身的損失。由于水廠廠址地形平坦，考慮到高程布置既要考慮到土方量平衡，避免清水池埋深過大，又要考慮反應(yīng)池沉淀池不能在地面以上過高，因此，在進(jìn)行高程布置時，以清水池最高水位與地面相平為依據(jù)。5.3本章小結(jié)本章對凈水廠內(nèi)的主要構(gòu)筑物進(jìn)行了設(shè)計計算以及對于水廠進(jìn)行平面與高程的布置。首先根據(jù)原始資料對于凈水廠廠址和工藝流程進(jìn)行確定；然后依次對構(gòu)筑物進(jìn)行了設(shè)計計算；最后對經(jīng)過設(shè)計計算的各個構(gòu)筑物進(jìn)行了平面布置以及高程布置。第六章經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析6.1工程投資6.1.1土建費(fèi)用土建費(fèi)用包括挖填土方所需費(fèi)用和構(gòu)（建）筑物的建筑材料費(fèi)用。各構(gòu)筑物土建的具體情況計算得總挖方量為95924.84m3，總填方量為355.14m3。按每立方米挖填土方費(fèi)用10元人民幣計算，挖填土方所需費(fèi)用：（95924.84+355.14）×10=96.28萬元建筑材料費(fèi)用共計24093.4萬元。故土建費(fèi)用總計：24093.4+96.28=24189.68萬元。6.1.2設(shè)備材料購置費(fèi)預(yù)計管道材料購置費(fèi)用1450萬元。故設(shè)備材料購置費(fèi)用共計：1450+1123.1=2573.1萬元6.1.3安裝費(fèi)用設(shè)備及管道安裝費(fèi)用按設(shè)備材料購置費(fèi)的20%計：2573.1×20%=514.62萬元6.1.4直接費(fèi)用直接費(fèi)用=土建費(fèi)用+設(shè)備材料購置費(fèi)+安裝費(fèi)用=24189.68+2573.1+514.62=27277.4萬元6.1.5間接費(fèi)用間接費(fèi)用包括如下幾部分：（1）建設(shè)單位管理費(fèi)按工程費(fèi)用的1.158%計算：27277.4×1.158%=315.87萬元。（2）工程建設(shè)監(jiān)理費(fèi)按工程費(fèi)用的1.316%計算：27277.4×1.316%=356.24萬元。（3）設(shè)計費(fèi)按工程費(fèi)用的3%計算：27277.4×3%=818.32萬元。（4）勘察費(fèi)按工程費(fèi)用的0.5%計算：27277.4×0.5%=136.39萬元。（5）質(zhì)量管理監(jiān)督費(fèi)按工程費(fèi)用的0.2%計算：27277.4×0.2%=54.55萬元。（6）聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)按設(shè)備購置費(fèi)的1%計算：1123.1×1%=11.23萬元。（7）生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)按職工培訓(xùn)費(fèi)按1000元/人·月，每人培訓(xùn)兩個月，培訓(xùn)人數(shù)為45計算：45×0.1×2=9萬元。（8）辦公及生活家具購置費(fèi)按設(shè)計定員每人2000元計算：45×0.2=9萬元。（9