净水处理技术工艺流程Word格式文档下载.docx
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Fe型压力式过滤器,采用的是曝气
接触氧化法除铁工艺。
用鼓风机向水池中通过曝气管道加空气,经过汽水混合达到氧化低价铁锰,使水中的低价铁锰氧化成高价铁锰,再经压力滤罐内的滤料(锰砂)吸附过滤去除。
一般曝气氧化法是不加催化剂的,故由Fe2+向Fe3M氧化速
度比较缓慢,但当曝气后的水经过滤层过滤时,水中二价铁被滤料吸附,逐渐生成具有催化作用的铁质滤膜”(其中生长有含铁嘉氏铁杆菌,单细胞铁细菌,锈色披毛菌等铁锰细菌),在这种滤膜”的催化作用下,铁的氧化速度会大大加快,进而被滤料除去。
系统配置3台除铁过滤器,直径为3000mm,滤速为10m/h,单台设备设计出力为50m3/h。
过滤是预处理系统中相当重要的一环,主要是去除水中可见的悬浮物、胶体及细小颗粒(>
10^m;
因此科学的设计多介质过滤器的结构,合理的选择滤料材质,是决定能否有效的滤除水中悬浮性物质的关键。
表4•为水中的悬浮物质的尺寸见下表(单位:
叩):
项目
胶质
浊度物质
色度
病毒
细菌
藻类
尺寸
0.001-1.0
0.1-100
0.001-0.01
0.01-0.1
0.2-1.0
1.0-100
⑴■多介质过滤器滤材:
过滤器的滤材通常锰砂。
⑵■过滤状态:
当系统处于过滤状态时,未经过滤的水通过布水器,以接近平流的状态到达
过滤器内的填料层。
当水流过填料层时,杂质被截留在填料层内。
过滤器底部有过滤集水器,将过滤后的水均匀地收集并流出。
平流过滤,决定过滤器可以在高的流速下过滤,仍可达到较好的过滤效果。
2)反洗状态
随着杂质在填料层中的不断聚积,压头损失将不断增大。
一般而言,当进出水之△P>
1kg/cm时,必须将系统转换至反洗状态,以清洗聚聚积起来的杂质。
a排放(Drain):
打开放气阀、排放阀,排空罐内的水;
b、反洗(Drain):
启动反洗泵加大反洗流量,反洗水由罐体的下面逆流而
进,废水由罐体的顶部排出;
c、沉降(ettling):
反洗完毕,一般需沉降15分钟;
d、正洗(Rinse):
正洗水由上往下顺流进入,废水由过滤器底端排出,检查
MMF的出水SDI<
5为止;
⑶■过滤器本体
该过滤器属于压力式过滤器设备,利用一种或两过滤介质,在一定的压力下,使原液通过该介质,经过滤料之间的孔隙截流和浮获而达到过滤的目的,过滤液
体沿滤料间缝隙流过,杂质被逐步截留,属于薄膜过滤,滤除水中悬浮物,不溶性颗粒物,絮状沉淀等异物、脱色去味,滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。
当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜,随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。
利用反冲洗方式将滤层中截留杂质,冲出过滤器,恢复初始过滤功能。
本系统根据原水水质特点在机械过滤器内放置不同级配的精制小颗粒石英砂,这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力、提高系统产水水质;
主要用于去除水中的颗粒、细菌、有机物、胶体、悬浮物、浊度等;
选用不同粒径的滤料,自上而下粒径逐级分配,利用深层过滤原理,增加过滤层的截污能力,降低系统出水浊度;
(1)多介质过滤器应完整地包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、滤料、就地控制系统和测量仪表等;
(2)设备直径:
①=800mm,每台设备的接管装有气动蝶阀,进、出口管道还设手动隔离蝶阀,过滤器运行和反洗均为气动全自动控制;
(3)压力表设不锈钢隔离截止阀或双片式手动球阀,每台设备本体在两个
不同的标高位置设窥视孔,窥视孔总数量不少于两个,窥视孔在设备上的位置要
便于操作人员巡检。
(4)滤料采用不同粒径石英砂进行配级,保证总滤料高度不少于1.0米,并考虑反洗滤料膨胀高度在60%以上,机械过滤器所填充的滤料级配及高度应有具体的描述。
(5)过滤器上进水装置为挡板式布水方式,下排水装置为不锈钢缠绕管式;
(6)根据目前的原水参数,保证多介质过滤器产水SDIW5;
(7)多介质过滤器的本体管道采用UPVC材质;
阀门采用气动蝶阀,过滤
器的运行、切换、反洗等工序全部气动控制阀自动完成;
(8)设备制作要求:
设备采用钢防腐,所有管路接口应采用法兰与本体连接,并考虑检修和部件更换的便利,内部部件的材质符合规定要求,紧固件等应同管件材质相当。
内部部件应固定并加固,能承受水流的冲击,并且内部多孔板与筒体焊缝能满足相应拉应力与剪切力。
设备窥视镜的材料是透明的、耐腐蚀的,它的厚度应能承受容器的设计压力和试验时的试验压力。
窥视镜的内表面应与容器的内表面平齐。
容器的人孔大小应保证检修人员的进出和更换部件的方便。
人孔和人孔盖
(内表面衬胶)的内表面应与容器的内表面平齐。
人孔应配有人孔盖(带起吊杆)、
垫圈、螺栓、螺母等全套部件。
设备内部的进水、进气和集水、集气装置的布水、布气应均匀,不得有偏流现象。
所有容器内部装置、管件、部件等应在发货前在容器内安装固定好,防止遗
漏零件以及在运输过程中的损坏或丢失。
1.3反洗泵
根据系统要求选用2台反洗泵,单台流量:
260m3/h,扬程:
21m,功率:
30KW,该泵具有体积小,高效率,低噪音等特点。
2、超滤装置
采用程控运行超滤装置作为预处理是一项先进的技术,具有出水浊度低、运行长期稳定、自动控制可靠等优点,将对反渗透的稳定运行起到非常重要的作用。
包括超滤给水泵、袋式过滤器、超滤装置、反洗装置和化学清洗装置
2.1袋式过滤器
为防止细小悬浮物进入超滤系统,造成膜的污堵和表面划伤,超滤设备前安装5微米精密过滤器。
精密过滤器前后分别安装压力表测量过滤器前后的压力。
过滤器前后的压力差可以表明过滤器的工作状况。
当前后压差超过一定的范围时,将更换过滤芯以恢复精密过滤器的工作性能。
精密过滤器用来截留预处理系统漏过的少量机械杂质。
过滤器筒体采用
SUS304材质;
内装PPF滤芯。
聚丙烯滤芯是一种效率高、阻力小的深层过滤元件。
适用于含悬浮杂质较低(浊度小于2-5度)的水进一步净化。
聚丙烯滤芯由聚丙烯纤维按一定规律缠绕在注塑聚丙烯多孔管上形成。
主要功能:
保证进入反渗透膜的水颗粒度小于0.1um。
2.2过滤原理
超滤过程可以理解为与膜孔径大小相关的筛分过程,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,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体
积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进水侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化,分离和浓缩的目的。
2.3超滤膜分离技术的特点
相对于反渗透膜和气体分离膜等其它膜分离技术,超滤的分离过程具有以下几个显著特点:
1、在常温下和低压下进行分离,因而能耗低,从而使设备的运行费用低。
2、设备体积小,结构简单,故投资费用低。
3、超滤分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理。
4、超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分
离过程中不发生质的变化。
并且在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证超滤
液的纯净。
以上特点决定了超滤膜的的应用非常广泛,从普通家用饮水的净化到高新技术领域都有大规模的应用,因而超滤膜分离技术是一种具有广阔发展前景的膜法分离技术。
2.4超滤装置
程控运行超滤装置作为反渗透预处理工艺,可提高反渗透的进水水质,预防反渗透膜受胶体污染和微生物污染,提高反渗透膜的单位面积渗透通量,提高反渗透系统的回收率。
该装置设计的合理与否直接关系到项目投资费用,整个系统运行经济效益,
使用寿命,操作可靠简便性等。
考虑到目前国产超滤膜性能尚无法适应预处理过程中频繁反冲洗的要求,因
此超滤膜组件须选用进口品牌,其结构选用内压式中空纤维超滤膜
2.5超滤装置工艺设计
根据招标文件要求,本系统超滤膜设计通量可控制在w60L/m2.h.25C,以
保证膜元件正常运行和合理的清洗周期;
根据需要超滤装置设计产水量:
20nVh,每套选用8支SFP-2860型美国陶氏超滤膜组合件。
超滤装置完整地包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、就地控制系统和测量仪表等。
超滤装置采用全量或错流过滤方式,采用内压过滤方式;
超滤装置设有完整性检验的手段,并能检测出每支超滤膜的完整性。
超滤膜元件的设计通量根据水质情况,设计通量为60LMH保证设计年限内膜元件正常运行和合理的清洗周期(大于3个月);
超滤装置应设有化学清洗接口及阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。
超滤装置应设有程序启停、反洗切换功能。
超滤装置产品水管应设取样点,取样的数量及位置应能有效的诊断并确定系统的缺陷。
超滤膜组件应安装在组合架上,组合架上应配备全部管道及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。
组合架的设计应满足其厂址的抗震列度要求和组件的膨胀要求。
超滤系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。
每组超滤装置架应留有不少于2个压力容器的备用空间,并在进出水管留有相应接口。
超滤膜选用美国海创EARTHTE内压式中空纤维膜,(膜通量59LMH
超滤装置浓水排水须装流量控制阀,以控制水的回收率。
超滤装置进水管应设高压保护开关。
超滤装置设化学清洗装置一套(清洗水箱与反渗透化学清洗系统共用,清洗泵和过滤器各设一套)
采用全自动运行方式,整个超滤装置的运行、切换、反洗、正冲、在线化学增强反洗等工序全部由PLC自动完成采用全自动运行方式。
2.6超滤装置化学清洗
透膜压差(TMP是衡量超滤膜性能的重要指标,在超滤装置运行过程中,随着固体物质在膜表面的积累,透膜压差逐渐增大,反洗虽然能使压差降低,但并不能100%恢复。
当透膜压差达到0.8〜I.Obar时,就需要对装置进行定期的化学清洗。
超滤化学清洗装置与反渗透化学清洗装置共用一套,由清洗箱、清洗泵、清
洗过滤器及配套的仪表、管道、阀门等组成;
2.7超滤反洗水泵
超滤装置采用全流过滤、全自动反洗运行方式,每隔30〜40分钟需进行一
次反洗过程,反洗过程包括正冲、反洗等工序,可有效恢复超滤膜的水通量,防止污堵;
本系统配置低压泵,用于反洗水加压,为预处理系统反洗提供动力源。
根据系统要求选用1台增压泵,单台流量:
60mVh,扬程:
28m,功率:
11KVy该泵具有体积小,高效率,低噪音等特点;
为防止超滤膜反洗时膜压差突变造成膜的损伤,反洗泵设计配置变频装置,可以实现稳定的压力和流量。
2.8反洗氧化剂加药装置
系统在长期的运行中会有部分有机物、微生物、细菌等杂质进入超滤膜、反渗透膜内,会在膜元件内部生长,堵塞水流通道,造成膜元件的有机物和微生物污染,降低膜系统的产水量,使运行压力增大,造成膜系统的频繁清洗,缩短膜元件的使用寿命。
本系统采用在反洗水中加入氧化性杀菌剂NaCIO的方法来杀死超滤膜中的
细菌、微生物,氧化有机物,防止对超滤系统的污染;
NaCIO在水中能生成次氯酸和次氯酸根离子;
次氯酸是极强的氧化剂,它容易扩散通过微生物的细胞壁,与原生质反应,与细胞的蛋白质生成化学稳定的氮—氯键,达到抑制微生物滋生的效果。
本系统根据需要设计为1套进口品牌的加药装置,该加药计量装置与原水泵连锁控制;
药箱采用PE材质结构,有效容积为200升。
3、反渗透系统
反渗透装置是该系统的心脏部分,设计成熟合理与否不仅直接决定RO系统能否达到设计要求,而且关系到整个系统的性能;
经RO装置处理的水,能去除绝大部分无机盐类和几乎全部的有机物、微生物。
3.1阻垢加药系统
阻垢剂加药装置的作用是在经预处理后的生水进入反渗透之前,加入高效率
的专用阻垢剂,以防止反渗透浓水侧产生结垢。
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,而无机盐离子就留在原来的一侧,随着原水逐步得到浓缩,水分子不断从原水中取走,留在原水中的含盐量逐步增大,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+、HCO『、SO42-、SiO2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。
判断水结垢的标准是:
a)对于碳酸盐以浓水侧朗格利尔饱和指数(LSI)为基准;
当LSIv0时不结垢,LSI>
0时结垢;
b)对于硫酸盐垢,是以饱和指数来确定的,水中阳、阴离子的浓度积与平衡常数的比值即为饱和指数。
当饱和指数小
于1时不结垢,反之就会出现结垢。
本系统选用美国进口高效复合阻垢剂;
该阻垢剂是一种液体产品。
主要用于反渗透系统,能有效防止胶体、无机盐在膜表面的沉积,对硫酸盐有较强的控制能力,可有效防止反渗透膜上铁垢的形成。
特点:
*有效防止各种水系统中水垢在反渗透膜表面的形成;
*有效控制碳酸钙结垢,LS值达I<
尚不致结垢;
*有效控制硫酸钙、磷酸钙、硫酸锶、硫酸钡等结垢;
*针对原中高含盐量的铝、铁等金属离子成份实施有效地控制;
*与有机絮凝剂兼容;
*浓水侧硅含量可达140ppm;
*可直接添加亦可稀释后添加;
*对于该系统正常情况加药量一般在3-4ppm;
本系统根据需要设计为1套进口品牌的加药装置,该加药计量装置与超滤水泵连锁控制;
注:
加药系统总的配置描述:
1)各类药品溶液箱的容积满足不少于200L,贮藏按照48小时考虑。
2)计量箱设置具有远传功能的液位开关,具有低液位报警和加药泵停止的功能。
3)药计量泵进口设过滤器,出口应设稳压器,药品注入点应设管式混合器。
4)溶解固体药品的溶液箱内设耐腐蚀的溶解用网筐,并设置电动搅拌溶解装置。
搅拌器的安装方式应防止搅拌器的润滑油滴入溶液箱内。
絮凝剂及还原剂药箱必设搅拌机。
5)加药计量泵采用米顿罗隔膜式计量泵,絮凝剂、多介质杀菌剂、还原剂和阻垢剂计量泵与系统两系列一一对应,同时设一备用泵。
设置的计量泵应能根据进水量的变化进行相应的加药量调整,而对于进水水质的变化则可由人工调节计量泵行程。
6)每套加药单元内的设备安放在一个整体框架上(根据药品特性,进行防腐
处理),并尽可能的进行工厂预装配。
安装在框架上的设备包括溶液箱,加药计
量泵和系统内连接管道,平台梯子、就地控制箱等设备。
7)溶液箱将至少包括以下的连接口:
药液出口、排污口、液位计接口、加药口、稀释水接口、放泄阀回液口。
排污口和药液出口必须分开,排污口将布置在箱的底部并能将溶液完全排空,顶部配有带顶盖的检修孔。
8)溶液箱配有相应的阀门,各阀门均采用相应的耐腐蚀材质。
9)每台计量泵出口设有球形逆止阀、安全放泄阀及返回到溶液箱的管道。
10)所有与输送相应药液而接触的金属及非金属部件应采用耐相应药液腐蚀
的材料
3.2保安过滤器
为防止细小悬浮物进入反渗透系统,造成反渗透膜的污堵和表面划伤,反渗透设备前安装5微米精密过滤器。
精密过滤器前后分别安装压力表测量过滤器前后的压力。
过滤器前后的压力差可以表明过滤器的工作状况。
当前后压差超过一
定的范围时,将更换过滤芯以恢复精密过滤器的工作性能。
过滤器筒体采用SUS304材质;
3.3咼压泵
高压泵是反渗透系统的主要运转设备,为反渗透装置的运行提供动力来源。
选用立式高压泵,系统是立式、单吸、多级分段式离心泵,材质为不锈钢,具有外观美观、占地面积小、噪音小、免维护、经久耐用的特点。
每组高压泵进水口设置低压保护开关保护,当进水压力低于设置值(0.05Mpa)时,停止高压泵,防止高压泵抽空损坏。
每组高压泵进水口设置高压保护开关保护,当进水压力高于设置值(2.1Mpa)时,停止高压泵,保护高压泵、膜组件不受到损坏。
3.4反渗透装置
反渗透是1960年美国加利福尼亚大学的洛布与素里拉简发明的一项高新膜分离技术,其孔径很小,大都w10X1)0(10?
),它能去除水中的分子量很小的盐分,胶体,有机物,细菌,病毒,热源等。
它已广泛用于苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用水、太空水、海水淡化、中水废水回用等行业领域的水处理,在生物、医学等科研方面也有用。
反渗透亦称逆渗透(RO),是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。
因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。
根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
⑴、反渗透原理:
初始状态渗透及稼透平術状态
半透膜
反渗透平衡状态
渗透:
自然状态下水从稀溶液的一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流的过程叫作渗透;
半透膜只允许水分子通过,而阻止溶解固形物(盐)的通过;
如上左边图所表示;
渗透压:
浓溶液随着水的不断流入而不断被稀释,当水向浓溶液流动产生的压力足用来阻止水继续流入时,渗透处于平衡状态,见上中间图所示;
平衡时水从任一边流向另
一边的水都是相等的,即处于平衡状态,而此时在半透膜两侧自然形成的压力叫做渗透压;
反渗透:
当在浓水侧施加一外来压力,且该压力大于其渗透压时,浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液侧,使的浓溶液侧浓度更大,这一过程就是渗透的相反过程,称为:
反渗透;
如上右图所示;
⑵、反渗透膜
反渗透是整个脱盐系统的执行机构,其作用是脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。
该系统反渗透膜采用美国DOW公司新型大通量、抗污染、耐腐蚀的新型聚酰胺复合膜,产水量的增加是通过增加膜面积而增大产水量的,而不是靠加大膜通量及给水压力,故能保持低的污堵速率。
进而长期维持高流速,延长膜寿命。
运行压力低,可增强系统的运行经济性。
膜面积的增加可使新设计的反渗透反渗透系统使用更少的元件,从而系统更紧凑,节省安装费用。
⑶、反渗透装置
反渗透装置是该项目的预脱盐的心脏部分,经反渗透装置处理的水,能去除
绝大部分无机盐、有机物、微生物、细菌等杂质。
RO装置在水质分离过程中没有相变,脱盐率高,设备体积小,自控运行,适应性强,应用范围广,无环境污染等优点,我公司组装的RO装置均以进口名
牌元件为主。
⑷、系统设备选型
膜组件选用美国陶氏公司提供的聚酰胺复合膜,该组件由三层薄膜复合,表
面层为芳香聚酰胺材质,厚度约为2000埃,并由一层微孔聚砜层支撑,可承受高压力,对机械张力及化学侵蚀具有较好的抵抗性,该组件具有较大的膜面积,相对较大的产水通量。
*陶氏FilmTec膜元件要特点如下:
1、陶氏FilmTec膜元件的进水流道更宽,流动更均匀,不易污染,一旦污染又具有极高的清洗效率;
2、陶氏FilmTec膜元件的膜叶更短且数量更多,使膜面各处的通量更均匀,污堵速率显著降低,提高了效率;
3、陶氏FilmTec膜元件由目前领先的自动化生产线生产,唯一拥有可以在产品出厂前单元件不作通水测试的干元件制造质控技术,是全球产品品质一致性供应的根本保证;
4、陶氏FilmTec膜在实际应用寿命期内,比其它任何膜元件具有更高的长期脱盐率和产水量;
5、高脱盐率的FilmTec反渗透膜是世界上清洗PH范围最宽(PH1s12)的元件。
能对无机盐垢、有机物和微生物实现有效地清洗;
6、陶氏FilmTec膜抗压密化、抗磨损、抗化学降解和微生物的攻击能力更高。
可以采用价廉,但十分强烈有效的普通化学药品清洗,以恢复被污染的膜性能,长期运行期内的性能故障率极低,大幅度地降低了系统的运行和维护费用。
⑹、辅助配置
1■仪表系统说明:
a每套反渗透设产品水流量计和浓水流量计,根据这两个流量值观察反渗透的运行状况,调节系统回收率;
b、反渗透装置出水装设电导率表,具备显示产水电导率和高、低限报警功能。
c、高压泵进出口、反渗透装置一段、浓水侧分别装设压力表,以监视运行压差的变化。
d、每套反渗透系统设有就地仪表盘1块,就地反渗透压力表盘1块,将反渗透系统的压力、流量、电导率等测量仪表集中装设在仪表盘中,便于维护管理和监测。
2■设备制作说明:
a反渗透装置应完整地包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、就地控制系统和测量仪表等。
b、设置的原水反渗透装置为二套,每套都应能单独运行,也可同时运行。
c、反渗透化学清洗装置的选择应根据给水水质和所选用的反渗透装置膜组件的特性确定,并提供一套相对独立化学清洗装置。
d、反渗透装置各段给水及浓水进出水总管上应设有接口,以便清洗时与清洗液进出管相连。
e、反渗透浓水排水须装流量控制阀和机械式流量计,以精确控制水的回收率。
f、反渗透装置应设有程序启停装置,停用后能延时利用反渗透化学清洗