水处理除氟方案.docx
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水处理除氟方案
技术文件
1、设计制造方案
1、设计原则
依据招标方的招标文件的要求而设计；
系统出力：
8000m3/d，出水氟含量：
小于1mg/L;
水处理系统保证出水水质稳定；
因设备布置在潮湿的场所，因此，设备具有较好的防腐能力；
设备技术系统是先进的、可靠的；后期日常运行成本保证在低限范围内；
2、设计标准
出水水质达到生活饮用水水质卫生规范GB5749-2006,氟含
量低于1mg/L；
低压水箱ISO、GB或JB标准；
水泵ISO、GB标准；
管道、管件、法兰及阀门采用公制；
电气：
IEC、GB标准；
进口材料：
ASTM标准；
安全：
OSHA；
3、制造标准
除氟滤池材质采用钢砼结构浇筑；内部防腐采用卫生级环氧
煤沥青漆；保证过水不会被污染；具有北京市卫生局颁发的涉水产品卫生批件（附件1）；管道、阀门（双由令的便于后期维护）材质为不锈钢材质；有国家省级部门颁发的卫生批件（附件2）；除氟滤料采用活性氧化铝，滤料经过再生，可多次使用，滤料寿命长；
产品设计寿命30年；保证需方的使用效果和应用效益；设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本；
4、执行标准
处理后达到GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》，氟含量
<1.0mg/L
设备接触水的材料应符合《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》【2001年】；
污水排放应符合GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排
放标准设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本；
企业标准Q/FTYJ002—2010；
5、除氟装置的工艺特色与运行原理
5.1除氟设备的工艺流程简介氟是人体不可缺少的微量元素，氟元素可以通过饮用水、食物
和呼吸等各种途径进入人体，其中最主要的途径是饮用水。
但是，当饮用水中氟的浓度过高（大于1.5mg/L）时，反而会损害人体的健康。
近年来，我国因饮用水中氟含量超标而造成的氟中毒的现象已较为严重。
目前，饮用水除氟的方法有很多，如：
吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法、电化学法、反渗透法和离子交换法等，其中吸附法对氟的吸附效果显著，是除氟的主要方法。
作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。
本方案既是采用的活性氧化铝进行除氟。
设备的总体除氟工艺流程如下：
将活性氧化铝装入滤池中，原
水在4~6米/H的流速下，缓慢通过除氟滤床；达到稳定的除氟效果
后，进入到清水池，经过杀菌装置，最终供给用户使用。
全套工艺操作简单、过滤方式为上进下出，阀门安装方式为侧装式布局，阀门位置布局简洁、清晰，便于除氟滤罐的再生操作。
5.2活性氧化铝除氟机理及再生
活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂，有较大的比表面积，是除氟比较经济有效的方法。
活性氧化铝是两性物质，等电点约在9.5，
当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子，大于9.5时可去除阳离子。
因此，在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂，对氟有极大
的选择性。
（1）活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化，使转化成为硫酸盐型，
反应如下：
（Al203）n?
2H0+SO42-—（AI2Q）n?
HSO+2OH-
（2）除氟时的反应为：
-2-
（Al20）n?
HSQ+2F—（AI2Q）n?
2HF+S04
（3）活性氧化铝失去除氟能力后，可用2%-3%勺硫酸铝溶液再生：
2--
（AI2O3）n?
2HF+SO42-—（AI2O3）n?
H2SO4+2F-
每克活性氧化铝所能吸附氟的重量，一般为1.2〜4.5mg,它取
决于：
原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。
5.3除氟设备的运行参数设计
5.3.1活性氧化铝滤池的技术参数
①性状
1.5
〜2.4mm颗粒状
②颜色
白色
③堆积比重
0.7
〜0.8
④过滤速度
4
〜6m/h
⑤除氟总能
4
〜5g/KG
工艺设计环节各项参数说明见下表:
名称
标
注
工艺参数设定与解释说明
单
位
过滤流速
S
4-6米/小时
M/H
过滤流量
Q
=N*S（过滤截面积*过滤流
速）
T/H
接触时间
T
0.4小时
H
过滤截面积
N
滤池长x宽=LxB
M2
填料高度
H
=S*T（过滤流速*接触时间）
M
填料容积
V
=N*H（过滤截面积*填料高
度）
M3
填料重量
W
=V*0.75（滤罐填料体积*容
重）
T
除氟的交换容量
Z
1kg=4g
KG
设计方案详尽说明：
本次招标方要求除氟设备产能为8000m3/d;为了满足除氟流量的要求；我方严格按照设计流速进行系统设计；保证产水的含氟量低于国家标准。
A、除氟滤池设计尺寸：
6000X4000x5500mm4座，3座同时工
作并联使用，1座备用。
（单池流量为4X6X5=120吨/小时）；叁罐同时产水120X3=360吨/小时
B、除氟滤床床深：
0.4X5=2.0米（滤料与含氟水接触时间X过
滤流速）
C、除氟滤池填料的容积：
4X6X2.0X4=192m3（过滤截面积X填料高度X4池）
D、除氟设备的填料总重：
192X0.75=144吨
上述运行工艺参数经过严格计算，当设备正常运行时；原水经过深井泵提升至滤池内，原水自上而下流经滤料；接触时间和流速均在合理的设计参数范围内，出水通过产水管线直接进入清水池内。
5.3.2除氟再生工艺
当滤池出水含氟量超过1.1mg/L时，滤料应进行再生处理，再
生液可采用氢氧化钠或硫酸铝溶液，具体步骤如下：
。
1）采用氢氧化钠溶液再生时，再生过程应包括首次反冲洗、再生、二次反冲洗（或淋洗）、中和四个阶段；采用硫酸铝溶液再生时，上述中和阶段可以省去。
2）首次反冲洗，冲洗强度应根据粒径大小确定，可为12〜16L/（S-m2）;冲洗时间可为10〜15MIN;滤层膨胀率可为30%〜50%。
3）再生液宜自上而下通过滤层，采用氢氧化钠溶液再生时，再生液
浓度可为0.75%〜1.00%，消耗量可按每去除1G氟化物需要8〜10G
固体氢氧化钠计算，再生时间可为1H〜2H，再生液流速可为3〜
10M/H;采用硫酸铝溶液再生时，再生液浓度可为2%〜3%,消耗量可按每去除1G氟化物需要60〜80G固体硫酸铝计算，再生时间可为2〜3H,再生液流速可为1.0〜2.5M/H。
再生后滤池内的再生溶液应排空。
4）二次反冲洗冲洗强度可为3〜5L/（S-m2），冲洗时间可为1〜3H;采用原水淋洗时，流量可为1/2正常过滤流量，淋洗时间可为
0.5H。
采用硫酸铝再生时，二次反冲洗（或淋洗）终点出水PH值应大于6.5;采用氢氧化钠再生时,二次反冲洗（或淋洗）终点出水PH值应接近进水PH值。
5）采用氢氧化钠再生时,二次反冲洗（或淋洗）后应进行中和,中
和可采用浓度为1%的硫酸溶液调节进水PH值至3左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间可为1〜2H，直至PH值升至8〜9为止。
6）首次反冲洗、二次反冲洗（或淋洗）、中和的出水应妥善排放,不得进入清水池或饮用。
5.323原水的PH值调节与监控
原水的PH值如果超过7.6属于偏碱性水质，水中碳酸的存在形态为：
H2CO占6.74%、HCO占93.12%、COT占0.14%,可见碳酸氢根所占比例非常大，含量在200mg/L以上。
碳酸氢根与氟同属负一价阴离子,会与氟产生竞争吸附,使除氟材料的效率降低,因此,考虑到除氟效果；都必须将PH值调整到6.5-7.0之间，使部分碳酸氢根转化成二氧化碳，游离于水中，不再和氟离子竞争吸附。
调节PH值的方法是，自动化投加食品级柠檬酸，通过管道的PH
值探头采集数据反馈给PH变送器；PH变送器根据探头传输的信号；通知自动化加药装置的自动投加，PH变送器内可以自由设定所需PH值范围，例如：
当原水的PH值为7.8时；会干扰除氟设备的除氟效能我方需要将PH值调整为6.5-7.0时，利于除氟设备在最佳工作条件下除氟；在变送器内将此参数输入进去。
变送器根据PH探头采纳
的PH值自动比对；控制加药泵连续投加柠檬酸以满足给水条件，当PH值达到预设范围时；变送器发出信号停止加药泵的工作即可。
5.3.2.4除氟工艺流程附图
详见工艺流程图附图-01。
6、占地空间与安装条件
6.1占地面积及厂房建筑要求
综合设备间及配电值班室等建筑物占地面积：
长X宽=30.3m^10.8m=332.64rm，构筑物占地面积为8.6mX5.6m=48.18mi,详见平面布置图附图-02。
由于除氟设备需要安装在室内，因此建设单位应按设备占地面积要求建造厂房。
厂房建筑的其它要求如下：
a、地面承载负荷150吨/m2。
b、水处理间净高度6.6m。
c、在适当位置设置室内排水沟。
d、在适当位置做好进水、出水、排污口预留。
进水出水位置无特
殊要求，建设单位可根据情况自定。
表4建、构筑物一览表
序
号
名称
规格
单
位
数
量
备注
1
综合设备
间
30.3X0.88.9m
座
1
框架结构（含简单
装修）
2
除氟滤池
68485.5
座
4
钢砼结构浇筑
3
废水储池
2085.05.5m
座
1
地下钢砼结构
4
设备基础
22.08.08
（0.5-1.0）
座
1
钢砼结构
7.设备明细清单
表5设备规格清单
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
滤板及滤帽
980mrK980mm
套
96
每套滤板含36个滤帽
2
除氟滤料
粒径1.5-2.4mm
吨
144
3
PH自动加药装置
GTF2000功率：
3kw
套
1
4
加药泵
计量泵0-200L/h泵头：
pvdf压力：
0-7bar功率：
1.5kw
台
2
1用1备
5
pH调节罐
1.5mX1.5mX3.0m
台
1
不锈钢材质
6
pH调节池搅拌机
LFJ-1000.25kw
台
1
不锈钢材质
7
PH变送器
4-20ma输出
支
1
8
再生溶液箱
容积：
30m
材质：
玻璃钢
只
1
9
再生水泵
流量：
20吨/小时
扬程：
10米
材质：
SUS304
功率：
1.5kw
台
2
1用1备
10
过滤进水泵
流量：
350吨/小时
扬程：
12米
功率：
22kw
台
2
1用1备
11
反冲洗水泵
流量：
500吨/小时
扬程：
15米
功率：
37kw
台
2
2台同时使用
12
废水排水泵
流量：
20吨/小时
扬程：
10米
功率：
1.5kw
台
2
1用1备
13
管路阀门
材质：
不锈钢材质规格：
DN150-DN400
套
若十
14
闸板阀
SFZ-300
套
4
15
电磁流里计
量程：
250-400吨/小时
规格：
DN300
只
1
16
超声波液位计
0-6m
个
2
8管理要求
8.1管理人员除氟设备的管理主要是日常再生；其余时间无需操作人员服务；在上述操作程序中，只要将浸泡时间尽量安排在夜间，则整套除氟设备仅需1个人管理
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