水处理运行维护手册327.docx
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水处理运行维护手册327
河北建投承德上板城2×350MW超临界热电联产工程EPC总承包
锅炉补给水处理系统和工业废水处理系统
运行维护
手
册
编制
校核
批准
中电环保股份有限公司
2016年3月
1.0前言…………………………………………………………………2
2.0设计基础资料…………………………………………………………3
3.0设备设计、制造规范……………………………………………………8
4.0工艺系统说明…………………………………………………………10
5.0控制与仪表系统概述…………………………………………………19
6.0设备维护与保养………………………………………………………25
7.0运行特别注意事项……………………………………………………45
附录一污染指数（SDI）测定方法…………………………………………47
附录二余氯测定方法……………………………………………………49
1.0前言
本运行维护手册仅限于河北建投承德上板城锅炉补给水处理系统使用！
以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，由于具有高效率、无相变、低能耗、使用化学药剂少、设备紧凑、自动化程度高、操作运行简单和维护方便等突出的优点，近几十年来取得了令人瞩目的发展。
它包括超滤、反渗透和电除盐技术，其中尤其以超滤（UF）、反渗透（RO）技术在电力、石油、化工、钢铁、机械、电子、医药、食品等行业已得到广泛的应用，它即可应用于脱盐水、饮用水、海水和苦咸水淡化，也可应用于废水处理、物质回收与浓缩等领域。
自八十年代中期起，尤其是近些年来电力行业长足的发展，超滤、反渗透技术在我国大型火力发电企业锅炉补给水处理和废水处理中得到越来越广泛的应用，并取得了预期的效果和成熟的应用经验。
超滤、反渗透技术作为锅炉补给水处理的预脱盐装置，大大减少了离子交换系统再生废酸、废碱的排放量，有利于环境保护，同时除去了水中的微粒、有机物和胶体物质，对减轻离子交换树脂的污染、延长离子交换树脂的使用寿命都有着良好的作用。
河北建投承德上板城锅炉补给水处理系统采用了先进的超滤反渗透膜分离技术作为除盐水处理的预脱盐系统，预脱盐系统共有4套超滤装置和4套反渗透装置。
除盐系统仍采用传统的阳、阴离子交换和混合离子交换等传统工艺。
这样，由于反渗透装置脱除了97％以上的盐份，对于整套锅炉补给水处理系统创造良好的运行条件，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。
2.0设计基础条件
2.1系统水质特征
2.1.1设计水源:
承德市太平庄污水处理厂再生水为主水源
2.1.2设计水温:
按20℃考虑
2.1.3设计水压:
0.3MPa（进入超滤系统前）
2.1.4系统进水水质:
表1-1太平庄污水处理厂2013年度实际出水水质情况（出口，单位：
mg/L）
月份
CODcr
氨氮
BOD5
SS
TP
1.
30.4
1.1
15
15.8
0.27
2.
32.1
0.9
15
18.0
0.24
3.
29.9
1.0
10
17.7
0.31
4.
28.1
1.0
12
17.9
0.28
5.
21.8
1.0
13
18.5
0.26
6.
18.1
1.0
10
13.6
0.32
7.
31.9
1.0
12
28.9
0.21
8.
30.7
1.0
18
23.5
0.32
9.
31.7
1.0
18
23.5
0.32
10.
29.5
1.0
16
18.9
0.35
11.
21.8
1.0
17
18.6
0.33
12.
27.6
1.1
16
13.3
0.31
一级B标准
60
8（15）
20
20
1
表1-2城市再生水全分析报告（太平庄污水处理厂）
太平庄污水处理厂
时间
2013、12
2014、2
2014、3
时间
2013、12
2014、2
2014、3
项目
mg/L
mg/L
mg/L
项目
mg/L
mg/L
mg/L
阳
离
子
K+
13.69
13.72
13.72
硬
度
总硬度
350.49
351.94
348.94
Na+
71.58
70.71
70.71
永久硬度
115.16
112.61
112.51
Ca2
105.68
107.87
106.75
暂时硬度
238.88
236.33
236.13
Mg2+
19.24
19.97
17.94
负硬度
0
0
0
Ba2+
0.10
0.1
0.1
酸
碱
度
总碱度
203.47
236.33
236.33
NH4+
0.27
0.28
0.28
总酸度
12.92
12.29
12.29
Al3+
0.36
0.38
0.38
pH值
7.2
7.3
7.3
Sr2+
0.71
0.70
0.7
氨氮
Fe3+
0.00
0.00
0.00
游离CO2
10.81
10.80
10.80
合计
211.63
212.68
212.68
侵蚀性CO2
阴
离
子
Cl-
83.65
81.25
82.15
CODMn/Cr
6.68
6.50
6.50
SO42-
156.26
151.32
151.32
偏硅酸
19.28
19.01
19.06
HCO3-
290.56
288.16
288.16
溶解固形物
CO32－
0.00
0.00
0.00
总矿化度
779.02
786.01
786.01
NO3-
30.14
29.10
29.10
细菌含量
NO2-
0.13
0.11
0.14
可溶性硅（SiO2）
16.01
14.66
14.66
H2PO4-
4.74
4.70
4.70
TOC
合计
565.48
558.67
558.67
2.1.5超滤进水水质要求
进水温度：
5-25℃
进水浊度：
≤2NTU
总有机碳：
≤3mg/L
油脂（乳化）：
控制为0
2.1.6反渗透进水水质要求
进水温度：
5-35℃（标准为25℃）
余氯：
≤0.1mg/L（控制为0）
SDI：
≤4
TOC：
≤2mg/L
PH：
4-11
总Fe：
≤0.05mg/L
浊度：
＜1NTU
2.2系统出水水质特征
2.2.1设计出力（在满足装置进水条件的情况下）
超滤装置产水量：
4×120m³/h
一级反渗透装置产水量：
4×90m³/h
阳离子交换器出力：
3×90m³/h
阴离子交换器出力：
3×90m³/h
混合离子交换器出力：
2×180m³/h
2.2.2超滤装置性能要求
超滤膜组件出水SDI值：
＜3
超滤膜组件水的回收率：
＞90%
超滤膜组件出水的浊度：
＜0.2NTU
2.2.3一级反渗透装置性能要求
反渗透系统脱盐率：
≥98%（一年内）
反渗透系统脱盐率：
≥97%（三年内）
反渗透系统水的回收率：
≥75%
2.2.4除盐水处理系统产品水水质特性：
电导率：
≤0.15µS/cm
二氧化硅（SiO2）：
≤10µg/L
TOC：
≤200µg/L
2.3化学药品规格
化学药品由业主自行负责提供，以下只给出初步的化学药剂的品种和添加量，具体的品种和添加量需调试后确定。
2.3.1阻垢剂
阻垢剂（表2-5）
化学成份：
复合有机化合物
纯度：
100％
包装：
桶装
配制浓度：
10％
加药量：
2～4mg/L调试后确定
2.3.2还原剂
还原剂（表2-6）
化学成份：
NaHSO3
纯度：
99.5%
包装：
瓶装
配置浓度：
10%
加药量：
3～5mg/L调试后确定
2.3.3盐酸
盐酸（表2-7）
化学成份：
HCl
纯度：
31%
包装：
罐装
配制浓度：
加药量：
调试后确定
2.3.4氢氧化钠
氢氧化钠（表2-8）
化学成份：
NaOH
纯度：
32%
包装：
罐装
配制浓度：
加药量：
调试后确定
2.3.5次氯酸钠
次氯酸钠（表2-9）
化学成份：
NaOCL
纯度：
10%有效氯
包装：
罐装
配制浓度：
10%原液
加药量：
200mg/L调试后确定
2.3.6清洗剂（待反渗透系统需清洗时，视污染情况确定配方，详见8.3.3）
2.4公共设施条件
2.4.1电源
电源（表2-10）
频率：
50Hz
额定电压：
380V/220V
2.4.2配药用水
配药用水（表2-11）
水源：
一级反渗透产品水
压力：
≥0.2MPa
温度：
常温
2.4.3工艺和仪表用气
工艺和仪表用气（表2-11）
气源：
全厂空压机站
压力：
0.4～0.6MPa
露点温度：
满足工艺和仪表用气要求
3.0设备设计、制造规范
设备设计、制造和试验所遵守的规范和标准如下：
◆进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。
◆设备制造和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求。
《压力容器》GB150.1～150.4-2011
《水处理设备技术条件》JB/T2932
《橡胶衬里化工设备》HG/T20677
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009
《钢制焊接常压容器》NB／T47003.1-2009
《衬胶钢管和管件》HG21501
《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》HG20538
《水处理设备性能试验总则》GB/T13922.1
《化工设备、管道外防腐设计规定》HG/T20679
《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711
《橡胶衬里化工设备》HG/T20677
《承压设备无损检测》JB/T4730.1～6
《钢制管法兰技术标准》GB/T9124-2010
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）
《电厂用水处理设备质量验收标准》DL/T543
《低压配电设计规范》GB50054
《低压成套开关设备》GB7251
《低压电器外壳防护等级》GB4942.2
《户内交流开关柜订货技术条件》DL404
《低压成套开关柜设备验收规程》CECS49
《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400
《电测量仪表装置设计技术规程》SD9
《电力工程电缆设计规范》GB50217
《旋转电机定额和性能》GB755-2000
《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001
《电气装置安装工程电气设备交接试验技术》
《导体和电器选择设计技术规定》
4.0工艺系统说明
4.1工艺流程
4.1.1主系统流程为：
杀菌剂
↓
加热后的再生水→生水箱→生水泵→自清洗过滤器→超滤装置→清水箱→
HCl、还原剂、阻垢剂
↓
清水泵→5μ保安过滤器→高压泵→反渗透→淡水箱→淡水泵→阳床→阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房
4.1.2辅助系统流程为：
杀菌剂
↓
超滤反洗系统：
清水箱→超滤反洗水泵→药品混合器→反洗过滤器→超滤反洗进口
超滤和反渗透清洗系统：
清洗箱→清洗泵→清洗精密过滤器→超滤或反渗透装置
加药装置：
加药箱→加药计量泵→加药点
热网补充水系统：
淡水箱→热网补水泵→补水点
再生系统：
卸酸（碱）缓冲罐→卸酸（碱）泵→酸（碱）贮罐→计量箱→喷射器→阳床、阴床或混床
4.2主要设备简述
4.2.1生水加热器
生水加热器布置在自清洗过滤器之前，它的进蒸汽管道考虑设置调节阀。
生水换热器蒸汽来自于现有机组髙辅蒸汽。
材质：
304。
4.2.2自清洗过滤器
自清洗过滤器位于超滤膜组件前，作用是有效去除水中的细小颗粒、悬浮物等杂质，当该设备进出口压差达到100KPa或设定的时间时，能自动反洗。
根据产水水量要求，本系统设置4台自清洗过滤器，每台设计连续出力140m3/h，内部过滤元件采用滤网采用316L材质，每台设备的进出口接管装有衬胶蝶阀，过滤精度100μm，进口原装设备。
4.2.3超滤膜组件
超滤膜组件用以去除水中的悬浮物、胶体等，以满足反渗透装置对进水SDI值的要求。
超滤膜拟为强亲水性的中空纤维组成的，截留分子量为100,000～150，000道尔顿，膜进口。
采用全流过滤方式。
每隔30-60分钟（根据水质情况）大流量常规反洗一次，每次反洗时间30-60秒，以此将截留在膜表面的污物用大流量的水冲走，采用超滤产水为冲洗水源。
每执行常规反洗10-20次后执行一次化学加药反洗，具体次数需根据水质确定。
正常的超滤膜组件系统进水运行压力为100KPa左右，系统最大进行工作压力300KPa。
正常运行时进出口压差为15-30KPa，若进出口运行压差达100KPa即需要立刻离线化学清洗。
本系统设置4套超滤装置，正常运行时的出力为4X120m3/h/套。
4.2.4超滤反冲洗泵
超滤反冲洗泵可提供两种水量变频调节的要求，其压力及流量能满足超滤常规反洗与加药反洗两种工况的条件下的要求，采用变频器控制。
泵体过流部分及附件的材料均采用不锈钢。
4.2.5反渗透高压泵
反渗透高压泵、管道及附件的材料均采用不锈钢，反渗透高压泵泵体过流部分及附件的材料均采用不锈钢，密封方式为机械密封。
反渗透升压泵进、出口装压力开关，当泵进口压力低或出口压力过高时报警及停泵。
反渗透高压泵运行要求较高，切忌无水空转。
4.2.6反渗透保安过滤器
5μm保安过滤器属于精密过滤器，其工作原理是利用PP滤芯5μm的孔隙进行机械过滤。
水中残存的大于5μm的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等颗粒，这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，或堵塞膜孔，同时亦可划伤高压泵的叶轮。
随着制水时间的增长，滤芯因截留物的增多而污染，其运行阻力逐渐上升，当运行时需要密切关注其进出口压差，若压差达0.10MPa时，应更换滤芯。
否则有可能损坏保安过滤器和反渗透升压泵！
4.2.7反渗透膜组件
反渗透是利用半透膜透水不透盐的特性，去除水中的各种盐份。
在反渗透膜的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。
透过膜的水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。
膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。
浓差极化会使膜表面盐的浓度增大，膜的渗透压增大，盐的透过率也增大，为提高给水的压力而需要消耗更多的能量。
本系统采用4套出力为90m3/h的一级反渗透处理装置，每套装置按一级二段排列方式布置。
压力容器材质为优质增强玻璃钢。
4组反渗透膜组件，每组都能单独运行，也可同时运行。
各段给水及浓水进出水总管上设有足够连接清洗液进、出的管道及阀门。
产品水管上装设防爆膜。
浓水排水装流截止阀（稳流阀），以控制水的回收率，一但调试完成，此浓水流量控制阀不得私自调整！
整套装置设有程序启停装置。
装置每根高压容器产品水管和总产品水管设取样点，取样点的数量及位置能有效地诊断并确定系统的运行状况。
膜组件安装在组合架上，组合架上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。
管道、法兰、阀门均采用不锈钢材质。
每套反渗透装置都配有就地控制盘，且配有气动或电动控制元器件，该元器件为进口的可靠产品。
四套装置使用进口膜元件，单支膜元件脱盐率可达到99.5%以上，装置脱盐率为97%以上。
每套反渗透装置中压力容器、膜组件、管道、阀门与各种必要的在线仪表及取样装置安装在同一个组合架上。
正常运行时，反渗透膜对水温高低非常敏感将直接影响到产水量，以水温25℃为标准，每下降1℃时产水量将减少约3%。
一级反渗透膜系统运行时，一段二段的正常压差为50-100KPa，回收率为75%，即浓水流量控制阀调整开度，一但调试完成，此浓水流量控制阀不得私自调整！
若系统设备运行一段时间后，在反渗透进水压力、产水流量或一、二段压差3条件中2个不变，其中1个数值上升或降低15%时（不考虑水温、水质变化的条件），则表明反渗透系统已污堵，需要离线化学清洗。
其中一、二段压差最高不能超过340KPa!
4.2.8反渗透装置冲洗系统
本系统单独设置1台冲洗水泵，泵体过流部分及附件的材料均采用不锈钢。
泵的密封采用机械密封方式，主要用于反渗透系统在启动前或停运后对反渗透膜内的浓水冲洗干净，防止反渗透膜被污堵或结垢。
在反渗透设备短期内停运（1-2天），每天必须用此系统冲洗反渗透膜系统至少30钟。
4.2.9反渗透药品注入系统
药品注入系统包括加阻垢剂、还原剂系统。
①还原剂加药装置
本系统所采用的反渗透膜元件对余氯有较为严格的要求，为了确保一级RO系统正常的进水余氯指标，向进入一级RO装置的水中投加一定量的还原剂，使之发生脱氯反应，以除去前处理漏过的残余氯。
本系统投加的还原剂为亚硫酸氢钠（NaHSO3）。
还原剂投加量为3～5ppm，具体投加量调后确定。
每套还原剂加药装置主要由3台出力22L/h，扬程0.69Mpa的还原剂计量泵、2台搅拌器、2台容积为1m3还原剂计量箱和1台控制柜安装在组合架上。
计量泵具有变频调节功能，并配有Y型过滤器、逆止阀和缓冲罐，计量箱带有就地和远传功能的液位计。
②阻垢剂加药装置
建议采用的阻垢剂为进口复合型阻垢剂，它应适合于以地表水为水源的水处理系统，应是一种分散型不含磷有机阻垢药剂，具有优良的阻垢性能、细菌及微生物不易滋生、加药量小等特点。
为了防止微溶于水中的不易溶解的盐类在反渗透浓水侧浓度超过其溶度积而产生沉淀或者析出结垢，在保安过滤器前投加阻垢剂。
阻垢剂投加量为2～4ppm，具体投加量视阻垢剂厂家根据水质分析计算或调后确定。
每套阻垢剂加药装置主要由4台出力7L/h，扬程0.50Mpa的阻垢剂计量泵、2台搅拌器、2台容积为1m3阻垢剂计量箱和1台控制柜安装在组合架上。
计量泵具有变频调节功能，并配有Y型过滤器、逆止阀和缓冲罐，计量箱带有就地和远传功能的磁翻板液位计。
4.2.10超滤、反渗透/EDI化学清洗装置
随着超滤、反渗透装置运行时间的增加，进入膜组件的微量难溶盐、微生物、有机和无机杂质颗粒会污堵膜表面和堵塞膜流道，发生膜组件的产水量下降、脱盐率下降、运行压力及段间压差增大等情况。
为此需要配置一套化学清洗装置，在必要的时候对超滤、反渗透装置的膜元件进行化学清洗，以恢复膜的使用性能。
由于超滤与反渗透的化学清洗所需的流量与压力相近，故采用同一套设备共用。
清洗装置由1台出力为100m3/h，扬程为0.3MPa清洗水泵、1台出力为100m3/h的100μm精密过滤器、1台5m3钢衬胶清洗水箱（带有电加热器和就地磁翻板液位计）和1台控制柜，它们安装在同一组合架上。
由于此设备使用频率较小，且在清洗设备时变化多端，根据不同的污染情况使用不同的药剂，无法进行自动控制。
故采用就地手动操作模式运行使用。
4.2.11阳离子交换器（逆流再生）
逆流再生阳离子交换器内装填有阳离子交换树脂，前处理水经过阳离子交换树脂处理后，水中的阳离子被树脂的活性基团中的H+所置换，从而达到去除水中阳离子的目的，出水呈酸性，PH值一般低于4，出水Na+≤100μg/L。
阳离子交换反应式如下：
Na+RNa
Mg2+＋RHH+＋R2Mg
Ca2+R2Ca
1）阳离子交换器为焊接碳钢结构的立式柱形容器，本体内部衬胶厚度为5mm（内层3mm，外层2mm，交叉粘贴），本体外部管系为衬塑管。
内部部件材料均为不锈钢S31603。
2）设备内部有100％的膨胀空间。
布水和集水装置能保证整个树脂层水流均匀，防止局部偏流。
出水装置除均匀汇集水外，并均匀地分配反洗水流通过床层，反洗排水装置满足设计最大反洗水量。
3）顶部进水分配装置采用十字母支管式；底部排水装置为石英砂垫层加穹型孔板，穹型孔板材质为钢板双面衬胶，衬胶为3mm耐酸橡胶一层；中间排水装置为支母管式，支管上为S31603梯形绕丝结构，缝隙为0.25mm。
4）设备本体上设有两个人孔；窥视孔设三个窥视孔，分别布置在：
上部树脂界面、反洗高度处、下部树脂界面。
5）设备本体配有进、出水取样装置，包括取样用耐腐蚀不锈钢隔绝阀和取样阀门、取样水槽及其固定设施等，取样水槽的规格为350×150×100mm。
取样装置材料全部为S31603不锈钢；进出水配有耐腐蚀不锈钢压力表及其不锈钢隔绝阀（包括不锈钢膜片式压力表及表前不锈钢一次阀门）。
系统设置了3台DN2520无顶压逆流再生阳离子交换器，每台出力为120m3/h。
4.2.12强碱阴离子交换器（逆流再生）
逆流再生阴离子交换器内装填有阴离子交换树脂，前处理水经过阴离子交换树脂处理后，水中的阴离子被树脂的活性基团中的OH-所置换，从而达到去除水中阴离子的目的。
阴离子交换反应式如下：
Cl-RCl
HCO3-＋ROHOH-＋RHCO3
SO42-R2SO4
HSiO3-RHSiO3
经这些反应后，所生成的OH-与阳离子交换器出水中的H+结合生成水：
H+＋OH-H2O
1）阴离子交换器为焊接碳钢结构的立式柱形容器，本体内部衬胶厚度为5mm（内层3mm，外层2mm，交叉粘贴），本体外部管系为衬塑管。
内部部件材料均为S30403不锈钢。
2）设备内部有100％的膨胀空间。
布水和集水装置能保证整个树脂层水流均匀，防止局部偏流。
出水装置除均匀汇集水外，还均匀地分配反洗水流通过床层，反洗排水装置满足设计最大反洗水量。
3）顶部进水分配装置采用十字支母管式；底部排水装置为石英砂垫层加穹型孔板，穹型孔板材质为钢板双面衬胶，衬胶为3mm耐酸橡胶一层；中间排水装置为支母管式，支管上为S30403梯形绕丝结构，缝隙为0.25mm。
4）设备本体上设两个人孔；窥视孔设三个，位置分别在：
上部树脂界面、反洗高度处、下部树脂界面。
5）设备本体配有进、出水取样装置，包括取样用耐腐蚀不锈钢隔绝阀和取样阀门、取样水槽及其固定设施等，取样水槽的规格为350×150×100mm。
取样装置材料全部为S31603不锈钢；设备本体进出水配有耐腐蚀不锈钢压力表及其不锈钢隔绝阀（包括不锈钢膜片式压力表及表前不锈钢一次阀门）；
系统设置了3台DN2520逆流再生阴离子交换器，每台出力为120m3/h。
4.2.20混合离子交换器
混合离子交换器就是把阴阳离子交换树脂放在同一个交换器中，在运行前，先把它们分别再生成OH型和H型，然后混合均匀。
所以混合离子交换器可以看成是由许许多多阴、阳树脂交错排列
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