垃圾发电厂化学水处理.docx
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垃圾发电厂化学水处理
某城市生活垃圾焚烧厂
2x18T/H化学水处理装置
技术文件
******************88888888
一、总则
本文件适用于讷江城市生活垃圾焚烧发电厂化水处理间的施工图设计，以及系统内的水处理设备、管道、阀门、支吊架、连接件、附件等的采购、供货、安装指导、调试，它提出了该系统的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
本招标文件水处理采用“反渗透+混床”方案，系统产水量为18m3/h×2（一用一备）。
本系统是一个独立的系统，为交钥匙工程。
投标方要在招标文件给定的建筑中布置化水系统的全部设备、管线，即从进入化水车间的清水管阀门（含此阀门）至除盐水泵出口阀（含阀门）区间内的所有设备（包括机械过滤器、活性碳过滤器、板式换热器、保安过滤器、浓水箱、反渗透装置、反渗透加药、反渗透化学清洗、中间水箱、混床、除盐水箱、除盐水泵及其出口阀、除盐水母管的自动加氨装置、卸酸/碱泵、酸碱计量箱、酸碱贮罐、酸雾吸收器、中和池、中和池pH值调适装置、中和泵等）。
系统内附属的泵类、容器和所供设备系统内的阀门、管道、管件支架、酸碱罐钢平台、钢梯、设备内填料如树脂，滤料，安装调试期间使用的润滑油脂、药品等，以及整个工艺过程要求的仪表、自动控制系统（含室外水箱的液位变送器）和动力配电柜以及所有电缆及桥架，气源管路等所有的硬件、软件。
投标方要确认此供货范围，并提供细化清单。
投标方要提出设备荷重，采暖，通风要求，电源种类，用电量（包括UPS用电量，由厂供还是自带），用气量及其指标。
焚烧发电厂工程总体设计只向本系统提供总电源，气源，水源，并用排水管接走系统排水，所有管线在指定的界面处交接，投标方将处理后合格的除盐水送到指定的界面处。
同时投标方的工作范围还包括系统的安装指导、调试、试运转，提供调试阶段所需的所有损耗件等。
1.1质量保证
投标方采用的设计、制造标准和规范方面应符合下列要求：
在标准、图纸、质量记录、和操作手册上均采用国际单位（SI）；设备铭牌按制造厂标准；制造标准和规范按下列标准执行，原则上可采用国家和企业标准，如采用国际标准，则所采用的标准应不低于国内标准。
这些标准应符合或高于下列标准的最新版本。
投标方采用的标准需在投标文件中列出。
中华人民共和国国家标准GB
电力部标准DL
机械部标准JB
1.1.1设计标准
1）设备制造和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求
a）GBl50《钢制压力容器》
b）JB2932《水处理设备制造技术条件》
c）HGJ32《橡胶衬里化工设备》
d）《压力容器安全技术监察规程》
2）衬里钢管和管件符合下列标准的最新版本的规定要求
a）HG21501《衬胶钢管和管件》
b）HG20538《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》
3）当上述规范或标准对某些专用材料不适合时，则采用材料生产厂的标准。
反渗透设备标准按《反渗透水处理设备标准》CJ/T119-2000
4）工艺设计符合GB/T50109-2006《工业用水软化除盐设计规范》。
1.1.2验收标准
1）设备的制造安装、检验、验收符合下列标准和规程的要求：
JB2932-99《水处理设备制造技术条件》
GB4730-94《压力容器无损探伤》
DL543-94《电厂用水处理设备质量检验标准》
CDl30A16-85《橡胶衬里设备技术条件》
GB5575-85《化工设备衬里用末硫化橡胶板》
ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》
JB2880《钢制焊接常压容器技术条件》
HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》
JB2532-80《压力容器油漆、包装、运输》
2）电气系统应符合下列标准和规程的最新版本的要求：
GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》；
GB50049-94《小型火力发电厂设计规范》；
DL/T5153-2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》；
GB50054-95《低压配电设计规范》；
GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》；
DL/T621-1997《交流电气装置的接地》；
GB14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》；
3）衬里钢管和管件符合下列标准和规程的最新版本的要求：
HG21501—93《衬塑钢管和管件》
HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计条件》
4）接口法兰及其它符合下列要求：
GBll3-9128《钢制管法兰》
JBll57．1164《压力容器法兰标准》
GB9845《钢制搅拌器形式及参数》
GBl2224《钢制阀门一般要求》
GBl047《管子和管路附件的公称通径》
JB3366《电站设备自动化装置通用技术条件》
上述规范和标准对某些设备和专用材料不适用时，经需方确认后，可采用有关的标准和生产厂的标准。
1.1.3质量保证
1、装置投运时间不少于8000小时/年。
并提供寿命消耗曲线。
本项目系统两次大修期间期为≥4年。
2、投标方应对合同中提供的主要部件建立质量保证计划。
设备制造应与规格书及标准相一致，并符合操作条件及使用要求。
3、所有质量保证计划应在制造开始前制定出，并在中标后7个日历日内提交。
质量保证计划将作为合同的组成部分，投标方应严格遵守。
4、投标方应提供成套产品的检验程序、试验记录和全过程监造计划。
投标方质量保证表：
序号
项目
保证值
备注
1
水泵寿命（年）
10
2
设备噪音（dB）
85
离设备外壳外1m处测量值
3
反渗透膜更换周期（年）
3
4
系统功耗kW
140
实际运行功率51.5KW
5
设备年可用率%
>90%
8000小时以上
6
整体设备使用寿命（年）
15
1.1.4性能保证
序号
项目
流量t/h
水利用率
1
混合离子交换器出水
19t/h
98%
2
混合离子交换器进水
19.5t/h
3
反渗透出水
19.5t/h
75%
4
反渗透进水
26t/h
5
过滤器出水
26t/h
100%（利用浓水反洗）
设计基础资料
1.1.5基础条件
1.1.3.1原水水质
地表水
自来水
1.1.3.2出水水质:
序号
项目
要求
1
电导率
<0.2us/cm
2
SiO2
<0.02mg/L
3
pH
8.5-8.8
4
总硬度
≈0mg/L
1.1.3.3操作时间
t≥8000小时/年
1.1.6公用工程条件
1）电源：
额定电压380V，频率50Hz，电源送至化水厂家控制柜处。
2）水源：
主要采用净化后的李哥庄水库水，市政自来水作为备用水源。
水送至主厂房化水间内原水进水阀处。
水压0.3MPa。
3）排水：
混床再生酸碱废水经地沟排至中和池中和后（pH值6-9）由中和泵排入厂区管网；其余废水经排水沟内地漏直接排至厂区污水管网。
4）蒸汽：
压力0.421MPa~0.476MPa（绝压），温度178℃-188℃。
5）压缩空气：
工艺用气：
压力0.6-0.8MPa。
露点-20℃，含油量1mg/m3
仪表用气：
压力0.6MPa，露点-40℃，含油量0.01mg/m3
1.1.7厂区条件
（1）厂址
（2）气象特征值
多年平均气温
极端最高气温
极端最低气温
春季气温
夏季气温
秋季气温
冬季气温
全年平均风速
月平均风速4月份最大
月平均风速9月份最小
多年极端风速
夏季季风
春季风向
夏季风向
秋季风向
冬季风向
4月～10月风向
青岛市多年平均降水
场区年平均降水
最大年降水量
最小年降水量
年降水70～76%集中在汛期
7月份降水量
旱季降水量
10～12月份和1～2月份降水量
3日最大降水量（近30年）
5日最大降水量（近30年）
7日最大降水量（近30年）
水面蒸发量
陆地蒸发量
蒸发量最大月份
蒸发量最小月份
年平均日照
平均日照率
最大日照率
最小日照率
平均冻结日
冻土深度
冻土深度最深
1.1.8厂房条件
水处理设备均应设置在化水间内（化水间建筑图详见附图），其中酸（碱）贮罐、酸（碱）计量箱、酸雾吸收器、卸酸（碱）泵、加氨装置、中和池、中和泵等设置在酸碱计量间内，设备、管道、阀门及管件均需耐强酸、强碱腐蚀。
其余水处理设备放置在水处理间内，加压泵均安装在水泵间。
控制盘放置在值班室内，电源柜放置在配电室。
厂家可对附图“化水设备平面图”中设备布置进行优化。
1.1.8企业简介
质量和信誉是企业生命，“产品合格率100％，用户满意率100％”是公司的承诺。
公司密切关注世界水处理市场的动向，为使公司产品与国际接轨“打造行业旗舰，立足国内领先，树立国际品牌”是本公司永恒的企业精神和奋斗目标。
二、设计依据
1、由于用户未提供原水水质报告，现根据同类地区原水水质进行设计。
2、原水性质：
自来水。
3、用户提出的用水量、工艺用水水质标准等基础资料。
3、RO系统设计参照《给排水设计手册》及海德能公司RO膜设计计算软件；
4、系统管道的设计按反渗透系统设计压力的标准进行设计；
5、室外排水设计规范GBJ14-87；
6、国家生活饮用水卫生标准GB5749-85；
7、通用电器设备配电设计规范GB50055-93；
8、建筑给排水设计规范GBJ15—88；
9、城市区域环境噪声标准GB3096—93；
10、反渗透设备标准按《反渗透水处理设备标准》CJ/T119-2000；
11、电气安装工程盘柜及二次回路接线工程施工及验收规范GB50171-92；
12、自动化仪表安装工程质量评定标准GBJl31-90；
13、电气装置安装工程电气设备按试验标准GB50150-9。
14、离子交换系统设计计算参照化工企业化学水处理设计计算规定,HG/T20552-94的标准。
三、设计范围及原则
1、进入除盐水站的水源为自来水，水质设计按同类地区的水质分析报告进行设计计算、其变化系数K≤1.2。
2、除盐水处理设施具有较大的适应性，应急性，可以满足水质、水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。
3、采用工艺具有可靠性，运行稳定，运转费用低，管理维护量特别小。
4、系统处理过程中选用工作泵（除高压泵外）均为卧式离心泵，具有工作稳定性好的特点。
5、反渗透装置排放的浓水由浓水箱储存，用作过滤器反洗水源，达到节水的目的。
6、除盐水系统采用PLC微机控制，全自动运行。
采用现场总线型式，分散集中控制，现场控制柜设有自动或手动转换开关。
7.本工程设计范围为接入除盐水处理设施起至除盐水排出为止的除盐水工艺、构筑物、设备、基础、电气等各专业设计（除盐水站土建结构、建筑、采暖通风、建筑给排水、照明除外）。
四、原水水质及水量
1、原水水质报告
1.1地表水
1.2自来水
2、系统设计产水量：
2×18t/h。
（按最新设计规范，实际产水量为2×19t/h）。
3、原水水质较稳定，变化系数K≤1.2
五、反渗透装置进水水质要求
序号
项目
要求
1
浊度（度）
<1
2
色度（度）
清
3
污染指数FI
<4
4
温度
15-35℃
5
化学耗氧量（以O2计）
<1.5mg/L
6
游离氯
<0.05mg/L
7
铁
<0.1mg/L
8
锰
<0.05mg/L
9
铝
<0.05mg/L
10
朗格利尔指数
LSI<0
11
硫酸钙溶度积
浓水<19×10-5
六、系统水量分配表
序号
项目
流量t/h
水利用率
1
混合离子交换器出水
19t/h
98%
2
混合离子交换器进水
19.5/h
3
反渗透出水
19.5t/h
75%
4
反渗透进水
26t/h
5
过滤器出水
26t/h
100%（利用浓水反洗）
6
过滤器进水
26t/h
七、用水要求
1.系统产水水量：
2×18m3/h±10%。
2.出水水质：
一级脱盐水质量标准（GB12145-1999）参数详见表三。
3.供水方式：
连续供水；
4.控制方式：
全自动运行。
表三
序号
项目
要求
1
电导率
≤10us/cm
2
SiO2
≤0.1ppm
3
PH
8.5-8.8
4
总硬度
≈0mg/L
八、简易工艺流程
8.1工艺流程
PAC加药装置阻垢剂加药装置
地表水/自来水→管道混合器→多介质过滤器→活性炭过滤器→板式换热器→
保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→
清洗过滤器←清洗水泵←清洗水箱
混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→用水点
8.2系统再生工艺：
混合离子交换器
酸贮罐→酸计量箱→酸喷射器碱喷射器←碱计量箱←碱贮罐
除盐水箱→再生泵
九、系统工艺要求及说明
根据原水水质报告及反渗透装置进水条件，提出以上简易流程。
本工艺由预处理部分、反渗透一级除盐系统、二级深度除盐系统、酸碱再生系统及废水的中和排放系统组成。
9.1、预处理系统工艺说明
由于进水压力不稳定，系统进水压力需≥0.3Mpa，系统进水设原水箱及原水增压
泵。
预处理系统由、板式换热器、PAC加药装置、管道混合器、多介质过滤器、活性炭过滤器、反洗水泵等组成。
1）原水
厂区净化后的地表水通过阀门和流量计的控制直接输送至系统，当地表水输送系统出现故障时以自来水作为备用水。
2）PAC加药装置
PAC加药装置用来向原水中投加凝聚剂，加药点设置在管道混合器前，投加药剂后由管道混合器进行混合，使原水中的小颗粒的悬浮物、悬浮性有机物、胶体等形成絮状大颗粒，以便由多介质过滤器去除。
由于系统进水中含有悬浮物、胶体等杂质，这些杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成大颗粒，PAC（聚合氯化铝）是长链的高分子聚合物，在水中可形成带电荷的AlX（OH）y3X-y长链，多功能基团，它具有压缩胶体双电层作用，同时对异性电荷也可以起到中和的作用，而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使基凝聚成大颗粒絮状矾花，便于过滤器的去除。
3）管道混合器
静态管道混合器主要用于将由加药装置来的药液与进水的充分混合。
使原水及药剂混合均匀。
静态管道混合器的管内流速0.9-1.2m/s。
药剂的投加口设在进水口前大于0.3米以外。
4）多介质过滤器
由于原水浊度不稳定，且原水浊度随地表水液位的变化系数较大，特别是雨季及沽水期浊度较大，在前级预处理部分设置多介质过滤器。
多介质过滤器设计流速为8-10m/h，过滤器内装石英砂、无烟煤等多种介质的滤料，上层装无烟煤，下层装石英砂，由于该过滤器内装两种滤料，颗粒径从上到下，按从大到小的顺序排列，因此该过滤器接近理想过滤器，该过滤器具有两个过滤界面，各个阶面选择不同粒径的悬浮物进行吸附及过滤，降低了悬浮物的穿透率，因此该过滤器较其它类型的过滤器具有更大的截污能力，允许有更大的过滤滤速，具有产水量大的特点。
过滤器反洗时由于表面滤层及滤膜被破坏，过滤效率明显降低，所以反洗后宜采用低流速运行，以便滤膜的形成。
在过滤器进出水管道上设有就地压力表，可显示过滤器的运行压力，过滤器的反洗按照进出水压差或流量累积来确定，反洗水来自于浓水箱汇集的反渗透浓水。
5）活性炭过滤器
在预处理系统设置活性炭过滤器，主要用于吸附水中的有机物，色度，部分重金属离子及活性氯，防止反渗透膜元件受有机物的污染及余氯对膜元件的破坏性的氧化。
设计流速为8-10m/h，过滤器内设各种粒径的石英砂填料层及101渗银灭菌型活性炭，由于活性炭内渗银，微生物的繁殖受到抑制，因活性炭比重较轻，反冲洗强度为4～8L/m²·S，滤料的反洗膨胀率为40～50%，反洗时宜选用低流速反洗，以防止活性炭被反洗水冲走。
在活性炭过滤器进出水管道上设有就地压力表，可显示过滤器的运行压力，过滤器的反洗按照进出水压差或流量累积来确定，反洗水来自于浓水箱，活性炭过滤器滤料（活性炭）更换周期以出水的余氯含量≤0.1PPM及有机物含量CODcr<1.5mg/L，两项指标确定，出水水质应定期监测。
6）板式换热器
由于原水为地表水或自来水，水温受季节性的变化，且系数较大，为保证反渗透装置恒定的出水量，在前级设置一台板式换热器，汽源来自于锅炉房。
板式换热器为表面加热型，用于原水的加热，经预处理后的水通过加热进入保安过滤器，板式换热器配套温控装置，保证系统出水恒温。
7）反洗水泵
反洗水泵用于多介质过滤器及活性炭过滤器的定期反冲洗，满足过滤器最大强度的反冲洗量。
9.2一级除盐系统（RO）工艺说明
在工艺中采用一级反渗透装置，主要去除水中大部分的阴、阳离子。
RO（反渗透）系统由阻垢剂加药装置、管道混合器、保安过滤器、高压泵、反渗透组件、中间水箱、中间水泵、RO清洗装置等组成。
1）阻垢剂加药装置
由于原水硬度较大，经美国海德能公司膜软件计算，浓水侧LSI（朗格里尔指数）为0.9，浓水侧将发生结垢现象，因此在反渗透前投加美国PWT公司的TitanASD200进口复合阻垢剂,经投加阻垢剂后,浓水侧LSI在3.0的条件下不发生结垢现象。
2）管道混合器
静态管道混合器主要用于将由加药装置来的药液与进水的充分混合。
使原水及药剂混合均匀。
静态管道混合器的管内流速0.9-1.2m/s。
药剂的投加口设在进水口前大于0.3米以外。
3）保安过滤器
保安过滤器选用滤芯精度为5um，在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质，确保RO进水的清洁度，以防前级过滤器泄漏的机械杂质进入反渗透膜组件，这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量盐份的泄漏，同时可能划伤高压泵的叶轮，保安过滤器内的滤元采用聚丙烯喷熔工艺制作，过滤微孔具有：
孔形呈锥形结构；过滤效率高，可进入深层过滤；纳污容量大，使用寿命长；采用卡式结构，便于快速更换。
保安过滤器的滤芯应定期更换，可根据进出水压差来决定。
4）高压泵
高压泵用来向反渗透装置提供渗透压的动力，以满足反渗透系统膜元件在设计年限内正常的工作压力及流量。
高压泵选丹麦格兰富公司产品。
5）反渗透装置（RO装置）：
反渗透装置在工艺中主要去除水中大部分的阴、阳离子及有机物、热源和细菌等。
反渗透是一种借助选择透过（半透过）性膜的功能，以压力为推动力的膜分离技术，膜组件由反渗透膜导流布和中心管等制作而成，将多根RO膜组件装入玻璃钢耐压容器内，组成RO组件。
本装置是脱盐系统的关键，成熟的工艺设计、合理的控制、操作及管理，直接决定着系统的正常、稳定运行；并关系到反渗透膜的使用寿命，经反渗透处理后的出水，去除了绝大部分无机盐和几乎所有的有机物、微生物（细菌、热源等）从而确保了本系统产品水的高质量、高品质。
完成预处理后的出水水质由淤积密度指数SDI仪监测，当SDI值＜4时，即可由高压泵增压后进入反渗透系统，RO出水一部分（预脱盐水）去除二氧化碳器，另一部分未透过水由管道汇集后成浓水（主要含有盐份、机械杂质、胶体、有机物等）排入浓水箱。
反渗透主体部件选用美国HYDRANAUTICS公司生产的高脱盐率，低压CPA3-LD芳香族聚酰胺膜组件（或DOW公司BW30-400膜组件），该膜组件属节能型低压膜，是世界上先进的卷式RO膜组件，具有结构紧凑，产水量特别大（单支膜组件产水量可达1.0t/h），脱盐率高（单支膜试验数据＞99.7%），操作压力低，耐细菌侵蚀性好，适用PH范围广（PH为3~10）的优点。
配套使用的膜外壳为R8040C30S-5W（B）玻璃钢压力容器，适用于HYDRANAUTICS公司CPA3-LD膜组件（或DOW公司BW30-400膜组件）的5支装。
反渗透系统设计处理能力为2×18t/h，CPA3-LD膜组件按3：
1排列，一级段，单套装置选用玻璃钢压力容器共4支，选用高压泵为丹麦格兰富公司的高压离心泵，型号为：
CR32-8-2，流量为25t/h，扬程为：
122m，电机功率：
15kW。
反渗透装置在水质分离过程中无相变，脱盐率高，体积小，易于自控运行，适应范围广，无环境污染，我公司选用的CPA3-LD低压膜不仅动力消耗小，且产水量大，脱盐率高，三年内脱盐率可达97%以上。
经海德能公司RO膜计算结果如下：
进水流量：
2×26m³/h淡水流量：
2×19.5m³/h
浓水排放量：
2×6.5m³/h出水含盐量：
3.1mg/L
工作压力：
8.9-11.5bar进水温度：
25℃
水回收率：
75%RO膜设计使用年限：
3年
进水水源：
地表水进水PH值：
7.3
RO膜设计平均表面流量强度：
22.4L/m²·h。
选用膜规格：
CPA3-LD（或BW30-400）
选用RO外壳：
R8040C30S-5W（B）
浓水侧郎格里尔指数：
LSI=0.9浓水侧将发生结垢现象
应投加进口复合阻垢剂。
出水PH：
5.6出水电导率：
7.2us/cm
出水总阳离子含量ΣK=0.03mmol/L
出水总阴离子盐量ΣA=0.04mmol/L
CO2含量=5.99mg/L
反渗透配套控制系统功能：
单台设备配制工作仪表及监视仪表：
显示系统的运行工况（进、出水电导、进水温度、高压泵的开关、进出水流量、压力等参数）；
反渗透高压泵进口设低压保护器，当高压泵进水压力<0.1Mpa时，高压泵自动停止工作。
反渗透高压泵出口设高压传感器，当工作压力大于某一设定值，高压泵停止运行，以防损坏后级管道及膜组件。
高压泵出口设有一进口电动慢开阀，在高压泵启动时，电动慢开阀超前5-10秒钟启动，开启时间为15-20秒，以防止反渗透装置的管道及膜组件受高压的瞬时冲击而受损。
高压泵的启动为软启动，有利于保护水泵，防止膜组件受高压泵启动时受瞬时高压的冲击。
进水、浓水、淡水阀：
主要调节RO进水量、产水量、进水压力、浓水压力及回收率。
电导仪及温度表：
电导仪用于监测RO进出水电导率的变化情况，温度表显示RO膜在不同温度下产水量的变化。
高压泵：
增压满足RO膜组件进水压力要求。
止回阀：
主要用于停机后，防止RO压力管中的回压而损坏高压泵及泵前低压管道件。
产品水防爆膜，有利于保护膜组件，防止反渗透装置由于误操作而损坏系统管道及膜组件。
冲洗：
系统中设置一台冲洗水泵,当某台反渗透停机时,用反渗透的产水置换反渗透膜浓水侧处于亚稳状态下的钙镁水垢,防止浓水侧亚稳状结垢物质析出产生结垢,以保护反渗透膜组件,减少反渗透装置化学清洗次数。
液位自控：
主要用于防止停水情况下，高压泵继续运行而使高压泵损坏，另一作用是如中间水箱高位时，可使RO停止运行，防止中间水箱溢流。
6）除二氧化碳器
除二氧化碳器的作用使水中的碱度（主要是碳酸氢根离子）在酸性条件下转化成二氧化碳及水分子,经鼓风吹脱,由于水的表面压力减小,水中溶解性的二氧化碳气体被吹脱通过出气口进入大气,从而减少水中的阴离子含量,减轻后级处理的工作负荷。
7）中间水箱、中间水泵
由于反渗透出水无动力,因此在工艺中设置一只中间水
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