10吨中水回用系统设计方案.docx
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10吨中水回用系统设计方案
成都※※※※※※有限公司
10吨/小时中水回用处理系统
设计方案
№：
THSJ【2014】0510#
成都※※※※※※设备有限公司
2014年9月10日
定义
在本文中使用了以下定义：
“甲方”、“买方”、“需方”是指成都※※※※※※有限公司
“乙方”、“卖方”、“供方”是指成都※※※※※※设备有限公司
“界区”是指按照本附件的说明，在甲方与乙方之间要划分的乙方工艺、材料和设备的供应范围的界限。
第一章前言
为配合项目需求，成都※※※※※※有限公司（以下简称甲方）、成都※※※※※※设备有限公司（以下简称乙方）就甲方计划实施该项目所涉及到的10吨/小时中水回用系统的有关工艺设计、制造、检验和验收等技术问题进行了充分讨论，根据双方讨论的意见结果编制了本设计方案。
本设计方案与商务部分共同构成10吨/小时※※水制水装置的采购合同，当商务合同生效时，本设计方案同时生效，且具有同等法律效力。
1、总则
1.1、本设计方案仅适用于甲方10吨/小时中水回用系统新建工程。
乙方提供的产品完全满足本设计方案的要求。
1.2、本设计方案要求的工作范围包括：
中水回用装置的设计、制造、工厂检验、包装、运输、供货、安装、调试、性能保证、试验和检验、现场技术服务、售后服务等方面的技术要求。
1.3、本设计方案的目的不是列出设备的全部细节，本设计方案提出的是最低限度的技术要求，并未对所有技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方提供的产品应为符合本设计方案和有关国家标准的优质产品。
2、设计方案涉及到的标准和规范
2.1、技术要求和质量标准
乙方在本装置的设计、制造、检验及验收过程中必须首先满足本设计方案第3条所列的设计条件以及甲方在本设计方案签订后提供的后续条件，并在本装置的设计、制造、检验及验收过程中将上述条件作为首要标准。
2.2、采用标准和规定
乙方保证所提供的设备符合本设计方案和有关工业标准及企业标准要求，设备和材料在设计、加工和制造上是高标准的优质产品，以确保系统出水质量并达到本设计方案中所规定的消耗水平。
2.3、工艺系统设计遵照下列最新版本的要求：
DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》
DL/T5068-1996《火力发电厂化学设计技术规定》
2.4、设备设计、制造、检验、验收及材料符合下列标准和规定的最新版本的要求：
GBJ13-88《室外给水设计规范》
GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》
JB/T2536-80《压力容器油漆、包装、运输》
ZBJ98003-87《水处理设备油漆包装技术条件》
GBJ109-97《工业用水软化除盐设计规范》
CJ/T119-2000《反渗透水处理设备》
GB150-1998《钢制压力容器》
JB/T2932-1999（T2923-99）《水处理设备制造技术条件》
SDZ037《电厂水处理设备技术质量分等标准》
GB/T16907《离心泵技术条件（I类）》
GB/T5656《离心泵技术条件（II类）》
GB50171《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》
GB6388《运输包装收发货标志》
DL/T《电厂用水处理设备质量验收标准》
DL/T588《水质污染指数测定方法》
DL/Z951-2005《火力发电厂反渗透水处理装置验收导则》
DL/Z952-2005《火力发电厂超滤水处理装置验收导则》
2.5、进口设备的制造工艺和材料应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具有相同的机械性能和IEC国际电工委员会标准以及IEEE电气和电子工程师学会标准，同时满足我国有关国家及部门标准。
2.6、对外接口法兰符合下列要求：
HG20592-97《钢制管法兰型式、参数（欧洲体系）》
HG20594-97《带颈平焊钢制管法兰（欧洲体系）》
HG20601-97《钢制管法兰盖（欧洲体系）》
HG20606-97《钢制管法兰非金属平垫片（欧洲体系）》
2.7、设备外部管路的设计符合DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》现行最新版本的规定要求。
2.8、电气设备满足GB7251-1997《低压成套开关设备》国家标准，控制箱的防护等级应按GB4942.2-1993《低压电气外壳防护等级》的规定标明，控制箱的防护等级不低于主设备的防护等级。
2.9、安装工程符合以下标准及规范：
GB235-82《工业管道工程施工及验收规范》
GB236-82《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》
HGJ203-83《化工机器安装工程施工及验收规范》
GBJ93-86《工业自动化仪表工程施工及验收规范》
2.10、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，并呈交甲方确认。
第二章、设计基础资料
1、系统进水水质特性（原水水质）
离子
ρ（B）/
（mg/l）
C（1/zBZ+）/
（mg/l）
X（1/zBZ+）/
%
项目
ρ（B）/
（mg/l）
K+
5.7
0.15
0.2
可溶性总固体
4081.0
Na+
315.0
13.70
20.5
游离CO2
35.15
Ca2+
1040.1
51.90
77.6
耗氧量
1.12
Mg2+
13.38
1.10
1.6
H2SiO3
136.6
TFe
<0.05
F
10.17
Fe2+
Al
<0.02
NH4+
<0.02
备注：
仅对来样负责
总计
1374.2
66.84
100.0
Cl-
1826.0
51.50
76.7
SO42-
496.0
10.33
15.4
HCO3-
97.63
1.60
2.4
CO32-
0.00
OH-
0.00
NO3-
230.2
3.71
5.5
NO2-
0.68
0.01
HPO42-
<0.1
总计
2650.5
67.15
100.0
项目
ρ（CaCO3）
pH值
6.4
mg/l
总硬度
2652.4
气味
无
永久硬度
2572.3
色度
5度
暂时硬度
80.1
浊度
1.2NTU
负硬度
0.0
水温
总碱度
80.1
气温
2、工艺总体设计：
污水处理站出水+机械过滤器＋超滤装置+反渗透装置。
大致工艺安排如下：
污水处理→原水箱→原水泵→絮凝剂加药→机械过滤器→超滤装置【带反洗装置】→超滤水箱→还原剂、阻垢剂加药→反渗透增压泵→保安过滤器→反渗透装置→成品水箱
3、设计生产能力：
终端供水≥10m3/h@25℃
4、装置布置：
拟设备类、水箱类均放置在制水间内。
5、系统运行方式：
24小时连续运行。
6、供水方式：
产品水到成品水池。
7、设计界区：
原水池原水至制水装置终端出水口处的所有设备、管道、阀门、电气、仪表等。
原水管道，外输水管道在界区外1米处连接。
8、单台设备运行指标：
机械过滤器产水量：
1台×18m3/h·台；
超滤装置产水量：
1台×15.3m3/h@25℃；
超滤出水指标：
浊度≤0.1NTUSDI≤1；
反渗透装置产水量：
1台×10m3/h@25℃·台【排列方式：
一段式排列】；
反渗透装置回收率：
≥60%@25℃；
反渗透装置脱盐率：
一年内≥96%@25℃；两年内≥93%@25℃；三年内≥90%@25℃；
9、10吨/小时※※水水量平衡表
用水点
产水量【m3/h】
水耗【m3/h】
进水需水量【m3/h】
反渗透装置
10
≈5.4
≈15.3
超滤装置
15.3
≈2.7
≈18
机械过滤器
18
≈0
≈18
原水总进水量
建议≥18m3/h，进水压力≥2kg/cm2
10、产品水水质要求
制水系统终端出水口出水水质指标满足GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》的相关要求。
GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》详见附件1。
11、电源说明
（1）甲方提供超※※水制水装置控制需要的至少两个电源回路。
（2）控制柜设置在操作间，※※水制水装置的电气控制原理由乙方设计，再由甲方认可。
12电气界限的划分
12.1电气设计界限的划分
乙方负责10吨/小时中水回用系统动力配电的设计。
12.2、系统控制简要说明
（1）本装置控制系统采用PLC进行集中控制，系统全自动运行、反洗，系统压力报警，高低液位停机等等，PLC控制器若出现故障不影响※※水系统的正常运行。
（2）根据联锁设备的启停信号控制制水系统中加药装置计量泵的启停。
（3）机械过滤器安装进出水手动阀、压力表等，定期进行手动反冲洗。
（4）超滤装置安装电动阀，接入中水回用系统配备的PLC编程器进行控制；超滤配备在线清洗装置，定期自动进行在线清洗。
超滤反冲洗用水为超滤产品水。
超滤装置配备就地控制箱，可实现就地手动操作。
（5）保安过滤器进出水口设置手动阀，根据过滤器压差的增加决定是否更换装填物，滤芯的使用周期应大于3个月。
（6）反渗透装置的高压泵设置高低压保护装置，即当进水压力低于设定值或出水压力高于设定值时，高压泵自动停止工作，同时高压泵还由超滤水箱的高低液位控制启停。
（7）反渗透装置设置浓、淡水流量计，通过调节浓、淡水阀控制反渗透装置的回收率，同时设置开、停机自动快速冲洗程序，定时自动开启冲洗电动阀进行低压冲洗，以清除膜元件浓水侧沉积物。
配在线电导仪（进水总管配电导仪一套，出水总管配电导仪一套，带温度补偿）监测水质。
反渗透装置配备就地控制箱，可以实现就地手动操作。
反渗透膜清洗为人工手动清洗，根据各类信息反馈综合分析后，决定反渗透清洗的药剂和清洗方式。
（8）反渗透增压泵根据超滤水箱和纯水水箱的液位控制启停；反渗透中间增压泵与第二级高压泵联动。
（9）原水箱、超滤水箱、纯水水箱设置液位变送器，将信号引入PLC编程器控制，并设置高、低液位报警；
（10）超滤、反渗透装置联入PLC编程器进行控制，同时设置就地手动控制；
13、中水回用系统设备、仪表配置简要说明：
为确保中水回用系统运行的稳定性、可靠性，确保产品质量和出水水质，降低维护成本，便于操作和自动控制，我们为整套中水回用系统所涉及的设备、仪表选用了高品质的产品，包括泵、仪表、控制元件、膜材料等。
13.1、泵类：
整个中水回用系统配备的泵，包括原水泵、超滤反冲洗泵、反渗透增压泵、反渗透高压泵、超滤&反渗透清洗泵等全部选用杭州南方泵品牌。
13.2、加药单元计量泵：
整个※※水制水系统配备的加药计量泵，包括：
絮凝剂加药计量泵、杀菌剂加药计量泵、还原剂加药计量泵、阻垢剂加药计量泵、pH调节计量泵等全部选用进口品牌，制造商为：
美国米顿罗。
13.3、仪表类：
整个中水回用系统配备的在线显示仪表，包括：
流量计、电导率仪、电阻率仪等全部选用国产品牌，制造商为：
河北科瑞达。
水箱/水箱液位变送器选用国产生产的超声波液位计。
压力传感器选用韩国3S公司生产的JC20-X系列产品。
13.4、控制电器类：
整个※※水制水系统配备的控制元件，包括就地控制盘和远程控制所使用的控制元件全部采用国际知名品牌，制造商为：
施耐德、正泰或同等品牌。
PLC编程器及软件选用德国西门子公司产品，兼容性好，易于扩展和维护。
13.5、自动阀、执行机构类：
整个※※水制水系统为实现自动控制所选用的电动阀均为国际知名品牌，执行机构良好、信誉高、产品质量稳定。
制造商为：
上海欣盛公司产品。
13.6、过滤、膜元件类：
整个※※水制水系统选用的膜材料，包括超滤膜、反渗透膜等选用国内、国际知名品牌，其中超滤膜元件选用招金膜天公司产品；反渗透膜元件选用美国陶氏产品。
机械过滤器成都※※※※※※设备有限公司公司生产的过滤装置，值得信赖。
14、化学药品规格
中水回用系统正常运行所需化学药品由甲方负责提供，乙方按照水质情况经计算或试验确定药品种类、配药浓度、加药浓度、加药量。
以下为※※水制水系统正常所需化学药品（乙方推荐使用的品牌）：
内容
化学药品
质量要求
配制浓度
加药量
引用（执行）标准
推荐品牌
及单价
絮凝剂
反渗透膜专用药剂
稀释浓度至2%
在线间断投加0.2～10ppm
MPT150
美国通用贝迪或甲方自购
非氧化杀菌剂
反渗透膜专用药剂
稀释浓度至10%
在线连续投加4～ppm
MBC881
美国通用贝迪或甲方自购
pH调节用纯碱
分析纯（氢氧化钠）
稀释浓度至10%
根据水质而定
NaOH
国内工业纯碱
还原剂
分析纯（亚硫酸钠）
稀释浓度至20%
4～6ppm
Na2SO3
国内工业
纯亚硫酸钠
阻垢剂
反渗透膜专用药剂
稀释浓度至10%
在线连续投加3～5ppm
MDC220
美国通用贝迪或甲方自购
15、公共设施
（1）制水系统使用电源：
频率
50Hz
额定电压
220/380VAC
（2）工艺用气：
根据※※水制水系统运行需要，甲方应提供相应的无油压缩空气及纯氮气源。
压缩空气主要用于超滤装置对超滤膜的清洗，纯氮气源用于※※水水箱氮封装置。
甲方应提供工艺用无油压缩空气参数如下：
露点：
30℃
含颗粒物质：
3m
压力（设计）：
0.4～0.7MPa
温度（操作/设计）：
常温
甲方应提供纯度为99%的纯氮气源。
（3）加药单元配药用水：
反渗透产水。
第三章、系统工艺设计
1、10吨/小时中水回用系统采用的工艺流程为：
说明：
原水进水流量不低于20m3/h，供水压力不低于2kg/cm2。
※超滤&反渗透装置配备在线清洗装置，流程为：
清洗水箱→清洗泵→清洗精密过滤器→超滤&反渗透清洗接口。
2、超滤&反渗透装置本体设计
2.1、膜元件的选型【乙方推荐】
序号
超滤膜型号
制造商
反渗透膜型号
制造商
1
UF3OA200
膜天公司
BW30XFR-400/34i
美国陶氏
2.2、超滤装置膜组件数量：
超滤装置共设计1台，超滤膜元件总数量8支。
超滤装置水利用率80-90%。
2.3、反渗透膜组件的级、段排列组合方式
膜组件级：
一级
膜组件段排列：
二段排列：
3：
1
膜压力容器数量：
单台膜压力容器80S300-4W【一壳四芯制】共4套。
反渗透膜元件数量：
反渗透装置反渗透膜元件数量为16支。
反渗透装置回收率大于65%，脱盐率第一年大于96%，第二年大于93%，第三年大于90%。
2.4、超滤&反渗透装置清洗装置
供方提供一套超滤&反渗透装置的化学清洗装置，该装置应能满足各种情况下超滤和反渗透的清洗要求。
包括：
清洗箱、清洗泵、清洗精密过滤器等。
3、系统设计技术要求
3.1、系统工艺设备
3.1.1、原水箱【1台】
a、原水箱容积应满足后续设备1小时的用水水量需求。
设计1台，容积20m3。
b、原水箱采用PE材质，满足防腐工艺要求。
c、原水箱设置液位控制，通过液位控制水箱前后联锁设备的运行状态，并接入PLC编程器进行控制。
d、原水箱连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、原水箱的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
3.1.2、原水增压泵【1台】
a、水泵应满足机械过滤器进水水量及压力的要求，数量1台，选用国产品牌。
b、水泵进、出水口应配手动阀，出口还配有止回阀。
c、水泵的出口应安装就地指示压力表。
d、水泵连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。
3.1.3、机械过滤器【1台】
a、机械过滤器设置为1台，产水能力设计20m3/h。
b、过滤器设计流速8-10m/h,滤料采用石英砂和无烟煤双料过滤。
C、过滤器材质为Q235-A衬胶，衬胶厚度3+2mm。
d、过滤器下部采用多孔板滤帽方式，滤帽不得小于30个；上部采用分配管滤网布水方式。
3.1.4、超滤装置【1台】
a、超滤装置的设置为1个系列单元。
b、超滤装置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。
c、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。
管道、法兰、阀门均采用UPVC（不锈钢）材质或防腐型阀门。
管材应适应超滤装置清洗介质的要求。
d、超滤装置组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
e、超滤系统测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
仪表采用仪表盘集中布置。
f、超滤装置应能够自动完成投运→反洗→投运过程，并为此配套完整的辅助设施。
g、超滤装置产品水管上应设置取样接口，可进行SDI的检测，取样接口应带取样阀和集中取样架。
取样点的数量和位置应能有效的诊断并确定系统的运行情况。
取样口后还应设有手动排放门，若SDI不合格可以排放。
h、超滤膜材质采用耐污、PVDF材质。
可以短时承受200ppm余氯环境，适用的PH范围2-13。
完全除菌，产水浊度小于0.1NTU。
交叉流设计，排除脏堵，提高寿命产品水的SDI15<1（原水浊度小于20NTU时的测试值）。
i、单台超滤装置进水、出水口设流量仪，能在线监测超滤装置进水、产水流量。
单台超滤装置还应配备足够的就地指示压力表计、手动阀、电动阀等，实现超滤装置的自动运行和手动切换运行，控制线路介入PLC控制系统实现远程自控要求。
3.1.5、超滤反洗水泵【1台】
a、反洗水泵应满足单台超滤装置反洗的要求。
b、反洗水泵进、出水口配手动阀。
c、水泵的出水口应安装就地指示压力表。
d、超滤反洗水泵连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。
f、超滤反洗用水：
超滤产品水。
3.1.6、超滤水箱【1台】
a、超滤水箱容积应满足超滤产水及后续设备用水水量需求。
设计1台，容积10m3。
b、超滤水箱采用PE材质，满足防腐工艺要求。
c、超滤水箱设置液位控制，通过液位控制水箱前后联锁设备的运行状态，并接入PLC编程器进行控制。
d、超滤水箱连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、超滤水箱的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
3.1.7、反渗透增压泵【1台】
a、水泵应满足反渗透装置进水水量及压力的要求，数量1台，选用国产品牌。
b、水泵进、出水口应配手动阀，出口还配有止回阀。
c、水泵的出口应安装就地指示压力表。
d、水泵连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。
3.1.8、保安过滤器【1台】
a、保安过滤器应满足反渗透装置进水水量要求。
b、保安过滤器的结构材质应选用304不锈钢。
c、保安过滤器的结构应满足快速更换滤元的要求（快捷悬臂吊盖）。
d、进入保安过滤器的水管上宜设排放阀、排气阀。
e、保安过滤器的滤元过滤精度应为5μm。
f、保安过滤器的进、出水口安装手动阀。
g、保安过滤器的滤元应选用聚丙烯材质。
h、每个保安过滤器出水口管上应安装就地指示压力表。
3.1.9、高压泵
a、高压泵出口应装设慢开门装置（控制阀门开启速度），以防膜组件受高压水的冲击。
b、高压泵出水口连接管道及附件的材料均采用不锈钢，高压泵采用进口品牌。
c、密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。
d、高压泵进口设压力开关（低压报警并与泵及泵出口电动阀联锁），出口设压力表及压力开关（高压报警并与泵及泵出口电动阀联锁）。
e、高压泵受纯水水箱及超滤水箱液位控制，当纯水水箱处于高液位时，高压泵停止工作；当超滤水箱处于低液位时，高压泵停止工作。
f、高压泵采用软启动方式运行，避免启动电流过大造成电机的损坏及水流冲击给膜组件带来的损伤。
3.1.10、反渗透装置【1台】
a、反渗透装置设置为1个单元，产水量设计：
反渗透装置为10m3/h@25℃。
反渗透装置回收率设计大于65%，脱盐率大于96%。
b、反渗透膜元件的设计通量应不大于各膜元件制造厂商《导则》规定的最大通量值，并应选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。
c、反渗透装置的给水加药种类及加药点，化学清洗液的选择应根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。
乙方应提出所需药品种类和要求。
d、反渗透装置各段给水及浓水进出水总管上应设有足够的接口及阀门，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，以控制水的回收率。
f、反渗透装置应设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。
g、反渗透装置产品水管应设取样点，取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的运行状况。
h、反渗透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。
管道、法兰、阀门均采用不锈钢材质，或部分采用耐压等级相当的软管。
i、反渗透组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
j、反渗透系统测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
仪表采用仪表盘集中布置。
k、反渗透装置的反渗透膜元件采用进口品牌。
l、反渗透各段进口、一段排水、总产水及浓水出口装设压力指示表。
m、反渗透装置的产品水及浓水排水应装设流量计。
n、反渗透装置的进水、产品水管应装有电导表。
3.1.11、成品水箱【1台】
a、水箱容积应满足反渗透装置产水储备水量需求，数量1台，容积10m3。
b、水箱材质采用玻璃钢内衬乙烯基脂树脂，对水质没有任何污染。
c、水箱设置液位控制，通过液位控制水箱前后联锁设备的运行状态，并接入PLC编程器进行控制。
d、水箱连接管道及附件的材料均采用UPVC，试验运行压力0.6MPa。
e、水箱的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
3.1.12、药品注入系统
a、加药单元包括：
絮凝剂加药单元、杀菌剂加药单元、PH调节加药单元、还原剂加药单元、阻垢剂加药单元等，乙方可根据工程具体情况推荐药品种类，供甲方选择。
b、各类药品溶液箱的容积应满足24小时的药品用量。
c、加药计量泵采用进口产品。
d、各类药品应分别设计成单元形式，单元设备安装在一个整体框架上。
包括计量箱或溶液箱、计量泵或溶液泵和管路、管件、电缆、阀门等配件。
3.1.13、清洗系统
a、清洗系统应包括清洗箱、清洗泵、清洗过滤器及和连接的可拆卸管道、接头及所有的管路、管件、电缆、阀门等。
其中清洗泵为进口品牌。
b、清洗系统的材质应能适用于所用的清洗液。
3.1.14、系统设计要求
a、乙方应负责：
“原水→原水箱→原水泵→机械过滤器→絮凝、杀菌加药→超滤装置→超滤水箱→还原、阻垢加药→反渗透增压泵→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→成品水箱→用水点”等工艺设备、阀门、管道、电气仪表的整体设计（说明：
纯水厂房及各个设备承重基础的土建甲方负责设计、施工）。
b、设备布置及管道的设计满足甲方公用工程整体布置的要求。
c、设备布置及管道安装图满足现场施工安装的要求。
d、乙方与甲方管道设计分界线原则上为中水回用系统外1米
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