20吨氯化铵废水反渗透方案1.docx
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20吨氯化铵废水反渗透方案1
20m3/h氯化铵废水处理
（反渗透工艺）
设
计
方
案
宜兴市华发环保设备
二OO七年十一月十二日
一、概述
业主废水来源为氯化铵废水，水量为20m3/h，现业主要求将废水处理后回用。
根据我公司多年同类工程的实践经验，本着一次性投资少、占地面积小、运行费用低的原则，采用目前国外先进的预处理+反渗透工艺进行方案设计。
二、设计标准
JB2932-86《水处理设备制造技术条件》；
HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》；
ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》；
《反渗透膜设计导则》；
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）工业法规中涉及的标准或相当标准。
三、设计依据
1、设备处理水量：
Q=20m3/h
2、原水水质：
氯化铵废水，业主未提供详细水质报告。
3、出水水质要求：
回用水水质要求。
四、工艺流程
4.1制水工艺
PAC亚硫酸氢钠
↓↓
原水箱→提升泵→板式换热器→管道混合器→机械过滤器→活性炭过滤器
阻垢剂清洗装置
↓↓
→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→回用水箱→回用水泵→用水点
五、工艺流程说明
5.1预处理部分
预处理系统包括亚硫酸氢钠、絮凝剂、阻垢剂加药装置、过滤器、保安过滤器。
5.1.1反渗透系统的进水要求：
（1）污染指数SDI≤5；
（2）余氯（ppm）＜0.1；
（3）浊度＜1.0度；
（4）浓水郎格利指数LSI＜0
（5）水温围5-35℃
5.1.2原水预处理设置的目的和用途：
（1）防止膜面结垢（包括CaCO3、CaSO4、MgSO4、SiO2、铁铝氧化物等）；
（2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵；
（3）防止有机物、微生物的污堵；
（4）防止氧化性物质对膜的氧化破坏；
（5）保持反渗透装置产水量稳定；
5.1.3原水箱、提升泵
原水进入20m3原水箱，水箱材质为PE。
原水箱水由提升泵提升至后级预处理系统处理。
提升泵选用二台清水泵（一用一备），其具有体积小、效率高、耗电少、噪声低等特点。
5.1.4絮凝剂投加装置
一般情况下，原水中含有一定数量的悬浮物和胶体物质，较大颗粒的物质可以通过过滤直接滤除，较小颗粒不能直接滤除，这些物质表面带负电荷，投加的絮凝剂为PAC，用于原水中的胶体、颗粒形成絮凝体矾花，提高过滤效果，降低出水浊度，保证RO进水的污染指数≤3。
PAC投加量在3mg/L左右，具体投加量视现场情况而定。
PAC的投加由加药装置完成，药箱采用PE水箱，计量泵选用美国米顿罗公司产品。
5.1.5亚硫酸氢钠投加装置
本工艺采用投加亚硫酸氢钠来进行还原反应，将氯化铵离子还原成氯离子和铵离子，再经反渗透装置去除。
亚硫酸氢钠的投加由加药装置完成，药箱采用PE水箱，计量泵选用美国米顿罗公司产品。
5.1.6机械过滤器
原水由提升泵送入机械过滤器，为了保证RO进水污染指数有效控制，在RO装置前设置机械过滤器，以保证RO进水污染指数达标。
过滤器装填优质石英砂、无烟煤，能有效地截留原水中的有机物及机械杂质，确保进入RO系统的污染指数达标。
过滤器应定期进行反洗，以除去积附在表面的悬浮物等物质。
反洗时，水从底部进入，自上部排出。
5.1.7活性炭过滤器
为了保证RO系统的长期安全运行，预处理系统设置了活性炭过滤器，装高效净水碳，能有效过滤去除原水的有机物和有毒物质。
使进RO系统中FI≤3。
活性炭能吸附去除水中微量的油。
5.1.8阻垢剂加药系统
为了保证膜元件表面不结垢，保证膜的长期运行效果，延长膜的使用寿命，本工艺在反渗透装置前设置阻垢剂加药装置。
通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。
同时阻垢剂有分散剂作用，能使反渗透浓水中难溶盐或沉积在膜表面上污物，随浓水排到反渗透装置外。
阻垢剂采用美国通用贝迪（GE-BETZ）公司生产的MDC220阻垢剂，该药剂用以控制结垢和减少颗粒污染特别针对原水中钙镁离子含量较高的水质。
5.1.9换热器
原水水温变化较大，不能满足反渗透装置的需要。
为保证反渗透正常高效工作，需换热器原水水温调节25±2℃，加热器形式采用板式热交换器，工作原理是根据热力学定律“热量总是由高温物体自发地传向低温物体，二种流体存在温度差，就必然有热量进行传递”。
两种存在温度差的流体，在受迫对流传热过程中，由于热传递板表面采用瓦椤波纹结构优化设计，其热交换率达92%，即使流体流速在雷诺准数值以下，流体在板片之间的运行亦呈三维运行，促使流体形成剧裂紊动，减少边界层热阻，强化传热效率。
5.2反渗透部分
5.2.1保安过滤器
为防止水中微粒进入反渗透组件，特设置保安过滤器。
它能有效截留预处理设备中泄漏的微细机械杂质、破碎活性炭颗粒，保证这些颗粒不进入RO系统，保安过滤器材质为SUS304，装孔径3μm滤芯。
在正常工作条件下，当滤器进出口压差1kg/cm2时需更换滤芯，过滤器结构满足快速更换滤芯的要求。
5.2.2高压泵
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。
本系统选用GRUNDFOS公司生产的立式多级泵，CR系列泵是立式、单吸、多级、分段式离心泵，立式安装，具有结构紧凑、噪声低、占地面积小的特点。
高压泵出口设进口电动慢开阀，与泵启动时联锁。
系统共设置1台高压泵。
选用丹麦进口格兰富公司CR32-9-2立式多级高压泵，流量为28m3/h，扬程155m，功率18.5KW。
每台高压泵进水口设置低压保护开关，当进水压力底于设定值（0.05Mpa）时，停止高压泵，防止高压泵抽空损坏。
每台高压泵出水口设置高压保护开关，当出口压力持续高于设定值（2.1Mpa）时，停止高压泵，保护高压泵、压力容器、膜组件不受损坏。
5.2.3反渗透主机
反渗透装置是脱盐的核心部分，经反渗透处理的水，能有效去除水中的盐类。
设计的合理与否直接关系到投资费用，整个系统运行经济效益，使用寿命，操作可靠简便性。
反渗透主机由膜元件、压力容器、仪表、管道、阀门、控制箱、仪表箱、电气控制系统、机架等组成。
◇反渗透装置工艺设计
为了保证RO系统的经济运行，节约运行成本，配置一套20m3/h反渗透。
系统配4根8"玻璃钢六芯压力膜管，24支AG-8040膜元件。
RO脱盐率98%以上，水回收率70%。
◇设备及膜元件的选型
RO是目前国外最先进、实用的脱盐设备，本系统采用美国通用电器公司（GEOsmonice）的AG8040F复合膜，其优点为该元件由三层簿复合膜，表面层为芳香聚铣胺材质，厚度约为2000埃，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压力，对机械力及化学侵蚀具较好抵抗性，该元件具有较大的膜面积365英尺2，相对较大的产水通量，单支膜元件具有99%的脱盐率。
其技术性能和产品质量深得用户好评。
与其他公司所生产的反渗透膜元件相比具有对各种水质的适应性广、对温差限制小、单位面积的通水量大、出水水质稳定的特点。
◇阀门仪表配置
反渗透浓水侧配置电磁阀，每隔二小时和停机时进行低压冲洗，冲走反渗透膜表面的污染物，置换压力膜管的浓水。
反渗透装置设置就地直接显示装置运行工况的压力，浓，淡水量、电导率等重要参数的就地仪表盘。
同时可以数据远传至PLC进行集中控制。
装置的高压泵后设置高压慢开门保护开关，保证反渗透装置安全可靠运行。
反渗透每支压力膜管产水侧设有取样口，方便取样检查。
◇反渗透清洗装置
经过长期运行，反渗透膜面上会积累各种污染物，从而降低反渗透装置的性能（产水量和脱盐率），进水与浓水压差升高。
因此除日常的低压冲洗外，还需设置一套清洗装置，定期进行化学清洗，一般半年应进行一次。
本系统配置一套化学清洗装置，其流程如下：
清洗水箱→清洗泵→清洗过滤器→反渗透装置
↑↓
5.3回用水箱、回用水泵
回用水箱用于贮存除盐水，材质为一次注塑成型的PE材料。
回用水泵选用2台博山水泵厂。
该泵具有运行性能稳定，耗电少、体积小、效率高、噪声低等特点。
5.4管道阀门
预处理部分采用外表美观、高强度UPVC管阀，反渗透部分管阀件采用不锈钢及UPVC材质。
5.5运行及控制系统
5.5.1预处理、混床部分
机械过滤器、活性碳过滤器采用手动蝶阀手动控制。
5.5.2反渗透部分
反渗透采用PLC预置程序全自动控制,PLC采用德国西门子公司产品，由PLC集中控制整个系统的运行过程。
为了避免人为操作失误，整个系统操作过程实现现场显示，对进出水压力，水质进行自动全过程监控，并能声光报警。
在非正常工况下，对泵、阀进行手动操作，实现自动或手动切换。
RO进水采用电动阀自动调节进水量，防止高压水流对膜的损坏RO系统运行中调整相应的阀门，既可实现自控又可手控，自控由PLC微机完成。
高压泵出水设高压保护，当出水压力高于2.0Mpa时，停止高压泵运行，装置进入低压冲洗状态。
反渗透浓水侧设一电磁阀，每隔二小时或在高压泵运行前、停止后，自动进入低压冲洗状态。
六、主要设备选型
1、原水箱
数量：
1只
规格：
φ2780×3800mm
有效容积：
V=20m3
材质：
PE
2、提升泵
数量：
2台
型号：
IS80-65-160
流量：
32m3/h
扬程：
32m
功率：
7.5kw
材质：
铸铁
2、机械过滤器
数量：
1台
型式：
单流式
规格：
φ2000×3850mm
产水量：
30m3/h
滤速：
10m
工作压力：
0.3-0.4Mpa
工作温度：
5-50℃
反洗强度：
14L/m2.s
滤料：
无烟煤、石英砂双层组合
石英砂滤层高度：
700mm
无烟煤：
400mm
材质：
Q235A
防腐：
天然半硬橡胶
3、活性炭过滤器
数量：
1台
外形尺寸：
φ2000×4850mm
产水量：
30m3/h
滤速：
10m
滤料：
活性碳
活性碳高度：
2000mm
设计压力：
0.6Mpa
工作压力：
0.3-0.4Mpa
水压试验压力：
0.75Mpa
工作温度：
5℃-50℃
反冲洗强度：
8l/s.m2
材质：
Q235A衬胶
防腐：
天然半硬橡胶
4、换热器
数量：
1台
型号：
BR0.06
流量：
30m3/h
蒸汽温度：
180℃
进水温度：
10℃
出水温度：
25℃
材质：
不锈钢
制造商：
市科技发展总公司
5、保安过滤器
数量：
1台
型式：
压力式
正常产水量：
28m3/h
外形尺寸：
φ600×H1200mm
最大工作压力：
0.6Mpa
滤芯：
熔喷式PP棉
滤芯精度：
5μm
滤芯规格：
5u×40”
材质：
Q235衬胶
6、反渗透装置
数量：
1套
运行方式：
自动运行
设备性能
产水量：
20m3/h
回收率：
70%
系统脱盐率：
98%
给水条件：
水温：
15-25℃（设计值）
水压：
0.35Mpa
给水SDI：
≤5
残余氯：
≤0.1mg/L
PH：
3-11
1）膜元件制造商：
美国通用（GEOsmonice）AG8040复合膜
膜元件技术数据
膜元件：
AG8040F400
直径：
8″
长度：
40″
数量：
24支
脱盐率：
≥99%
材料：
聚酰胺低压复合膜
2）压力容器制造商：
乐普公司
压力容器设计压力：
300psi
规格型号：
R8040C30PSI-6W
压力容器数量：
4支
3）电控盘
材质：
304不锈钢
控制：
全自动运行
4）附件
钢支架：
不锈钢1套
电动阀；进口
高压管道：
不锈钢
低压管道：
UPVC
5）配套高压泵1台
数量：
1台
型号：
CR32-9-2
性能：
（1）流量：
28m3/h
（2）扬程：
155m
（3）电源：
380V/3ph/50HZ
（4）电机功率：
18.5KW
（5）材质：
不锈钢
制造商：
丹麦格兰富
6）反渗透机架
数量：
1套
材质：
不锈钢
国产或进口：
国产
7、回用水箱
数量：
1只
规格：
φ2780×3800mm
有效容积：
V=20m3
材质：
PE
8、回用水泵
型号：
IH65-40-200
数量：
2台（1用1备）
流量：
20m3/h
扬程：
36m
电机功率：
5.5KW
材质：
不锈钢
制造商：
博山泵业
9、反渗透清洗系统
1）清洗水箱
数量：
1台
容积：
2m3
材料：
PE
2）清洗水泵
数量：
1台
型号：
CDL16-30
材质：
不锈钢
制造商：
南方特种泵业
3）清洗过滤器
数量：
1台
外形尺寸：
φ400mm
本体材质：
不锈钢
10、加药装置
数量：
3套
投加介质：
PAC、阻垢剂、亚硫酸氢钠
单套加药装置配套：
计量泵：
1台
型号：
P056
电机功率：
0.25KW
制造商：
美国米顿罗
加药搅拌桶：
1只
容积：
200L
材质：
PE
七、主要电器设备清单
序号
设备名称
规格型号
电机功率
（KW）
数量
（台）
总功率
（KW）
1
提升泵
IS80-65-160
7.5
2
15
2
高压泵
CR32-9-2
18.5
1
18.50
3
除盐水泵
IH65-40-200
5.5
2
11
4
清洗泵
CDL16-30
3
1
3
5
加药装置
0.25
2
0.5
9
合计
八、工作成本分析
1）药剂费：
0.35元/吨水
◇PAC、亚硫酸氢钠、阻垢剂费用按0.35元/吨水；
2）电力：
1.56元/吨水
设备实际耗电量为32KW，电费按0.5元/KW计，则电费：
32（KW）×0.5（元/KW）÷20（吨）=0.8元/吨水；
3）人工费：
管理人员2人，二班制，以月工资1500元计
1500×2÷（30×24×20）=0.20元/吨水
4）合计费用：
0.35元/吨水+0.8元/吨水+0.20元/吨水=1.35元/吨水
九、售后服务
1、本单位免费为用户负责技术咨询。
根据业主要求及需要提供设计方案；
2、与业主密切配合，按期提供有关资料；
3、施工期间本单位将派专业人员在现场进行监督及配合，保证施工进度及质量；
4、安装调试期间免费为业主代培操作工，到单独熟练操作为止，免费为业主提供管理操作规程及规章制度；
5、按设计标准及设计参数对设备及处理指标进行验收考核，达不到标准或由此而造成的一切经济损失有本单位负责，并限期整改，直至达标为止；
6、设备免费保修一年，在保修期设备若发生故障及时赴现场排除，保修期满后，本单位定期走访，维修、检查、指导，发现问题随时解决。
十、设备清单
序号
名称
规格型号
数量
单价
金额
备注
1
除盐水箱
20m3
1只
2.20
2.20
PE
2
提升泵
IS80-65-160
2台
0.42
0.84
博山泵业
3
机械过滤器
φ2000
1台
3.12
3.12
Q235A衬胶
4
活性炭过滤器
φ2000
1台
3.85
3.85
Q235A衬胶
5
反洗水泵
IS150-125-315
1台
0.68
0.68
博山泵业
6
保安过滤器
φ600
1台
1.22
1.22
Q235A衬胶
7
换热器
BR0.07
1台
2.15
2.15
SUS304
8
高压泵
CR32-9-2
1台
4.96
4.96
丹麦格兰富
9
RO系统
20m3/h
1台
26.60
26.60
膜美国进口
膜元件
AG8040
24支
GEOsmonics
压力容器
R8040C25S-6W
4支
FRP
流量计
管式
2台
国产
电导率仪
CM230
1台
金点
压力表
0-30kgf/cm2
2只
恒威仪表
高低压保护开关
HNS206/230
2只
电动蝶阀
DN65
1只
上阀五厂
电磁阀
DN40
1只
余
支架
1套
不锈钢
10
回用水箱
20m3
1只
2.20
2.20
PE
11
回用水泵
IH65-40-200
2台
0.32
0.64
博山泵业
12
清洗装置
1套
2.13
2.13
组合件
清洗水箱
2m3
1只
PE
清洗水泵
CDL16-30
1台
特种泵业
清洗过滤器
φ400
1台
SUS304
13
加药装置
3套
0.54
1.62
组合件
加药箱
200L
3只
PE
计量泵
P056
3台
LMI/USA
14
石英砂\卵石
7.2t
0.046
0.33
外购
15
无烟煤
1.5t
0.21
0.315
外购
16
活性炭
4t
0.5
2.00
外购
17
管阀件
1套
2.00
2.00
18
控制柜
1套
1.82
1.82
19
电线电缆
1套
0.80
0.80
20
合计
升级会员 