河湖水深度处理方案.docx

1、河湖水深度处理方案1、方案设计文件1.1概述本水处理站处理对象为河湖水，主要处理过程分预处理与深度处理两大部分，预处理为多介质过滤器，深度处理部分包括超滤设备、反渗透设备。智诚兴业（北京）环保设备安装有限公司，是北京高新技术企业公司，以环境保护科学研究院和大专院校为技术依靠，技术力量雄厚，具有成熟的水处理经验。我们将严格按照甲方提出的技术要求，发挥我们多年的工程技术优势，精心设计出满意的工艺处理方案，搞好河湖水处理工程。1.2设计依据1.水源：河湖水2.设计水量： 560 m3/h3. 处理后水质标准 表1-1序号项 目处理标准值1pH值6.58.52SS（mg/L）303悬浮物粒径0.3mm

2、4浊度（NTU）55BOD5（mg/L）106CODcr（mg/L）607铁（mg/L）0.38锰（mg/L）0.19CL-（mg/L）25010总硬度（以CaCO3计）（mg/L）45011总碱度（以CaCO3计）（mg/L）35012溶解性总固体（mg/L）100013氨氮（mg/L）1014总磷（以P计）（mg/L）115游离余氯（mg/L）末端0.10.216粪大肠菌群每100mL水样中不得检出17总大肠菌群（个/L）每100mL水样中不得检出1.3 国家相关标准:1.中华人民共和国环境保护法（89.12）；2.建设项目环境保护管理条例（98.11）； 3.室外排水设计规范（GB500

3、14-2006）；4. 给排水工程结构设计规范（GBJ69-84）；5. 水工业工程设计手册之水资源及给水处理分册；6. 工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）；7. 其他相关设计规范及规程。8.城市区域环境噪声标准（GB3096-93）9.污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）10.北京市城市节水办公室及环保要求11.甲方提供的资料及要求1. 4 设计原则（1）技术先进成熟、运行稳定可靠、操作简便、维护方便；（2）工程投资省、运行费用低、占地面积小、设备耐腐蚀、强度高；（3）该工艺根据以前类似处理设施并在技术上进一步完善；（4）在考虑社会效益的同时考虑经济效益。2、深度处

4、理工艺方案2.1工艺流程选择由于原水为引来的河湖水，所以本工程处理的重点是水中的悬浮物(SS)、化学需氧量COD、胶体、溶解性固体（TDS）等。经过各种方法的比较，确定采用膜系统作为深度处理的手段，因此为了满足膜处理系统的进水条件，原水先经过多介质过滤器去除水中的悬浮物以及钙、镁离子等杂质，以保证膜处理系统的正常运行。2.2 工艺流程说明引来的河湖水经泵提升至多介质过滤器，去除水中的杂质。多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级

5、预处理等，出水浊度可达3度以下。多介质过滤器出水再送入超滤系统，超滤产水自流进入超滤产水池；超滤配备反冲洗泵和相关的化学清洗酸、碱及次氯酸钠药剂箱和计量泵。超滤产水出路经反渗透供水泵提升，投加还原剂、阻垢剂，经5m精密过滤器，由高压泵加压进入反渗透机组进行脱盐处理。反渗透产生的浓盐水含盐量高，是没有其他污染物的盐水，本设计的反渗透系统采用一级二段方式，第一段的浓水与反渗透进水一同进入第二段，经处理后浓水排放。每一个水处理环节都设有事故排出口，排放水经超越溢流管排至尾水库。其工艺特点如下：超滤分离在常温、低压下运行，无相态变化，结构简单，操作方便，应用广泛，通用性强。滤水型超滤可用来去除水中的胶

6、体微粒、细菌、病毒、热源、蛋白质及高分子有机物。既可单独使用制取工艺用水和饮用净水，又可用做反渗透进水预处理及高纯水的终端精处理。通过反渗透可去除水中绝大部分的盐分及大分子有机物。由于其处理过程耗能少，设备体积小，操作简单，适应性强，因此在水处理中应用范围日益扩大，已成为重要的水处理方法，是目前脱盐除硬的最经济有效的手段之一。两者的区别如下：序号项目超滤反渗透1主要分离物质脱浊、胶体、病菌脱无机盐2组件结构形式中空纤维,自带压力容器卷式,需外配压力容器3排列方式垂直并联水平4运行压力低压（5bar)高压（bar）5反洗可反洗不能反洗6耐氯性250,000ppm.h0.1ppm深度处理部分分为二

7、个单元，一是前处理单元超滤系统，二是反渗透系统。为满足反渗透的进水要求，对河湖水进行预处理，以去除胶体、悬浮颗粒物、有机污染物及细菌等影响反渗透正常运行的各种物质，采用超滤系统作为反渗透的前处理。深度处理部分的第一个单元为超滤系统，包括： 20m精密过滤器、超滤机组、超滤产水池；其工艺过程为： 20m精密过滤器超滤机组超滤产水池。本工艺可确保反渗透装置的进水水质稳定，污染指数SDI3，由此把污染问题从RO膜转移到UF膜上，并由超滤系统来解决，使反渗透系统连续、高效、稳定运行，减少反渗透的化学清洗频率，延长反渗透膜的使用寿命（经实际运行数据，不采用超滤作预处理时，反渗透膜使用年限3年，采用超滤作

8、预处理时，反渗透膜使用年限为58年），节省反渗透膜的更换费用，提高经济效益。深度处理部分的第二个单元为反渗透除盐系统，包括：反渗透供水泵、5m精密过滤器、高压泵、反渗透机组、还原剂投加系统、阻垢剂及膜冲洗装置、膜化学清洗装置。2.3电控系统构建性能优越的自动化系统，使自动控制系统能完全满足生产工艺的要求，在提高生产效率的同时，尽可能降低系统运行成本及操作人员的劳动强度，使系统有更好的可扩展性。针对本工程的工艺生产的特点、周围环境的状况，方案主要从以下四方面进行配置，以达到相关功能、满足相应技术指标。系统先进性系统实用性系统安全可靠性系统开放性和可扩展性PLC系统采集所有可以影响工艺运行的设备状

9、况和工艺参数(如液位、流量、PH等其他测量及分析数据)，确保系统可以通过控制单个设备、接收仪表信号，达到控制一段工艺目的，并将工艺前段、后段数据分析比较，最后将整个系统各个工艺段有机的联合起来，作为一个整体进行监控，达到自动控制。2.4 工艺设备及参数（1）多介质过滤器多介质过滤器过滤河湖水中的有害物质，吸附污水中的有机物，去除水中悬浮物和色度，通过对来水的过滤以防止颗粒物对超滤系统中的中空膜丝的划伤。设计采用30004500的过滤器，共8台。（2）超滤机组：超滤简称UF，超滤是去除非溶解性物质的重要设备，它可以去除水中的胶体、悬浮物、大分子有机物等，目前已广泛应用于反渗透预处理、饮用水处理、

10、中水回用以及污水处理等领域。 超滤产水SDI3。设计采用SFP-2880型的超滤膜组件，有效膜面积为77 m2，选择通量为70L/m2h，每支超滤膜组件产水量为5.39m3/h。系统设计时留有一定余量，按每支膜组件4.5m3/h计算，按130m3/h/台机组计算，每台应用30支膜组件。(3）5m精密过滤器：作为反渗透系统的保护过滤装置，它的作用是截留预处理系统中漏过的颗粒性杂质，防止其进入反渗透装置或高压泵中造成膜元件被划破，或是划伤高压泵叶轮，其过滤精度为5m。(4）反渗透机组：反渗透机组由高压泵及反渗透膜件等组成。a. 高压泵高压泵作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，以克服渗透压和运

11、行阻力，保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。高压泵是反渗透膜系统的关键设备，其运行是否正常，直接影响着反渗透过程运行的经济性和持续稳定性。b. 反渗透膜组件反渗透膜组是反渗透系统的“心脏”，其作用是去除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。设计采用陶氏BW30-400型聚酰胺复合膜元件。设计采用陶氏FILMTEC BW30-400 膜元件，其公称有效膜面积为400 平方英尺，标准测试条件下的产水量40m3/d（10,500gpd），其外径与其它标准8 英寸元件相同。BW30-400 通过增加膜面积，而不是通过增加膜通量及

12、给水压力来提高产水量，故能保持很低的污堵速率，从而维持长期高产水量，延长膜元件寿命。该元件运行压力低，增加了系统运行的经济性。反渗透机组90m3/h/台出水量，考虑余量，按照95 m3/h/台出水量设计，选取膜通量为24 L/m2h ，BW30-400型有效膜面积为37 m2 ，所以经过计算需要108支膜元件，分装在18支压力容器内，按2：1分为两段排列，即一段12支压力容器，二段6支压力容器。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大；即原水逐

13、步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓缩后的浓水中各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2、Mg2、Ba2、Sr2、HCO3、Cl、SO42、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数；因此会产生严重的结垢。在高压泵进口处，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。(5）反渗透机组辅助系统：反渗透机组辅助系统主要由还原剂、阻垢剂添加系统及膜清洗和冲洗系统组成。a. 还原剂投加系统添加还原剂目的是为了对原水中杀菌所剩余的余氯等氧化性物质的氧化性进行还原，使其不具备氧化能力，避免强氧化性使膜自身

14、材料受到氧化降解破坏。工艺通过氧化还原电位仪与变频加药泵连锁自动控制加药量。b. 阻垢剂投加系统反渗透过程是一个脱盐、浓缩的过程，为了防止反渗透浓水侧特别是反渗透压力容器中的最后一、二根膜元件的浓水侧出现无机盐类的结垢，从而影响反渗透膜的性能，在进反渗透前投加加酸及阻垢剂，以调节PH值，减轻反渗透膜浓水侧的结垢趋势。c. 膜清洗系统反渗透设备运行一段时间后，由于各种原因，可能会在反渗透膜表面产生各类污垢，致使反渗透膜性能下降，这时必须化学清洗来保证膜的透水量。在同样产水量下，膜运行压力超过10%或同等压力下，产水量减少10%时清洗，膜的通量恢复较好，可保证恢复膜的原有产水量。为保证反渗透膜的性

15、能，每次清洗过程时间约需3小时。本设计中反渗透膜组配有一套清洗装置，可方便地对反渗透膜组进行化学清洗。d. 膜冲洗装置当反渗透系统停机时，膜元件内部的水处于3倍的浓缩状态，在水流静止的情况下，容易沉积造成膜组件的结垢，需用淡水冲洗膜表面以防污染。在系统停、开机时，可冲洗膜元件，保证膜元件的正常寿命。（3） 浓盐水处置反渗透系统的回收率和原水中溶解物质的浓缩倍率有直接关系，原水由于被浓缩，膜表面的污染会比想象中发生的更快，一般回收率在苦咸水脱盐处理中设在50 80 %的左右。系统的运行条件、原水的特性状态等因素会影响回收率的确定，一旦选择过高的回收率，就会面临结垢的形成和急速的污染的风险。根据设

16、计工艺流程反渗透三年最低脱盐率达95%（运行初期可达98%），回收率为85%，一般反渗透产生的浓盐水有两种处置办法，一种是再进行反渗透处理，另一种办法是自然析盐。本处理站产生的浓盐水若再进行反渗透处理，产水量低，膜容易堵塞，寿命短，处理设备投资高，运行成本大，而且运行管理复杂。由于本地区蒸发量大，故设计考虑将浓盐水排放蒸发。由于浓盐水极易腐蚀设备及管道，因此设有浓盐水池及浓盐水泵，间歇排放浓盐水。每次浓盐水排放结束后，用清水冲洗浓盐水泵及管路，减少结垢和腐蚀，以保证系统长期正常运行。 3、主要设备清单及报价序号材料名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）1过滤提升水泵Q=190m3/h，H

17、=40m，N=37kW台42.911.62多介质过滤器30004500台8151203精密过滤器20m Q=150m3/h，直径400台410404精密过滤器5m Q=150m3/h，直径400台47.0830.4325超滤膜组件SFP-2880套41395566超滤化学清洗装置包括清洗水箱，清洗水泵和清洗过滤器套17.2617.2617超滤反洗水泵Q=220m3/h，H=32m台42.0168.0468反洗风机ZG80，Q=7m3/min，P=88kPa，N=22kW台14.5584.5589高压泵Q=125m3/h，H=150m台410.63942.55610反渗透机组膜组件型号为BW30

18、-400套4217.587011阻垢剂加药装置V=500L，N=0.37kW套42.999811.999212反渗透化学清洗装置包括清洗水箱，清洗水泵和清洗过滤器套17.8447.84413还原剂加药装置二箱四泵型 N=2.2kW套12.999811.999214其他装置包括超滤化学增强反洗等套118.71718.71715阀门球阀、电动阀等套1575716自动控制系统套162.437862.4378材料设备合计1860.45万元其他安装费用30万元共计1890.45万元设备初步估价为：壹仟捌佰玖拾万肆仟伍佰圆。设备说明1. 多介质过滤器 30004500过滤系统采用8套设备，超强玻璃钢材质，

19、耐水压值高，不宜腐蚀。常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下，保证后续膜处理系统的正常运行。 2. 超滤系统超滤系统采用4套设备，水的利用率90%，每套设备产水量为：560m3/h490%=126m3/h（按130m3/h设计）；设计采用陶氏的SFP-2880膜组件，为聚偏氟乙烯材料，并经专利的亲水性处理，可长期耐受高浓度的氧化剂，充分抑制微生物繁殖。采用不易堵塞的外压式结构，具有更高的截污量，更大的过滤面积，使清洗更简便、彻底。超滤膜组件规格及基本参数表膜形式外压式中空纤维膜材料PVDF(聚偏氟乙烯)壳体材料UPVC(聚氯乙烯

20、)公称膜口径0.03m膜内外径0.7/1.3mm组件型号组件公称膜面积组件重量（湿态）组件水容积SFP288077m298kg40L纯水透水率（25） 160L/(m2.h.bar)最大进水压力 6.0bar产水浊度 0.2NTU产水SDI 2.5TOC去除率 20603. 反渗透系统反渗透系统设备采用4套设备，每套设备按照一级二段2:1排列，水的回用率75%，每套设备产水量为：500m3/h475%=93.75m3/h（按95m3/h设计）设计采用陶氏BW30-400型膜组件，该元件运行压力低，增加了系统运行的经济性。组件型号BW30-400有效面积37 m2稳定脱盐率99.5%膜片类型聚酰胺复合膜最高操作温度45外形尺寸ABC单位：mm101629201最大压降 1.0 bar最大操作压力 41barPH范围（连续运行） 2-11 PH范围（清洗30min） 1-13 最大给水SDI 5智诚兴业（北京）环保设备安装有限公司2010年6月25日