200m3h的反渗透+混床工艺设计计算书及设备选型.docx

1、200m3h的反渗透+混床工艺设计计算书及设备选型200m3/h的反渗透+混床工艺设计计算书及设备选型1)原水池 原水池设计停留时间不小于1小时,有效容积不小于300m32)原水泵 原水泵应满足五台过介质过滤器同时运行流量及四台过滤器运行,另一台过滤器正洗的两种工艺状态,五台过滤器同时运行时进水流量为:270t/h, 四台过滤器运行,另一台过滤器正洗时进水流量为:350t/h。 原水泵选用流量270-350t/h,扬程:38-36m,功率:55KW,在系统中选用二台,一用一备。3)汽水混合加热器汽水混合加热器在系统中选用1台,加热水量为:270-350t/h。换热器选用规格为425,进水及出水

2、口规格为DN300,进蒸汽口规格为:DN400。a、蒸汽耗量:基础条件:蒸汽性质为过热蒸汽,最大进出水温差按25计,蒸汽温度:170,蒸汽压力不大于0.8MPa,蒸汽焓:2726.5KJ/Kg,蒸汽比容:0.2403m3/Kg,水的比热:4.18KJ/Kg. 。350t/h水加热25,需的换热量:Q=3501034.1825=3.65107KJ/h所需的加热蒸汽量:G=Q27261000=10.35t/h蒸汽沿程损耗系数按10%计,实所需气量:13.4t/h。每小时所需的蒸汽容积: 13.4t/h0.2403m3/Kg1000=3224m3/hb、蒸汽管道的选型: 蒸汽管流速按62-73m/S

3、计,进汽母管需选用:1334。4)PAC加药装置对净化后的河水凝聚剂加药装置设计加药量为:3PPm,前级系统运行进水量为:270t/h,当一台过滤器正洗时进水量为350t/h。运行时PAC加药量为:270t/h3PPm1000=0.81kg/h。当一台过滤器正洗时PAC加药量为:350t/h3PPm1000=1.05kg/h。配制药剂浓度为10%,运行时计量泵实际加药量为8.1L/h,当某台过滤器正洗时加药量为:10.5L/h。选用加药装置2泵1箱型,计量泵1用1备。搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱1只,有效容积为0.4m3,配套计量泵C726型,流量:15.1L/h,扬程:6.9bar

4、,电机功率:44W,加药泵采用自动加药,根据进水流量信号自动调节加药量。5)杀菌剂加药装置杀菌剂加药装置采用投加次氯酸钠,加药装置设计有效氯加药量为1PPm,前级系统运行进水量为:270t/h,当一台过滤器正洗时进水量为350t/h。运行时次氯酸钠加药量为:270t/h1PPm1000=0.27kg/h(有效氯)。当一台过滤器正洗时次氯酸钠加药量为:350t/h1PPm1000=0.35kg/h(有效氯)。有效氯浓度为4%,运行时计量泵实际加药量为6.75L/h, 当一台过滤器正洗时计量泵实际加药量为8.75L/h。配套搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱配套1只,有效容积为0.4m3,配套

5、计量泵B126,2台,流量:9.5L/h,扬程:6.9bar,电机功率:29W。6)管式混合器管式混合器设计流量为270-400t/h,设计流速为1.0-1.5m/S。选用混合器为3251400,混合器混合段数为三段。7)多介质过滤器设计流速:8-10m/h,选用规格:3024,单台设计产水量:56-70t/h。多介质过滤器在系统中配制5套,同时运行,分别反洗。a多介质过滤器运行周期的计算:截污容量:0.75kg/m3滤料(单台滤料装填高度1200mm,单台滤料容积:8.4m3)进水悬浮物按5mg/L计,出水悬浮物按0.5mg/L计。单台过滤器过滤周期:10000.75Kg/m38.4m3(5

6、mg/L-0.5mg/L)56t/h=25小时。b 多介质过滤器的正洗耗水量的计算(正洗水利用前级水):单台过滤器正洗强度为:70t/h(正洗流速按10m/h计),一次正洗时间为10min过滤器一次正洗耗水量:701060=11.66吨过滤器的自耗水率11.6吨(2556)=0.8%c多介质过滤器的反洗耗水量的计算(反洗水利用浓水):单台过滤器洗强度为:302t/h(反洗流速按43.2m/h计),一次反洗时间为10min过滤器一次反洗耗水量:3021060=50.3吨(反洗水利用反渗透浓水)d 多介质过滤器气反洗压缩空气耗量:多介质过滤器的气反洗强度为:20L/m2.S,过滤器过滤截面积:7m

7、2,反洗气量:7203.660=8.4m3/min。8)活性碳过滤器设计流速:8-10m/h,选用规格:3024,单台设计产水量:56-70t/h。活性碳过滤器在系统中配制5套,同时运行,分别反洗。A活性碳过滤器的正洗耗水量的计算(正洗水利用前级水):单台过滤器正洗强度为:70t/h(正洗流速按10m/h),一次正洗时间为10min,每48小时进行一次反洗及正洗。过滤器一次正洗耗水量:701060=11.66吨过滤器的自耗水率11.6吨(4856)=0.4%B活性碳过滤器的反洗耗水量的计算(反洗水利用反渗透浓水):单台过滤器洗强度为:202t/h(反洗流速按28.8m/h计),一次反洗时间为1

8、0min过滤器一次反洗耗水量:2021060=33.7吨(反洗水利用反渗透浓水)9)浓水池浓水池应满足单台过滤器一次反洗耗水量。 通过以上计算,单台多介质过滤器一次反洗耗水量为:50.3吨，活性碳过滤器一次反洗耗水量为:33.7吨。实际选用浓水池容积:100m310)过滤器反洗水泵 反洗水泵应满足单台过滤器的反洗流量:选用反洗水泵为: KQW200/250-30/4,流量:320t/h,扬程:21m,电机功率:30.0KW,反洗水泵在系统中设1台。11) 反渗透进水管式混合器 反渗透进水流量为270t/h,设计流速为1-1.5m/h,混合器规格为:325140012)非氧化性杀菌剂加药装置反渗

9、透进水非氧化性杀菌剂设计加药量为150PPm,反渗透进水量为:270t/h。非氧化性杀菌剂加药量为:270t/h150PPm1000=40.5kg/h。选用加药装置1泵1箱型,对反渗透系统定期杀菌。加药箱按5天储药量计,药液搅拌箱1只,有效容积为0.2m3,配套计量泵GM0050型,流量:50L/h,扬程:10bar,电机功率:0.25KW。13)阻垢剂加药装置反渗透浓水侧最大LSI为1.9, 经美国PWT计算软件计算,阻垢剂Titan ASD 200的加药量为3.5PPm ,反渗透进水量为:270t/h。阻垢剂加药量为:270t/h3.5PPm1000=0.945kg/h。配制药剂浓度为10

10、%,计量泵实际加药量为9.45L/h。选用加药装置2泵2箱型,计量泵1用1备。搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱2只,有效容积为0.5m3,配套计量泵C726型,流量:17L/h,扬程:6.9bar,电机功率:44W,根据反渗透进水流量自动加药计量泵的加药量。14)保安过滤器 保安过滤器在系统中配套2台,同时使用,单台产水量为:135t/h,选用中英合资北京合众生产的大通量滤元,单支产水量达45-70t/h,单台选用3支大通量滤元,选用保安过滤器规格为410,内装滤元3支规格为: 150.41016的滤元。15)高压泵 采用美国海德能公司(或美国DOW公司)的反渗透膜元件,单套反渗透产水量

11、:100t/h,工作压力为:1.11-1.31MPa，选用高压泵型号:PWT100-65-315S,Q=135t/h,H=140m,N=90KW。 在系统中选用2台,同时运行。16)反渗透装置17)反渗透清洗系统单套反渗透装置的膜外壳80S-300-6B,单套采用18支,按2:1排列,反渗透清洗采用分级分段进行清洗,清洗水管道为DN125,按30米长度计。a、清洗水泵: 单支膜壳清洗流量为8-12t/h,一段共12支膜壳,清洗流量为:144t/h 选用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。b、药液过滤器:药液过滤器为:410,内装5um的大容量滤元,

12、规格为: 150.41016,共3支,单支产水量:45-70t/h。c、清洗管道: 药液清洗管道采用DN125,设计流速:3.26m/S。d、清洗水箱的选择:单支膜外壳容积:0.1884m3,单套反渗透第一段膜外壳总容积:V1=0.188412=2.26m3药液过滤器容积: V2=0.15m3清洗管道容积: V3=0.38m3合计总容积:V=V1+V2+V3=2.79m3要求清洗水箱为1.2V=3.34m3,实际选用5m3清洗水箱e、电加热系统: 加热水质量:M=3340Kg,原水温度t2=25,清洗药液温度t1=35,介质比热:C=1kcal/kg,热功当量860, 每箱药液加热时间T=2小

13、时。 每箱药液所需的换热量:Q=M(t2-t1)C=33400kcal 所需电加热器的功率:P=Q/860T=19.4KW,实际选用电加热器N=20KW,共1套。18)反渗透冲洗水泵单支膜壳清洗流量为8-12t/h,一段共12支膜壳,冲洗流量为:144t/h 选用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。19)除碳器反渗透装置出水二氧化碳含量约为:20mg/L，除碳器进水量不小于202t/h,设计选用2200除二氧化碳器1套，单台设计产水量为202t/h，设计淋水密度50-60L/m2.h,设计出水二氧化碳含量为:3mg/L。设计水温为25时,采用50多

14、面空心球填料层高:2000mm。20)中间水池中间水池设计停留时间为20min,中间水池实际选用75m3中间水池为钢砼结构。21)中间水泵中间水泵设计提升水量为:202t/h,在系统中选用二台,一用一备。中间水泵选用规格为: KQWH150-315,流量:210t/h,扬程:31m,电机功率:30KW22)混合离子交换器基础条件:反渗透出水含盐量:2.5ppm,相当于反渗透出水含盐量A（总阳）=K（总阴）=0.032mg-N/L,除碳器出水二氧化碳含量为:3mg/L,相当于0.068mg-N/L碳酸氢根离子,实际混床进水总阴离子含量K（总阴）=0.1mg-N/L。混合离子交换器选用直径:250

15、0共2台，一用一备，设计流速42m/h,单台产水量:202t/h。选用阳树脂:0017MB阳树脂装填高度:500mm阳树脂工作交换容量:500mg-N/L。选用阴树脂: 2017MB阴树脂装填高度:1000mm阴树脂工作交换容量: 250mg-N/L。单台装填阳树脂数量:2.45m3单台装填阴树脂数量: 4.9m3阳树脂酸耗量:75kg（100%HCl）/m阳树脂阴树脂碱耗量:70kg（100%NaOH）/m阴树脂A、混床周期:T阳=T阴=4.92500.1202=60(小时)b混床酸碱计量箱:混床阳树脂一次再生用30%酸耗:2.257530%=563KgVr=7501.149=489升(30

16、%盐酸密度为1.149g/cm3)c混床酸计量箱:1.2Vr=600升实际选用混床酸计量箱为:1100升d混床阴树脂一次再生用30%碱耗:4.97030%=1143KgVr=14001.37=834升(30%碱液密度为1.37g/cm3)e混床碱计量箱:1.2Vr=1002升实际选用混床碱计量箱为:1100升混床再生水耗量混床再生水耗量按树脂体积的8倍计,单床一次再生耗量:59m3混床实际水耗量:5960202=0.5%(在工艺中按1%计)混床产水周期-60小时混床产水量-202t/h23)除盐水池除盐水池设计按3小时的储存水量进行设计,有效容积为600m3。24)除盐水泵除盐水泵在系统中采用

17、2台,一用一备,型号为: KQWH150-400,流量:200t/h,H=50m,N=45KW。25)酸碱喷射器流量的计算a、混床酸(碱)喷射器出口流量:Qa=4.95=22.5t/h(混床截面积为4.9m2,酸碱再生流速为:5m/h)喷射器出口盐酸浓度:2.5-5%喷射器出口碱浓度:2-5%稀释水(压力除盐水)流量Q=22.5(1-5%)2=21.4t/h选用酸碱喷射器HNP2518。26) 再生泵再生泵应满足混床阳阴树脂同时再生时的压力水流量。混床再生流量量Q=21.42=42.8t/h再生泵压力需大于0.3MPa,选用再生泵:KQWH80-160,Q=50t/h,H=32m,N=7.5K

18、W在系统中选用二台,一用一备。27)酸贮槽 酸贮槽应满足系统15天的储备酸量,混合离子交换器选用共2台，一用一备,运行周期60小时(运行周期约2.5天)混床阳树脂每周期再生用30%酸耗0.489m3 系统15天内酸耗量:150.4892.5=2.94m3实际选用酸贮槽:V=10m3,可满足50天的酸液储备量。28)碱贮槽碱贮槽应满足系统15天的储备碱量。混合离子交换器选用共2台，一用一备,运行周期60小时(约2.5天)混床阴树脂每周期再生用30%碱液1.02m3 系统15天内碱耗量:151.022.5=6.12m3实际选用碱贮槽V=10m3,可满足24天的碱液储备量。29)卸酸泵 卸酸泵的卸酸

19、量按0.75小时注满1台贮槽计 选用卸酸泵:50FSB-20L,流量:15t/h,扬程:20m, 电机功率:3.0KW30)卸碱泵 卸碱的卸酸量按0.75小时注满碱贮槽计 选用卸碱泵:50FSB-20L,流量:15t/h,扬程:20m, 电机功率:3.0KW31)酸雾吸收器 酸雾吸收器采用碱液鼓泡式,在系统中设1套,用于酸计量箱及酸贮槽酸雾的吸收,选用规格为:500800。32)酸碱中和池 系统排水分酸碱废水及中性废水,系统中的中性废水主要来自于过滤器的反洗及正洗排水,中性废水由地沟汇集排入厂区排水管网,酸碱废水由酸碱废水由排水沟汇集后排入中和池。酸碱中和池按容量按混床一次再生酸碱废水排放量确

20、定,混床一次酸碱废水排放量按树脂体积的8倍计,单台混床装填树脂量为:7.35m3,一次再生酸碱废水量为:59m3,实际选用中和池有效容积为:90m3,中和池池深3m,有效水深:2m,中和池面积:45m2。33)中和池循环泵 中和池循环泵按1.5小时循环一次酸碱废液计,中和池循环泵选用80YW40-15-4,流量:48t/h,扬程:13m,电机功率:4KW,在系统中选用二台,一用一备。34)加氨系统 除盐水加氨量按1ppm计,系统除盐水供水量200t/h,加氨量为0.2Kg/h氨液浓度为1-5%(投药浓度按1%计),选用计量泵:GM0025,流量25L/h,扬程:1.0MPa,电机功率:0.25

21、KW,在系统中采用二台,一用一备,采用变频加药 加氨计量箱在系统中选用二只,单只容积0.5m3,按24小时的储药量计。35)树脂捕捉器 在每台混床出水管上均1台树脂捕捉器,过滤精度为0.2mm,共2套36)工艺用压缩空气量及空气储罐的容量a、混床用气量:混床树脂混合气耗量为2.5-3m3/m2.min,混床截面积为4.9m2,气混合时间按2min计,进气压力减压至0.15MPa,工作压力:0.8MPa。单台混床树脂混合耗气量:34.9=14.7m3/min,一次用2min,一次用0.15MPa的压缩空气量:29.4m3。b、多介质过滤器用气量: 多介质过滤器气反洗压缩空气用量为:8.4m3/m

22、in,一次用5min,一次用0.15MPa的压缩空气量:21m3。C、中和池用气量:气搅拌强度为:5m3/m2.h,中和池面积为:45m2 中和池用气量:45560=3.75m3/min(气源压力0.15MPa)D空气储罐的选择:系统中各用气设备叉开进行,系统瞬时最大耗气量为:14.7m3/min,一次用0.15MPa的压缩空气量为:29.4m3(相当于0.8MPa的压缩空气8.16m3),要求压缩空气储罐容量满足系统最大瞬时供气量:选用空气储罐:10m3容量的1套,设计压力为0.8MPa。F进气管线的选择:空气储罐进气管线需满足中和池气搅拌的需气量:中和池气搅拌需0.15MPa的压缩空气3.75m3/min,相当于0.8MPa的压缩空气量:1.04m3/min。空气储罐进气管规格为:DN50, 空气储罐供气需减压至0.15MPa。