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1、704水处理目录 目录 1第一章 纯水系统 31概述 32基本原理 32.1预处理基本原理 32.2超滤的基本原理 82.3反渗透原理 82.4离子交换的原理 93工艺特点 103.1预处理的工艺特点 103.2超滤的特点 103.3离子交换的特点 114 主要技术规程及消耗 114.1公用工程条件 114.2药品 134.3填料 154.4.脱盐水出水要求 154.5技术参数 154.6反渗透单元的给水要求 165工艺流程简述 176设备装置配置 186.1多介质过滤器 186.2超滤装置 196.3反渗透单元 196.4脱气塔 256.5中间水箱 266.6阳离子交换器 266.7阴离子交

2、换器 276.8混合离子交换器 276.9脱盐水箱 286.10超滤水箱 296.11树脂捕捉器 296.12装置压缩空气储罐 306.13中和池 307 操作问答 30第二章循环水系统 531 概述 532.基本原理 542.1冷却原理： 542.2.缓蚀机理 552.3阻垢机理 552.4杀生机理： 553.工艺特点 563.1节约用水 563.2提高传热效率 573.3可减少换热器体积，节约钢材 573.4减少排污和防止热污染 574.主要技术规格及消耗 585.工艺流程简述 586.装置设备配置 587操作问答 58第三章 污水处理系统 791.概述 792.基本原理 793.工艺特点

3、 804.主要技术规格及消耗 805.工艺流程简述 806.主要装置设备 807.操作问答 80第一章 纯水系统1概述1.1宁夏煤业集团的脱盐水处理项目水源为黄河水，进入脱盐水装置界区的生产水由循环水排污水和工艺凝液，通过脱盐水装置对其再处理为各工艺装置提供必须的工艺用水。2基本原理2.1预处理基本原理 混凝原理：水中有些悬浮物，在水的流速很慢或静止的情况下，会自行沉浮下来。但各种悬浮物沉降的速度不一，这和悬浮物的性质有关，特别是和其颗粒大小有关。颗粒越小，沉降越慢，当它们达到胶体的大小时，实际上已不会自行沉降。微笑的粘土和胶体颗粒沉降速度十分缓慢。天然水中悬浮物的颗粒总是各种大小不一的混杂物

4、，所以当静止时，即使时间很长，人会有一部分微小的颗粒残留在水中。因此，只有用自然沉降法不能除尽水中的悬浮物。通常，也不能单独用普通的过滤法来清除天然水中的悬浮物和胶体，因为它不能除去较小的悬浮颗粒，更不能除去胶体，而且水中悬浮物较多时，滤池的清洗工作频繁，不利于运行。所以实际上经常采取的方法，是在混凝处理后再进行过滤。混凝处理就是在水中投加一种名为混凝剂的化学药品，这种药品在水中会促使微小的颗粒变成大颗粒而下沉。我国用明矾来澄清水，已有几千年的历史，就是一种混凝处理。对于混凝处理的原理，曾经有过许多不同的认识。最近，由于胶体华化学的发展，才得到比较一致的看法。现将目前对于混凝过程的认识叙述如下

5、。现以混凝剂硫酸铝Al2(SO4)3为例。当它投入水中时，首先发生的是电离和水解，生成氢氧化铝： Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO Al3+ + H2O Al（OH）2+ + H+ Al（OH）2+ + H2O Al（OH）+ H+ Al（OH）2+ + H2O Al（OH）3 + H+这个过程很快，通常在30秒以内就完成了。氢氧化铝是溶解度很小的化合物，它从水中析出时形成胶体。这些胶体在近乎中性的天然水中带正电荷。随后，它们的反离子（如SO）的作用下渐渐凝聚成粗大的絮状物（通常称为凝絮或矾花），然后在重力的作用下沉降，这是铝盐本身所发生的变化。为什么加混凝剂能除去水中悬浮物和胶体呢

6、？这是因为在混凝剂本身所发生的混凝过程中还伴随着许多物理化学作用，其实际情况也是很复杂的，现分析如下：（1）吸附作用。当氢氧化铝形成胶体时，会吸附水中原有的胶体杂质，这是混凝处理能除去水中胶体杂质的重要原因。 （2）中和作用。在上述吸附过程中，如这两种胶体带的电荷相反，则由于异性电相吸与中和的作用，促使它们粘结并析出。实际情况是：天然水中的自然胶体大都带负电，混凝剂形成的胶体带正电，所以有中和作用。此外，在刚投入混凝剂时生成的Al3+也有中和水中带负电胶体的作用。（3）表面接触作用。当水中的悬浮物量较多时，凝絮的核心可以是某些悬浮物，即凝絮在悬浮物的表面形成。（4）网捕作用。凝絮在水中下沉的过

7、程中，好像一个过滤网在下沉，又可把悬浮物带走。凝絮过滤网主要是由于氢氧化铝的胶体在聚沉过程中相互结成长链，起了架桥作用，组成了许多网眼，包裹着一些悬浮物和一些水分形成的。由此可见，用硫酸铝处理水是一种较复杂的过程，常常混合有各种聚沉反应，故称为混凝处理（以前称为凝聚处理）。实际上，硫酸铝水解而生成的沉淀物不完全是Al（OH）3，其中常常还有碱式硫酸盐，如AL2（OH）4SO4和AL（OH）SO4，他们也也是溶解度很小的化合物。硫酸铝水解后形成的胶团结构可表示如下： mAl2(OH)32n Al3+(3n-P) SO2P+P SO 沉淀原理：水的沉淀处理的目的是使悬浮物下沉而将水变清，其主要任务

8、是去除原水中颗粒大于1毫微米的分散杂质微粒。其中粒径在0.1毫米以上的杂质主要是砂质颗粒，一般比重为2.6左右，在静态中靠其重力完全可以在沉淀装置中自然沉降下来，而粒径小于0.1毫米的颗粒 其中包括无机和有机胶体以及砂，粘土分散颗粒，受分子水热运动的扰动而产生的布朗运动的动力影响，由于体积和质量都很小，在运动中不能靠自身的重力下沉，因而必须人为地给其创造产生下沉速度的必要条件，促使其沉降。这些必要的条件是根据悬浮颗粒与介质（液体)的比重差。 关于水中悬浮颗粒的自然沉降，人们熟知的司托克斯基本公式v 式中：V沉降速度，厘米秒， d颗粒直径，厘米， 1颗粒的密度，克厘米3， 2液体的密度，克厘米3

9、， g重力加速度，厘米秒2， 绝对粘度系数，克厘米秒。 根据这一公式得知， 颗粒在水中的沉降速度v与颗粒直径d的平方成正比，与颗粒的密度差即(-)成正比，而水的绝对粘度系数在温度不变的情况下是定值，但会随温度升高而降低，重力加速度g是常数。 经过投加混凝剂的天然水，在物理化学，电化学的综合作用下，通过胶体颗粒的互相吸附、粘结，结成了大块的絮状矾花，显然颗粒互相结合之后，直径d增加了，由于加入了比重较大的混凝剂电解质， 因而絮状矾花的密度也增加了，这样， 为克服布朗运动干扰的颗粒重力沉降速度v也就增大了，从而具备了在沉淀装置中沉降下来的先决条件。) 过滤原理： 用粒状滤料进行过滤的方法虽然应用已

10、久，但对它的机理却有一个较长时期的认识过程。在19世纪，滤池中放置的砂粒很细，过滤速度很慢，大致0.10.4米时， 这种滤池称慢滤池。慢滤池是利用细菌、藻类，泥砂和胶体在砂层表面繁殖而形成的一层生物粘膜来进行过滤的。在生物粘膜还未形成的阶段，慢滤池的出水水质较差。生物粘膜形成后，出水水质较好，能使水的浊度降至很小。所以在这个时期，人们认为过滤作用是一种机械筛分作用，也就是说，水中悬浮物是被滤层中微小的孔眼所截留。 现在工业用砂滤池的过滤，并不依靠其表面形成的生物粘膜来进行，它所用的沙子粒径比慢滤池的大，滤速常常快达815米小时或更大，这种滤池称为快滤池。它并不能使天然水中的悬浮物除得很完全，但

11、对于经过混凝处理的水再经快滤池过滤，确能很好地降低水的浊度。此种过滤不能用机械筛分来解释，因为那些小于过滤介质间隙孔径的颗粒也能被除去。 现在认为过滤过程中有两种作用，一种是机械筛分，另一种是接触凝聚。 在快滤池中，机械筛分作用主要发生在滤料的表面，这是因为在用水反洗以除去滤层中悬浮物时，滤料颗料按其粒度大小不同，起水力筛分作用，结果是小颗粒在上,大颗粒在下，依次排列。所以上层滤料形成的孔眼最小，易于将悬浮物截留下来，不仅如此,而且由于截留下来的或吸附着的悬浮物之间发生彼此重叠和架桥的过程，以致在表面形成了一层附加的滤膜，也可起机械筛分作用，)当小于过滤介质间隙孔径的悬浮物流经滤料层中排列得紧

12、密的弯弯曲曲的砂粒孔道时，有更多的机会和砂粒碰撞，因此这些砂粒表面可以起到更有效的接触作用。于是水中那些双电层已被压缩的胶体易于凝聚在砂粒表面,故称为接触凝聚。2.2超滤的基本原理 超滤是一种流体切向流体和压力驱动的过滤过程并按分子量大小来分离颗粒。超滤膜的孔径大约在0.002微米至0.1微米范围内。溶解物质和比膜孔径小的物质将能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质被慢慢溶于排放液中。因此产水将含有水、离子和小分子量物质,而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去处.超过滤膜可反复使用并可用普通清洗剂清洗。2.3反渗透原理 反渗透装置采用的是涡卷式复合膜元件，它是根据反渗透原理将半透膜，

13、导流层，隔网按一定顺序排列粘合卷制在有排孔的中心管上，形成元件。原水从一端进入隔网层，在外界压力的作用下，一部分水通过半透膜的孔渗透到流层内，再顺导流层水道，流到中心管的排孔，经中心管流出，剩余部分（称为浓水）从隔网层另一端排出。从中心管流出的水称为产品水（淡水）。为了使反渗透装置能长期可靠地运行，主要问题是必须保持膜表面清洁，不被杂质污堵。造成污堵得原因通常有以下几种：1、进水浊度太大；2、某些难溶化合物在膜表面析出；3、微生物在膜表面滋长。2.4离子交换的原理为了除去水中的离子杂质，目前工业上采用最广泛的方法是离子交换。离子交换处理，是用称为交换剂的物质进行的，这种物质遇到水时，能将其本身

14、所具有的某种离子和水中的同符号的离子相互交换。如Na型离子交换剂遇到有Ca2+的水时，便发生了下列反应：2RNa+ Ca2+=R2Ca+2Na+反应的结果，水中的Ca2+被吸附在交换剂上，而交换剂上原有的Na+进入水中，从而出去水中的Ca2+。当前，关于离子交换过程的机理有许多看法，还未统一。其中人们认为最合适用于处理工艺的还是双电层理论。双电层理论认为：当离子交换树脂浸入水中时，在它的孔眼表面也象橡胶表面那样形成双电层结构。也就是说在离子交换剂的高分子表面有两层离子，紧挨着高分子表面的一层离子，称为内层离子，在其外面的是符号相反的称为反离子。“离子交换”就是指树脂中的反离子与溶液中的反离子交

15、换位置。3工艺特点3.1预处理的工艺特点3.2超滤的特点超滤膜组件采用内压式过滤方式，入口水进入中空纤维膜中间，产品水向膜外扩散，是国际上最新一代膜分离设备，与聚醋酸纤维素类其它超滤膜相比，具有强度高，耐酸碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位面积通量大等优点。它可以除去胶体、蛋白质、悬浮固体、微生物以及大分子量的物质，能透过溶解固体和小分子。内压式过滤方式与外压式过滤方式相比，原水道为开放通道，无死角，不易堵塞，易于清洗。膜结构为不完全对成楔形结构，即膜的过滤通道为楔形孔状（倒喇叭口状），接触原水的一侧膜流通孔径小，膜结构致密，膜表面光滑，越向外侧孔径逐渐变大，

16、膜结构逐渐疏松，该楔形结构在处理较差的原水时，膜表面不易堵塞。与其他海绵状结构相比，不对称楔形机构可使污染物不会滞留在膜内部形成深层污染，所具有更强的抗污染性和更容易的清洗恢复性。中空纤维过滤过程中由膜中间进水，一部分透过膜表面成为产品水，另一部分水沿膜表面流动，可以将截流在膜上的杂质冲走。在该水侧加循环泵以强制水在膜中流动，使其与产品水形成十字错流状态，防止脏物膜壁的沉积，便于去除，保持膜的清洁。运行时出水流量与错流流量比例约为1：1。3.3离子交换的特点当离子交换树脂与含有电解质的水相遇时，水中的电解质和双电层有以下几种作用：交换作用：扩散层中的反离子在溶液中活动较自由，离子交换作用主要是

17、由于扩散层中的反离子和溶液中的其它反离子互换位置所致。在扩散层中处于不同位置的能量是不等价的。那些和内层离子交换，和内层离得较远的反离子能量小，活泼性最差，这和多元酸或多元碱的多极电离情况有关。压缩作用：当溶液中盐类浓度增大时，可以使扩散层压缩，从而使扩散层中的部分反离子变成吸附层中的反离子，以及扩散层的活动范围变小，这对离子交换是不利的。这说明了为什么还原溶液的浓度太大时，有时不但不能提高还原效果，反而使效果降低。4 主要技术规程及消耗4.1公用工程条件 1）供电条件（厂用电） 中压：AC10KV5%,50HZ1%,3相 低压动力电源：AC380V5%,50HZ,3相 低压控制和照明电源：A

18、C220V5%,50HZ (注：电机功率200KV时使用AC10KV) 2) 循环水条件 供水温度： 28 回水温度： 38 供水压力： 0.4MPG 回水压力： 0.25MPG 3)仪表空气条件 压力： 0.55MPG 温度： 环境温度 露点： -40 无油、无尘 4）装置空气条件 压力： 0.55MPG 温度 环境温度 无油、无尘 5）氮气条件 N2含量： 99.5% 压力： 0.55MPG 温度： 环境温度 6）蒸汽条件 压力： 0.35MPG（饱和） 0.7MPG（饱和） 1.0MPG（饱和） 7)生产上水 供水温度： 常温 供水压力： 0.3MPG 厂区内自设净水管道供给（埋地）4.

19、2药品 1）氢氧化钠 浓度32%的NaOH液体，NaCL含量1.5% Na2CO3含量1.5%， Fe2O3含量0.003% 2)盐酸 浓度31%的HCL液体，硫酸盐含量（以SO42-表示）含量0.007% Fe含量0.01% As含量0.00002% 3）杀菌剂 化学成分ClO2MBC881纯度96%包装25Kg桶装25Kg桶装运输方式汽车汽车配制浓度15%原液加药量1mg/L48.6L/次 4）还原剂化学成分NaSO4纯度99.7%包装25Kg桶装运输方式汽车配制浓度5%加药量0.51mg/L 5）阻垢剂化学成分MDCL9000002纯度包装25220Kg桶装运输方式汽车汽车配制浓度10%

20、原液加药量22.8%23% 6）清洗剂化学成分MCT103MCT551纯度包装25Kg桶装25Kg桶装运输方式汽车汽车配制浓度13%13%加药量50150L50150L4.3填料型号名称交换容量（mmoi/ml）粒度（mm）湿式密度含水量（%）PH范围外观最高使用温度（）001X7MB强酸性苯乙烯阳离子交换树脂1.90.171.250.770.874652114棕褐色至棕褐色球粒Na：i20H：100201X71.40.1351.250.660.754248114淡黄色至金黄色球粒CL：80OH：804.4.脱盐水出水要求脱盐水装置设计产水280m3/h脱盐水品质满足如下主要指标硬度=0?mo

21、l/l二氧化硅：0.1mg/l电导率：0.3?s/cm铁：0.5wtppmPH:6.58.5压力:0.5MPa4.5技术参数(1) 设计出力超滤设计出力 2100m3/h反渗透设计出力 275100m3/h(2) 超滤装置平均水回收率 95 超滤装置出水SDI 1.0（三年内） 超滤装置微生物去除滤 99 超滤装置出水浊度 0.2NTU 超滤装置过滤周期 30分钟 超滤装置反洗总历时 2分钟 超滤装置化学清洗周期 30天 超滤膜元件型号及材质 V107235PMC 亲水性的聚砜材质(3) 反渗透装置体统脱盐率 97（三年内） 反渗透系统回收率 75 反渗透膜元件型号及材质 反渗透膜壳型号(4)

22、 除盐水出水水质 电导率 0.2?s/cm（25） SiO2 20ppb4.6反渗透单元的给水要求(1) 温度 145(2) PH 211(3) 浊度 1（最好0.2）(4) SDI 5（地表水） 3（地下水）(5) 颗粒大小 5?m(6) 有机物（TOC） 3mg/l(7) 余氯及强氧化剂 0.1mg/l(8) Fe 给水溶氧5mg/l时， Fe0.5mg/l(9) SiO2 浓水中100mg/l(10) Ca 、Sr、 Ba 浓水中离子积0.8Ksp5工艺流程简述系统流程 本工程水处理系统采用黄河水循环水排污水和工艺冷凝液为原水，原水中的SS的COD含量均高，如果直接进入预处理系统，将影响

23、其运行的稳定性，因此，根据水源水质 、规程规定及化工工艺对水汽品质的要求，原水需经过斜板沉清及无阀滤池处理后进入原水箱。另外由与原水中的TOD较高，且重钙酸盐 也较高，如果直接进入混床将使混床的再生周期很短，约10小时，所以需在混床前加复床， 以延长混床的运行周期。流程如下：黄河水、循环水排污水和工艺凝液斜板沉清及无阀滤池原水箱原水泵氧化剂加药多介质过滤器超滤装置UF产水箱升压泵阻垢剂加药 保安过滤器 高压泵反滲透裝置脱气塔中间水池中间水泵阳床阴床混床脱盐水箱脱盐水泵。 原水进入预系统前，投加NaClO杀菌处理;采用高效的盘式过滤器，降低原水的浊度，比传统的预处理工艺减少了设备的占地。 采用耐

24、氧化较好的聚砜作为超滤元件的材质，可以承受氧化性药品的清洗。 专门设置反渗透装置定时冲洗功能，冲洗用水反渗透产水，反渗透产水有着亲和力强、溶解性好等特点，能及时除去无机盐、有机物、细菌杂质，防止它们在膜表面沉积，确保系统长期稳定的运行；所用设置反渗透装置定时冲洗功能，冲洗用水采用反渗透产水，反渗透产水有着亲和力强、溶解性好等特点，能及时除去无机盐、有机盐、细菌等杂质，防止他们在膜表面沉积，确保系统长期稳定的运行。所有水泵和计量泵均有备用6设备装置配置6.1多介质过滤器项目数据单位备注设备台数4台设备产水80t/h设计压力0.6MPa试验压力0.9 MPa设计流速9m/h运行温度50过滤压头损失

25、0.050.1MPa设备本体材质钢衬胶6.2超滤装置项目数据单位备注设备台数4套设备产水60t/h设计压力0.6MPa试验压力0.9 MPa设计流速20m/h运行温度50过滤压头损失0.050.1MPa设备本体材质组合件6.3反渗透单元反渗透单元由反渗透装置、中间水箱、清洗装置、加杀菌剂装置、加还原剂装置、加阻垢剂装置等组成。反渗透装置采用并联运行的方式。反渗透装置由高压泵、反渗透膜元件、内部管道、仪表、阀门等组成。反渗透装置的设置为4个系列，每列都能单独运行，也可同时运行，每列设备出力为：105 m3/h。每列反渗透设置1台高压泵。反渗透装置6.3.1.高压泵设备规范a、型式：立式多级离心式

26、b、数量：1台/套c、流量：80 m3/hd、扬程：1.5 MPae、材料（泵壳和叶轮）：316L6.3.2反渗透膜元件设备规范a、膜元件 脱盐率： 99.5% 使用寿命： 三年b、反渗透装置运行工况 出力：60 m3/h套 回收率：75% 系统总脱盐率： 98%6.3.3反渗透元件的化学清洗、冲洗装置1）溶液箱a、型式：垂直圆筒b、容积：3m3c、数量：1个d、材料：PE2）过滤器a、过滤精度：5mb、出力：120m3/hc、型式：垂直圆筒d、数量：1台3）RO清洗泵a、型式：离心式b、出力：120m3/hc、扬程：0.35 MPad、过流部件材质：不锈钢e、数量：1台反渗透膜元件的冲洗装置

27、1）RO冲洗泵a、型式：离心式b、出力：200m3/hc、扬程：0.35 MPad、过流部件材质：不锈钢e、数量：1台6.3.4反渗透加药装置反渗透阻垢剂加药装置1）阻垢剂溶液箱溶液箱带有电动搅拌器、电机、液位计、必要接管及附件。箱顶装设有带铰链的箱盖，且密封性能良好。溶液箱本体材质为PE，本体厚度6。溶液箱设有溢流、排污、进液、出液、排气等接口，各接口规格、位置满足工艺系统要求。搅拌器的叶轮及轴的材质为钢衬胶。搅拌器能实现定时开关。搅拌器的型式、安装位置和安装方式能保证配药时快速均匀搅拌，且方便运行操作。溶解装置为活动式溶解筐，材质为聚丙烯，滤网开孔孔径46目，滤网易于取出清洗。溶液箱容积：

28、0.2m3，2台。 2)阻垢剂计量泵 阻垢剂计量泵为进口隔膜式计量泵。 阻垢剂计量泵出口带压力表、空气室、安全阀、球型止回阀等。 计量泵输出流量大小可根据反渗透进水流量信号自动调节。 泵体材质为碳钢，泵头材质、止回装置中球体材料为不锈钢。 加阻垢剂计量泵：压力0.6 MPa，5台，正常情况下4运1备。阻垢剂计量泵流量为15l/hr。 3）管道、阀门及附件 加阻垢剂装置范围内管道、阀门及其附件（包括压力表、空气室等）材质均为UPVC。安全阀的溢出口接至计量泵进口母管。加药装置内管道最低位置处设有检修用排液口。4）成套装置接口 加阻垢剂装置设有如下接口： 进水口1个，出药口1个，排污管接口1个。还

29、原剂加药装置1）还原剂溶液箱 溶液箱带有电动搅拌器、电机、液位计、必要接管及附件。箱顶设有带铰链的箱盖，且密封性能良好。溶液箱本体材质为PE，本体厚度6，橡胶4.5。溶液箱设有溢流、排污、进液、出液、排气等接口，各接口规格、位置满足工艺系统要求。搅拌器的叶轮及轴的材质为钢衬胶。搅拌器能实现定时开关。搅拌器的型式、安装位置和安装方式能保证配药时快速均匀搅拌，且方便运行操作。溶解装置为活动式溶解筐，材质为聚丙烯，滤网开孔孔径46目，滤网易于取出清洗。溶液箱容积：0.2m3，2台。2）还原剂计量泵 还原剂计量泵为进口隔膜式计量泵。 还原剂计量泵出口带压力表、空气室、安全阀、球型止回阀等。 计量泵输出流量大小可根据反渗透进水流量信号自动调节。 计量泵具有手动冲程调节动能，其流量调节范围0100%。 泵体材质为碳钢，泵头材质、止回装置中球体材料为不锈钢。 加还原剂计量泵：5台，正常情况下4运1备。3）过滤器 还原剂过滤器为管式，UPVC，4台，过滤器装设于便于拆卸位置，以利运行时清洗过滤器。4）管道、阀门及附件 加还原剂装置范围内管道、阀门及其附件（包括压力表、空气室等）材质均为UPVC。安全阀的溢出口接至计量泵进口母管。加药装置内管道最低位置处设有检修用排液口。5）成套装置接口 加还原剂装置设有如下接口： 进水口1个，出药口1个，排污管接口1个。贮存罐1）杀菌剂贮存罐