水处理工艺数(全) 36页

水处理工艺参数设计说明青岛畅隆电力设备有限公司\n假设该系统产水2×30T/h，所拟全部工艺参数如下：1、水箱类项目名称满足水量时间材质备注原水箱1－2小时钢制中间水箱15－30分钟钢制反渗透浓水箱1－2小时钢制如用于反洗过滤器，容积应能满足所有过滤器反洗一次除盐水箱2－3小时钢制超滤水箱1－2小时钢制注：1、清洗水箱上的电加热器只有在大系统时需要该设置，一般情况下，5ｍ3――12支，3ｍ3－8支，每支的功率为？。2、钢制水箱一般需要外保温，保温材料一般可选用石棉。3、水箱内防腐一般可采用玻璃钢、聚脲或环氧树脂。2、水泵类项目名称材质扬程备注原水泵铸铁30m左右多介质过滤器40m左右多介质+活性碳视情况超滤（据膜的进水压力）多介质、纤维过滤器反洗水泵铸铁15-20m反洗流量在10L/m2.s左右盘式过滤器外源反洗水泵铸铁40－50m超滤反洗水泵不锈钢根据膜厂家数据反渗透升压泵不锈钢20-30mRO清洗水泵不锈钢28-35m左右\nUF清洗水泵不锈钢根据膜厂家数据中间水泵不锈钢30m左右阴阳床40－50m，混床30m除盐水泵不锈钢50m左右或根据厂方要求中和水泵氟塑料10-20m流量使系统排污情况再生水泵不锈钢20－30m流量按照5m/h流速计算反渗透冲洗水泵不锈钢30m左右卸酸卸碱泵氟塑料10m左右在半小时内卸完即可3、换热器计算处理水量80m3/h，温度从10℃提升到25℃,K按2000w/m2.℃计算，β按0.85计。计算公式为F=F——换热面积；（m2）Q——换热量；(W)K——总传热系数；（w/m2.℃）△tm——对数平均温度；（℃）Q＝C*m*△tC——4.2KJ/Kg.℃；m——水的质量；m=80m3/h*1000kg/m3=80000kg/h△t——提升的对数温差（℃）所以Q＝4.2KJ/Kg.℃*80000kg/h*15℃＝5040000KJ/h\n此系统采用波节管式换热器，蒸汽温度为350℃，则t1＝t3＝350℃，水温t2＝10℃t4＝25℃对数平均温度为△tm＝＝＝333.3℃又因为1W＝1J/s(W=Pt),K=2000w/m2.℃=2000J/m2.℃.s则F＝＝=8.9m2则选择型号　TBH400-8.9-1.0/1.0　◆温控阀的选择：假设处理量为300T/H，温升△T=20℃，则其所吸收的热量Q=C*m*△T＝4.2KJ/℃.Kg*300T/h*1000kg/m3*20℃＝25200000KJ/h蒸汽参数为150℃，0.5MPa，通过查《小型热电站实用设计手册》P10可得其饱和汽焓h为2748.5KJ/Kg,则需要的蒸汽质量为：m＝Q/h＝25200000KJ/h/2748.5KJ/Kg＝9169Kg/h又因为其饱和汽比容v＝0.37481m3/Kg，所以需要蒸汽的体积V＝m*v＝9169Kg/h*0.37481m3/Kg＝3437m3/h由P326汽水管道介质的允许流速表可知：主蒸汽管道蒸汽流速为40－60m/s，现取50m/s\n则温控阀口径为得r＝77.9mm所以选取温控阀的直径d＝155，标准化为DN150。4．石灰软化系统4.1石灰投加量的计算(每立方米处理水消耗100％CaO的克数)（1）当HCA≥HZ时，按下列公式计算：CaO＝28（HZ＋CO2＋Fe＋K＋a）（2）当HCA1.5MPa，则选R804030s－6w/80A30-6w（工作压力为300PSI即2.0MPa）；若高压泵的进水压力<1.5MPa，则选R804025s－6w/80A25-6w（工作压力为250PSI即1.7MPa），厂家分别为美国CODELINE/日本Aquasel。※冲洗水泵的选择元件直径（in）每支压力容器的流量值（m3/h）82.4－1240.6－3反渗透冲洗水量一般选为5m3/h，压力容器数量按照二段计算，扬程在30m左右。8．RO清洗系统（2套RO系统共用1套清洗系统。）(1)清洗水箱压力容器的体积（在250PSI工作压力下，6支膜压力容器的直径为200mm，长度为6614mm）\nV1=πr2*L=3.14(0.1)2*6.614=0.20m3V6=6×0.20m3=1.20m3管线的体积，假设使用长度为30m，管径为DN100的管道Vp=πr2L=3.14(0.05)2*30m=0.23m3Vct=V10+Vp=1.2m3+0.23m3＝1.43m3因此，所需配制的清洗液体积约为1.43m3，由于清洗箱完全装满可能产生溢流，一般应考虑20%的裕度，本例应选择2m3的耐腐蚀水箱作清洗箱。――也可以按照清洗每支压力容器需要300L清洗液计算，再加上管道水，计算为300L*6=1800L=1.8m3，考虑余量选择为2m3。(2)清洗水泵高流量循环期间每支压力容器建议流量和压力清洗压力（bar）元件直径（in）每支压力容器的流量值（m3/h）1.5～4.02.50.7－1.21.5～4.041.8－2.31.5～4.063.6－4.51.5～4.08（膜面积较小）6.0－9.11.5～4.08（膜面积较大）8.0－10.2注：（1）清洗压力由压力容器内元件数量决定相应流量值的上下限值。（2）清洗水泵流量值由一段压力容器数量计算。则清洗泵的流量为6*9.1m3/h=54.6m3/h，扬程15－40m，一般选择30m左右。\n（3）清洗保安过滤器选型与保安过滤器相同9．除二氧化碳器※直径的选择除二氧化碳器的过滤滤速为50－60m/h。选用一台，水处理量为60m3/h初步设计流速V为60m/h，由Q=V*S=V*π*D2/4：除二氧化碳器的直径D为：60m3/h=60m/h*π*D2/4，则D=1.128m，修正至标准尺寸D=1.20m此过滤器的实际运行流速为53.0m/h。※填料的选择根据用户的不同水质情况，按下表选出不同的填料层高度。CO2含量mg/L≤25≤44.3≤76.4≤164≤392.3填料高度mm16002000250032004000由反渗透计算书产水中，二氧化碳的含量可达30mg/l，当填料为25×25×2.5的瓷环时，淋水密度最大为60m3/m2.h，选用多面空心塑料球时，淋水密度为50m3/m2.h，由此选出填料层高度为1600mm。※除碳风机的选择9.1除二氧化碳器风机规范规格型号出力（t/h）离心风机型号电机型号电机功率￠750SZ101-0-026.54-72-11N0.3.6右00Y100L-23KW￠1000SZ102-0-0474-72-11N0.3.6右00Y100L-23KW￠1200SZ103-0-067.84-72-11N0.3.6右00Y100L-23KW￠1500SZ103-0-01064-72-11N0.4右00Y132S1-25.5KW￠1800WCT-1521524-72-11N0.4右00Y132S1-25.5KW\n￠2000SZ104-0-01874-72-11N0.4右00Y132S1-25.5KW￠2200WCT-2262264-72-11N0.4.5右00Y132S2-27.5KW￠2500SZ105-0-02934-72-11N0.4.5右00Y132S2-27.5KW说明：（1）各个型号规格的除二氧化碳器设计进水CO2含量为330mg/l，设计出水CO2含量为5mg/l。（2）各个型号规格的除二氧化碳器设计水温为15℃。9.2除二氧化碳器重量规范规格瓷杯填料重量（kg）设备净重（kg）设备总重（kg）设备总高（mm）￠750867122220895624￠10001527163831655770￠1200221825964814￠15003447340868556081￠1800496941049073￠200061445546116906234￠22008039716015199￠250096117419170306407由此脱碳风机型选为4-72-11N0.3.6右00，配电动机Y100L-2。10．混合离子交换器（1）混床的选型混合离子交换器前有阴离子交换器+阳离子交换器时交换流速最大60m/h，一般在50m/h；当后处理系统只有混和离子交换器时，交换流速最大40m/h，一般〈30m/h，在20m/h左右。\n由反渗透计算书得知，[SiO2]=0.38mg/l，反渗透出水TDS为6.40mg/l，约合0.08mmol/l――各个离子分别计算之和，若全部以NaCl计，则＝0.11mmol/l选用3台混床（2用1备），单台处理能力为30m3/h初步设计流速V为40m/h，由Q=V*S=V*π*D2/4：混和离子交换器的直径D为：30m3/h=40m/h*π*D2/4，则D=0.977m，修正至标准尺寸D=1.00m此过滤器的实际运行流速为38.2m/h。所以其直径采用1m，则交换面积：F=πD2/4=0.79m2，混床的外型尺寸为φ1016*2985。（2）树脂选型阳树脂型号用001×7，工作交换容量取EC=800mol/m3阴树脂型号用201×7，工作交换容量取Ea=350mol/m3（3）树脂用量阴、阳树脂体积比采用2：1。阳树脂层高Ha=0.5m，所需树脂体积Vc=F*Hc=0.79*0.5=0.395m3阴树脂层高Ha=1.0m，所需树脂体积Va=F*Ha=0.79*1.0=0.79m3型号为001×7阳树脂的视密度γc=0.85g/ml;型号为002×7阴树脂的视密度γa=0.75g/ml，则阳树脂需用总量为Gc＝2Vcγc＝2*0.395m3*0.85g/ml＝671.5kg阴树脂需用总量为GA＝2Vaγa＝2*0.79m3*0.85g/ml＝1343kg（4）交换器的工作周期（具体可参见耗酸碱量的计算）\nT阳=VC*EC/0.08Q=0.395*800/0.08*30=131.7h（0.08mmol/l为含盐量）T阴=Va*Ea/0.08Q=0.79*350/0.08*30=115.2h综合考虑，混床可120小时再生一次。（5）酸计量箱的选择阳树脂采用HCl再生，31%的工业HCl密度为1.15g/cm3再生剂比耗取100Kg/m3树脂，再生系数取1.5，再生一次需要的盐酸量（100%）Gh为：1.5*100Kg/m3*0.395m3=59.25Kg，则需要31%的工业盐酸质量为：59.25Kg/0.31=191.1Kg，体积约为191.1Kg/1.15g/cm3=0.166m3。考虑裕量，酸计量箱采用0.25m3酸计量箱设备规范项目规格直径酸液进口进水口酸液出口排污口总高度（mm）设备净重（kg）0.25m3￠6105025253211000.5m3￠7622550252514993291m3￠10124080403217294991.5m3￠12124080505017796362m3￠14124080505017597592.5m3￠15124080505018798633m3￠1512408050502159933注：（1）本设备法兰均采用DN10，筒体内衬胶防腐。（2）本设备空气管接口为DN25，电极安装孔为DN100。\n（6）酸储罐的选择酸储罐按30天的消耗量计，其容积为：2台*30d*24h*0.166m3/120h=2.0m3，考虑裕量，选择4m3的盐酸储罐。酸储罐设备规范项目规格直径总高度（mm）筒体高度（mm）设备净重（kg）地脚螺栓4m3￠1220396532651853M205m3￠1246465039501847M2010m3￠1820475037303260M2020m3￠2524505039305933M2525m3￠2524545043306252M2530m3￠2524645053307010M2540m3￠3028610047729346M2550m3￠30287500617210920M25注：（1）工作温度5～50℃，设备按常压进行。（2）酸储罐内部衬胶。（1）设备不能在真空状态下运行。（7）酸雾吸收器的选择项目规格进水口酸气入口排污口排气弯管半径底座直径￠30025504070500￠50025504070700￠70032803270900￠800408040701000注：（1）设备内部填料采用￠50多面空心球，填料高度500mm/720mm（2）设备内部衬胶。根据储罐大小选配酸雾吸收器规格为φ300。\n（8）碱计量箱的选择阴树脂采用NaOH再生，31%的NaOH密度为1.35g/cm3再生剂比耗取100Kg/m3树脂，再生系数取1.5，再生一次需要的氢氧化钠量（100%）Gh为：1.5*100Kg/m3*0.79m3=118.5Kg，则需要40%的氢氧化钠质量为：118.5Kg/0.4=296.25Kg，体积约为296.25Kg/1.35g/cm3=0.22m3。考虑裕量，碱计量箱采用0.25m3碱计量箱设备规范项目规格直径碱液进口进水口碱液出口排污口总高度（mm）设备净重（kg）0.2m3￠683254025258451900.5m3￠7622540252514153101m3￠10124050252516004601.5m3￠12124050252516955702m3￠14124050252516757003m3￠1512405025252075850注：本设备法兰均采用DN10。（9）碱储罐的选择碱储罐按30天的消耗量计，其容积为：2台*30d*24h*0.22m3/120h=2.6m3，考虑裕量，选择4m3的碱储罐。碱储罐设备规范项目规格直径总高度（mm）筒体高度（mm）设备净重（kg）地脚螺栓4m3￠1220396533651517M205m3￠1216465039501593M20\n10m3￠1820475037302910M2020m3￠2524505039305360M2525m3￠2524545043305684M2530m3￠2524645053306430M2540m3￠3028610047728597M2550m3￠30287500617210042M25注：（1）工作温度5～50℃，设备按常压进行。（2）碱储罐内部不衬胶。（3）设备不能在真空状态下运行。（10）再生水泵及酸碱喷射器的选择再生流速取5m/h，则再生液的流量为：3.142*0.5*0.5*5m/h=3.92m3/h因为酸碱喷射器的进水压力为0.196－0.392MPa，所以再生水泵扬程选择为20－30m。由此选出再生水泵型号为IH50-32-250；Q=6.3m3/h；H=20m酸碱喷射器型号为WNP-1007,厂家为宜兴麦克。酸碱喷射器选型项目规格配离子交换器直径（mm）再生流量（t/h）材质WNP－100710002.88－5.12玻璃钢WNP－151115007.1－11.1WNP－2014200011.4－17.5WNP－2216220015－23.6WNP－2518250019.89－25.2WNP－3023300028.8－43.3WNP－3223320031.1－48.8（11）再生时间的计算\n再生液浓度选择为4%－5%，在此选择5%5%的盐酸密度为1.02g/cm3，5%的氢氧化钠密度为1.04g/cm3再生一次需5%的盐酸溶液：59.25/0.05=1185Kg,体积约为1185/1.02=1.16m3。酸再生时间为：1.16*60/3.16=22min。再生一次需5%的氢氧化钠溶液：118.5/0.04=2962.5Kg,体积约为2962.5/1.04=2.85m3。碱再生时间为：2.85*60/2.37=72min。综上，混和离子交换器的再生时间为72min。（12）树脂捕捉器的选择为防止混床的树脂流失，进入除盐水中，每台混床配一树脂捕收器。树脂捕捉器规格项目规格配交换器规格（mm）进水口（DN）出水口（DN）排树脂口（DN）材质￠80￠1000808050碳钢衬胶不锈钢网￠100￠120010010050￠125￠150012512550￠150￠180015015050￠200￠200020020050￠250￠220025025050￠300￠250030030050由此可选择外形尺寸为￠80。（13）压缩空气罐的选择\n充气压力在0.1-0.15MPa，压缩空气流量为2.5-3.0m3/m2min，混合时间1－2min。所以储气罐容积：V=3.0m3/m2min*π*0.52*2min=4.7m3，由于储气罐里的用气要将气动阀门打开，打开气动阀门压力一般在0.4－0.6MPa，则P储气罐＞0.6MPa，取0.7MPa－1.0MPa，在此取0.8MPa由P1V1=P2V2得0.15*4.7＝0.8V2得V2＝0.9m3考虑到余量，则储气罐的容积采用2m314、加药装置假设某药品投加浓度为3ppm，则投加量为3mg/L，相当于3g/m3假设原水量：80m3/h则每小时投加纯药剂：3×80=240g/h每天投加纯药剂：240×24=5760g=5.76kg假设药液浓度为10%则溶液量为5760/10%=57600g=57.6kg每小时加溶液量：57600/24=2400g=2.4kg（1）在计算调试加药过程中，以能连续调试80小时计算。（2）各加药参数加药装置药品名称所提纯度配置浓度投加浓度所提单位成分含量混凝剂聚合氯化铝100%5%20ppm25kg/袋有效成分Al2O3，含量30%。阻垢剂MDC220100%10%3-5ppm25kg/桶有效成分含量100%杀菌/氧化剂次氯酸钠10%（原液）10%2-5ppmkg\n有效成分一般有6、8、10%几种。还原剂亚硫酸氢钠100%10%3-5ppm25kg/袋含量100%。氨水100%0.25%视PH定70kg/瓶有效成分为液态NH3,含量100%。(桶装含量为34%)。助凝剂聚丙烯酰胺100%0.1-1ppmST100%1ppm说明：（1）混床再生时用酸碱为4%浓度。（2）加氨装置：反渗透产水的PH为6左右，经脱碳、混床处理后，PH约在7左右，为防止和减轻给水的腐蚀性，发电机组等锅炉设备一般采用碱性水运行，因此需要加氨调节给水的PH至8.5-9.2之间，符合中压锅炉给水要求。假设给水的PH为7，由此可计算将PH调节至9.2需要的氨量。（3）加阻垢剂装置：反渗透装置的脱盐率可达99%以上，在回收率为75%的系统中，浓水的离子浓度被提高了4倍，在RO压力容器中最后一根膜元件的浓水侧易出现结垢现象。同时根据ROSA软件的计算结果，反渗透系统存在结垢的可能性，因此，有必要设置阻垢剂投加装置,以延缓水中易结垢物质的结垢时间，提高系统的稳定性和RO膜的使用寿命。（4）加还原剂装置：加氯消毒时，为保证杀菌效果需有一定余量，而反渗透复合膜对氯等氧化剂极为敏感，易造成不可修复的损坏。通常用NaHSO3\n还原剩余的活性氯，理论上还原1mg活性氯约需要1.34mg亚硫酸氢纳,实际应用中约需要2mg。出水中的余氯一般不会超过1mg/L，因此，亚硫酸氢纳的最大投加浓度选用2mg/L。（5）耗酸、碱量计算（以蒙泰化水为例，处理水量按50m3/h计）1）耗酸量计算：Na：0.07mg/l/23g/mol=0.003mmol/lMg：0.08mg/l/12g/mol=0.007mmol/lCa：0.39mg/l/20g/mol=0.020mmol/l合计：0.003+0.007+0.020=0.030mmol/l阳树脂量：3.1414*0.9*0.9*2.0=5.089m3树脂交换容量按800mol/m3计,则阳床总交换容量为：800mol/m3*5.089m3=4071.2mol则工作周期（再生周期）为：4071.2mol/0.03mmol/l*50m3/h=2714h=113.08d阳树脂采用HCl再生，再生剂比耗取100Kg/m3树脂，则再生一次需要的盐酸量（100%）为：100*5.089=508.9Kg，需要31%的工业盐酸量为：508.9/0.31=1641.6Kg，体积约为1641.6Kg/1.15=1.43m3。则每年的耗酸量（31%）为：365*1.43/113.08=4.62m3，31％的工业盐酸密度为1.15g/cm3则折合：4.62m3*1.15g/cm3=5.31t2）耗碱量计算：HCO3：1.71/61=0.028mmol/lCl：0.26/35.5=0.007mmol/lF：0.01/39=0.0003mmol/l\nCO2：5/22=0.2273mmol/l（带除碳器，出水二氧化碳含量按5mg/l计）合计：0.028+0.007+0.0003+0.2273=0.2626mmol/l阴树脂量：3.1414*0.9*0.9*2.5=6.3613m3树脂交换容量按350mol/m3计,则阴床总交换容量为：350*6.3613=2226.455mol则工作周期为：2226.455/0.2626*50=169.57h=7.0625d阴树脂采用NaOH再生，再生剂比耗取100Kg/m3树脂，则再生一次需要的氢氧化钠（100%）为：100*6.3613=636.13Kg，需要40%的工业氢氧化钠为：636.13/0.4=1590.33Kg，体积约为1590.33Kg/1.35=1.178m3。则每年的耗碱量（40%）为：365*1.178/7.0625=60.88m3，40%的工业氢氧化钠密度为1.35g/cm3折合：60.88m3*1.35g/cm3=82.19t15、管道设计\n\n管路流量流速对照表流速m/s流量m3/h管径0.511.52.02.53DN402.264.536.799.0511.3213.58DN503.547.0710.6114.1517.6821.22DN655.9811.9517.9323.9129.8835.86DN809.0518.1127.1636.2245.2754.32DN10014.1528.2942.4456.5970.7384.88DN12522.1044.2166.3188.42110.52132.63DN15031.8363.6695.49127.32159.15190.98DN20056.59113.17169.76226.35282.93339.52DN25088.42176.83265.25353.67442.08530.50DN300127.32254.64381.96509.28636.60763.92管路壁厚重量对照表\n壁厚mm重量kg/m管径33.544.555.56789101112DN402.593.584.044.935.77DN504.004.625.236.998.63DN656.267.108.7510.3613.42DN807.388.381.3614.1619.48DN10010.2611.4912.7015.0921.97DN12514.2615.7818.7621.7530.33DN15017.1518.9926.2429.7936.75DN20031.5241.6351.5461.26DN25045.9258.5977.24DN30062.5485.18\n17、水箱规格