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1、山东祥光铜业超滤、反渗透改造项目北京朗新明科技环保有限公司北京新源国能工程技术有限公司二OO九年十一月- 30 -目 录1.项目概述12.编制依据13.水源14.设计水量及处理要求24.1超滤系统24.2反渗透系统（二期）24.3浓水反渗透34.4混床系统（二期）35.工艺方案设计35.1.工艺系统简述35.2.关于系统设计45.3.主要设备技术性能65.4.设备技术规格书155.5.控制、电气系统286.附件291.项目概述本说明专为山东祥光铜业脱盐系统二期扩建设计。本项目一期设计反渗透4x110m3/h，水源为地下水本厂回用污水。本期（二期）在原有系统出力基础上，扩建反渗透、混床除盐系统、
2、，并使用超滤系统作为新增反渗透和原有反渗透的预处理，对反渗透浓水通过浓水反渗透进行回收。水源由单独的地下水改为城市中水与地下水的混合水。2.编制依据火力发电厂化学设计技术规程（DL/T 5068-2006）污水综合排放标准(GB8978-1996)；室外排水设计规范(GB50101-2005)；室外给水设计规范)(GB50013-2006)；给水排水工程结构设计规范(GB50069-2002)建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)给排水设计手册 ；建筑给水排水设计规范 ；建筑设计防火规范 （GB50016-2006）城镇给水厂辅助建筑和辅助设备设计标准 （CJJ41-91）超滤装置设
3、计制造规范反渗透膜组件设计说明；业主提供的水质参数及技术要求。3.水源 现设计水源为地下水按照1：1比例的混合水。如果设计水源发生变化，部分系统设备参数及材质将发生变化。项目单位：mg/L项目单位：mg/LCa2+33.3CO32-2.1Mg2+26.7CODCr25K+Na+570BOD55Fe3+0.79悬浮物10NH4+3.25电导率2680Mn2+0.06总溶固体1695F-1.35氨氮2.5CL-380.73余氯0.05NO3-0.67游离CO213.5HCO3-300PH8.1SO42-514.54.设计水量及处理要求4.1超滤系统4.1.1.一期改造超滤系统设计出力4150m3/
4、h水回收率90%出水浊度0.2NTU出水SDI2（90%时间），3（最大）4.1.2.二期扩建超滤系统设计出力2175m3/h水回收率90%出水浊度0.2NTU出水SDI2（90%时间），3（最大）4.2反渗透系统（二期）设计出力：23130m390m3/h氯离子含量：10mg/L氨氮：1mg/L回收率：75%脱盐率：98%PH：88.5（加碱调节）4.3浓水反渗透设计出力：50m3/h氯离子：90mg/L回收率：50%脱盐率：98%4.4混床系统（二期）设计出力：80m3/h电导率：1uS/cmSiO2：0.02mg/L硬度：0PH值：8.89.35.工艺方案设计5.1.工艺系统简述地下水和
5、城市中水经过混合，通过进入工业用水管网，工业用水管网压力不低于0.40MPa，通过换热器加热，保证系统进水温度不低于18，泵提升加热后生水至高效纤维过滤器，防止来水悬浮物、颗粒杂质过高，快速堵塞污染超滤膜组件。高效纤维过滤器根据时间、周期制水量或压差定期进行反洗。高效纤维过滤器出水进入自清洗过滤器，用于去除水中残余的大颗粒物和杂质，防止大的颗粒杂质堵塞膜孔，划伤超滤膜丝。自清洗过滤器出水进入超滤装置，通过超滤膜丝，截留绝大部份悬浮物，胶体、细菌和部分大分子有机物。超滤装置每运行一定时间，使用超滤产水定期进行反洗，将截留的杂质排出膜丝。超滤装置出水进入超滤产水池，再通过超滤产水泵提升，然后再加入
6、酸、阻垢剂，防止在反渗透浓缩过程中，发生CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4、BaSO4和SiO2结垢，导致反渗透出水量下降。加入还原剂，防止在反渗透进水中含有氧化性物质，对反渗透膜表面性质发生变化，降低出水量和脱盐率。加药后水通过保安过滤器，防止剩余杂质颗粒进入膜组件，再通过高压泵进行二次提升，保证反渗透进水大于进水的渗透压，进水反渗透装置，脱除水中大部分盐分、硬度和有机物。反渗透产水进入淡水池，再通过淡水泵提升，调节PH进入用水管网。由于本系统来水为污水厂处理后废水，有机物含量高，过滤只能去除部分大分子有机物，因此，反渗透膜组件必须定期使用非氧化性杀菌剂杀灭膜组件内滋生微生物。反渗透出水
7、含有很少量的盐分，首先，通过脱碳器，脱除水中的部分CO2，减少后续离子交换器负担，出水进入中间水池，再通过混合离子交换器，可以将剩余的盐分和SiO2去除，达到锅炉补充水要求。混床达到周期制水量后，出水导度和SiO2会升高，需要进行再生，再生系统与一期原有系统共用。5.2.关于系统设计5.2.1.关于原水预处理的选择本系统一期原水为地下水，水质较好，水中悬浮物、有机物、胶体含量小，主要以溶解盐为主。二期为经过混合后的地下水和城市中水，水中悬浮物、有机物、微生物、氨氮、胶体明显增加，对于膜系统的污染加剧。对于去除悬浮物、有机物、胶体颗粒等，主要包括混凝沉淀、滤料过滤和膜过滤方式，混凝沉淀占地面积大
8、，出水不稳定，滤料过滤受滤速影响非常大，在高滤速下，悬浮物、胶体等很容易穿透滤料层，导致后续反渗透除盐系统一段膜组件污堵。膜过滤主要为超滤，通常选用内压或外压式中空纤维膜组件，过滤孔径一般为0.020.1um，出水SDI3，一般不超过1，远远优于混凝沉淀出水和滤料过滤，能够很好的保护反渗透系统，延长反渗透膜组件寿命。因此，本系统去除悬浮物、胶体系统选用超滤工艺。 5.2.2.对于超滤的选择对于超滤膜组件，在过滤的过程中，有机物及微生物会被膜丝截留，膜丝同时也会被这些杂质所污堵，微生物等也会在膜丝孔内滋生。普通反洗不能彻底将这些污堵、附着的杂质反洗去除，需要定期通过投加药剂进行反洗，通常使用次氯
9、酸钠（NaClO）。次氯酸钠具有较强的氧化性，可以杀死膜丝上滋生的微生物，同时可以将污堵在膜丝上的有机物氧化，再通过普通反洗将杂质排出膜丝外，这就要求膜丝具有较强的耐氧化性。PVDF是一种普遍使用的超滤膜材质，具有较强的耐氧化性、耐酸碱性，拉伸强度好，因此，PVDF超滤膜被广泛用于污水处理行业。超滤膜组件分为内压式和外压式。内压式超滤膜组件原水从膜丝内孔进入，内孔大小一般为0.81.2mm，因此，要求超滤进水水质较好，而且内压式超滤纳污能力小，较多用于净水处理系统，例如自来水处理工艺。外压式超滤原水首先进入压力容器内部，然后通过膜丝过滤进入膜丝内孔，因此，要求进水水质低于内压式超滤，而且纳污能
10、力大，主要用于污水处理系统。内压式超滤主要通过大量高速的水进行冲洗，将杂质排出膜外，一般反洗通量在180250Lmh。外压式超滤主要通过压缩空气扰动膜丝，将杂质从膜丝外表面剥离，反洗水主要起输送作用，反洗通量低于内压式超滤，一般为内压式超滤反洗水通量的1/2。而且，通过空气擦洗，可以更彻底的清洗膜丝表面。因此，使用外压式超滤可以有效的降低自用水率，提高设备的利用率。因此，我公司根据本项目二期水质，建议超滤系统选用PVDF材质外压式超滤膜组件。5.2.3.对于反渗透的选择去除离子、硬度，现主要包括离子交换、反渗透技术、电渗析技术等，电渗析技术能耗高，入口水要求高，几乎很少使用。离子交换由于有大量
11、再生酸碱水外排，对于高含盐量的处理水也逐渐被淘汰。反渗透技术自上世纪80年代逐渐被各大电厂、化工、钢铁企业所用，因为其脱盐率高，占地小，无再生酸碱排水，逐渐被广泛用。因此，本系统去除离子系统选择反渗透工艺。原水使用城市中水与地下水的混合水后，悬浮物、微生物和大部分胶体被截留去除，但还是有部分有机物通过超滤进入后续反渗透装置。而且反渗透进水中含有较多营养物质包括氮、磷，在与大气接触，在适宜的PH和温度条件下，还是易于滋生部分微生物。因此，在使用城市中水与地下水的混合水，反渗透膜组件建议使用抗污染膜组件。国外抗污染膜组件主要通过镜面技术和在膜表面电中性的技术，尽可能的减少污染物在膜表面的附着。5.
12、2.4.对于膜通量的选择原水在膜过滤和脱盐过程中，如果选择较高的通量，会加速膜表面的污染速度，导致运行压差等参数快速升高，膜处理系统清洗频繁，增加运行费用，降低膜使用寿命。超滤膜运行通量建议在5060Lmh，反渗透膜产水通量1922Lmh。5.3.主要设备技术性能5.3.1.高效纤维过滤器高效纤维束过滤器可有效去除水中的悬浮物，并对水中的有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作用。高效纤维束过滤器是一种性能先进的压力式纤维束过滤器，它采用了一种新型的束状软填料(纤维)作为过滤器的滤元，其滤料直径可达几十微米甚至几微米，并具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题
13、。微小的滤料直径，极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。 为充分发挥束装纤维滤料的特长，在过滤器的滤层内设有加压室，通过加压室对纤维的挤压，使滤层沿水流动的方向的截面逐渐缩小，密度逐渐加大，相滤层空隙直径和空隙逐渐减小，实现了理想的深层过滤。当滤层被污染需要清洗再生时，可将加压室的水排出，处于放松状态，即可用水方便地进行清洗。与石英砂等粒状滤料过滤器相比，高效纤维束过滤器具有过滤速度快、精度高、截污容量大、吨水造价低、自耗水量低和占地面积小等优点。本系统设置3台DN2000高效纤维过滤，每台出力不小于180m3
14、/h，出水浊度小于5NTU，满足后续超滤进水要求。高效纤维过滤器配备罗茨风机、反洗水泵定期进行反洗。主要技术要求如下：1）设备衬胶完整无针孔，能接受1500020000伏电火花试验而不被击穿。所采用的胶板不得采用再生胶。衬胶层为二层衬里，其衬胶层总厚度5mm。衬胶层延至外部接管法兰结合面。设备在硫化釜内进行整体硫化。2）所有设备内部管路采用法兰与本体联接并考虑到检修和部件更换的便利条件，内部部件的材质均符合规定要求，并满足相设备的防腐要求。如为衬胶管，其衬胶层厚度3mm。3）设备内部部件固定及加固，能承受水流的冲击。4）设备窥视镜的材料是透明的，耐腐蚀的，它的厚度能承受容器的设计压力和试验时的试验压力，窥视镜的内表面与容器的内表面平齐。5）容器的人孔保证检修人员的进出和更换部件的进出。人孔及人孔盖的内表面与容器的内表面平齐。人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。6）设备内部进水、进气和集水、集气装置的布水、布气均匀，不有偏流现象。7）所有容器内部装置、管件、部件等在发货
