第二章 工艺设备
本系统工艺设备包括标准设备及非标设备,各类标准设备的说明详见设备厂家随设备提供的说明书,以下主要介绍非标设备的工艺参数。
第一节 换热器
一、工艺原理及工艺参数:
1、工艺原理:
由于原水水源为地表水,在冬天时水温会很低,设计一套加温装置可以避免反渗透系统因水温过低而达不到设计出力。
换热器是一种广泛的用在水处理系统中的成熟的工艺设备。它是通过热源和来水在换热器内部换热片上的热交换,来提高水温。我厂采用与重催顶循余热交换来提高水温
2、主要技术参数:
1 数量:1台
2 型号:BES1000-2.5-270-6/25-4I
介质 温度 压力 主体材质 防腐要求 数量
管程 油气 140 0.80 16MNR
壳程 水 40 0.40 10 (TH847) 1
3 设计压力:0.8Mpa
4 设计温度:140°C
5 换热面积:6.64m2
6 重量:641Kg(干)
7 水管口径:DN200
8 顶循油管口径:DN100
二、换热器通用操作步骤:
1 全开换热器进水阀。
2 全开换热器出水阀。
3 关闭换热器顶循环油旁路阀。
4 自动调节阀根据换热器出水水温调节温度。
5 系统运行巡检,记录运行参数。
三、注意事项:
1 观察换热器的进出口压差,如果较刚投运时增加很大,需要进行内部的清洗,请及时与厂家联系清洗配方。
2 换热器长时间不用时,需要切除。
3 检修温度调节阀时,可以使用顶循环油旁路阀,但要密切注意出水温度的变化。严禁出水水温超过30度。
第二节 气浮装置
一、 工艺原理及各个工艺参数:
1、 工艺原理:
气浮装置是向水中通入空气,产生大量微小气泡,由于气泡与细小悬浮物之间互相黏附,形成浮选体,浮选体利用气泡的浮升作用上浮到水面,形成泡沫或浮渣,从而使水中的悬浮物质得以分离。
2、 主要工艺参数:
1 数量:2台 一开一备
2 规格:3000×2000×12000
3 本体材料:碳钢
4 内部防腐 :衬胶
5 设计压力 :常压
6 工作压力 :常压
7 运行时间 :
8 出水水质 :
9 运行流速 :
10 设备出力 :
二、气浮装置操作步骤
三、运行说明
第二节 多介质过滤器
一、工艺原理及工艺参数:
1、工艺原理:
多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物,属于普通快滤设备。
含有悬浮物颗粒的水在管道混合器中与絮凝剂、助凝剂充分混合,使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时,滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜,随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料,使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动,从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走,恢复过滤功能。本工程中使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤,下部为大比重的小颗粒石英砂,这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。
2、主要技术参数:
1 数量:5台,4用1备
2 规格:φ3200
3 本体材料:碳钢
4 内部防腐:衬胶
5 设计压力:0.6Mpa
6 工作压力:大于0.2Mpa
7 运行时间:24小时反洗一次(按实际调整)
8 反洗时间:约40min/次(包括气洗、正洗,按实际调整)
9 浊度:进水<10mg/L; 出水<2mg/L
10 SDI值:多介质出口处SDI≤4
11 反洗强度:10∼12L/m2.s
12 气洗强度:15L/m2.s
13 运行流速:8m/h
14 设备出力:正常55m3/h
15 滤料:
(1)无烟煤(上层): 粒径:1.5-2.5mm;厚度:400mm
(2)石英砂(下层): 粒径:0.35-0.5mm;厚度:800mm
二. 阀门仪表配置:
1 进水阀,DN100,PN0.6
2 出水阀,DN100,PN0.6
3 反洗进水阀,DN200,PN0.6
4 反洗排放阀(上排阀),DN200,PN0.6
5 正洗排放阀(下排阀),DN100,PN0.6
6 进气阀,DN65,PN0.6
7 PI:多介质过滤器进、出口压力表
8 FIQ:多介质过滤器流量计
三. 多介质过滤器通用操作步骤:
1、设备制水:
1.1正洗(当该过滤器一段时间不用,又投运时,需要进行正洗一下)
1 开正洗排水阀。
2 开进水阀。
3 当出水浊度小于1度时正洗合格。
1.2制水
1 开出水阀。
2 关正洗排水阀。
3 开始制水。
4 系统运行巡检。
2、 设备反洗:
2.1 排水
1 关闭进水阀、出水阀。
2 开上排阀。
3 开正洗排水阀,观测过滤器视镜,使排水至滤层面10∼20cm。
4 关闭正洗排水阀。
2.2空气擦洗
1 检查风线,压力。
2 开进气阀。
3 气擦洗2-3分钟。
4 关闭进气阀。
2.3反洗
1 检查反洗水箱是否在高液位。
2启动反洗泵
3 开反洗进水阀,反洗5-10分钟。
2.4静置
1 关反洗出水阀。
2 关反洗进水阀。
3 关反洗泵。
2.5正洗
1 开进水阀门、下排阀。
2 当出水浊度小于1度时正洗合格。
3 关下排阀、进水阀。
4 设备处于备用状态。
3、设备切换:
当多介质过滤器需要反洗时,备用过滤器依次按“1、设备制水”的顺序启动投用。原备用过滤器运行正常后,原运行过滤器按“2、设备反洗”的次序进行反洗,最后进入备用状态。
四、运行说明:
本装置中多介质过滤器的运行及正、反洗均为自动运行,在试运行时或正式运行后,应按以下内容调整:
1 处理量:
设计处理流量: 55m3/h,设计流速8m/h。
2 连续运行时间:
系统的设计运行时间12-24小时, 随后应对多介质过滤器进行反洗;并应依据季节不同、水质的变化等调整反洗周期,确保出水浊度小于1度。当多介质过滤器进出压差达0.05 Mpa或出口SDI、浊度不合格时, 应反洗。
3 反洗流量:
反洗的目的在于使石英砂、无烟煤反向松动, 并将滤层上所截留的截留物冲走,达到清洁滤层的作用, 通常控制反洗强度控制在10L/m2.s左右,以无烟煤不被冲跑为宜。
4 反洗时间:
反洗时间的长短和填料层的截污量有关。反冲洗时间可根据反洗排水浊度而定。一般情况下反洗浊度应小于1NTU,且时间不少于5分钟,可根据运行情况进行适当调整。
5正洗流量:
正洗流量可在50m3/h 左右。
6 正洗时间:
按正洗出水浊度在1度, 通常正洗20分钟左右。
7 石英砂、无烟煤的添加:
由于运行摩擦、反洗冲跑,填料层会逐渐减少。需要通过观察孔,监视填料的变化,大约每半年会降低100-200mm左右,此时最好添加一次。
8 运行管理:
严格执行运行操作程序说明,观察出水浊度,特别要注意絮凝剂加药泵是否正常工作。应定期校验计量泵的加药量是否正确。
第三节 活性碳过滤器
一、工艺原理及工艺参数:
1、工艺原理:
活性碳过滤器主要是利用粒状活性碳的吸附机理来吸附水中的有机物和余氯,还可以去除胶体渣、铁化物、悬浮物,降低色度、浊度,保证后系统的正常运行,延长反渗透膜的使用寿命。
活性碳过滤器应保证出水余氯≤0.1ppm,SDI≤4。
2、主要技术参数:
1 数量:5台,4用1备
2 规格:φ3200
3 本体材料:碳钢
4 内部防腐:衬胶
5 设计压力:0.6Mpa
6 进水压力:大于0.2Mpa
7 运行时间:48小时反洗一次(按实际调整)
8 反洗时间:30min/次(包括正洗,按实际调整)
9 余氯含量:出口处≤0.1ppm
10 反洗强度:4.2L/m2.s
11 运行流速:8m/h,短时12 m/h
12 设备出力:正常55m3/h
13 滤料情况:
(1)活性碳: 粒径:1.5-2.0 mm;厚度:1800mm。
(2)石英砂(下层): 粒径:0.8-2.0mm;厚度:300mm。
二、阀门仪表配置
1 进水阀,DN100,PN10
2 出水阀,DN100,PN1.0
3 反洗进水阀,DN125,PN1.0
4 反洗排放阀(上排阀),DN125,PN1.0
5 正洗排放阀(下排阀),DN100,PN1.0
6 PI:活性炭过滤器进、出口压力表
三、活性碳过滤器通用操作步骤:
1、设备制水:
1.1正洗(当该过滤器一段时间不用,又投运时,需要进行正洗一下)
1 开正洗排水阀。
2 开进水阀。
3 当出水浊度小于1时正洗合格。
1.2制水
1 开出水阀。
2 关正洗排水阀。
3 开始制水。
4 系统运行巡检。
2、设备反洗
2.1 反洗
1 检查反洗水箱是否在高液位。
2 关闭进水阀、出水阀。
3 运行反洗泵。
4 开反洗进水阀、反洗出水阀,反洗10-15分钟。
2.2 静置
1 关反洗进水阀,反洗出水阀。
2 停反洗泵。
2.3 正洗
1 开进水阀门,下排阀。
2 当出水浊度小于1时正洗合格。
2.4 制水
1 开出水阀。
2 关正洗排水阀。
3 开始制水。
4 系统运行巡检。
3、设备切换:
共有五台活性炭过滤器,4备1用。需要反洗时,备用过滤器依次按“1、
设备制水”的顺序启动投用。原备用过滤器运行正常后,原运行过滤器按“2、设备反洗”的次序进行反洗,最后进入备用状态。
四、运行说明:
本装置中活性碳过滤器的运行及正、反洗均为手动运行,在试运行时或正式运行后,应按以下内容调整:
1 处理量:
设计处理流量: 55m3/h,流速8m/h(通常)。
2连续运行时间:
系统的设计运行时间24-48小时, 随后应对活性碳过滤器进行反洗;并应依据季节不同、水质的变化等调整反洗周期,确保出水水质SDI值<4。当活性碳
过滤器进出压差达0.05 MPa时或浊度不合格, 应反洗。
3 反洗流量:
反洗的目的在于使活性碳反向松动, 并将滤层上所截留的杂质冲走,达到清洁滤层的作用, 通常控制反洗4.2L/m2.s左右,以活性碳不被冲跑为宜。
4 反洗时间:
反洗时间的长短和填料层的截污量有关。反洗时间可根据反洗排水浊度而定。一般情况下反冲洗浊度应小于1NTU,即1度,且时间不少于10分钟,可根据运行情况进行适当调整。
5 正洗流量:
正洗流量可在40m3/h 左右。
6正洗时间:
按正洗出水浊度在1度左右, 通常正洗20分钟左右。
7活性碳的添加:
由于运行摩擦、反洗冲跑,填料层会逐渐减少,要通过观察孔,监视填料的变化,大约每半年会降低100-200mm左右,此时最好添加一次。
8 运行管理:
严格执行运行操作程序说明,观察出水余氯,余氯超标一定要反洗,如果是永久性失效,则需更换活性碳。
第四节 加药装置
系统加药包括降低浊度的絮凝剂PAC;提高絮凝效果的助凝剂PAM;杀死原水中细菌的非氧化性杀菌剂;防止反渗透膜浓水端结垢的阻垢剂。
加药装置由计量箱和计量泵组成。计量箱用于溶解和稀释药品;计量泵用于定量向水中投加药液。计量箱均设置低液位开关,在药液不多时停相应的计量泵并报警,提醒操作人员及时配制药液。药液配制需人工进行。
设计投加量(有效浓度):
1. 在本工程中PAC絮凝剂投加量需要现场调试测SDI或依据原水水质进行烧杯实验确定。推荐采用30%的聚合氯化铝固体。
2. 在本工程中PAM絮凝剂投加量需要现场调试测SDI或依据原水水质进行烧杯实验确定。推荐采用粉末状固体聚丙烯酰胺。
3. 非氧化性杀菌剂加入量待定(参考1-2ppm)。
4. 阻垢剂投加量要用软件进行计算,计算最小加药为2.8ppm,建议加药量为3.5ppm。原液为进口原装8倍浓缩液。
药剂的具体投加量根据现场调试的水质结果灵活调整;药剂的稀释倍数根据原液浓度和计量箱的容积和计量泵的量程而定。
第五节 反渗透(RO)系统
反渗透(RO)系统利用反向自然渗透原理,主要去除水中溶解盐类,同时去除一些大分子和预处理未去除的小颗粒等。其功能是对经过预处理的产水进行脱盐。本系统包括2台5μ保安过滤器、4台高压泵、2套RO膜组和一套阻垢剂投加设备。RO膜组布置在一个碳钢机架上。成套设备本体上有各种阀门并可在控制室监视各种阀门的开关状态,便于现场维护。
RO系统水回收率不小于75%,系统脱盐率不小于98%。
工程采用2套出力为100m3/h的一级反渗透处理膜组,每套有18支MemShell压力容器按2:1方式排列,所有压力容器安装在一个滑架上;每个压力容器内装有6支美国海得能公司的TFC型的涡卷式反渗透膜,共计108支膜。单支膜的脱盐率脱盐率达到>99.5%。反渗透装置配备就地控制盘,盘上安装各种就地仪表和控制按钮。
一、阻垢剂投加系统
通过RO计算可以知道浓水的朗格利尔指数超出了RO的设计通则,将会引起浓水侧产生Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等微溶盐的沉淀。为避免上述情况的产生,可以采用软化、加酸、加阻垢剂等办法,在本工程中采用添加阻垢剂(待选)的方法。
PTP-0100是一种高效阻垢剂分散剂,特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质,其阻垢效能高且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化合物发生凝聚形成不溶聚合物。它可以在结垢物质很宽的浓度范围内有效地阻止结垢的发生。在不加酸的条件下污染指数最大允许值为2.8。
理化性能:
标准溶液 8倍浓缩溶液
外观 澄清无色透明液体 澄清无色透明液体
PH值 1.5+——0.5 2.50+——0.5
比重 1.08+-0.05 1.45+——0.05
主要成分 含磷小分子有机物 含磷小分子有机物
高温分解产物 正磷酸盐 正磷酸盐
阻垢剂投加量:2.8mg/l (计算)、3.5mg/l(建议)
二、保安过滤器
5μ保安过滤器设置在RO本体之前,目的是防止水中的大颗粒物进入反渗透膜,损坏反渗透膜,确保RO的正常运行。保安过滤器是立式柱状设备,内装30支长40英寸的均孔、PP喷熔滤芯,过滤精度为5μm。
工艺原理及工艺参数:
1. 工艺原理:
保安过滤器属于精密过滤器, 其工作原理是利用PP滤芯5μm的孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等,被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。随着制水时间的增长,滤芯因截留物的污染,运行阻力逐渐上升,当运行至进出口水压差达0.2Mpa以上时,更换滤芯。
保安过滤器的主要优点是效率高、阻力小、便于更换。
2. 工艺参数:
1 数量:2台
2 规格:φ800,垂直圆筒
3 筒体材质:304SS
4 滤芯材质:PP
5 过滤精度:5μm
6 流量:140m3/h
7 工作压力:0.2-0.4Mpa
8 前后工作压差:<0.2Mpa
9 进水条件:SDI<4;浊度:<1mg/l
三、反渗透膜组(RO)
1.工艺原理:
RO是利用半透膜透水不透盐的特性,去除水中的各种盐份。在RO的原水侧加压,使原水中的一部分纯水沿与膜垂直的方向透过膜,水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩,剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过水中仅残余少量盐份,收集利用透过水,即达到了脱盐的目的。
膜元件的水通量越大,回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高,由于浓缩作用,膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度不同,产生浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度增大,膜的渗透压增大,盐的透过率也增大,为提高给水的压力而需要消耗更多的能量。