180噸中水回用工程設(shè)計方案

1、 *180噸/天超濾+反滲透中水回用工程設(shè)計方案廣州市環(huán)保設(shè)備公司2011年11月21日目 錄1 概況12 設(shè)計依據(jù)13 設(shè)計原則14 設(shè)計規(guī)模、進水水質(zhì)及中水回用標準14.1 設(shè)計規(guī)模14.2 設(shè)計進水水質(zhì)及中水回用標準25 工藝選擇26 工藝流程圖37 工藝流程說明37.1 集水池47.2 多介質(zhì)過濾器47.3 袋式過濾器（保安過濾器）47.4 超濾（UF）及其清洗系統(tǒng)47.5 活性炭過濾器57.6 RO反滲透裝置58 系統(tǒng)設(shè)備配置79 運行費用估算139.1 設(shè)備運行電費139.2 藥劑費用139.3 人工費149.4 損耗品更換費用149.5 運行費用1410 工程概算1410.1 土

2、建工程概算1410.2 安裝工程概算151 概況*公司現(xiàn)有一套污水處理系統(tǒng)，處理量為300m3/d，出水達到廣東省地方標準水污染物排放限值（DB44/26-2001）（第二時段）一級標準。為了節(jié)約水資源，減少廢水的排放量，達到節(jié)能減排的目的，該公司決定對廢水處理系統(tǒng)的出水進行中水回用處理。中水回用于生產(chǎn)工藝，設(shè)計中水回用量為180m3/d。2 設(shè)計依據(jù)2.1 廣東省地方標準水污染物排放限值（DB44/26-2001）2.2室外給水設(shè)計規(guī)范（GB50013-2006）2.3污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范（GB50335-2002）2.4城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（GBT 19923-2005）2.

3、5國家及地區(qū)頒發(fā)的其他有關(guān)設(shè)計規(guī)范2.6有關(guān)技術(shù)手冊及設(shè)計資料3 設(shè)計原則3.1 貫徹執(zhí)行再生水用于工藝生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，按各專業(yè)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，確保深度處理出水達到各項指標；3.2 結(jié)合本工程的具體條件和回用標準，選擇合理的工程設(shè)計方案。盡量采用新技術(shù)，減少運行費用，確保處理系統(tǒng)長周期穩(wěn)定、安全運行；3.3在保證水質(zhì)達標的前提下，優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省投資，降低能耗，減少占地，合理定員，減少運行費用；3.4采用功能可靠，運行管理方便，操作簡單的處理技術(shù)，以達到降低建設(shè)費用和處理成本的目的；3.5優(yōu)先采用機械化和自動化操作，減輕操作人員的勞動強度；3.6工程設(shè)計充分考慮環(huán)境保護，項目投運后不產(chǎn)生二次污

4、染。4 設(shè)計規(guī)模、進水水質(zhì)及中水回用標準4.1 設(shè)計規(guī)模中水回用系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模為最終出水180m3/d。4.2 設(shè)計進水水質(zhì)及中水回用標準根據(jù)廢水處理站出水的水質(zhì)化驗的結(jié)果，參考污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范（GB50335-2002）、城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（GBT 19923-2005）及其它相關(guān)技術(shù)文獻，結(jié)合該廠污水站出水水質(zhì)現(xiàn)狀，本工程的設(shè)計進水水質(zhì)和中水回用水質(zhì)指標如下表所示。表4-1 設(shè)計中水回用水質(zhì)標準或要求序號項目指標進水水質(zhì)冷卻用水洗滌用水鍋爐補給水工藝及產(chǎn)品用水直流冷卻水敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水1pH696.59.06.58.56.59.06.58.56.58.52濁度（

5、NTU）20-5-553色度（度）4030303030304CODcr（mg/L）9030103010105BOD5（mg/L）20-60-60606電導率(s/cm)3000-1507總硬度(以CaCO3計mg/L)5004504504504504505 工藝選擇根據(jù)同類企業(yè)廢水特點，排放廢水中具有以下特征： 含少量有機物，包括溶解性有機物及不溶性有機物； 含少量的色度及懸浮物； 含少量金屬離子及硬度。結(jié)合回用水的水質(zhì)要求，本著從經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益相結(jié)合的觀點出發(fā)，擬采用 “多介質(zhì)過濾+超濾+炭濾+反滲透”組合工藝進行處理。6 工藝流程圖7 工藝流程說明本制水系統(tǒng)是采用多介質(zhì)過濾器

6、、袋式過濾器和超濾作前級處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機硅膠體、有機物、異味、余氯等雜質(zhì)，用反滲透裝置去除水中的溶解性鹽類物質(zhì)、細菌等，使產(chǎn)水符合要求。超濾膜是用PVDF超濾膜組件，該膜在保證脫除水中的有機物和微粒之外，比普通的超濾膜有更好的耐腐蝕性和物理穩(wěn)定性。是專門為國內(nèi)中水回用行業(yè)而設(shè)計的超濾膜。然后系統(tǒng)采用反滲透（RO）處理的工藝，反滲透膜是用目前美國先進的陶氏化學公司生產(chǎn)的RO膜，它具有很高的脫鹽率，單支膜的脫鹽率達99%，系統(tǒng)脫鹽率達97%，且可有效的去除水中的微粒、有機硅膠體、細菌、熱源等雜質(zhì)。本系統(tǒng)主要部件性能優(yōu)良，設(shè)備能長期穩(wěn)定運行。RO高壓泵選用免維護軸封的多

7、級離心泵，可靠耐用。本純水系統(tǒng)的操作，設(shè)計有全自動操作和手動操作兩種運行方式，本系統(tǒng)采用PLC微電腦編程控制器和進口水位控制器、壓力控制器等，來實現(xiàn)系統(tǒng)按設(shè)計的程序自動運行，自動供水，系統(tǒng)置于自動運行方式，系統(tǒng)就可連續(xù)自動運行供水，操作方便，運行穩(wěn)定。7.1 集水池污水處理站出水經(jīng)集水池后由原水泵輸送至中水回用系統(tǒng)。7.2 多介質(zhì)過濾器中水經(jīng)集水池原水泵輸送至多介質(zhì)過濾器，多介質(zhì)過濾器內(nèi)置不同粒徑的石英砂。多介質(zhì)過濾器的主要功能如下： 去除二級處理出水中化學混凝沉淀池和生物單元未能去除的微細顆粒和膠體物質(zhì)，提高超濾的進水水質(zhì)。 提高懸浮固體、濁度、BOD、COD重金屬、細菌及病毒等的去除率。

8、使后續(xù)的活性炭過濾器、UF、反滲透等處理過程免于經(jīng)常堵塞，并提高它們的處理效率。過濾罐內(nèi)部選用國際流行的碳鋼內(nèi)防腐罐體。濾料選用優(yōu)質(zhì)石英砂，材料堅硬抗機械損傷且可以反復清洗使用。7.3 袋式過濾器（保安過濾器）多介質(zhì)過濾器出水進入袋式過濾器。它采用成型濾材，如濾布、濾紙、濾網(wǎng)、濾片、濾膜、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，可以去除粒徑微細的顆粒，其作用主要是防止多介質(zhì)過濾器或活性炭過濾器因泄漏而把微粒帶入下一道工序，確保下一道工序的進水要求。7.4 超濾（UF）及其清洗系統(tǒng)超濾（UF）是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜

9、表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的的凈化、分離和濃縮的目的。去除水中的懸浮微粒、膠體、微生物等。在正常過濾狀態(tài)中，以錯流方式運行，在運行中形成一股“濃水”，這股濃水沿膜內(nèi)表面有一切向速度。濃水從超濾膜組件的濃水端流出，將部分被截流物帶走。超濾膜組件在運行中，由于原水中的膠體，懸浮物，細菌等被膜內(nèi)表面截留，故這些物質(zhì)會在膜內(nèi)表面積累，污染膜。為了維持膜的性能，尤其是保持膜透水速率的相對穩(wěn)定需要定期用過濾后的凈水對膜進行短時間的清洗或反洗。反洗可用手動或自動控制程序來執(zhí)行。本項目超濾裝置

10、，設(shè)計采用水反洗及化學清洗兩種反洗方式。設(shè)計水反沖洗周期為30min，每次反沖洗（包括正沖及反沖）時間為1.0min；設(shè)計化學清洗周期為3個月，每次清洗時間為2h。實際清洗周期及清洗時間以調(diào)試階段調(diào)試數(shù)據(jù)為準。雖然定時的反洗能較好地維持膜性能的相對穩(wěn)定，但反洗不能使通量達到100%的恢復。隨著膜堆工作時間的增加，膜污染會不斷加重，膜的透水速率會不斷下降。為了更好地恢復膜的通量，需要對膜組件進行化學清洗，化學清洗時應(yīng)根據(jù)原水質(zhì)中雜質(zhì)的情況選擇合適的化學藥品。一般先用酸洗，再用堿洗。7.5 活性炭過濾器超濾裝置出水進入中間水箱后，由增壓泵抽至活性炭過濾器，活性炭過濾器內(nèi)置顆粒狀活性炭。活性炭過濾器

11、主要去除水中部分溶解性有機物、膠體、色度及部分重金屬離子。原水經(jīng)過活性炭過濾器的吸附及臭氧生化活性炭處理后，可以大大降低原水的COD、BOD、色度等。過濾罐內(nèi)部選用國際流行的碳鋼內(nèi)防腐罐體。濾料選用優(yōu)質(zhì)活性炭。7.6 RO反滲透裝置反滲透技術(shù)亦稱逆滲透（RO）技術(shù)，是用一定的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜（或稱半透膜）分離出來。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透技術(shù)。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。利用反滲透技術(shù)，可以有效地去除水中的有機物，降低色度、硬度等。反滲透法的分離過程不需要加熱，沒有相變，具有能耗少、設(shè)備體積小、工藝簡單、操

12、作維修方便、無污染、適應(yīng)性強、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點，已成為水處理技術(shù)的重要方法之一?？沙ニ?8以上的溶解性鹽類和99以上的膠體、微生物、微粒和有機物等，廣泛應(yīng)用于：電子、醫(yī)療、食品等工業(yè)中純水的制備，印染廢水的脫色處理，高壓鍋爐補給水的預脫鹽處理。根據(jù)膜設(shè)計軟件的計算結(jié)合實際工作經(jīng)驗，選用超低壓系列抗污染反滲透膜，系統(tǒng)總脫鹽率高達99%以上，水回收率達到65以上。該膜是世界上率先推出的節(jié)能型超低壓芳香族聚酰胺復合膜，它具有超低的運行壓力（較常規(guī)低壓復合膜的運行壓力降低了2540%）；更高的水通量（在大通量時有著與其它復合膜相同的高脫鹽率）；更寬的水質(zhì)適用范圍和壓力適應(yīng)范圍等優(yōu)點。由于該膜具有

13、如上所述的優(yōu)點，為水泵、壓力容器、管道、閥門等配套設(shè)備的選擇提供了更為廣泛的空間，而且使用功率更小的電機即可滿足工作的需要。同時，該膜的高水通量、高脫鹽率的特性，使我們在設(shè)計中僅用少量膜元件即可得到期望產(chǎn)水量，這些都使設(shè)備制造成本和系統(tǒng)設(shè)備投資費用大為降低，并且可大量地節(jié)省能源，降低了系統(tǒng)的運行費用，使反滲透系統(tǒng)更加容易推廣和被接受。在實際工程設(shè)計中，膜的產(chǎn)水通量是由進水質(zhì)量所決定。反滲透系統(tǒng)的控制為自動運行（配備手動操作的功能），包括主要檢測儀表：如面板式流量計、油浸式壓力表、電導率在線監(jiān)測儀等，可以適時觀察和監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況，及時的處理突發(fā)問題和潛在隱患。系統(tǒng)配備有完善的報警系統(tǒng)，對RO

14、裝置進行故障報警和保護。如：高低壓力保護、高低水位控制、系統(tǒng)膜自清洗、系統(tǒng)膜故障分段清洗等功能。反滲透膜的清洗保養(yǎng)是系統(tǒng)如何延長使用壽命至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。由于系統(tǒng)的進水是流經(jīng)每一只膜的，所以水流經(jīng)到膜系統(tǒng)末端時濃度是相當高的并且水的流量也是很小的，這樣末端的膜被污染和堵塞的就最早、最嚴重；而每用藥物清洗一次膜都會受到一定程度的損壞，這樣如何對膜組件進行合理、有效、有針對性的清洗就尤為重要。該系統(tǒng)的自清洗和分段清洗功能對保護反滲透膜和延長其使用壽命則有很獨特的效果。一、每次關(guān)機后大流量對膜系統(tǒng)進行一次自清洗，這樣可以使每天沉積和附著在膜表面的污染物及時的被大水量沖走，而這種清洗方式卻對膜沒有任

15、何損壞；二、當各種指標表征膜組件需要清洗時，可以對膜系統(tǒng)進行分段清洗，這樣可以非常有針對性的清洗，不至于使沒有受到污染的膜也被藥物清洗，針對性強，有的放矢。另外，對膜組件的清洗方法、清洗藥品以及如何有針對性的選擇清洗藥品及方法，我公司將在日后的培訓、使用、養(yǎng)護時全面提供。系統(tǒng)整體連接管道閥門中低壓部分選用優(yōu)質(zhì)UPVC材料，耐壓高達1.6Mpa以上，高壓部分選用304材料，保證高壓工作的安全性。整體設(shè)備的選型最大限度的選用通用、標準部件，為日后的維護提供方便。8 系統(tǒng)設(shè)備配置1)原水泵 型 號：G-35-65流 量：20m3/h揚 程：34m功 率：3.7KW包 括：進出口球閥 、止回閥數(shù) 量：

16、2臺2)加殺菌劑裝置型 號：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h揚 程：76M數(shù) 量：1套附 件：PE40L加藥桶 （1臺）DN1/4 UPVC止回閥，連接件 （1套）歐姆龍PLC程控接于總控盤 攪拌裝置 （1套）3)加絮凝劑裝置型 號：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h揚 程：76M數(shù) 量：1套附 件：PE40L加藥桶 （1臺）DN1/4 UPVC止回閥，連接件 （1套）歐姆龍PLC程控接于總控盤攪拌裝置 （1套）4)多介質(zhì)過濾器規(guī) 格: MF1800*2500材 質(zhì)：碳鋼防腐流 量：20m3/h包 括：石英砂，手動操作排，壓力表數(shù) 量：1臺5)袋式過濾器規(guī) 格: MF

17、40*24材 質(zhì)：SUS 304不銹鋼流 量：40m3/h包 括：50um濾袋，壓力表數(shù) 量：1臺6)超濾裝置型 號：UF-17T材 質(zhì)：組合料流 量：17m3/h過濾孔徑：小于0.1m水利用率：95%數(shù) 量：1套附 件：UF4元件 10支流量計、壓力表 1套氣動閥組 1套PLC控制盤 1個清洗系統(tǒng)A 清洗泵：CDL42-20-2B 清洗過濾器 40寸×24芯C 清洗水箱 PE-20007)超濾反洗水泵 型 號：CDL65-10 材 質(zhì)：SUS304不銹鋼流 量：50m3/h揚 程：23m功 率：5.5KW包 括：進出口球閥 、止回閥數(shù) 量：1臺8)加還原劑裝置型 號：P056-39

18、8TI流 量：0-3.8 L/h揚 程：76M數(shù) 量：1套附 件：PE40L加藥桶 （1臺）DN1/4 UPVC止回閥，連接件 （1套）歐姆龍PLC程控接于總控盤配套ORP氧化還原電位測定 9)中間水箱型 號：PE-10000材 質(zhì)：PE規(guī) 格：2200×H2000形 式：立式圓柱形立式容 量：10000L包 括：法國產(chǎn)水位傳感器、呼吸器數(shù) 量：1套10)加阻垢劑裝置型 號：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h揚 程：76M數(shù) 量：1套附 件：PE40L加藥桶 （1臺）DN1/4 UPVC止回閥，連接件 （1套）歐姆龍PLC程控接于總控盤11)增壓泵 型 號：CDL20-2

19、材 質(zhì)：SUS304不銹鋼流 量：16m3/h揚 程：25m功 率：2.2KW包 括：進出口球閥 、止回閥數(shù) 量：2臺12)活性炭過濾器規(guī) 格: MF1800*3000材 質(zhì)：碳鋼防腐流 量：16m3/h包 括：石英砂，手動操作排，壓力表數(shù) 量：1臺13)保安過濾器規(guī) 格: MF40*24材 質(zhì)：SUS 304不銹鋼流 量：40m3/h包 括：5um濾袋，壓力表數(shù) 量：1臺14）高壓泵 型 號：CDL32-80材 質(zhì)：SUS304不銹鋼流 量：16m3/h揚 程：144m功 率：15KW包 括：進出口球閥 、止回閥數(shù) 量：1臺（變頻控制）15)反滲透（RO）裝置型 號： RO-10流 量：10

20、m3/h（25）脫 鹽 率：97-98%水回收率：60-70%數(shù) 量：1套配 置：電動閥電 壓：220V數(shù) 量：1臺其他儀表流 量 計：面板式 2臺 壓 力 表：不銹鋼 3只 壓力保護器：0-300Psi 1只 電導率表：CM230 2只 附件a.碳鋼噴漆支架 1臺 b.連接管件：304 不銹鋼/U-PVC數(shù) 量：1套16)純水箱或回用水池客戶提供17）空壓機型 號：V-0.4/10C流 量：0.4m3/min壓 力：1.0MPa功 率：4KW數(shù) 量：1套包 括：儲氣罐、凈化器各1臺18)系統(tǒng)內(nèi)部連接管件及閥門規(guī) 格：DN65、DN80材 質(zhì)：不銹鋼/UPVC數(shù) 量：1套19)系統(tǒng)電器控制盤規(guī)

21、 格：HJ20GK包 括：壓力控制器，泵的開關(guān)控制、水位控制、運行指示等。產(chǎn) 地：佛山9 運行費用估算9.1 設(shè)備運行電費每天須運行的動力設(shè)備運行狀況見表9-1。表9-1主要動力設(shè)備運行狀況表序號名 稱使用時間(h)功率(KW)設(shè)備數(shù)量（臺）運行數(shù)量（臺）總耗電(kW·h)備注1砂濾、碳濾處理原水泵243.72188.81用1備2加藥裝置160.372211.843空壓機12411484UF處理UF反沖洗泵85.511445UF化學清洗泵15.5115.56加藥系統(tǒng)160.37115.927RO處理RO增壓泵242.22152.81用1備8RO高壓泵2415213601用1備9RO反

22、沖洗泵85.5114410RO化學清洗泵15.5115.511加藥系統(tǒng)160.37115.9212總計672.28電費單價按0.65元/度計，則設(shè)備每天運行所需電費為：672.28×0.65=436.98元處理每噸回用水的電費為：436.98÷180=2.43元9.2 藥劑費用9.2.1 砂濾、碳濾藥劑費采用PAM等絮凝劑藥劑，每天藥劑耗費約為20元。9.2.2 超濾反沖洗藥劑費反沖洗采用0.1mol/L草酸、1%3%檸檬酸等藥劑，每天再生耗費約為10元。9.2.3 反滲透反沖洗藥劑費反沖洗采用反滲透除垢劑、清洗劑等藥劑，每套每天再生耗費約為10元。則處理每噸回用水所需藥劑

23、費為：（20+10+10）÷180=0.22元9.3 人工費由于本中水回用工程系統(tǒng)自動化程度較高，運行穩(wěn)定，勞動強度不高。根據(jù)類似工程運營情況，需配置1名操作工。操作工按月工資1500元計，則每天的人工費為50元。人工費攤分至每噸水的處理費用為：0.28元。9.4 損耗品更換費用9.4.1 活性炭更換費用活性炭按4年更換一次，每年按350天計算，更換活性炭分攤至噸水費用為0.19元/m3。9.4.2 超濾膜更換費用超濾膜按3年更換一次（實際使用壽命根據(jù)實際使用情況確定），每年按350天計算，更換UF膜元件分攤至噸水費用為0.32元/m3。9.4.3 反滲透膜更換費用反滲透膜按3年更換一次（實際使用壽命根據(jù)實際使用情況確定），每年按350天計算，更換RO膜元件分攤至噸