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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高錳酸鹽投加系統(tǒng)設計及建造過程中的經(jīng)驗之談 黃杰 義烏市自來水有限公司 摘要:本文筆者作為建設辦成員在參與上溪自來水廠高錳酸鉀系統(tǒng)設計及建造過程中,發(fā)現(xiàn)一些容易被忽視的細節(jié)及問題,并給出了相應的解決方法,同時詳細介紹了本水廠選用一套完整的全自動運行設備選型的經(jīng)驗。關鍵詞:高錳酸鉀 設備選型 經(jīng)驗方法 1、 前言義烏市上溪水廠是義烏市自來水公司發(fā)展城鄉(xiāng)供水一體化工程中所建設的第一座鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠,整個設計按照浙江省現(xiàn)代化水廠為標準,一期凈水規(guī)模5萬噸/天,遠期為10萬噸/天,供上溪鎮(zhèn)及周邊20多萬人飲用。上溪水廠使用水源來自附近一座近2700萬方的水庫,周圍村落較多,使得水庫
2、的水質(zhì)變化較大,特別是錳含量變化快而且大,藻類也會隨季節(jié)少量爆發(fā),在少雨時節(jié)情況會變得更加復雜和糟糕,造成出水水質(zhì)不達標,適量投加高錳酸鉀可以很好的解決這些問題。 因此在水廠建設初期,水廠建設辦對水庫水質(zhì)進行了很多年的調(diào)研,并對水庫周圍未來的環(huán)境變化作了一些預測,做了相應的對策。在綜合公司前輩及浙江水協(xié)專家寶貴意見的基礎上,上溪水廠上了這一套高錳酸鉀自動投加系統(tǒng),經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)效果較好。本文重點介紹了系統(tǒng)組成及選型,并總結了此系統(tǒng)在設計和建造過程中容易忽視的問題。2、高錳酸鉀投加系統(tǒng)組成及選型2.1、系統(tǒng)組成如圖所示:高錳酸鉀投加系統(tǒng):設備由上料系統(tǒng)、制備水系統(tǒng)、溶解儲存系統(tǒng)、投加系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組
3、成:系統(tǒng)的運行流程:上料系統(tǒng)采用真空吸料。真空吸料應與料斗分體式,內(nèi)置干燥濾布,粉劑料倉應配有高低位視鏡,還應包括料位開關,通過控制面板的報警燈實現(xiàn)粉末的監(jiān)控。粉劑制備時,采用計量精確的多螺旋給料機和射流混合器,使粉劑預先濕潤,以避免結團成塊,并以精確的藥量進入配有攪拌器的不銹鋼熟化罐中,制成的高錳酸鹽溶液,然后自動排入儲存罐,通過加藥泵送入投加點。2.2、各組成部分介紹及選型以下介紹和選型配置以凈水規(guī)模5萬噸/天為準。a、上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由螺旋給料機、真空吸料器、料倉及料斗、料位計、加熱器等組成。a-1) 螺旋給料機:給料機由機身、進料口、出料口、螺旋、觀察口及驅(qū)動系統(tǒng)組成。可根據(jù)水流量的變
4、化,變頻控制,自動調(diào)節(jié)干粉的投加量。材質(zhì):不銹鋼AISI316,因為給料機的精度對制藥濃度有很大的影響,這里我們選用瑞典TOMAL制造的多螺旋給料機(不少于5螺旋形式),特點是精度高±12% (恒定體積重量情況下),可自潔,具有線性排放曲線。注意要在出口設自動閘門防止?jié)駳馇秩敕勰?。a-2)真空吸料器:可以直接從包裝袋中吸入粉末,防止灰塵進入機器。檢測料倉中的物料,當儲料箱中的料位低時,自動吸料器啟動,將地面的粉料吸到設備上面的儲料箱中。當儲料箱料位達到高料位時,真空吸料器自動停機。當?shù)孛娴牧蟼}/料袋沒有物料的時候,真空吸料器也可以檢測到,然后停機報警。應要求吸料器與料倉分體式安裝,含
5、粉塵清灰收集盤。吸料能力:10-15kg粉末/分鐘。這里特別要強調(diào)吸料機與料粉接觸部分為不銹鋼AISI316。a-3) 料倉及料斗:料倉:用于儲存粉料,可以通過高低位視鏡檢查料斗內(nèi)情況,位視鏡應方便清潔。料倉和料斗的材料應選擇不銹鋼AISI316。a-4) 料位計:檢測料斗中的干粉的物量,控制干粉機和卸包機的螺旋給料電機啟停及空料位報警。a5)加熱器:防潮,防止干粉結塊。b、制備水系統(tǒng)制備水系統(tǒng)由截止閥、壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電磁流量計和相關的管路及閥門組成。b-1)壓力調(diào)節(jié)閥:帶壓力計,可調(diào)節(jié)進水的壓力。最大調(diào)壓能力不小于6bar。此閥門對穩(wěn)定進水壓力有幫助,這樣以計算出較精確的進水量,幫助螺
6、旋給料機以更精確比例進行配比。b-2)電磁閥:受系統(tǒng)控制,自動向溶藥系統(tǒng)內(nèi)加水或停水。需選擇優(yōu)質(zhì)品牌,耐用一些。b-3)電磁流量計:電磁流量計,檢測管路中的水流量,配合給料機上料,輔助提高制備溶液濃度精度。選型盡量選擇一體式的,安裝簡單,精度更高,且節(jié)省空間。b-4)相關管路及閥門:注水控件材料為黃銅;其它材料UPVC。c、制備儲存系統(tǒng)制備儲存系統(tǒng)由噴射混合器、組合箱體、攪拌器和壓力計等組成。 c-1)噴射混合器:噴射混合器,含防塵蓋,材質(zhì)為不銹鋼AISI316,使粉劑充分溶解。高性能混合器,將藥劑和溶解水在溶解槽內(nèi)預混合后加入制備箱制備。c-2) 組合箱體:選2個不銹鋼AISI316材質(zhì)的箱
7、體,分別為制備和儲存兩段,為上下結構,錯位布置,對箱體還應要求箱底面向放空閥方向做適當傾角,當制備箱的溶液制備完成后,利用重力流通過自動放空閥就可向儲液箱注入溶液。至于箱體材料選擇,我們了解到有一些成型系統(tǒng)采用AISI304材質(zhì)做外箱體,內(nèi)面用防腐材料做襯,效果也不錯。另組合箱體上預留倒料口,當給料設備故障時,可從倒料口人工投加。c-3) 攪拌器:一個螺旋蝸輪馬達驅(qū)動的攪拌器攪拌器,位于制備箱,攪拌器的葉片和軸的材質(zhì)均為不銹鋼AISI316,法蘭聯(lián)軸器材質(zhì)為不銹鋼AISI304,安裝底板材質(zhì)為碳鋼Q235B,機架材質(zhì)為45#鋼。配套自有品牌減速機,輸出轉(zhuǎn)速150RPM,物流流向為順時針。c-4
8、) 壓力計:通過壓力計顯示值來表現(xiàn)液位的高低,既可以增加箱體的密封度,又減少粉劑及溶液對計量精度的干擾。也可用雷達類型的液位計,但其價格較壓力計更高,而且精度也偏低。d、投加系統(tǒng)d-1)投加泵:采用機械雙隔膜計量泵,泵體非金屬,耐腐蝕。其他附配件可根據(jù)需要配置。d-2)電磁流量計:檢測管路中的溶液流量,精確控制計量投加量,也分體式安裝,由于高錳酸鉀溶液具有強氧化腐蝕性,電極材料要選用鉑,內(nèi)襯材料本工程選用改性聚四氟乙烯(PFA),選用橡膠內(nèi)襯也可以。d3)管路及閥門: 閥門:電動球閥(可手動開關)與手動球閥配套,配套的主要為進行全自動投加控制做硬件準備,材料選UPVC。e、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)全部
9、在控制柜內(nèi)集成。系統(tǒng)總屏蔽、抗電磁干擾符合IEC801/VDE0843和國家GB中屏蔽、抗輻射有關技術要求??刂乒癜üδ軉卧⒖刂票Wo等設備,對每個裝置留有適當?shù)目臻g便于接線和維修??刂乒駜?nèi)的控制系統(tǒng)應與水廠現(xiàn)運行pLC系統(tǒng)配套。3、經(jīng)驗之談3.1、目標設定 為更有效的使用高錳酸鉀,我們要確定一個主要目的,上溪水廠主要是除二價錳鐵,藻類其次,由此,為滿足高錳酸鉀參與多種反應的用量,設計的最大投加量設定在2mg/l,若只是除色或除錳鐵,則相應的最大投加量設定要降低,不過整體來講,各個水廠設計時都會設定比較大的余量。例如:按目前供水規(guī)模5萬噸/天,設計投加量最大2mg/L;每天最大的高錳酸鹽需要
10、量:50Km3/d×2Kg/Km3=100kg/d;工作時間:按24小時/天計算,則每小時的能力為:100Kg/d¸24=4.17Kg/h溶液濃度范圍:1%4%,取濃度1%,則即溶液最大投加量為:4.17kg/h÷1%=417L/h。這時我們要注意的就是投加流量計的選型,為保證測量精度,流量計對流速有最低要求,一般不低于1M/S,經(jīng)平衡測試,我們高錳酸鉀溶液的濃度選取范圍縮小到1%2%,流速最低要求設在417L/H*1/3=140L/H處,這樣可以保證計量精度的情況下,靈活的設定投加量。3.2、 投加點的選擇 高錳酸鉀參加除二價錳鐵或除藻類都需要一段反應時間,并且
11、高錳酸鉀與活性炭和氯氣都會發(fā)生反應,特別活性炭會還原高錳酸鉀,所以有投加活性炭的水廠,有條件的可以盡量在原水管道前端投加,條件不足的為避免高錳酸鉀的內(nèi)耗,采用在濾池之前多設幾個活性炭可投加點,通過對應調(diào)試可以取得較理想效果。3.3、 附配件的選擇3.3.1、噴射混合器需要一定的壓力水來帶動,若水路的壓力偏低,還需要考慮增加增壓泵,有些水廠本身服務水路的壓力夠用,但該水路還連接其他用水設備,一樣也要需要考慮。3.3.2、加熱器的選擇,在一些兄弟水司,我們發(fā)現(xiàn)由于加熱器未設計或型號選擇不當而影響水廠的運行效果,加重維修負擔等情況。大家需要給予足夠的重要,要選優(yōu)質(zhì)的品牌,合適的型號。3.3.3、制備
12、水系統(tǒng)中的電磁閥,在國外屬于標配,在國內(nèi)很多地方被改為電動閥,筆者認為這是關于精度和使用取舍的考慮,電磁閥反應快,電動閥更耐用??梢愿鶕?jù)水廠自身需要來選擇。3.3.4、設備外表面要求,這對設備運行壽命也很重要,很多時候是在設備到場時才發(fā)現(xiàn)少了這一環(huán)節(jié),或要求達不到。以下參數(shù)供參考:所有碳鋼材質(zhì)表面均需多層防腐處理. 2層50µm環(huán)氧底漆,外涂2層同一顏色100µm丙烯酸表面處理。其中料倉內(nèi)外表面需噴砂除銹至SA2 1/2后再進行底漆及面漆處理, 所有與物料接觸部分油漆需采用食品級。不銹鋼表面噴砂處理。3.3.5、需要人性化的配置,盡管水廠控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)高度自動化,甚至無人化,但人力管理還是最重要的,事實是很多設計缺乏人性化,為了讓運行人員更方便的工作,也在施工中可以彌補不足,但最好是集思廣益,能把工作做到前面。比方說控制箱的高度,位置放置在朝外開闊處;投加設備高度做到一米以上;制作一個帶密封蓋的上料桶,并配置搬運叉車,既防塵又方便搬運等等都是很好的想法。4、結語 為滿足出廠水質(zhì)全面符合生活飲用水衛(wèi)生標準106項,
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