當(dāng)前位置:首頁(yè) >> 水處理技術(shù)支持 >> 正文
昆明脫鹽水設(shè)備反滲透+混床工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書,根據(jù)脫鹽水設(shè)備產(chǎn)水水量設(shè)計(jì),計(jì)算反滲透設(shè)備預(yù)處理過(guò)濾器設(shè)計(jì)及反滲透膜設(shè)計(jì)選擇以及混床設(shè)計(jì)計(jì)算等,完全按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)算。
1)原水罐
原水罐設(shè)計(jì)停留時(shí)間不小于1小時(shí),有效容積不小于300m3
2)原水泵
原水泵應(yīng)滿足五臺(tái)過(guò)介質(zhì)過(guò)濾器同時(shí)運(yùn)行流量及四臺(tái)過(guò)濾器運(yùn)行,另一臺(tái)過(guò)濾器正洗的兩種工藝狀態(tài),五臺(tái)過(guò)濾器同時(shí)運(yùn)行時(shí)進(jìn)水流量為:270t/h, 四臺(tái)過(guò)濾器運(yùn)行,另一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)進(jìn)水流量為:350t/h。
原水泵選用KQW200/345-55/4,流量270-350t/h,揚(yáng)程:38-36m,功率:55KW,在系統(tǒng)中選用二臺(tái),一用一備。
3)汽水混合加熱器
汽水混合加熱器在系統(tǒng)中選用1臺(tái),加熱水量為:270-350t/h。
換熱器選用規(guī)格為φ425,進(jìn)水及出水口規(guī)格為DN300,進(jìn)蒸汽口規(guī)格為:DN400。
a、蒸汽耗量:
基礎(chǔ)條件:蒸汽性質(zhì)為過(guò)熱蒸汽,最大進(jìn)出水溫差按25℃計(jì),蒸汽溫度:170℃,蒸汽壓力不大于0.8MPa,蒸汽焓:2726.5KJ/Kg,蒸汽比容:0.2403m3/Kg,水的比熱:4.18KJ/Kg. ℃。
350t/h水加熱25℃,需的換熱量:Q=350×103×4.18×25=3.65×107KJ/h
所需的加熱蒸汽量:G=Q÷2726÷1000=10.35t/h
蒸汽沿程損耗系數(shù)按10%計(jì),實(shí)所需氣量:13.4t/h。
每小時(shí)所需的蒸汽容積:
13.4t/h×0.2403m3/Kg×1000=3224m3/h
b、蒸汽管道的選型:
蒸汽管流速按62-73m/S計(jì),進(jìn)汽母管需選用:φ133×4。
4)PAC加藥裝置
對(duì)凈化后的河水凝聚劑加藥裝置設(shè)計(jì)加藥量為:3PPm,前級(jí)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)水量為:270t/h,當(dāng)一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)進(jìn)水量為350t/h。
運(yùn)行時(shí)PAC加藥量為:270t/h×3PPm÷1000=0.81kg/h。
當(dāng)一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)PAC加藥量為:350t/h×3PPm÷1000=1.05kg/h。
配制藥劑濃度為10%,運(yùn)行時(shí)計(jì)量泵實(shí)際加藥量為8.1L/h,當(dāng)某臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)加藥量為:10.5L/h。
選用加藥裝置2泵1箱型,計(jì)量泵1用1備。
攪拌箱按48小時(shí)配制一次計(jì),藥液攪拌箱1只,有效容積為0.4m3,配套計(jì)量泵C726型,流量:15.1L/h,揚(yáng)程:6.9bar,電機(jī)功率:44W,加藥泵采用自動(dòng)加藥,根據(jù)進(jìn)水流量信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量。
5)殺菌劑加藥裝置
殺菌劑加藥裝置采用投加次氯酸鈉,加藥裝置設(shè)計(jì)有效氯加藥量為1PPm,前級(jí)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)水量為:270t/h,當(dāng)一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)進(jìn)水量為350t/h。
運(yùn)行時(shí)次氯酸鈉加藥量為:270t/h×1PPm÷1000=0.27kg/h(有效氯)。
當(dāng)一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)次氯酸鈉加藥量為:350t/h×1PPm÷1000=0.35kg/h(有效氯)。
有效氯濃度為4%,運(yùn)行時(shí)計(jì)量泵實(shí)際加藥量為6.75L/h, 當(dāng)一臺(tái)過(guò)濾器正洗時(shí)計(jì)量泵實(shí)際加藥量為8.75L/h。
配套攪拌箱按48小時(shí)配制一次計(jì),藥液攪拌箱配套1只,有效容積為0.4m3,配套計(jì)量泵B126,2臺(tái),流量:9.5L/h,揚(yáng)程:6.9bar,電機(jī)功率:29W。
6)管式混合器
管式混合器設(shè)計(jì)流量為270-400t/h,設(shè)計(jì)流速為1.0-1.5m/S。
選用混合器為φ325×1400,混合器混合段數(shù)為三段。
7)多介質(zhì)過(guò)濾器
設(shè)計(jì)流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量:56-70t/h。
多介質(zhì)過(guò)濾器在系統(tǒng)中配制5套,同時(shí)運(yùn)行,分別反洗。
a多介質(zhì)過(guò)濾器運(yùn)行周期的計(jì)算:
截污容量:0.75kg/m3濾料(單臺(tái)濾料裝填高度1200mm,單臺(tái)濾料容積:8.4m3)
進(jìn)水懸浮物按5mg/L計(jì),出水懸浮物按0.5mg/L計(jì)。
單臺(tái)過(guò)濾器過(guò)濾周期:1000×0.75Kg/m3×8.4m3÷(5mg/L-0.5mg/L)÷56t/h
=25小時(shí)。
b 多介質(zhì)過(guò)濾器的正洗耗水量的計(jì)算(正洗水利用前級(jí)水):
單臺(tái)過(guò)濾器正洗強(qiáng)度為:70t/h(正洗流速按10m/h計(jì)),一次正洗時(shí)間為10min
過(guò)濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸
過(guò)濾器的自耗水率11.6噸÷(25×56)=0.8%
c多介質(zhì)過(guò)濾器的反洗耗水量的計(jì)算(反洗水利用濃水):
單臺(tái)過(guò)濾器洗強(qiáng)度為:302t/h(反洗流速按43.2m/h計(jì)),一次反洗時(shí)間為10min
過(guò)濾器一次反洗耗水量:302×10÷60=50.3噸(反洗水利用反滲透濃水)
d 多介質(zhì)過(guò)濾器氣反洗壓縮空氣耗量:
多介質(zhì)過(guò)濾器的氣反洗強(qiáng)度為:20L/m2.S,過(guò)濾器過(guò)濾截面積:7m2,反洗氣量:7×20×3.6÷60=8.4m3/min。
8)活性碳過(guò)濾器
設(shè)計(jì)流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量:56-70t/h。
活性碳過(guò)濾器在系統(tǒng)中配制5套,同時(shí)運(yùn)行,分別反洗。
A活性碳過(guò)濾器的正洗耗水量的計(jì)算(正洗水利用前級(jí)水):
單臺(tái)過(guò)濾器正洗強(qiáng)度為:70t/h(正洗流速按10m/h),一次正洗時(shí)間為10min,每48小時(shí)進(jìn)行一次反洗及正洗。
過(guò)濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸
過(guò)濾器的自耗水率11.6噸÷(48×56)=0.4%
B活性碳過(guò)濾器的反洗耗水量的計(jì)算(反洗水利用反滲透濃水):
單臺(tái)過(guò)濾器洗強(qiáng)度為:202t/h(反洗流速按28.8m/h計(jì)),一次反洗時(shí)間為10min
過(guò)濾器一次反洗耗水量:202×10÷60=33.7噸(反洗水利用反滲透濃水)
9)濃水池
濃水池應(yīng)滿足單臺(tái)過(guò)濾器一次反洗耗水量。
通過(guò)以上計(jì)算,單臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器一次反洗耗水量為:50.3噸,活性碳過(guò)濾器一次反洗耗水量為:33.7噸。
實(shí)際選用濃水池容積:100m3
10)過(guò)濾器反洗水泵
反洗水泵應(yīng)滿足單臺(tái)過(guò)濾器的反洗流量:選用反洗水泵為:
KQW200/250-30/4,流量:320t/h,揚(yáng)程:21m,電機(jī)功率:30.0KW,反洗水泵在系統(tǒng)中設(shè)1臺(tái)。
11) 反滲透進(jìn)水管式混合器
反滲透進(jìn)水流量為270t/h,設(shè)計(jì)流速為1-1.5m/h,混合器規(guī)格為:Φ325×1400
12)非氧化性殺菌劑加藥裝置
反滲透進(jìn)水非氧化性殺菌劑設(shè)計(jì)加藥量為150PPm,反滲透進(jìn)水量為:270t/h。
非氧化性殺菌劑加藥量為:270t/h×150PPm÷1000=40.5kg/h。
選用加藥裝置1泵1箱型,對(duì)反滲透系統(tǒng)定期殺菌。
加藥箱按5天儲(chǔ)藥量計(jì),藥液攪拌箱1只,有效容積為0.2m3,配套計(jì)量泵GM0050型,流量:50L/h,揚(yáng)程:10bar,電機(jī)功率:0.25KW。
13)阻垢劑加藥裝置
反滲透濃水側(cè)最大LSI為1.9, 經(jīng)美國(guó)PWT計(jì)算軟件計(jì)算,阻垢劑Titan ASD 200的加藥量為3.5PPm ,反滲透進(jìn)水量為:270t/h。
阻垢劑加藥量為:270t/h×3.5PPm÷1000=0.945kg/h。
配制藥劑濃度為10%,計(jì)量泵實(shí)際加藥量為9.45L/h。
選用加藥裝置2泵2箱型,計(jì)量泵1用1備。
攪拌箱按48小時(shí)配制一次計(jì),藥液攪拌箱2只,有效容積為0.5m3,配套計(jì)量泵C726型,流量:17L/h,揚(yáng)程:6.9bar,電機(jī)功率:44W,根據(jù)反滲透進(jìn)水流量自動(dòng)加藥計(jì)量泵的加藥量。
14)保安過(guò)濾器
保安過(guò)濾器在系統(tǒng)中配套2臺(tái),同時(shí)使用,單臺(tái)產(chǎn)水量為:135t/h,選用大通量濾元,單支產(chǎn)水量達(dá)45-70t/h,單臺(tái)選用3支大通量濾元,選用保安過(guò)濾器規(guī)格為Φ410,內(nèi)裝濾元3支規(guī)格為: φ150.4×1016的濾元。
15)高壓泵
采用美國(guó)海德能公司(或美國(guó)DOW公司)的反滲透膜元件,單套反滲透產(chǎn)水量:100t/h,工作壓力為:1.11-1.31MPa,選用高壓泵型號(hào):PWT100-65-315S,Q=135t/h,H=140m,
N=90KW。
在系統(tǒng)中選用2臺(tái),同時(shí)運(yùn)行。
16)反滲透裝置
詳見(jiàn)水質(zhì)計(jì)算書
17)反滲透清洗系統(tǒng)
單套反滲透裝置的膜外殼80S-300-6B,單套采用18支,按2:1排列,反滲透清洗采用分級(jí)分段進(jìn)行清洗,清洗水管道為DN125,按30米長(zhǎng)度計(jì)。
a、清洗水泵:
單支膜殼清洗流量為8-12t/h,一段共12支膜殼,清洗流量為:144t/h
選用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。
b、藥液過(guò)濾器:
藥液過(guò)濾器為:φ410,內(nèi)裝5um的大容量濾元,規(guī)格為: φ150.4×1016,共3支,單支產(chǎn)水量:45-70t/h。
c、清洗管道:
藥液清洗管道采用DN125,設(shè)計(jì)流速:3.26m/S。
d、清洗水箱的選擇:
單支膜外殼容積:0.1884m3,單套反滲透第一段膜外殼總?cè)莘e:V1=0.1884×12=2.26m3
藥液過(guò)濾器容積:
V2=0.15m3
清洗管道容積:
V3=0.38m3
合計(jì)總?cè)莘e:V=V1+V2+V3=2.79m3
要求清洗水箱為1.2V=3.34m3,實(shí)際選用5m3清洗水箱
e、電加熱系統(tǒng):
加熱水質(zhì)量:M=3340Kg,原水溫度t2=25℃,清洗藥液溫度t1=35℃,介質(zhì)比熱:C=1kcal/kg℃,熱功當(dāng)量860, 每箱藥液加熱時(shí)間T=2小時(shí)。
每箱藥液所需的換熱量:Q=M(t2-t1)×C=33400kcal
所需電加熱器的功率:P=Q/860T=19.4KW,實(shí)際選用電加熱器N=20KW,共1套。
18)反滲透沖洗水泵
單支膜殼清洗流量為8-12t/h,一段共12支膜殼,沖洗流量為:144t/h
選用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。
19)除碳器
反滲透裝置出水二氧化碳含量約為:20mg/L,除碳器進(jìn)水量不小于202t/h,設(shè)計(jì)選用φ2200除二氧化碳器1套,單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為202t/h,設(shè)計(jì)淋水密度50-60L/m2.h,設(shè)計(jì)出水二氧化碳含量為:3mg/L。
設(shè)計(jì)水溫為25℃時(shí),采用φ50多面空心球填料層高:2000mm。
20)中間水池
中間水池設(shè)計(jì)停留時(shí)間為20min,中間水池實(shí)際選用75m3
中間水池為鋼砼結(jié)構(gòu)。
21)中間水泵
中間水泵設(shè)計(jì)提升水量為:202t/h,在系統(tǒng)中選用二臺(tái),一用一備。
中間水泵選用流量:210t/h,揚(yáng)程:31m,電機(jī)功率:30KW
22)混合離子交換器
基礎(chǔ)條件:
反滲透出水含鹽量:2.5ppm,相當(dāng)于反滲透出水含鹽量ΣA(總陽(yáng))=ΣK(總陰)=0.032mg-N/L,除碳器出水二氧化碳含量為:3mg/L,相當(dāng)于0.068mg-N/L碳酸氫根離子,實(shí)際混床進(jìn)水總陰離子含量ΣK(總陰)=0.1mg-N/L。
混合離子交換器選用直徑:φ2500共2臺(tái),一用一備,設(shè)計(jì)流速42m/h,單臺(tái)產(chǎn)水量:202t/h。
選用陽(yáng)樹(shù)脂:001×7MB
陽(yáng)樹(shù)脂裝填高度:500mm
陽(yáng)樹(shù)脂工作交換容量:500mg-N/L。
選用陰樹(shù)脂: 201×7MB
陰樹(shù)脂裝填高度:1000mm
陰樹(shù)脂工作交換容量:
250mg-N/L。
單臺(tái)裝填陽(yáng)樹(shù)脂數(shù)量:2.45m3
單臺(tái)裝填陰樹(shù)脂數(shù)量:
4.9m3
陽(yáng)樹(shù)脂酸耗量:75kg(100%HCl)/m3陽(yáng)樹(shù)脂
陰樹(shù)脂堿耗量:70kg(100%NaOH)/m3陰樹(shù)脂
A、混床周期:
T陽(yáng)=T陰=4.9×250÷0.1÷202=60(小時(shí))
b混床酸堿計(jì)量箱:
混床陽(yáng)樹(shù)脂一次再生用30%酸耗:
2.25×75÷30%=563Kg
Vr=750÷1.149=489升(30%鹽酸密度為1.149g/cm3)
c混床酸計(jì)量箱:1.2×Vr=600升
實(shí)際選用混床酸計(jì)量箱為:1100升
d混床陰樹(shù)脂一次再生用30%堿耗:
4.9×70÷30%=1143Kg
Vr=1400÷1.37=834升(30%堿液密度為1.37g/cm3)
e混床堿計(jì)量箱:1.2×Vr=1002升
實(shí)際選用混床堿計(jì)量箱為:1100升
混床再生水耗量:
混床再生水耗量按樹(shù)脂體積的8倍計(jì),單床一次再生耗量:59m3
混床實(shí)際水耗量:59÷60÷202=0.5%(在工藝中按1%計(jì))
混床產(chǎn)水周期-----------------60小時(shí)
混床產(chǎn)水量------------------202t/h
23)除鹽水池
除鹽水池設(shè)計(jì)按3小時(shí)的儲(chǔ)存水量進(jìn)行設(shè)計(jì),有效容積為600m3。
24)除鹽水泵
除鹽水泵在系統(tǒng)中采用2臺(tái),一用一備,型號(hào)為:
KQWH150-400,流量:200t/h,H=50m,
N=45KW。
25)酸堿噴射器流量的計(jì)算:
a、混床酸(堿)噴射器出口流量:Qa=4.9×5=22.5t/h(混床截面積為4.9m2,酸堿再生流速為:5m/h)
噴射器出口鹽酸濃度:2.5-5%
噴射器出口堿濃度:2-5%
稀釋水(壓力除鹽水)流量Q=22.5×(1-5%)×2=21.4t/h
選用酸堿噴射器HNP2518。
26) 再生泵
再生泵應(yīng)滿足混床陽(yáng)陰樹(shù)脂同時(shí)再生時(shí)的壓力水流量。
混床再生流量量Q=21.4×2=42.8t/h
再生泵壓力需大于0.3MPa,選用再生泵:KQWH80-160,Q=50t/h,H=32m,N=7.5KW在系統(tǒng)中選用二臺(tái),一用一備。
27)酸貯槽
酸貯槽應(yīng)滿足系統(tǒng)15天的儲(chǔ)備酸量,
混合離子交換器選用共2臺(tái),一用一備,運(yùn)行周期60小時(shí)(運(yùn)行周期約2.5天)
混床陽(yáng)樹(shù)脂每周期再生用30%酸耗0.489m3
系統(tǒng)15天內(nèi)酸耗量:15×0.489÷2.5=2.94m3
實(shí)際選用酸貯槽:V=10m3,可滿足50天的酸液儲(chǔ)備量。
28)堿貯槽
堿貯槽應(yīng)滿足系統(tǒng)15天的儲(chǔ)備堿量。
混合離子交換器選用共2臺(tái),一用一備,運(yùn)行周期60小時(shí)(約2.5天)
混床陰樹(shù)脂每周期再生用30%堿液1.02m3
系統(tǒng)15天內(nèi)堿耗量:15×1.02÷2.5=6.12m3
實(shí)際選用堿貯槽V=10m3,可滿足24天的堿液儲(chǔ)備量。
29)卸酸泵
卸酸泵的卸酸量按0.75小時(shí)注滿1臺(tái)貯槽計(jì)
選用卸酸泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚(yáng)程:20m, 電機(jī)功率:3.0KW
30)卸堿泵
卸堿的卸酸量按0.75小時(shí)注滿堿貯槽計(jì)
選用卸堿泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚(yáng)程:20m, 電機(jī)功率:3.0KW
31)酸霧吸收器
酸霧吸收器采用堿液鼓泡式,在系統(tǒng)中設(shè)1套,用于酸計(jì)量箱及酸貯槽酸霧的吸收,選用規(guī)格為:Φ500×800。
32)酸堿中和池
系統(tǒng)排水分酸堿廢水及中性廢水,系統(tǒng)中的中性廢水主要來(lái)自于過(guò)濾器的反洗及正洗排水,中性廢水由地溝匯集排入廠區(qū)排水管網(wǎng),酸堿廢水由酸堿廢水由排水溝匯集后排入中和池。
酸堿中和池按容量按混床一次再生酸堿廢水排放量確定,混床一次酸堿廢水排放量按樹(shù)脂體積的8倍計(jì),單臺(tái)混床裝填樹(shù)脂量為:7.35m3,一次再生酸堿廢水量為:59m3,實(shí)際選用中和池有效容積為:90m3,中和池池深3m,有效水深:2m,中和池面積:45m2。
33)中和池循環(huán)泵
中和池循環(huán)泵按1.5小時(shí)循環(huán)一次酸堿廢液計(jì),中和池循環(huán)泵選用80YW40-15-4,流量:48t/h,揚(yáng)程:13m,電機(jī)功率:4KW,在系統(tǒng)中選用二臺(tái),一用一備。
34)加氨系統(tǒng)
除鹽水加氨量按1ppm計(jì),系統(tǒng)除鹽水供水量200t/h,加氨量為0.2Kg/h氨液濃度為1-5%(投藥濃度按1%計(jì)),選用計(jì)量泵:GM0025,流量25L/h,揚(yáng)程:1.0MPa,電機(jī)功率:0.25KW,在系統(tǒng)中采用二臺(tái),一用一備,采用變頻加藥
加氨計(jì)量箱在系統(tǒng)中選用二只,單只容積0.5m3,按24小時(shí)的儲(chǔ)藥量計(jì)。
35)樹(shù)脂捕捉器
在每臺(tái)混床出水管上均1臺(tái)樹(shù)脂捕捉器,過(guò)濾精度為0.2mm,共2套
36)工藝用壓縮空氣量及空氣儲(chǔ)罐的容量:
a、混床用氣量
混床樹(shù)脂混合氣耗量為2.5-3m3/m2.min,混床截面積為4.9m2,氣混合時(shí)間按2min計(jì),進(jìn)氣壓力減壓至0.15MPa,工作壓力:0.8MPa。
單臺(tái)混床樹(shù)脂混合耗氣量:3×4.9=14.7m3/min,一次用2min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量:29.4m3。
b、多介質(zhì)過(guò)濾器用氣量
多介質(zhì)過(guò)濾器氣反洗壓縮空氣用量為:8.4m3/min,一次用5min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量:21m3。
C、中和池用氣量
氣攪拌強(qiáng)度為:5m3/m2.h,中和池面積為:45m2
中和池用氣量:45×5÷60=3.75m3/min(氣源壓力0.15MPa)
D空氣儲(chǔ)罐的選擇
系統(tǒng)中各用氣設(shè)備叉開(kāi)進(jìn)行,系統(tǒng)瞬時(shí)最大耗氣量為:14.7m3/min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量為:29.4m3(相當(dāng)于0.8MPa的壓縮空氣8.16m3),要求壓縮空氣儲(chǔ)罐容量滿足系統(tǒng)最大瞬時(shí)供氣量:選用空氣儲(chǔ)罐:10m3容量的1套,設(shè)計(jì)壓力為0.8MPa。
F進(jìn)氣管線的選擇
空氣儲(chǔ)罐進(jìn)氣管線需滿足中和池氣攪拌的需氣量:中和池氣攪拌需0.15MPa的壓縮空氣3.75m3/min,相當(dāng)于0.8MPa的壓縮空氣量:1.04m3/min。
空氣儲(chǔ)罐進(jìn)氣管規(guī)格為:DN50, 空氣儲(chǔ)罐供氣需減壓至0.15MPa。