180吨中水回用工程设计方案.doc

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1、*180吨/天超滤+反渗透中水回用工程设计方案广州市环保设备公司2011年11月21日目 录1 概况 12 设计依据 13 设计原则 14 设计规模、进水水质及中水回用标准 14.1 设计规模 14.2 设计进水水质及中水回用标准 25 工艺选择 26 工艺流程图 37 工艺流程说明 37.1 集水池 47.2 多介质过滤器 47.3 袋式过滤器（保安过滤器） 47.4 超滤（UF）及其清洗系统 47.5 活性炭过滤器 57.6 RO反渗透装置 58 系统设备配置 79 运行费用估算 139.1 设备运行电费 139.2 药剂费用 139.3 人工费 149.4 损耗品更换费用 149.5 运

2、行费用 1410 工程概算 1410.1 土建工程概算 1410.2 安装工程概算 151 概况*公司现有一套污水处理系统，处理量为300m3/d，出水达到广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）（第二时段）一级标准。为了节约水资源，减少废水的排放量，达到节能减排的目的，该公司决定对废水处理系统的出水进行中水回用处理。中水回用于生产工艺，设计中水回用量为180m3/d。2 设计依据2.1 广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）2.2室外给水设计规范（GB50013-2006）2.3污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）2.4城市污水再生利用

3、工业用水水质（GBT 19923-2005）2.5国家及地区颁发的其他有关设计规范2.6有关技术手册及设计资料3 设计原则3.1 贯彻执行再生水用于工艺生产的有关规定，按各专业设计规范进行设计，确保深度处理出水达到各项指标；3.2 结合本工程的具体条件和回用标准，选择合理的工程设计方案。尽量采用新技术，减少运行费用，确保处理系统长周期稳定、安全运行；3.3在保证水质达标的前提下，优化设计，节省投资，降低能耗，减少占地，合理定员，减少运行费用；3.4采用功能可靠，运行管理方便，操作简单的处理技术，以达到降低建设费用和处理成本的目的；3.5优先采用机械化和自动化操作，减轻操作人员的劳动强度；3.6

4、工程设计充分考虑环境保护，项目投运后不产生二次污染。4 设计规模、进水水质及中水回用标准4.1 设计规模中水回用系统设计规模为最终出水180m3/d。4.2 设计进水水质及中水回用标准根据废水处理站出水的水质化验的结果，参考污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）、城市污水再生利用 工业用水水质（GBT 19923-2005）及其它相关技术文献，结合该厂污水站出水水质现状，本工程的设计进水水质和中水回用水质指标如下表所示。表4-1 设计中水回用水质标准或要求序号项目指标进水水质冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺及产品用水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补充水1pH696.59.06.58

5、.56.59.06.58.56.58.52浊度（NTU）20-5-553色度（度）4030303030304CODcr（mg/L）9030103010105BOD5（mg/L）20-60-60606电导率(s/cm)3000-1507总硬度(以CaCO3计mg/L)5004504504504504505 工艺选择根据同类企业废水特点，排放废水中具有以下特征： 含少量有机物，包括溶解性有机物及不溶性有机物； 含少量的色度及悬浮物； 含少量金属离子及硬度。结合回用水的水质要求，本着从经济效益，社会效益和环境效益相结合的观点出发，拟采用 “多介质过滤+超滤+炭滤+反渗透”组合工艺进行处理。6 工艺流

6、程图7 工艺流程说明本制水系统是采用多介质过滤器、袋式过滤器和超滤作前级处理，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质，用反渗透装置去除水中的溶解性盐类物质、细菌等，使产水符合要求。超滤膜是用PVDF超滤膜组件，该膜在保证脱除水中的有机物和微粒之外，比普通的超滤膜有更好的耐腐蚀性和物理稳定性。是专门为国内中水回用行业而设计的超滤膜。然后系统采用反渗透（RO）处理的工艺，反渗透膜是用目前美国先进的陶氏化学公司生产的RO膜，它具有很高的脱盐率，单支膜的脱盐率达99%，系统脱盐率达97%，且可有效的去除水中的微粒、有机硅胶体、细菌、热源等杂质。本系统主要部件性能优良，

7、设备能长期稳定运行。RO高压泵选用免维护轴封的多级离心泵，可靠耐用。本纯水系统的操作，设计有全自动操作和手动操作两种运行方式，本系统采用PLC微电脑编程控制器和进口水位控制器、压力控制器等，来实现系统按设计的程序自动运行，自动供水，系统置于自动运行方式，系统就可连续自动运行供水，操作方便，运行稳定。7.1 集水池污水处理站出水经集水池后由原水泵输送至中水回用系统。7.2 多介质过滤器中水经集水池原水泵输送至多介质过滤器，多介质过滤器内置不同粒径的石英砂。多介质过滤器的主要功能如下： 去除二级处理出水中化学混凝沉淀池和生物单元未能去除的微细颗粒和胶体物质，提高超滤的进水水质。 提高悬浮固体、浊度

8、、BOD、COD 重金属、细菌及病毒等的去除率。 使后续的活性炭过滤器、UF、反渗透等处理过程免于经常堵塞，并提高它们的处理效率。过滤罐内部选用国际流行的碳钢内防腐罐体。滤料选用优质石英砂，材料坚硬抗机械损伤且可以反复清洗使用。7.3 袋式过滤器（保安过滤器）多介质过滤器出水进入袋式过滤器。它采用成型滤材，如滤布、滤纸、滤网、滤片、滤膜、烧结滤管、蜂房滤芯等，可以去除粒径微细的颗粒，其作用主要是防止多介质过滤器或活性炭过滤器因泄漏而把微粒带入下一道工序，确保下一道工序的进水要求。7.4 超滤（UF）及其清洗系统超滤（UF）是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过

9、滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。去除水中的悬浮微粒、胶体、微生物等。在正常过滤状态中，以错流方式运行，在运行中形成一股“浓水”，这股浓水沿膜内表面有一切向速度。浓水从超滤膜组件的浓水端流出，将部分被截流物带走。超滤膜组件在运行中，由于原水中的胶体，悬浮物，细菌等被膜内表面截留，故这些物质会在膜内表面积累，污染膜。为了维持膜的性能，尤其是保持膜透水速率的相对稳定需要定期用过滤后的净水对膜进行短时间的清洗或反洗

10、。反洗可用手动或自动控制程序来执行。本项目超滤装置，设计采用水反洗及化学清洗两种反洗方式。设计水反冲洗周期为30min，每次反冲洗（包括正冲及反冲）时间为1.0min；设计化学清洗周期为3个月，每次清洗时间为2h。实际清洗周期及清洗时间以调试阶段调试数据为准。虽然定时的反洗能较好地维持膜性能的相对稳定，但反洗不能使通量达到100%的恢复。随着膜堆工作时间的增加，膜污染会不断加重，膜的透水速率会不断下降。为了更好地恢复膜的通量，需要对膜组件进行化学清洗，化学清洗时应根据原水质中杂质的情况选择合适的化学药品。一般先用酸洗，再用碱洗。7.5 活性炭过滤器超滤装置出水进入中间水箱后，由增压泵抽至活性炭

11、过滤器，活性炭过滤器内置颗粒状活性炭。活性炭过滤器主要去除水中部分溶解性有机物、胶体、色度及部分重金属离子。原水经过活性炭过滤器的吸附及臭氧生化活性炭处理后，可以大大降低原水的COD、BOD、色度等。过滤罐内部选用国际流行的碳钢内防腐罐体。滤料选用优质活性炭。7.6 RO反渗透装置反渗透技术亦称逆渗透（RO）技术，是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透技术。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。利用反渗透技术，可以有效地去除水中的有机物，降低色度、硬度等。反渗透法的分离过程不需要加

12、热，没有相变，具有能耗少、设备体积小、工艺简单、操作维修方便、无污染、适应性强、应用范围广泛等优点，已成为水处理技术的重要方法之一。可除去水中98以上的溶解性盐类和99以上的胶体、微生物、微粒和有机物等，广泛应用于：电子、医疗、食品等工业中纯水的制备，印染废水的脱色处理，高压锅炉补给水的预脱盐处理。根据膜设计软件的计算结合实际工作经验，选用超低压系列抗污染反渗透膜，系统总脱盐率高达99%以上，水回收率达到65以上。该膜是世界上率先推出的节能型超低压芳香族聚酰胺复合膜，它具有超低的运行压力（较常规低压复合膜的运行压力降低了2540%）；更高的水通量（在大通量时有着与其它复合膜相同的高脱盐率）；更

13、宽的水质适用范围和压力适应范围等优点。由于该膜具有如上所述的优点，为水泵、压力容器、管道、阀门等配套设备的选择提供了更为广泛的空间，而且使用功率更小的电机即可满足工作的需要。同时，该膜的高水通量、高脱盐率的特性，使我们在设计中仅用少量膜元件即可得到期望产水量，这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低，并且可大量地节省能源，降低了系统的运行费用，使反渗透系统更加容易推广和被接受。在实际工程设计中，膜的产水通量是由进水质量所决定。反渗透系统的控制为自动运行（配备手动操作的功能），包括主要检测仪表：如面板式流量计、油浸式压力表、电导率在线监测仪等，可以适时观察和监测系统的运行情况，及时的处理突

14、发问题和潜在隐患。系统配备有完善的报警系统，对RO装置进行故障报警和保护。如：高低压力保护、高低水位控制、系统膜自清洗、系统膜故障分段清洗等功能。反渗透膜的清洗保养是系统如何延长使用寿命至关重要的一个环节。由于系统的进水是流经每一只膜的，所以水流经到膜系统末端时浓度是相当高的并且水的流量也是很小的，这样末端的膜被污染和堵塞的就最早、最严重；而每用药物清洗一次膜都会受到一定程度的损坏，这样如何对膜组件进行合理、有效、有针对性的清洗就尤为重要。该系统的自清洗和分段清洗功能对保护反渗透膜和延长其使用寿命则有很独特的效果。一、每次关机后大流量对膜系统进行一次自清洗，这样可以使每天沉积和附着在膜表面的污

15、染物及时的被大水量冲走，而这种清洗方式却对膜没有任何损坏；二、当各种指标表征膜组件需要清洗时，可以对膜系统进行分段清洗，这样可以非常有针对性的清洗，不至于使没有受到污染的膜也被药物清洗，针对性强，有的放矢。另外，对膜组件的清洗方法、清洗药品以及如何有针对性的选择清洗药品及方法，我公司将在日后的培训、使用、养护时全面提供。系统整体连接管道阀门中低压部分选用优质UPVC材料，耐压高达1.6Mpa以上，高压部分选用304材料，保证高压工作的安全性。整体设备的选型最大限度的选用通用、标准部件，为日后的维护提供方便。8 系统设备配置1)原水泵 型 号：G-35-65流 量：20m3/h扬 程：34m功

16、率：3.7KW包 括：进出口球阀 、止回阀数 量：2台2)加杀菌剂装置型 号：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h扬 程：76M数 量：1套附 件：PE40L加药桶 （1台）DN1/4 UPVC止回阀，连接件 （1套）欧姆龙PLC程控接于总控盘 搅拌装置 （1套）3)加絮凝剂装置型 号：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h扬 程：76M数 量：1套附 件：PE40L加药桶 （1台）DN1/4 UPVC止回阀，连接件 （1套）欧姆龙PLC程控接于总控盘搅拌装置 （1套）4)多介质过滤器规 格: MF1800*2500材 质：碳钢防腐流 量：20m3/h包 括：石英砂，手动操作

17、排，压力表数 量：1台5)袋式过滤器规 格: MF40*24材 质：SUS 304不锈钢流 量：40m3/h包 括：50um滤袋，压力表数 量：1台6)超滤装置型 号：UF-17T材 质：组合料流 量：17m3/h过滤孔径：小于0.1m水利用率：95%数 量：1套附 件：UF4元件 10支流量计、压力表 1套气动阀组 1套PLC控制盘 1个清洗系统A 清洗泵：CDL42-20-2B 清洗过滤器 40寸24芯C 清洗水箱 PE-20007)超滤反洗水泵 型 号：CDL65-10 材 质：SUS304不锈钢流 量：50m3/h扬 程：23m功 率：5.5KW包 括：进出口球阀 、止回阀数 量：1台

18、8)加还原剂装置型 号：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h扬 程：76M数 量：1套附 件：PE40L加药桶 （1台）DN1/4 UPVC止回阀，连接件 （1套）欧姆龙PLC程控接于总控盘配套ORP氧化还原电位测定 9)中间水箱型 号：PE-10000材 质：PE规 格：2200H2000形 式：立式圆柱形立式容 量：10000L包 括：法国产水位传感器、呼吸器数 量：1套10)加阻垢剂装置型 号：P056-398TI流 量：0-3.8 L/h扬 程：76M数 量：1套附 件：PE40L加药桶 （1台）DN1/4 UPVC止回阀，连接件 （1套）欧姆龙PLC程控接于总控盘11)增压

19、泵 型 号：CDL20-2材 质：SUS304不锈钢流 量：16m3/h扬 程：25m功 率：2.2KW包 括：进出口球阀 、止回阀数 量：2台12)活性炭过滤器规 格: MF1800*3000材 质：碳钢防腐流 量：16m3/h包 括：石英砂，手动操作排，压力表数 量：1台13)保安过滤器规 格: MF40*24材 质：SUS 304不锈钢流 量：40m3/h包 括：5um滤袋，压力表数 量：1台14）高压泵 型 号：CDL32-80材 质：SUS304不锈钢流 量：16m3/h扬 程：144m功 率：15KW包 括：进出口球阀 、止回阀数 量：1台（变频控制）15)反渗透（RO）装置型 号

20、： RO-10流 量：10m3/h（25）脱 盐 率：97-98%水回收率：60-70%数 量：1套配 置：电动阀电 压：220V数 量：1台其他仪表流 量 计：面板式 2台 压 力 表：不锈钢 3只 压力保护器：0-300Psi 1只 电导率表：CM230 2只 附件a.碳钢喷漆支架 1台 b.连接管件：304 不锈钢/U-PVC数 量：1套16)纯水箱或回用水池客户提供17）空压机型 号：V-0.4/10C流 量：0.4m3/min压 力：1.0MPa功 率：4KW数 量：1套包 括：储气罐、净化器各1台18)系统内部连接管件及阀门规 格：DN65、DN80材 质：不锈钢/UPVC数 量：

21、1套19)系统电器控制盘规 格：HJ20GK包 括：压力控制器，泵的开关控制、水位控制、运行指示等。产 地：佛山9 运行费用估算9.1 设备运行电费每天须运行的动力设备运行状况见表9-1。表9-1主要动力设备运行状况表序号名 称使用时间(h)功率(KW)设备数量（台）运行数量（台）总耗电(kWh)备注1 砂滤、碳滤处理原水泵243.72188.81用1备2 加药装置160.372211.843 空压机12411484 UF处理UF反冲洗泵85.511445 UF化学清洗泵15.5115.56 加药系统160.37115.927 RO处理RO增压泵242.22152.81用1备8 RO高压泵24

22、15213601用1备9 RO反冲洗泵85.5114410 RO化学清洗泵15.5115.511 加药系统160.37115.9212 总计电费单价按0.65元/度计，则设备每天运行所需电费为：672.280.65=436.98元处理每吨回用水的电费为：436.98180=2.43元9.2 药剂费用9.2.1 砂滤、碳滤药剂费采用PAM等絮凝剂药剂，每天药剂耗费约为20元。9.2.2 超滤反冲洗药剂费反冲洗采用0.1mol/L草酸、1%3%柠檬酸等药剂，每天再生耗费约为10元。9.2.3 反渗透反冲洗药剂费反冲洗采用反渗透除垢剂、清洗剂等药剂，每套每天再生耗费约为10元。则处理每吨回用水所需药

23、剂费为：（20+10+10）180=0.22元9.3 人工费由于本中水回用工程系统自动化程度较高，运行稳定，劳动强度不高。根据类似工程运营情况，需配置1名操作工。操作工按月工资1500元计，则每天的人工费为50元。人工费摊分至每吨水的处理费用为：0.28元。9.4 损耗品更换费用9.4.1 活性炭更换费用活性炭按4年更换一次，每年按350天计算，更换活性炭分摊至吨水费用为0.19元/m3。9.4.2 超滤膜更换费用超滤膜按3年更换一次（实际使用寿命根据实际使用情况确定），每年按350天计算，更换UF膜元件分摊至吨水费用为0.32元/m3。9.4.3 反渗透膜更换费用反渗透膜按3年更换一次（实际

24、使用寿命根据实际使用情况确定），每年按350天计算，更换RO膜元件分摊至吨水费用为0.53元/立方米。9.5 运行费用处理每吨回用水的综合费用为：电费+药剂费+人工费+损耗=2.43+0.22+0.28+0.19+0.32+0.53=3.97元10 工程概算10.1 土建工程概算本项目除集水池及回用水池外，其余土建工程主要为设备基础等。由于未对现场进行勘察，经中水处理后的纯水采用回用水池还是水箱进行收集需要与业主再深入协商，因此本工程概算暂不包括土建工程部分的费用。10.2 安装工程概算单位：万元 序号名 称型号规格单位数量单价金额备注1 原水泵G-35-65台22 加药装置套43 多介质过滤

25、器（含石英砂）MF1800*2500台14 （袋式）保安过滤器50um台25 UF超滤装置17m3/h套16 UF超滤反洗泵CDL65-10台17 UF化学清洗泵CDL42-20-2台18 ORP检测仪套19 中间水箱PE-10000台110 清洗过滤器台111 清洗水箱PE-2000台112 增压泵CDL20-2台213 活性炭过滤器（含活性炭）MF1800*3000台114 RO反渗透装置10m3/h套115 RO高压泵CDL32-80台116 RO反洗泵台117 RO化学清洗泵CDL42-20-2台118 电导仪CM230台119 空压机台120 储气罐个121 净化器台122 配套管材项123 三通、弯头等管件项124 阀门项125 自动化仪表项126 液位控制器套227 电气控制系统套128 电力、控制电缆项129 小计B130 安装费B2B11031 设计费B3B1532 调试费B4B1333 材料运输、吊装费B534 综合管理费B6(B1B5)535 综合税费B7(B1B6)836 合计E2注：本报价不包括中水回用管道部分所需费用。