安陽某除鹽水站設計實例

盧正輝

摘? 要：安陽某聚酯新材料除鹽水站設計處理水量80m3/h，設計選用“多介質過濾+超濾+反滲透+混床”工藝，文章詳細介紹了其工藝設計、設備配置及系統(tǒng)運行。該項目目前已建成并穩(wěn)定運行多年，滿足設計要求。

關鍵詞：除鹽水站;多介質過濾器;超濾;反滲透;混床

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0086-03

Abstract： The designed treatment water volume of an polyester new material desalination station in Anyang is 80m3/h. The process of "multi-media filtration + ultrafiltration + reverse osmosis + mixed bed" was selected in the design. In this paper， process design and equipment configuration and system operation were introduced in detail. The project has been completed and operated steadily for many years， thus meeting the design requirements.

Keywords： desalination station; multi-media filter; ultrafiltration; reverse osmosis; mixed bed

1 工程概況

為滿足安陽某聚酯新材料項目的生產運行，新建除鹽水站。除鹽水站原水來自廠區(qū)一次水站的生產水。設計原水處理量80m3/h，反滲透淡水產量≥54m3/h，反滲透淡水中21m3/h的水去生產精制脫鹽水，剩余部分補充生產系統(tǒng)循環(huán)水。該除鹽水站已于2014年建成并投產運行，原水經過本系統(tǒng)處理后穩(wěn)定達到生產水質要求。

2 工藝設計[1]

2.1 進水水質指標

進水水質全分析如表1。

2.2 設計出水要求

原水經過處理后滿足生產廠區(qū)循環(huán)水補水標準和廠區(qū)精制脫鹽水用水標準。設計反滲透出水補充循環(huán)水，主要指標：TDS≤50mg/L、濁度≤0.5mg/L。

設計精制脫鹽水回用廠區(qū)生產系統(tǒng)，主要指標：電導率≤5？滋s/cm（25℃），二氧化硅（SiO2）≤0.1mg/L。

2.3 工藝流程

設計該水質的處理工藝流程如圖1。

2.4 工藝說明

原水首先進入板式換熱器進行加熱，確保反滲透裝置在冬季水溫較低時，出水及脫鹽率不受影響，經過板式換熱器加熱后的出水去往多介質過濾器。

經過板式換熱器加熱后的原水進入管道混合器，在管道混合器中加入混凝劑，使水中的懸浮物、膠體、有機物及微生物等混凝成大顆粒。經過管道混合器加藥后的原水進入裝填有不同級配石英砂、無煙煤的多介質過濾器進行過濾。

多介質過濾器出水進入濾后水箱，臨時儲存出水。濾后水箱的水用泵提升進入自清洗過濾器，在自清洗過濾器內去除原水中的顆粒性雜質、鐵銹和懸浮物，保證超濾系統(tǒng)的進水安全。

經過自清洗過濾器過濾后的水進入中空纖維超濾系統(tǒng)，在超濾系統(tǒng)中分離水中的色度、懸浮物、有機物、膠體、細菌及大多數(shù)的病毒，經超濾系統(tǒng)處理后的出水濁度≤0.2NTU、SDI≤3，滿足反滲透的進水水質要求。超濾系統(tǒng)反洗時通入壓縮空氣及化學清洗液。

超濾系統(tǒng)的產水進入超濾水箱儲存。超濾水箱的出水去往管道混合器，在管道混合器中加入非氧化性殺菌劑、阻垢劑及還原劑，防止后續(xù)反滲透膜系統(tǒng)滋生細菌、結垢及消耗掉原水中殘存的余氯。加過藥后的超濾產水經泵提升進入保安過濾器，在保安過濾器內部去除預處理系統(tǒng)中未能完全去除及新產生的懸浮顆粒，防止其進入后續(xù)高壓泵及反滲透系統(tǒng)。經過保安過濾器的超濾產水進入反滲透系統(tǒng)，去除水中的鈉、氯、鈣、鎂等離子。

反滲透系統(tǒng)的淡水經脫碳器處理去除水中的二氧化碳后進入中間水池。反滲透系統(tǒng)濃水進入濃水箱，作為多介質過濾器的反洗水。

中間水池出水部分進入后續(xù)的混床樹脂系統(tǒng)進一步去除水中的陰陽離子，生產精制脫鹽水用于生產，其余部分補充廠區(qū)循環(huán)水站用水。

3 工程設計[2]

系統(tǒng)設置多介質過濾器及混床樹脂系統(tǒng)各2套，一用一備;其余系統(tǒng)各設置1套。設計多介質過濾器進水80m3/h，產水量79m3/h，水回收率99%;設計自清洗過濾器產水量78m3/h，水回收率99%;設計超濾系統(tǒng)產水量72m3/h，水回收率92%;設計反滲透系統(tǒng)淡水產量54m3/h，水回收率75%;設計混床樹脂系統(tǒng)產水量21m3/h，水回收率99%。

3.1 板式換熱器

為使RO裝置在冬季水溫較低時，正常出水量和脫鹽率不受影響，設置板式換熱器1臺。板式換熱器進水80m3/h，換熱面積F=18.7m2，表面加熱方式，殼體碳鋼材質，換熱板304材質，配套恒溫控制系統(tǒng)。

3.2 多介質過濾器

多介質過濾器主要去除原水中的顆粒物，降低原水濁度，保證反滲透進水污染指數(shù)的達標。正常運行時，原水從過濾器頂部進入，從過濾器底部流出。多介質過濾器需定期進行反洗，以去除積附在填料表面的懸浮物及雜質。反洗時，反洗水從底部進入，從頂部排出。主要技術參數(shù)如表2。

多介質過濾器直徑3224mm，總高4700mm，數(shù)量2臺，一用一備。配套反洗水泵2臺，一用一備，流量360m3/h，揚程26m，功率N=45kW，材質鑄鐵;配套一箱兩泵PAC加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量50L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW;配套一箱兩泵殺菌劑加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量50L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW。

3.3 自清洗過濾器

自清洗過濾為精密過濾，能根據(jù)壓差或累積處理水量自動進行反洗，使之恢復原有性能。反洗結束后，過濾器自動轉換到過濾狀態(tài)，繼續(xù)正常運行。

自清洗過濾器設計處理水量79m3/h，殼體碳鋼材質，濾網316L不銹鋼材質，數(shù)量1臺。正常運行時水流從下部進入，側邊流出。主要技術參數(shù)如表3：

3.4 超濾系統(tǒng)

超濾系統(tǒng)主要包括超濾主體設備、反洗系統(tǒng)及化學清洗系統(tǒng)等。設計超濾系統(tǒng)處理水量78m3/h，超濾膜PVDF材質。主要設計參數(shù)如表4：

配套反洗水泵2臺，一用一備，流量240m3/h，揚程30m，功率N=30kW，304材質;配套一箱兩泵酸加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量120L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW;配套一箱兩泵堿加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量120L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW;配套5m3碳鋼襯膠清洗水箱1臺，清洗水箱側裝功率30kW電加熱器1臺;配套直徑500mm清洗過濾器1臺，304材質;配套清洗水泵2臺，一用一備，流量85m3/h，揚程50m，功率N=22kW，304材質;配套超濾產水泵2臺，一用一備，流量72m3/h，揚程30m，功率N=11kW，304材質。

超濾系統(tǒng)的跨膜壓差<0.05MPa時，超濾系統(tǒng)正常產水，當跨膜壓差≥0.05MPa時反洗泵自動啟動，當正常反洗無法降低跨膜壓差時，需進行化學清洗。

3.5 反滲透系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)主要去除水中的鹽離子、溶解性硅及有機物等。反滲透系統(tǒng)設計產水量≥54m3/h，一級兩段，回收率75%，第一年脫鹽率≥98%，三年后脫鹽率≥95%，反滲透系統(tǒng)淡水PH=5～6，濃水PH=7.5～8.2，出水COD≤0.5mg/L。

反滲透膜元件數(shù)量78支，芳香簇聚酰胺材質，陶氏BW30-400FR型號;膜殼13支，F(xiàn)RP材質，6支裝。配套直徑500mm保安過濾器1臺，過濾精度5um，304材質;配套反滲透進水高壓泵1臺，流量90m3/h，揚程135m，功率55kW;配套一箱兩泵阻垢劑加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量10L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW;配套一箱兩泵還原劑加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，攪拌機功率0.75kW，計量泵流量10L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW;配套一箱兩泵非氧化性殺菌劑加藥裝置1套，加藥桶容積1.0m3，計量泵流量120L/h，揚程1.0MPa，功率0.25kW。

3.6 除碳系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)產水中有部分溶解性的CO2無法去除，需要經過除碳器去除以減輕后續(xù)混床樹脂的負荷。除碳器內裝填料，增大氣液接觸面積，反滲透系統(tǒng)產水從除碳器頂部進入，從除碳器底部排除，機械鼓風機曝氣從除碳器底部進入，形成逆流，加大氣水的擾動。主要設計參數(shù)如表5：

除碳器直徑1100mm，高度4500mm，內裝直徑38mm、PP材質的多面空心球填料。配套機械鼓風機1臺，風量2000m3/h，風壓1700～2580Pa，功率4kW。

3.7 混床

混床主要去除在反滲透系統(tǒng)中沒有被完全攔截的陽離子及陰離子。陽離子主要包括鈉離子、鈣離子、鎂離子及銅離子等金屬離子，陰離子主要包括硫酸根離子、碳酸根離子及硝酸根離子等非金屬離子。反滲透淡水流經混床樹脂時，水中的陽離子及陰離子分別跟混床內陽樹脂的氫離子及陰樹脂的氫氧根離子發(fā)生置換反應。置換后的氫離子及氫氧根離子結合成水分子，實現(xiàn)了反滲透淡水中剩余無機鹽的脫除，生產精制脫鹽水。

正常運行時反滲透出水從混床上部進入，依次經過陽樹脂及陰樹脂后從底部排除。當樹脂失效后分別用鹽酸及氫氧化鈉藥劑對樹脂進行再生。主要設計參數(shù)如表6。

混床樹脂反應器直徑820mm，數(shù)量2臺，一用一備。配套樹脂捕捉器1臺，直徑325mm，高度920mm，過濾精度0.2mm，濾元316L材質，工作壓力0.6MPa。配套酸再生系統(tǒng)1套，堿再生系統(tǒng)1套。

4 結束語

安陽某聚酯新材料除鹽水站已于2014年建成并投產運行，系統(tǒng)出水各項指標滿足設計要求。本文對該項目的工藝流程、各單元的設計數(shù)據(jù)及設備配置等進行了描述，以期為本行業(yè)從業(yè)人員后續(xù)的設計提供參考[3]。

參考文獻：

[1]李峰.煤化工中水系統(tǒng)工程設計[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（9）：6-8.

[2]華東建筑設計研究院有限公司.給水排水設計手冊（第4冊） 工業(yè)給水處理第二版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]鈕榮.某1000MW超超臨界機組全膜法鍋爐補給水處理工藝設計實例[J].工業(yè)給排水，2015，41（11）：49-53.