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昆明脫鹽水設(shè)備反滲透+混床工藝設(shè)計計算書，根據(jù)脫鹽水設(shè)備產(chǎn)水水量設(shè)計，計算反滲透設(shè)備預(yù)處理過濾器設(shè)計及反滲透膜設(shè)計選擇以及混床設(shè)計計算等，完全按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計算。

1)原水罐

   原水罐設(shè)計停留時間不小于1小時,有效容積不小于300m3

2)原水泵

   原水泵應(yīng)滿足五臺過介質(zhì)過濾器同時運行流量及四臺過濾器運行,另一臺過濾器正洗的兩種工藝狀態(tài),五臺過濾器同時運行時進(jìn)水流量為:270t/h, 四臺過濾器運行,另一臺過濾器正洗時進(jìn)水流量為:350t/h。

    原水泵選用KQW200/345-55/4,流量270-350t/h,揚程:38-36m,功率:55KW,在系統(tǒng)中選用二臺,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,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)為過熱蒸汽,最大進(jìn)出水溫差按25℃計,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,實所需氣量:13.4t/h。

每小時所需的蒸汽容積: 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,進(jìn)汽母管需選用:φ133×4。

4)PAC加藥裝置

對凈化后的河水凝聚劑加藥裝置設(shè)計加藥量為:3PPm,前級系統(tǒng)運行進(jìn)水量為:270t/h,當(dāng)一臺過濾器正洗時進(jìn)水量為350t/h。

運行時PAC加藥量為:270t/h×3PPm÷1000=0.81kg/h。

當(dāng)一臺過濾器正洗時PAC加藥量為:350t/h×3PPm÷1000=1.05kg/h。

配制藥劑濃度為10%,運行時計量泵實際加藥量為8.1L/h,當(dāng)某臺過濾器正洗時加藥量為:10.5L/h。

選用加藥裝置2泵1箱型,計量泵1用1備。

攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱1只,有效容積為0.4m3,配套計量泵C726型,流量:15.1L/h,揚程:6.9bar,電機(jī)功率:44W,加藥泵采用自動加藥,根據(jù)進(jìn)水流量信號自動調(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)計有效氯加藥量為1PPm,前級系統(tǒng)運行進(jìn)水量為:270t/h,當(dāng)一臺過濾器正洗時進(jìn)水量為350t/h。

運行時次氯酸鈉加藥量為:270t/h×1PPm÷1000=0.27kg/h(有效氯)。

當(dāng)一臺過濾器正洗時次氯酸鈉加藥量為:350t/h×1PPm÷1000=0.35kg/h(有效氯)。

有效氯濃度為4%,運行時計量泵實際加藥量為6.75L/h, 當(dāng)一臺過濾器正洗時計量泵實際加藥量為8.75L/h。

配套攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱配套1只,有效容積為0.4m3,配套計量泵B126,2臺,流量:9.5L/h,揚程:6.9bar,電機(jī)功率:29W。

6)管式混合器

管式混合器設(shè)計流量為270-400t/h,設(shè)計流速為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)過濾器

設(shè)計流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺設(shè)計產(chǎn)水量:56-70t/h。

多介質(zhì)過濾器在系統(tǒng)中配制5套,同時運行,分別反洗。

a多介質(zhì)過濾器運行周期的計算:

截污容量:0.75kg/m3濾料(單臺濾料裝填高度1200mm,單臺濾料容積:8.4m3)

進(jìn)水懸浮物按5mg/L計,出水懸浮物按0.5mg/L計。

單臺過濾器過濾周期:1000×0.75Kg/m3×8.4m3÷(5mg/L-0.5mg/L)÷56t/h

=25小時。

b 多介質(zhì)過濾器的正洗耗水量的計算(正洗水利用前級水):

單臺過濾器正洗強(qiáng)度為:70t/h(正洗流速按10m/h計),一次正洗時間為10min

過濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸

過濾器的自耗水率11.6噸÷(25×56)=0.8%

c多介質(zhì)過濾器的反洗耗水量的計算(反洗水利用濃水):

單臺過濾器洗強(qiáng)度為:302t/h(反洗流速按43.2m/h計),一次反洗時間為10min

過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)過濾器氣反洗壓縮空氣耗量:

多介質(zhì)過濾器的氣反洗強(qiáng)度為:20L/m2.S,過濾器過濾截面積:7m2,反洗氣量:7×20×3.6÷60=8.4m3/min。

8)活性碳過濾器

設(shè)計流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺設(shè)計產(chǎn)水量:56-70t/h。

活性碳過濾器在系統(tǒng)中配制5套,同時運行,分別反洗。

A活性碳過濾器的正洗耗水量的計算(正洗水利用前級水):

單臺過濾器正洗強(qiáng)度為:70t/h(正洗流速按10m/h),一次正洗時間為10min,每48小時進(jìn)行一次反洗及正洗。

過濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸

過濾器的自耗水率11.6噸÷(48×56)=0.4%

B活性碳過濾器的反洗耗水量的計算(反洗水利用反滲透濃水):

單臺過濾器洗強(qiáng)度為:202t/h(反洗流速按28.8m/h計),一次反洗時間為10min

過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)滿足單臺過濾器一次反洗耗水量。

  通過以上計算,單臺多介質(zhì)過濾器一次反洗耗水量為:50.3噸，活性碳過濾器一次反洗耗水量為:33.7噸。

實際選用濃水池容積:100m3

10)過濾器反洗水泵

   反洗水泵應(yīng)滿足單臺過濾器的反洗流量:選用反洗水泵為: KQW200/250-30/4,流量:320t/h,揚程:21m,電機(jī)功率:30.0KW,反洗水泵在系統(tǒng)中設(shè)1臺。

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,對反滲透系統(tǒng)定期殺菌。

加藥箱按5天儲藥量計,藥液攪拌箱1只,有效容積為0.2m3,配套計量泵GM0050型,流量:50L/h,揚程: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PWT計算軟件計算,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%,計量泵實際加藥量為9.45L/h。

選用加藥裝置2泵2箱型,計量泵1用1備。

攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱2只,有效容積為0.5m3,配套計量泵C726型,流量:17L/h,揚程:6.9bar,電機(jī)功率:44W,根據(jù)反滲透進(jìn)水流量自動加藥計量泵的加藥量。

14)保安過濾器

   保安過濾器在系統(tǒng)中配套2臺,同時使用,單臺產(chǎn)水量為:135t/h,選用大通量濾元,單支產(chǎn)水量達(dá)45-70t/h,單臺選用3支大通量濾元,選用保安過濾器規(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

   采用美國海德能公司(或美國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:PWT100-65-315S,Q=135t/h,H=140m,

N=90KW。

   在系統(tǒng)中選用2臺,同時運行。

16)反滲透裝置

  詳見水質(zhì)計算書

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分段進(jìn)行清洗,清洗水管道為DN125,按30米長度計。

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、藥液過濾器:

藥液過濾器為: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

藥液過濾器容積: V2=0.15m3

清洗管道容積: V3=0.38m3

合計總?cè)莘e:V=V1+V2+V3=2.79m3

要求清洗水箱為1.2V=3.34m3,實際選用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, 每箱藥液加熱時間T=2小時。

   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)計選用φ2200除二氧化碳器1套，單臺設(shè)計產(chǎn)水量為202t/h，設(shè)計淋水密度50-60L/m2.h,設(shè)計出水二氧化碳含量為:3mg/L。

設(shè)計水溫為25℃時,采用φ50多面空心球填料層高:2000mm。

20)中間水池

中間水池設(shè)計停留時間為20min,中間水池實際選用75m3

中間水池為鋼砼結(jié)構(gòu)。

21)中間水泵

中間水泵設(shè)計提升水量為:202t/h,在系統(tǒng)中選用二臺,一用一備。

中間水泵選用流量:210t/h,揚程: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）=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，一用一備，設(shè)計流速42m/h,單臺產(chǎn)水量:202t/h。

選用陽樹脂:001×7MB

陽樹脂裝填高度:500mm

陽樹脂工作交換容量:500mg-N/L。

選用陰樹脂: 201×7MB

陰樹脂裝填高度:1000mm

陰樹脂工作交換容量: 250mg-N/L。

單臺裝填陽樹脂數(shù)量:2.45m3

單臺裝填陰樹脂數(shù)量: 4.9m3

陽樹脂酸耗量:75kg（100%HCl）/m3陽樹脂

陰樹脂堿耗量:70kg（100%NaOH）/m3陰樹脂

A、混床周期:

T陽=T陰=4.9×250÷0.1÷202=60(小時)

b混床酸堿計量箱:

混床陽樹脂一次再生用30%酸耗:

2.25×75÷30%=563Kg

Vr=750÷1.149=489升(30%鹽酸密度為1.149g/cm3)

c混床酸計量箱:1.2×Vr=600升

實際選用混床酸計量箱為:1100升

d混床陰樹脂一次再生用30%堿耗:

4.9×70÷30%=1143Kg

Vr=1400÷1.37=834升(30%堿液密度為1.37g/cm3)

e混床堿計量箱:1.2×Vr=1002升

實際選用混床堿計量箱為:1100升

混床再生水耗量:

混床再生水耗量按樹脂體積的8倍計,單床一次再生耗量:59m3

混床實際水耗量:59÷60÷202=0.5%(在工藝中按1%計)

混床產(chǎn)水周期-----------------60小時

混床產(chǎn)水量------------------202t/h

23)除鹽水池

除鹽水池設(shè)計按3小時的儲存水量進(jìn)行設(shè)計,有效容積為600m3。

24)除鹽水泵

除鹽水泵在系統(tǒng)中采用2臺,一用一備,型號為: KQWH150-400,流量:200t/h,H=50m,

N=45KW。

25)酸堿噴射器流量的計算:

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)滿足混床陽陰樹脂同時再生時的壓力水流量。

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,一用一備。

27)酸貯槽

   酸貯槽應(yīng)滿足系統(tǒng)15天的儲備酸量,

混合離子交換器選用共2臺，一用一備,運行周期60小時(運行周期約2.5天)

混床陽樹脂每周期再生用30%酸耗0.489m3

   系統(tǒng)15天內(nèi)酸耗量:15×0.489÷2.5=2.94m3

實際選用酸貯槽:V=10m3,可滿足50天的酸液儲備量。

28)堿貯槽

堿貯槽應(yīng)滿足系統(tǒng)15天的儲備堿量。

混合離子交換器選用共2臺，一用一備,運行周期60小時(約2.5天)

混床陰樹脂每周期再生用30%堿液1.02m3

  系統(tǒng)15天內(nèi)堿耗量:15×1.02÷2.5=6.12m3

實際選用堿貯槽V=10m3,可滿足24天的堿液儲備量。

29)卸酸泵

   卸酸泵的卸酸量按0.75小時注滿1臺貯槽計

   選用卸酸泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚程:20m, 電機(jī)功率:3.0KW

30)卸堿泵

  卸堿的卸酸量按0.75小時注滿堿貯槽計

  選用卸堿泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚程: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自于過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脂體積的8倍計,單臺混床裝填樹脂量為:7.35m3,一次再生酸堿廢水量為:59m3,實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小時循環(huán)一次酸堿廢液計,中和池循環(huán)泵選用80YW40-15-4,流量:48t/h,揚程:13m,電機(jī)功率:4KW,在系統(tǒng)中選用二臺,一用一備。

34)加氨系統(tǒng)

   除鹽水加氨量按1ppm計,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),選用計量泵:GM0025,流量25L/h,揚程:1.0MPa,電機(jī)功率:0.25KW,在系統(tǒng)中采用二臺,一用一備,采用變頻加藥

  加氨計量箱在系統(tǒng)中選用二只,單只容積0.5m3,按24小時的儲藥量計。

35)樹脂捕捉器

   在每臺混床出水管上均1臺樹脂捕捉器,過濾精度為0.2mm,共2套

36)工藝用壓縮空氣量及空氣儲罐的容量:

a、混床用氣量

混床樹脂混合氣耗量為2.5-3m3/m2.min,混床截面積為4.9m2,氣混合時間按2min計,進(jìn)氣壓力減壓至0.15MPa,工作壓力:0.8MPa。

單臺混床樹脂混合耗氣量: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)過濾器用氣量

   多介質(zhì)過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空氣儲罐的選擇

系統(tǒng)中各用氣設(shè)備叉開進(jìn)行,系統(tǒng)瞬時最大耗氣量為: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),要求壓縮空氣儲罐容量滿足系統(tǒng)最大瞬時供氣量:選用空氣儲罐:10m3容量的1套,設(shè)計壓力為0.8MPa。

F進(jìn)氣管線的選擇

空氣儲罐進(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。

空氣儲罐進(jìn)氣管規(guī)格為:DN50, 空氣儲罐供氣需減壓至0.15MPa。