水處理設(shè)計手冊

1、水處理技術(shù)手冊（內(nèi)部資料，務(wù)需外傳 ）編輯：郭新 程嬌審核：陳憲平 羅紅亮東營禹龍水務(wù)有限公司貳零零三年十一月一. 常用管道的允許流速 二. 流速、流量與管道直徑的關(guān)系 三. 原水箱設(shè)計規(guī)則四管道與流量的關(guān)系參考數(shù)據(jù)表 五. 管道內(nèi)外徑的關(guān)系六. 原水泵設(shè)計規(guī)則七. 絮凝劑、助凝劑加藥設(shè)計規(guī)則（可參照exsell表格）八. 機(jī)械過濾器設(shè)計規(guī)則九. 活性炭過濾器設(shè)計參數(shù)十.反洗水泵設(shè)計規(guī)則十一.羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇十二.5um精密過濾器的參考數(shù)據(jù)十三.阻垢加藥的設(shè)計十四反滲透系統(tǒng)的設(shè)計十五反滲透清洗系統(tǒng)的選擇十六 中間水箱的有效容量設(shè)計規(guī)則 十七.鼓風(fēng)填料式除碳器的設(shè)計 十八混床的運(yùn)行設(shè)計及再生工藝

2、過程技術(shù)數(shù)據(jù) 十九.混床再生周期及耗酸堿量的計算二十.各類交換床常用運(yùn)行流速二十一 樹脂再生周期及耗鹽量的計算二十二過濾器濾料填充計算公式及參考數(shù)據(jù) 二十三 無油空壓機(jī)的選擇二十四 換熱器的設(shè)計原理二十五.超濾系統(tǒng) 二十六. EDl裝置常用管道的允許流速介質(zhì)管道種類允許流速（M/S ）鹽溶液1 2.4污水壓力管0.9濃酸0.5 1稀酸1 2濃堿液0.5 1稀堿液1 2水離心泵進(jìn)水管0.5 1離心泵出水管及壓力水管2 3虹吸管0.8 1流速、流量與管道直徑的關(guān)系Q = D 毘）2 V 3600Q流量（單位：m3h）D管道直徑（單位：m）V水流速（單位：ms）3600單位換算系數(shù)（單位：sh）原水

3、箱設(shè)計規(guī)則1. 預(yù)處理采用全自動表頭出力為1噸及1噸以下系統(tǒng)可按預(yù)處理每小時處理量的80%100%;出力為1噸以上系統(tǒng)可按預(yù)處理每小時處理量的 50%80%;2. 預(yù)處理不采用全自動表頭，且反沖從原水箱抽水 ；原水箱可按照預(yù)處理每小時處理量 12倍選型；3. 預(yù)處理不采用全自動表頭，且反沖不從原水箱抽水；原水箱可按照預(yù)處理每小時處理量的 50%100%;4. 對于大型設(shè)備，修筑原水池時，原水池的容量一般按原水2個小時處理量來選四. 管道與流量的關(guān)系參考數(shù)據(jù)表D=mmV=msQ=T/ H0.511.522.533.54150.30.641.01.271.591.912.22.5200.61.13

4、1.72.262.833.394.04.5250.91.772.63.534.425.306.27.1321.42.894.35.797.248.6810.111.6402.34.526.89.0411.3113.5615.818.1503.57.0710.614.1317.6721.2024.728.3656.011.9417.923.8829.8635.8241.847.8809.018.0927.136.1745.2454.2663.372.310014.128.2642.456.5270.6984.7898.9113.012522.144.1666.288.31110.45132.47

5、154.5176.615031.863.5995.4127.17159.04190.76222.5254.320056.5113.04169.6226.08282.74339.12395.6452.222571.5143.07214.6286.13357.85429.20500.7572.325088.3176.63264.9353.25441.79529.88618.2706.5300127.2254.34381.5508.68635.9763.02890.21017.4350173.1346.2519.3692.4865.51038.61211.61384.7400226.1452.267

6、8.2904.31130.41356.51582.61808.6五. 管道內(nèi)外徑的關(guān)系管材通經(jīng)英寸值PVC管外徑不銹鋼外徑管材通經(jīng)英寸值PVC管外徑不銹鋼外徑DN151/22018DN1004 110108DN20 3/42525DN125J 5140133DN2513232DN1506 160159DN321+1/4 4038DN2008 200219DN401+1/2 5045DN250-10250273DN5026357DN30012 315325DN652+1/2 7576DN35014 355377DN8039089DN40016400425六. 原水泵設(shè)計規(guī)則1. 如果客戶使用原水

7、箱原水泵揚(yáng)程范圍為：30 50 m;流量就高不就低；超出量不超過 20%;2. 如果客戶不使用原水箱若原水供水水壓滿足 3 5kg 的壓力可不設(shè)原水加壓泵；若原水供水水壓低于 2kg 則必須設(shè)置加壓泵，使后續(xù)設(shè)備的供水壓力達(dá)到35kg；3. 泵的操作臺數(shù)： 在不設(shè)變頻器的情況下，需要連續(xù)運(yùn)行的水泵一般一用一備，但供水量超過150T/H 以上時，可設(shè)兩用一備或三用一備，尤其在作電廠項目時，一定要考慮備 用；七. 絮凝劑、助凝劑加藥設(shè)計規(guī)則(可參照 exsell 表格)1.常用絮凝劑有：硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC)、硫酸亞鐵、氯化鐵、聚合鐵(PFS)O在目前的水處理設(shè)計中，各種混凝劑的加藥量可參考

8、數(shù)據(jù)如下：硫酸亞鐵 40 1 00mg/L; 三氯化鐵 2560mg/L ；硫酸鋁 35 80 mg/L;聚合鋁 5 10 mg/L。 實際運(yùn)行中還要進(jìn)行混凝試驗后予以確認(rèn)。常用助凝劑有：用于調(diào)節(jié)PH值的石灰(CaO)或純堿(Na2CO3);作為氧化劑的氯(Cl2)或漂白粉(CaoeI2);作為絮凝物加固劑的水玻璃(Na2O xSi2 yH2);用作高分子吸附劑 的聚丙烯酰氨(PAM)等。一般來說，陽離子型適用于 PH 較低的水質(zhì)，陰離子型適用于 PH 較高的水質(zhì)，非 離子型受 PH 影響很小; PAM 有一定的毒性，飲用水中單體丙烯酰胺的最高允許濃度為 0.25ugL;它不能提高除鐵和除有機(jī)

9、物的效果。電廠項目中，通常選用聚丙烯酰氨(PAM)作助凝劑，其加藥濃度為1 3ppm,配比濃度為 0.1%-0.5%。實際運(yùn)行中還要進(jìn)行混凝試驗后予以確認(rèn)八. 機(jī)械過濾器設(shè)計規(guī)則A過濾器的濾速過濾器的形式濾速（m/h ）混凝澄清直流混凝正常濾速強(qiáng)制濾速細(xì)砂過濾6 8單層濾料單流8 1010 146 10雙流15 18雙層濾料10 1414 18三層濾料18 2020 25B過濾器濾料級配及反洗強(qiáng)度表項目過濾器型式濾料反洗強(qiáng)度 UM 2.S種類粒徑mm層高mm水反洗空氣擦洗空氣水重 力 式 濾 池單層濾料無煙煤0.81.570010石英砂0.51.270015大理石0.51.270015雙 層

10、濾 料普通快濾池?zé)o煙煤石英砂0.81.80.51.240050040050013 1610 151010接觸濾池?zé)o煙煤石英砂1.21.80.51.040060040060015 17一一壓 力 式 濾 器細(xì)砂過濾石英砂0.3-0.560080010 1227 33單層濾料石英砂0.51.2120012 1520無煙煤0.51.2120010 1210雙層濾料石英砂0.51.280013 1610 158 10無煙煤0.81.8400注：1表中所列為反洗水溫 20度的數(shù)據(jù)，水溫每增減 1度，反洗強(qiáng)度相應(yīng)增減1%2反洗時間根據(jù)過濾器（池）的形式和預(yù)處理方式而定，一般5 10min。3重力式過濾器是

11、水流對大氣敞開，它流經(jīng)濾料是靠其自身重力來完成的；4壓力式過濾器是水流在壓力作用下，流經(jīng)裝在壓力容器內(nèi)的濾料，并以比進(jìn)水壓力稍低的壓力流岀壓力 容器。C過濾器的罐體直徑計算公式:R = SQR Q / （ V ） SQR 開平方R 過濾器半徑（單位： m）Q 設(shè)備處理水量（單位： m3/h）V 設(shè)計流速（單位：mh,通常按V=8mh計算）九. 活性炭過濾器設(shè)計參數(shù)活性炭床的水流速度 V= 5 15mh ,一般不大于15mh ;活性炭床的層高H = 1000 200Omm ,般不低于100Omm ；濾料：當(dāng)處理飲用水時多采用木質(zhì)碳,如椰殼碳、桔殼碳、山核桃碳等；當(dāng)處理 工業(yè)水時多采用煤質(zhì)碳,粒徑

12、一般為 2 3mm ；反洗方式：采用空氣和水聯(lián)合反洗，反洗強(qiáng)度為0.5m3（卅.S）,反洗時間為10 15min （或反洗流速20 30mh ,反洗時間4 10min , 3 6d反洗一次），濾層膨脹率 為 30 50）。使用壽命一般為 2 3 年,飽和碳去再生或更換,目前有的廠每年更換 50。 罐體直徑計算公式同機(jī)械過濾器的計算公式。十. 反洗水泵設(shè)計規(guī)則 反沖水泵的流量的確定主要需考慮過濾器截面積和反洗強(qiáng)度兩個因素,原則上在沒 有空氣擦洗時，流量較大，若設(shè)置了羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣擦洗，則反洗流量會縮小1/3,具體計算公式如下：Q = K S3.6Q 流量（單位： m3h）K 濾料的反洗強(qiáng)度（單

13、位：Lm2s）S 罐體截面積 （單位： m2）33.6比例常數(shù)（單位：s/h m /L）反洗時間一般為 510min。 反洗水泵的臺數(shù)一般的情況下，一臺即可，但是在罐體數(shù)量較多、反洗頻率又大 時，建議備用一臺。十一 . 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇主要取決于排出壓力及風(fēng)量。過濾器的氣洗壓力一般為5070Kpa;氣洗強(qiáng)度參照濾料的反洗強(qiáng)度。 風(fēng)量的計算公式為：Q = K S10-3 60Q流量（單位：m3min）2K 反洗強(qiáng)度（單位：L/m s）（參見表一）S罐體截面積（單位：m2）60 單位換算系數(shù) （單位： s/min）10-3 單位換算系數(shù) （單位： m3/L）十二 . 5um 精密過

14、濾器的參考數(shù)據(jù)1. 250mm 長濾芯 每根濾芯可過 0.5噸/小時；2. 500mm長濾芯每根濾芯可過1.0噸/小時；3. 1000mm長濾芯每根濾芯可過1.5-2噸/小時。十三 . 阻垢加藥的設(shè)計清力公司的阻垢劑PTP-0100,加藥量一般為2-4PPm,可根據(jù)原水水質(zhì)報告，在設(shè)計軟件上計算出加藥量，實際添加量一般在設(shè)計值上加0.5-1ppm。可按下公式計算加藥箱中應(yīng)加入濃縮液的體積：U = （ Q aV ） （ 8000P濃 ）U 應(yīng)加入濃縮液的體積 （單位： L）Q 反滲透給水流量， （單位： m3/h）a 加藥劑量 （ 單位： ppm，g/T）V 加藥箱有效容積 （單位： L）P 阻

15、垢劑濃縮液密度（單位：KgL）（ P濃=1.45,標(biāo)=1.08）X 加藥計量泵實際工作出力 （單位： L/h）1000 單位換算系數(shù) （單位： gKg）8 濃縮倍數(shù)十四 . 反滲透系統(tǒng)的設(shè)計反滲透系統(tǒng)因為投資較高,一般不考慮備用, 但是針對 50TH 以上的系統(tǒng)一般設(shè)計 為 23 套獨立的裝置,出水總量滿足供水即可。系統(tǒng)的回收率為 75,脫鹽率按選用膜元件的性能確定,濃水原則上應(yīng)該無壓力排 放,但為了降低運(yùn)行費(fèi)用,我司建議將濃水收集至反洗水箱,用來反洗機(jī)械過濾器,反 洗水箱容量的確定看具體系統(tǒng)的大小,滿足過濾器的1 -2次用量即可。膜元件的選擇以膜供應(yīng)廠家提供的選型原則為準(zhǔn),在進(jìn)行軟件模擬后確

16、定。高壓泵的選擇要考慮 3 年后的增壓,故要在軟件模擬數(shù)據(jù)之上加 23kg。十五 . 反滲透清洗系統(tǒng)的選擇1. 清洗泵的選擇清洗泵的大小根據(jù)下表的流量和壓力再加上管路和濾芯的壓力損失來選擇,水泵的材質(zhì)必須是 316 不銹鋼或非金屬聚酯復(fù)合材料在高流量循環(huán)期間每支壓力容器推薦清洗流量清洗壓力元件直徑(in)每支壓力容器的流量值PSigbargpmm3h20601.54.02.5350.71.220601.54.048101.82.320601.54.0616203.64.520601.54.0830406.09.120601.54.0835458.010.22清洗藥箱的選擇混合循環(huán)清洗水箱可以是

17、聚丙烯或玻璃鋼 (FRP),清洗水箱應(yīng)有蓋子和溫度表計，提 高清洗溫度有利于提高清洗效率。一個確定清洗箱大小的大致原則是將空的壓力容器的體積加上清洗液循環(huán)管路的體 積而得。3.清洗過濾器的選擇清洗系統(tǒng)的過濾器安裝在清洗水泵的出口，為一次性使用，使用周期為34個月,故清洗過濾器的出水量可比正常出水量高 2 3倍，單支過濾芯的出水量可比保安過濾器 的濾芯出水量增加一倍，過濾器的規(guī)格按裝填濾芯數(shù)量選擇。濾芯出水量選型表格如下：250mm長濾芯每根濾芯可過水1噸/小時；500mm長濾芯每根濾芯可過水 2噸/小時；1000mm長濾芯每根濾芯可過水 4噸/小時。十六.中間水箱的有效容量設(shè)計規(guī)則對單元制系統(tǒng)

18、，應(yīng)為每套水處理設(shè)備出力的2 5min貯水量，且最小不應(yīng)少于2M3;對于母管制系統(tǒng)，總有效容量應(yīng)為水處理設(shè)備出力的15 30min的貯水量十七.鼓風(fēng)填料式除碳器的設(shè)計A 鼓風(fēng)填料式除碳器的直徑根據(jù)設(shè)計處理水量由下表確定:設(shè)備直徑mm3處理水量m /h空氣耗量m3h60016.833650480030.0600900100046.89361404110056.411281692125073.214642196140091.8183627541600120.0240036001800151.8303645542000187.2374456162200226.8453668042500293.458

19、6888022800367.87356110343200480.6961214418技術(shù)條件淋水密度：60 m3m2.h;填料：D25*25*3mm拉希瓷環(huán)； 進(jìn)水碳酸硬度：7.5mmolL ;出水殘余 CO27MB 600mm，201 7MB 1200mm ；再生工藝過程技術(shù)數(shù)據(jù)：再生工藝過程技術(shù)數(shù)據(jù)操作步驟工藝參數(shù)兩步法同時法小反洗流速m/h時間min終占,八、10 1515 20樹脂分層明顯10 1515 20樹脂分層明顯再生陽樹脂再生進(jìn)酸流速m/h 進(jìn)酸濃度用酸量kg 頂壓水流速m/h時間min52 3#5視進(jìn)酸情況定52 3#陰樹脂再生進(jìn)堿流速m/h 進(jìn)堿濃度用堿量kg 托堿水流速m

20、/h時間min51 1.5#5視進(jìn)堿情況定51 1.5#對流情況頂壓水流速m/h托堿水流速m/h5555終占,八、硬度 OumolLHSiO 3 50ugL硬度 0umol/LHSiO 3 50ug/L混脂風(fēng)壓MPa 時間minM量 m3m2.min終占,八、0.1 0.53 52.3混脂均勻0.1 0.53 52.3混脂均勻正洗流速m/h時間min10 155 1010 155 10終占,八、HSiO 3 20L電導(dǎo)率 0.2uscm運(yùn)行流速m/h40 60終點指標(biāo)硬度 0umolLHsiO 3 20L電導(dǎo)率350mHc 年 一年（按350天計算）消耗HCl的量（單位：g）Q 產(chǎn) 系統(tǒng)總產(chǎn)水

21、量 （單位： m3/h）P 陽 處理水中陽離子的含量（ mol/L ）5. 再生一次陰樹脂消耗堿溶液量的計算公式：mNaOH = E 陰 / 陰 M XnNaOH -430%mNaOH再生一次的消耗NaoH的量（單位：g）E陰陰樹脂工作交換容量（mol/L）（約為0.5molL）V陰陰樹脂量（L）M 摩爾當(dāng)量（gmol）（NaOH摩爾當(dāng)量是40 gmol）nNaOHNaOH的再生比耗（NaOH的再生比耗一般為 6）30%NaOH的濃度按30%計算6. 每年耗堿量的計算公式：mHc 一年（按350天計算）消耗NaOH的量（單位：g）Q產(chǎn)系統(tǒng)總產(chǎn)水量（單位：m3h）N陰處理水中陰離子和 CO2的含

22、量總和（mol/L ）mNaOH 年=Q 產(chǎn) N 陰 M NaOH -30% X24XJ50N陰處理水中陰離子和 CO2的含量總和（mol/L ）或可參照excel表格混床程式。二十.各類交換床常用運(yùn)行流速交換床類型運(yùn)行流速M(fèi)/H備注鈉離子父換床順流床一級15 20進(jìn)水硬度7mmolL二級40 60逆流床20 30進(jìn)水硬度710mmol/L浮床20 40H離子交換床順流床15 20原水含鹽量150mgl逆流床20 30原水含鹽量80500mgl浮床20 40OH離子交換床順流床15 20逆流床20 30浮床20 40弱酸交換床15 20弱堿交換床15 20混床001*740 60201*740

23、 60二十一. 樹脂再生周期及耗鹽量的計算1 再生周期的計算公式：h = （ EV ） （ HQ2 M）h 再生周期（ h）E 樹脂工作交換容量（mol/L ）（約為 1mol/L）V 樹脂量（ L）3H 原水硬度（mg/L或g/m ）（以CaC3計）Q 處理水流量（ m3/h）M 摩爾當(dāng)量（gmol）（ CaCO3的摩爾當(dāng)量是100 g/mol）2 再生耗鹽量的計算公式為：mNaCl = EVM nNaClm 再生一次時消耗 NaCl 的量（單位： g）E樹脂工作交換容量（mol/L）（約為1molL）V 樹脂量（ L）nNaClNaCl 的再生比耗（ NaCl 的再生比耗一般為 2）M 摩

24、爾當(dāng)量 （g/mol）（ NaCl 的摩爾當(dāng)量是 58.5 g/mol）二十二 . 過濾器濾料填充計算公式及參考數(shù)據(jù)W = R 23.14L W 濾料填充量（單位： t）R 過濾器半徑 （單位： m）L 濾料層高 （單位： m） 堆積比重 （單位： t/m3）鞏義丁東水處理濾料廠提供的濾料的主要技術(shù)指標(biāo)參考如下:1活性炭的主要技術(shù)指標(biāo)項目測試數(shù)據(jù)項目測試數(shù)據(jù)粒徑0.4-3mm真比重2-2.2gcm 3長度0.4-6mm堆比重0.35-0.55gcm 3強(qiáng)度80-95%總孔容積0.7-1 Cm 3g碘值700-1300mgg比表面積590-1500m 2g亞甲蘭值100-150mggPH值8-1

25、0半脫氯值5cm灰份-12%水分3%比熱-1.00Jg.?C2核桃殼濾料取材于優(yōu)質(zhì)厚皮山核桃殼，適用于石油煉化企業(yè)的水處理，具有硬度高、耐磨損、抗壓性好、吸附截污能力強(qiáng)等優(yōu)點，可直接采用濾前反沖洗，對含油污水處理效果顯主要技術(shù)指標(biāo)檢測項目測試數(shù)據(jù)檢測項目測試數(shù)據(jù)油驅(qū)除率90 96 %反洗強(qiáng)度25 m3/ m2h懸浮物驅(qū)除率95 98 %水沖洗壓力0.32mpa濾速20-25mh維護(hù)方式每年補(bǔ)充5-10%密度1.26gcm 3堆密度0.85 g/cm 3果殼濾料主要規(guī)格序號1234粒徑（mm）0.5-0.80.8-1.251.2-1.61.6-2目數(shù)24-3516-2412-1610-123無煙

26、煤濾料采用山西優(yōu)質(zhì)白煤，外觀光澤度好，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)性能穩(wěn)定。在酸性、堿性、中性水中都不溶解。理化指標(biāo):分析項目測試數(shù)據(jù)分析項目測試數(shù)據(jù)固定碳C97 %孔隙率53 %磨損率).35 %密度1.57gcm 3破碎率).68 %堆密度0.947gcm 3鹽酸可容率).98 %不均勻系數(shù)K80 硫含量S).05 %銅含量CU).025 %鋅含量).04 %其他重金屬含量不超過國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)4石英砂濾料天然石英礦石加工精致而成，多棱角、截污能力強(qiáng)、化學(xué)性能穩(wěn)定理化指標(biāo)：分析項目測試數(shù)據(jù)分析項目測試數(shù)據(jù)SiO299 %莫氏硬度7.5度破碎率0.35 %密度2.66gcm 3磨損率0.3 %堆密度15g

27、Cm3實際經(jīng)驗數(shù)據(jù)孔隙率45 %沸點2550 度鹽酸可容率0.2 %熔點1480 度5磁鐵礦濾料含鐵量40 - 52的磁鐵礦石精選加工而成，適應(yīng)于大阻力配水系統(tǒng)，通常與無煙煤濾 料、石英砂濾料配合使用，反沖洗時不易混層。理化指標(biāo)：分析項目測試數(shù)據(jù)分析項目測試數(shù)據(jù)FeO245 %莫氏硬度6度破碎率0.05 %密度4.6g/cm 3磨損率0.04 %堆密度2.8 g/cm 3孔隙率47 %不均勻系數(shù).86錳砂除鐵濾料天然優(yōu)質(zhì)錳礦石加工而成，外觀呈褐色，對地下水除鐵除錳有獨特效果理化指標(biāo):分析項目測試數(shù)據(jù)分析項目測試數(shù)據(jù)MnO240 %含泥量W %破碎率.0 %密度3.6gcm 3磨損率.0 %堆密

28、度2.2 g/cm 37塔器用填料技術(shù)指標(biāo)填料名稱規(guī)格mm實際尺寸外徑*高*厚mm比表面積m2m3孔隙率m3m3堆積系數(shù)個/ m3堆積重kg m3多面空心球 25 255000.8185000210 38 383000.8625000100 50 502200.901150095階梯環(huán) 填料 1616*8*1.23270.884322106105 2525*12.5*1.22280.908150097.8 3838*38*1.4132.50.912720057.5 5050*25*1.5114.20.9271074054.8 7676*38*2.876.70.93301463鮑爾環(huán)填料 1616*16*1.21940.911111840141 2525*25*1.21550.8753500101 3838*38*1.41120.891580098 5050*50*1.573.20.901650074.8 7676*76*2.6670.921972720二十三.無油空壓機(jī)的選擇混床混脂時用壓縮空氣壓力為 0.1-0.15 MPa ,進(jìn)風(fēng)強(qiáng)度為2.3 m3（m2.min）,再生一