水處理除氟方案

1、技 術(shù) 文 件1、設(shè)計(jì)制造方案1、設(shè)計(jì)原則依據(jù)招標(biāo)方的招標(biāo)文件的要求而設(shè)計(jì)；系統(tǒng)出力：8000m3/d，出水氟含量：小于1mg/L；水處理系統(tǒng)保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；因設(shè)備布置在潮濕的場(chǎng)所，因此，設(shè)備具有較好的防腐能力；設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)是先進(jìn)的、可靠的；后期日常運(yùn)行成本保證在低限范圍內(nèi)；2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)出水水質(zhì)達(dá)到生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范GB5749-2006，氟含量低于1mg/L；低壓水箱ISO、GB或JB標(biāo)準(zhǔn)；水泵ISO、GB標(biāo)準(zhǔn)；管道、管件、法蘭及閥門采用公制；電氣：IEC、GB標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)口材料：ASTM標(biāo)準(zhǔn)；安全：OSHA；3、制造標(biāo)準(zhǔn)除氟濾池材質(zhì)采用鋼砼結(jié)構(gòu)澆筑；內(nèi)部防腐采用衛(wèi)生級(jí)環(huán)氧煤瀝青漆；保證過(guò)

2、水不會(huì)被污染；具有北京市衛(wèi)生局頒發(fā)的涉水產(chǎn)品衛(wèi)生批件（附件1）；管道、閥門（雙由令的便于后期維護(hù)）材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)；有國(guó)家省級(jí)部門頒發(fā)的衛(wèi)生批件(附件2)；除氟濾料采用活性氧化鋁，濾料經(jīng)過(guò)再生，可多次使用，濾料壽命長(zhǎng)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)壽命30年；保證需方的使用效果和應(yīng)用效益；設(shè)備操作便捷性高，無(wú)需專業(yè)人員維護(hù)；節(jié)約需方未來(lái)人員管理成本；4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)處理后達(dá)到GB57492006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，氟含量1.0mg/L；設(shè)備接觸水的材料應(yīng)符合生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范【2001年】；污水排放應(yīng)符合GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備操作便捷性高，無(wú)需專業(yè)人員維護(hù)；節(jié)

3、約需方未來(lái)人員管理成本；企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/FTYJ0022010；5、除氟裝置的工藝特色與運(yùn)行原理5.1除氟設(shè)備的工藝流程簡(jiǎn)介氟是人體不可缺少的微量元素，氟元素可以通過(guò)飲用水、食物和呼吸等各種途徑進(jìn)入人體，其中最主要的途徑是飲用水。但是，當(dāng)飲用水中氟的濃度過(guò)高（大于1.5 mg/L）時(shí)，反而會(huì)損害人體的健康。近年來(lái)，我國(guó)因飲用水中氟含量超標(biāo)而造成的氟中毒的現(xiàn)象已較為嚴(yán)重。目前，飲用水除氟的方法有很多，如：吸附法、化學(xué)沉淀法、混凝沉降法、電化學(xué)法、反滲透法和離子交換法等，其中吸附法對(duì)氟的吸附效果顯著，是除氟的主要方法。作為濾料的吸附劑主要是活性氧化鋁。本方案既是采用的活性氧化鋁進(jìn)行除氟。設(shè)備的總體除氟

4、工藝流程如下：將活性氧化鋁裝入濾池中，原水在46米/H的流速下，緩慢通過(guò)除氟濾床；達(dá)到穩(wěn)定的除氟效果后，進(jìn)入到清水池，經(jīng)過(guò)殺菌裝置，最終供給用戶使用。全套工藝操作簡(jiǎn)單、過(guò)濾方式為上進(jìn)下出，閥門安裝方式為側(cè)裝式布局，閥門位置布局簡(jiǎn)潔、清晰，便于除氟濾罐的再生操作。5.2 活性氧化鋁除氟機(jī)理及再生活性氧化鋁是白色顆粒狀多孔吸附劑，有較大的比表面積，是除氟比較經(jīng)濟(jì)有效的方法?；钚匝趸X是兩性物質(zhì)，等電點(diǎn)約在9.5，當(dāng)水的pH值小于9.5時(shí)可吸附陰離子，大于9.5時(shí)可去除陽(yáng)離子。因此，在酸性溶液中活性氧化鋁為陰離子交換劑，對(duì)氟有極大的選擇性。(1)（Al2O3）n2H2O + SO42- （Al2O3

5、）nH2SO4 + 2OH-(2)除氟時(shí)的反應(yīng)為：（Al2O3）nH2SO4 + 2F - （Al2O3）n2HF + SO42-(3)活性氧化鋁失去除氟能力后，可用2%3%的硫酸鋁溶液再生：（Al2O3）n2HF + SO42- （Al2O3）nH2SO4 + 2F- 每克活性氧化鋁所能吸附氟的重量，一般為1.24.5mg，它取決于：原水的氟濃度、pH值、活性氧化鋁的顆粒大小等。5.3除氟設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)5.3.1活性氧化鋁濾池的技術(shù)參數(shù)性狀 1.52.4mm顆粒狀顏色 白色堆積比重 0.70.8過(guò)濾速度 46m/h除氟總能 45g/KG工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)各項(xiàng)參數(shù)說(shuō)明見(jiàn)下表：名稱標(biāo)注工藝參數(shù)設(shè)定

6、與解釋說(shuō)明單位過(guò)濾流速S4-6米/小時(shí)M/H過(guò)濾流量Q= N*S（過(guò)濾截面積*過(guò)濾流速） T/H接觸時(shí)間T0.4小時(shí)H過(guò)濾截面積N濾池長(zhǎng)x寬=LxBM2填料高度H=S*T(過(guò)濾流速*接觸時(shí)間)M填料容積V=N*H（過(guò)濾截面積*填料高度）M3填料重量W=V*0.75（濾罐填料體積*容重）T除氟的交換容量Z1kg=4gKG設(shè)計(jì)方案詳盡說(shuō)明：本次招標(biāo)方要求除氟設(shè)備產(chǎn)能為8000m/d；為了滿足除氟流量的要求；我方嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)流速進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)；保證產(chǎn)水的含氟量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。除氟濾池設(shè)計(jì)尺寸：600040005500mm 4座，3座同時(shí)工作并聯(lián)使用，1座備用。（單池流量為465=120噸/小時(shí)）；叁罐同

7、時(shí)產(chǎn)水1203=360噸/小時(shí)除氟濾床床深： 0.45=2.0米（濾料與含氟水接觸時(shí)間過(guò)濾流速）除氟濾池填料的容積：462.04=192m（過(guò)濾截面積填料高度4池）除氟設(shè)備的填料總重：1920.75=144噸上述運(yùn)行工藝參數(shù)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)；原水經(jīng)過(guò)深井泵提升至濾池內(nèi)，原水自上而下流經(jīng)濾料；接觸時(shí)間和流速均在合理的設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)，出水通過(guò)產(chǎn)水管線直接進(jìn)入清水池內(nèi)。5.3.2除氟再生工藝 當(dāng)濾池出水含氟量超過(guò)1.1mg/L時(shí)，濾料應(yīng)進(jìn)行再生處理，再生液可采用氫氧化鈉或硫酸鋁溶液，具體步驟如下：。1）采用氫氧化鈉溶液再生時(shí)，再生過(guò)程應(yīng)包括首次反沖洗、再生、二次反沖洗（或淋洗）、中和四

8、個(gè)階段；采用硫酸鋁溶液再生時(shí)，上述中和階段可以省去。2）首次反沖洗，沖洗強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)粒徑大小確定，可為1216L/（Sm2）；沖洗時(shí)間可為1015MIN；濾層膨脹率可為30%50%。3）再生液宜自上而下通過(guò)濾層，采用氫氧化鈉溶液再生時(shí)，再生液濃度可為0.75%1.00%，消耗量可按每去除1G氟化物需要810G固體氫氧化鈉計(jì)算，再生時(shí)間可為1H2H，再生液流速可為310M/H；采用硫酸鋁溶液再生時(shí)，再生液濃度可為2%3%，消耗量可按每去除1G氟化物需要6080G固體硫酸鋁計(jì)算，再生時(shí)間可為23H，再生液流速可為1.02.5M/H。再生后濾池內(nèi)的再生溶液應(yīng)排空。4）二次反沖洗沖洗強(qiáng)度可為35 L/（

9、Sm2），沖洗時(shí)間可為13H；采用原水淋洗時(shí)，流量可為1/2正常過(guò)濾流量，淋洗時(shí)間可為0.5H。采用硫酸鋁再生時(shí)，二次反沖洗（或淋洗）終點(diǎn)出水PH值應(yīng)大于6.5；采用氫氧化鈉再生時(shí)，二次反沖洗（或淋洗）終點(diǎn)出水PH值應(yīng)接近進(jìn)水PH值。5）采用氫氧化鈉再生時(shí)，二次反沖洗（或淋洗）后應(yīng)進(jìn)行中和，中和可采用濃度為1%的硫酸溶液調(diào)節(jié)進(jìn)水PH值至3左右，進(jìn)水流速與正常除氟過(guò)程相同，中和時(shí)間可為12H，直至PH值升至89為止。6）首次反沖洗、二次反沖洗（或淋洗）、中和的出水應(yīng)妥善排放，不得進(jìn)入清水池或飲用。5.3.2.3原水的PH值調(diào)節(jié)與監(jiān)控 原水的PH值如果超過(guò)7.6屬于偏堿性水質(zhì)，水中碳酸的存在形態(tài)為

10、：H2CO3占6.74%、HCO3-占93.12%、CO32-占0.14%，可見(jiàn)碳酸氫根所占比例非常大，含量在200mg/L以上。碳酸氫根與氟同屬負(fù)一價(jià)陰離子，會(huì)與氟產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，使除氟材料的效率降低，因此，考慮到除氟效果；都必須將PH值調(diào)整到6.5-7.0之間，使部分碳酸氫根轉(zhuǎn)化成二氧化碳，游離于水中，不再和氟離子競(jìng)爭(zhēng)吸附。調(diào)節(jié)PH值的方法是，自動(dòng)化投加食品級(jí)檸檬酸，通過(guò)管道的PH值探頭采集數(shù)據(jù)反饋給PH變送器；PH變送器根據(jù)探頭傳輸?shù)男盘?hào)；通知自動(dòng)化加藥裝置的自動(dòng)投加，PH變送器內(nèi)可以自由設(shè)定所需PH值范圍，例如：當(dāng)原水的PH值為7.8時(shí)；會(huì)干擾除氟設(shè)備的除氟效能我方需要將PH值調(diào)整為6.

11、5-7.0時(shí)，利于除氟設(shè)備在最佳工作條件下除氟；在變送器內(nèi)將此參數(shù)輸入進(jìn)去。變送器根據(jù)PH探頭采納的PH值自動(dòng)比對(duì)；控制加藥泵連續(xù)投加檸檬酸以滿足給水條件，當(dāng)PH值達(dá)到預(yù)設(shè)范圍時(shí)；變送器發(fā)出信號(hào)停止加藥泵的工作即可。5.3.2.4除氟工藝流程附圖詳見(jiàn)工藝流程圖 附圖-01。6、占地空間與安裝條件6.1 占地面積及廠房建筑要求綜合設(shè)備間及配電值班室等建筑物占地面積：長(zhǎng)寬=30.3m10.8m=332.64m2，構(gòu)筑物占地面積為8.6 m5.6m=48.18m2，詳見(jiàn)平面布置圖 附圖-02。由于除氟設(shè)備需要安裝在室內(nèi)，因此建設(shè)單位應(yīng)按設(shè)備占地面積要求建造廠房。廠房建筑的其它要求如下：地面承載負(fù)荷1

12、50噸/m2。水處理間凈高度6.6m。在適當(dāng)位置設(shè)置室內(nèi)排水溝。在適當(dāng)位置做好進(jìn)水、出水、排污口預(yù)留。進(jìn)水出水位置無(wú)特殊要求，建設(shè)單位可根據(jù)情況自定。表4 建、構(gòu)筑物一覽表序號(hào)名 稱規(guī) 格單 位數(shù) 量備 注1綜合設(shè)備間30.310.86.9m座1框架結(jié)構(gòu)（含簡(jiǎn)單裝修）2除氟濾池645.5座4鋼砼結(jié)構(gòu)澆筑3廢水儲(chǔ)池205.05.5m座1地下鋼砼結(jié)構(gòu)4設(shè)備基礎(chǔ)22.08.0（0.5-1.0）座1鋼砼結(jié)構(gòu)7 .設(shè)備明細(xì)清單表5 設(shè)備規(guī)格清單序號(hào)名 稱規(guī) 格單位數(shù)量備注1濾板及濾帽980mm980mm套96每套濾板含36個(gè)濾帽2除氟濾料粒徑1.5-2.4mm噸1443PH自動(dòng)加藥裝置GTF2000功率

13、：3kw套14加藥泵計(jì)量泵0-200L/h泵頭：pvdf壓力：0-7bar功率：1.5kw臺(tái)21用1備5pH調(diào)節(jié)罐1.5m1.5m3.0m臺(tái)1不銹鋼材質(zhì)6pH調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)LFJ-100 0.25kw臺(tái)1不銹鋼材質(zhì)7PH變送器4-20ma輸出支18再生溶液箱容積：30m3材質(zhì)：玻璃鋼只19再生水泵流量：20噸/小時(shí)揚(yáng)程：10米材質(zhì)：SUS304功率：1.5kw臺(tái)21用1備10過(guò)濾進(jìn)水泵流量：350噸/小時(shí)揚(yáng)程：12米功率：22kw臺(tái)21用1備11反沖洗水泵流量：500噸/小時(shí)揚(yáng)程：15米功率：37kw臺(tái)22臺(tái)同時(shí)使用12廢水排水泵流量：20噸/小時(shí)揚(yáng)程：10米功率：1.5kw臺(tái)21用1備13管路閥門材質(zhì)：不銹鋼材質(zhì)規(guī)格：DN150-DN400套若干14閘板閥SFZ-300套415電磁流量計(jì)量程：250-400噸/小時(shí)規(guī)格：DN300只116超聲波液位計(jì)0-6m個(gè)28 管理要求8.1 管理人員除氟設(shè)備的管理主要是日常再生；其余時(shí)間無(wú)需操作人員服務(wù)；在上述操作程序中，