方PCB废水回用方案设计书Word格式.doc

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COD

≦200

Mg/L

3

电导率

≦2500

Us/cm

4

Ni

＜1.0

5

Cu

＜20.0

Mg/l

6

Fe

7

SS

＜50

1.3处理能力

RO产水1500T/d，按20小时/天计算，则75立方/小时。

1.4处理目标

处理后出水水质指标达到《国家城市自来水标准》（GB5749-85）

1.5工程设计范围

按照建设单位的委托，本工程范围包括废水处理站（按业主提供的工艺流程）的电控系统设计、非标设备设计、设备制造、设备采购以及安装施工。

1.6总设计原则

⑴严格执行环境保护的各项规定，确保电镀废水经生化处理后的废水，达到水质排放标准；

⑵采用技术先进，运行可靠，操作简单的工艺，使先进性和可靠性有机结合起来，确保废水处理达到处理目标，尽量降低工程投资和运行费用；

⑶处理设施尽量少占地，尽量利用自然地形，水头落差以减少工程投资和电能消耗，降低运行费用；

⑷废水处理设备必用的器材必须是高效﹑节能﹑经济﹑耐用；

⑸采用在线控制技术，尽量提高自动化程度，减少操作劳动强度。

2工艺流程分析与流程确定

2.1工艺流程图：

2.2系统设计水质参数要求最大值

（1）供水余氯ppm<

0.1

（2）供水离子Fe3+≤0.01ppm,Cu2+≤5ppm；

Ni2+≤5ppm,Cr6+≤0.1ppm,Cr3+≤1ppm,CN-≤1ppm,CODcr≤200ppm.

（3）供水水温适宜范围5～35℃。

3各工艺说明

3.1原水箱

采用PP桶。

3.2原水增压装置

原水由增压泵增压输入各级预处理。

3.3多介质过滤器

由于废水中含有部分较大的固体颗粒或容易沉降的杂质，浊度高，本系统设置多介质过滤器用于截留这部分固体颗粒和杂质，使水的浊度小于5mg/l。

除此之外，本系统所选的主要滤料是非金属矿物质沸石，其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异。

沸石的特性

（1）吸附

沸石晶体的大量孔穴和孔道（孔穴度高达40%～50%），使沸石具有很大的比表面积，因此色散力强。

结构比较空旷的沸石与活性炭的比表面积（800～1050m2/g）相近，结构空旷度较低的沸石也与微孔硅胶（500～600m2/g）相近，都明显高于活性氧化铝的比表面积（200～400m2/g）。

又因为晶体内部各种构造形式的笼内充填着阳离子，并且部分硅（铝）氧四面体骨架氧也有负电荷，在这些离子周围形成强大的电场，从而还有强大的静电引力。

晶体内外表面过剩自由能所决定的色散力和这种静电引力的存在，使得沸石有优良的吸附性能。

（2）离子交换

由于分子筛骨架中含有大量的AlO4四面体，其骨架是荷负电的。

因而在其孔内必然有大量的金属阳离子以平衡其骨架电荷。

这些阳离子位于骨架外，是可以进行离子交换的离子源。

（3）择形催化

活化处理后的天然沸石，是具有催化性能的。

沸石内部的孔穴相互沟通的通道大小决定了吸附质能否被吸附，只有那些分子直径小于通道直径的吸附质才能通过通道进入笼内被吸附。

因此在沸石内部进行的许多催化具有择形性。

另外，沸石还是理想的催化剂载体。

例如具有催化活性的金属离子可以通过离子交换进入沸石内部，再将其转变为具有催化活性的单质状态或是化合物。

这样它们均匀的分布在沸石的笼内，具有极高的分散性，提高了催化剂的利用效率。

3.4活性炭过滤器

活性炭过滤中的过滤介质（石英砂、活性炭等）的接触絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的杂质被吸附、截留。

通过活性炭过滤器的过滤，可进一步降低原水的浊度、余氯、有机物等。

3.5袋式过滤器

是一种结构新颖、体积小，操作简便灵活、节能、高效、密闭工作，应用范围广泛，适应性强的多用途过滤设备。

过滤细度靠滤袋保证，中间不需抽样复验，并可随意移动到任何生产线上进行过滤。

3.6UF装置

超滤是一种薄膜分离技术。

在一定的压力下，水在膜面上流动，水与溶解盐和其他电解质能够渗透超滤膜，而相对分子质量大的颗粒和胶体物质就被超滤膜

所阻，从而使水中的部分微粒得到分离的技术。

UF是介于NF（RO）及MF之间的一种膜分离过程,也是以筛孔分离为机理的,在此用切割分子量在8-10万的膜以截留大于此分子量的胶体,有机物,色素等。

（1）概述

超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。

过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程。

超滤技术的发展极为迅速，不但在特殊溶液的分离方面有独到的作用，而且在工业给水方面也用得越来越多。

例如在海水淡化、中水回用、纯水及高纯水的制备中，超滤可作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。

我司在本项目中设计选用美国海德能公司的超滤产品（型号为：

HYDRAcap-60）。

（2）膜组件结构介绍

进水

浓水

产水

产水中心管

树脂封头

端盖

膜丝

“树脂封头”的作用是分隔进水与产水，在进水侧的“树

脂封头”的密封作用下进水只能进入“膜丝”内侧，当浓水接口被封闭时，在压力的驱动下进水克服了“膜丝”对流体的阻力进入产水侧。

一支膜组件由13200根“膜丝”组成，它们位于膜组件两侧“树脂封头”之间，“树脂封头”将“膜丝”两侧之间的空隙填充，在“膜丝”外侧与两侧“树脂封头”之间形成了密闭的产水侧腔体。

在产水中心管上均匀地分布着导流孔，由内而外透过“膜丝”进入产水侧的产水通过导流孔在中心管汇集，并由产水接口引出。

（3）操作单元

错流过滤全量过滤

底端反洗顶端反洗

两端反洗正向冲洗

操作单元

进水接口

浓水接口

产水接口

全量过滤

进入

关闭

排出

错流过滤

部分打开,排放/循环

顶端反洗

底端反洗

两端反洗

正向冲洗

（4）组合的操作过程

组合的操作过程是将以上最基本的操作单元通过一定顺序有机的组合起来，通过这种组合和其它的辅助手段（投加药剂、浸泡）来完成某种操作目标。

组合操作

英文缩写

单元1

单元2

单元3

单元4

单元5

全量运行

RUN

错流运行

C.RUN

普通反洗

B.W

加氯反洗

C.E.B1

两端反洗+氯

浸泡

加碱反洗

C.E.B2

两端反洗+碱

加酸反洗

C.E.B3

两端反洗+酸

加气反洗

A.E.B

进气排水

充压

保压

化学清洗

C.I.P

正向冲洗+药

错流过滤+药

（5）运行压力（进水压力、浓水压力、产水压力及TMP）

跨膜压差（TMP）是膜的总驱动力，即驱使水透过膜的有效压力。

清洁的膜的TMP相对较低，污染的膜的TMP相对较高（取决于污染的程度）。

当TMP达到1.4bar时，就要进行化学清洗。

注意：

TMP绝不能超过1.4bar。

跨膜压差的计算：

TMP=（Pb＋Pt）/2－Pf，单位bar

其中：

TMP为跨膜压差，（bar）

Pb为底部进水压力，Pt为顶端浓水压力，Pf为产水压力，（bar）

（6）运行流量和平均设计水通量

平均设计水通量是单位膜面积的流量，通量是与膜污染速率直接相关的系统设计参数。

增加通量，也增加膜污染速率。

通量的计算公式：

，[l/m2h]

J为膜通量，（L/m2h）（升/平方米*小时）

Q为产水流量，（m3/h）（立方米/小时）

Am为有效膜面积，（m2）（平方米）（单只HYDRAcap-60膜组件有效膜面积46.5m2）

（7）TMP温度校正系数

温度校正系数（TMP20℃）或膜的透性是膜的核心性质，被用来确定膜的性能。

而TMP20℃过高标志着膜表面的污染。

温度补偿特性通量的计算：

TMP20℃=TMP×

e（-0.031（T-20））

其中

TMP为跨膜压差，（bar）；

T为水温，（℃）

（8）工艺说明

A.延缓污染与前置加药：

投加絮凝剂能够有效改变微颗粒（胶体）形成滤饼层的特性，从而改善普通反洗及化学增强反洗的效果。

改善膜组件对小分子量有机物的去除率。

连续在线投加氧化剂能够更好地控制系统生物活性，特别是在进水有机物含量较高时，微生物能够利用源水中的这些营养源进行呈几何数量级的增殖。

而连续投加氧化剂能够较好的延缓因生物膜的生长引起膜污染，杜绝了系统运行中断的可能。

B.恢复手段与组合规律：

种类

缩写

使用物品

目的与用途

运行加杀菌剂

——

NaClO等

延缓TMP增长

运行加絮凝剂

PAC、PAM、FeCl3

BW

UF产水

加杀菌剂化学反洗

CEB1

NaClO

加碱型化学反洗

CEB2

NaOH

加酸化学反洗

CEB3

HCl

CIP

NaOH、HCl、NaClO

加气反冲洗

AEB

压缩空气

C.仪表设计：

名称

量程

精度

位置

数量

压力传感器

0-6.0

bar

进水侧

1个

浓水侧

产水侧

流量变送器

0-300

m3/h

0-40

循环泵出口

温度变送器

0-60

℃

PH变送器

0-14

D.超滤系统的保护设计：

最大值

保护值

TMP

1.4

进水流量

1.1倍设计值

6.7m3/h/只

40

2-13

E.控制元件的设计：

代号

AV-1

进水阀

AV-2

产水阀

AV-3

反洗阀

AV-4

顶排阀

AV-5

底排阀

AV-6

进气阀

AV-7

正洗阀

（9）超滤膜的性能指标参数

性能

透过液流量

2.7-6.8m3/h

透过液浊度

≤0.07NTU

病毒去除率

≥4log

细菌去除率

TOC去除率

5-65%

类型

结构

中空纤维超滤膜

膜材质

亲水性聚醚砜

切割分子量

150000Daltons

膜面积

46m2

膜纤维数量

13200根

膜纤维尺寸

内径0.8mm，外径1.3mm

应用数据

典型设计水通量

59-145l/m2h

最大进水压力

5.0bar

最大透膜压差

1.4bar

最大反洗透膜压差

最大瞬间氯浓度

100PPm

最大瞬间H2O浓度

200PPm

最大氯接触量

200000PPm-hrs

最大瞬间进水浊度

100NTU

最大操作温度

40℃

运行PH范围

4-10

化学清洗PH范围

1.5-13

操作方式

内压式过滤，全量过滤或错流过滤

典型处理条件

反洗通量

170-255l/m2h

反洗时间

30-60秒

反洗间隔

20-60分钟

增强化学反洗间隔

0-4次/天

增强化学反洗持续时间

1-30分钟

杀菌剂

NaClO、H2O2、ClO2、NH2Cl

清洗化学药剂

HCl、H2SO4、NaOH、柠檬酸

3.7中间水箱

合格的UF产品水送入PE材质的水箱。

该水箱设置高低液位控制装置和空气呼吸器，能控制泵的联锁和防止大气中尘埃颗粒和细菌进入水箱。

该水箱作为循环水箱。

3.8反渗透系统

（1）RO系统工艺原理

在运行中，UF、RO膜不可避免的受到一些微量的无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等的污染或阻塞。

这些物质沉积在膜表面上，将会越积越多，从而引起UF、RO膜透过量下降和脱盐率降低。

因此，为了恢复UF、RO膜的透过量和脱盐性能，需要对UF、RO定期地进行化学清洗。

反渗透除盐因其具有能源消耗低、无三废污染、脱除水中离子较彻底，而广泛用于脱盐水处理中，它具有很高的脱盐能力。

本系统设置两套单级反渗透装置，出力为2×

75m3/h。

包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、反渗透化学清洗系统五个部分。

分述如下：

A.阻垢剂加药装置

阻垢剂加药装置的作用是在进入反渗透系统之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。

反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。

随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。

浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。

自然水中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢现象。

判断水结垢的标准是：

a）对于碳酸盐垢以朗格利尔（LSI）为基准；

当LSI＜0时不结垢，LSI＞0时结垢；

b）对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。

当饱和指数小于1时不结垢，反之就会出现结垢。

本系统推荐选用进口ZK191高效阻垢剂，它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它主要具有以下功能：

1）抑制析出作用；

2）分散作用；

3）晶格扭曲作用；

4）络合作用

采用该种阻垢剂，具体阻垢能力表现如下：

LSI可以由负值提高至2.6

BaSO4的饱和指数可达160倍

SrSO4的饱和指数可达12倍

CaF2的饱和指数可达120倍

SiO2的饱和指数最大可达2倍

建议加药量为2-3PPm，加药点设置在反渗透装置进水母管。

B.保安过滤器

保安过滤器设置在反渗透（RO）之前，目的是防止水中的大颗粒物进入反渗透膜，确保RO的正常运行。

保安过滤器是立式柱状设备，内装PP喷熔滤芯，过滤精度为5μm。

5μm保安过滤器属于精密过滤，其工作原理是利用PP滤芯5μm的孔隙进行机械过滤。

水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中,随着制水时间的增长，滤芯因截留物的污染，其运行阻力逐渐上升，当运行至进出口水压差达0.15Mpa时，应更换滤芯。

a） 保安过滤器采用耐腐蚀的316不锈钢材质外壳，滤芯采用聚丙烯喷熔滤芯。

b） 保安过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。

c） 进入保安过滤器的水管上设排放阀。

d） 保安过滤器滤元表面运行滤速不大于10m3/m2•h（以滤芯表面积计）。

e） 保安过滤器的滤元过滤精度为5μm。

C.高压泵

高压泵为反渗透膜组提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。

a） 高压泵出口装设自动慢开门装置（控制阀门开启速度）和高压压力开关，以防膜组件受高压水的冲击及延时压力高时报警及停泵。

b） 高压泵进口装低压压力开关，压力低时报警及停泵。

c） 高压泵采用立式，泵及附件的材料均采用不锈钢。

d） 密封装置采用防腐材料，机械密封。

D.反渗透主机

反渗透是1960年美国加利福尼亚大学的洛布（Loeb）与素里拉简（Sourirtajan）发明的一项高新膜分离技术，其孔径很小，大都≤10×

10-10（10A），它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物，如细菌、病毒、热源等。

它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用水、太空水的生产，还应用于生物、医学工程。

反渗透亦称逆渗透（RO），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。

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。

超滤产水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后成为产品水，通过产水管道进入后续设备；

水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水管排出。

在反渗透装置停运时，自动冲洗3-5分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和反渗透膜得到有效保养。

反渗透膜经过长期运行后，会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成反渗透膜性能下降。

这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复反渗透膜的性能。

根据原水的含盐量和原水受污染的程度来选择透水量大、脱盐率高、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度高的反渗透膜元件。

通过一些运行经验及在国内的业绩，我公司推荐采用海德能公司产品。

本工程设计2套75m3/h的反渗透装置，进水为超滤产水，回收率75%。

a） RO装置的设置2组，每套都能单独运行，也可同时运行。

b） RO装置的给水加药种类及加药点，化学清洗装置的选择根据给水水质和所选用RO装置膜组件的特性确定。

c） RO装置各段给水及浓水进出总管上设有接口，以便清洗时与清洗液进出管相连。

d） RO装置产品水管上装设防爆膜。

e） 渗透浓水排水装流量控制阀，以控制水的回收率。

f） RO装置产品水管和浓水管设取样点，取样样点的数量及位置能有效地诊断并确定系统的缺陷。

g） RO膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具等其它附件。

h） RO组合架的设计满足建厂址的抗震烈度要求。

RO部分系统管道

a） 整个系统的管道设计避免死角，以防细菌的生长，并设有冲洗系统。

b） 过滤器出口以后的给水管道均考虑防腐，高压部分管道采用耐相应介质腐蚀的不锈钢。

c） 法兰采用压力等级标准的平焊结构形式。

d） 所采用的胶板不采用再生胶，采用半硬质胶，且整个衬胶设备采用整体硫化。

e） RO膜组件给水系统考虑均匀性。

RO系统设计要点

a） 反渗透装置开启之前，必须检查经过预处理的来水是否达到反渗透装置进水指标要求（如SDI﹤4,余氯﹤0.1ppm等），否则设备不得投入使用。

注：

SDI（或FI）由污染指数测试仪检测，这是为反渗透膜而专门建立的进水水质衡量指标，其表示方法如下：

SDI=（1-t0/t15）×

100/15

式中：

SDI--污染指数（或FI）

t0----在直径为47mm，孔径为0.45um的微孔膜中，在操作压力为0.21MPa连续进水条件下，从开始过滤到过滤水为500mL时所需时间（min）

t15----从开始连续过滤15min后计时，再过滤水500mL水时所需时间（min）

b） 在任何情况下，反渗透装置周围的环境温度不得低于0℃,水温控制在10～35℃为宜。

c） 检查各管路按工艺要求接妥，电器线路完整，接线可靠。

d） 在RO装置初次启动前，RO装置所有阀门呈全闭状态。

e） 当预处理系统调试合格、出水水质能够满足RO进水要求时，启动RO装置。

f） 打开保安过滤器的放气阀、排污阀，待放气阀出水后，关闭放气阀。

当取样水质合格后，关闭排污阀。

预处理给水压力应使保安过滤器出口压力表指示在0.15～0.5MPa范围内。

g） 启动高压泵，延时（30秒）高压泵由变频启动，使水在低压