水处理除氟方案.docx

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水处理除氟方案

技术文件

1、设计制造方案

1、设计原则

依据招标方的招标文件的要求而设计；

系统出力：

8000m3/d，出水氟含量：

小于1mg/L；

水处理系统保证出水水质稳定；

因设备布置在潮湿的场所，因此，设备具有较好的防腐能力；

设备技术系统是先进的、可靠的；后期日常运行成本保证在低限范围内；

2、设计标准

出水水质达到生活饮用水水质卫生规范GB5749-2006，氟含量低于1mg/L；

低压水箱ISO、GB或JB标准；

水泵ISO、GB标准；

管道、管件、法兰及阀门采用公制；

电气：

IEC、GB标准；

进口材料：

ASTM标准；

安全：

OSHA；

3、制造标准

除氟滤池材质采用钢砼结构浇筑；内部防腐采用卫生级环氧煤沥青漆；保证过水不会被污染；具有北京市卫生局颁发的涉水产品卫生批件（附件1）；

管道、阀门（双由令的便于后期维护）材质为不锈钢材质；有国家省级部门颁发的卫生批件（附件2）；

除氟滤料采用活性氧化铝，滤料经过再生，可多次使用，滤料寿命长；

产品设计寿命30年；保证需方的使用效果和应用效益；

设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本；

4、执行标准

处理后达到GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》，氟含量≤1.0mg/L；

设备接触水的材料应符合《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》【2001年】；

污水排放应符合GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本；

企业标准Q/FTYJ002—2010；

5、除氟装置的工艺特色与运行原理

5.1除氟设备的工艺流程简介

氟是人体不可缺少的微量元素，氟元素可以通过饮用水、食物和呼吸等各种途径进入人体，其中最主要的途径是饮用水。

但是，当饮用水中氟的浓度过高（大于1.5mg/L）时，反而会损害人体的健康。

近年来，我国因饮用水中氟含量超标而造成的氟中毒的现象已较为严重。

目前，饮用水除氟的方法有很多，如：

吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法、电化学法、反渗透法和离子交换法等，其中吸附法对氟的吸附效果显著，是除氟的主要方法。

作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。

本方案既是采用的活性氧化铝进行除氟。

设备的总体除氟工艺流程如下：

将活性氧化铝装入滤池中，原水在4~6米/H的流速下，缓慢通过除氟滤床；达到稳定的除氟效果后，进入到清水池，经过杀菌装置，最终供给用户使用。

全套工艺操作简单、过滤方式为上进下出，阀门安装方式为侧装式布局，阀门位置布局简洁、清晰，便于除氟滤罐的再生操作。

5.2活性氧化铝除氟机理及再生

活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂，有较大的比表面积，是除氟比较经济有效的方法。

活性氧化铝是两性物质，等电点约在9.5，当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子，大于9.5时可去除阳离子。

因此，在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂，对氟有极大的选择性。

（1）活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化，使转化成为硫酸盐型，反应如下：

（Al2O3）n•2H2O+SO42-→（Al2O3）n•H2SO4+2OH-

（2）除氟时的反应为：

（Al2O3）n•H2SO4+2F-→（Al2O3）n•2HF+SO42-

（3）活性氧化铝失去除氟能力后，可用2%～3%的硫酸铝溶液再生：

（Al2O3）n•2HF+SO42-→（Al2O3）n•H2SO4+2F-

   每克活性氧化铝所能吸附氟的重量，一般为1.2～4.5mg，它取决于：

原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。

5.3除氟设备的运行参数设计

5.3.1活性氧化铝滤池的技术参数

①性状1.5～2.4mm颗粒状

②颜色白色

③堆积比重0.7～0.8

④过滤速度4～6m/h

⑤除氟总能4～5g/KG

工艺设计环节各项参数说明见下表：

名称

标注

工艺参数设定与解释说明

单位

过滤流速

S

4-6米/小时

M/H

过滤流量

Q

=N*S（过滤截面积*过滤流速）

T/H

接触时间

T

0.4小时

H

过滤截面积

N

滤池长x宽=LxB

M2

填料高度

H

=S*T（过滤流速*接触时间）

M

填料容积

V

=N*H（过滤截面积*填料高度）

M3

填料重量

W

=V*0.75（滤罐填料体积*容重）

T

除氟的交换容量

Z

1kg=4g

KG

设计方案详尽说明：

本次招标方要求除氟设备产能为8000m³/d；为了满足除氟流量的要求；我方严格按照设计流速进行系统设计；保证产水的含氟量低于国家标准。

A、除氟滤池设计尺寸：

6000×4000×5500mm4座，3座同时工作并联使用，1座备用。

（单池流量为4×6×5=120吨/小时）；叁罐同时产水120×3=360吨/小时

B、除氟滤床床深：

0.4×5=2.0米（滤料与含氟水接触时间×过滤流速）

C、除氟滤池填料的容积：

4×6×2.0×4=192m³（过滤截面积×填料高度×4池）

D、除氟设备的填料总重：

192×0.75=144吨

上述运行工艺参数经过严格计算，当设备正常运行时；原水经过深井泵提升至滤池内，原水自上而下流经滤料；接触时间和流速均在合理的设计参数范围内，出水通过产水管线直接进入清水池内。

5.3.2除氟再生工艺

当滤池出水含氟量超过1.1mg/L时，滤料应进行再生处理，再生液可采用氢氧化钠或硫酸铝溶液，具体步骤如下：

。

1）采用氢氧化钠溶液再生时，再生过程应包括首次反冲洗、再生、二次反冲洗（或淋洗）、中和四个阶段；采用硫酸铝溶液再生时，上述中和阶段可以省去。

2）首次反冲洗，冲洗强度应根据粒径大小确定，可为12～16L/（S·m2）；冲洗时间可为10～15MIN；滤层膨胀率可为30%～50%。

3）再生液宜自上而下通过滤层，采用氢氧化钠溶液再生时，再生液浓度可为0.75%～1.00%，消耗量可按每去除1G氟化物需要8～10G固体氢氧化钠计算，再生时间可为1H～2H，再生液流速可为3～10M/H；采用硫酸铝溶液再生时，再生液浓度可为2%～3%，消耗量可按每去除1G氟化物需要60～80G固体硫酸铝计算，再生时间可为2～3H，再生液流速可为1.0～2.5M/H。

再生后滤池内的再生溶液应排空。

4）二次反冲洗冲洗强度可为3～5L/（S·m2），冲洗时间可为1～3H；采用原水淋洗时，流量可为1/2正常过滤流量，淋洗时间可为0.5H。

采用硫酸铝再生时，二次反冲洗（或淋洗）终点出水PH值应大于6.5；采用氢氧化钠再生时，二次反冲洗（或淋洗）终点出水PH值应接近进水PH值。

5）采用氢氧化钠再生时，二次反冲洗（或淋洗）后应进行中和，中和可采用浓度为1%的硫酸溶液调节进水PH值至3左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间可为1～2H，直至PH值升至8～9为止。

6）首次反冲洗、二次反冲洗（或淋洗）、中和的出水应妥善排放，不得进入清水池或饮用。

5.3.2.3原水的PH值调节与监控

原水的PH值如果超过7.6属于偏碱性水质，水中碳酸的存在形态为：

H2CO3占6.74%、HCO3-占93.12%、CO32-占0.14%，可见碳酸氢根所占比例非常大，含量在200mg/L以上。

碳酸氢根与氟同属负一价阴离子，会与氟产生竞争吸附，使除氟材料的效率降低，因此，考虑到除氟效果；都必须将PH值调整到6.5-7.0之间，使部分碳酸氢根转化成二氧化碳，游离于水中，不再和氟离子竞争吸附。

调节PH值的方法是，自动化投加食品级柠檬酸，通过管道的PH值探头采集数据反馈给PH变送器；PH变送器根据探头传输的信号；通知自动化加药装置的自动投加，PH变送器内可以自由设定所需PH值范围，例如：

当原水的PH值为7.8时；会干扰除氟设备的除氟效能我方需要将PH值调整为6.5-7.0时，利于除氟设备在最佳工作条件下除氟；在变送器内将此参数输入进去。

变送器根据PH探头采纳的PH值自动比对；控制加药泵连续投加柠檬酸以满足给水条件，当PH值达到预设范围时；变送器发出信号停止加药泵的工作即可。

5.3.2.4除氟工艺流程附图

详见工艺流程图附图-01。

6、占地空间与安装条件

6.1占地面积及厂房建筑要求

综合设备间及配电值班室等建筑物占地面积：

长×宽=30.3m×10.8m=332.64m2，构筑物占地面积为8.6m×5.6m=48.18m2，详见平面布置图附图-02。

由于除氟设备需要安装在室内，因此建设单位应按设备占地面积要求建造厂房。

厂房建筑的其它要求如下：

a、地面承载负荷150吨/m2。

b、水处理间净高度6.6m。

c、在适当位置设置室内排水沟。

d、在适当位置做好进水、出水、排污口预留。

进水出水位置无特殊要求，建设单位可根据情况自定。

表4建、构筑物一览表

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

综合设备间

30.3×10.8×6.9m

座

1

框架结构（含简单装修）

2

除氟滤池

6×4×5.5

座

4

钢砼结构浇筑

3

废水储池

20×5.0×5.5m

座

1

地下钢砼结构

4

设备基础

22.0×8.0×（0.5-1.0）

座

1

钢砼结构

7.设备明细清单

表5设备规格清单

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

滤板及滤帽

980mm×980mm

套

96

每套滤板含36个滤帽

2

除氟滤料

粒径1.5-2.4mm

吨

144

3

PH自动加药装置

GTF2000

功率：

3kw

套

1

4

加药泵

计量泵0-200L/h

泵头：

pvdf

压力：

0-7bar

功率：

1.5kw

台

2

1用1备

5

pH调节罐

1.5m×1.5m×3.0m

台

1

不锈钢材质

6

pH调节池搅拌机

LFJ-1000.25kw

台

1

不锈钢材质

7

PH变送器

4-20ma输出

支

1

8

再生溶液箱

容积：

30m3

材质：

玻璃钢

只

1

9

再生水泵

流量：

20吨/小时

扬程：

10米

材质：

SUS304

功率：

1.5kw

台

2

1用1备

10

过滤进水泵

流量：

350吨/小时

扬程：

12米

功率：

22kw

台

2

1用1备

11

反冲洗水泵

流量：

500吨/小时

扬程：

15米

功率：

37kw

台

2

2台同时使用

12

废水排水泵

流量：

20吨/小时

扬程：

10米

功率：

1.5kw

台

2

1用1备

13

管路阀门

材质：

不锈钢材质

规格：

DN150-DN400

套

若干

14

闸板阀

SFZ-300

套

4

15

电磁流量计

量程：

250-400吨/小时

规格：

DN300

只

1

16

超声波液位计

0-6m

个

2

8管理要求

8.1管理人员

除氟设备的管理主要是日常再生；其余时间无需操作人员服务；在上述操作程序中，只要将浸泡时间尽量安排在夜间，则整套除氟设备仅需1个人管理

8.2再生要求

再生是否按设备技术需要进行，关系到除氟效果、效率以及运行成本高低，必须严格按照我公司根据水厂氟含量、水质、以及设备运行后测定的实际用水量等情况编写的操作说明书严肃认真进行。

8.3过滤速度的控制

日常运行的3座滤池水量必须均匀，以保持符合滤料要求的过滤速度和接触时间，因此流量计必须保持完好状态并且准确定位，一旦发现流量计失灵，应该及时检修或更换。

九工程投资

1.处理工程总投资构成

表6污水处理系统报价一览表（万元）

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

费用名称

设备费（A）

运费

（B）

安装费（C）

土建工程

（D）

技术服务费

（E）

措施费

（F）

管理费

（G）

税费

（H）

工艺

A1

电气仪表

A2

工艺设备

C1

工艺管道

C2

电气仪表C3

（含电缆及桥架）

费用分价

191.1

40.59

11.58

208.78

13.56

27.93

合计

总计493.54万元

2.总投资各部分基价

（1）设备及电气仪表供货基价（A）

表7工艺设备报价一览表

序号

名称

型号规格

单位

数量

单价

（万元）

总价

（万元）

备注

1

滤板及滤帽

980mm×980mm

套

96

0.10

9.6

2

除氟滤料

粒径1.5-2.4mm

吨

144

0.98

141.12

3

PH自动加药装置

GTF2000

功率：

3kw

套

1

10.0

10.0

4

加药泵

计量泵0-200L/h

泵头：

pvdf

压力：

0-7bar

功率：

1.5kw

台

2

1.50

3.0

进口计量泵

5

pH调节罐

1.5m×1.5m×3.0m

台

1

3.0

3.0

不锈钢材质

6

pH调节池搅拌机

LFJ-1000.25kw

台

1

1.5

1.5

不锈钢材质

7

再生溶液箱

容积：

30m3

材质：

玻璃钢

只

1

3.9

3.9

8

再生水泵

流量：

20吨/小时

扬程：

10米

材质：

SUS304

功率：

1.5kw

台

2

0.85

1.70

含自耦装置

9

过滤进水泵

流量：

350吨/小时

扬程：

12米

功率：

22kw

台

2

1.6

3.2

含自耦装置

10

反冲洗水泵

流量：

500吨/小时

扬程：

15米

功率：

37kw

台

2

2.8

5.6

含自耦装置

11

废水排水泵

流量：

20吨/小时

扬程：

10米

功率：

1.5kw

台

2

0.8

1.6

含自耦装置

12

管路阀门

材质：

不锈钢材质

规格：

DN150-DN400

套

8

0.56

4.48

13

闸板阀

SFZ-300

套

4

0.60

2.4

14

合计

表8电气及仪表费用一览表

序号

名称

型号参数

单位

数量

单价

（万元）

总价

（万元）

1

PLC控制柜

国标

台

1

13.0

13.0

带PLC接口、防水防爆型

2

主配电柜

国标

台

1

15.0

15.0

施耐德元器件

3

现场操作箱

国标

台

3

0.45

1.35

4

电磁流量计

Rpmag300

台

1

2.0

2.0

带PLC接口

5

浮球液位计

KEY-10

个

2

0.02

0.04

6

超声波液位计

台

2

1.0

2.0

7

pH计

台

1

1.3

1.3

8

工控机

台

1

1.5

1.5

含计算机、显示器、上位软件、UPS、打印机、网络产品

9

触摸软件

套

1

4.0

4.0

10

打印机

台

1

0.40

0.40

11

合计

（2）土建部分基价（D）

表9土建费用一览表

序号

名称

规格

单价

数量

总价

（万元）

备注

1

综合设备用房（含室内简单装修）

30.3m×10.8m×6.9m

3509元/m2

332.64㎡

116.73

1.设备厂房举架较，高达6.9米，施工难度加大，施工工艺必须严谨。

简单装修包括门、窗、块料地面、窗台理石、台阶、楼梯踏步块料、墙面粉饰、集成吊顶等

2.设备基础预埋应预先设置，基础采用钢砼浇筑，

3.储池可采用p6-c30钢砼浇筑，内外应做防水处理。

2

大型设备基础（含预埋）

22m×8m×（0.5-1.0）m

950元/m2

176㎡

16.72

3

除氟虑池

6m×4m×5.5m×（4座）

738.4元/m3

528m3

38.99

4

废水储池

20.0m×5.0m×5.5m

661元/m3

550m3

36.34

5

合计