滨州北海新区起步区污水处理厂配套工程建设项目施工组织设计文档格式.docx
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m3/d
8000
3
污泥处置规模
t/d
60
劳动定员
人
16
4
工程总投资
万元
6562.56
5
回用水单位制水经营成本
元/吨
3.93
6
回用水单位制水总成本
5.44
7
污泥处置单位经营成本
93.09
8
污泥处置单位总成本
108.95
9
财务经济指标
财务内部收益率
%
8.55
10
投资回收期
年
10.01
9、再生水回用处理工艺概述
根据对再生水回用工程进、出水水质的要求，盐分的去除是本项目工艺方案选择的核心要求。
本方案分为预处理系统、脱盐系统两部分组成。
预处理系统主要用来去除浊度，悬浮物，用于保证脱盐系统的正常运行。
脱盐系统以反渗透为核心，为减少反渗透浓水端的结构倾向，平衡反渗透两段之间的运行通量，在反渗透段间增设增压泵。
第二章编制依据
1、滨州北海新区起步区污水处理厂再生水回用及污泥处置工程可行性研究报告
2、滨州北海新区起步区污水处理厂配套工程建设项目招标文件
3、该工程设计文件
4、有关国家和行业现行的设计、施工与验收规范、标准：
《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB50252-2010）
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-2009）
《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）
《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010
《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50184-2011
第三章施工工艺及内容
1、中水深度处理系统工艺流程
原水池→混凝沉淀池→多介质过滤器→超滤→保安过滤器→反渗透→产水池
根据本项目的水源水质特点以及业主方要求，并综合考虑系统的运行费用及系统占地等情况，将本水处理工艺系统主要分为三个子系统，即预处理系统、超滤系统、反渗透（RO）处理。
预处理系统主要用于去除水中的悬浮物、胶体、有机物、微生物和铁锰等离子，保证出水有机物含量及污染指数（SDI）等指标满足反渗透进水要求。
超滤系统主要用于去除水中各种溶解固形物。
超级纳滤系统主要用于进一步去除水中各种溶解固形物即盐分，使产水满足循环冷却水水质要求。
多介质过滤器、超滤及反渗透（RO）实现全自动控制，控制系统为PLC+上位机。
2、工艺特点
工艺技术成熟、设备性能优良；
系统运行安全、可靠；
系统出水水质稳定；
操作维护简便。
3、工艺描述
3.1预处理单元
本工程选择多介质过滤器作为预处理装置，主要滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质。
防止这些物质污染树脂。
多介质过滤器的滤料为0.4-0.6的石英砂和0.8-1.2的无烟煤，石英砂填高800mm，无烟煤填高400mm。
含有悬浮物颗粒的水在管道混合器中与絮凝剂充分混合，使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。
当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。
当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜，随时间推移，过滤器的产水量将会逐渐下降。
此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动，从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。
本工程使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂，这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。
系统的设计运行时间12-24小时，随后应对多介质过滤器进行反洗，反洗水采用反渗透浓水，并应依据季节不同、水质的变化等调整反洗周期，确保出水浊度小于1度。
a）絮凝沉淀
污水处理厂来水通过絮凝池，并投加次氯酸钠、凝聚剂、助凝剂等药品，是悬浮物等形成大颗粒矾花，然后经过多介质过滤器过滤，以去除悬浮物、BOD5及部分CODCr，使水质达到超滤进水要求。
b）多介质过滤器
多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质。
在原水泵前投加絮凝剂，原水中的悬浮物、胶体、有机物等与絮凝剂在原水泵叶轮转动下充分混合，凝聚成大颗粒的矾花，当原水流过多介质过滤器的滤料层时，滤料缝隙的筛滤作用使大颗粒的矾花截留在滤料表面。
当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜，随时间推移多介质过滤器的产水量将会逐渐下降。
本系统中使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂，这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。
设备结构特点
1）过滤器设就地取样装置，即设可有效检测其运行情况的取样阀、取样槽等，取样装置的安装位置便于运行和检修。
2）压力表设隔离阀，设备本体设可观察滤层平整度和反洗强度的窥视孔。
视镜的材质应是透明的、耐腐蚀的，其厚度能承受过滤器的设计压力的试验压力，视镜的内表面与过滤器的内表面平齐。
3）过滤器本体设人孔，保证检修人员的进出和更换部件的进出。
人孔配人孔盖及圆钢把手等全套部件。
4）多介质过滤器底部采用为多孔板+不锈钢水帽式，保证集水、布水、布气均匀，无偏流现象。
5）所有的内部管路采用法兰与本体连接，并考虑检修与更换部件的便利，内部装置的材质符合有关要求且能保证在长期运行环境中不会被腐蚀，紧固件的材质与内部装置的材质相当。
6）过滤器内部装置经过固定及加固，能承受水流的冲击。
7）设备的内部件除特殊要求外，不采用塑料材质，且材质与设备的防腐等级相当。
设备的外部管道采用涂聚脲方式，并保证有足够的拆卸空间。
8）过滤器内部整体涂聚脲。
c）自清洗过滤器
（1）本工程选用自清洗网式过滤器作为超滤的保安过滤器。
（2）每台设备配套提供相应的控制阀门、控制组件及管道系统。
（3）过滤元件为304材质，过滤精度≤100μm。
（4）最高工作压力≤1.0MPa。
3.2超滤（UF）工艺
超滤（UF）是一种在压力驱动下过滤物质按分子量大小进行膜分离的过程。
超滤膜的孔径一般在0.002~0.05微米范围内，能够截留分子量在1000~500000道尔顿的物质，包括颗粒、悬浮物、细菌、病毒、原生动物、胶体物质、高分子有机物等。
超滤膜完全是表面去除机理。
膜表面的孔径高度规整一致，孔径的分布非常窄。
溶解物质和比膜孔径小的物质透过膜到达滤液（超滤产水）一侧，而大于孔径的颗粒不能透过膜。
本工程采用先进的超滤过滤技术，其主要目的是利用其绝对过滤的能力，保证其出水水质稳定且不受进水水质波动的影响，进而延长反渗透膜的清洗周期和使用寿命。
反渗透系统对进水水质要求较严格，主要反映在反渗透膜污堵指标的淤泥密度指数SDI值上。
通过实践证明，采用膜过滤技术可长期稳定的保持SDI较低的状况，超滤技术作为RO预处理在国内外已得到越来越广泛的应用和快速的增长。
随着超滤膜制造技术的提高和应用工艺的不断完善，其性能可靠性高、抗污染能力强、透水性大、占地面积小、操作简便、出水水质优异且稳定、使用寿命长等优点。
（1）PTFE超滤工艺
PTFE材料简介
1936年由氟树脂之父罗伊.普郎克特在美国杜邦公司开展研究时意外发明。
中文名称：
聚四氟乙烯；
别称：
塑料之王、特富龙、特氟龙、铁氟龙、陶氟隆、德氟隆；
英文名称：
Polytetrafluoroethene；
早期用途：
美国军方原子弹、炮弹的防熔密封垫圈；
1946年实现工业化生产；
世界上耐腐蚀性能最佳材料，除熔融碱金属、三氟化氯、五氟化氯和液氟外，能耐一切化学药品。
PTFE超滤膜的主要性能：
耐温变：
耐高温200~260OC、耐低温-100~0OC
耐强酸、耐强碱、耐氧化
高机械强度：
断裂强度>
1000牛
高使用寿命：
使用寿命10年以上。
抗污染、高膜通量：
a、最小的表面张力，不粘附任何特质，膜通量可恢复性强。
b、高孔隙率结构，跨膜压差低，纯水通量高。
超滤（UF）工艺原理
超滤膜处理技术是当今先进的过滤处理技术，广泛应用于地表水、废水中有机物、胶体、细菌及其它悬浮物微细颗粒杂质的去除。
其机理是利用滤膜两侧的压力差，使水和溶解物透过膜，而截流悬浮物、细菌等。
过滤孔径介于0.01~0.1µ
m，对非溶解态污染物具有稳定的极高去除率，浊度的去除率大于99.9%，出水的浊度等污染物指标优于地表水
类标准。
超滤膜技术作为本工程深度处理工艺单元，几乎完全去除水中的微生物，极大的提高水的生物安全性。
超滤膜膜丝约为0.01~0.1µ
m的平均孔径，可有效去除贾第鞭毛虫、隐孢子虫等致病原生动物以及细菌，并可稳定降低水厂出水浊度，实现系统出水水质目标。
（2）超滤系统的构成
超滤系统由进水单元、膜单元、反洗单元和空气擦洗单元、化学清洗及中和单元、药剂投加单元、压力检测单元，及阀门供气单元组成，每一个子单元由相关的构筑物、设备、阀门、仪表、管道管件组成。
超滤工艺流程图如下：
超滤工艺流程图
（3）超滤（UF）工艺优点
a.能耗低：
分离过程仅以低压为推动力，分离过程无相变化；
b.工艺简单：
设备及工艺流程简单，易于管理与操作；
c.应用范围广：
适用于溶质分子量为1000~50000道尔顿或者溶质大小为0.005~0.1μm。
3.3反渗透（RO）工艺
反渗透（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。
反渗透系统即利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。
经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再通往后续系统。
反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管，排入反洗水箱或排出系统之外。
系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、监控仪表及程控操作系统，它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。
RO保安过滤器
⑴保安过滤器的结构应满足快速更换滤元的要求。
⑵进入保安过滤器的水管上应设排放阀。
⑶保安过滤器的外壳采用不锈钢，滤芯采用大流量，过滤精度5μm。
反渗透高压泵
⑴高压泵出口应装设慢开门（控制阀门开启速度）和压力开关，压力高时报警及停泵。
⑵高压泵进口应装压力开关，压力低时报警及停泵。
⑶高压泵及附件的材料采用不锈钢。
⑷高压泵采用格兰富产品。
⑸密封方式考虑防腐。
反渗透（RO）装置
反渗透装置是本系统中主要的脱盐装置，反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。
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。
反渗透膜的选择
根据需方提供的原水水质分析报告和水源情况，同时原水经过多介质过滤处理，反渗透进水水质较好，同时根据不同品牌反渗透的使用效果，推荐本项目反渗透采用优质的复合型膜元件。
该反渗透膜具有高脱盐率和高产水量。
⑴反渗透膜元件采用进口产品聚酰胺复合膜。
⑵反渗透高压容器，材质FRP，侧面进水。
⑶反渗透（RO）膜元件的设计通量应不大于各膜元件制造厂商《导则》规定的最大通量值。
⑷反渗透（RO）装置各段给水及浓水、淡水总管上应设有接口，以便清洗时与清洗液进出管相连。
⑸反渗透（RO）装置产品水管和浓水管应设取样点，取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的缺陷。
⑹反渗透（RO）膜组件应安装在组合架上，组合架上应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。
⑺反渗透系统设计应考虑停机时消除淡水侧静压的措施。
⑻反渗透（RO）进水口设自动冲洗接口，浓水及淡水侧设自动冲洗排放口。
⑼反渗透的进水侧、浓水侧及产品水侧应设有清洗接口。
⑽反渗透（RO）装置产品水管上应装设防爆膜。
⑾反渗透系统配置测量点和在线仪表数量等能够满足本系统安全、稳定、可靠运行的需要。
⑿反渗透装置的给水加药种类及加药点，化学清洗装置的选择应根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。
⒀反渗透（RO）组合架的设计应满足电厂所在地的抗震烈度要求。
⒁反渗透系统内所配套的管道、管件的高压部分均采用进口不锈钢材质，阀门均采用进口产品，酸洗系统采用进口PVC材料。
RO化学清洗系统
（1）清洗系统应包括清洗箱、清洗水泵、保安过滤器及成套的管路。
（2）清洗系统的材质应能适用于所用的清洗液。
冲洗水泵
RO停用后及长时间停用再启动前都要进行冲洗，利用冲洗水泵对反渗透系统进行冲洗。
反渗透（RO）工艺流程图
4、产品的主要技术数据和性能的详细描述、产品组成说明
4.1配水井
配水井设置的目的是将原水均匀分配至絮凝沉淀池进行处理，当配水井水位超过最高水位时，通过溢流堰进行溢流。
配水井设计规模为15890m3/d，尺寸：
3.0×
4.0m，数量：
1座，结构：
半地埋钢混。
4.2混凝沉淀池
混凝沉淀池设计规模为15890m3/d，设计尺寸为：
L×
B×
H=12.0×
12.0×
5.0m，1座，由混合池、絮凝区、布水渠、斜管沉淀区组成。
（1）混合池
混合池进水管道上设置有管道混合器，絮凝剂PAC投加到管式混合器中。
管道混合器的特点管道混合器是在管道内安放一定形状的导流叶片，使水流产生分离或旋流，以增加混合效果，使药剂具有扩散速度快的特点，是两种介质在瞬间内达到快速混合，其需要的能量由水流本身提供。
管道混合器工艺参数：
DN600，1个，设计流速0.61m/s。
混合池设计规模为15890m3/d，混合时间为30s，采用机械搅拌方式，使药剂充分混合。
机械混合池尺寸：
2.0×
3.0m，1座。
池内放置平桨叶搅拌机一套，桨叶外径：
Φ800，搅拌功率：
3kw。
（2）絮凝区
絮凝采用网格絮凝方法，网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。
絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下交错流动，直至出口，在分格内水平放置网格，通过网格的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件。
网格絮凝池分3个絮凝阶段，设计规模为15890m3/d，絮凝时间为20min，网格絮凝池尺寸：
4.0×
5.0m，1座。
（3）斜管沉淀池
沉淀区采用斜管沉淀，斜管沉淀池的主要作用在于将絮凝生成的絮凝体从水中分离出来，降低水中的浊度，达到超滤的进水要求。
本工程的斜管沉淀池是在絮凝池出水后，其设计表面负荷9.2m3/（m2.h）。
斜管的倾角为60度，斜管长度为1.0m。
沉淀池平面尺寸为：
8.0×
4.3多介质过滤系统
本系统采用直径为3200mm的多介质过滤器13台,11用2备。
出水满足：
浊度≤2，SDI≤4。
其主要的工艺参数及配置要求如下：
（1）技术参数
工作压力:
＜0.6MPa
工作温度:
5-50℃
运行流速:
7～10m/h
水反洗强度:
8-10L/m2.s
气擦洗强度:
10-15L/m2.s
填料高度:
无烟煤400mm/石英砂800mm
石英砂规格：
粒径φ0.5-1.2mm
无烟煤规格：
粒径φ0.8-1.8mm
（2）设计出力
本期项目多介质过滤器设计正常出力:
60m3/h·
台。
（3）运行控制参数
1）连续运行时间：
系统的设计运行时间12-24小时,随后应对多介质过滤器进行反洗；
并应依据季节不同、水质的变化等调整反洗周期，一般进水浊度小于20度，确保出水浊度小于2度。
2）反洗强度：
反洗的目的在于使石英砂、无烟煤悬浮松动,并将滤层上所截留的截留物冲走，达到清洁滤层的作用。
通常多介质过滤器采用气水反冲洗的方式。
水反洗强度控制在8-10L/m2.s,气反冲洗强度控制在10-15L/m2.s左右,以无烟煤不被冲跑为宜。
3）反洗时间：
反洗时间的长短和填料层的截污量有关。
反洗时间可根据反洗排水浊度而定。
一般情况下反洗浊度应小于1NTU，且时间不少于5分钟，可根据运行情况进行适当调整。
4）正洗流量：
正洗流量可在60m3/h左右。
5）正洗时间：
按正洗出水SDI＜3,通常正洗10-20分钟左右
4.4超滤（UF）系统
PTFE超滤膜参数表
名称
UF膜参数
设计产水量
14300m3/d
膜组数
6组
每个膜组器膜元件个数
68个
每个膜组器膜元件面积
1920m2
单个膜组器膜面积
32m2
单个组器产水量
2700m3/d
名义通量
51.7L/m2.h
基础膜材质
PTFE
膜形式
外压式中空纤维
膜丝拉伸强度
1000N
膜丝孔径
0.05um
pH使用范围
1~14
最大进水压力
3.0bar
跨膜压差（TMP）
0~200KPa
单套反洗水量
200m3/h
反冲洗频率
1次/30~60min
组器最大进气压力
≤2.0bar
单支组器进气量
6Nm3/h
恢复性清洗频率
1次/1月
回收率
93.5%
膜的寿命
5年
a）超滤进水池：
平面净尺寸：
15.0×
4.0m
数量：
1座（地下钢砼结构）
有效水深：
3.0m
池深：
4.3m
b）超滤反洗排水池
7.0×
1座，地下钢砼结构
c）中和水池
2.5×
4.2m
3m
4.5反渗透（RO）系统
膜系统设计的最大影响因素是原水的潜在污染趋势，原水中存在的颗粒和胶体会引起膜元件的污堵，并随着进水的逐渐浓缩而累积在膜表面，预处理后的产水其淤积密度指数（SDI，又称污堵指数）与水中上述残留污堵物质的含量有较好的对应关系，膜表面的污堵物的浓度与膜系统的通量和回收率成正比，通量设计得越高的系统，将会出现更快速的污堵并需要更频繁的化学清洗措施。
设计保证膜系统内每支膜元件都处于推荐的运行范围内，以便减少污堵，杜绝膜元件的机械损坏，膜元件的运行条件范围包括：
膜元件的最高回收率、最大通量、最小浓水流量和最高进水流量，原水潜在污染越高，就应该越严格执行上述运行参数。
整个膜元件平均通量与系统内膜元件的总有效膜面积有关，是设计的特征参数，便于设计者快速低估算出某一新系统所需膜元件的数量，原水水质好，则可以采用较高的设计通量，而原水水质差，则应该采用较低的设计通量。
反渗透装置主要包括进水高压泵组、RO脱盐单元、加药单元、化学清洗单元及浓盐水排放单元。
控制系统采用三级：
现场就地操作、PLC程序控制、上位机远程总体监控。
反渗透装置主要单元设计方案如下：
（1）进水高压泵组
由于反渗透（RO）需要对膜一侧的料液施加超过它的渗透压的压力，从而使溶剂逆着自然渗透的方向作反向渗透，在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；
高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。
因此，需要反渗透（RO）高压泵组给反渗透（RO）提供运行压力。
为了保护高压泵的正常安全运行，在高压泵的进口和出口分别设置了低压开关和高压开关，它们保证了高压泵不会在缺水的情况下运行出现泵的空穴现象而损坏泵，也不致因出口压力过高而造成膜损坏。
（2）RO脱盐单元
RO脱盐单元主要包括膜元件和压力容器。
反渗透（RO）膜是反渗透（RO）装置的心脏，是脱盐单元的关键部件。
膜元件的选取主要依据原水水质条件和产品水水质要求等具体参数。
压力容器是容纳膜元件的环氧玻璃钢耐压外壳，承压为200psi（约为14bar）。
本工程中每支压力容器可容纳6支膜元件，具有外型美观，拆装方便，无泄漏的优点。
本工程共设置4套反渗透（RO）装置，单套正常产水量2500t/d，含膜元件180支，膜压力外壳30支。
产水进入反渗透（RO）高压泵之前设有不合格排放阀。
在反渗透（RO）装置运行前，测定进水浊度、SDI等指标，如果不合格，则提示系统报警，在人工确认后手动打开不合格排放阀，将不合格水排至地沟，直至合格。
反渗透（RO）装置中设有自动冲洗系统，每次反渗透（RO）装置停止运行时，自动启动RO冲洗水泵，打开电动冲洗进水门和电动排水门，对膜元件进行低压冲洗，以防止膜表面浓水污染。
本方案采用BW30FR-400/34i膜，设计出水量为10000m3/d。
反渗透（RO）参数表
序号
RO膜参数
1
进水量
2
产水量
10000m3/d
3
单套产水量
2500m3/d
4
膜材质
聚酰胺复合膜
5
膜面积
37m2/支膜元件
6
膜规格
8寸
7
设计水温
7~25℃
8
PH
1~13
9
余氯
≤0.1ppm
10
系统回收率
70%
12
装置数量
4组
13
通量
17.3L/（m2·
h）
14
总膜面积
26640m2
15
膜支数
720
（3）反渗透（RO）加药单元
为了保证反渗透（RO）装置安全可靠连续运行，进入反渗透（RO）装置的水，需要连续投加阻垢剂和还原剂，同时还得根据水质情况冲击式投加非氧化性杀菌剂。
阻垢剂加药设备
进水经一级反渗透（RO）处理后，其浓水中各种离子浓度浓缩为进水的4倍，因此在进水进入反渗透（RO）装置前需加阻垢剂以防止浓水侧膜表面结垢。
药剂采用高效阻垢/分散剂，可有效控制
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