飲用水水質(zhì)處理工藝設(shè)計(jì)研究
時(shí)間:2022-09-26 03:40:08
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摘要:水是人類生存的基本條件,水資源問題是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展最突出的問題之一。我國礦區(qū)及其周邊飲用水水質(zhì)普遍受到礦區(qū)的影響,嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。本文結(jié)合礦區(qū)的飲用水水質(zhì)特點(diǎn),結(jié)合基本的水處理技術(shù),提出了一套適合礦區(qū)及周邊飲用水水質(zhì)處理的工藝技術(shù),可大大緩解礦區(qū)生活用水的污染問題。
關(guān)鍵詞:礦山,飲用水,工藝
0引言
礦區(qū)及其周邊飲用水污染問題已成為當(dāng)前威脅礦區(qū)人民身體健康的重要問題,目前,我國大多數(shù)礦區(qū)及其周邊居民的生活飲用水資源相當(dāng)匿乏且存在一定程度的污染。礦區(qū)及其周邊的特殊環(huán)境使得當(dāng)?shù)鼐用褚缘叵滤鳛橹饕娘嬘盟矗捎诘V區(qū)的特殊的環(huán)境使得當(dāng)?shù)氐牡叵滤艿搅艘欢ǖ奈廴?,有些?yán)重到不能直接飲用。如何及時(shí)有效的對礦區(qū)周邊的地下水進(jìn)行適當(dāng)處理,是關(guān)系到礦區(qū)職工及礦區(qū)周邊人民身體健康的重要因素。本研究在對礦區(qū)周邊地下水水質(zhì)情況進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上,并結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本,提出了一套切實(shí)有效的礦區(qū)周邊飲用水處理工藝。
1工藝流程
多介質(zhì)過濾器+保安過濾器+納濾(NF)+濃水回收納濾系統(tǒng)的處理裝置,新建提水泵房一座,設(shè)3臺離心泵,為多介質(zhì)過濾器供水。通過納濾膜分離作用分離出清水和濃水,納濾回收率≥75%,總硬度硫酸鹽去除率≥95%,總脫鹽率≥75%;納濾濃水進(jìn)入濃水回收納濾,濃水回收納濾回收率≥60%,基金項(xiàng)目:北華航天工業(yè)學(xué)院博士科研基金項(xiàng)目(BKY201602)收稿日期:2018-03-17第一作者簡介:王紅梅(1981-),女,碩士,河北石家莊人,從事水處理研究工作??傆捕攘蛩猁}去除率≥95%,總脫鹽率≥70%;保證連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下納濾系統(tǒng)總回收率≥90%。納濾產(chǎn)水排入產(chǎn)水池,重力自流進(jìn)入進(jìn)水渠,與未處理的水在西干渠混合,按原供水方式輸送到最終的用水點(diǎn)。納濾最終濃水排入修建的濃水管網(wǎng),輸送至指定地點(diǎn)。
2技術(shù)指標(biāo)
2.1提水泵房
(1)提水泵
從原水進(jìn)水池到水處理車間有6米的高差,提水泵是把水從進(jìn)水池提升到水處理車間。
(2)多介質(zhì)反洗泵
預(yù)處理為多介質(zhì)過濾器,當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后,進(jìn)出水的壓力就會產(chǎn)生變化,為保證預(yù)處理能夠正常運(yùn)行,當(dāng)壓差達(dá)到1.5bar時(shí),要對多介質(zhì)過濾器進(jìn)行反洗,反洗水使用原水,因此反洗泵也設(shè)置在提水泵房。
2.2水處理車間
水處理車間主要包括多介質(zhì)過濾機(jī)組、納濾提升泵及主管路設(shè)備、主納濾系統(tǒng)、濃水回收納濾設(shè)備、納濾加藥單元、化學(xué)清洗單元、空氣系統(tǒng)、納濾濃水收集水池、中間水池及消防設(shè)備、產(chǎn)水池及其設(shè)備。處理車間內(nèi)設(shè)有變配電室、控制室。
(1)多介質(zhì)過濾器
為保護(hù)保安過濾器濾芯不被固體顆粒物損傷,降低過濾系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),在保安過濾器前設(shè)置多介質(zhì)過濾器,攔截水中的固體物質(zhì)。技術(shù)參數(shù)為:處理能力:77.5m3/h×6套
(2)中間水池
功能:儲存多介質(zhì)過濾器出水,并作為納濾系統(tǒng)的進(jìn)水。技術(shù)參數(shù)為:池體尺寸:2.6m×3.5m×5.7m;有效容積:41m3;結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土,地上。
(3)納濾進(jìn)水總管路及儀表
a.在納濾進(jìn)水總管道上設(shè)置PH儀表、ORP檢測儀表、濁度儀、電導(dǎo)率檢測儀表、溫度傳感器、壓力變送器和流量傳感器,檢測水質(zhì)變化,調(diào)整加藥量確保整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)(溫度、壓力、濁度、ORP、PH)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)自動改變運(yùn)行方式,以保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。b.在濃水池和產(chǎn)水池分別設(shè)置液位計(jì),測量高,中,低液位,控制系統(tǒng)啟停。C.系統(tǒng)內(nèi)儀表系統(tǒng)由各種傳感器和變送器組成。變送器的標(biāo)準(zhǔn)4-20mA直流信號首先送至現(xiàn)場PLC,再通過以太網(wǎng)傳送到控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī);在自控柜上的人機(jī)界面上可以顯示主要的工藝參數(shù),在廠區(qū)中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)的顯示器和液晶顯示器上可以顯示全部監(jiān)測的設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)等。
(4)納濾主處理單元
功能:去除原水中的總硬度和硫酸鹽,凈化后的產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水池。納濾脫鹽單元主要包括滑架、高壓泵、保安過濾器、壓力容器、膜元件、管道儀表和就地電控箱等組成。設(shè)備技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)水量:4200.5m3/d;膜壓力外殼數(shù)量:40支;納濾膜元件數(shù):240支;壓力容器排列方式:24∶16;納濾系統(tǒng)回收率:75%;主架機(jī)數(shù)量:2。
(5)濃水回收處理單元
功能:原水經(jīng)過主納濾系統(tǒng)后的濃水進(jìn)入濃水回收納濾系統(tǒng),提高整個(gè)系統(tǒng)的回收率,其產(chǎn)水和主納濾系統(tǒng)產(chǎn)水混合進(jìn)入產(chǎn)水池,濃水排放。濃水回收納濾脫鹽單元主要包括滑架、高壓泵、保安過濾器、壓力容器、膜元件、管道儀表和就地電磁閥島箱等組成。設(shè)備技術(shù)指標(biāo):產(chǎn)水量:1610.5m3/d;膜壓力外殼數(shù)量:17支;納濾膜元件數(shù):102支;納濾系統(tǒng)回收率:60%;主架機(jī)數(shù)量:1。
(6)化學(xué)清洗單元
根據(jù)主納濾處理單元和濃水回收納濾處理單元的膜元件的污堵情況,配套膜的化學(xué)清洗單元,三套DF系統(tǒng)共用1套化學(xué)清洗系統(tǒng)。設(shè)置一套納濾膜清洗設(shè)備。化學(xué)清洗單元包括清洗水箱、清洗水泵和保安過濾器。納濾膜的化學(xué)清洗藥劑是根據(jù)膜受到的不同污染情況而選擇的。一般來說,納濾膜的清洗分為酸性清洗和堿性清洗兩大類?;瘜W(xué)清洗裝置為撬裝設(shè)備,投標(biāo)人負(fù)責(zé)將各部件組裝在一起,形成一個(gè)完整的撬裝設(shè)備。至少包括:清洗水箱、電加熱器、CIP清洗水泵、保安過濾器、液位計(jì)(帶遠(yuǎn)傳信號)、PH計(jì)、ORP表、壓力表、電控箱、本體所有管道、管件、手動閥門、鋼支架。
(7)加藥單元
加藥裝置包括納濾加阻垢劑、還原劑、加酸/堿和加殺菌劑成套裝置。計(jì)量泵采用米頓羅、帕斯菲達(dá)、普羅名特或同等品牌。根據(jù)當(dāng)?shù)靥峁┑乃|(zhì)資料,按以上的納濾預(yù)處理工藝進(jìn)行計(jì)算。加藥裝置應(yīng)有效的保證系統(tǒng)運(yùn)行的用藥液量及保證運(yùn)行效果。裝置含有的設(shè)備及設(shè)計(jì)思路避免未受污染的膜元件由于藥品加入而造成的膜污染問題以及考慮配藥的便捷和維修的方便。加阻垢劑裝置由1臺PE藥箱、2臺計(jì)量泵(1用1備)、入口過濾器、阻尼器以及輔助設(shè)備、管路、閥門、管件等組成。阻垢劑加入點(diǎn):單套納濾進(jìn)水管口。溶液箱配液位開關(guān),保護(hù)泵不吸空;配液位變送器(帶4~20mA遠(yuǎn)傳信號),實(shí)現(xiàn)高低液位報(bào)警。加還原劑裝置由1臺PE藥箱、2臺計(jì)量泵(1用1備)、入口過濾器、阻尼器、攪拌器以及輔助設(shè)備、管路、閥門、管件等組成。還原劑加入點(diǎn):納濾進(jìn)水總管。加酸/堿裝置由1臺PE藥箱、1臺計(jì)量泵、入口過濾器、阻尼器以及輔助設(shè)備、管路、閥門、管件等組成。
3結(jié)語
本工藝參考基本水處理方法,同時(shí)結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素,設(shè)計(jì)出針對礦區(qū)周邊地下水水質(zhì)特點(diǎn)的處理工藝,在一定程度上可以很好為今后的礦區(qū)地下水的開發(fā)和利用起到技術(shù)支撐。本工藝設(shè)計(jì)相對簡單易行,經(jīng)過試運(yùn)行處理效果好,具有投資、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。同時(shí)考慮到工作人員自身因素,本工藝自動化程度高且操作管理方便,可以很好地對礦區(qū)周邊的地下水進(jìn)行有效的處理,以保障當(dāng)?shù)厝嗣竦纳眢w安全。
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作者:王紅梅 曹張偉 陳鋒 單位:北京碧水源凈水工程技術(shù)股份有限公司