高盐水工艺技术规程.docx

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1、目 录1 产品说明42 原材料技术规格52.1 原料52.2 产品及中间产品规格62.3 主要辅助材料质量指标73 生产原理123.1 均质调节池及提升泵工作原理123.2 臭氧处理装置123.2.1 臭氧发生器143.2.2 臭氧投加系统（含接触池/缓冲池）143.2.3 冷却水系统153.2.4 板式换热器工作原理163.3 曝气生物滤池（BAF）173.4 高密度澄清池工作原理193.5 高强度膜（浸没式超滤）系统工作原理223.6 反渗透系统工作原理233.7 钠床工作原理253.8 能量透平回收装置273.9 加药及辅助系统283.9.1 碳酸钠加药系统283.9.2 PAM一体化加

2、药装置313.9.3 米顿罗加药泵工作原理333.9.4 耐驰螺杆泵工作原理374 工艺流程说明384.1 流程示意图384.2 工艺流程简介395 工艺条件一览表436 分析控制一览表487 开停车程序及注意事项517.1 开车前的准备与检查518 可能发生的不正常现象及处理方法668.1 均质调节池66表8-1均质调节池异常现象及处理方法668.2臭氧发生装置常见故障的检查与处理668.3 BAF曝气生物滤池678.4 高密度澄清池688.5 板式换热器698.6保安过滤器698.7 高强度膜装置698.7 反渗透装置708.8 罗茨风机718.9 离心风机728.10 停电、断电及危险化

3、学品泄露739 联锁应答表或联锁逻辑图7510 原材料及动力消耗8110.1 化学药品消耗量8110.2 水耗、电耗8211 副产品和废物处理一览表8312 主要设备一览表及主要设计参数8512.1 安全阀一览表8512.2 主要设备一览表86 1 产品说明高盐水减量化处理装置主要处理园区回用反渗透装置产生的浓盐水，处理达标的水一部分作为各项目公司循环水补水进回用水池，一部分作为一级脱盐水站补水进一级脱盐水超滤产水池，减量化单元浓缩后的高浓盐水，送至后续蒸发结晶单元进行处理。本装置减量化单元工艺流程分为预处理系统和后处理系统，预处理系统对来水进行预处理，包括调节池、臭氧氧化、BAF 曝气生物滤

4、池和高密度澄清池及纯碱投加系统、高强度膜过滤系统；后处理系统包括中压膜浓缩装置、钠离子深度软化系统、高压膜浓缩装置和二级反渗透装置、相关的加药、清洗系统和储水池等。本工程设计处理量10800 m3/d。减量化单元出水分为两路，处理达标的水一部分作为各项目公司循环水补水进回用水池，一部分作为一级脱盐水站补水进一级脱盐水超滤产水箱，减量化单元浓缩后的高浓盐水，送至后续蒸发结晶单元进行处理。2 原材料技术规格2.1 原料表2-1 减量化单元进水水质指标一览表序号项目单位设计值控制范围值lpH/7.06.592CODCrmg/l1501503BOD5mg/l32324SSmg/l30305NH3-Nm

5、g/l15156TDSmg/l4500380045007总硬度mg/l268026808全硅mg/l70709CL-mg/l94294210TPmg/l3.33.311碳酸盐硬度mg/l65565512NO3-mg/l100.2100.213SO42-mg/l1817.91817.914K+mg/l92.592.515Na+mg/l43543516Ca2+mg/l54554517Mg2+mg/l254.5254.518Srmg/l5.965.9619Bamg/l0.280.2820CO32-mg/l1.821.8221HCO3-mg/l22022022Fmg/l023总铁mg/l0.50.52

6、.2 产品及中间产品规格表2-2 减量化单元出水水质指标一览表(做为循环水补水）序号项目单位性能值lpH6.0-8.52CODCrmg/l303BOD5mg/l104总铁mg/l0.35总碱mg/l3506TDSmg/l5007总硬度mg/l4508NH3-Nmg/l39CL-mg/l12010TPmg/l111大肠杆菌个/L312悬浮物mg/l113浊度NTU114回收率_90%表2-3 减量化单元出水水质指标一览表(做为一级脱盐水站补水）序号项目单位性能值lpH6.0-9.02CODCrmg/l33BOD5mg/l14浊度NTU0.25TDSmg/l50表2-4 减量化单元高浓盐水水质指标

7、一览表序号项目单位设计正常值lpH78.52CODCrmg/l5003NH3-Nmg/l304TDSmg/l450005总硬度总硬度mg/l10006二氧化硅mg/l103.77CL-mg/l91948HCO3-mg/l381.59NO3-mg/l899.611SO42-mg/l1877312Ca2+mg/l342.913Mg2+mg/l149.814Na+mg/l1421515Sr2+mg/l1016Ba2+mg/l0.5017CO2mg/l6.518K+mg/l887.1注：以上双膜系统进水水质根据招标文件估算，仅供参考。2.3 主要辅助材料质量指标表2-3 主要辅助材料质量指标表序号物料

8、名称主要技术规格指标名称指 标 1液碱化学成份NaOH外观透明液体有效含量30%包装槽车配制浓度30%高密度澄清池210mg/L二级RO根据pH投加执行标准GBT1119919892碳酸钠化学成份Na2CO3外观白色结晶有效含量（以Na2CO3计）98%2碳酸钠氯化钠0.3%铁（以Fe计）0.003%硫酸盐（以SO42-计）0.03%水不溶物0.02%堆积密度0.85%包装罐装配制浓度10%加药量800mg/L投加方式螺杆泵连续投加执行标准GB210.1-20043阴离子聚丙烯酰胺外 观白色颗粒有效含量99.5%固体含量90%分子量1000-1500万离子量20-60溶解度60分钟水不溶物0.

9、3%筛余物180m筛网85%1mm筛网5%执行标准GB 17514-20084浓硫酸化学成份H2SO4外观无色透明液体有效含量98%执行标准GB/T 534-20025絮凝剂化学成份PAC外观淡黄色或棕褐色半透明液体有效含量10%包装罐装配制浓度10%前混凝池50ppm后混凝池15ppm投加方式计量泵连续投加执行标准GB/T15892-2009 6次氯酸钠化学成份NaClO外观淡黄色液体有效含量（以Cl-计）10%包装槽车配制浓度10%原水投加量6ppm超滤反洗投加量100ppm超滤维护性清洗投加量500ppm执行标准GB 19106-2013 7柠檬酸化学成份柠檬酸外观白色粉末有效含量50%

10、包装袋装配制浓度50%高强度膜反洗投加量1000ppm高强度膜维护性清洗投加量2000ppm执行标准GB/T 8269-20068还原剂化学成份NaHSO3外观白色粉末有效含量100%包装袋装配制浓度20%加药量3ppm年用量吨投加方式计量泵连续投加执行标准HG/T3814-2006 9阻垢剂外观浅琥玻色透明液体有效含量100%包装25kg桶装配制浓度100%（原液）加药量3ppm执行标准QB/T GT006-2009 10盐酸化学成份HCl外观淡黄色液体有效含量30%包装槽车配制浓度30%超强度膜维护性清洗投加量1000ppmpH调节投加量5ppm执行标准GB 320-2006 11非氧化杀

11、菌剂化学成份外观淡黄或淡绿色透明液体有效含量100%包装25kg桶装配制浓度原液（100%）投加量200ppm执行标准QB/T GT881-2009 12清洗剂化学成份EDTA四钠盐外观白色粉末有效含量99%包装袋装配制浓度1%执行标准GB/T1401-199813十二烷基苯磺酸钠化学成份RC6HSO3N2（RC10C13）外观白色粉末有效含量902%包装袋装配制浓度1%执行标准Q/320922SQT001-20123 生产原理3.1 均质调节池及提升泵工作原理回用水站的反渗透浓水经过管廊用管道送至本装置内的均质调节池，在均质调节池内对来水的水量和水质进行均质、调节，调节后的高盐水分两路，当C

12、OD含量80mg/L时，进入臭氧高级氧化单元、曝气生物滤池去除COD后进高密度澄清池；当高盐水COD含量较低时，提升泵直接将高盐水跨接进高密度澄清池。避免水中污泥沉积，在池内设置了搅拌器蒸汽加热。3.2 臭氧处理装置臭氧具有极强的氧化能力和杀菌能力。臭氧氧化主要是将来水中难以生化降解的有机污染物氧化分解成微生物可降解的小分子，以便于后续生化反应能够将来水中的COD去除。臭氧与水中有机物的反应有两条途径，即臭氧直接反应(D反应)和臭氧分解产生羟基自由基(OH)的间接反应(R反应)。D反应速度较慢且有选择性，是去除水中污染物的主要反应;R反应产生的羟基自由基氧化能力更强，且无选择性。因此在处理废水

13、时应注意控制臭氧反应途径，使臭氧能有效利用。图3.2-1 臭氧发生器系统图氧气经减压阀（阀后压力0.1MPa）减压稳压，过滤器（过滤精度0.5m）净化，氧气流量计检测流量，温度压力传感器检测温度压力后，进入臭氧发生室。在臭氧发生室高频高压电场内，部分氧气变成臭氧，产品气体为臭氧化气体，通过出气自动调节阀后排出。臭氧发生器及变压器的冷却水进水管路分别设有水流量开关检测水流量异常并反馈到自动控制系统；出水管路设置温度传感器，用于检测冷却水温度并反馈到自动控制系统；当冷却水温度超过设定值或者流量低于设定值时报警。臭氧制备间内安装臭氧泄漏报警仪，当臭氧制备间内环境中臭氧泄露超标时，由臭氧泄露报警仪检测

14、发出报警、提供信号启动排气风扇（排风扇由用户自备），在报警后1-10分钟（用户自定）故障尚未排除将自动切断本房间相关设备电源。臭氧接触池设置尾气破坏器，池子内的尾气经除雾器去除水雾与水滴后，进入尾气破坏器反应罐。尾气破坏器采用催化的方式将臭氧分解，整个尾气破坏装置的控制由尾气破坏箱控制。经臭氧尾气破坏装置的出口气体臭氧浓度小于0.1ppm，可直接排放到大气中。3.2.1 臭氧发生器臭氧发生器利用DBD介质阻挡放电技术，在高压放电下将通过放电单元内的原料气体电离，等离子放电下状态下，高能电子将原料气体中的氧分子电离为氧离子，氧离子迅速与氧分子结合生成臭氧分子，如下图所示。单位放电面积下，施加的能

15、量越多，产生的臭氧也就越多。如图3-1所示：图3.2-2 臭氧产生示意图3.2.2 臭氧投加系统（含接触池/缓冲池）本项目处理规模为500m3/h，投加总量约为40kg/h。臭氧曝气采用射流扩散器形式，含射流器、增效喷嘴、回水流量开关等。为防止曝气设备被原水中的杂质堵塞。臭氧气体通过射流器配合增效喷嘴通向臭氧接触池，与接触池内的水充分接触反应。臭氧气体及动力水由动力泵送入射流曝气器中，水体与气体在强烈的流通状态下接触，在此状态下，气体被化成直径及其微小的气泡，迅速有效的转移到液相中，完成臭氧的快速转移过程。臭氧氧化主要是将来水中难以生化降解的有机污染物氧化分解成微生物可降解的小分子，以便于后续

16、生化反应能够将来水中的COD去除。调节池内的水通过调节池提升泵提升至臭氧接触池，臭氧接触池有效水深6米，在臭氧接触池进水管线上，安装射流器，使臭氧充分与水混合，去除水中部分COD、色度，改善B/C 的比值，为后续的生化部分创造条件。同时在臭氧接触池中未能完全溶解的臭氧气体经臭氧破坏器破坏，排入大气。水经臭氧接触池后，会残留部分溶解的臭氧，如果直接进入曝气生物滤池，会对微生物造成冲击。臭氧缓冲池（设计停留时间90min）则是利用臭氧的半衰期只有20min 的特点，消除处理后水中臭氧残余量。臭氧接触池为全封闭，每格池顶设双向透气安全压力释放阀及尾气排放管。3.2.3 冷却水系统现代臭氧发生器的效率

17、与传统产品相比已经明显提高，但运行中仍然有部分电能在放电间隙中并不是用来生成臭氧而是转变成热量，如果这部分热量得不到有效的散失，臭氧发生器放电间隙的温度就会持续升高超过设计的运行温度。高温不利于臭氧的产生但利于臭氧的分解，导致臭氧产量和浓度下降。臭氧发生器中的冷却水由水泵经膨胀储水罐（另一功能为自动排放冷却系统的气体），通过板式换热器与工厂提供的外循环冷却水进行热交换。采用内循环的方式可以保证进入臭氧发生器的冷却水质量，不易在放电管外壁上结垢，提高换热效率，防止冷却水腐蚀管壁造成管泄漏的故障。当冷却水温度超过系统设计温度或水量不足时，系统会自动发出报警信号。保证及时臭氧发生器的余热，维持臭氧发

18、生器的产量和浓度。换热器水泵储水罐图3.2-3 冷却水系统示意图3.2.4 板式换热器工作原理板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。图3.2-4 板式换热器外部结构图板式换热器是臭氧发生装置冷却水系统的关键设备

19、，主要作用是保障臭氧发生装置冷却水进水温度不高于32（5-32），减少环境温度对系统稳定运行的影响，保证臭氧发生装置的安全。本装置臭氧反应系统包含2 套氧气源20kg/h 臭氧发生器，配置气源控制系统，内循环冷却水系统，尾气破坏系统及配套的自动控制（PLC）、检测仪器等。和臭氧发生装置配套的还有三段式臭氧接触池和臭氧缓冲池，具体参数如下：臭氧接触池：560m3，水池结构为钢砼结构，池内壁防腐，1 座。臭氧缓冲池：900m3，水池结构为钢砼结构，池内壁防腐，1 座。臭氧发生器：NLO-20kg/h 2 套。3.3 曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池（BAF）是处理低负荷有机物常用的一种处理设施。

20、在池内装填陶粒滤料作为载体，形成固定床。微生物群附着在陶粒内表面形成生物膜，滤料层中下部进行曝气供氧，污水与空气同向/或逆向流通过粒状滤料层，依靠附着载体表面的生物膜对污染物吸附、氧化和分解，起到污水净化效果。同时陶粒滤料还具有物理截留的作用，对来水中的悬浮物具有一定的拦截作用。根据水流方向，曝气生物滤池可分为上向流和下向流两种。本次曝气生物滤池采用气水同向的上向流曝气生物滤池，气水同向使得布水、布气更加均匀，在气水上升的过程中把底部截留物带入曝气生物滤池的中上部，增加了滤池的截污能力，延长了工作周期。曝气生物滤池结构及运行模式如下图：图3.3-1 BAF曝气生物滤池结构简图曝气生物滤池（BA

21、F），主要处理经臭氧氧化后的废水，去除进水中可生物降解的COD、氨氮、TP，同时去除部分SS。臭氧氧化后的废水自流至曝气生物滤池（BAF），在曝气生物滤池中，气水从底部进入，同向接触，利用反应器内填料上生长在生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用分解水中的COD、氨氮、TP，同时去除部分SS。本系统设置BAF池8 座，单座处理水量62.5m3/h。BAF 配套的设备如下：BAF 反洗水泵：流量600m3/h，扬程20 米。数量3 台，2 用1 备。BAF 曝气风机：流量7.5m3/min，扬程9 米

22、。数量8 台，8 用0 备。BAF 反洗风机：流量23m3/min，扬程9 米。数量3 台，2 用1 备。曝气生物滤池，为钢筋混凝土结构， 陶粒填料： 容积 1800m3， 鹅卵石： 粒径8-10mm，容积 250m3；曝气头：材质 ABS，15000 个；曝气管：材质 ABS；长柄水帽：材质 ABS，10000个；滤板：尺寸 7X8X0.1m，数量为 8 块，每一块整体浇筑。3.4 高密度澄清池工作原理BAF 曝气生物滤池出水自流至高密池内，在前絮凝池通过混凝剂（PAC） 投加系统、纯碱投加系统、烧碱投加系统、助凝剂（PAM） 投加系统向池内投加PAC、Na2CO3、NaOH、PAM，将水中

23、的Ca2+、Mg2+转化为难溶化合物通过沉淀池使其沉淀出来，使水质得以软化。同时，实现混凝、絮凝作用，可使原水中的悬浮物、有机物、胶体等物质凝聚成较大的絮凝物，以便于有效的沉淀去除，有效降低来水的有机物、悬浮物及浊度，为后续高强度膜过滤装置的稳定运行创造良好条件。前絮凝池出水经澄清后自流进入后絮凝池，根据水质指标再次精确投加后絮凝剂（PAC），保证残留的高密池出水中的絮体进一步长大，通过后面的高强度膜滤进一步截留悬浮物、胶体、微生物和非溶解性COD。由于高密池出水呈碱性，需在后絮凝池中投加硫酸调节pH值(6-9)。高密池设置污泥循环泵，将5-10%的污泥进行循环，间断性地将富余的污泥经过污泥排

24、放泵排泥到污泥浓缩池，通过污泥输送泵送至污水/回用水污泥脱水系统。高密度澄清池具有抗悬浮物变化冲击的能力，沉淀池的冲洗、污泥排放、污泥回流等均采用自动控制。 混凝剂的投加量根据进水流量及指标按比例调节。高密度澄清池进水处预留次氯酸钠投加点，防止高密度澄清池及后续构筑物内藻类滋生。 整个高密度澄清池由六个系统组成，分别为：前混凝系统、高密度絮凝系统、澄清系统、污泥浓缩系统、污泥回流及排泥系统、后混凝系统。图3.4-1 高密度澄清池结构图1) 前混凝系统 混凝剂和进水的混合采用机械搅拌器，使其达到理想的混凝效果。混凝时间及速度梯度均在合适的范围之内，并保持适当的接触时间。混凝速度梯度250s-1。

25、 2) 高密度絮凝系统 经过混凝后的水进入每个絮凝反应池，同时有碳酸钠、氢氧化钠、PAM（阴）和回流污泥的注入以增强水的絮凝。絮凝形式采用机械式，并设置导流桶。经过絮凝的进水以适当的流速经过反应区后进入澄清区。絮凝池有清除池底可能积聚污泥的措施。在该单元适当位置投加作为助凝剂的PAM（阴）。 3) 澄清系统 絮凝系统经过渡区进入澄清系统。澄清区采用斜管（60）进行泥水分离，形式可为逆向流。斜管间距及光滑度满足加入混凝剂后的原水所分离出的污泥顺利下滑并不会造成堵塞的要求。斜管有足够的机械强度和物理性能避免出现堆积污泥受压后变形下陷，斜管的设置角度及安装符合有关规范并便于日常冲洗和更换。澄清系统设

26、置冲洗设施。澄清区能承受进水水量及水质负荷的变化，并无细小絮凝体经集水槽带入后续处理构筑物。斜管的材质为乙丙共聚，须采用管材成型的斜管，斜管厚度1.5mm，内切圆直径为50mm。并设置冲洗设施。 澄清区上部采用集水槽进行澄清水的收集，集水槽、溢流堰、斜管支撑等的材质采用不锈钢。集水槽的水力负荷小于10m3/（hr.m）。 4) 污泥浓缩系统 浓缩区能满足固体通量的要求，沉淀池设置污泥界面计检测污泥泥位，池底设有浓缩刮泥机，其转速可调节。高密度澄清池配置一套污泥一体化浓缩刮泥机，用于经沉淀浓缩后污泥的收集，并且保证外排污泥浓度达到100g/L以上。 5) 污泥回流及排泥系统 高密度澄清池采用污泥

27、泵排除污泥，污泥排至储泥池。每池设有独立的污泥泵，污泥泵的能力和数量保证高密度澄清池的污泥及时排出。排污系统的管道单独敷设。每座池的污泥循环泵和污泥输送泵各设1台，备用1台。污泥泵采用耐磨损、抗腐蚀材质制作、适宜运送高浓度污泥螺杆泵。 管路系统中设置防止污泥在污泥管路中沉积的水冲洗设施。 污泥的回流量根据进水水量水质控制，并使新鲜的、具有活性和良好絮凝的污泥进行回流；排泥根据位于浓缩区的污泥界面仪自动控制。6) 后混凝系统 后混凝形式采用机械式。进水根据pH联锁投加硫酸控制pH（6-9），根据出水浊度投加少量混凝剂作为后混凝，后混凝时间和速度梯度在合适的范围之内（混凝速度梯度250s-1）。3

28、.5 高强度膜（浸没式超滤）系统工作原理超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置，过滤精度在0.005-0.01m范围内。超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。超滤膜广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60 以下，pH为2

29、-11的条件下长期连续使用。超滤膜作为反渗透膜的前处理技术，用以保护反渗透膜长期稳定运行。图3.5-1 浸没式超滤膜本项目高强度膜过滤系统为北京倍杰特国际环境技术有限公司的专利产品，采用外压式浸没式超滤装置。超滤系统通过抽吸泵在中空纤维膜内部形成真空，处理的水就通过超滤膜的孔径进入到了中空纤维内部的主通道，然后通过抽吸泵进入清水箱。在反冲洗时，空气被引进到了超滤膜箱的底部，通过与液体部分的混合在超滤膜的表面形成涡流。上升中的气泡擦洗并清洁超滤膜丝的外表面，提高超滤膜的处理效率。超滤膜的作用是阻截初级再生水中存在的微量大分子有机物、胶体、蛋白质、细菌等杂质，确保出水水质SDI6，浊度0.2NTU

30、（95% 时间内），细菌和油未检出。3.6 反渗透系统工作原理对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动

31、，这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的除盐水。反渗透膜为有机合成材料，是人造的半透膜。使Na+ 、CL- 、Ca2+ Mg2+ 等不能通过，而只能使H2O 分子等小分子通过。该过程无相变，一般不需加热，工艺过程简便，能耗低，操作和控制容易，应用范围广泛。图3.6-1 反渗透膜结构示意图在浓溶液一侧施加超过渗透压的压力使得溶剂分子向稀溶液一侧

32、流动图3.6-2 反渗透膜原理图减量化处理单元考虑了废水中剩余有机物对膜的影响， 采用抗污染（GTR3+ GTR4） 组合膜+二级RO工艺， 实现分段浓缩， 中压膜 （GTR3）浓水TDS到15000 mg/L以上、高压膜（GTR4）浓水TDS到45000mg/L左右；GTR系列膜比标准抗污染膜流道宽23倍，更耐污堵，膜片更牢固，可保证在高污染、高浓缩倍率下的稳定运行，降低清洗频率，延长膜的高性能。本装置为保证GTR4膜系统稳定运行，其进水经钠床软化去除暂硬，同时使用了能量透平回收装置以达到节能降耗的目的。3.7 钠床工作原理钠离子交换器装填阳离子交换树脂，去除水中的钙镁离子等硬度。这种离子交

33、换器常称作钠床。水的硬度主要是由钙，镁离子构成，当含有硬度的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。当树脂吸收一定量的钙镁离子后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力。钠离子交换器用于去除水中钙离子、镁离子，制取软化水的离子交换器。组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸垢，从而就获得了软化水。由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的

34、升高而造成水垢生成的情况。图3.7-1 逆流再生钠离子交换器工作原理图钠床的工作原理：钠离子交换器内装有一定高度的钠型阳离子交换树脂作为交换剂，当硬水自上而下通过本交换柱树脂层时，水中的钙、镁离子被钠型树脂吸收，而钠型树脂中的钠离子被置换到水中，从而去除原水中的钙、镁离子，使硬水得到了软化。其化学反应方程式为：Ca2+ +2NaR CaR2 + 2Na+Mg2+ +2NaR MgR2 + 2Na+当交换柱内钠型树脂的钠离子逐渐被钙、镁离子所代替，泄漏出钙、镁离子时，出水的硬度就超出使用所要求的规定数值；此时树脂已失效，要进行再生。再生时将5-10%的盐水由下向上通过交换剂层，盐液中的钠离子又置

35、换出交换剂树脂吸附的钙、镁离子，使交换剂树脂得到再生，恢复其交换能力，再生过程化学反应方程式如下：CaR2+2Na+2NaR+Ca2+MgR2+2Na+2NaR+Mg2+3.8 能量透平回收装置 能量透平回收装置的工作原理，低压原水流过高压泵，高压泵将原水增压，随后原水进入能量透平回收装置（涡轮增压器），再次增压，紧接着原水进入反渗透膜壳，一部分水通过反渗透膜成为产品水，另外一部分为高压浓水。高压浓水进入涡轮增压器，涡轮增压器利用高压浓水的压力能，将其转换为原水的压力能，经过压力转换后，浓水低压排放。本项目利用 GTR4 膜装置二段浓水做为涡轮增压器主动力源，回收能量，使一段浓水直接进入涡轮增

36、压器，经增压后进入高压膜第二段，第二段的高压浓水又进入涡轮增压器，将二段高压浓水（出水）压力能转换为二段进水的压力能，二段浓水（出水）经涡轮增压器后低压送至 GTR4膜装置浓水箱，经泵加压送至蒸发结晶单元。 能量回收装置设计2套，与GTR4膜一一对应。增压原理见下图：图3.8-1 能量透平装置增压原理图3.9 加药及辅助系统3.9.1 碳酸钠加药系统碳酸钠干粉自动投加装置是将一定量的碳酸钠粉剂（物料运输车吹入）存放在碳酸钠料仓内，粉料入仓时产生的粉尘由布袋收尘器收尘，吸咐在布袋表面的粉尘由振打器激振下落回粉料仓。存储的碳酸钠粉料经振荡器疏松均匀下料给变频调速给料机定量给料（干粉投加过程），螺旋

37、输送机输送到碳酸钠乳溶解池，机械搅拌产生乳液，药液投加泵将5%-10%的浓度的乳液输送到药液投加点的整个过程（乳液投加过程）。原料：碳酸钠原料为Na2CO3，密度约0.8t/m3，要求纯度高于98%，不得含编织袋丝物、铁丝、石头等杂物。图3.9-1 碳酸钠料仓及给料系统示意图碳酸钠投加系统由料仓储存系统、粉料精确计量输送系统、纯碱溶液制备存储系统、螺杆泵投加系统、PLC自动化控制系统五部分组成。碳酸钠加药流程：槽罐车纯碱纯碱料仓破拱喂料机螺旋输送机纯碱溶解池螺杆泵（PLC控制）投加点。1、料仓储料部分碳酸钠粉末由槽罐车运输至现场，通过车载正压气力输送至料仓内。料仓设有高中低三个料位计，避免过度

38、装料或系统断料投加。当进料过多时，高料位开关发出报警信号并启动声光报警器，提醒停止上料；当料位降到中料位时，中料位开关发出报警信号提示预备进料；当料位降到低料位时，料仓内基本处于空仓状态，为保护计量输送装置及保证工艺投加的稳定性，系统会自动停机，重新上料后系统就恢复工作状态。料仓同时配有空穴位及满位报警器，当空穴报警时，系统应启动空穴振打系统，实现正常下料。现场配备进料控制箱，主要用于料仓除尘器、报警系统、振打系统启停等。2、破拱喂料系统碳酸钠通过ZCD400喂料机（法国SODIMATE）经机械破拱（有效防止拱桥、空穴的形成）均匀下料后，由DDMR70（800kg/h)计量螺旋输送机变频计量、

39、DDMR100长距离螺旋输送机防湿投加器ID120输送至纯碱储液池，根据进水量自动控制碳酸钠的输送量，配置成5%-10%的纯碱溶液。ZCD 400 型破拱助流给料计量输送机，最大优势特点是该给料机有几组柔性刮刀置于料仓锥体内部，通过破拱轴的柔韧刮片对料仓里拱桥刚开始形成时便进行即时有效的破碎， 破拱轴带动刮片的持续旋转带动粉料流向料仓出口，表密度变得更为平均和稳定，在料仓底部对粉料表密度起到控制作用。料仓底部对喂料机内的粉料与上部的粉料起到隔离作用，因此无论料仓内所受压力大小（满仓、半仓）出口部分粉料的表密度都会相对稳定，保证了定量出料的准确性，更确保料仓出口碳酸钠不压实、不板结；同时在喂料机

40、内部的手臂刮刀保持不停的转动，粉料始终处于微动状态，粉体密度均匀，提高了给料计量输送机的计量准确性。3、碱液制备储存系统 溶解池(3.5mx3.5mx3m）配有水雾除尘器，分离粉料和空气，达到完全无粉尘外溢的理想效果，设有安全溢流系统和排渣系统，以便溶解池的液位计出现故障时，及时排出池内多余的溶液和碳酸钠粉料中含有的颗粒杂质。 配有超声波液位计，实时测量储液池液位，制备碱液的启停由液位控制。当储液池液位低于低液位（标高0.4m）时，给料计量输送机、防潮螺旋输送机、防湿投加器进水阀自动启动；当储液池液位高于高液位（标高2.6m）时，给料计量输送机、计量螺旋输送机、防湿投加器进水阀停止；储液池有效

41、容积为27m3，螺旋输送机输送能力800kg/h，供水量12m3/h，配比浓度5%，制备1次大约需要2小时15分钟。4、投加，冲洗系统螺杆泵根据原水流量将制备好的碱液变频投加。2台加药泵，1用1备，当对其中1台进行切换时，停止的加药泵清洗管路电动阀自动开启进行清水冲洗。冲洗时间初定5min(可设定)。5、自动控制系统整套系统采用PLC自动控制，同时具备手动/自动完全切换功能，保证加药系统在失去PLC的情况下能够完全手动操作运行，现场控制柜可通过触摸屏显示、设置、修改工艺参数，允许通过人机界面更改粉体密度，可有效地提高给料计量螺旋计量的准确性，准确地调整溶液配比浓度，螺杆泵系统通过原水流量配比变

42、频投加，电控柜内配置触摸屏,西门子品牌的PLC、ABB变频器及控制元件，系统由PLC程序全程控制，物位显示；液位高低位显示并低液位时系统停运、高液位时自动运行；药液浓度由变频器调频控制给料机电机转速达到定量给料来控制；停机由程序控制实践系统清洗。3.9.2 PAM一体化加药装置SQB系列全自动三腔絮凝剂制备系统，分为配制箱、熟化箱和加药箱 ，可手动或自动控制，用于在线溶解、熟化、储存投加环境下。图3.9-2 SQB系列三腔式絮凝剂制备系统示意图SQB系列三腔式絮凝剂制备系统结构紧凑，可全自动运行，絮凝剂制备浓度可为0.1-0.5%。当投加固体粉末絮凝剂时，絮凝剂由料斗通过一个可加热的螺旋计量装

43、置定量投入配药箱，螺旋喂料装置的启动运行时间通过PLC程序控制来实现，制备浓度通过PLC控制箱面板上的触摸屏控制器根据用户要求来进行设定，修改参数能够在线进行，并保证了溶液浓度的准确性。出料管口自动推杆和加热器，在喂料时推杆打开，喂料结束后自动关闭，防止水汽进入干粉箱，加热器可以防止出药管中的絮凝剂因吸湿而积块，堵塞输送管道。絮凝剂从药粉仓中输出后，经过一个射流混合器在溶解箱中混合。运行时，射流混合器顶端的喷嘴喷出的水流形成了一层流动的水膜，干粉从上端落到水膜上，并随着水膜旋转下落。在此过程中粉状絮凝剂粉末被预润湿，使得后续容易熟化。干粉料斗里设有高低料位开关，当粉末位置低于或高于设定的低位置

44、时，位置探头给出灯光报警并启动报警器。在溶液箱里有三个OMRON液位开关，分别为高液位、低液位、和极低液位。正常工作状态在高、低液位之间，到低液位时系统自动开启进水电磁阀，同时开启干粉喂料电机和搅拌电机；高液位时停止进水和停止喂料。PLC程序根据药剂的制备浓度自动计算出干粉的投加量，喂料电机的运行由PLC自动控制，这种运行方式可以很好的保证稳定的药液配制浓度。当出现异常情况时，系统将自动停止运行并发出报警信号。所有的故障信息在触摸屏的信息中心度有显示，便于处理。当低低液位动作时，系统将自动报警和停泵，这一设计是为了在断水的情况下保护加药泵，防止加药泵干抽。在进水系统里配置了高性能的流量检测仪，实时输出进水流量的信号,系统采用随动技术，PLC根据进水流量的变化随时调整干粉给药量，保证系统制备浓度的准确性，另外系统在断水或者低流量的情况下喂料减速机将自动停止运行，避免浪费