Строительство водоподготовительной установки на основе ультрафильтрации-600м3/ч
Исходные данные
Качество исходной воды – согласно присланным данным (см. табл. 1).
Требуемая производительность по обработанной воде – 600 м3/ч.
Требуемое качество обработанной воды – должно соответвовать требованиям, предоставленным Заказчиком.
Таблица 1.
|
Показатель |
Ед. измерения |
Исходная вода. р. Волхов |
Требования к качеству воды |
|
Цветность |
град. |
91-770 |
20 |
|
Окисляемость перманганатная |
мгО2/л |
14,6-31,5 |
5 |
|
Железо |
мг/л |
0,4-3,7 |
0,1 |
|
Алюминий |
мг/л |
0,06-0,93 |
0,1 |
|
Мутность |
мг/л |
3-52 |
500 |
|
рН |
ед. |
6,8-8,3 |
6-7 |
Описание водоподготовительной установки
Предлагается обработка воды на
ультрафильтрационной установке
(см. рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема :
БНИВ – блок насосов исходной воды; ФГО – фильтр грубой очистки; БОВ – бак осветленной воды; БНПУ – блок насосов промывки установки; НД – насосы-дозаторы
Ультрафильтрационная установка имеет ряд преимуществ перед стандартной схемой предочистки, так как ультрафильтрация позволяет уйти от громоздких осветлителей и осветлительных фильтров, существенно упростить реагентное хозяйство, а качество обработанной воды по показателям «взвешенные вещества», «мутность», «цветность» значительно лучше качества воды, обработанной традиционными методами предподготовки.
Ультрафильтрация – процесс удаления взвешенных и коллоидных частиц в диапазоне размеров от 0,03 до 0,1 мкм на полимерных половолоконных мембранах низкого давления. Ультрафильтрация предназначена для обработки сильно загрязненных поверхностных вод и муниципальных стоков, обеспечивает значительное уменьшение мутности, индекса плотности ила (SDI), удаление коллоидных частиц, уменьшение концентрации вирусов и бактерий.
Требуемая производительность водоподготовительной установки (ВПУ) ультрафильтрации по обработанной воде 600 м3/ч. Забор воды ведется из реки. Для удаления крупных взвешенных частиц перед ультрафильтрационной установкой устанавливается самопромывной сетчатый фильтр с рейтингом очистки 100 мкм. Дозирование коагулянта позволяет укрупнить содержащиеся частицы коллоидных веществ, тем самым повысить эффективность процесса ультрафильтрационной очистки воды. Эффективная доза реагентов подбирается во время пуско-наладочных работ.
Природные воды представляют собой сложную многокомпонентную динамическую систему, в состав которой входят соли (преимущественно в виде ионов, молекул и комплексов), органические вещества (в молекулярных соединениях и в коллоидном состоянии), газы (в виде молекул и гидратированных соединений), диспергированные примеси, гидробионты (планктон, бентос, нейстон, пагон), бактерии и вирусы. Таким образом, чрезвычайно сложный молекулярный состав поверхностных вод, а так же сезонные изменения таких параметров как мутность, цветность и окисляемость не позволяют точно рассчитать работу ультрафильтрационной установки и предсказать режим ее работы. Эффективный режим работы будет определяться во время пуско-наладочных испытаний.
В процессе работы установки ультрафильтрации происходит накопление задержанных взвешенных, коллоидных веществ и микроорганизмов. Это приводит к потере производительности, увеличению перепада давления на мембране. Восстановление первоначальных свойств производится при промывке полых волокон обратным током воды. При усиленных загрязнениях, связанных с адсорбцией веществ неорганического происхождения на поверхности мембраны и образованием биопленки, производится химически усиленная промывка с использованием серной кислоты или щелочи, или гипохлорита натрия. Выбор реагента связан с качественным и количественным составом загрязнения. Любая промывка производится путем отключения одного из блоков на режим промывки без снижения производительности всей водоподготовительной установки за счет бака запаса воды. Выбор между водной и химически усиленной промывкой производится по значению трансмембранного давления.
Вся работа установки производится в автоматическом режиме. Установка оснащается шкафом автоматического управления.
Во время промывок установки ультрафильтрации производится сброс задержанных примесей. Обычно собственные нужды установки составляют 8-26% от производительности установки (зависит от качества обрабатываемой воды). Следовательно, гидравлический КПД установки (отношение количества получаемого фильтрата к количеству исходной воды) может варьироваться от 74 до 92%. В данном случае расчет установки производился при КПД 85%. При сбросе с промывочной водой задержанных примесей их количество превышает исходную концентрацию в 8-10 раз.
Средний поток сточных вод от всей установки составит около 105 м3/ч, из которого часть (около 19 м3/ч) требуется направить в баки нейтрализаторы, т.к. это сток от химически усиленной промывки. Остальной сток предполагается направлять в шламонакопители.
Ниже приведено краткое описание состава ВПУ.
Краткое описание основного оборудования
установки
Установка состоит из следующих блоков:
- блок насосов исходной воды;
- блок фильтров грубой очистки;
- блок коагуляции;
- блок фильтрующих ультрафильтрационных модулей;
- блок промывки.
Блок насосов исходной воды
Вода подается насосной станцией под напором порядка 3 бар. Средний поток воды, требуемый на установку, составляет около 705 м3/ч. Максимальный поток составляет 770 м3/ч.
Блок фильтров грубой очистки
Для защиты мембран от грубодисперсных взвесей предусматривается блок самопромывных фильтров с тонкостью фильтрования 100 мкм. Фильтры работают в автоматическом режиме. Отключение фильтра производится по заданному параметру перепада давления или по времени. Продолжительность промывки одного фильтра около 10 сек. Для сохранения производительности блока фильтрации предусматривается установка дополнительного фильтра, включающегося в работу при выходе одного из фильтров на промывку.
Блок коагуляции
Блок коагуляции предназначен для укрупнения коллоидов с целью более эффективного их удаления на установке ультрафильтрации. Блок коагуляции комплектуется баками дозирования коагулянта, 2 насосами-дозаторами (рабочий и резервный). Предполагается использовать имеющийся на заводе коагулянт сернокислый алюминий.
Дозирование осуществляется автоматически по сигналу расходомера.
Блок фильтрующих модулей
Установка укомплектовывается 320 мембранными модулями X-flow, SXL-225, производства Norit (Голландия). Площадь фильтрования одного модуля 40 м2.
Установка обеспечивает требуемую производительность (нетто) 600 м3/ч.
Блок промывки
Блок промывки мембран функционирует в двух режимах:
- водная промывка;
- химическая промывка.
Блок промывки комплектуется насосами промывочной воды и насосами-дозаторами реагентов.
Во время химической промывки на мембранные блоки подаются по очереди растворы гидроксида натрия, серной кислоты и окислителя (гипохлорит натрия). Режим химической промывки может представлять собой циркуляцию химраствора или заполнение в течение определенного интервала времени мембранных корпусов. Гипохлорит натрия будет дозироваться из емкости запаса реагента. Кислоту и щелочь предполагается брать из существующих баков запаса кислоты и щелочи. При необходимости мы можем осуществить поставку новых дополнительных баков под эти реагенты.
Фильтроцикл блока
ультрафильтрационных модулей может колебаться в течение года из-за изменения
качества исходной воды и составлять от 15 мин до
1 часа. Водная промывка производится обратным током воды в течение от 15 сек.
до 1 минуты из бака осветленной воды.
Все переключения потоков производятся автоматически.
После установки ультрафильтрации
необходимы 2 емкости, рассчитанные на
1 час работы ультрафильтрационной установки и запас воды на обратную промывку
всех блоков в течение часа (не менее 700 м3).
Ориентировочно, требуемая площадь под установку, включая склад реагентов составит 600-700 м2.
В таблице 2 представлены эксплуатационные затраты описанной выше установки.
Таблица 2.
Ориентировочные затраты на эксплуатацию установок
|
Наименование |
Единица измерения |
Годовой расход |
|
Сырая вода |
тыс. м3/год |
6 200 |
|
Сброс стока |
тыс. м3/год |
930 |
|
Затраты электроэнергии |
МВт·ч/год |
800 |
|
Коагулянт Al2(SO4)3, тв. 100% |
т/год |
30 |
|
Гипохлорит натрия (15%) |
т/год |
30 |
|
Кислота серная (96%) |
т/год |
10 |
|
Щелочь (32%) |
т/год |
25 |
|
Ультрафильтрационные мембранные элементы |
шт/год |
50 |
В таблице 3 представлены показатели качества воды после ВПУ.
Таблица 3.
Показатели качества после ВПУ (расчетные)
|
Показатель |
Ед. измерения |
Исходная вода. р. Волхов |
Качество воды после ВПУ |
|
Цветность |
град. |
91-770 |
|
|
Окисляемость перманганатная |
мгО2/л |
14,6-31,5 |
5-10 |
|
Железо |
мг/л |
0,4-3,7 |
0,1-0,3 |
|
Алюминий |
мг/л |
0,06-0,93 |
0,1 |
|
Мутность |
мг/л |
3-52 |
0 |
|
рН |
ед. |
6,8-8,3 |
6-8 |
скачать архив.zip(79 кБт)
Обсудить на форуме
Другие Примеры решений