昆明脫鹽水設備反滲透+混床工藝設計計算書，根據脫鹽水設備產水水量設計，計算反滲透設備預處理過濾器設計及反滲透膜設計選擇以及混床設計計算等，完全按照國家標準設計計算。

1)原水罐

   原水罐設計停留時間不小于1小時,有效容積不小于300m3

2)原水泵

   原水泵應滿足五臺過介質過濾器同時運行流量及四臺過濾器運行,另一臺過濾器正洗的兩種工藝狀態(tài),五臺過濾器同時運行時進水流量為:270t/h, 四臺過濾器運行,另一臺過濾器正洗時進水流量為:350t/h。

    原水泵選用KQW200/345-55/4,流量270-350t/h,揚程:38-36m,功率:55KW,在系統中選用二臺,一用一備。

3)汽水混合加熱器

汽水混合加熱器在系統中選用1臺,加熱水量為:270-350t/h。

換熱器選用規(guī)格為φ425,進水及出水口規(guī)格為DN300,進蒸汽口規(guī)格為:DN400。

a、蒸汽耗量:

基礎條件:蒸汽性質為過熱蒸汽,最大進出水溫差按25℃計,蒸汽溫度:170℃,蒸汽壓力不大于0.8MPa,蒸汽焓:2726.5KJ/Kg,蒸汽比容:0.2403m3/Kg,水的比熱:4.18KJ/Kg. ℃。

350t/h水加熱25℃,需的換熱量:Q=350×103×4.18×25=3.65×107KJ/h

所需的加熱蒸汽量:G=Q÷2726÷1000=10.35t/h

蒸汽沿程損耗系數按10%計,實所需氣量:13.4t/h。

每小時所需的蒸汽容積: 13.4t/h×0.2403m3/Kg×1000=3224m3/h

b、蒸汽管道的選型:

   蒸汽管流速按62-73m/S計,進汽母管需選用:φ133×4。

4)PAC加藥裝置

對凈化后的河水凝聚劑加藥裝置設計加藥量為:3PPm,前級系統運行進水量為:270t/h,當一臺過濾器正洗時進水量為350t/h。

運行時PAC加藥量為:270t/h×3PPm÷1000=0.81kg/h。

當一臺過濾器正洗時PAC加藥量為:350t/h×3PPm÷1000=1.05kg/h。

配制藥劑濃度為10%,運行時計量泵實際加藥量為8.1L/h,當某臺過濾器正洗時加藥量為:10.5L/h。

選用加藥裝置2泵1箱型,計量泵1用1備。

攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱1只,有效容積為0.4m3,配套計量泵C726型,流量:15.1L/h,揚程:6.9bar,電機功率:44W,加藥泵采用自動加藥,根據進水流量信號自動調節(jié)加藥量。

5)殺菌劑加藥裝置

殺菌劑加藥裝置采用投加次氯酸鈉,加藥裝置設計有效氯加藥量為1PPm,前級系統運行進水量為:270t/h,當一臺過濾器正洗時進水量為350t/h。

運行時次氯酸鈉加藥量為:270t/h×1PPm÷1000=0.27kg/h(有效氯)。

當一臺過濾器正洗時次氯酸鈉加藥量為:350t/h×1PPm÷1000=0.35kg/h(有效氯)。

有效氯濃度為4%,運行時計量泵實際加藥量為6.75L/h, 當一臺過濾器正洗時計量泵實際加藥量為8.75L/h。

配套攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱配套1只,有效容積為0.4m3,配套計量泵B126,2臺,流量:9.5L/h,揚程:6.9bar,電機功率:29W。

6)管式混合器

管式混合器設計流量為270-400t/h,設計流速為1.0-1.5m/S。

選用混合器為φ325×1400,混合器混合段數為三段。

7)多介質過濾器

設計流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺設計產水量:56-70t/h。

多介質過濾器在系統中配制5套,同時運行,分別反洗。

a多介質過濾器運行周期的計算:

截污容量:0.75kg/m3濾料(單臺濾料裝填高度1200mm,單臺濾料容積:8.4m3)

進水懸浮物按5mg/L計,出水懸浮物按0.5mg/L計。

單臺過濾器過濾周期:1000×0.75Kg/m3×8.4m3÷(5mg/L-0.5mg/L)÷56t/h

=25小時。

b 多介質過濾器的正洗耗水量的計算(正洗水利用前級水):

單臺過濾器正洗強度為:70t/h(正洗流速按10m/h計),一次正洗時間為10min

過濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸

過濾器的自耗水率11.6噸÷(25×56)=0.8%

c多介質過濾器的反洗耗水量的計算(反洗水利用濃水):

單臺過濾器洗強度為:302t/h(反洗流速按43.2m/h計),一次反洗時間為10min

過濾器一次反洗耗水量:302×10÷60=50.3噸(反洗水利用反滲透濃水)

d 多介質過濾器氣反洗壓縮空氣耗量:

多介質過濾器的氣反洗強度為:20L/m2.S,過濾器過濾截面積:7m2,反洗氣量:7×20×3.6÷60=8.4m3/min。

8)活性碳過濾器

設計流速:8-10m/h,選用規(guī)格:φ3024,單臺設計產水量:56-70t/h。

活性碳過濾器在系統中配制5套,同時運行,分別反洗。

A活性碳過濾器的正洗耗水量的計算(正洗水利用前級水):

單臺過濾器正洗強度為:70t/h(正洗流速按10m/h),一次正洗時間為10min,每48小時進行一次反洗及正洗。

過濾器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66噸

過濾器的自耗水率11.6噸÷(48×56)=0.4%

B活性碳過濾器的反洗耗水量的計算(反洗水利用反滲透濃水):

單臺過濾器洗強度為:202t/h(反洗流速按28.8m/h計),一次反洗時間為10min

過濾器一次反洗耗水量:202×10÷60=33.7噸(反洗水利用反滲透濃水)

9)濃水池

濃水池應滿足單臺過濾器一次反洗耗水量。

  通過以上計算,單臺多介質過濾器一次反洗耗水量為:50.3噸，活性碳過濾器一次反洗耗水量為:33.7噸。

實際選用濃水池容積:100m3

10)過濾器反洗水泵

   反洗水泵應滿足單臺過濾器的反洗流量:選用反洗水泵為: KQW200/250-30/4,流量:320t/h,揚程:21m,電機功率:30.0KW,反洗水泵在系統中設1臺。

11) 反滲透進水管式混合器

   反滲透進水流量為270t/h,設計流速為1-1.5m/h,混合器規(guī)格為:Φ325×1400

12)非氧化性殺菌劑加藥裝置

反滲透進水非氧化性殺菌劑設計加藥量為150PPm,反滲透進水量為:270t/h。

非氧化性殺菌劑加藥量為:270t/h×150PPm÷1000=40.5kg/h。

選用加藥裝置1泵1箱型,對反滲透系統定期殺菌。

加藥箱按5天儲藥量計,藥液攪拌箱1只,有效容積為0.2m3,配套計量泵GM0050型,流量:50L/h,揚程:10bar,電機功率:0.25KW。

13)阻垢劑加藥裝置

反滲透濃水側最大LSI為1.9, 經美國PWT計算軟件計算,阻垢劑Titan ASD 200的加藥量為3.5PPm ,反滲透進水量為:270t/h。

阻垢劑加藥量為:270t/h×3.5PPm÷1000=0.945kg/h。

配制藥劑濃度為10%,計量泵實際加藥量為9.45L/h。

選用加藥裝置2泵2箱型,計量泵1用1備。

攪拌箱按48小時配制一次計,藥液攪拌箱2只,有效容積為0.5m3,配套計量泵C726型,流量:17L/h,揚程:6.9bar,電機功率:44W,根據反滲透進水流量自動加藥計量泵的加藥量。

14)保安過濾器

   保安過濾器在系統中配套2臺,同時使用,單臺產水量為:135t/h,選用大通量濾元,單支產水量達45-70t/h,單臺選用3支大通量濾元,選用保安過濾器規(guī)格為Φ410,內裝濾元3支規(guī)格為: φ150.4×1016的濾元。

15)高壓泵

   采用美國海德能公司(或美國DOW公司)的反滲透膜元件,單套反滲透產水量:100t/h,工作壓力為:1.11-1.31MPa，選用高壓泵型號:PWT100-65-315S,Q=135t/h,H=140m,

N=90KW。

   在系統中選用2臺,同時運行。

16)反滲透裝置

  詳見水質計算書

17)反滲透清洗系統

單套反滲透裝置的膜外殼80S-300-6B,單套采用18支,按2:1排列,反滲透清洗采用分級分段進行清洗,清洗水管道為DN125,按30米長度計。

a、清洗水泵:

   單支膜殼清洗流量為8-12t/h,一段共12支膜殼,清洗流量為:144t/h

   選用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。

b、藥液過濾器:

藥液過濾器為:φ410,內裝5um的大容量濾元,規(guī)格為: φ150.4×1016,共3支,單支產水量:45-70t/h。

c、清洗管道:

    藥液清洗管道采用DN125,設計流速:3.26m/S。

d、清洗水箱的選擇:

單支膜外殼容積:0.1884m3,單套反滲透第一段膜外殼總容積:V1=0.1884×12=2.26m3

藥液過濾器容積: V2=0.15m3

清洗管道容積: V3=0.38m3

合計總容積:V=V1+V2+V3=2.79m3

要求清洗水箱為1.2V=3.34m3,實際選用5m3清洗水箱

e、電加熱系統:

   加熱水質量:M=3340Kg,原水溫度t2=25℃,清洗藥液溫度t1=35℃,介質比熱:C=1kcal/kg℃,熱功當量860, 每箱藥液加熱時間T=2小時。

   每箱藥液所需的換熱量:Q=M(t2-t1)×C=33400kcal

   所需電加熱器的功率:P=Q/860T=19.4KW,實際選用電加熱器N=20KW,共1套。

18)反滲透沖洗水泵

單支膜殼清洗流量為8-12t/h,一段共12支膜殼,沖洗流量為:144t/h

   選用清洗水泵: KQWH125-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。

19)除碳器

反滲透裝置出水二氧化碳含量約為:20mg/L，除碳器進水量不小于202t/h,設計選用φ2200除二氧化碳器1套，單臺設計產水量為202t/h，設計淋水密度50-60L/m2.h,設計出水二氧化碳含量為:3mg/L。

設計水溫為25℃時,采用φ50多面空心球填料層高:2000mm。

20)中間水池

中間水池設計停留時間為20min,中間水池實際選用75m3

中間水池為鋼砼結構。

21)中間水泵

中間水泵設計提升水量為:202t/h,在系統中選用二臺,一用一備。

中間水泵選用流量:210t/h,揚程:31m,電機功率:30KW

22)混合離子交換器

基礎條件:

反滲透出水含鹽量:2.5ppm,相當于反滲透出水含鹽量ΣA（總陽）=ΣK（總陰）=0.032mg-N/L,除碳器出水二氧化碳含量為:3mg/L,相當于0.068mg-N/L碳酸氫根離子,實際混床進水總陰離子含量ΣK（總陰）=0.1mg-N/L。

混合離子交換器選用直徑:φ2500共2臺，一用一備，設計流速42m/h,單臺產水量:202t/h。

選用陽樹脂:001×7MB

陽樹脂裝填高度:500mm

陽樹脂工作交換容量:500mg-N/L。

選用陰樹脂: 201×7MB

陰樹脂裝填高度:1000mm

陰樹脂工作交換容量: 250mg-N/L。

單臺裝填陽樹脂數量:2.45m3

單臺裝填陰樹脂數量: 4.9m3

陽樹脂酸耗量:75kg（100%HCl）/m3陽樹脂

陰樹脂堿耗量:70kg（100%NaOH）/m3陰樹脂

A、混床周期:

T陽=T陰=4.9×250÷0.1÷202=60(小時)

b混床酸堿計量箱:

混床陽樹脂一次再生用30%酸耗:

2.25×75÷30%=563Kg

Vr=750÷1.149=489升(30%鹽酸密度為1.149g/cm3)

c混床酸計量箱:1.2×Vr=600升

實際選用混床酸計量箱為:1100升

d混床陰樹脂一次再生用30%堿耗:

4.9×70÷30%=1143Kg

Vr=1400÷1.37=834升(30%堿液密度為1.37g/cm3)

e混床堿計量箱:1.2×Vr=1002升

實際選用混床堿計量箱為:1100升

混床再生水耗量:

混床再生水耗量按樹脂體積的8倍計,單床一次再生耗量:59m3

混床實際水耗量:59÷60÷202=0.5%(在工藝中按1%計)

混床產水周期-----------------60小時

混床產水量------------------202t/h

23)除鹽水池

除鹽水池設計按3小時的儲存水量進行設計,有效容積為600m3。

24)除鹽水泵

除鹽水泵在系統中采用2臺,一用一備,型號為: KQWH150-400,流量:200t/h,H=50m,

N=45KW。

25)酸堿噴射器流量的計算:

a、混床酸(堿)噴射器出口流量:Qa=4.9×5=22.5t/h(混床截面積為4.9m2,酸堿再生流速為:5m/h)

噴射器出口鹽酸濃度:2.5-5%

噴射器出口堿濃度:2-5%

稀釋水(壓力除鹽水)流量Q=22.5×(1-5%)×2=21.4t/h

選用酸堿噴射器HNP2518。

26) 再生泵

再生泵應滿足混床陽陰樹脂同時再生時的壓力水流量。

混床再生流量量Q=21.4×2=42.8t/h

再生泵壓力需大于0.3MPa,選用再生泵:KQWH80-160,Q=50t/h,H=32m,N=7.5KW在系統中選用二臺,一用一備。

27)酸貯槽

   酸貯槽應滿足系統15天的儲備酸量,

混合離子交換器選用共2臺，一用一備,運行周期60小時(運行周期約2.5天)

混床陽樹脂每周期再生用30%酸耗0.489m3

   系統15天內酸耗量:15×0.489÷2.5=2.94m3

實際選用酸貯槽:V=10m3,可滿足50天的酸液儲備量。

28)堿貯槽

堿貯槽應滿足系統15天的儲備堿量。

混合離子交換器選用共2臺，一用一備,運行周期60小時(約2.5天)

混床陰樹脂每周期再生用30%堿液1.02m3

  系統15天內堿耗量:15×1.02÷2.5=6.12m3

實際選用堿貯槽V=10m3,可滿足24天的堿液儲備量。

29)卸酸泵

   卸酸泵的卸酸量按0.75小時注滿1臺貯槽計

   選用卸酸泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚程:20m, 電機功率:3.0KW

30)卸堿泵

  卸堿的卸酸量按0.75小時注滿堿貯槽計

  選用卸堿泵:50FSB-20L,流量:15t/h,揚程:20m, 電機功率:3.0KW

31)酸霧吸收器

   酸霧吸收器采用堿液鼓泡式,在系統中設1套,用于酸計量箱及酸貯槽酸霧的吸收,選用規(guī)格為:Φ500×800。

32)酸堿中和池

   系統排水分酸堿廢水及中性廢水,系統中的中性廢水主要來自于過濾器的反洗及正洗排水,中性廢水由地溝匯集排入廠區(qū)排水管網,酸堿廢水由酸堿廢水由排水溝匯集后排入中和池。

酸堿中和池按容量按混床一次再生酸堿廢水排放量確定,混床一次酸堿廢水排放量按樹脂體積的8倍計,單臺混床裝填樹脂量為:7.35m3,一次再生酸堿廢水量為:59m3,實際選用中和池有效容積為:90m3,中和池池深3m,有效水深:2m,中和池面積:45m2。

33)中和池循環(huán)泵

   中和池循環(huán)泵按1.5小時循環(huán)一次酸堿廢液計,中和池循環(huán)泵選用80YW40-15-4,流量:48t/h,揚程:13m,電機功率:4KW,在系統中選用二臺,一用一備。

34)加氨系統

   除鹽水加氨量按1ppm計,系統除鹽水供水量200t/h,加氨量為0.2Kg/h氨液濃度為1-5%(投藥濃度按1%計),選用計量泵:GM0025,流量25L/h,揚程:1.0MPa,電機功率:0.25KW,在系統中采用二臺,一用一備,采用變頻加藥

  加氨計量箱在系統中選用二只,單只容積0.5m3,按24小時的儲藥量計。

35)樹脂捕捉器

   在每臺混床出水管上均1臺樹脂捕捉器,過濾精度為0.2mm,共2套

36)工藝用壓縮空氣量及空氣儲罐的容量:

a、混床用氣量

混床樹脂混合氣耗量為2.5-3m3/m2.min,混床截面積為4.9m2,氣混合時間按2min計,進氣壓力減壓至0.15MPa,工作壓力:0.8MPa。

單臺混床樹脂混合耗氣量:3×4.9=14.7m3/min,一次用2min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量:29.4m3。

b、多介質過濾器用氣量

   多介質過濾器氣反洗壓縮空氣用量為:8.4m3/min,一次用5min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量:21m3。

C、中和池用氣量

氣攪拌強度為:5m3/m2.h,中和池面積為:45m2

   中和池用氣量:45×5÷60=3.75m3/min(氣源壓力0.15MPa)

D空氣儲罐的選擇

系統中各用氣設備叉開進行,系統瞬時最大耗氣量為:14.7m3/min,一次用0.15MPa的壓縮空氣量為:29.4m3(相當于0.8MPa的壓縮空氣8.16m3),要求壓縮空氣儲罐容量滿足系統最大瞬時供氣量:選用空氣儲罐:10m3容量的1套,設計壓力為0.8MPa。

F進氣管線的選擇

空氣儲罐進氣管線需滿足中和池氣攪拌的需氣量:中和池氣攪拌需0.15MPa的壓縮空氣3.75m3/min,相當于0.8MPa的壓縮空氣量:1.04m3/min。

空氣儲罐進氣管規(guī)格為:DN50, 空氣儲罐供氣需減壓至0.15MPa。