金鸡岩反渗透处理方案(方案一)

重庆松藻煤电有限责任公司矿井水处理工程（一期）新增60t/h处理装置
（53t/h反渗透处理水混合7t/h除氟水）
方案设计
（方案一）
重庆市环保
二零一零年十月
目录
一、前言 (1)
1.1 方案背景 (1)
1.2 设计原则 (1)
1.3 设计标准 (2)
1.4 方案说明 (2)
二、反渗透处理水质 (3)
2.1矿井水水质 (3)
2.2进入反渗透装置的水质要求 (4)
三、反渗透膜法 (4)
3.1反渗透膜法处理原理 (4)
3.2反渗透膜法处理效果 (5)
3.3反渗透膜法处理工艺流程 (5)
3.3.1 处理工艺介绍 (5)
3.3.2 工艺路线 (7)
3.3.3 工艺流程图 (7)
四、工艺设备 (9)
4.1曝气池（利用原有） (9)
4.2沉淀池（利用原有） (9)
4.3机械过滤器（利用原有） (9)
4.4除氟设备（利用原有） (9)
4.5活性炭过滤器（新增） (10)
4.6矿井水软化器（新增） (10)
4.7精密过滤器（新增） (11)
4.8高压泵（新增） (12)
4.9反渗透装置（新增） (12)
4.10在线电导率仪（新增） (13)
4.11反渗透化学清洗装置（新增） (13)
4.12控制系统（新增） (14)
五、方案的特点 (14)
六、工艺设备投资估算表 (15)
七、工程实施 (17)
7.1．工程实施工期 (17)
7.2．工期表 (17)
八、成本估算 (18)
重庆松藻煤电公司打通一矿、渝阳煤矿矿井水处理工程（一期）反渗透膜法（产量53t/h）处理方案设计
一、前言
1.1 方案背景
打通一矿、渝阳煤矿矿井水处理工程土建和设备安装工程于2009年5月结束并投入使用。

在使用的过程中，由于原水水质状况发生了较大的改变，导致采用原矿井水处理设施达标困难，必须对矿井水处理工程进行深度处理，即在现有处理设施的基础上增加一级反渗透处理工艺，使处理后的矿井水达到生活饮用水标准（GB5749-2006生活饮用水卫生标准）。

1.2 设计原则
本方案设计以设备运行稳定、结构合理、性能达标为原则，严格按照各类标准及技术规范进行系统设计，并立足于为用户减少投资、降低运营成本、维护及保养简便及运行安全等角度。

本设计根据脱盐水制备装置的设计标准设计，设备组件要求：
A、结构设计合理、可靠、拆装方便；
B、设备内外壁表面光滑平整、无死角，容易清洗。

C、设备采用不污染水质的材料。

1.3 设计标准
《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006
《生活饮用水水源水质标准》CJ3020-93
《生活饮用水标准检验法》GB5750
《反渗透水处理设备》GB/T19249-2003
《水处理设备制造技术条件》JB2932-99
《离心泵技术条件》GB/T16907-1997
《泵标准性能》ISO2858
《底座尺寸和安装尺寸》ISO3661
《化工管路设计手册》HG20593-97
《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054-1996
《化工管路设计手册》HG20593-97
《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》HG20538-92
《玻璃钢/聚氯乙烯（FPR/PVC）复合管道设计规定》HG20520-1992
1.4 方案说明
本设计方案采用的深度处理工艺为反渗透技术，通过反渗透处理经过除氟的水90t/h，产生纯净水约53t/h，另外7t/h的水不经过反渗透装置直接进入生活水池。

在生活水池中纯净水与除氟水进行混合均匀。

通过混合后的水达到生活饮用水标准。

由于反渗透处理装置的产率为70%，因此，有一部分除氟水经过反渗透处理后变为浓水，反渗透产生的浓水可以外排，也可以通过水泵泵入到井下作为工业水。

本方案中采用将浓水外排进入河道。

反渗透去除率大于97%，进入反渗透的水质中氟含量为5mg/L，硫酸
盐含量为500mg/L。

经过反渗透处理后，水中的氟含量为5 mg/L×（1-97%）=0. 15 mg/L。

出水通过混合后，氟含量为（0.15 mg/L×53t/h+5 mg/L×7t/h）/（60t/h）=0.72 mg/L，及出厂水中氟含量为0.72 mg/L。

硫酸盐含量在为5 00mg/L ×（1-97%）=15 mg/L。

混合后，硫酸盐含量为（15 mg/L×53t/h+500 mg/L ×7t/h）/（60t/h）=71.58 mg/L。

因此，实际生活饮用水出厂水为60t/h，实际出水中氟含量小于1 mg/L，硫酸盐含量小于250 mg/L。

整个水质满足《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006规定要求。

二、反渗透处理水质
2.1矿井水水质
由于矿井水水质会随岩层不同发生较大变化。

增加反渗透膜处理后，矿井水处理系统对进水水质处理范围增大，具体设计进水水质见下表（表中只列出超标项目，其他没超标的项目不列入表2-1）：
表2-1设计矿井水处理水质
2.2进入反渗透装置的水质要求
矿井水原水首先经过原处理设施进行前处理，处理达到如下水质指标后，再进入反渗透处理装置进行处理。

进入深度处理装置前的水质状况表
三、反渗透膜法
3.1反渗透膜法处理原理
反渗透是利用足够的压力使溶液中的溶剂（一般指水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为它和自然渗透的方向相反，故称为反渗透。

根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透方法达到进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。

渗透压的大小取决于溶液的种类，浓度和温度。

反渗透的对象主要
是分离溶液中的离子范围，反渗透法由于分离过程不需加热，没有相的变化，具有耗能较少，设备体积小，操作简单，适应性强，应用范围广等优点，已成为水处理技术的重要方法之一。

3.2反渗透膜法处理效果
反渗透装置处理产水量：53m3/h
出水水质：出水完全满足国家规定饮用水标准和商品水要求，其中反渗透处理出水除了混合用于生活饮用水外，还可以作为桶装水供煤电公司办公室饮用。

反渗透装置的给水流量Q max=93m3/h
一级反渗透装置：脱盐率≥97%、回收率：70%
3.3反渗透膜法处理工艺流程
3.3.1 处理工艺介绍
设计变更后的矿井水处理工艺装置分为三个部分：
（1）矿井水前处理；
（2）反渗透预处理；
（3）反渗透处理装置；
（4）反渗透控制系统
矿井水前处理：矿井水前处理主要为矿井水原水前处理即来自井下的原水，经过原有处理工艺和处理设施处理后，经增压装置得到稳定的流量和压力后，首先进入原有机械过滤器，在滤层的作用下，水中的悬浮物、胶体以及较大的颗粒被去除，污染指数SDI得到初步降低。

然后，进入原除氟装置，矿井水经过前处理和除氟装置吸附后，水中的氟化物被大幅度去除，通过实验表明，前处理与除氟设备处理后的矿井水，水
中的氟化物含量能够降低到5.0mg/L以下。

反渗透预处理：反渗透预处理即是反渗透深度预处理，矿井水经过前处理后，一部分水作为工业用水进行工业生产，另外一部分水（水量为100t/h）经过过滤、吸附（主要是除氟）除氟后就进入到生活水池，然后通过输送泵泵入其中的93t/h的除氟水到预处理装置的活性碳过滤器，在活性碳的吸附作用下，水中的有机物、部分重金属和异味得到去除。

通过活性碳过滤器处理后的水进入软化器，在软化器中，水中的绝大部分钙、镁离子被去除，水的硬度得到降低。

最后，通过软化器处理后的处理水进入精密过滤器，在精密过滤器中，直径≥5µ的微粒被滤除，保证反渗透装置稳定运行，提高出水质量的目的。

通过上述的深度预处理过程后，其中93t/h的矿井水进入反渗透处理装置。

反渗透处理装置：反渗透处理装置最大进水量为93t/h（由于实际反渗透产率为70%，实际产品水量最小为53t/h）矿井水经过反渗透装置处理后进入生活水池，其余7t/h的矿井水（经过矿井水前处理除氟后的水）不经反渗透装置直接进入生活水储池，该部分水与经过反渗透处理的矿井水进行混合稀释，经稀释后的处理水完全达到生活饮用水要求。

反渗透系统工艺组成：反渗透由高压泵、反渗透装置、反渗透化学清洗装置组成。

高压泵给反渗透装置提供渗透压，来自精密过滤器的预处理出水在高压泵的作用下，进入反渗透装置，通过反渗透膜的作用，水中的细菌、病毒、无机盐类得到滤除，反渗透处理后的53 t /h水进入生活水池与未反渗透处理的7 t /h水混合后作为出厂水供居民生活饮用。

反渗透膜清洗：反渗透膜工作一段时间后，反渗透膜压差增大，这时候就由反渗透化学清洗装置对反渗透进行清洗，去除反渗透膜表面积累的污染物，恢复渗透能力。

反渗透控制：反渗透系统组要采用自动控制，其中部分采取手动控
制，便于系统操作。

3.3.2 工艺路线
结合打通一矿矿井水处理站自身情况，利用现有设施设备，其基本工艺流程为：
原水→曝气（原有）→斜管沉淀（原有）→工业水池（原有）→机械过滤器（原有）→除氟设备（原有）→活性炭过滤器（新增）→软化器（新增）→精密过滤器（新增）→高压泵（新增）→反渗透设备（新增）→生活水池→出厂水。

3.3.3 工艺流程图
反渗透处理矿井水工艺流程图
流程说明：
矿井水前处理（原处理工艺）：
矿井水首先通过曝气池经过曝气后，水中的低价铁被氧化为高价铁，由于三价铁离子水解产生絮状沉淀，通过沉淀，使其中的悬浮物被沉淀出来，同时，通过投加聚合氯化铝加大沉淀效果。

通过曝气加药后的的矿井水进入沉淀池进行沉淀。

经沉淀池后，矿井水中的大量悬浮物被沉淀出来。

通过沉淀的矿井水储存在工业水池内，在工业水池中的矿井水已经满足工业用水要求。

其中用于饮用的部分水经过过滤设备进行过滤，通过过滤后的矿井水，其矿井水浊度降低到1度以下。

经过滤后的矿井水通过除氟装置除氟。

通过除氟装置后氟化物含量被处理到每升4.0毫克左右。

经过处理后的水储存在生活水池中备用。

反渗预处理：
反渗透预处理即反渗透深度预处理，经过前处理后的矿井水，在进入反渗透装置以前还必须进行深度预处理，深度预处理主要包括：活性炭过滤器、软化器、保安过滤器。

通过深度预处理后的矿井水进入反渗透处理装置进行深度处理。

反渗透装置：
经过深度处理后的矿井水进入反渗透处理装，处理后的矿井水满足桶装水要求。

反渗透装置经过长时间使用后，需要进行清洗。

处理混合方式：
首先在前处理阶段将氟化物降低到4.0毫克每升左右，储存在原生活水池中，然后将最大为93t/h的水量经过反渗透装置进行处理，反渗透对盐类物质去除率达97%，经过反渗透处理后得到53t/h纯净水（产品水），将处理后的53t/h纯水与另外一部分经前处理后的7t/h的水进行混合作为出厂水，混合后的水完全满足生活饮用水要求。

四、工艺设备
4.1曝气池（利用原有）
位于矿井水处理前段，主要是通过曝气氧化作用将水中的铁氧化除去，同时也是对投加药物进行混合均匀的处理设施。

4.2沉淀池（利用原有）
经过加药处理后的矿井水，其中的大部分悬浮物及无机盐离子均被大量吸附，通过沉淀池处理后，大部分的絮状物质被沉淀出来。

达到澄清的目的。

4.3机械过滤器（利用原有）
机械过滤器的作用是去除水中悬浮物、胶体以及较大的颗粒，使污染指数SDI稳定在4以下（这是反渗透进水必备条件之一）。

减小后面工序的过滤处理负荷。

滤料：4-10目精制石英砂
滤料重量：5吨/罐
4.4除氟设备（利用原有）
矿井水经过前处理后，矿井水中的氟花物含量降低到一定的水平，除氟过滤器的主要目的是将经过处理后的矿井水中的氟化物含量降低到5mg/L以下。

吸附填料：活性氧化铝，规格3mm
滤料重量：4吨/罐
4.5活性炭过滤器（新增）
活性碳过滤器的作用是去除水中的余氯、有机物、部分重金属和水中的各种异味。

本方案活性碳过滤器内装优质椰壳活性炭，具有极强的吸附过滤性能，对水中的余氯、异色、异味、有机物、细菌等具有很强的吸附作用，能够充分满足反渗透膜的给水要求。

可通过控制阀进行反洗，以冲洗掉其表面的污物，防止其堵塞，恢复其过滤能力。

型号：LBTL-50 数量：2台
处理流量：50m3/h
外形尺寸：φ2100×2400
滤料：8-10目椰壳活性碳
流量计：DN50共2台
输送泵：IS80-65-160 数量：2台
水泵参数：Q=50m3/h H=32m N=7.5kw
4.6矿井水软化器（新增）
矿井水软化器主要是去除水中的钙、镁离子，降低水的硬度，防止RO膜结垢。

在软化器中，生水通过交换器内的钠离子交换剂后，水中含有的镁、钙、阳离子与交换剂的钠离子互相交换,生水被软化成不含或含极少钙镁盐类的水(软水)。

经软化后，其剩余硬度不超过0.03Mg-E/L，满足反渗透装置的进水条件。

本方案中软化器具有以下特点：
①运行工况稳定。

②高效率低能耗，运行费用经济。

软化器整体设计合理，使树脂的交换能力得以充分发挥。

软化器参数：
型号：IBES-100 数量：2台（一用一备）
最大流量：100m3/h
外形尺寸：φ1800×2400
滤料：001×7钠型阳树脂
滤料重量：7000kg
运行方式：手动运行
再生系统：采用射流式再生工艺（配顺、反冲系统）。

盐箱：盐箱采用PE无毒塑料成型，具有承压高、无毒、体积小、重量轻等优点。

盐箱数量：2台
盐箱参数：V=2000L
4.7精密过滤器（新增）
精密过滤器的设置是为了将水中≥5μm的微粒滤除，以使反渗透装置稳定运行。

本方案在预处理后段，高压泵前配置5um保安过滤器，以防止杂质颗粒等进入高压泵内而损伤高压泵和反渗透膜。

本系统采用外松内紧式的PP滤芯，水由外向内过滤，可以防止滤芯被堵塞，以延长其使用寿命。

精密过滤器参数：
型号：IBJL-100 数量：1台
外形尺寸：φ1200mm×2000
最大流量：Q=100m3/h
壳体采用不锈钢，配顺、反冲系统。

滤芯：精度5um
数量：40英寸滤芯50支/台
4.8高压泵（新增）
高压泵的设置是为了使反渗透的进水达到一定的压力，让反渗透过程得以进行，即克服渗透压，使水分子透过反渗透膜达到淡水层。

本方案进水具备低水位保护可防止进水缺水而泵空转造成损坏，出水具备高水位保护，可防止因误操作而造成出水压力过高而损伤系统。

高压泵参数：
保护装置：配水泵保护装置
型号：CDL型数量：1台
高压泵性能参数
流量：95m3/h
扬程：139m
电机功率：55kw
压力开关：产地台湾
4.9反渗透装置（新增）
反渗透装置：可以去除水中绝大部分无机盐、胶体、有机物、微生物，其纯率≥97%，回收率70%。

本方案反渗透装置造水前后将自动大流量冲洗，运行过程中系统自动检测，自动大流量冲洗膜，以此延长其使用寿命。

本方案采用BW8040反渗透膜。

可以确保反渗透系统核心部件的质量。

反渗透装置处理出水通过在线电导率仪检测合格后，才向生活水储存池供水。

可以保证生活水系统水质达标稳定。

反渗透装置参数：
产水流量：53m3/h
脱盐率≥97%
回收率≥70%
RO膜：BW8040 共50支，一壳五芯。

压力容器(膜外壳)：（设计压力20公斤压力）
电动阀门：2个
压力保护器：2个
程序控制器：一套
仪器、仪表：一套
4.10在线电导率仪（新增）
型号：CM-230
规格：环境适应性强、清晰的显示、简易的操作和优良的测试性能使其具有很高的性价比。

广泛应用于火电、化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中电导率值（TDS）的连续监测。

4.11反渗透化学清洗装置（新增）
反渗透运行压力一般在1.0-1.2MPa，在反渗透膜组长期运行后，会受到某些难以冲洗掉的污染，如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降，运行压力升高，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐和制水能力。

一般情况下，每2-4个月清洗一次，每次清洗约1-2小时。

当出现下列污染特征时，需对RO膜进行化学清洗，恢复其性能，延长使用寿命。

反渗透化学清洗装置是为了去除反渗透膜表面污染物的积累，定期进行化学清洗，也可用于长期停机时作保护性处理。

膜运行一段时间后，可能有滋长细菌、结垢等现象，这会造成膜孔堵塞，产水水量、产水水质下降。

当产水水量或产水水质下降10～15%或者系统压力差增加时，就需对膜进行清洗来恢复其产水能力。

本系统设计为只需将一定量的清
洗药剂加入清洗水箱，启动清洗开关即可，这样方便快捷，省时省事，同时清洗效果好。

根据污染的程度不同，可适当延长清洗的时间与次数。

另外，为了达到最佳的清洗效果，本方案设计为采用浮球液位控制器，通过信号改变达到膜自动清洗。

清洗箱采用PE塑料成型，具有耐腐蚀、体积小、重量轻等优点。

清洗箱参数
V=2000L
材质：PE
清洗泵：
规格：耐腐蚀泵
型号：IS100-65-200A 数量：1台
流量：93.5m3/h
扬程：26m
电机功率：18.5kw
4.12控制系统（新增）
控制系统：采取自动控制与手动控制相结合的控制系统。

基本控制方式：采用压力控制器，当反渗透装置进水压力低时，自动停机；
手动控制时：
A、进过滤设备输送泵启动和停止均由手动（按钮）控制；
B、反渗透装置高压泵启动和停止均由手动（按钮）控制；
C、供水泵的启动和停止均由手动（按钮）控制
五、方案的特点
方案的特点：
（1）由于本方案采用了反渗透处理装置，出水经过混合后，出厂水
完全满足GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中的要求，符合卫生标准。

（2）严格保证了原构筑物的现状，不对原来设施布置进行改变。

（3）投资低，运行费用少，能够满足24小时连续运行。

（4）占地面积小。

六、工艺设备投资估算表
反渗透处理装置投资估算表人民币单位：万元
说明：报价中不包含场地绿化。

七、工程实施
7.1．工程实施工期
新增反渗透膜处理工程工期为：120天（4个月）7.2．工期表
八、成本估算
新增反渗透装置运行费用估算表
（1）人员安排：人员按1人/班计算，共需3人；其他人员按照原处理设施人员安排进行。

（2）用电量：新增反渗透装置总功率55kw+7.5kw*2+18.5kw=88.5kw，实际利用率为85%，每天运行24小时，即每天用电量为1805.4度。

（3）药剂用量：为清洗和钠再生消耗量，本表中采用分摊估算。

（4）反渗透膜更换分摊：300元/d。