生物質發電項目循環流化床鍋爐化學水處理系統設備

生物質發電項目循環流化床鍋爐化學水處理系統設備全膜法鍋爐補給水處理系統的工藝流程。結合超濾、反滲透和EDI 系統的設計特點,詳細描述了各分系統的運行方式。超濾系統、反滲透系統以及EDI系統經調試后,各系統出水水質均達到鍋爐補充水水質標準。技術方案預處理采用多介質+活性炭工藝，除鹽采用一級反滲透+二級反滲透工藝，后處理采用EDI+ SMB工藝，經處理后的產水水質達到招標方要求。

2×35T/H反滲透+EDI鍋爐補給水處理設備系統技術方案進水水質特性:設計水源：市政自來水 設計水溫： 25℃

產水量、回收率和水質目標

預處理產水量：         ≥348m3/h，回收率≥*

一級反滲透產水量：     ≥260.7m3/h, 回收率≥ 75%

去RO用水點:           =60t/h

二級反滲透產水量：     ≥173.9m3/h, 回收率≥ 85%

去純水用水點:          =135t/h

EDI產水量：           ≥35m3/h

SMB產水量：           ≥35m3/h

zui終產水水質達到業主方要求。

設備的設計、制造標準：

4.1、國外采購的設備和部件的制造工藝和材料應符合版本的美國機械工程協會（ASME）和美國材料試驗協會（ATM）的工業法規中所涉及的標準或相當標準。

4.2、國產設備的制造和材料應符合下列標準、規范、規定的版本要求，但不*于此。

★《反滲透水處理設備國家標準》                         GB/T19249-2003

★《水處理設備制造技術條件》                           JB2932-1999

★《電廠水處理設備質量驗收標準》                       DL543-94

★《電廠水處理設備制造質量分等標準》                   SDZ37-1987

★《鋼制壓力容器》                                     GB150-1998

★《鋼制焊接常壓容器》                                 JB/T4735-97

★《電力建設施工及驗收技術規范第四部分：電廠化學》     DL/T51904-2004

★《橡膠襯里化工設備》                                 HGJ32-90

★《化工設備、管道外防腐設計條件》                     HGJ34-90

★《壓力容器安全技術監察規程》

★《水處理設備油漆、包裝技術條件》                     ZBJ98003-87

4.3、對外接口法蘭符合下列要求，但不*于此。

★《接口標準與閥門和法蘭標準配套》

★《火力發電廠汽水管道零件及部件典型設計手冊》         87GD

★《管路法蘭技術條件》                                 JB/T74-94

★《管路法蘭類型》                                     JB/T74-94

★《凸面板式平焊鋼制法蘭》                             JB/T81-94

★《管法蘭用石棉橡膠墊片》                             JB/T87-94

4.4、襯膠鋼管和管件應符合下列標準的版本的規定要求，但不*于此。

★《襯膠鋼管和管件》                                   HG21501-92

★《襯塑（PP、PE、PVC）鋼管和管件》                   HG20538-92

4.5、控制設備、測量儀器和電氣設備的設計、制造應符合下列規定和標準要求，不*于此。

★《電站電氣部分集中控制裝置通用技術條件》             GB11920-89

★《低壓電器電控設備》                                 GB4702-84

★《電力系統二次電路屏（臺）通用技術條件》             JB616-84

4.6、如果上述規范或標準對某些材料不合適時，則采用材料生產廠的標準，賣方提供其反滲透所遵循的設計原則、設計和運行標準軟件。

5、界區條件：

5.1、進水要求：有充足的原水量。

5.2、供電要求：根據我方設計選型所需的容量要求，由用戶提供動力電源送至我方的電氣開關上。

5.3、化學藥品：調試過程中所有消耗品由用戶提供。

6、工程范圍：

6.1、界區外1米處；本工程的廠房及鋼砼構筑物為需方自備。

6.2、界區內除鹽水系統全部設備、管道、閥門、管道附件；

6.3、根據水處理工藝及需方要求必須配置的所有電氣設備；

6.4、根據水處理工藝及需方要求必須配置的所有自動控制設備；

6.5、提供必要的備品備件和工具；

6.6、上述各項所涉及的工程安裝、調試、系統運行的技術指導服務及培訓。

供貨范圍

從自來水管路銜接點開始的所有室內設備（注明用戶自供的除外），包括水泵、超濾裝置、反滲透、EDI裝置及清洗系統等全部設備、附件、藥劑及所有系統內的管路和自動閥門，以及整個工藝過程要求的儀表、控制系統、動力配電柜、所有的電纜、包括所有軟件、硬件等的全部內容，以及工具（保證機組安裝檢修用的整套工具）、開工所需備件。

35t/h燃煤蒸汽鍋爐水處理設備系統工藝說明

影響反滲透膜性能的主要因素及對策

1） 懸浮物、有機物污染

水中的懸浮物，就是指在水濾過的同時，在過濾材料表面留下的物質，以粒子成分為主。懸浮物含量高會導致反滲透系統很快發生嚴重的堵塞，影響系統的產水量和產水水質。

對策：

采用多介質過濾器，利用一種或幾種過濾介質，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從面有效的除去懸浮雜質使水澄清的過程，常用的濾料有石英沙，無煙煤，錳砂等，主要用于水處理除濁，軟化水，純水的前級預處理等，出水濁度可達3度以下。 

注：污染指數（Silting Density Index, 簡稱SDI）值，也稱之為FI（Fouling Index）值，是水質指標的重要參數之一。它代表了水中顆粒、膠體和其他能阻塞各種水凈化設備的物體含量。通過測定SDI值，可以選定相應的水凈化技術或設備。

2） 水溫

隨著溫度的升高，水的粘度（粘性系數）則降低。在相同操作壓力下，水溫降低1℃，產水量大約下降3%。因此在冬季，原水水溫低時，反滲透的產水量下降是非常明顯的。

對策：

a)對原水加溫，保證反滲透的進水水溫在25℃左右。

b)增加膜數量，保證水溫低時達到預期產水量。

3） 結垢物質的污堵

結垢是難溶性的鹽類在膜表面析出固體沉淀，主要是無機成分，以碘酸鈣為主。結垢是影響反滲透膜性能的主要因素，占反滲透膜污堵原因的80%以上。

對策：

a)對原水做全面的水質分析，根據原水水質選擇藥劑型號和加藥量，并防止與其他藥劑發生作用導致難溶物質析出。

b)定期檢查并記錄運行參數，當產水量和產水水質下降10~15%，壓差上升1.5倍，及時化學清洗反滲透膜。

工藝說明

1）原水箱

用于貯存給水，其目的是為了調節進水流量的變化，防止進水波動對系統運行產生影響，保證系統的進水量穩定。

原水池設置液位控制裝置，可隨時監測水箱液位和控制原水泵。當原水箱低液位時，原水泵自動停止運行，業主自備。

2）原水泵

原水增壓泵主要是為后續設備提供正常運行所需的供水壓力和供水流量。

系統選用杭州南方生產的NIS系列端吸離心泵，該泵過具有流量大，體積小、安裝簡單等特點。系統選用兩臺（一用一備）NIS系列水泵，單臺流量348m3/h，揚程37m。

3）反洗水泵

反洗水泵為多介質/活性炭的反洗提供水源動。

系統選用杭州南方公司生產的NIS系列端吸離心泵，該泵過具有流量大、體積小，安裝簡單等特點。系統選用采用兩臺NIS系列水泵，同時對兩臺石英砂/活性炭過濾器進行反洗。

4）絮凝劑加藥裝置

在原水中投加強氧化性消毒劑，可大大降低原水的微生物指標，以防止反滲透系統的有機物污染，有效的保護反滲透膜。

一般在源水中很難除去的有機碳，如果在砂濾系統以前加入絮凝劑就能顯著提高它的去除率。凝聚劑的作用是將水中微小的膠體、懸浮物，甚至大分子有機物通過電中和、混凝、架橋、網捕使之形成較大顆粒的懸浮物。凝聚劑是長鏈的高分子聚合物，在水中可形成帶電荷的 Al x (OH) y 3x - y 長鏈多功能基團，它具有壓縮膠體雙電層的作用，同時對異性電荷也可以起到中和的作用，而且每一個基團都可以吸附水中分散的懸浮物、有機物、膠體等小顆粒雜質，使其凝聚成大顆粒的礬花。加藥量一般約為3-5mg/l。

5）石英砂過濾器

石英砂過濾是預處理系統中相當重要的一環，主要是去除水中可見的懸浮物、膠體及細小顆粒（>10 μm）；因此科學的設計多介質過濾器的結構，合理的選擇濾料材質，是決定能否有效的濾除水中懸浮性物質的關鍵。

該過濾器屬于壓力式過濾器設備，利用石英砂作為過濾介質，在一定的壓力下，使原液通過該介質，經過濾料之間的孔隙截流和浮獲而達到過濾的目的，過濾液體沿濾料間縫隙流過，雜質被逐步截留，屬于薄膜過濾，濾除水中懸浮物，不溶性顆粒物，絮狀沉淀等異物、脫色去味，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于截留在濾料表面。當在濾料表層截留了一定量的污物形成濾膜，隨時間推移過濾器的前后壓差將會很快升高，直至失效。利用反沖洗方式將濾層中截留雜質，沖出過濾器，恢復初始過濾功能。

6）活性炭過濾器

活性碳比表面積達800～2000m2/g，具有很大的比表面積和特別發達的微孔，所以吸附容量大，吸附能力強，吸附作用主要依靠其本身的小孔、過渡孔和大孔，存在物理吸附活性點和化學吸附活性點，在其綜合的吸附作用下，不僅很好的處理微生物，余氯，膠體及有機物，還能很好的處理化學有害物質，以保證出水水質；防止水中的游離氯對離子交換樹脂及反滲透膜的氧化性破壞，對某些陽離子也有一定的吸附能力，活性炭過濾器利用原水的壓力進行過濾﹑反沖洗﹑正洗、反洗周期一般為1-2天， 這取決于原水的水質，當過濾時間達到一定時間或活性炭過濾器進出水壓力的差值(P1-P2)大于0.5MPa時，需進行反洗，當高質量椰殼活性炭吸附量達到飽和時，需更換活性炭；活性碳過濾器采氣動蝶閥控制，該過濾器配有壓力表、流量計，便于監督其運行狀況，判定過濾及反洗。

注：多介質過濾器、活性碳過濾器制作要求：

所有內部管路采用法蘭與本體連接，并考慮檢修和部件更換的便利，內部部件的材質均應符合規定要求，緊固件等應同內部管件材質相當。內部部件固定及加固，能承受水流的沖擊容器的人孔保證檢修人員的進出和更換部件的進出。人孔和人孔蓋的內表面與容器的內表面平齊。人孔配有人孔蓋、墊圈、螺栓、螺母和起吊桿等全套部件.設備內部進水、進氣和集水、集氣裝置的布水、布氣應均勻，沒有偏流現象。所有容器內部裝置、管件、部件等在發貨前在容器內安裝固定好，防止遺漏零件以及在運輸過程中的損壞或丟失。所有設備內外部件除特殊需要外，不采用任何塑料材質，且材質與設備防腐等級相當。

7）還原劑加藥裝置

NaHSO3是一種還原劑，它能夠還原來自水中的游離氯。因為游離氯的存在會使芳香聚酸胺發生氧化變性，從而破壞膜的結構。而且這種破壞作用使膜的性能再也無法恢復。本系統采用再反滲透之前投加NaHSO3還原劑除去超標的余氯，達到保護膜元件的目的。加藥裝置含溶解藥箱及一臺美國進口的加藥泵。

8）阻垢劑加藥裝置

為了防止RO濃水端，特別是壓力容器zui后一根膜元件的濃水側出現難溶性鹽類[Mg（OH）2、CaCO3、CaSO4等]結晶析出，濃水朗格里爾指數LSI＞1.8，在膜表面形成垢層，從而損壞膜元件的應有性能，故在系統中設置加阻垢劑系統。

9）保安過濾器

保安過濾器設置在反滲透（RO）之前，目的是防止水中的大顆粒物進入反滲透膜，確保RO的正常運行。保安過濾器是立式柱狀設備，內裝PP噴熔濾芯，保安過濾器濾芯精度5μm。

5μm保安過濾器屬于精密過濾，其工作原理是利用PP濾袋5μm的孔隙進行機械過濾。水中殘存的微量懸浮顆粒、膠體、微生物等，被截留或吸附在濾袋表面和孔隙中,隨著制水時間的增長，濾袋因截留物的污染，其運行阻力逐漸上升，當運行至進出口水壓差達0.07Mpa時，應更換濾芯。

技術要求：

A、保安過濾器采用耐腐蝕的SUS304不銹鋼材質外殼。濾芯采用PP噴熔濾芯。

B、保安過濾器的快開式結構滿足快速更換濾元的要求。

C、進入保安過濾器的水管上設排放閥。

D、保安過濾器濾元表面運行濾速不大于16m3/m2·h（以濾芯表面積計）。

E、保安過濾器的濾元過濾精度為5μm。

10）一級高壓泵

高壓泵主要是為反滲透裝置提供正常運行所需的供水壓力和供水流量。

系統選用杭州南方生產的CDL系列立式多級離心泵。

11）反滲透裝置

反滲透是1960年美國加利福尼亞大學的洛布(Loeb)與素里拉簡(Sourirtajan)發明的一項高新膜分離技術，其孔徑很小，大都≤10×10-10（10A），它能去除濾液中的離子范圍和分子量很小的有機物，如細菌、病毒、熱源等。它已廣泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫藥用純水、飲用水、太空水的生產，還應用于生物、醫學工程。

反滲透亦稱逆滲透（RO），是用一定的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜（或稱半透膜）分離出來。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。

預處理產水進入反滲透膜組，在壓力作用下，大部分水分子和微量其它離子透過反滲透膜，經收集后成為產品水，通過產水管道進入后續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜，殘留在少量濃水中，由濃水管排出。在反滲透裝置停運時，自動沖洗2-5分鐘，以去除沉積在膜表面的污垢，使裝置和反滲透膜得到有效保養。反滲透膜經過*運行后，會積累某些難以沖洗的污垢，如有機物、無機鹽結垢等，造成反滲透膜性能下降。這類污垢必須使用化學藥品進行清洗才能去除，以恢復反滲透膜的性能。

技術要求：

a、RO裝置的給水加藥種類及加藥點，化學清洗裝置的選擇根據給水水質和所選用RO裝置膜組件的特性確定。

b、RO裝置各段給水及濃水進出總管上設有接口，以便清洗時與清洗液進出管相連。

c、滲透濃水排水裝流量控制閥，以控制水的回收率。

d、RO裝置產品水管和濃水管設取樣點，取樣樣點的數量及位置能有效地診斷并確定系統的缺陷。

e、RO膜組件安裝在組合架上，組合架上配備全部管道及接頭，還包括所有的支架、緊固件、夾具等其它附件。

f、RO組合架的設計滿足建廠址的抗震烈度要求。

反滲透膜采用美國陶氏BW30-400IG聚酰胺復合膜，此型號反滲透膜的長度為40”，直徑8”，膜面積400平方英尺（37m2），單根膜脫鹽率為99.5%。反滲透分四套并聯運行，每套采用二級二段設計，一級反滲透采用12支6芯裝的壓力容器，成8:4排列。二級反滲透采用7支6芯裝的壓力容器，成4:3排列.

反滲透膜脫鹽系統須配置一套化學清洗系統。主要用途是在反滲透膜面被污染時，用來對反滲透系統進行化學清洗的，同時在正常運轉時，用來進行沖洗，將膜表面的一些沉積物沖掉，并使被壓密實的膜恢復，恢復膜的性能，提高產水量，幷能延長膜的壽命。RO裝置的化學清洗裝置由一個清洗藥箱、清洗泵、5μm保安過濾器及連接管閥件組成，當膜組件受污染時,可以用它進行RO系統的化學清洗。

①反滲透膜在使用過程中，由于各種因素的影響，不可避免地會有結垢現象或受污染，只不過是程度不同而已。清洗系統的功能就是當反滲透膜出現結垢現象或受污染而導致性能下降，就必須根據情況采用相應化學藥品進行清洗處理。清洗時，是將藥液不斷地送入容器內，對反滲透膜進行清洗，清洗后的清洗液又回到清洗水箱，不斷循環，為了防止被清洗下來的以懸浮物形式存在的物質在循環時損傷反滲透膜，因此增加一臺清洗保安過濾器，保護反滲透膜不被損傷。

②反滲透膜在使用過程中，由于各種因素的影響，不可避免地會有膜表面沉積的現象，只不過是程度不同而已。同時，由于反滲透膜在正常工作時是處在高壓狀態下，膜會被壓縮形變。如果*這樣，就會產生塑性形變，即膜被壓密實，且不能恢復，導致膜的性能下降，清洗系統的功能就是定時對反滲透膜進行低壓沖洗，將膜表面的沉積沖走，同時充分利用時間，讓被壓縮的膜恢復，延長膜的使用期限，并且在系統長時間停止運行時，向系統內輸送保護液。

12）反滲透清洗操作流程

清洗條件：下列情形之一發生時應進行化學清洗。

◆在正常壓力下如產品水流量比正常值的降10～15%；

◆進水和濃水之間的標準化壓差增加了10～15%；

◆RO各段間的壓差超過0.2MPa；

反滲透的化學清洗在手動情況下完成。清洗步驟為：

a)清洗前準備

將反滲透控制系統置于“手動”；

開啟：清洗進水閥、清洗回流閥、產水排放閥、清洗泵進口閥；

關閉：反滲透產水閥、濃水排放閥。

注意：此時清洗泵出口閥門為關閉狀態。

清洗

啟動清洗泵。緩慢開啟清洗泵出口閥門，流量調節。注意：閥門不能開啟過快，否則損壞濾芯。

緩慢開啟清洗過濾器出水閥。注意：閥門不能開啟過快，否則水錘會對反滲透膜造成不可恢復性的損壞。同時清洗過濾器的出口壓力不得高于0.4Mpa。讓溶液循環1小時，在清洗過程中，及時檢測pH值，當高于設定值0.5時，補充鹽酸使溶液pH值維持在2~3。

沖洗

a）時間到，停止清洗泵，將清洗箱中清洗液排放掉。

開啟：產水閥排放閥、濃水排放閥、高壓泵進、出口閥；

關閉：清洗進水閥、清洗回流閥、補水閥。

b）啟動高壓泵，沖洗反滲透系統至pH值為7左右。

c）打開清洗箱補水閥，洗凈清洗箱待配藥。

d）關閉高壓泵。

B） 堿清洗 

藥劑配制

清洗目的：去除反滲透膜過濾的微生物與有機物。

使用藥劑：NaOH

加藥量  堿洗：將清洗水箱加3000L RO產水、12公斤NaOH(99%以上的片堿)；調PH為11~12清洗循環30-45min 。

具體清洗時間應該以出水水質具體情況為準。

清洗步驟

清洗同酸清洗，清洗過程中使藥液PH維持在11~12左右

C）系統沖洗

1）整個清洗步驟完成后，

開啟：產水閥排放閥、濃水排放閥、高壓泵進、出口閥；

關閉：清洗進水閥、清洗回流閥、補水閥。

2）啟動高壓泵，沖洗整個系統至產水水質達標，此步驟30分鐘左右。

3）水質達標后，開啟產水閥，關閉產水排放閥，系統正常產水。

4）將系統恢復到自動運行狀態。

13）PH調節加藥裝置

在水中加入氫氧化鈉，以調節水中PH值，提高二級反滲透裝置的脫鹽率。

14）RO水箱

作用是用于儲存反滲透產水起緩沖作用；一級反滲透和二級反滲透產水分別設置1座水

15）濃水箱

由于水量較大，出于節約成本的角度考慮，本系統設置四臺濃水箱，收集一級RO系統產生的濃水，用來作為多介質/活性炭過濾器的反洗進水。

16）RO恒壓供水泵

RO恒壓供水泵的作用是將合格的一級RO水輸送至RO生產線用水點。

本系統配置2臺杭州南方公司ZS系列臥式單級離心泵送水泵。

17）純水恒壓供水泵

純水恒壓供水泵的作用是將合格的二級RO水輸送至純水生產線用水點。

本系統配置1臺杭州南方公司ZS系列臥式單級離心泵送水泵。

18）EDI增壓水泵

EDI增壓水泵的作用是將合格的二級RO水輸送至EDI。

本系統配置1臺杭州南方公司CDLF系列立式多級離心泵送水泵。

19）UV殺菌器

紫外線殺菌器，其優點為輻照強度穩定性高，殺菌壽命長達9000小時，高透過率石英玻璃管，透光率≥87%，單價也比同類產品適中，殺菌壽命達8000小時后，其輻照強度在253.7um保持穩定不變。

20）EDI精密過濾器

采用1μm微孔折迭膜濾芯過濾，以去除純水中可能存在的細小微粒物，作為EDI進水的zui終保障。本系統配置1臺MF型微孔膜濾器，外殼SS304。

21）EDI裝置

采用美國進口西門子公司IP-LXM45Z膜堆組裝而成，進一步對RO純水（電導率小于5μs/cm）進行脫鹽處理。它具有技術*、操作簡便和良好的環保特性，無需酸堿而能連續制取高品質純水，出水電阻率穩定在15MΩ.cm以上。

EDI裝置由一套系統組成，單套系統由7臺EDI膜堆并聯組成，每只EDI膜堆配置1臺電源型號為ZSC2000D 的開關電源，每只EDI膜堆和1臺高頻開關電源構成一組，每組有缺水保護。整機有漏電保護，安全可靠。

22）純氮封水箱

用于儲存EDI的產水，氮封裝置主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由快速泄放閥及微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。     

儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

23）超純水泵

系統選用杭州南方公司生產的CDLF系列立式離心泵，該泵過具有體積小，效率高、噪聲低等特點。系統選用2臺CDLF系列水泵，單臺流量35m3/h，揚程36m，一用一備。

24）拋光混床

拋光混床的作用是進一步去除EDI出水中殘余極少的陽、陰離子。拋光混床內裝的拋光樹脂采用DOW生產的電子級樹脂，滿足出水電阻率要求。配置拋光混床，過濾罐體采用玻璃鋼罐，內襯PE，單罐拋光樹脂裝填70%以上。

25）TOC脫除器

TOC即：總有機碳，即被測試樣品里，有機碳的總量，一般是用來衡量水體受有機污染的程度。一般污水的污染程度都用COD衡量，給水用高錳酸鹽指數。而如果有機物濃度再低一些，一般就要用TOC表示了，如衡量純水、高純水等。

26）終端膜過濾器

采用0.22μm微孔折迭膜濾芯過濾，以去除純水中可能存在的細小微粒和細菌。

本系統配置1臺MF微孔膜濾器，外殼316L。

27）管道閥門

預處理低壓部分管道采用UPVC材質管道；

反滲透高壓部分采用SUS304材質管道；

EDI產水后端采用日本積水CPVC材質管道。

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