蚂蚁岛海水淡化方案完整版.docx

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蚂蚁岛海水淡化方案完整版

蚂蚁岛200吨/天

反渗透海水淡化工程

TheprojectforReverseOsmosis

SeawaterDesalinationinTheAntIsland200m3/d

设计方案

DesigningScheme

浙江海洋学院海洋科学与技术学院

浙江省舟山市东方水处理设备厂

OceanS&TCollegeinZhejiangOceanUniversity

ZhoushanDongfangWaterTreatmentFacititiesFactory

二00五年七月

Julyin2005

1、设计基础

2、工艺流程及说明

3、控制系统说明

4、设备技术规范

5、技术服务内容

6、技术保证

7、供配电和原材料供应

8、环境处理

9、投资方式与运行管理

10、建设内容与施工期

11、投资估算

12、经济效益及社会效益评价

前言

蚂蚁岛位于舟山本岛东南部，北临沈家门和普陀山，距沈家门8海里，常住人口在4300人左右，是一个以渔业为主，有著名的虾皮加工市场的岛屿。

岛上风景秀丽，民风淳朴。

近几年来随着旅游业的兴起，已发展成为旅游景区。

蚂蚁岛是舟山市13个严重缺水的岛屿之一，且受地理、地形的制约，淡水资源开发难度很大。

平常年全岛可供淡水13万m3，需水量为19万m3，缺水约5万m3，缺水量比较大。

鉴于水源不能满足岛内生活水平的提高和各产业的发展，所以需新增水源，开拓稳定可靠的淡水资源，是缓解蚂蚁岛淡水资源缺乏的根本措施。

在政府和有关技术部门于2005年5月对本地区虾峙镇的“300吨/日的反渗透海水淡化工程”进行调研的基础上，对蚂蚁岛建设总制水能力为“200吨/日的反渗透海水淡化工程”正式立项。

据本公司提供的信息，对蚂蚁岛筹建“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。

1.0设计基础

1.1本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求；

1.1.1产水用途：

生活饮用水。

1.1.2系统出力：

200m3/d（25℃）。

1.1.3系统回收率：

35%~40%。

1.1.4系统配置：

取水、预处理、一级反渗透（RO）除盐装置及相关辅助设备。

1.2本方案主要依据如下：

1.2.1海水水源：

用户提供。

1.2.2原水水质分析：

水质报告。

1.2.3设计界限：

从取水点至终端水箱。

1.2.4其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。

1.3设备制造及设计参考标准：

1.3.1JB2932-86《水处理设备制造条件》。

1.3.2HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。

1.4出水水质：

达到生活饮用水水质卫生规范（2001）

1.5系统对外要求：

1.5.1供电缆：

根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电，（总装机容量为46KW，正常运行功率为37KW）。

1.5.2出水管：

至终端水箱出水口处。

1.5.3药品：

调试过程所用药品由用户提供。

1.5.4环境处理：

按标准统一考虑。

2.0工艺流程及说明：

海水淡化就是将海水中的盐和水分离的技术，尽管海水淡化方法很多，但本工程选用的是实际可行的反渗透方法作为海水淡化的技术路线。

整个工程主要包括：

（1）海水的取水；

（2）海水预处理；

（3）脱盐装置；

（4）厂房及配套工程。

根据海岛周边环境和现有自来水厂的综合条件，选择海水淡化厂的合适厂址，占地㎡，距离自来水厂m，离取水海岸m，淡化水可利用输水系统流到自来水厂的净水池内，充分利用海岛现有供水设施。

浓盐水直接排回大海。

2.1工艺流程

混（絮）凝剂杀菌灭藻剂混（絮）凝剂（FeCl3+骨胶）还原剂（NaHSO3）

↓↓（NaOCl）↓↓

海水泵→沉淀（澄清）池→增压泵→介质过滤器

阻垢剂（H2SO4）↓NaOH

→保安滤器→高压泵→反渗透装置→中和滤器→产品淡水池

2.2工艺流程说明

2.2.1预处理部分

海水取水：

根据海水淡化厂附近海岸周边环境，可利用的场地，采用可行的取水方式。

取水口设置隔网拦截杂质，取水口位于海平面2m以下，保证海水的连续供应。

取水采用1条DN200玻璃钢管道，用墩腔固定。

2.2.1.1反渗透系统进水要求：

（1）污染指数SDI≤5（15分钟）

（2）浊度﹤1NTU

（3）余氯﹤0.1PPM（检测不到）

（4）Fe3+≤0.01PPM

2.2.1.2海水预处理要解决的问题：

（1）防止膜面结垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、铁铝氧化物等）。

（2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵。

（3）防止有机物质的污堵。

（4）防止微生物污堵。

（5）防止氧化性物质对膜的氧化破坏。

（6）保持反渗透装置产水量稳定。

以保证反渗透装置稳定运行和使用寿命。

2.2.1.3本设计采用如下预处理措施：

预处理由沉淀池、澄清池、加药系统（杀菌灭藻剂、混凝剂、还原剂、阻垢剂等）。

多介质滤器等组成。

（1）沉淀池

沉淀池是分离悬浮物的构筑物。

（2）澄清池

澄清池是将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。

以上沉淀池和澄清池的设计有专业资料可查。

（3）投加杀菌灭藻剂

投加在过滤前或过滤取水头部；

连续或间歇式投加次氯酸钠或其它杀菌灭藻剂；

投加量以过滤水余氯约0.2㎎/L（或注入海水中2㎎/L次氯酸钠）。

（4）投加混凝（絮凝）剂

试验确定混凝剂种类和投加量，常规投加三氯化铁混凝，同时加入骨胶助凝剂；

投加在过滤设备前（或沉淀—澄清前部）；

投加量以滤后水SDI值小于4（三氯化铁加入量5㎎/L）。

（5）投加还原剂

投加还原剂（亚硫酸氢钠等）还原余氯；

投加在保安滤器前部或反渗透系统前；

投加量为余氯的2-3倍。

（6）加酸（调节PH值）或其他阻垢剂

投加硫酸或SHMP阻垢剂防止碳酸盐和硫酸盐类结垢沉淀；

投加在保安滤器前部或反渗透系统前；

加酸量以调节滤过水PH值在6.5~6.8（H2SO4注入量约为12㎎/L）或SHMP10㎎/L左右。

（7）增压泵

将原水提升送至多介质过滤器和预处理后续过滤设备，控制与系统联动。

（8）多介质过滤器

多介质过滤器用于除去原水中的悬浮物及胶体，在原水进入多介质滤器前由加药泵加入混（絮）凝剂与水中的胶体形成大的絮状物在通过滤器时被除去，以使滤过水SDI﹤5达到RO进水要求，并使原水的浊度﹤1NTU。

本系统设置两台直径为1400㎜的钢衬胶过滤器，单台流速8m/h，处理水量为12m3/h。

过滤器内填精制石英砂及无烟煤，填料高度1300㎜。

系统设置无油压缩空气机，当滤器进出口压差大于0.1Mpa时，进行反洗。

2.2.2反渗透部分

反渗透装置主要由阻垢剂注入系统、保安滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力管、反渗透水箱及仪器、仪表等组成。

系统采用一级反渗透脱盐处理工艺，反渗透出水200m3/d。

（1）保安滤器

为防止水中及管道中的微粒进入高压泵和RO膜组件，设置保安滤器作为后置预处理手段。

本系统选用保安滤器一套袋式滤器，处理水量为24m3/h。

过滤器内装5µm滤袋。

在正常工作条件下，当滤器进出口压差大于1㎏/㎝2时更换滤袋，滤器结构能满足快速更换滤袋的要求。

另外，系统也可选用滤器直径600㎜的钢衬胶滤器，处理水量30m3/h。

（2）高压泵

反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0~6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。

高压泵选用柱塞泵35AG-3541，Q=9m3/hP=5.6MpaN=18.6KW。

（3）能量回收装置

为降低系统能量消耗，选用PX-90能量回收装置。

压力提升泵选用与能量回收装置配套Q=15m3/hH=40mN=3KW。

（4）反渗透主机

反渗透主机是脱盐系统的心脏部分。

膜组件选择

本系统中膜组件采用世界先进的TFC型复合膜（国际著名品牌美国DOW公司），高脱盐率、高通量SW30-380膜元件，膜尺寸为标准的8″×40″；另选用TORAY（日本东丽）。

膜元件

膜类型

有效面积

（㎡）

典型通量（沉井海水）

（L/㎡·h）

稳定脱盐率

Cl¯%

SW30-320

29.7

15

99.7

SW30HR-380

SW30-380

35.3

15

99.7

99.4

TM820-400

37

海水、明渠流平均通量：

12-15

99.75

TM820-370

34

海水、明渠流平均通量：

12-15

99.75

a、膜元件数量的确定

QP（200m3/d）（41.67L/h）/（m3/d）

NE==

f·SE35.3×15

=15.74取整数为16（支）

b、压力容器数量的确定

选用每支压力容器安装元件数量4支

NE16

NV===4（支）

NEPV4

选用玻璃钢，哈尔滨乐普R8040C100E-4W。

段数与排列方式的确定

为了使系统回收率达到指标35%左右，第一段使用2支4元件压力容器和第二段使用2支4元件压力容器的排列，有8支元件相串联所组成排列系统。

示意图：

辅助配置

a、反渗透装置清洗

反渗透装置的预处理设计得越趋完善，膜元件的清洗次数就可减少，但无论预处理过程多么完善，在长期运行过程中，反渗透膜面上总会日积月累截留水中的各种污染物于膜表面。

从而使膜性能下降，组件进、出口压差升高。

为此，除日常启停装置前，进行低压冲洗外，需定期进行化学清洗，有时还需进行灭菌处理。

清洗装置配备清洗溶液箱、清洗泵、清洗滤器。

通过反渗透组件预留的清洗接口进行清洗，开机、停机淡水冲洗，置换出浓缩海水，防止在停运期间难溶无机盐类沉淀在膜表面，以保证系统的高效处理性能。

流程：

淡水清洗水箱清洗泵清洗滤器反渗透装置返回（排放）

清洗水箱：

用于日常开机、停机淡水冲洗和定期实行化学清洗。

2m3体积，耐腐蚀材料。

清洗水泵：

选用流量11m3/h，压力1.5-4.0bar，材料为不锈钢。

清洗滤器：

ø220不锈钢外壳，滤芯5µmpp。

b、淡化系统选材

管道件及阀。

低压海水、浓水管道件选用钢衬胶（塑）、UPVC；高压管道件选用316SS；淡化水、产品水管道件选用UPVC。

阀门：

低压阀选用UPVC或钢衬胶；

高压阀选用316不锈钢。

c、系统设置高、低压保护开关，保证反渗透系统安全可靠运行。

d、反渗透装置配备二次仪表，显示及监视设备运行中的产水电导等主要参数。

e、反渗透每支压力膜管产水侧设置取样口，方便取样。

2.2.3产品水后处理

2.2.3.1产品水杀菌：

投加次氯酸钠或其他杀菌剂，在反渗透装置出口或产品水供应系统投加，使管网余氯﹥0.3㎎/L。

2.2.3.2调节产品水PH值：

在产品水供水系统投加碱或通过石灰石滤床，调节产水PH值为6.5-8.5，（硬度为29-75㎎/L，CaCO3计）。

2.2.3.3产品水池：

设置50m3储水池。

2.2.3.4增压泵：

将合格产品水送至自来水厂净水池。

3.0控制说明

依据200m3/d反渗透海水淡化工艺过程，控制系统对各个工艺单元进行直接控制。

PLC控制器和电导仪合二为一，可完成RO系统的运行检测。

状态控制和水质电导率在线监控，菜单式操作，多组参数设置，可满足自动运行的各项要求。

3.1预处理部分及反渗透脱盐部分控制

预处理部分以反渗透淡化水箱液位为连续运行控制点，当反渗透淡化水箱液位处于低限位置，低液位开关向PLC输入开关信号，PLC控制预处理部分运行；当反渗透淡化水箱液位处于高限位置，高液位开关向PLC输入开关量信号，反渗透脱盐部分停止运行，预处理部分也相继停止运行。

3.2加药控制

加药计量泵由事先调节好冲程，确定投加量后，通过与原水增压泵，高压泵实行启动联动，对计量泵实现启动自动控制，实现药剂的自动投加，亦可退出实行手动投加。

3.3反渗透部分

3.3.1反渗透高压泵进水设压力开关，当压力小于0.1-0.15MPa时，控制高压泵停止运行，能量回收装置相继停止工作。

当压力大于0.1-0.15MPa时高压泵即启动，反渗透装置投入运行。

3.3.2反渗透产水侧管路设一压力开关，当压力大于某一设定值（0.2-0.3MPa）时，压力开关会发出相应信号，PLC控制器输出开关信号，停止高压泵运行，控制器关闭整个反渗透系统，等待高压消除，重新进行启动。

3.3.3反渗透浓水侧设一电动（或电磁）阀门。

在高压泵运行前和高压泵停止后，接受PLC输出的开关信号，自动进入低压冲洗状态；产水侧同样设置电动阀门，控制产水排放或产品水。

3.3.4清洗系统控制

系统设置的清洗系统实行单独手动控制，即人工操作清洗过程。

3.4主要控制设备

3.4.1电导率仪（或电阻率仪）

3.4.2PH计

3.4.3污染指数仪（SDI）

3.4.4反渗透控制器（PLC）

3.4.5余氯测定（余氯比色器）

4.0设备技术规范（工程所涉设备）

4.1一级预处理

4.1.1海水快速混合（搅拌）池

型号：

出力为24m3/h

结构：

混凝土

混凝反映时间：

20min左右

池水深：

3-5m

搅拌器：

电机：

2.2KW×2台

数量：

1座

4.1.2斜板沉淀池

型号：

出力为24m3/h

结构：

混凝土

斜板区上部水深为：

0.7-1.0m

底部缓冲层为：

1.0m

数量：

1座

4.1.3海水池

规格：

容积20m3

结构：

混凝土

数量：

1座

4.2原水取水泵

4.2.1水泵LOWARA（美国）

数量：

2台（1台备用）

型号：

SHE40-125/22

流量：

Q24m3

扬程：

H21m

功率：

2.2KW

材质：

塑制

制造商：

美国

4.2.2配套管阀件、压力表及机座等

数量：

1套

4.2.3中间增压泵

SHE40-160/40

Q-24m3，H-33m

N-4KW

2台（备1）

美国LOWARA

4.3加药装置

4.3.1加杀菌灭藻剂装置

4.3.1.1计量泵

型号：

CONCEPTc-0703

数量：

1台

规格：

2.6L/h7bar

功率：

24W

制造商：

ProMinent

4.3.1.2溶液箱

型号：

M50

数量：

1只

容积：

50L

材质：

PE

4.3.1.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.3.2加混（絮）凝剂装置

4.3.2.1计量泵

型号：

CONc-0703

数量：

1台

规格：

2.6L/h7bar

功率：

24W

制造商：

ProMinent

4.3.2.2溶液箱

型号：

M50

数量：

1只

容积：

50L

材质：

PE

4.3.2.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.3.3加还原剂装置

4.3.3.1计量泵

型号：

CONc-0703

数量：

1台

规格：

2.6L/h7bar

功率：

24W

制造商：

ProMinet

4.3.3.2溶液箱

型号：

M50

数量：

1只

容积：

50L

材质：

PE

4.3.3.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.3.4加阻垢剂（或加酸）装置

4.3.4.1计量泵

型号：

CONc-0703

数量：

1台

规格：

2.6L/h7bar

功率：

24W

制造商：

ProMinent

4.3.4.2溶液箱

型号：

M50

数量：

1只

容积：

50L

材质：

PE

4.3.4.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.4多介质过滤器

数量：

1套

操作方式：

手动

制造商：

东方

4.4.1介质滤罐

数量：

2台

型号：

DFS-1400

直径：

ø1400㎜

形式：

压力式

材质：

A3钢衬胶

运行流速：

8m/h

4.4.2过滤介质

数量：

2套

介质材料：

精制石英砂/无烟煤

规格：

50-20/0.3-0.4㎜

4.4.3流量计（管道式）

数量：

2套

型号：

5-25m3/h配套

4.4.4手动球阀

型号：

DN65DN40DN25

数量：

10台2台2台

材质：

UPVC

4.4.5压力表

型号：

YN-100ø100

数量：

4只

材质：

不锈钢

制造商：

华东

4.4.6配套管件

型号：

DN65DN40DN25

数量：

2套

材质：

UPVC

4.4.7SDI测试仪

规格：

ø470.45M

数量：

1套

制造商：

东大

4.5保安滤器（袋式）

型号：

HPPB23-PP-0.6Mpa

数量：

4套

制造商：

东方

4.5.1滤罐

型号：

直径：

形式：

压力式

数量：

4只

材质：

制造商：

东方

4.5.2滤芯（或滤袋）

型号：

规格：

材质：

PP

数量：

4只

4.5.3压力表

型号：

YN-100ø100

材质：

不锈钢

数量：

2只

制造商：

华东

4.6一级反渗透系统

回收率：

35%-40%

数量：

1套

出力：

200m3/d

制造商：

东方

4.6.1高压泵

型号：

35AG-3541

流量：

9m3/h（40GPm）

扬程：

56m（800psi）

功率：

18.6KW

材质：

不锈钢

数量：

1套

制造商：

美国CAT

4.6.2能量回收装置

型号：

PX-90

流量：

进口压力：

材质：

数量：

1套

制造商：

美国ERI

4.6.3压力提升泵（与能量回收装置配套）

型号：

流量：

15m3/h

压力：

0.4MPa

材质：

不锈钢

数量：

1套

制造商：

4.6.4反渗透装置

型号：

DFR-200

数量：

1套

制造商：

东方

4.6.4.1反渗透膜

型号：

SW30-380（或TM820-400）

数量：

16支

通量（标准）：

15L/㎡·h（沉井海水）

脱盐率（标准）：

99.4

尺寸：

8〞×40〞

类型：

聚酰胺复合

制造商：

FILMTEC（美国DOW）（日本东丽）

4.6.4.2压力膜容器

型号：

R8040C1005-4W

材质：

FRP

数量：

4支

制造商：

POPV（哈尔滨乐普）

4.6.5仪器、仪表类

4.6.5.1电导率、电阻率（仪）

型号：

国产上海

数量：

2套

4.6.5.2流量计（管道式）

型号：

配套

材质：

PMMA

数量：

4套

4.6.5.3压力开关（高、低）

型号：

FNC-K6

数量：

2只

制造商：

韩国

4.6.5.4压力表

型号：

材质：

不锈钢

数量：

4只

制造商：

华东

4.6.6控制柜（含控制器）

数量：

1套

材质：

尺寸：

4.6.7配套管阀件

数量：

1套

材质：

316不锈钢/UPVC

4.6.8机架

数量：

1台

材质：

A3钢喷漆

尺寸：

4.7反渗透清洗系统

型号：

数量：

一套

制造商：

东方

4.7.1清洗水箱

型号：

PT-2000

容积：

2m3

材质：

PE

数量：

1台

制造商：

远东塑胶

4.7.2清洗水泵

型号：

CHL8-50or玻璃钢离心泵

流量：

11m3/h

扬程：

28m

功率：

2.2KW

材质：

不锈钢（or玻璃钢）

数量：

1台

制造商：

杭州南方（嘉善三方塑胶有限公司）

4.7.3清洗滤器

型号：

DFJ-220

数量：

1套

4.7.3.1滤器罐

型号：

ø220×1000DFJ-200

材质：

不锈钢

数量：

1台

4.7.3.2滤芯（或滤器）

型号：

规格：

材质：

数量：

4.7.4仪器仪表

4.7.4.1压力表

型号：

YN-100ø100

材质：

不锈钢

数量：

2台

制造商：

华东

4.7.4.2配套管件

规格：

配套

材质：

UPVC

数量：

1套

4.8产品水后处理系统

数量：

1套

4.8.1加氯杀菌装置

4.8.1.1计量泵

型号：

CONc-0308

规格：

7.8L/h3bar

功率：

24W

数量：

1台

制造商：

Prominent

4.8.1.2溶液箱

型号：

M50

容积：

50L

材质：

PE

数量：

1只

4.8.1.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.8.2加碱微调PH

4.8.2.1计量泵

型号：

CONc-0308

规格：

7.8L/h3bar

功率：

24W

数量：

1台

制造商：

Prominent

4.8.2.2溶液箱

型号：

M50

容积：

50L

材质：

PE

数量：

1只

4.8.2.3配套管阀件（标准配置）

底阀（含过滤网）：

1只

注射单向阀：

1只

PE软管：

1套

4.8.3产品水调质滤器

型号：

DFJ-800

出力：

9m3/h

滤料：

优质碳酸钙和麦饭石

材质：

SS304

数量：

1套

制造商：

东方

4.8.4产品水池

结构：

混凝土50m3

数量：

1座

制造商：

4.8.5配套管阀件

型号：

规格：

材质：

数量：

4.9淡化水输送装置

数量：

1套

4.9.1产品水供水泵

型号：

CHL8-50

规格：

Q-8m3/hH-43mN-2.2

材质：

SS304

数量：

2台（备1）

制造商：

南方

4.9.2配套管阀件

数量：

规格：

材质：

5.0技术服务内容

5.1图纸资料

5.1.1系统工艺流程图，设备布置图、土建条件图资料在用户提供设备场地尺寸后25个工作日内提供。

5.1.2设备技术资料

系统操作说明书、电气图、设备合格证书以上文件在设备发运时提供。

5.2设计联络

在用户提供设备场地尺寸后25个工作日内，系统工艺流程图、设备布置图、土建条件图资料，提供用户并由用户确认。

供应方提交设备的电气负荷、土建埋件、预备孔洞及沟道等资料。

5.3设备验收

安装调试结束后三天内，由用户组织双方人员进行现场验收。

5.4供方技术人员应对用户操作人员进行培训并进行必要示范操作。

6.0技术保证

6.1系统出力：

200m3/d（25℃）

6.2RO系统回收率：

35%左右

6.3质量保证期：

12个月

6.4其它

保质期内设备质量问题（非人为因素），供方负责修复或更换，系统终身维护并承诺优惠价格供应零配件。

7.0供配电和原材料供应

7.1用电负荷及负荷等级

7.2用电负荷谐波及其防治

本工程的大部分用电设备为三相对称的线负荷，预计本项目用电设备投运后所产生的高次谐波最大允许数值符合《电能质量公用电网谐波》（GB/114549-93）的要求，不需采取防治高次谐波污染电网的措施。

7.3外部电状况

7.3.1外部电源

本项目选用50KVA的变压器，外部电源接