电解次氯酸钠消毒设备技术方案.docx

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电解次氯酸钠消毒设备技术方案

******污水处理厂

电解次氯酸钠消毒设备技术方案

*******************有限公司

地址：

*********************************

电话：

******************传真：

****************

公司理念：

要么不做，要做就做最好的

（1）本项目最关键部分：

电极、计量泵及中央控制系统

1.核心部件电极选用荷兰MAGNETO。

MAGNETO特殊阳极是一家总部位于荷兰的国际知名企业，专业从事研发、制造和销售用于工业电化学，MAGNETO是世界上发明和最早生产镀铂钛阳极和贵金属氧化物涂层钛阳极的企业。

在该领域，MAGNETO一直专注于研发与生产应用条件苛刻的特殊阳极。

凭借卓越的产品品质及领先的钛阳极研发能力，MAGNETO公司在特殊钛阳极领域建立了很高的知名度，MAGNETO特殊阳极的品牌已成为行业技术和品质的标杆。

2.计量泵采用世界著名品牌：

米顿罗或普罗名特

3.中控系统：

（1）PLC，人机界面，通信模块等选择西门子；

（2）低压电器全部选用ABB或施耐德元器件；

（3）电磁流量计采用西门子品牌；

（4）优点：

采用整体式模块化设计，操作简单，现场安装只需连接来料及投加管接口即可。

4.整机所有关键设备全部采用进口，给客户提供最好的产品质量保证。

（二）本公司成立20多年来，一直从事环保消毒设备研发与制造，一直以工匠的精神给客户提供最优质的售前及售后服务。

方案摘要

（1）项目名称：

****污水处理厂项目

（2）建设规模：

近期8000m3/d，远期20000m3/d，变化系数1.62设计

（3）制氯方式：

电解盐水型次氯酸钠发生器成套系统

（4）工作方式：

全自动化运行及远程控制

（5）设备型号：

GT-6000，一用一备（单台产量：

6kg/h）

（6）有效氯投加量：

9mg/L。

一、项目概况

1.1工程概况

次氯酸钠发生器系统成套设备的制造、安装、单机调试与联合调试，直至验收合格交付使用；次氯酸钠溶液的投加及在线余氯监测；系统的远程监视与控制。

方案设计对制水量进行使用全自动电解盐水型食品级次氯酸钠发生器进行现场制氯、投氯消毒处理，方案设计使用电解盐水型次氯酸钠发生器通过电稀盐水产生次氯酸钠溶液，并配备自动投氯装置，对地表水源水进行投氯消毒，包含发生器的单位小时产氯量、发生器站房空间布置、自动投氯等环节，实现完全自动化运行、无需人员现场看管。

本系统可以包含整体设备运行通过以太网与上位机通讯，实现远程监视与控制。

设计依据规范：

◆项目单位提供的相关技术资料；

◆《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

◆《次氯酸钠发生器国家标准》（GB12176-1990）

◆《次氯酸钠发生器安全与卫生标准》（GB28233-2011）

◆《工业用水软化除盐设计规范》（GB/T50109-2006）

◆《过程检测和控制系统用文字符号和图形符号》（HG20505-92）

◆《自动化仪表选型规定》（HG20507-92）

◆《控制室设计规定》（HG20508-92）

◆《仪表供电设计规定》（HG20509-92）

◆《仪表系统接地设计规定》（HG20513-92）

◆《信号报警、连锁系统设计规定》（HG20511-92）

◆《标牌》（GB/T13306-1991）

◆《涂装前钢材表面处理规范》（SYJ4007-1986）

◆《室外排水设计规范》（GBJ14-87，1997）

◆《防锈包装》（GB4878-85）

◆《水处理设备油漆包装技术条件》（ZBJ98003-1987）

◆《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）

◆《供电系统设计规范》（GB50052-95）

◆《低压配电设计规范》（GB50054-95）

◆《电动装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）

◆《地面水环境质量标准》（GB3838-88）

1.2选型依据

1.2.1项目单位提供的资料，加药间按照近期8000m3/d，远期20000m3/d，变化系数1.62设计。

1.2.2依据项目单位提供的情况，项目设置一个加氯点，设计投加量为9mg/L。

1.2.4选用规格：

本期共设2台GT-6000型次氯酸钠发生器，1用1备，单台产量为6.0kg/h，远期增加1台GT-6000型次氯酸钠发生器，2用1备。

二、技术方案

2.1******全封闭电解次氯酸钠技术介绍

2.1.1次氯酸钠发生器技术优势

1）原料易得，安全可靠

原料为精制盐、水、电，每生成1kg有效氯，需精制盐：

3.0Kg，水：

125L，电：

4.0kWh-AC。

2）无须大量运输危险品

化学法二氧化氯的原料之一盐酸为危险品，购买、贮存和运输会受到越来越严格的限制。

现场制电解次氯酸钠溶液只需盐、水和电，无需运输危险品。

3）进口国外知名技术，代表当今最高水平；

4）节能环保；

5）系统全封闭进行，无二次泄露，无二次污染

从电解到投加全过程全封闭设计，无需担心次氯酸钠、氢气泄露，安全可靠。

6）现场制备次氯酸钠即时投加，解决次氯酸钠不能储存的问题；

7）全自动运行，平时只需定期加盐即可；

8）达标保证，全电脑程序，PLC、余氯在线监测，保证任何水质都处于最佳配药比，既保证达标又不浪费一点多余的药剂；

9）中央控制，可代远程控制，操作简便；

10）容易掌握的操作，工作人员经简单培训即可上岗操作；

11）***23年的杀菌经验，对各类杀菌技术都非常熟练，并且有深刻的理解，技术专家型公司。

2.1.2***提供优质的产品和服务

完善的售后服务：

售前提供完整的技术原理，工艺原理培训及详细图纸，售中提供关键设备的使用、操作手册和设备故障排查；售后提供3-5天，2-3人次的现场培训。

负责设备及零配件的检修与更换；设备运行故障的排除与运行状态的恢复；设备日常维护现场重复指导；自接到用户通知之时计24小时内到位，保证了设备正常可靠安全运行，解决了客户的后顾之忧。

2.1.3优质的核心部件和材质

①核心技术选用荷兰MAGNETO，MAGNETO特殊阳极是一家总部位于荷兰的国际知名企业，专业从事研发、制造和销售用于工业电化学，MAGNETO是世界上发明和最早生产镀铂钛阳极和贵金属氧化物涂层钛阳极的企业。

在该领域，MAGNETO一直专注于研发与生产应用条件苛刻的特殊阳极。

凭借卓越的产品品质及领先的钛阳极研发能力，MAGNETO公司在特殊钛阳极领域建立了很高的知名度，MAGNETO特殊阳极的品牌已成为行业技术和品质的标杆。

②其他电器的进口率达到80%以上，如西门子的PLC、人机界面系统，ABB、施耐德电器均为当今的第一品牌。

2.1.4产品核心技术特点

我司研制生产的全封闭电解次氯酸钠成套设备具有以下技术特点：

1）模块化设计：

电解管采用模块化设计，可根据次氯酸钠需用量的不同，增加或减少模块，既能满足用户需要，又能保证定型模块生产工艺的成熟和完善，保证产品质量。

2）复极式结构：

复合式电极连接方式，整个结构连接件极少，减少了连接件上的产热量，大大降低生产次氯酸钠的盐耗和电耗，对于减少副产品具有积极作用。

3）电解管透明设计：

电解槽外壳采用高强度透明有机玻璃，可实时观察电解过程及电极表面，便于判断电极状态，确定酸洗周期，保证电极安全。

4）全自动运行：

完善的自动控制系统，确保次氯酸钠的生产能在无人操作下完成，设制PLC自动控制系统，配置现场触摸屏和便捷的操作界面。

5）先进的电极排布：

特殊的电极布置方式，保证电极产氢在电极表面迅速逸出，增加电解液的表观电导率，降低能耗，提高电解效率。

6）梯度推流节能技术：

盐水在电解管内呈推流式流动，盐水浓度在电解过程中呈梯度变化，可明显提高电解效率，降低电解液温升，降低电耗18%，降低盐耗14%。

7）即时排氢技术：

次氯酸钠生产过程中，通过管内即时排氢技术，将电解产生的氢气迅速排出电解管，保证电解管内电解液的良好状态，防止电极暴露，从而不仅能够提高次氯酸钠生产的电流效率，而且可以提高电极的使用寿命。

8）专利次氯酸钠电极：

保证电极连续运行寿命5年以上，且电解电流密度小于国内外同类产品，更有利于提高电解效率和延长电极寿命。

9）酸洗周期长：

采用精制盐和内置软化器，酸洗周期延长为半年至一年，提高电解效率，减少维护工作量，延长电极寿命。

2.1.5设备安全性

1）电解系统全封闭运行，无二次泄露，无二次污染；从电解到投加全过程全封闭设计，无需担心次氯酸钠、氢气泄露，安全可靠。

2）次氯酸钠生产过程中通过管内即时排氢技术，将电解产生的迅速排出电解管。

保证电解管内电解液的良好状态，防止电极暴露，不仅能够提高次氯酸钠生产的电流效率，而且提高电极的使用寿命。

设置电解过程中排出专用通路，减少氢气对电流的阻碍。

3）本设备采取的二级排氢装置，在次氯酸钠电解槽、气液输送管、氢气排放管与排氢风管构成一级排氢装置；排氢风机、脱氢罐、气液输送管、氢气排放管与排氢风管构成二级强制排氢装置；可实现完全、彻底、安全排放氢气的效果。

2.2设计说明

全封闭次氯酸钠发生系统由组成，包括软水系统、溶盐系统、溶盐过滤系统、稀释盐水系统、电解电极系统、热交换系统、恒流整流电源系统、存储排氢系统、投加系统、酸洗系统、自动配电控制系统。

2.3电解工艺

盐水溶液中含有Na+、H-等几种离子，当插入电极时，在一定的电压下，电解质溶液由于离子的移动和电极反应，发生导电作用，这时CL-、OH-等负离子向阳极移动，而Na+、H+等正离子向阴极移动，并在相应的电极上发生放电，从而进行氧化还原反应，生产相应的物质。

电极反应：

　阳极：

2Cl--2e→Cl2；

　阴极：

2H++2e→H2；

其总反应表达如下：

NaCl+H2O+直流电→NaClO+H2↑

工艺流程图如下：

2.4各设备的选型及技术参数

2.4.1软水系统

功能：

软化自来水，去除了水中的钙、镁离子；用于溶盐及溶盐稀释水，使电极不易结垢。

特点：

采用美国FLECK优质全自动多路阀头，软水器形式为单阀双罐型，保证软水连续供应，树脂采用英国PUROLITE树脂。

安装材料及设备：

（1）软水器

数量：

1台

设备参数：

处理流量：

4m3/h

材质：

FRP

阀头：

单阀双罐

（2）软水罐

数量：

1台

设备参数：

容积：

1000L

材质：

PE

2.4.2软水冷却系统

功能：

通过冷却系统，把电解次氯酸钠所用的软水调节到合适的温度，使电解次氯酸钠能顺利进行。

安装材料及设备：

冷水机

数量：

2台（1用1备）

设备参数：

处理水量：

1.0m3/h

2.4.3溶盐系统

功能：

溶解食盐，制作饱和食盐水，为后续电解系统提供饱和盐水。

工艺描述

溶盐模块主要为后续系统提供饱和盐水，保证后续系统能够正常运行。

安装材料及设备：

（1）螺旋输送机

数量：

1台

设备参数：

材质：

316SS

输送量：

2T/h

功率：

2.2kW

（2）溶盐罐

有效容积：

5000L

材质：

HDPE

附件：

设置补水器、进、出水口、加盐口等

2.4.4进料配水系统

功能：

通过软水进水机构以及饱和盐水隔膜计量泵，把浓度为10%的浓盐水稀释至3%的稀盐水。

特点：

配有电导率仪，能精确控制发生器盐水浓度。

安装材料及设备：

（1）浓盐水输送泵

流量：

150L/h

扬程：

50m

功率：

0.37kW380V50Hz

泵头材质：

PVC

（2）软水输送泵

流量：

2.5m3/h

扬程：

17m

功率：

0.4kW220V50Hz

过流材质：

不锈钢

2.4.5次氯酸钠发生系统

功能：

稀盐水进入次氯酸钠发生器发生器的电解槽，整流器在电解槽两端加载的直流电流，对稀盐水进行电解，可产生0.7-0.9%左右的次氯酸钠溶液。

当电解液温度过高时，由发生器系统中的换热装置把电解液温度降低。

安装材料及设备：

（1）次氯酸钠发生器

数量：

2台（1用1备）

设备参数：

产量：

6kg/h。

电解材质：

钛及DSA涂层复合电极

电解槽材质：

高强度透明耐腐蚀有机玻璃

产生次氯酸钠浓度：

7-9.0g/L

2.4.6恒压电解电源

数量：

2个（1用1备）

设备参数：

输入电压：

380V，50Hz

配电功率：

36KW；运行功率：

<23kW

冷却方式：

风冷

2.4.7排氢及储存系统

功能：

本系统由脱氢罐、排氢风机、氢气检测仪等组成，主要将电解产生的H2稀释至1%以下，排到室外大气中。

安装材料及设备：

（1）脱氢及储存罐

数量：

2个

容积：

6.0m3

材质：

PE

（2）防爆排氢风机

数量：

2台

风量：

6m3/min

全压：

700Pa

功率：

0.2kW

（3）氢气探测探头

数量：

2台

型号：

AKRT-Ex-H2

流量：

0-10%LEL

测量精度：

±3.0%-5.0%FS

输出信号：

4-20mA

2.4.8自动投加系统

功能：

本系统用于当电解次氯酸钠的投加，把储存罐内的次氯酸钠溶液输送到消毒点。

包括变频器、在线余氯监测仪组成闭环控制投氯系统。

安装材料及设备：

（1）投加泵

数量：

2台（一用一备）

设备参数：

流量：

1200L/h

出口压力：

3bar

泵头材质：

PVC泵头

2.4.9自动酸洗系统

功能：

本系统用于当电解槽使用一段时间后，在电解上结垢的Ca2+，Mg2+离子，容易造成电解短路，而损坏电极，通过PLC控制可以定期对电极进行酸洗，将结垢清除，保持电解正常的运行。

安装材料及设备：

（1）酸洗泵

数量：

1台

设备参数：

流量：

90L/min

（2）酸洗桶

数量：

1个

设备参数：

容积：

250L

材质：

PE

（3）酸雾吸收器

数量：

1个

设备参数：

材质：

PVC

2.4.10自动配电控制系统

功能：

系统配置1个单独的自动配电控制系统，可单独启停与之对应的系统设备。

自控系统通过PLC控制，配置现场触摸屏并设置简明、便捷合理的人机界面，方便操作人员进行生产运行。

控制功能和设施至少包括：

1.过程控制；2.电解电源控制；3.各类泵控制；4.风机控制；5.电动阀门控制。

数据采集系统的模拟量输入/输出信号至少包括：

1.电解电压；2.电解电流；3.进水、出水温度4.进水电导率5.次氯酸钠储罐液位；

状态显示至少包括：

1.风机状态（合、跳）；2.各类泵状态（合、跳）；3.整流器状态；

报警至少包括：

1.电导率过高/低报警；2.次氯酸钠发生器出口温度高报警；3.过电流极限报警；4.次氯酸钠储罐液位低报警；5.氢气浓度声光报警；6.整流器故障报警。

系统故障报警至少包括下列联锁项目：

1.次氯酸钠储罐液位高/低联锁启停整流器；

2.次氯酸钠储罐液位低联锁关停投加泵；

3.次氯酸钠发生器出口温度高联锁关闭整流器；

4.运行过程中，次氯酸钠储罐液位高联锁系统停机；

5.电解电压高/低联锁切断整流器电源；

6.电解电流过流，切断整流器电源；

7.风机故障自动切换备用风机，如备用风机也故障，系统停机；

8.氢气浓度超标停整套设备；

2.5公用工程条件

（一）主要设计条件

1.供电要求

业主提供3路380V供电线路

2路为整流器供电，要求380V，50Hz，配电功率单路36kW

1路为运行控制柜供电，要求380V，50Hz，20kW

2.供水要求

进水压力：

0.2-0.3MPa，水压稳定并连续供水，供水量满足：

1.5T/h

进水温度：

4-30℃

3.供盐要求

原料采用的食盐为精制盐，纯度≥99.3%。

4.设备间要求

设备间应为框架结构，房顶及侧墙设置轴流通风机，开设可通风的窗户，保证设备间内有良好通风，水源充足。

（二）设计范围及界限

1.本工程设计范围为次氯酸钠发生器设备。

2.本设计包括设备的处理工艺、电气、土建条件设计。

3.本设计所需的电源、自来水管、废水排放管道均由甲方按设计要求接至设备间内指定位置。

2.6次氯酸钠系统成本核算

***全封闭电解次氯酸钠设备单位原料消耗，每产生1Kg有效氯需以下原料：

●交流电耗：

4.0kW·h/Kg有效氯

●食用盐耗：

3.0Kg/Kg有效氯

●水耗：

125L/Kg有效氯

●电费以0.6元/kW·h计算

●精制食用盐以：

0.6元/Kg计算

●自来水费以：

2元/m3计算

设定次氯酸按全天运行，每天需要使用电解次氯酸钠72Kg。

2.6.1电费

每日电费：

72×4.0×0.6=172.8元

2.6.2盐费

每日盐费：

72×3.0×0.6=129.6元

2.6.3水费

每日水费：

72×0.125×2=18元

2.6.4总运行费用

不包括维修费及人工费，每天的总运行费用为320.4元。

吨水成本：

320.4÷8000=0.04元/吨

三、设备材料清单

3.1货物需求配置清单

序号

系统名称

设备名称

技术参数

数量

单位

制造商/品牌

1

次氯酸钠发生器系统

发生器主机

所有设备集于一框架上，撬装设备。

2

套

******

电极品牌：

MAGNETO

单机产氯量：

≥6kg/h

采用的阳极涂层为钛基多元涂层（DSA阳极，贵金属涂层），核心电极选用荷兰MAGNETO品牌

阴极：

纯钛基材制作

浓度：

7g/L～9g/L

2

电解电源系统

电源

配电功率：

36KW；额定功率：

<23kW

2

台

***配套

输入电压：

AC380V/50Hz±10%；

保护：

防腐、防潮、防尘等三防处理、输入过压、欠压、缺相、输出过压

冷却方式：

风冷

3

软水系统

软水器

4T/h产水量，全自动软水阀头，单阀双罐

1

套

阀头：

FLECK

树脂：

PUROLITE

4

冷水系统

冷水机

冷却流量：

1.0m3/h；温度高于25度时启动

2

台

AOTC

5

溶盐系统

溶盐罐

容积：

5m3；HDPE，设置过滤系统，并配置PP过滤器

1

套

株洲郎顺

螺旋输送机

全自动溶解固体食盐；材质：

316SS，输送量：

2T/h

1

套

***

6

进料配水系统

盐水泵

Q=150L/h，H=50m，0.37kW，PVC泵头；含阀组、过滤器、安全阀、背压阀、脉冲阻尼器等

2

台

Miltonroy

软水泵

Q=2.5m3/h，H=17m，0.4kW，不锈钢

2

台

Grundfos

电导率仪

FLK-5600；0-200mS/cm

2

台

KORNDER

7

脱氢及储存系统

储存罐

PE材料；容积：

6000L；含液位计，氢气脱离系统，安全液位控制

2

座

江南容塑

排氢风机

风量6m3/min，全压700Pa，0.2KW；含风压开关

2

套

欧冠

氢气探测探头

AKRT-H2；24V,4-20mA

1

套

AKOOTE

8

投加系统

消毒池投加泵

Q=1200L/h；3bar；0.75kw；变频控制；机械隔膜计量泵

2

台

Miltonroy

电磁流量计

2000L/h；一体式

1

台

E+H

余氯在线检测仪

CL3630

2

台

利歌流体

9

控制及配电系统

控制柜

控制整套发生器系统；带通讯模块，扩展模块，与上位机中控系统通讯软件编制与调试；含10.1寸液晶屏幕；含专利软件

1

套

元器件：

SIEMENS

配电柜

含继电器、直流控制电源模块、接线端子、交流接触器、热保护继电器、指示灯、按钮、真空断路器等电气元件

1

套

元器件：

ABB、Schneider

10

酸洗系统

酸洗形式

移动小车

1

套

***

酸洗泵

Q=90L/min，H=8m

1

台

KUOBAO

酸洗桶

V=250L,PE材质

1

套

江南容塑

11

管阀等安装辅材

防腐电动阀门

阀体采用防腐型UPVC材质；

1

批

Carrier

手动球阀

UPVC材质，耐压：

1.0MPa

1

批

Sanking

隔膜阀

UPVC材质，耐压：

1.0MPa

1

批

Sanking

配套UPVC管材

UPVC材质，耐压：

1.0MPa

1

批

Sanking

安装辅材

紧固件、电线电缆等

1

批

国产优质

12

质保

整机质保1年，电极质保5年

质保时间更长，为客户提供更优质的售后服务

13

培训

供货方负责指导、培训甲方操作人员制作操作规程、日常维护、注意事项等。

3.2质保期内随机备品备件

序号

名称

型号和规格

单位

数量

制造商名称

1.

发生器专用密封件

与发生器配套

套

1

***

2.

液位计开关

钛材质

套

1

***配套

3.

电动阀（软水/冷却水）

DN25,UPVC,220V,50Hz

个

2

上海开利

4.

电动阀（浓盐水）

DN15,UPVC,220V,50Hz

个

1

上海开利

5.

浓盐水流量计

20-200L/h

个

2

余姚振兴

6.

软水流量计

100-1000L/h,限制开关处于常开状态

个

2

余姚振兴

7.

冷却水流量计

0-2000L/h

个

2

余姚振兴

8.

专用工具箱

含万用表、粘合剂、螺丝刀、扳手等

套

1

国优品牌

四、质保及售后服务

4.1质保期内售后服务

A、整机质保期：

全厂联动调试完毕后12个月或货到现场18个月。

电极质保期：

5年。

B、质保期内，因质量问题造成设备损伤，投标方无偿提供服务。

终身免费维修，仅收修理的材料费。

备品备件配件仅收成本价，并长期保证优价备品备件。

C、本设备系统正常情况下，运行平稳、安全。

在设备使用过程中，买方有关使用人员须严格遵循产品使用说明书的要求，定期进行设备保养维护，定期检查易损件以确定是否需更换。

出现一般的故障，经培训的操作人员可根据使用说明书进行故障排除与维修。

仍不能排除故障，制造商在接到买方的通知后及时进行维修。

D、在设备的质保期内，如有质量问题，卖方应在接到通知后48小时到达，72小时内免费予以更换或修复，保证用户设备及时正常运行。

E、质保期内因用户使用、管理不当造成的损失由买方承担，卖方提供有偿服务。

F、卖方每年至少提供2次的常规检查及保养免费服务，使设备保持安全、正常使用的状态。

G、根据用户要求，随时代购工程运行中所需原料、设备零配件以及其它工程运营耗材。

4.2质保期外售后服务

A、质保期外售后服务承诺

质保期外，卖方将继续向买方提供及时、优质、价格优惠的技术服务和备品备件供应，派技术人员协助买方对设备进行定期检测。

卖方承诺对设备系统进行终身维护服务（质保期外按双方约定的优惠价格提供有偿服务）。

B、零配件供应服务

长期供应设备系统零配件。

C、上门维修保养服务

◆设备零部件的检修与更换；

◆设备配套管路及阀门的检修与更换；

◆设备运行故障的排除与运行状态的恢复；

◆日常维护保养的现场