昆明脱盐水设备反渗透+混床工艺设计计算书，根据脱盐水设备产水水量设计，计算反渗透设备预处理过滤器设计及反渗透膜设计选择以及混床设计计算等，完全按照国家标准设计计算。

1)原水罐

   原水罐设计停留时间不小于1小时,有效容积不小于300m3

2)原水泵

   原水泵应满足五台过介质过滤器同时运行流量及四台过滤器运行,另一台过滤器正洗的两种工艺状态,五台过滤器同时运行时进水流量为:270t/h, 四台过滤器运行,另一台过滤器正洗时进水流量为:350t/h。

    原水泵选用KQW200/345-55/4,流量270-350t/h,扬程:38-36m,功率:55KW,在系统中选用二台,一用一备。

3)汽水混合加热器

汽水混合加热器在系统中选用1台,加热水量为:270-350t/h。

换热器选用规格为φ425,进水及出水口规格为DN300,进蒸汽口规格为:DN400。

a、蒸汽耗量:

基础条件:蒸汽性质为过热蒸汽,最大进出水温差按25℃计,蒸汽温度:170℃,蒸汽压力不大于0.8MPa,蒸汽焓:2726.5KJ/Kg,蒸汽比容:0.2403m3/Kg,水的比热:4.18KJ/Kg. ℃。

350t/h水加热25℃,需的换热量:Q=350×103×4.18×25=3.65×107KJ/h

所需的加热蒸汽量:G=Q÷2726÷1000=10.35t/h

蒸汽沿程损耗系数按10%计,实所需气量:13.4t/h。

每小时所需的蒸汽容积: 13.4t/h×0.2403m3/Kg×1000=3224m3/h

b、蒸汽管道的选型:

   蒸汽管流速按62-73m/S计,进汽母管需选用:φ133×4。

4)PAC加药装置

对净化后的河水凝聚剂加药装置设计加药量为:3PPm,前级系统运行进水量为:270t/h,当一台过滤器正洗时进水量为350t/h。

运行时PAC加药量为:270t/h×3PPm÷1000=0.81kg/h。

当一台过滤器正洗时PAC加药量为:350t/h×3PPm÷1000=1.05kg/h。

配制药剂浓度为10%,运行时计量泵实际加药量为8.1L/h,当某台过滤器正洗时加药量为:10.5L/h。

选用加药装置2泵1箱型,计量泵1用1备。

搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱1只,有效容积为0.4m3,配套计量泵C726型,流量:15.1L/h,扬程:6.9bar,电机功率:44W,加药泵采用自动加药,根据进水流量信号自动调节加药量。

5)杀菌剂加药装置

杀菌剂加药装置采用投加次氯酸钠,加药装置设计有效氯加药量为1PPm,前级系统运行进水量为:270t/h,当一台过滤器正洗时进水量为350t/h。

运行时次氯酸钠加药量为:270t/h×1PPm÷1000=0.27kg/h(有效氯)。

当一台过滤器正洗时次氯酸钠加药量为:350t/h×1PPm÷1000=0.35kg/h(有效氯)。

有效氯浓度为4%,运行时计量泵实际加药量为6.75L/h, 当一台过滤器正洗时计量泵实际加药量为8.75L/h。

配套搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱配套1只,有效容积为0.4m3,配套计量泵B126,2台,流量:9.5L/h,扬程:6.9bar,电机功率:29W。

6)管式混合器

管式混合器设计流量为270-400t/h,设计流速为1.0-1.5m/S。

选用混合器为φ325×1400,混合器混合段数为三段。

7)多介质过滤器

设计流速:8-10m/h,选用规格:φ3024,单台设计产水量:56-70t/h。

多介质过滤器在系统中配制5套,同时运行,分别反洗。

a多介质过滤器运行周期的计算:

截污容量:0.75kg/m3滤料(单台滤料装填高度1200mm,单台滤料容积:8.4m3)

进水悬浮物按5mg/L计,出水悬浮物按0.5mg/L计。

单台过滤器过滤周期:1000×0.75Kg/m3×8.4m3÷(5mg/L-0.5mg/L)÷56t/h

=25小时。

b 多介质过滤器的正洗耗水量的计算(正洗水利用前级水):

单台过滤器正洗强度为:70t/h(正洗流速按10m/h计),一次正洗时间为10min

过滤器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66吨

过滤器的自耗水率11.6吨÷(25×56)=0.8%

c多介质过滤器的反洗耗水量的计算(反洗水利用浓水):

单台过滤器洗强度为:302t/h(反洗流速按43.2m/h计),一次反洗时间为10min

过滤器一次反洗耗水量:302×10÷60=50.3吨(反洗水利用反渗透浓水)

d 多介质过滤器气反洗压缩空气耗量:

多介质过滤器的气反洗强度为:20L/m2.S,过滤器过滤截面积:7m2,反洗气量:7×20×3.6÷60=8.4m3/min。

8)活性碳过滤器

设计流速:8-10m/h,选用规格:φ3024,单台设计产水量:56-70t/h。

活性碳过滤器在系统中配制5套,同时运行,分别反洗。

A活性碳过滤器的正洗耗水量的计算(正洗水利用前级水):

单台过滤器正洗强度为:70t/h(正洗流速按10m/h),一次正洗时间为10min,每48小时进行一次反洗及正洗。

过滤器一次正洗耗水量:70×10÷60=11.66吨

过滤器的自耗水率11.6吨÷(48×56)=0.4%

B活性碳过滤器的反洗耗水量的计算(反洗水利用反渗透浓水):

单台过滤器洗强度为:202t/h(反洗流速按28.8m/h计),一次反洗时间为10min

过滤器一次反洗耗水量:202×10÷60=33.7吨(反洗水利用反渗透浓水)

9)浓水池

浓水池应满足单台过滤器一次反洗耗水量。

  通过以上计算,单台多介质过滤器一次反洗耗水量为:50.3吨，活性碳过滤器一次反洗耗水量为:33.7吨。

实际选用浓水池容积:100m3

10)过滤器反洗水泵

   反洗水泵应满足单台过滤器的反洗流量:选用反洗水泵为: KQW200/250-30/4,流量:320t/h,扬程:21m,电机功率:30.0KW,反洗水泵在系统中设1台。

11) 反渗透进水管式混合器

   反渗透进水流量为270t/h,设计流速为1-1.5m/h,混合器规格为:Φ325×1400

12)非氧化性杀菌剂加药装置

反渗透进水非氧化性杀菌剂设计加药量为150PPm,反渗透进水量为:270t/h。

非氧化性杀菌剂加药量为:270t/h×150PPm÷1000=40.5kg/h。

选用加药装置1泵1箱型,对反渗透系统定期杀菌。

加药箱按5天储药量计,药液搅拌箱1只,有效容积为0.2m3,配套计量泵GM0050型,流量:50L/h,扬程:10bar,电机功率:0.25KW。

13)阻垢剂加药装置

反渗透浓水侧最大LSI为1.9, 经美国PWT计算软件计算,阻垢剂Titan ASD 200的加药量为3.5PPm ,反渗透进水量为:270t/h。

阻垢剂加药量为:270t/h×3.5PPm÷1000=0.945kg/h。

配制药剂浓度为10%,计量泵实际加药量为9.45L/h。

选用加药装置2泵2箱型,计量泵1用1备。

搅拌箱按48小时配制一次计,药液搅拌箱2只,有效容积为0.5m3,配套计量泵C726型,流量:17L/h,扬程:6.9bar,电机功率:44W,根据反渗透进水流量自动加药计量泵的加药量。

14)保安过滤器

   保安过滤器在系统中配套2台,同时使用,单台产水量为:135t/h,选用大通量滤元,单支产水量达45-70t/h,单台选用3支大通量滤元,选用保安过滤器规格为Φ410,内装滤元3支规格为: φ150.4×1016的滤元。

15)高压泵

   采用美国海德能公司(或美国DOW公司)的反渗透膜元件,单套反渗透产水量:100t/h,工作压力为:1.11-1.31MPa，选用高压泵型号:PWT100-65-315S,Q=135t/h,H=140m,

N=90KW。

   在系统中选用2台,同时运行。

16)反渗透装置

  详见水质计算书

17)反渗透清洗系统

单套反渗透装置的膜外壳80S-300-6B,单套采用18支,按2:1排列,反渗透清洗采用分级分段进行清洗,清洗水管道为DN125,按30米长度计。

a、清洗水泵:

   单支膜壳清洗流量为8-12t/h,一段共12支膜壳,清洗流量为:144t/h

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

b、药液过滤器:

药液过滤器为:φ410,内装5um的大容量滤元,规格为: φ150.4×1016,共3支,单支产水量:45-70t/h。

c、清洗管道:

    药液清洗管道采用DN125,设计流速:3.26m/S。

d、清洗水箱的选择:

单支膜外壳容积:0.1884m3,单套反渗透第一段膜外壳总容积:V1=0.1884×12=2.26m3

药液过滤器容积: V2=0.15m3

清洗管道容积: V3=0.38m3

合计总容积:V=V1+V2+V3=2.79m3

要求清洗水箱为1.2V=3.34m3,实际选用5m3清洗水箱

e、电加热系统:

   加热水质量:M=3340Kg,原水温度t2=25℃,清洗药液温度t1=35℃,介质比热:C=1kcal/kg℃,热功当量860, 每箱药液加热时间T=2小时。

   每箱药液所需的换热量:Q=M(t2-t1)×C=33400kcal

   所需电加热器的功率:P=Q/860T=19.4KW,实际选用电加热器N=20KW,共1套。

18)反渗透冲洗水泵

单支膜壳清洗流量为8-12t/h,一段共12支膜壳,冲洗流量为:144t/h

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

19)除碳器

反渗透装置出水二氧化碳含量约为:20mg/L，除碳器进水量不小于202t/h,设计选用φ2200除二氧化碳器1套，单台设计产水量为202t/h，设计淋水密度50-60L/m2.h,设计出水二氧化碳含量为:3mg/L。

设计水温为25℃时,采用φ50多面空心球填料层高:2000mm。

20)中间水池

中间水池设计停留时间为20min,中间水池实际选用75m3

中间水池为钢砼结构。

21)中间水泵

中间水泵设计提升水量为:202t/h,在系统中选用二台,一用一备。

中间水泵选用流量:210t/h,扬程:31m,电机功率:30KW

22)混合离子交换器

基础条件:

反渗透出水含盐量:2.5ppm,相当于反渗透出水含盐量ΣA（总阳）=ΣK（总阴）=0.032mg-N/L,除碳器出水二氧化碳含量为:3mg/L,相当于0.068mg-N/L碳酸氢根离子,实际混床进水总阴离子含量ΣK（总阴）=0.1mg-N/L。

混合离子交换器选用直径:φ2500共2台，一用一备，设计流速42m/h,单台产水量:202t/h。

选用阳树脂:001×7MB

阳树脂装填高度:500mm

阳树脂工作交换容量:500mg-N/L。

选用阴树脂: 201×7MB

阴树脂装填高度:1000mm

阴树脂工作交换容量: 250mg-N/L。

单台装填阳树脂数量:2.45m3

单台装填阴树脂数量: 4.9m3

阳树脂酸耗量:75kg（100%HCl）/m³阳树脂

阴树脂碱耗量:70kg（100%NaOH）/m³阴树脂

A、混床周期:

T阳=T阴=4.9×250÷0.1÷202=60(小时)

b混床酸碱计量箱:

混床阳树脂一次再生用30%酸耗:

2.25×75÷30%=563Kg

Vr=750÷1.149=489升(30%盐酸密度为1.149g/cm3)

c混床酸计量箱:1.2×Vr=600升

实际选用混床酸计量箱为:1100升

d混床阴树脂一次再生用30%碱耗:

4.9×70÷30%=1143Kg

Vr=1400÷1.37=834升(30%碱液密度为1.37g/cm3)

e混床碱计量箱:1.2×Vr=1002升

实际选用混床碱计量箱为:1100升

混床再生水耗量:

混床再生水耗量按树脂体积的8倍计,单床一次再生耗量:59m3

混床实际水耗量:59÷60÷202=0.5%(在工艺中按1%计)

混床产水周期-----------------60小时

混床产水量------------------202t/h

23)除盐水池

除盐水池设计按3小时的储存水量进行设计,有效容积为600m3。

24)除盐水泵

除盐水泵在系统中采用2台,一用一备,型号为: KQWH150-400,流量:200t/h,H=50m,

N=45KW。

25)酸碱喷射器流量的计算:

a、混床酸(碱)喷射器出口流量:Qa=4.9×5=22.5t/h(混床截面积为4.9m2,酸碱再生流速为:5m/h)

喷射器出口盐酸浓度:2.5-5%

喷射器出口碱浓度:2-5%

稀释水(压力除盐水)流量Q=22.5×(1-5%)×2=21.4t/h

选用酸碱喷射器HNP2518。

26) 再生泵

再生泵应满足混床阳阴树脂同时再生时的压力水流量。

混床再生流量量Q=21.4×2=42.8t/h

再生泵压力需大于0.3MPa,选用再生泵:KQWH80-160,Q=50t/h,H=32m,N=7.5KW在系统中选用二台,一用一备。

27)酸贮槽

   酸贮槽应满足系统15天的储备酸量,

混合离子交换器选用共2台，一用一备,运行周期60小时(运行周期约2.5天)

混床阳树脂每周期再生用30%酸耗0.489m3

   系统15天内酸耗量:15×0.489÷2.5=2.94m3

实际选用酸贮槽:V=10m3,可满足50天的酸液储备量。

28)碱贮槽

碱贮槽应满足系统15天的储备碱量。

混合离子交换器选用共2台，一用一备,运行周期60小时(约2.5天)

混床阴树脂每周期再生用30%碱液1.02m3

  系统15天内碱耗量:15×1.02÷2.5=6.12m3

实际选用碱贮槽V=10m3,可满足24天的碱液储备量。

29)卸酸泵

   卸酸泵的卸酸量按0.75小时注满1台贮槽计

   选用卸酸泵:50FSB-20L,流量:15t/h,扬程:20m, 电机功率:3.0KW

30)卸碱泵

  卸碱的卸酸量按0.75小时注满碱贮槽计

  选用卸碱泵:50FSB-20L,流量:15t/h,扬程:20m, 电机功率:3.0KW

31)酸雾吸收器

   酸雾吸收器采用碱液鼓泡式,在系统中设1套,用于酸计量箱及酸贮槽酸雾的吸收,选用规格为:Φ500×800。

32)酸碱中和池

   系统排水分酸碱废水及中性废水,系统中的中性废水主要来自于过滤器的反洗及正洗排水,中性废水由地沟汇集排入厂区排水管网,酸碱废水由酸碱废水由排水沟汇集后排入中和池。

酸碱中和池按容量按混床一次再生酸碱废水排放量确定,混床一次酸碱废水排放量按树脂体积的8倍计,单台混床装填树脂量为:7.35m3,一次再生酸碱废水量为:59m3,实际选用中和池有效容积为:90m3,中和池池深3m,有效水深:2m,中和池面积:45m2。

33)中和池循环泵

   中和池循环泵按1.5小时循环一次酸碱废液计,中和池循环泵选用80YW40-15-4,流量:48t/h,扬程:13m,电机功率:4KW,在系统中选用二台,一用一备。

34)加氨系统

   除盐水加氨量按1ppm计,系统除盐水供水量200t/h,加氨量为0.2Kg/h氨液浓度为1-5%(投药浓度按1%计),选用计量泵:GM0025,流量25L/h,扬程:1.0MPa,电机功率:0.25KW,在系统中采用二台,一用一备,采用变频加药

  加氨计量箱在系统中选用二只,单只容积0.5m3,按24小时的储药量计。

35)树脂捕捉器

   在每台混床出水管上均1台树脂捕捉器,过滤精度为0.2mm,共2套

36)工艺用压缩空气量及空气储罐的容量:

a、混床用气量

混床树脂混合气耗量为2.5-3m3/m2.min,混床截面积为4.9m2,气混合时间按2min计,进气压力减压至0.15MPa,工作压力:0.8MPa。

单台混床树脂混合耗气量:3×4.9=14.7m3/min,一次用2min,一次用0.15MPa的压缩空气量:29.4m3。

b、多介质过滤器用气量

   多介质过滤器气反洗压缩空气用量为:8.4m3/min,一次用5min,一次用0.15MPa的压缩空气量:21m3。

C、中和池用气量

气搅拌强度为:5m3/m2.h,中和池面积为:45m2

   中和池用气量:45×5÷60=3.75m3/min(气源压力0.15MPa)

D空气储罐的选择

系统中各用气设备叉开进行,系统瞬时最大耗气量为:14.7m3/min,一次用0.15MPa的压缩空气量为:29.4m3(相当于0.8MPa的压缩空气8.16m3),要求压缩空气储罐容量满足系统最大瞬时供气量:选用空气储罐:10m3容量的1套,设计压力为0.8MPa。

F进气管线的选择

空气储罐进气管线需满足中和池气搅拌的需气量:中和池气搅拌需0.15MPa的压缩空气3.75m3/min,相当于0.8MPa的压缩空气量:1.04m3/min。

空气储罐进气管规格为:DN50, 空气储罐供气需减压至0.15MPa。