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设计方案自来水软化项目设计方案项目名称：钓鱼台国宾馆自来水软化项目编制单位：北京嘉润恒水务投资有限公司编制时间：二零零五年三月目 录1项目概况22设计说明22.1水的硬度22.2水的软化23工艺设计43.1膜软化法工艺设计43.2离子交换法工艺设计44工艺设计说明54.1膜法处理系统54.1.1预处理系统54.1.2阻垢剂添加系统54.1.3膜处理系统54.2离子交换法处理系统64.2.1预处理系统：64.2.2阳离子交换系统64.2.3再生系统75设备配置表85.1膜法设备配置表85.2离子交换法设备配置表：96综合比较97总结111 项目概况钓鱼台国宾馆。系统按5000人计，生活用水（自来水）用水定额按400升/人日，时变化系数取2；系统最大日用水量为2000吨/日，最大小时用水量为240吨/小时。本方案采用部分软化的方式，将软化水与原水进行勾兑，使生活用水的硬度保持在合理的范围内。2 设计说明2.1 水的硬度天然水中不论是地下水、还是地表水，通常都含有钙盐、镁盐，它们是壶、锅炉、管道结垢的主要物质，给人们的生活、生产带来许多不便，因此有必要将它们从水中去除。水的硬度按其硬度成分中的阳离子的不同，可分为钙硬度和镁硬度；也可按其相应的阴离子的不同，分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度是钙、镁的重碳酸盐硬度和碳酸盐硬度的总和，而非碳酸盐硬度是钙、镁的强酸盐硬度的总和。碳酸盐硬度又称暂时硬度，而非碳酸盐硬度则称永久硬度。一般当水的硬度大于8度时，则称为硬水，而当硬度少于8 度时，称为软水。对3要求，建议至少对督监督彻底取出氯化物的废液人们对水的硬度有一定的适应性，改变硬度（特别是高硬度）可引起胃肠功能的暂时性紊乱。我国北京IDM生物技术研究所李复兴教授提出50200mg/L的水硬度是比较适中的，而美国著名博士马丁福克思则认为硬度的理想指标是170mg/L。在我国饮用净水水质标准中则规定硬度指标为300mg/L，这对于我国北方地区许多高硬度地下水，须做进一步软化处理才能饮用。2.2 水的软化水的软化就是去除或降低水的硬度，它是水处理过程的一个重要组成部分。水的软化方法主要有：沉淀法（药剂法）、离子交换法、膜分离法以及这些方法的联合使用等。药剂软化法主要有石灰软化法和石灰-苏打软化法，石灰软化只能去除水中的暂时硬度，而且控制不当，还会增加原水硬度。离子交换法是利用阳离子交换剂中可交换的阳离子，把水中的钙、镁离子交换出来，使水得到软化。根据使用的目的，离子交换软化法有钠离子交换软化、弱酸性氢离子交换除碱软化、氢-钠离子并联交换除碱软化等，各自有各自的优缺点，有的再生水平低、有的只能去除暂时硬度、有的除硬不除碱、还有的会带来大量的废酸废碱或者高氯化物含量的废液，因而在大型软化项目中很少使用。膜软化法主要利用软化膜对不同价离子的选择透过特性，软化膜对水溶液中的单价离子如K+、Na+、Cl-等可大部分透过，而对二价和高价离子如Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等则基本上不透过，实现对水的暂时硬度、永久硬度以及碱度去除，从而达到一次性彻底软化的目的。此外，用膜软化法代替常规的石灰软化以及离子交换软化，对饮用水、地表水、地下水、工业用水等常规水进行脱硬，在去除水中硬度的同时，还可以去除其中的悬浮物、色度和有机物，其出水水质明显优于其他软化工艺。而且膜软化工艺无需离子交换法的再生操作，减少了再生废液对环境的污染，也不会产生石灰软化法中的污泥；同时膜软化还具有操作简单、占地面积小、运行费用省等特点，具有其他软化工艺不能比拟的优点。随着膜技术的不断进步和发展，膜软化工艺近几年来越来越引起人们的关注。在国外某些地区，膜软化已成为主要的软化工艺，美国佛罗里达州就大量采用膜法软化地下水来获取饮用水，并且制水能力已达到3.01053/。在国内也有不少小型的膜法软化工艺。本方案针对原水水质情况和要求，根据国内外成熟的软化技术，对膜法和离子交换法做了全面的比较，最终认为膜软化工艺较优。3 工艺设计3.1 膜软化法工艺设计工艺流程图（图中虚线框部分）：储水箱加压泵管道混合器多介质过滤器消毒装置混凝剂添加器阻垢剂添加器清水池再生系统钠离子软化系统变频供水泵净水池清水池反渗透膜处理系统保安过滤器浓缩液3.2 离子交换法工艺设计工艺流程图（图中虚线框部分）：储水箱管道混合器增压泵多介质过滤器加压泵消毒装置混凝剂再生液清水池再生系统钠离子软化系统再生泵变频供水净水池清水池强酸性阳离子交换器再生废液4 工艺设计说明本方案根据原水水质情况和现有的场地条件进行合理设计，在安全可靠、技术合理的前提条件下，经过筛选，提出如下两种方案设计并对其进行比较。4.1 膜法处理系统4.1.1 预处理系统 预处理工艺包括絮凝剂加药泵、管道混合器、多介质过滤器及反冲洗泵等设备以及与其相关的管道和仪器。设原水池和原水泵提供稳定的水量和出水扬程达到预处理设计要求。絮凝剂：选用PAC，采用电磁驱动隔膜计量泵进行投加，利用管道混合器进行药剂混合。多介质过滤器：采用多层介质过滤，主要去除水中悬浮物颗粒、絮凝杂质、胶体等，降低污泥污染指数，减少精滤器的负荷。4.1.2 阻垢剂添加系统阻垢剂：采用有机阻垢剂ATMP(氨基三亚甲基磷酸)。添加阻垢剂能有效的阻止碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶沉淀，减少膜污染，延长膜的使用寿命。计量泵：采用机械隔膜计量泵，计量准确、操作简单、适应性强、使用寿命长等特点。4.1.3 膜处理系统保安过滤器：采用5微米滤芯过滤，保证进水水质符合反渗透膜的进水水质要求，使得SDI少于3，防止膜的堵塞，减少膜的反冲洗次数，提高净水产量。高压泵：根据水井出水量及设计计算，选用立式多级离心泵，质量可靠、运行寿命长、效率高。水泵扬程满足设计要求。反渗透膜：结合原水水质、产水水质以及产水量的要求综合考虑，选用反渗透超低压复合膜，80*40膜，经专业设计人员设计，按最优方式排列。该膜具有操作压力低，膜流量高、机械强度好、对水质适应性强等特点，特别适合市政给水系统。反渗透运行压力在0.51.0MPa，能耗低，出水硬度在5mg/L以下，系统回收率较高，细菌、病毒、三卤甲烷前躯体等去除率在98%以上。浓缩液部分用于反冲洗预处理系统，部分可用于景观水系补水。 4.2 离子交换法处理系统4.2.1 预处理系统：预处理工艺包括絮凝剂加药泵、管道混合器、增压泵、多介质过滤器及反冲洗泵等设备以及与其相关的管道和仪器。设原水池和原水泵提供稳定的水量和出水扬程达到预处理设计要求。絮凝剂：选用PAC，采用电磁驱动隔膜计量泵进行投加，利用管道混合器进行药剂混合。多介质过滤器：采用多层介质过滤，主要去除水中悬浮大颗粒、絮凝杂质、胶体等，保护阳离子交换树脂，提高工作交换容量，减少再生用量。4.2.2 阳离子交换系统强酸性阳离子交换器： 采用不锈钢罐体，运行、反洗、再生自动控制，操作方便、简单。强酸性阳离子交换树脂：采用高效强酸性阳离子交换树脂，交换容量高、交换速度快、机械强度好。4.2.3 再生系统溶液槽：选用塑料容器，自动溶解，要求溶解及时充分。再生泵：采用全自动溶解、搅拌再生泵，具有再生充分，调节方便、适应性强。5 设备配置表5.1 膜法设备配置表设备名型号数量单位备注预处理系统管道混合器个絮凝剂添加泵台多介质过滤器 套不锈钢材质过滤介质石英沙无烟煤+重质矿石公斤包含在过滤器内反洗泵 台空气压缩机 台加药系统阻垢剂高效复合阻垢剂L计量泵 台膜处理系统保安过滤器 台滤芯5m 个高压泵台反渗透膜8英寸支进口膜壳8英寸个不锈钢其他配件套管路系统不锈钢管米阀个5.2 离子交换法设备配置表：设备名型号数量单位备注预处理系统管道混合器 个絮凝剂添加泵 台增压泵 台多介质过滤器 套不锈钢材质过滤介质石英沙无烟煤+重质矿石公斤包含在过滤器内反洗泵 台空气压缩机 台阳离子交换系统软化器 台 强酸性阳离子交换树脂钠型吨管路系统钢管 米阀 个再生系统全自动加药装置套包括泵、溶解槽6 综合比较两种方案系统比较如下表： 系统项目膜处理工艺离子交换工艺设备布置紧凑、占地面积小松散、占地面积大技术成熟、先进成熟操作情况简单复杂，再生过程繁琐预处理要求严格一般水质变化适应性好较差系统可靠性可靠可靠维护简单、但要求严格复杂环境情况好差废液处理好，用于绿化、反冲洗、中水、回灌等差，需要另外投资对特定物质去除率如胶体、有机物、细菌、病毒、硝酸盐等很好较差 另外膜法还可去除TOXFP（总有机卤前躯体）及BDOC（可生物降解的溶解性有机碳）出水小于0.1mg/L，远远低于公认的预防管网细菌滋生的0.3mg/L的限定值，因而其出水具有较高的生物稳定性。此外，膜技术有效去除病原体，处理水质好，