水处理除氟方案.doc

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1、技 术 文 件1、设计制造方案1、设计原则 依据招标方的招标文件的要求而设计； 系统出力：8000m 3/d，出水氟含量：小于 1mg/L； 水处理系统保证出水水质稳定； 因设备布置在潮湿的场所，因此，设备具有较好的防腐能力； 设备技术系统是先进的、可靠的；后期日常运行成本保证在低限范围内；2、设计标准 出水水质达到生活饮用水水质卫生规范 GB5749-2006，氟含量低于 1mg/L； 低压水箱 ISO、GB 或 JB 标准； 水泵 ISO、GB 标准； 管道、管件、法兰及阀门采用公制； 电气：IEC、GB 标准； 进口材料：ASTM 标准； 安全：OSHA ；3、制造标准 除氟滤池材质采用

2、钢砼结构浇筑；内部防腐采用卫生级环氧煤沥青漆；保证过水不会被污染；具有北京市卫生局颁发的涉水产品卫生批件（附件 1）； 管道、阀门（双由令的便于后期维护）材质为不锈钢材质；有国家省级部门颁发的卫生批件(附件 2)； 除氟滤料采用活性氧化铝，滤料经过再生，可多次使用，滤料寿命长； 产品设计寿命 30 年；保证需方的使用效果和应用效益； 设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本；4、执行标准 处理后达到 GB57492006生活饮用水卫生标准，氟含量1.0mg/L； 设备接触水的材料应符合生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范【2001 年】； 污水排放应符合 GB89

3、78-1996污水综合排放标准一级排放标准设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员管理成本； 企业标准 Q/FTYJ0022010；5、除氟装置的工艺特色与运行原理5.1 除氟设备的工艺流程简介氟是人体不可缺少的微量元素，氟元素可以通过饮用水、食物和呼吸等各种途径进入人体，其中最主要的途径是饮用水。但是，当饮用水中氟的浓度过高（大于 1.5 mg/L）时，反而会损害人体的健康。近年来，我国因饮用水中氟含量超标而造成的氟中毒的现象已较为严重。目前，饮用水除氟的方法有很多，如：吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法、电化学法、反渗透法和离子交换法等，其中吸附法对氟的吸附效果显著，是除氟的主要方

4、法。作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。本方案既是采用的活性氧化铝进行除氟。设备的总体除氟工艺流程如下：将活性氧化铝装入滤池中，原水在 46 米 /H 的流速下，缓慢通过除氟滤床；达到稳定的除氟效果后，进入到清水池，经过杀菌装置，最终供给用户使用。全套工艺操作简单、过滤方式为上进下出，阀门安装方式为侧装式布局，阀门位置布局简洁、清晰，便于除氟滤罐的再生操作。5.2 活性氧化铝除氟机理及再生活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂，有较大的比表面积，是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝是两性物质，等电点约在9.5，当水的 pH 值小于 9.5 时可吸附阴离子，大于 9.5 时可去除阳离子。因此，在酸性溶液

5、中活性氧化铝为阴离子交换剂，对氟有极大的选择性。(1)活 性 氧 化 铝 使 用 前 可 用 硫 酸 铝 溶 液 活 化 ， 使 转 化 成 为 硫 酸 盐型 ， 反 应 如 下 ：（Al 2O3）n2H 2O + SO42- （Al 2O3）nH 2SO4 + 2OH-(2)除氟时的反应为：（Al 2O3）nH 2SO4 + 2F - （Al 2O3）n2HF + SO 42-(3)活性氧化铝失去除氟能力后，可用 2%3%的硫酸铝溶液再生：（Al 2O3）n2HF + SO 42- （Al 2O3）nH 2SO4 + 2F-每克活性氧化铝所能吸附氟的重量，一般为 1.24.5mg，它取决于：

6、原水的氟浓度、pH 值、活性氧化铝的颗粒大小等。5.3 除氟设备的运行参数设计5.3.1 活性氧化铝滤池的技术参数性状 1.52.4mm 颗粒状颜色 白色堆积比重 0.70.8过滤速度 46m/h除氟总能 45g/KG工艺设计环节各项参数说明见下表：名称 标注工艺参数设定与解释说明 单位过滤流速 S 4-6 米 /小时 M/H过滤流量 Q = N*S（过滤截面积*过滤流速） T/H接触时间 T 0.4 小时 H过滤截面积 N 滤池长 x 宽=LxB M2填料高度 H =S*T(过滤流速 *接触时间) M填料容积 V =N*H（过滤截面积*填料高度）M3填料重量 W =V*0.75（滤罐填料体积

7、*容重）T除氟的交换容量 Z 1kg=4g KG设计方案详尽说明：本次招标方要求除氟设备产能为 8000m/d；为了满足除氟流量的要求；我方严格按照设计流速进行系统设计；保证产水的含氟量低于国家标准。A、 除氟滤池设计尺寸：600040005500mm 4 座，3 座同时工作并联使用，1 座备用。（单池流量为 465=120 吨/小时）；叁罐同时产水 1203=360吨/小时B、 除氟滤床床深： 0.45=2.0 米（滤料与含氟水接触时间过滤流速）C、 除氟滤池填料的容积：462.04=192m（过滤截面积填料高度4 池）D、 除氟设备的填料总重：1920.75=144 吨上述运行工艺参数经过

8、严格计算，当设备正常运行时；原水经过深井泵提升至滤池内，原水自上而下流经滤料；接触时间和流速均在合理的设计参数范围内，出水通过产水管线直接进入清水池内。5.3.2 除氟再生工艺当滤池出水含氟量超过 1.1mg/L 时，滤料应进行再生处理，再生液可采用氢氧化钠或硫酸铝溶液，具体步骤如下：。1）采用氢氧化钠溶液再生时，再生过程应包括首次反冲洗、再生、二次反冲洗（或淋洗）、中和四个阶段；采用硫酸铝溶液再生时，上述中和阶段可以省去。2）首次反冲洗，冲洗强度应根据粒径大小确定，可为1216L/（S m2）；冲洗时间可为 1015MIN；滤层膨胀率可为30% 50%。3）再生液宜自上而下通过滤层，采用氢氧

9、化钠溶液再生时，再生液浓度可为 0.75%1.00%，消耗量可按每去除 1G 氟化物需要 810G固体氢氧化钠计算，再生时间可为 1H2H，再生液流速可为310M/H；采用硫酸铝溶液再生时，再生液浓度可为 2%3% ，消耗量可按每去除 1G 氟化物需要 6080G 固体硫酸铝计算，再生时间可为 23H，再生液流速可为 1.02.5M/H。再生后滤池内的再生溶液应排空。4）二次反冲洗冲洗强度可为 35 L/（Sm 2），冲洗时间可为13H；采用原水淋洗时，流量可为 1/2 正常过滤流量，淋洗时间可为 0.5H。采用硫酸铝再生时，二次反冲洗（或淋洗）终点出水 PH值应大于 6.5；采用氢氧化钠再生

10、时，二次反冲洗（或淋洗）终点出水 PH 值应接近进水 PH 值。5）采用氢氧化钠再生时，二次反冲洗（或淋洗）后应进行中和，中和可采用浓度为 1%的硫酸溶液调节进水 PH 值至 3 左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间可为 12H，直至 PH 值升至 89为止。6）首次反冲洗、二次反冲洗（或淋洗）、中和的出水应妥善排放，不得进入清水池或饮用。5.3.2.3 原水的 PH 值调节与监控原水的 PH 值如果超过 7.6 属于偏碱性水质，水中碳酸的存在形态为：H 2CO3占 6.74%、HCO 3-占 93.12%、CO 32-占 0.14%，可见碳酸氢根所占比例非常大，含量在 200mg/L

11、以上。碳酸氢根与氟同属负一价阴离子，会与氟产生竞争吸附，使除氟材料的效率降低，因此，考虑到除氟效果；都必须将 PH 值调整到 6.5-7.0 之间，使部分碳酸氢根转化成二氧化碳，游离于水中，不再和氟离子竞争吸附。调节 PH 值的方法是，自动化投加食品级柠檬酸，通过管道的PH 值探头采集数据反馈给 PH 变送器；PH 变送器根据探头传输的信号；通知自动化加药装置的自动投加，PH 变送器内可以自由设定所需 PH 值范围，例如：当原水的 PH 值为 7.8 时；会干扰除氟设备的除氟效能我方需要将 PH 值调整为 6.5-7.0 时，利于除氟设备在最佳工作条件下除氟；在变送器内将此参数输入进去。变送器

12、根据 PH 探头采纳的 PH 值自动比对；控制加药泵连续投加柠檬酸以满足给水条件，当 PH 值达到预设范围时；变送器发出信号停止加药泵的工作即可。5.3.2.4 除氟工艺流程附图详见工艺流程图 附图-01。6、占地空间与安装条件6.1 占地面积及厂房建筑要求综合设备间及配电值班室等建筑物占地面积：长宽=30.3m10.8m=332.64m2，构筑物占地面积为 8.6 m5.6m=48.18m2，详见平面布置图 附图-02。由于除氟设备需要安装在室内，因此建设单位应按设备占地面积要求建造厂房。厂房建筑的其它要求如下：a、地面承载负荷 150 吨/m 2。b、水处理间净高度 6.6m。c、在适当位

13、置设置室内排水沟。d、在适当位置做好进水、出水、排污口预留。进水出水位置无特殊要求，建设单位可根据情况自定。表 4 建、构筑物一览表序号名 称 规 格单 位数 量 备 注1综合设备间30.310.86.9m座 1框架结构（含简单装修）2 除氟滤池 645.5 座 4 钢砼结构浇筑3 废水储池 205.05.5m 座 1 地下钢砼结构4 设备基础22.08.0（0.5-1.0）座 1 钢砼结构7 .设备明细清单表 5 设备规格清单序号 名 称 规 格 单位 数量 备注1 滤板及滤帽 980mm980mm 套 96 每套滤板含 36 个滤帽2 除氟滤料 粒径 1.5-2.4mm 吨 1443 PH

14、 自动加药装置GTF2000功率：3kw套 14 加药泵 计量泵 0-200L/h泵头：pvdf压力：0-7bar功率：1.5kw台 2 1 用 1 备5 pH 调节罐 1.5m1.5m3.0m 台 1 不锈钢材质6 pH 调节池搅拌机LFJ-100 0.25kw 台 1 不锈钢材质7 PH 变送器 4-20ma 输出 支 18 再生溶液箱 容积：30m 3材质：玻璃钢只 19 再生水泵 流量：20 吨/小时扬程：10 米材质：SUS304功率：1.5kw台 2 1 用 1 备10 过滤进水泵 流量：350 吨/小时扬程：12 米功率：22kw台 2 1 用 1 备11 反冲洗水泵 流量：500 吨/小时扬程：15 米功率：37kw台 2 2 台同时使用12 废水排水泵 流量：20 吨/小时扬程：10 米台 2 1 用 1 备