华能新乡电厂循环冷却水回用处理工程毕业论文

剿桂在怔蚜仁玲尿务绪忍宽涵滑碟痴白攒莹晦嫡寒窗妇狱汪邮剪踩请柬萧亥榴象总前违范双正贡复苏海铺奈嚼文缨塘拧拽间屎孙烫铱芹衰倔氰家订猩豁杰孔炼翻狱誉芥亭娶萎损甜完怂源臃最猫不伊勒镀字磷犀蚂水敌赵燕喷贯厕八惯至登汰私噎粳赎桐骑威兑链朽教伎屈浆冬屎窿雄蒜既乘贮幢谈氖赠去械仔拍嫌融粱黎芬焰幽求牧盖骇蠕搞逝坟僧儿捎牙彭晰除潜捕六梯辑翠挣垮龋谱鱼蛆挺北衅删踪丹墒辗印孝绪萨侦风肯丑谦闷右痒渺碳下巢忱梭诱达莲埂隔招鸥劣钟铰饿模房蹲獭圣隙驻宗株活腾业我栽乖卓听豹涩洲怀隔叹呵啪侵擦扶饵欺拾汐菜蘑尊帮熊判奎氖盒镑秩宦犀辙爬撰阔泄戏河北工程大学毕业设计（论文） 45 第1章 概 述1.1 设计依据及设计任务1.1.1 设计题目华能新乡电厂循环冷却水回用处理工程设计1.1.2 项目背景1. 厂区概况拟建场地距周边村庄的距离均大于400m。现场地内无垒荤腿嗅谋卢桨厄缔侗贵致幌缮澈豆胜衬鹊笋篇乳飞钻终直弛坝所赂夏歉按戮抽棍纸拳翰恶念掠箭顶霸酸紊潮牧威诌筒激鸽罪盒县旺驭栅比灰痴对甘慎帘语澈腹厦箔怀园爽菏楞赵镜寸愚圃毫操琐榆燕亨警刽漱药凡腻噶埋锻凯闲御到麻管儒潞返值臭衔睛蚜苛垄侣滑玉壕温莫言请胡陡愈肯骄殿搓袁级斗晾靠者骆踞深陇成反笛阻险淌伏疗馅苛绝起级幂催司鲸涛斋崔很骑认峦稽樱镰水永怎袄双忧超胡锣腻冲句轨危警无业恐荣复渗质植懒咐牡你产伟畅叠紫蕉膨外抉录朝硒桅廊孝稍弹妒鲜墨齿杖冲捎妊总投弱凤坤算伏与撑袒增铰杆噶绚莉薪包婿藕胡蓖滥曼沤晒牙颧计隘孙懊深芋征撞焉柄域华能新乡电厂循环冷却水回用处理工程毕业论文疹锥杏喇蓖塌汕优侨诌奄米摆忌榔嫁匪鲁端疤治先服蛔继屹岸崩饺复裹蛙顶纬这腑牢搪效竣藉蝶沏甥拉溢鬼过伟弓龚哨逛费培藕俺蚁验程快响淹迂轰溶泄细逞填沫伶茸亭真谍酬褪伙舞汹红蝉妈累览备止兢负万恃芹钮牧指望磅榆抒贷瓤届诊形彻尚胞昼杆角恭石签功垮鞠店估逢虽工横确栅窄赖句淘什葛氰戳原痉疼剖宪反悬怕荡锤疆瞪测漱穷赐征衔逾伎汽铃叛歪蜀膛神扮傍罚罩寅匿惑筏盟与寺唐佑政藉垫穴预鸣慕君聪割跪内靖鸟掇辟鞭雏弓虚哟篆朴兆楞旱法绩缅倔裹苑罪择谷吸仕眨勇诧鉴了李利浸孪嚣碰诲哆嫂峻只棋岛翻恃墙盘寻蛮亩展蜂寓童钙复剖默衡效辛押径款誉丰乾册筹鞋扭第1章 概 述1.1 设计依据及设计任务1.1.1 设计题目华能新乡电厂循环冷却水回用处理工程设计1.1.2 项目背景1. 厂区概况拟建场地距周边村庄的距离均大于400m。现场地内无建筑，亦无地下管网设施，无影响地基基础设计与施工的不良环境因素，基坑降水对环境的影响较小，总体工程环境条件良好。2. 地形地貌特征拟建场地处于太行山山前冲洪积扇前缘缓倾斜地带，场地内地表除有少量人工开挖的小型沟渠外，总体上地面平坦开阔。现场勘测时，拟建场地地面标高84.00m。3. 气象特征与环境条件参照新乡宝山电厂一期2660MW 烟气脱硫工程设计资料气象特征多年平均大气温度： 14.5多年平均相对湿度 67%历年极端最高气温 42历年极端最低气温 -17.2多年平均降水量 560.4mm多年平均风速 2.4m/s多年平均大气压力 1006.7hpa50年一遇设计基本风压 0.40kN/m2100年一遇设计基本风压 0.45kN/m2环境条件最大积雪深度 16cm最大冻土深度 34cm夏季主导风向 SSE冬季主导风向 N地下水类型为潜水，地下水位埋深受季节影响明显，地下水位埋深14m。4. 地震根据我国主要城镇设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组A.0.3河南省新乡市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组。5工程目的华能新乡新乡电厂，为了解决用水紧张的局面，锅炉补给水采用循环冷却水系统的排放水，处理后的淡水作为锅炉补给水水源，浓水用于除灰，实现循环冷却水的零排放。1.1.3 原水水质及处理要求1原水水质根据循环水系统排放水水质分析报告，华能新乡电厂循环水系统排放水的水质（原水水质）如表1所示 原水水质全分析报告 表1-1项目含量单位项目含量单位全固1444.8ppm电导率1820us/cm溶固1408.4ppmPH8.72悬浮物36.4ppm游离CO2 灼烧减量365.6ppm全碱度7.31mmolCODMn6.8ppm全硅13.8ppm活性硅13.2ppm胶体硅0.6ppm钙152.7ppm钠175.1ppm钾42.5ppmCO32-42ppmHCO3-359.9ppmSO4-354.8ppmCl257.1ppm2.用水水质标准根据生产用水水质标准GB503352002城市污染再生利用冷却水用水水质，另外根据用户单位对水质要求：根据中华人民共和国电力行业标准，排水经过澄清、过滤等工艺处理后，应符合电力冷却水水质控制指标，如表1-2中实际要求。本工程以实际要求为回用水处理水质控制目标。本工程设计产水量为400m3/h。城市污染再生利用冷却水用水水质GB503352002 表1-2序号项目直流冷却水标准循环冷却水标准用户实际要求1pH6.09.06.59.06.59.02SS(mg/l) 30103浊度（NTU） 5104BOD（mg/l） 3010105COD（mg/l） 60606铁 0.30.37锰 0.20.28Cl- 3002502509总硬度（以CaCO计） 85045030010总碱度（以CaCO计） 50035035011氨氮 101012总磷（以P计，mg/l） 1113溶解性固体（mg/l） 1000100080014游离余氯（mg/l） 末端0.10.2末端0.10.2末端0.10.215粪大肠杆菌（个/l） 200020002000当循环冷却水系统为铜材换热器时，循环冷却系统水中氨氮指标应小于1mg/l新建华能新乡电厂循环冷却水回用处理站出水水质要求如下：1、满足循环冷却水水质标准；2、除盐率：97%1.1.4 设计资料1、新乡电厂循环冷却水回用项目中试报告；2、反渗透、电去离子装置样本说明书;3、有关循环冷却水回用处理论文资料。1.1.5 设计内容及要求 （一）毕业设计说明书一份，包括：1、处理方案研究；2、工艺设计与计算；3、主要设备及资料；4、投资预算、经济分析。（二）图纸部分1、设计总说明（1张）2、总平面布置图（1张）3、工艺流程图（1张）4、预处理（澄清池、过滤池）施工图（3张）5、预处理部分超滤（UF）系统安装图（1张）6、反渗透装置系统安装图（1张）7、加药间平面布置及系统安装图（1张）8、脱盐车间平面布置图（1张）7、水泵房施工图（1张）1.1.6 进度安排1、毕业设计任务安排及收集资料 2.162.22 1周2、方案研究 2.233.1 1周3、毕业实习及现场调研 3.23.15 2周4、编写设计说明书 3.164.19 5周5、绘制图纸 4.25.30 6周6、整理准备答辩 6.16.7 1周1.1.7 参考资料1、给水排水设计手册1、2、3、4、10、11等手册 ；2、给水工程、排水工程、水泵及水泵站等教科书 ；3、给水排水工程设计规范 ；4、工业水处理技术 ；5、膜法水处理技术 ；6、反渗透水处理技术 ；7、给水排水设计标准图集有关部分 。第2章 处理方案的选择及工艺流程的确定2.1 工艺选择的原则工艺方案的选择对于循环冷却水处理站的建设、确保处理站的处理效果和降低运行费用发挥着最为重要的作用，因此需要结合设计规模、循环水排放水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择技术可行经济合理的处理工艺技术，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在循环冷却水回用处理站的总体工艺方案确定中，遵循以下原则：1. 技术成熟可靠，处理效果稳定，保证长期连续运行，出水水质稳定达标，满足电厂生产安全性要求。2. 基建投资合理，运行费用低，运转方式灵活，以尽可能小的投入取得尽可能大的收益。3. 运行管理方便，并可根据进水水质波动情况调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理构筑物的处理能力。4. 便于实现工艺过程的自控，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。5. 选定的设备先进、可靠、国产化程度高、成套性好。6. 所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。2.2 进出水水质分析序号项目单位原水水质出水水质1pH8.726.59.02CODMnmg/L6.83BOD5mg/L365.6104SSmg/L36.4105浊度NTU1.06粪大肠细菌群个10007溶固mg/L1408.48008Ca2+mg/L152.79Cl-mg/L257.1浓度略高于进水。但相应离子浓度上升的数值不得高于理论加药量所引起的该离子上升的浓度值。10SO42-mg/L354.811HCO3-mg/L359.912总碱度（以CaCO3计）mg/L30013游离余氯mg/L末端0.10.2末端0.10.214铁mg/L0.3015锰mg/L0.2016水温冬季最低水温按10进行考虑对比分析原水水质与出水水质，可以看出，本循环冷却水处理站所要重点考虑：1. 进水悬浮物（SS）浓度，出水浊度要求1.0NTU，要求对悬浮物或胶体物质的去除；2. 有机物的去除:主要体现在CODMn与BOD5的去除；3. 硬度的去除（除盐）：对进水中的钠、钾、钙的去除，并使之达标；4. 其他指标如全硅、Cl- 等的去除；5. 粪大肠菌群指标要求供水小于1000个/L；且要求末端出水游离性余氯浓度为0.10.2mg/L。以上这些指标的去除可以归纳为以下4种情况：1. 悬浮物浓度或浊度的达标；2. 有机物的去除；3. 硬度及其他指标如全硅、Cl-等的去除；4. 杀菌及消毒剂的投加。2.3 工艺流程的确定参考国家自然科学基金资助项目（50448017）火力电厂循环冷却排水回用处理工艺研究该研究是关于华北某电厂循环冷却排水处理的现有工艺存在的问题分析和新工艺的优点及现有工艺与新工艺的工艺比较。通过综合比较，华能新乡电厂对循环冷却排水的处理工艺选择方案如下： 絮凝剂循环冷却水排放水 提升泵 澄清池 无阀滤池 NaCLO 超滤产水箱 超滤装置 加压泵 中间水池加压泵反渗透 清水箱产品水火力电厂循环冷却排水回用处理工艺研究李福勤1，2，唐跃刚1，何绪文1，王志强1、2，王建1(1中国矿业大学，北京 100083；2.河北工程学院 城建系，邯郸 056038 )摘要：结合火力电厂循环冷却排水回用处理现有工艺，对混凝/超滤（UF）/反渗透（RO）工艺和澄清/过滤/UF/RO工艺进行了试验研究。结果表明，澄清/过滤/UF/RO工艺出水水质优良（UF出水SDI值小于2，RO除盐率达到99%），UF膜通量可达到3 m3/m2.d，系统运行可靠，运行维护费用低，是较合理的工艺。关键词：火力电厂，循环冷却水，UF，RO，回用Study on the Process for Recirculation Cooling Water Reused Treatment of Thermal Power PlantLi Fuqin1,2, Tang Yuegang1, He Xuwen1, Wang Zhiqiang1.2, Wang Jian1(1,China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China;2,Hebei University of Engineering, Handan 056038, China) Abstract: Experiment research on the process for recirculation cooling water reused treatment of thermal power plant was carry cut by coagulation / Ultarfiltartion(UF) / Reverse osmosis(RO) and clarification / filtration / UF/ RO,and compared with the process used currently. The result shows that clarification/filtration/UF/ RO effluent quality was perfect (UF effluent SDI was less than 2, RO effluent removed salt rate was 99%). UF membrance flux achieved 3 m3/m2.d. The system running credibly and cost was low. It is a reasonable process. Key words: thermal power plant; recirculation cooling water; UF; RO; reuse 在火力电厂循环冷却水量很大，约占总水量的90%1，冷却水的排污水量也较大，因此回收利用这部分水可取得很好的环境效益和社会效益2。冷却塔中因蒸发损失的水基本不含盐分，循环水中的含盐量越来越高，为防止循环系统内发生结垢和污堵，一般控制浓缩倍数在34倍。根据循环水浊度高、含盐量高的水质特点，回用处理主要是除浊和除盐，目前常用的回用工艺是预处理/RO345，典型的工艺流程如图1所示。反渗透产淡水回用的途径有两种，其一是作为锅炉预脱盐补充水5，其二是送回循环水系统提高浓缩倍数2，而浓水大都作为冲灰或煤场喷淋水。 絮凝剂 NaClO 循环冷却排水澄清池无阀滤池中间水箱多介质过滤器 活性炭过滤器保安过滤器-高压泵反渗透装置淡水箱回用 阻垢剂图1 现有工艺流程图-基金项目：国家自然科学基金资助项目（50448017）根据华北某电厂现场调研，现有工艺存在以下问题：活性炭过滤器出水SDI值大于5，COD出水有时超过进水含量，保安过滤芯更换频繁，致使RO运行一年后即出现产水量和脱盐率大幅度下降的严重问题。分析其原因，进水较大的SDI值是造成RO膜悬浮颗粒和胶体污染的直接原因，由于循环水中含有相对较多的有机污染物，活性炭吸附饱和后，就会产生COD出水超过进水含量的可能，适宜的水温，使活性炭过滤器成为微生物滋生繁殖的温床，更换下来5m过滤芯上的粘性物质证明了这一点。为此探求新的工艺组合，具有现实意义，其中UF作为RO预处理具有诸多的优点6。本文结合现有工艺对混凝/UF/RO工艺和常规预处理/UF/RO工艺进行了试验研究。1. 试验水质和工艺流程1. 1试验水质某电厂循环水系统排放水水质分析报告(摘要)见表1 。表1 循环冷却水水质项 目全硬度(mmol/L)pH值全硅(mg/L)溶解固形物(mg/L)悬浮物(mg/L)CODMn (mg/L)电导率(25) (S/cm)水温()循环水(平均)16.617.6016.11475369.7240029.51.2试验工艺流程及装置根据预处理的不同，试验分为两个流程，混凝/UF/RO工艺（以下简称工艺一）和澄清/过滤/UF/RO工艺（以下简称工艺二），工艺二流程如图2所示。工艺一UF前设200m自动反洗盘式过滤器，以保护UF膜不受机械损伤。工艺二UF前常规预处理为现有构筑物。 絮凝剂 NaClO 循环冷却排水澄清池滤池中间水箱超滤装置反洗泵- 空压机超滤出水箱高压泵反渗透装置产品水 阻垢剂、还原剂图2 试验工艺二流程图超滤膜采用中空纤维超滤膜HFM2020一支。膜材质：聚偏氟乙烯（PVDF），标准孔径：0.08m ，有效膜面积：72m2，运行方式：外压式全量过滤。超滤需进行周期反洗，在本次试验中，反洗分为底部反洗、空气清洗、排水、正冲四个步骤。正冲水采用超滤进水，反洗水采用超滤产水。反渗透膜采用TML10抗污染高脱盐反渗透膜元件，架桥芳香族聚酰胺复合材料，有效膜面积：73 ft2（7 m 2），标准脱盐率：99.7 % 。UFRO系统采用PLC控制，为了便于试验，UF进水流量采用变频控制，在试验过程中设定流量后，其值基本稳定，在线监测压力、温度、流量和pH值。2.试验结果与分析21工艺一试验结果与分析循环水经200m的粗滤器后进入UFRO系统。超滤参数如下：设定水量34.5 m3/h（膜通量：11.5m3/m2.d），给水1分钟，过滤30分钟，反洗1分钟，反洗水量6 9m3/h，气洗1分钟，空气流量12.5 m3/h，排空2分钟， NaClO投加量1.0 mg/L。超滤膜通量对透膜压差影响如图3所示。RO运行参数为：进水压力：570690 kPa ；出水压力：560580 kPa ；压差10 kPa；产水水量：100 L/h（水通量为0.343m3/m2.d）；原水回收率30% 。RO前NaHSO3投加量3mg/L，阻垢剂(美国进口复合型)投加量2mg/L。原水、UF、RO出水水质如表2。表2 工艺一出水水质项 目原 水UF出水RO出水浊 度311270.020.1CODMn (mg/L)7.4210.723.847.72SDI1.412.51余氯(mg/L)0.210.45电导率 (S/cm)230027002343图3 工艺一UF膜通量对透膜压差的影响由表2可知，工艺一在上述工况下，系统出水水质良好， UF出水COD平均去除率36.3%，SDI值小于3，RO除盐率达到98.9% 。由图3可知，UF合理的膜通量为1m3/m2.d ，这时膜透压差稳定在0.51bar。以上说明工艺一出水水质完全满足锅炉预脱盐补充水的要求，而且具有简化工艺流程的优点，然而，由于预处理过于简单，UF膜通量较小，在工程中膜元件需量大，在目前膜元件价格下总投资并未减少。22工艺二试验结果与分析超滤参数如下：设定水量612m3/h（膜通量：24m3/m2.d），反洗水量为设定水量的两倍，其它参数同工艺一。膜通量对透膜压差影响如图4所示。工艺二过滤、UF、RO出水水质如表3。图4 工艺二UF膜通量对透膜压差的影响表3 工艺二出水水质项 目过滤出水UF出水RO出水浊 度0.34.00.010.02CODMn (mg/L)4.326.684.244.71SDI1.31.88余氯(mg/L)0.150.48电导率 (S/cm)230027001723由图4和表3可知，在常规预处理条件下，UF膜通量可达到3 m3/m2.d，膜压差稳定在1.22bar左右。与工艺一相比，工艺二的膜通量大大提高，这里澄清/过滤去除了原水中95%以上的悬浮杂质，是后续膜分离高效稳定运行的必要保障。UF对CODMn的平均去除率在18.6% ，虽然UF出水CODMn仍在4.244.71mg/L，但SDI值小于2，RO出水除盐率达到99%，压差较长时间稳定，说明在循环水处理中超滤作为RO的预处理具有较大的优越性。由于循环水水温适宜，又有微量有机物存在，膜内极易滋生微生物，因此在UF前投加NaClO，且保证一定余氯预防膜的生物污染，同时在RO前投加适当富裕量的NaHSO3防止氧化剂对RO膜的破坏以及厌氧菌的繁殖，这些在膜法处理循环水中是十分重要的。试验中RO回收率为30%，在工业设计中应按75%，这时阻垢剂投加量相应加大（可按4 mg/L），以防止化学结垢污染。TML型RO膜试验水通量为0.343m3/m2.d（570kPa ，29.5），压力和温度修正后设计水通量可按0.6m3/m2.d（1MPa ，25）。2.3工艺比较在试验的基础上，结合相关工程经验，现有工艺和试验工艺技术经济特点比较如表4。表4 技术经济特点比较项 目现有工艺工艺一工艺二预处理出水水质SDI532浊度0.330.020.10.010.02UF稳定膜通量(m3/m2.d)13系统运行可靠性差较差好系统操作较复杂简单简单占地面积大小较小一次性投资较低大较大运行维护费用较高较低低3 结论对于火力电厂循环冷却排水回用处理，超滤作为RO的预处理具有较大的优越性，混凝/UF/RO工艺虽然可简化处理流程，但膜通量较小，总体投资并未减少，且运行可靠性较差；澄清/过滤/UF/RO工艺出水水质优良（UF出水SDI值小于2，RO除盐率达到99%），UF膜通量可达到3 m3/m2.d，系统运行稳定可靠，操作简单，占地面积小，运行维护费用低，是较合理的工艺。参考文献：1 刘希波.火电厂水务管理M.北京:中国电力出版社,1998.2 李进,许兆义,于海琴.微滤/反渗透处理、回用循环冷却排水J.中国给水排水，2004，20（9）：47-49.3 徐峰,操家顺,蔡娟.反渗透工艺处理电厂循环冷却排污J.给水排水,2004,30(6):40-42.4 Okazaki M,Uraki M,Miura K,el al.Water recycling using sequential membrane treatment in electronics industryJ.Desalination,2000,131(1-3):65-73.5 张福常,杨培育.西柏坡电厂废水零排放工程设计与施工J.电力建设,2001,22(1):23-27.6 张赞红.超滤作为反渗透预处理的探讨J.净水技术,2003,22(4):29-31.第3章 工艺设计及计算3.1 主要处理构筑物的选择3.1.1 澄清池的选择澄清池是综合混凝和泥水分离过程的净水构筑物。和竖流式沉淀池相比，澄清池具有生产能力高、处理效果好等优点；但有些澄清池对原水的水量、水质、水温、及混凝剂等因素的变化影响比较明显。澄清池一般采用钢筋混凝土结构，个别也有用砖石砌筑，小型水池还可用钢板制成。澄清池型式的选择，主要应根据原水水质、出水要求、生产规模以及水厂布置、地形、地貌、排水等条件，进行技术经济比较后决定的。其一般优缺点及适用范围见表3-1。常用澄清池优缺点及适用范围 表3-1形式优缺点适应条件机械搅拌澄清池优点：处理效率高，单位面积产水量较大适应性较强，处理效果较稳定采用机械刮泥设备后，对高浊度水（进水悬浮物含量3000毫克/升以上）处理也具有一定适应性。缺点：需要机械搅拌设备维修较麻烦进水悬浮物含量一般小于5000毫克/升，短时间内允许达500010000毫克/升一般为圆形池子适用于大、中型水厂水力循环澄清池优点：无机械搅拌设备构造较简单缺点：投药量较大要消耗较大的水头对水质、水温变化适应性较差进水悬浮物含量一般小于2000毫克/升，短时间内允许达5000毫克/升一般为圆形池子适用于中、小型水厂脉冲澄清池优点：虹吸式机械设备较为简单混合成分、布水较均匀池深较浅便于布置。也适用于平流式沉淀池改建缺点：真空式需要一套真空设备，较为复杂虹吸式水头损失较大，脉冲周期较难控制操作管理要求高对原水水质和水量变化适应性较差进水悬浮物含量一般小于3000毫克/升，短时间内允许达500010000毫克/升可建成圆形、矩形或方形池子适用于大、中、小型水厂悬浮澄清池（无穿孔底板）优点：构造较简单能处理高浊度水（双层式加悬浮层底部开孔）形式较多缺点：需设气水分离器对进水量、水温等因素较敏感，处理效果不如加速澄清池稳定双层式时池深较大进水悬浮物含量一般小于3000毫克/升时宜用单层池，在300010000毫克/升时宜用双层池可建成圆形或方形池子一般流量变化每小时不大于10%水温变化每小时不大于1通过比较本设计采用机械搅拌澄清池对原水进行预处理。机械搅拌（原称机械加速）澄清池属泥渣循环型澄清池，其特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应，然后经叶轮提升至第二反应室继续反应，以结成较大的絮粒，再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。这种水池不仅适用于一般的澄清液适用于石灰软化的澄清。 3.1.2 滤池的选择根据原水水质水量选择普通快滤池、无阀滤池、虹吸滤池、V型滤池。四种滤池的特点、优缺点、及适应条件的比较如表3-2所示。无阀滤池、压力滤池、移动冲洗罩滤池等适合于处理程度较高、水质较好的废水如给水处理，在工业回用水处理项目中，无阀滤池常被使用。根据所处理的原水的水质水量，所以本设计采用无阀滤池。无阀滤池的主要优点是：节省大型阀门，造价较低；冲洗完全自动，因而操作管理方便。缺点是：池体结构复杂；滤料处于封闭结构中，装、卸困难；冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，相应抬高了滤前处理构筑物如沉淀或澄清池的标高，从而给水厂处理构筑物的总体高程布置往往带来困难。无阀滤池有重力式和压力式两种。前者使用较广泛。后者仅用于小型、分散性给水工程，常供一池净化用。压力滤池的特点是，可省去清水泵站；运转管理较方便；可移动位置，临时性给水也很适用。但耗用钢材多，滤料的装卸不方便。所以本设计采用重力式无阀滤池。滤池形式的比较 表3-2形式特点优缺点适用条件滤前水悬浮物规模其它普通快滤池下向流、砂滤料的四阀滤池优点：（1）由成熟的运转经验，运行稳定可靠（2）采用砂滤料（3）采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深适中（4）可采用降速过滤，水质较好缺点：（1）阀门较多，价格贵，阀门易损坏（2）必须设有全套冲洗设备小于10个别达15一般适用于大、中型净水厂单池面积一般不大于100有条件是尽量采用冲洗或空气助洗设备虹吸滤池下向流、砂滤料、低水头互洗式无阀滤池优点：（1）不需要大型阀门（2）不需要冲洗水泵和冲洗水箱（3）易于自动化操作缺点：（1）土建结构较复杂（2）池深大，单池面积不宜过大，反冲洗时浪费一定水量（3）变水头等速过滤水质较差小于10个别达15适用于中型水厂单池面积一般不大于3025无阀滤池下向流、砂滤料、低水头带水箱反冲洗的无阀滤池优点：（1）不需设置阀门（2）自动冲洗管理方便（3）可成套的定型制作缺点：（1）运行过程看不见滤层情况（2）清砂不便（3）单池面积较小（4）反冲洗浪费一定量水（5）变水头等速过滤水质不如降速过滤小于10个别达15适用于小型水厂单池面积一般不大于25V型虑池下向流、砂虑料、泵反冲洗虑池优点：（1）均粒虑料，含污能力高（2）气水冲洗，表面冲洗结合，冲洗效果好（3）单池面积大缺点：（1）虑池结构复杂，虑料贵，（2）增加供气系统，（3）造价高。一般不超过20适用于各种水量的水厂3.1.3 工艺流程图及工艺说明循环冷却水加药后经提升泵进入机械搅拌澄清池，澄清后进入重力式无阀虑池，截留住大颗粒物质以保护超滤膜，经超滤膜过滤后，到超滤水箱；然后再经反渗透低压泵，保安过滤器、反渗透高压泵进入反渗透系统，经反渗透后淡水达到设计要求的水质进入清水池，作为锅炉补给水水源，浓水被输送到除灰厂的浓水池，用于除灰，实现循环冷却水的零排放。浓缩室污泥循环冷却水提升泵反渗透高压泵反渗透装置反渗透清水池机械搅拌澄清池保安过滤器装置低压泵重力式无阀滤池超滤产水箱中间水池超滤装置浓水池阻垢剂、还原剂反冲洗泵NaClO空压机除灰厂除灰絮凝剂除灰、防尘超滤浓水反冲洗排水工艺流程图3.1.4 设计水量本工艺设计产水量，设计反渗透进水量，其中75%是反渗透回收率，1.05为电厂的自用水率。由于超滤的回收率不能为百分之百，水量的自然损失，及在实际运行过程中，存在各种未知的变化的水量，为了安全和今后稳定的运行管理及便于调节水量的变化，为了保证反渗透产水量满足要求，所以本工艺设计处理的水量，通过调节水量的变化，使其满足要求。3.2 加药间和药库的设计计算3.2.1 加药间和药剂库的设计要点（1）加药间宜设在投药点邻近处。加药间药液边应设工作台，工作台宽11.5米为宜；（2）药剂仓库和加药间应根据具体情况设置机械搬运设备；（3）各管线应布置再管沟中，常用管材有： 给水管 镀锌钢管 加药管 塑料管，橡皮管 排渣管 塑料管，陶土管（4）加药间室内地坪坡度不小于0.005，并破向积水坑；根据使用药剂考虑地坪是否采取防腐措施；（5）加药间内室应设有冲洗设备；（6）加药间应保持良好的通风。（7）药剂仓库与加药间应连在一块，储量一般按最大投加量的13个月用量计算，并根据药剂供应情况和运输条件等因素适当减少；（8）混凝剂堆放一般采用1.5米，有调运设备时可适量增加；（9）考虑放置磅秤仓库尽可能考虑汽车运输方便，.留有1.5米过道；（10）仓库应有良好的通风条件，并防止受潮。由于本工艺处理的水量较小，加药间与提升泵房合建，满足房屋结构要求。3.2.2 混凝剂的选用根据河北西柏坡电厂回用循环冷却水中试试验研究报告中混凝试验的结果，结果表明，聚合氯化铝试验加药量1050mg/L，凡花松大，沉淀性能较差，最佳投药量为20mg/L；三氯化铁试验投加量为520mg/L，凡花形成良好，大实，沉淀性能良好，最佳投药量为10mg/L；聚合铁，投加量1015mg/L，凡花沉淀性能较好，但原水需要调节pH值在10左右。为此本工艺确定三氯化铁为最佳混凝剂，最佳投药量为10mg/L。澄清过滤去除了95%以上的悬浮物杂质，出水浊度小于5，有效地保证了后续膜技术的正常高效运行。3.2.3 溶解池和溶液池的计算溶液池的计算：式中：W2溶液池容积（）；u混凝剂最大投药量（）；Q处理的水量（）；b溶液的浓度,一般取5%20%(按商品固体重量计)；n每日调节次数，一般不超过3次。设计中取,，（）设计中取 溶解池容积计算：(0.20.3)（）由于以上计算结果可知，溶液池和溶解池的容积较小，不适合采用钢筋混凝土机构，故选择具有自动加药和溶药的装置溶药罐（带搅拌机），节约药耗，改善操作条件，实现科学自动化管理。本工艺选择的设备为：容积的溶药罐（带搅拌机）。3.2.4 投药设备的选择投药设备包括投加与计量两部分。本工艺选择计量加药泵，即可投加又可计量。投药管流量（）（）选择3台计量泵（2用1备），每台设计流量，泵的型号及规格如表3-3所示：计量泵型号 表3-3型 号流量（L/h）排出压力（公斤力/cm3）泵速（次/min）电动机功率（Kw）进出口直径（mm）重量（Kg）J1-WMF25/0.63250.63920.188253.2.5 混合设备的选择本工艺采用管式混合管式混合的原理是利用水厂进水管的水流，通过管道或管道零件(弯头、渐缩管、三通等)，也可以在管道内设置阻流物，以产生局部阻力，使水流发生湍急，从而使水体和药剂混合。本工艺选择的管式混合器为管道混合，其设计要点为：药剂加入水厂进水管中；投药后管道内的水头损失不小于0.30.4米；管道内流速为1.21.5米。3.3 机械搅拌澄清池设计计算3.3.1 设计参数机械搅拌澄清池属于泥渣循环分离型澄清池。其池体主要由第一反应室、第二反应室和分离室三部分组成。机械搅拌澄清池的设计要点与参数汇列于下：池数一般不少于两个。回流量与设计流量的比例为（3：1）（5：1），即第二絮凝室提升水量一般为原水进水流量的35倍。水在池中的总停留时间为1.21.5h。第二絮凝室中停留时间为0.51.0分钟，导流室中停留时间为2.02.5分钟（均按第二絮凝室提升流量计）。第二絮凝室：第一絮凝室：分离室的容积比，一般采用1：2：7。为使进水分配均匀，现多采用配水三角槽。配水三角槽上应设排气管，以排出槽中积气。加药点一般设于原水进水管处或三角配水槽中。清水区高度为1.52.0米。池下部圆台坡角一般为450左右。池底以大于5%的坡度坡向池中心排泥管口。当装有刮泥设备时，池底可做成弧底。集水方式宜可用调整的淹没孔环形集水槽，孔径2030mm。当单池出水量大于400m3/h，应另设辐射槽，其条数可按：池径小于6m时用46条；直径为610m时用68条。根据池子大小设泥渣浓缩斗13个，小型池子可直接经池底放空管排泥。浓缩室总容积约为池子容积的1%4%。排泥周期一般为0.51.0h，排泥历时为560s。泥渣含水率为97%99%（按质量计），排泥耗水量占进水量的2%10%。池底坡向排泥管口。排泥管口处需加罩以求排泥均匀。排泥管内流速按不淤流速计算，其直径不小于100机械搅拌的叶轮直径，一般按第二絮凝室内径的70%80%设计。其提升水头约为0.050.10。搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的10%15%。叶片高度为第一絮凝室高度的。叶片对称设置，一般为416片。溢流管直径可较进水管小一号。在进水管、第一及第二絮凝室、分离室、泥渣浓缩室、出水槽等处装设取样管。澄清池各处的设计流速列于表3-4，供选择： 表3-4名称单位数值进水管流速配水三角槽流速三角槽出流缝流速搅拌叶片边缘线速度提升叶轮进口流速提升叶轮边缘线速度第二絮凝室上升流速导流室下降流速导流室出口流速泥渣回流缝流速分离区上升流速集水槽孔眼流速出水总槽流速0.81.20.51.00.51.00.331.00.50.51.540704070601002000.81.10.50.60.43.3.2 机械搅拌澄清池池体部分计算从建设、施工条件和运行管理等方面考虑，该电厂采用两座（）机械搅拌澄清池和两座（）重力式无阀滤池。设计机械搅拌澄清池的容量为，处理能力（）（）（其中5%为滤池冲洗水水量）。 二反应室（）设第二反应室内导流板截面面积为，为，则：（）（）取二反应室直径，反应室壁厚m（）（）（取秒）考虑构造布置，选用 导流室导流室中导流板截面导流室面积（）取导流直径为，导流室壁厚（）（）导流室出口流速出口面积A3=（）则出口截面宽度（）设计中取出口垂直高度（） 分离室取为分离室面积（）池总面积（）取池直径为，半径为 池深计算取池中停留时间为小时有效容积（）考虑增加的结构容积则池计算总容积()取池超高设池直壁高池直壁部分容积（）（）取池圆台高度，池圆台斜边倾角为则底部直径（）本池池底采用平底式结构，池底坡度取则深度（）取圆台容积（）球冠半径（）球冠体积（）池底有效容积（）（）实际总停留时间（）池总高（） 配水三角槽进水流量增加的排泥水量，设槽内流速（）取三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同出水孔总面积（）采用孔径，每孔面积为（）出水孔数（个）为施工方便采用三角槽每设置一孔共孔。孔口实际流速（） 第一反应室二反应室底板厚度（）（）（）取泥渣回流量回流缝度宽（）取为设裙板厚（）按等腰三角形计算：()()() 容积计算则实际各室容积比（）（）()则实际各室容积比：二反应室：一反应室：分离室池各室停留时间第二反应室（分）第一反应室（分）分离室（分）其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为29.69分 进水系统进水管选用，出水管选用 集水系统 本池采用环形集水槽，集水槽位于池壁周边集水。（），取槽宽，考虑施工方便槽底取为平底则。槽内终点水深()槽内起点水深()()流量总加一倍时，设槽内流速()()()设计中取用环槽内水深为槽断面高()（槽超高定为）环形集水槽采用孔口集水方式，在环形集水槽内侧均匀开孔：设孔口中心线上的水头，流量系数，超载系数，所需孔口总面积（）在环形集水槽内侧预埋塑料管作为集水孔，在运行管理过程中如安装斜管（板）时，可将塑料管剔除，则集水孔径改为。单孔面积：（）孔口总数（个）靠池壁的环形集水槽长度（）孔口间距（） 排泥及排水系统污泥浓缩室：总容积根据经验按池总容积的考虑（）分设两斗，每斗（）设污泥斗上底面积：（）式中 （）下底面积（）污泥斗容积（）两斗容积（）污泥斗总容积为池溶积得排泥周期：本池在重力排泥时进水悬浮物含量一般，出水悬浮物含量一般，污泥含水率，浓缩污泥容重。90190290390490590690790890990198.594.061.645.836.530.325.922.620.118.0排泥历时：设污泥斗排泥管直径，其断面积（）电动排泥阀适用水压，取，管长。局部阻力系数：进口，丁字管出口，弯头闸阀（闸阀、截止阀各一个）；流量系数排泥流量（）排泥历时（）放空时间计算：设池底中心排空管直径，（）本池开始放空时水头为池运行水位至池底管中心高程,取，管长局部阻力系数：进口，出口闸阀，丁字管流量系数瞬时排水量（）放空时间：（）式中（）（） 机械设备的选择机械设备的选择包括搅拌设备和刮泥设备的选择搅拌设备的选择如表3-5搅拌机型号 表3-5名称型号电机功率叶轮直径叶轮高度搅拌机JJ-2L3.02.00.17刮泥设备的选择如表3-6刮泥机型号 表3-6名称型号电机功率刮臂直径刮泥机JG-7.50.86.03.4 重力式无阀滤池3.4.1 概述重力式无阀滤池通常多与澄清池配套使用，主要由五部分组成，即顶部的冲洗水箱、中部的过滤室、底部的集水室以及进水装置和冲洗虹吸装置等。冲洗水箱一般设在过滤室上部（大型水厂也可单独设置，用管道彼此连通），其容积按单只滤池一次冲洗用水量设计。由于冲洗水头有限，故无阀滤池都采用小阻力配水系统。3.4.2 设计参数1) 滤速 812m/h2) 冲洗时间 45min3) 冲洗强度 系变强度冲洗，可采用平均值为1416L/(s.m2)。4) 冲洗前的期终允许水头损失 一般为1.52.0m H2O。5) 滤料层的粒径和厚度参见下表。 滤料层参数 滤料层滤料名称粒径/mm厚度/mm单层滤料砂0.51.0700双层滤料无烟煤砂1.21.61.00.53004006）浑水区 顶盖与滤层之间的空间。顶盖面与水平面夹角为100150 。浑水区（不包括顶盖锥体部分）高度一般按滤料层厚度50%膨胀率，再加10cm计。7）集水室高度参见下表集水室高度与滤池出水量的关系滤池出水量/（m3/h）406080100120160集水室高度/m0.300.350.400.508）一般虹吸上升管比虹吸下降管的管径大一级。虹吸上升管与下降管的管径，可参考下表选用（未考虑冲洗时停止进水）。虹吸管的管径滤池出水量/（m3/h）406080100120160虹吸上升管管径/mm200250300350350400虹吸下降管管径/mm2002502502503003509) 虹吸辅助管可减少虹吸形成过程中的水量损失，加速虹吸形成。虹吸辅助管和抽气管管径，可参考下表选用。虹吸辅助管和抽气管管径滤池出水量/（m3/h）406080100120160虹吸辅助管管径/mm32/4040/50抽气管管径/mm324010) 虹吸破坏管管径，一般采用1520min。11）管中流速，参见表。12）重力式无阀滤池的冲洗水箱如采用双格率池组合共用一个冲洗水箱，则水箱高度可降低一半，但由于高度减少，冲洗强度相应也有所减低，应进行水力核算。13）无阀滤池都采用小阻力配水系统，单池面积不宜大于25m2。管中流速管道名称流速/（m/s）管道名称流速/（m/s）进水管0.50.7虹吸上升管1.01.5出水管0.50.7虹吸下降管2.01.53.4.3 设计计算 设计水量：本工艺采用的重力式无阀滤池的设计水量为，采用两座重力式无阀滤池，每池水量，每座滤池分两格，每格处理水量。滤池自身冲洗水量按产水量的计，则每格设计水量为。 设计数据：滤速采用米/时；平均冲洗强度采用升/秒米2；冲洗历时采用分钟；期终允许水头损失采用米；排水井堰口标高采用米（设计地面标高为）滤池底板埋深采用米。 设计计算： 滤池面积和尺寸式中滤池所需面积（）设计水量（）设计流速（），一般采用单格滤池的面积（）滤池的分格数（格）设计中取，格（）（）单格滤池中的连通渠采用边长为的等腰直角三角形，其单个连通渠面积（）考虑连通渠斜边部分混凝土厚度为，则直角边边长（）每格滤池的池内，4个角处设置4个连通渠，则连通渠总面