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摘要发展淡化技术，从海洋获取淡水是解决水资源短缺的重要途径，具有广阔的前景。反渗透膜法海水淡化技术由于其能耗低，系统安装文护相对简单，目前已得到了广泛的应用。本项目海水进水量为2m3/h，产水量为 1m3/h，产水水质要求达到国家生活饮用水标准。在综合比较国内外成熟的工艺及最新研究成果的基础上，针对该厂的水质、水量状况，选择了“超滤-反渗透”的工艺设计。超滤系统选用MU860 型膜元件，2 支，回收率为 90%。反渗透系统选用SW30-4040 型膜元件，6 支，回收率为55%。说明书对工艺设计运行参数进行了计算，并绘制了主要工艺流程图，提供了设备装配图。27381
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毕业论文关键词 海水淡化 工艺设计 超滤 反渗透
Title Primary design of 2m3/h Seawater Desalination ProcessAbstractOne of the more promising alternative is desalination of seawater and brackish water．In the 1astfew year,the reverse osmosis(RO)desalination process have found widespread application in thefield of water resource protect and develop．The process of influent water ,2m3/h,the producingwater is 1m3/h,producing water quality to the life of the country drinking water qualitystandards. On the basis of a comprehensive comparison of mature technologies and the latestresults of research,we choose the process design of ultra filtration and reverse osmosis .Ultrafiltration system used MU860 type membrane components,two,the recovery was 90 percent.reverse osmosis system used SW30-4040 type membrane components,six, the recovery was 55percent. Process design and operation parameters are also calculated and the main flow chart aregiven.Keywords seawater desalination process design ultra filtration reverse osmosis
目 次
1 工程概况.1
2 设计依据、规范、范围及原则.1
2.1 设计依据. 1
2.2 设计范围. 1
2.3 设计原则. 1
3 设计规模与设计水量.2
3.1 海水水质. 2
3.2 设计海水处理水量. 2
3.3 出水标准. 3
4 工艺选择.4
4.1 海水淡化工艺选择. 4
4.2 海水淡化预处理. 6
4.3 海水淡化工艺流程 8
4.4 处理效果预测. 10
5 工程设计.11
5.1 原水箱. 11
5.2 加碱药箱. 11
5.3 CIP 药箱 11
5.4 超滤膜元件. 11
5.5 超滤原水泵. 13
5.6 超滤反洗泵. 13
5.7 超滤水箱. 13
5.8 反渗透原水泵 14
5.9 反渗透高压泵. 14
5.10 反渗透膜元件. 14
5.11 计量泵. 16
5.12 反渗透产品水箱. 16
6 经济分析.17
6.1 设备投资估算 17
6.2 工程总投资估算. 18
7 工程运行费用估算.19
7.1 动力费. 19
7.2 药剂费. 19
7.3 浓水处置费用. 19
7.4 人工费. 19
7.5 总费用. 19
结 论.20
致 谢.21
参考文献.221 工程概况某厂位于东部海边城市，由于淡水资源短缺，而其地理位置靠近海边，所以希望通过海水淡化系统来解决厂区内用水短缺，节约淡水资源。海水进水水量为 2m3/h。反渗透出水量为1m3/h。出水水质达到《生活饮用水水质标准》（GB 5749-2006）。2 设计依据、规范、范围及原则2.1 设计依据 某厂提供的相关资料 《生活饮用水水质标准》 GB 5749-2006 《中华人民共和国环境保护法》 2015 年 1 月 《室外排水设计规范》 GB 50014-2006，2011 版 《反渗透水处理设备标准》 CJ/T 19249-2003 《水处理设备制造技术条件》 JB/T 2932-1999 《水处理设备性能试验总则》 GB/T1 3992.1-92 《给水排水设计手册 第二版》北京：中国建筑工业出版社，2000 其它相关设计规范2.2 设计范围对该厂的海水淡化项目进行初步工艺设计。2.3 设计原则（1）严格遵守国家和地方有关部门法规、标准规范等规定。（2）结构紧凑，占地面积小。（3）采用设备要求运行相对稳定、管理方便、文修文护工作量少、价格相对低廉。（4）超滤和反渗透系统运行均采用PLC 控制，自动运行。（5）注意防止二次污染，采用低噪声设备。（6）在实际工程中力求节省投资，降低运行费用，使经济指标在合理范围内。（7）处理核心与辅助相结合，出水水质稳定。（8）采用重力流，节省能源。3 设计规模与设计水量3.1 海水水质海水水质主要参数见表3.1。表 3.1 海水水质主要参数项目名称 检测结果 项目名称 检测结果砷（mg/L） <0.001 铁（mg/L） 0.82镉（mg/L） 0.002 锰（mg/L） 5.6铬（优尔价，mg/L） 0.49 铜（mg/L） 0.24铅（mg/L） <0.0001 锌（mg/L） 0.29汞（mg/L） <0.0001 氯化物（mg/L） 5875氟化物（mg/L） 0.65 硫酸盐（mg/L） 480硝酸盐（以 N 计，mg/L） <0.1 溶解性总固体（mg/L） 10032色度（铂钴色度单位） 18 总硬度（以 CaCO3 计，mg/L 4630臭和 无 耗氧量（COD，mg/L） 5.8肉眼可见物 无 电导率 us/cm 16.18*10³pH 6.9对比《生活饮用水卫生标准》（见表 3.2），海水中常规毒理指标中砷、镉、铬（优尔价）铅和汞等重金属及硝酸盐和氟化物含量是在正常的范围内，在感官性状和化学指标中，色度会比标准要高一点，pH、肉眼可见物、臭和和铁、锰、铜、锌等金属都是正常的，氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量则超标。所以在设计过程中要降低氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量等含量。3.2 设计海水处理水量海水进水水量为 2m3/h。反渗透出水量为 1m3/h。3.3 出水标准处理出水达到《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006），主要出水指标见表 3.2。表 3.2 饮用水卫生标准水质指标 排放限值 水质指标 排放限值砷（mg/L） 0.01 铁（mg/L） 0.3镉（mg/L） 0.005 锰（mg/L） 0.1铬（优尔价，mg/L） 0.05 铜（mg/L） 1.0铅（mg/L） 0.01 锌（mg/L） 1.0汞（mg/L） 0.001 氯化物（mg/L） 250氟化物（mg/L） 0.1 硫酸盐（mg/L） 250硝酸盐（以 N 计，mg/L） 10 溶解性总固体（mg/L） 1000色度（铂钴色度单位） 15 总硬度(以CaCO3计， mg/L） 450臭和 无 耗氧量（COD，mg/L） 3肉眼可见物 无 pH （pH 单位） 6.5-8.54 工艺选择4.1 海水淡化工艺选择海水是成分十分复杂的水溶液。海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。海水中溶解有有大量盐分，90%是氯化钠，所以氯元素是严重超标的。另外还有氯化镁、硫酸镁等形式，而且很多金属离子也以易溶解在水中的硝酸盐形式存在，海水淡化工艺过程中最重要的是降低海水的盐度、硬度，溶解性总固体及硝酸盐等指标。常用的海水淡化工艺有蒸馏法、电渗析法和反渗透法。4.1.1 蒸馏法工作原理：蒸馏法是通过加热海水沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法[1-3]。蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的一种海水淡化技术。蒸馏法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸馏（LT-MED）和压汽蒸馏(MVC)。在膜技术海水淡化出现之前，该方法也已经形成一定规模的海水淡化生产，但是由于蒸馏法要将海水进行加热到一定温度才能实现，所以其能耗较高，运行成本也高，将蒸汽冷凝耗费的时间较长，所以使该方法的效率也会降低，而且高温的操作条件对工作人员也可能造成烫伤等危险，而且工艺的运行寿命也短，所以在出现运行温度为常温的膜技术后也逐渐被取代。所以该方法不适用本项目。4.1.2 电渗析法工作原理：当含盐水通过电渗析时，水中的阴阳离子通过外加直流电场的作用下产生定向移动、透过具有选择性的离子交换膜，来使得离子从溶液中进行分离的一种方法[4-6]。电渗析技术是二十世纪五十年代发展起来的一项水处理技术。该方法由于离子交换法因为要使用化学原料，会造成环境破坏，细菌容易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物，长时间会造成污染。在含盐量高的区域，运行成本高，而且其分子结构容易改变所以其在海水淡化上应用也不是特别广泛。所以该方法不适用于本项目。