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    海水淡化水設(shè)備的使用與效益評(píng)價(jià)

    2012-04-29 09:42:11姚立謝連仲楊淺
    科技資訊 2012年24期
    關(guān)鍵詞:淡化反滲透型號(hào)

    姚立 謝連仲 楊淺

    摘要:本文主要介紹了唐山市曹妃甸港區(qū)煤碼頭施工現(xiàn)場(chǎng)在無(wú)淡水、無(wú)電的情況下,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證,使用了一臺(tái)20t/h的淡化水設(shè)備,并闡述了該設(shè)備的使用性能、工作狀況,經(jīng)濟(jì)效益等方面的問(wèn)題。

    關(guān)鍵詞:工程設(shè)備原理設(shè)備性能經(jīng)濟(jì)效益

    中圖分類號(hào):P747 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(c)-0104-02

    1設(shè)備安裝及運(yùn)行情況

    根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和條件,按廠家提供的基礎(chǔ)圖紙進(jìn)行基礎(chǔ)施工和廠房建設(shè),為設(shè)備的及時(shí)安裝提供了保障。3月初,天津國(guó)??萍及l(fā)展有限公司的技術(shù)工作人員開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備安裝,經(jīng)過(guò)14天作業(yè),該套設(shè)備于24日正式投入使用。通過(guò)唐??h衛(wèi)生防疫站的檢測(cè),300m深的地下水通過(guò)該設(shè)備淡化后,成品水各種檢測(cè)指標(biāo)能滿足國(guó)家生活的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。理論效率為20t/h,實(shí)際效率能達(dá)到20t/h,但如果原水比較渾濁會(huì)降低效率,約能達(dá)到18t/h。(附:原地下水檢驗(yàn)報(bào)告、淡化后水質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告)(如表1表2)

    2設(shè)備組成

    2.1 深井(潛水泵)

    在淡化水設(shè)備操作間附近或其他合理的位置鉆探一口300m深度的井鉆探完畢后必須正規(guī)化驗(yàn)地下水水質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn):飲用水、工程用水),根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)、選用、配置淡化水設(shè)備。深井中(約100m處)配置一臺(tái)潛水泵(功率13kW、流量50t/h、揚(yáng)程120m)。

    2.2 原水池(沉淀池)

    原水池能初步沉淀、減少水中泥沙、雜質(zhì)含量的作用。原水池設(shè)計(jì)容量可以為100~150m3。原水池可以采用磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),從中間砌一道隔墻把原水池分成兩格,隔墻比水池外墻低20cm,能起到原水從第一個(gè)小水池漫流到第二個(gè)小水池,形成兩級(jí)沉淀作用。原水池基建可以采用半掩埋地下或在地面上,水池頂可以采用彩鋼瓦密封或露天形式,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、氣候條件決定。

    2.3 暴氣裝置

    把鼓風(fēng)機(jī)(2.2kW)產(chǎn)生的空氣通過(guò)PVC管路直接通入原水池中(第二個(gè)小水池的水池底部、可設(shè)多處排氣孔)來(lái)增加原水中的溶解氧,將原水中Fe2+氧化為Fe3+并形成Fe(OH)3沉淀,從而達(dá)到初步淡化水體的目的。

    (1)自吸增壓泵:把曝氣完成后的原水通過(guò)自吸增壓泵增壓來(lái)滿足原水后續(xù)循環(huán)、淡化的壓力需求。型號(hào):ZH80-50-200 流量:35m3/h功率:11kW

    (2)絮凝劑裝置:在自吸增壓泵出水管路上,向加壓后的原水投入絮凝劑(聚合氯化鋁),使水中膠體脫穩(wěn),快速形成沉降,從而達(dá)到淡化水體的目的。該裝置由加藥泵和加藥箱(桶)組成,加藥泵選用美國(guó)米頓羅隔膜式計(jì)量泵。計(jì)量泵型號(hào):P036-398TI 功率:22W;壓力:0.7MPa加藥箱材質(zhì):高密度聚乙烯容積:100L。

    (3)錳砂過(guò)濾器:除去水中的鐵離子,保證進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的鐵含量達(dá)標(biāo)的進(jìn)水要求。錳砂過(guò)濾器采用1500×2000×10mm過(guò)濾罐,內(nèi)裝錳砂濾料(礫石、錳砂),正常出流量:30m3/h。型號(hào):LQML-20 材質(zhì):A3 設(shè)計(jì)壓力:0.6MPa

    (4)多介質(zhì)過(guò)濾器:保證進(jìn)入RO(反滲透)系統(tǒng)的水SDI(淤泥濃度指數(shù))<5,濁度<1 NTU,采用1500×2000×10mm過(guò)濾罐,內(nèi)裝多介質(zhì)濾料(礫石、石英砂、無(wú)煙煤、磁鐵礦),正常出流量:30m3/h。型號(hào):LQDL-20材質(zhì):A3 設(shè)計(jì)壓力:0.6MPa

    (5)阻垢劑裝置:如果反滲透膜的濃水側(cè)(進(jìn)水)各類離子濃度很高,易形成多種沉淀物,會(huì)污染RO(反滲透)膜。在多介質(zhì)過(guò)濾器出水管路(精密過(guò)濾器前)上,向水中加入阻垢劑(美國(guó)進(jìn)口PTP-0100反滲透專用),阻止RO(反滲透)膜結(jié)垢,提高反滲透裝置工作效率。該裝置由加藥泵和加藥箱(桶)組成,加藥泵選用美國(guó)米頓羅隔膜式計(jì)量泵。計(jì)量泵型號(hào):P036-398TI;功率:22W;壓力:0.7MPa;加藥箱材質(zhì):高密度聚乙烯; 容積:100L。

    (6)精密過(guò)濾器:經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原料水在經(jīng)高壓泵進(jìn)入反滲透膜之前,要先進(jìn)入精密過(guò)濾器過(guò)濾,過(guò)濾精度為5mm,使得大于5mm的碎料不至于進(jìn)入反滲透膜,從而起到對(duì)反滲透膜的保護(hù)作用。精密過(guò)濾器采用Φ600×1000×5mm立式圓筒型式過(guò)濾罐,內(nèi)裝35支濾芯(聚乙烯噴熔),正常出流量:35m3/h,型號(hào):LXB-08;材質(zhì):304不銹鋼;設(shè)計(jì)壓差:0.05MPa。

    (7)高壓泵:高壓泵是反滲透裝置的動(dòng)力源,采用丹麥(材質(zhì)SUS304)多級(jí)立式離心泵,高壓泵進(jìn)出口設(shè)置壓力開(kāi)關(guān),當(dāng)進(jìn)口壓力低于限定值(0.05MPa)或出口壓力高于限定值(2.1MPa)時(shí),通過(guò)PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)運(yùn)行。型號(hào):CR45-9-2;流量:35m3/h;功率:30kW。

    (8)反滲透裝置:反滲透裝置是溶解固型物的濃縮排放和淡水的利用過(guò)程,其心臟部分為反滲透膜組件。反滲透主體設(shè)備采用美國(guó)海德能公司生產(chǎn)的CPA-LD抗污染超低壓芳香聚酰胺復(fù)合膜,該組件由三層薄膜復(fù)合,表面層為芳香聚酰胺材質(zhì),厚度為200埃,并由一層微孔聚砜層支撐,可承受高壓力,對(duì)錳砂張力及化學(xué)侵蝕具有較好抵抗性,對(duì)NaCl、CaCl2、MgCl2具有較高的脫鹽率。

    反滲透裝置由CPA3-LD膜原件28根組成,采用與其配套的玻璃材質(zhì)反滲透專用壓力管,分別裝于7根220×6000mm壓力管中,膜組件呈4-3排列。反滲透裝置能去除水中的無(wú)機(jī)物和200分子量以上的有機(jī)物,設(shè)計(jì)產(chǎn)水量20t/h、溫度21℃、壓力1.5MPa,單根膜的脫鹽率為99.6%,水回收率為70%。

    (9)加氯裝置:如果淡化產(chǎn)品水的主要用于生活用水,為保證用水點(diǎn)水中微生物及細(xì)菌含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),需定量向水中投加液態(tài)氯,以抑制產(chǎn)品水中的細(xì)菌滋生。該裝置由加藥泵和加藥箱(桶)組成,加藥泵選用美國(guó)米頓羅隔膜式計(jì)量泵。計(jì)量泵型號(hào):P036-398TI;功率:22W;壓力:0.7MPa;加藥箱材質(zhì):高密度聚乙烯;容積:100L。

    (10)成品水水箱及輸出水泵:成品水水箱主要用于淡化水的臨時(shí)儲(chǔ)存,可以使用10~20立方的聚乙烯塑料桶。輸出水泵是為淡化水用水點(diǎn)供應(yīng)水的動(dòng)力泵,一般情況下與淡化水設(shè)備的產(chǎn)水量相匹配即可。型號(hào):GZ50-32-160;流量:20m3/h;功率:11kW。

    (11)化學(xué)清洗裝置:清洗裝置由清洗水箱、清洗水泵和清洗過(guò)濾器組成。反滲透膜運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)受到水中各物質(zhì)的污染,清洗裝置可根據(jù)不同污染情況配制相應(yīng)的化學(xué)清洗劑對(duì)膜元件進(jìn)行化學(xué)清洗,通過(guò)清洗可延長(zhǎng)膜的使用壽命,保證出水質(zhì)量。

    水箱:型號(hào)PT-2000L;尺寸:1300×1650mm;容積:2m3;水泵:型號(hào)50-32-200;流量30m3/h;功率:5.5kW;清洗過(guò)濾器:型號(hào):LXB-04;材質(zhì):SUS304;尺寸:500×1000×5mm。

    3設(shè)備經(jīng)濟(jì)分析

    3.1 購(gòu)置安裝淡化水設(shè)備需投入的成本

    (1)20t/h設(shè)備成本為約58萬(wàn)元。

    (2)廠房建筑費(fèi)用約為5萬(wàn)元。

    (3)100m3地下水蓄水池(原水池)建筑費(fèi)用約為8萬(wàn)元。

    (4)深水井及深水泵費(fèi)用約為20萬(wàn)元。

    (5)淡化水的蓄水池與從外地拉水一樣需要配置,費(fèi)用暫不考慮。

    (6)蓄水池的水往外部供水需安裝高壓泵,這與從外地拉水一樣需要配置,費(fèi)用暫不考慮。合計(jì)需額外增加的成本費(fèi)用約為:91萬(wàn)元。

    3.2 島外運(yùn)水需投入的成本

    (1)該工程的計(jì)劃用水量統(tǒng)計(jì)。

    本工程混凝土總量約34.9萬(wàn)m3,按150kg/m3計(jì)算,需要約5.24萬(wàn)m3水。水泥穩(wěn)定混凝土拌合量約為42.8萬(wàn)m3,按130kg/m3計(jì)算,需要5.56萬(wàn)m3水。水洗振動(dòng)篩用水量約1.35萬(wàn)噸:(18t/d×30d/月×15月=1.35萬(wàn)噸)。

    拌合站清洗攪拌罐及沖洗罐車用水量約為0.69萬(wàn)噸:(15.3t/d×30天/月×15月=0.69萬(wàn)噸)。

    拌合站清洗站體、地面、調(diào)和外加劑等輔助用水量約為0.45萬(wàn)噸:(10t/d×30天/月×15月=0.45萬(wàn)噸)。

    道路除塵用水量約為2.7萬(wàn)噸:(60t/d×30天/月×15月=2.7萬(wàn)噸)。

    日常生活用水量約為0.2萬(wàn)噸:(0.11t/d×110人×15月=0.2萬(wàn)噸)。

    水穩(wěn)、砼養(yǎng)護(hù)用水量約為10.5萬(wàn)噸:(50t/d×30天/月×7月=10.5萬(wàn)噸)。

    合計(jì)用水量約為:5.24+5.56+1.35+0.69 +0.45+2.7+0.2+10.5=26.89萬(wàn)噸。

    (2)成本費(fèi)用:26.89萬(wàn)噸×30元/噸=806.7萬(wàn)元。

    (3)運(yùn)行成本。

    (4)電費(fèi):設(shè)備總功率約為60kW,每天按24h運(yùn)轉(zhuǎn),使用15個(gè)月,柴油發(fā)電電價(jià)按2元/kW計(jì)算。60kW×24h×30日/月×15月×2元/kW=129.6萬(wàn)元。

    (5)淡化藥費(fèi):月費(fèi)用約5000元/月,15個(gè)月費(fèi)用共為:7.5萬(wàn)元。

    (6)經(jīng)濟(jì)分析:投入的全部成本約為220.6萬(wàn)元,但從島外取水的成本約806.7萬(wàn)元,實(shí)際節(jié)約成本586.1萬(wàn)元。

    4效果評(píng)價(jià)

    (1)苦咸地下水淡化后,經(jīng)唐??h衛(wèi)生防疫站對(duì)水樣的檢測(cè),滿足國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn),更滿足《港口工程》攪拌水泥鋼筋混凝土用水的規(guī)范要求。

    (2)試驗(yàn)室用淡化水?dāng)嚢璧幕炷磷龀R?guī)混凝土試塊,其強(qiáng)度等參數(shù)滿足配合比試驗(yàn)要求。(附:混凝土配合比通知單、混凝土強(qiáng)度評(píng)定表)

    (3)生活用水一年來(lái),未發(fā)現(xiàn)中毒、瀉肚等不正常事件。

    (4)日產(chǎn)水量能達(dá)到400t,滿足高峰期2000m3混凝土攪拌用水和其他輔助用水。

    (5)設(shè)備性能穩(wěn)定、故障率低、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力強(qiáng),滿足了煤碼頭工程34.9萬(wàn)m3混凝土攪拌用水和其他用水。

    5結(jié)語(yǔ)

    隨著港口基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展,建設(shè)工期要求越來(lái)越短,有些工程在沒(méi)有滿足“三通一平”的條件下就立即開(kāi)始基礎(chǔ)建設(shè),這樣就給施工造成很大的實(shí)際困難,缺水、缺電時(shí)有存在,為解決缺水給施工帶來(lái)的實(shí)際問(wèn)題,把海水、地下苦咸水淡化來(lái)滿足生產(chǎn)、生活需要就可以解決了。

    參考文獻(xiàn)

    [1] JTJ268-96,水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范[S].

    [2] JTJ269—96,水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].

    [3] JTJ270-98,水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].

    [4] JTJ211-99,海港總平面規(guī)范[S].

    [5] JTJ300-2000,港口及航道護(hù)岸工程設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

    [6] JTJ221-98,港口工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

    [7] GB/T7701.4-1997,淡化水用煤質(zhì)顆?;钚蕴縖S].

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    [9] 生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范(2001).

    [10] CJJ58—2007,城鎮(zhèn)供水廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程[S].

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