1 设计前言

1.1 项目概况

印染纺织行业，生产废水排放量大，含有机物高，色度深，属于较难处理的工业废水之一。

随着国家经济高速发展，环保力度亦在不断加强，国家对重污染行业如印染、电镀、制浆造纸等行业实行严格的排污总量控制。水资源的日益紧缺以及废水排放总量的控制，已经成为制约企业发展的瓶颈问题。

以企业清洁生产、循环经济、可持续发展为中心，积极探索，从废水资源化着手，减少生产工艺的单位耗水量，严格控制废水排放总量，降低企业的生产成本，提升企业市场竞争力。

拟采用以膜集成技术为主，结合其他技术，对已经过前端物化生化处理的印染废水进行回收循环利用。膜集成技术具有高脱盐率，运行管理简单，出水水质好、稳定的特点。

本项目设计处理量为1500m3/d。在对同类污染源结合同类工程实践，经过多方案比较后，编制该项目的工程设计方案。

3 工艺选择

3.1 工艺流程选择

随着我国经济的高速发展，环保力度亦在不断加强，国家对重污染行业如印染、电镀、制浆造纸等行业实行严格的排污总量控制。水资源的日益紧缺以及废水排放总量的控制，已经成为制约企业发展的瓶颈问题。

印染废水的处理一直是我国废水治理的重点和难点。其主要特点为有机物成分复杂、难降解物质多、色度高、水质变化大等。现在主要采用物化、生化等传统处理工艺对其进行处理，但普遍存在着出水COD偏高，脱色效率不高等问题。经此处理后的废水只能达标排放，而不能作为工艺回用水。

因此，中水回用已成为了关乎企业核心利益的一个重要环节。改革开放以来，我国环保水处理领域获得了前所未有的发展与进步，中水回用也因此衍生出了多种多样的工艺思路。那么，企业中水回用的水质要求是什么，需要达到怎样的程度就成为了一个具有实际意义的问题。

值得一提的是，关于企业的工艺用水对于盐分的要求，曾经有印染企业对此专门做过研究。当工艺用水的电导率达到800μs/cm时，染色会出现色差，从而对产品质量造成一定的影响。因此，脱盐就成为了企业中水回用的主要目的之一。

膜分离是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点，是当代公认的最先进的化工分离技术之一。在水处理领域，反渗透膜分离技术已逐步成为了公认的最先进、最经济可行的脱盐技术。

作为一种高效的选择透过（半透过）性膜，反渗透膜对于进水水质有一定的要求，而传统工艺的出水水质是不够的。较高的浊度和胶体会在短时间内造成反渗透系统的污堵，甚至造成膜性能难以恢复的衰减，这是得不偿失的。这就决定了在贵公司前端传统工艺与反渗透膜处理工艺之间必然需要一个预处理过程。

目前，在环保水处理领域，采用“砂滤+超滤”作为反渗透的预处理工艺在实际工程中的应用日益广泛，已成为为后续反渗透工艺提供优质、稳定进水的最佳选择。预处理系统的主要作用是截留废水里大部分的悬浮物，提高整个系统的抗冲击负荷能力，增强系统运行稳定性。

近几年来，双膜工艺（即：砂滤+超滤+反渗透）已经获得了众多案例的印证，在印染废水，乃至其它工业废水的中水回用中，都起到了举足轻重的作用。

3.2 工艺流程框图

3.3.1 预处理系统

本单元系统的设置目的是进一步去除原水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续工艺系统正常运行的杂质,针对原水的水质特点，设置的预处理设施包括砂滤器+超滤装置。

3.3.1.1 砂滤器

砂滤器是利用一种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的石英砂，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清。

滤器进、出水端都有压力表，当其中一台运行到进水与出口压力差达到0.7kg/cm2时即停止运行进行反冲洗，逐一切换进行反冲洗。砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含量，对一般的达标排放水，砂滤器反冲洗周期约24小时左右，对于SS值比较低的原水，砂滤器运行100小时后若压差未超过设定值也须进行反冲洗，以避免滤料的过度压实及板结现象，两者以先到时间为反洗时间。

1） 设置目的：

滤器选择合适级配的填料及较低的运行滤速，滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。

2） 装置组成：

直径为2600mm，3台。

3） 技术要求：

² 砂滤器壳体材质为碳钢，衬胶层为单层，设备本体管道衬胶为单层，所用胶种为天然硬质橡胶。

² 所有外部管路采用法兰与本体连接，并考虑检修和部件更换的便利。

² 设备进水、进气和集水、集气装置的布水、布气应均匀，无偏流现象。并有足够的强度。

² 每个砂滤器配置人孔，人孔的尺寸保证检修人员的进出和更换部件的进出。人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。

² 每个砂滤器配置透明耐腐视镜，厚度能承受容器的设计压力和试验压力。

² 每个砂滤器的进、出管道上，设置手动阀，便于调节流量和维修。

² 反洗的气源采用风机进气。

² 反洗水采用反渗透浓水。

² 具有手动操作功能。

4） 运行方式：

24小时连续运行。

3.3.1.2 自清洗过滤器（叠片式过滤器）

自清洗过滤器是一种利用叠片直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生,以净化水质及保护系统其他设备正常工作的精密设备。水由进水口进入自清洗过滤器机体，自动排污。反冲洗期间不断流，清洗过滤周期可以调节。

自清洗过滤器技术特点：

1） 精确过滤：过滤品质高、过滤等级广，从10微米到1000微米。

2） 本系统采用10微米的叠片，适合于工业水环境水质复杂、过滤精度要求高的场合。

3） 高效反洗：高速和彻底的反洗，只需7-15秒左右即可完成，反洗耗水量低于过滤水量的0.5%。清洗时部分清水从滤网外侧反冲，同时紧靠滤网内侧的吸允扫描器或不锈钢刷对滤网进行吸允或刷洗，污水从受控打开的排污阀排出。

4） 全自动运行，连续出水：在过滤器组套内，反洗过程轮流交替进行，工作、反洗状态之间自动切换，可确保连续出水，系统压损小。

5） 节省占地：可灵活利用空间，因地制宜安装，占地很少。

6） 运行可靠维护简单：几乎不需日常维护，安装操作方便，部件100%经工厂检测和试运转，不需专用工具，所需备品备件很少;

7） 使用寿命长：过滤叠片坚固、无磨损、无腐蚀，更换方便价格低廉，经多年工业实用验证，过滤和反洗效果不会随使用时间而变差。

3.3.1.3 超滤装置

超滤是以压力差为推动力的膜分离技术，平均孔径介于反渗透膜与微孔滤膜之间，可截留水中的细菌、病毒、胶体、大分子等微粒，而水和低分子量溶质透过膜。近年来，超滤作为反渗透预处理得到了快速发展。超滤采用全流过滤、气水反洗的全自动连续运行方式，采用柱式膜。

1） 设置目的

经超滤预处理后，使SDI指数及颗粒能充分保证反渗透的进水要求，大幅度降低反渗透膜的污染程度，延长反渗透膜的清洗周期，延长反渗透膜的使用寿命，从而降低整体运行成本。

2） 超滤膜性能

超滤膜组件采用了PVDF柱式超滤膜，同时通过计算机优化设计系统改进了组件内的流体状态，以适应较高的进水浊度和较强的清洗要求。特别适合于大多数反渗透、纳滤预处理以及高浊度地表水以及废水回用处理的需要。

PVDF柱式超滤膜有以下特点：

v 良好的通量

PVDF柱式超滤膜可以在较低的跨膜压力下，得到高的水通量。

v 过滤精度高

PVDF柱式超滤膜膜壁的孔隙率和膜孔均匀度均优于同类产品，0.1µm的孔径，可以除去微生物、胶体、藻类以及其他引起浑浊的物质。所有组件经过泄漏测试以确保没有超过孔径大小的微粒通过。

v 稳定的产品性能

公司从原材料供应、制备工艺和产品检测入手，保证原料质量稳定、严格的制备过程控制以及产品100％的检测，确保不同批次的产品具有稳定的通量、过滤精度和稳定的操作压力。

3） 装置组成

设置1套超滤装置，含30支PVDF柱式超滤膜。当满足反洗条件时，对超滤装置进行反洗，反洗完毕立即投入运行。

4） 技术要求

² 超滤膜元件的设计通量遵循膜元件制造厂商规定的设计通量，充分保证使用寿命。

² 每套超滤组件设置取样阀，监测超滤产水水质，判断每套装置运行是否正常。

² 超滤膜组件安装在组合架上，组合架上配备管道及接头，包括所有支架、紧固件、夹具及其它附件。

² 超滤产水实现恒流控制。

² 超滤组合架的设计满足使用地的抗震烈度要求和组件膨胀的要求。

5） 运行方式

24小时连续运行。

3.3.2 反渗透系统

反渗透（反渗透）是一种借助于选择透过（半透过）性膜的功能，以压力差为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后由产水管输送至反渗透产水池。进水中的杂质，如：离子、有机物、细菌、病毒等被截留在膜的进水侧，由浓水管排出。

反渗透脱盐性能参数：

² 反渗透系统除盐率 ：≥97%（运行第一年）

² 反渗透系统产水量 ：800m3/d

² 反渗透系统回收率：60%

1) 设置目的：

反渗透膜装置是整个系统的核心，脱除水中的可溶性盐分、胶体、有机物质等。

2) 装置组成：

反渗透膜元件选择透水量大、脱盐率高、化学稳定性好及机械强度好的复合膜。本项目反渗透膜组采用一级二段排列，共设置1套反渗透装置，含16根FRP压力容器，每根压力容器可安装6根膜元件，膜元件为RO8040-400反渗透膜。

3) 技术要求：

² 反渗透装置有防止启动时反渗透膜受到水或空气冲击的措施。

² 反渗透装置完整地包括系统所有设备、管道、阀门、变送器和测量仪表等。

² 反渗透膜元件的设计通量保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。

² 反渗透装置的给水加药种类及加药点，化学清洗液的选择根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。

² 反渗透装置各段给水及浓水进出水管上应设有接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。

² 反渗透装置的设计应避免膜元件承受背压。

² 反渗透浓水排放装流量控制阀，以控制反渗透的回收率。

² 反渗透装置设有安全的启停程序，设有停用时的延时低压冲洗程序，其控制由PLC实现。

² 反渗透装置进水管和每个膜壳的产水管、产水支管、产水总管设取样点。

² 反渗透膜组件应安装在组合架上，组合架上应配备全部的管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。

² 反渗透组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求及耐腐蚀要求。

² 反渗透系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。

² 整个系统的管道设计应避免死角，以防细菌的生长，并设有冲洗系统。

² 反渗透装置本体及系统的连接管道、法兰、阀门充分考虑承压和防腐。根据不同位置的介质情况，管道采用不同材质：高压部分采用不锈钢材质，低压部分采用UPVC材质，法兰和阀门材质与相应管段对应。

² 膜组件给水系统应考虑均匀性。

4) 运行方式：24小时连续运行。

3.3.3 工艺管道阀门

管径设计按规程规定。阀门的规范及数量满足系统功能要求。

所有管道应选择耐腐蚀材质，低压部分除砂滤器供气管道采用UPVC、碳钢防腐或碳钢衬胶材质以外，其余低压管道采用UPVC材质；高压部分采用不锈钢材质。

4 电气说明

4.1 系统设计

结合本项目的要求，电气系统符合以下要求：

1) 系统用电设备电压等级为 380/220VAC。

2) 低压配电柜采用GGD柜,防护等级为IP20。

3) 就地控制箱的防护等级为 IP54。

4) 配电柜、控制箱的结构、电器安装、电路的布置安全可靠，操作方便，

维修容易。

5) 低压配电柜、控制箱内空气开关、隔离开关均满足动、热稳定的要求，箱内交流接触器的等级和型号按电动机的容量和工作方式选择。电动机的工作电流在热继电器整定值的可调范围内。

4.2 电气安全

1) 380V配电系统采用TN－S接地形式，即三相五线制。

2) 所有电气设备不带电的金属外壳、配电箱外壳、保护导线钢管等，均与PE线相联。

4.3 配电线路

1) 一般尽量沿电缆桥架或地沟敷设，个别地方亦可穿管敷设；

2) 电缆穿线管采用热镀锌钢管；

3) 所有电缆均采用铜导体，动力电缆选用VV电缆，控制电缆选用KVV电缆,部分控制电缆选用屏蔽电缆。

4) 仪表电缆及桥架与电气电缆桥架严格分开，分层敷设。

4.4 检修电源

在动力设备及电气设备较集中的地方设一路15KW的检修用电源，由业主自建。

4.5 低压保护、控制

低压电动机回路选用塑壳断路器+接触器+热保护器，做短路及过负荷保护。

根据工艺要求大多数的工艺用电设备为两处控制，一处是现场控制柜，设按钮开停，另一处是控制室由PLC程控。

4.6 防雷与接地

防雷：根据有关规程、规范，接入全厂避雷系统。

接地：根据有关规程、规范、所有需要保护接地的电气设备均可靠接入相应的接地系统。凡电气设备正常不带电金属外壳及工艺需要防静电的设备外壳均需接地。而且电气接地网与仪表接地网严格分开，单独接地。

防雷及接地装置设计和施工由业主负责。

5 工程范围

5.1设计及工程界限

v 设计界限以场地边界线外1米为界，1米以外由甲方负责设计，1米以内由乙方负责设计。接口连接、性能、参数的良好匹配，由甲乙双方协商确定；

v 电源系统设计及施工的分界点：由甲方将动力电缆拉至配电室进线配电柜的接线端子，并由甲方完成接线；

v 由甲方负责土建工程的设计及施工：含水池及配套防腐、预埋管件、走道板、栏杆、爬梯等，厂房及配套照明、消防、风暖、供水及排水系统，周边绿化、道路等；

v 由甲方负责调试期间所需水、电、药品等；

v 由甲方进行设备到场后的卸货和起吊工作，界区范围内道路的临时疏通，临时用水、用电等；

v 本系统以外的管网输送系统、配电变压器、进线配电电缆、自来水管、土建设施等，由甲方另行规划设计、实施；

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