水处理操作手册

水处理单元

一概述

1 装置简介

我司水处理主要由给水站和除盐水站两部分组成，提供主装置生产用水、循环冷却水站淡水侧补水和全厂消防用水。

给水站设有生产、生活、消防给水加压工段，提供主装置生产水、除盐水站用水和全厂消防用水。

原水水源有城市生活污水厂再生水和市政自来水，生产工艺由双膜系统和离子交换系统两部分组成，生产除盐水供主装置生产用水和循环冷却水淡水侧的补给水；站还包括主装置的蒸气冷凝液回收系统和供全厂采暖的热力站。

中水系统和自来水系统设计日生产一级除盐水各为9600 m3，除盐水装置总设计日生产纯水19200 m3。

蒸汽冷凝液回收水量最大为160m3/h，经过滤去除杂质及降温后进混床除盐后回收利用。

2 给水站工艺说明

2.1 生产消防蓄水池和再生水池

本装置水源由市政自来水公司供给，供水为两条DN700的管道。厂区的生活设施用水是由市政自来水管网直接供给。市政自来水主要用户包括消防供水，生产纯水，主装置、罐区生产用水、污水处理、海水泵设备密封、冷却用水、厂区生活、办公用水。

为了防止市政管网因事故突然停水而影响生产，本站设置了生产消防水池两座，再生水池一座。生产消防水池每座有效容积为6000m3，再生水池有效容积2000 m3。其中生产水的储备量约5000m3，该水量能提供5小时生产用水调节量。

为了保证消防给水量及减少火灾发生时对市政管网的用水负荷和防止市政管网因事故突然停水，本站设置了生产消防水池，作为发生火灾时的水源。消防水的储量为8500 m3。

2.2 生产、消防给水加压系统

生产用水系统设置三个供水系统：生产给水泵P-8104A/B/C（60m3/h*50m*1台、120m3/h*50m*2台）、自来水给水泵P-8105A/B/C（220m3/h*48m*3台）、中水给水系统P-8106A/B/C（330m3/h*50m*3台）。

消防给水加压系统设置消防水泵，提供消防用水；消防水泵包括3台电动消防泵P-8101A/B/C（1180m3/h*110m*3台）、2台柴油机消防泵（P-8102A/B(1180m3/h*110m*2台)、2台稳压消防泵P-8103A/B(60m3/h*135m*2台)、消防蓄水池及相关的仪表和自控系统组成。消防管网设计维持压力为 1.10 Mpa。

2.3 生产水系统供水流程说明及控制方案

2.3.1 主装置生产给水泵（P8104A/B/C）

当生产消防储水池的水位下降到设定值，浮球阀打开，城市自来水连续不断地向水池补水，当生产消防储水池的水位上升到设定值，浮球阀关闭，自来水停止补水。

主装置生产给水泵由管网压力控制，其工作原理：当压力低于管网压力时，启动第一台生产水泵向生产水管网供水，供水压力为0.5Mpa，当系统管网压力升高到设定的最高压力（0.8Mpa）时，泄压阀自动打开，超压部分回流至生产消防储水池进行泄压，生产水泵P8104平时连续运行一台P8104A(60m3/h),主装置停车需大量用水或运行的水泵故障时，管网压力低于设定值时，系统自动启动备用泵或人工手动启动备用泵。

2.3.2 除盐水站原水供水泵（P-8105A/B/C、P-8106A/B/C）

自来水供水泵（P-8105A/B/C）：启动自来水给水泵向除盐水站供给自来水，供水压力为0.48MPa，当某一台运行水泵发生故障时，其备用水泵自动启动运行。现场／DCS系统启停泵。

中水供水泵（P-8106A/B/C）：启动中水给水泵向除盐水站供给再生水，供水泵带变频。根据超滤系统投用数量进行启停，并根据画面设定的变频值实现自动调频。可现场／DCS系统启停泵。

2.3.3 消防系统流程说明及管网压力控制方案

消防泵组主要为厂区的消火栓、消防水炮、消防喷淋系统、水幕及泡沫消防供水。消防系统采用独立高压消防给水系统，平时消防水系统由两台稳压泵（稳压泵设计一用一备，投自动时无法两台同时运行）维持管网压力1.1Mpa，当消防管网压力低于 1.1Mpa时自动启动一泵稳压泵P-8103A/B,当消防管网压力高于1.15Mpa时，自动停止稳压泵P-8103A/B。当某装置发生火灾，投用室、室外消防用水设施，室外专用消防水管网压力开始下降，当管网压力下降至设定压力（1.05Mpa）时，自动启动第一台电动消防泵P-8101A，当管网压力继续下降到设定压力(1.0 Mpa)时自动启动第二台消防泵P-8101B，当管网压力继续下降至设定压力（0.95 Mpa）时启动第三台消防泵P-8101C；如此时厂区停电或电动消防泵组出现故障，造成消防管线压力继续下降至设定压力（0.90 Mpa）时，启动柴油泵P8102A；如继续下降至设定压力（0.85Mpa）时启动第二台柴油消防泵P8102B。系统运行时DCS系统及现场控制系统对消防泵组运行参数进行监控，若出现故障自动进行声光报警。消防时生产消防蓄水水位开始下降，当降到设定水位，进水管线上浮球阀自动开启，向蓄水池补充自来水。

电动消防主泵P-8101A/B/C，现场有就地操作柱，可现场启停；DCS画面可选择“自动”和“手动”两种状态，在“自动”状态时，消防泵组根据管网设定值启动，在“手动”状态时，消防泵组可DCS人工启动，消防泵采用双电源供电。

当消防管网超过设定压力时，系统将自动打开泄压阀向生产消防水池泄压。火灾被扑灭后，由人工关闭消防水泵。

3 除盐水站工艺说明

3.1 自来水系统

自来水供水→PCFM变孔隙纤维过滤器→活性炭过滤器→阳离子交换器→除碳器→中间水池→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器（出水达到一级除盐水水质标准，可直接旁路到除盐水箱）。

自来水由自来水给水泵P-8105A/B/C送入纤维过滤器F-8121A/B去除悬浮物、部分有机物后进入活性碳过滤器F-8122A/B/C进行除臭、除味、脱色及去除余氯等氧化性物质。当运行时间或进出水压差达到设定值时，按自动或手动反洗程序进行反洗，反洗水来自反洗水池中的自来水。活性碳过滤器出水进入阳离子树脂交换器去除阳离子，当出口钠表值达到设定值后手动或自动跳入再生程序再生，再生剂为HCl,再生液流入废水池。阳床出水进入脱气塔顶部，经布水器均匀喷淋，风机由塔底向上鼓风，水、风逆向接触，脱去水中CO2，脱气后水收集在中间水池中，再由水泵送入阴离子树脂交换床，去除阴离子。当阴床出口电导＞10us/cm或出口SiO2分析仪超过设定值时,手动或自动跳入再生程序进行再生，经加热的再生剂（NaOH）由射流器供给，再生废液流入废水池，由泵送污水处理场排放。阴床出水电导≤2 us/cm时,流入除盐水箱；出水电导＞2us/cm时进入混合离子交换器；出水电导＞10us/cm时, 进行再生操作。

3.1.1 PCFM变孔隙纤维过滤器（F-8121A/B）

用微细且多束的柔软纤维丝，施以回转机具或压榨包等去压榨，使其孔隙变小，水中的悬浮物均被挡住留在过滤纤维丝外，经过滤后得到清洁的处理水。当过滤器被截留的悬浮污物（杂质）增多，处理水量下降，运行时间达到设定值时，自动进入反冲洗过程，让过滤器的压榨机具放松，使过滤纤维的孔隙在舒的状态下，用压缩空气和处理水反冲洗，将污物通过排放管排除，然后又自动进入过滤程序，从而实现去污存清的原理，运行、反洗过程示意图如下：

纤维束滤料

本系统配置2台流量Q=200 m3/h、DN1700mm*H4200mm钢制喷环氧树脂，部

不锈钢元件材质为SS304的纤维过滤器。

3.1.2 活性炭过滤器（F-8122A/B/C）

本系统配置3台Q=160 m3/h、DN3200mm*H2000mm的碳钢衬胶活性炭

过滤器。

为了防止离子交换系统进水水质的意外恶化有效去除水中的有机物，延长

树脂的使用寿命，在机械过滤器后设活性炭过滤器，活性炭过滤器装填高效净水炭，主要去除水中的有机杂质，进一步降低原水的浊度，保证进水水质符合离子

交换系统的要求。过滤器筒体上部设有进水装置，下部设有排水装置，运行时，

水经上部进入，流经滤层，从底部流出。

活性炭过滤器应定期进行反洗，以除去积附在表面的悬浮物等物质。反洗时，水从底部进入，自上部排出。

活性炭过滤器主要是通过吸附和过滤的作用去除污染物。它能有效去除部

分有机物、游离氯、少量的油及进一步降低水中有机物含量，也能去除水中异味、

色度。活性碳过滤器出水余氯≤0.1ppm，SDI≤4。

进水水质要求：进水浊度≤2NTU，进水余氯≤1mg/L；

出水水质要求：出水COD Mn<2.0mg/L，出水余氯<0.1mg/L；

主要运行机理：

a. 吸附的机理

溶质从水中移向固体颗粒表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者相互

作用的结果。引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的

高度亲合力。溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大，

则向表面运动的可能性越小。相反，溶质的憎水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要由溶质与吸附剂之间的静电

引力、德华引力或键力所引起。与此相对应，可将吸附分为三种基本类型：交换

吸附、物理吸附、化学吸附。在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在，

难于区分。

b. 影响吸附的因素

影响吸附的因素是多方面的，吸附剂结构、吸附剂性质、吸附过程的操作条

件等都影响吸附效果。

(1)．吸附剂的性质

由于吸附现象发生在吸附剂的表面上，所以吸附剂的比表面积越大，吸附能

力就越强，吸附容量也就越大，因此比表面积是吸附作用的基础，在能满足吸附

质分子扩散的条件下，吸附剂比表面积越大越好。例如，粉状活性炭比粒状活性

炭性能好，主要原因就在于它的比表面积比粒状活性炭的大。

吸附剂的种类不同，吸附效果就不同。一般来说，极性分子型吸附剂易吸附极性分子型吸附质，非极性分子型吸附剂易吸附非极性的吸附质。

另外，吸附剂的颗粒大小、孔隙结构及表面化学性质对吸附也有很大影响。

(2)．吸附质的性质

某种吸附剂对不同的吸附质的吸附能力是不同的。吸附质在水中的溶解度对吸附有较大影响。一般吸附质的溶解度越低，越容易被吸附，而不易被解吸。通常有机物在水中的溶解度是随着链长的增长而减小的，而活性炭的吸附容量却随着有机物在水中溶解度的减少而增加，因此活性炭在原水中对有机物的吸附容量随着同系物分子量的增大而增加。如活性炭从水中吸附有机酸的吸附容量的次序是：甲酸<乙酸<丙酸<丁酸。

吸附质分子大小和不饱和度对吸附也有影响。用活性炭处理原水时，对大分子有机化合物的吸附效果较小分子的有机化合物好。

吸附质的浓度对吸附也有影响。当原水中吸附质的浓度很低时，随着浓度的增大，吸附量也增大，但浓度增大到一定程度后，再增加浓度，吸附量所有增加，但很慢，这说明吸附剂表面已大部分被吸附质所占据。当全部吸附剂表面被吸附质所占据时，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了。

(3)．吸附操作条件的影响

在原水处理中，进水水质和选用的吸附剂确定后，吸附效果主要取决于吸附过程的操作条件，如温度、吸附接触时间、原水的PH值等。

原水处理的吸附过程主要是物理吸附，是放热反应，温度高则不利于吸附过程，而温度低则有利于吸附，所以往往是常温吸附、升温解吸。在吸附过程中，应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。吸附平衡所需的时间取决于吸附速率，吸附速率越高，达到吸附平衡所需的时间越短。在实际操作中要控制进水的流速不宜过大或过小。流速过大，不利于两相充分接触，流速过小，影响设备的生产能力。

原水处理中，PH值对吸附的影响主要由于PH值对吸附质在水中的存在形式（分子、离子、络合物）有影响，进而影响吸附效果。

吸附剂及其再生

a．吸附剂

从广义而言，一切固体物质的表面都有吸附作用，但实际上，只有多孔物质由于具有很大的比表面积，才能有明显的吸附能力，才作为吸附剂。原水处理过程中应用的吸附剂主要是活性炭。活性炭是一种非极性吸附剂，是由含碳为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前工业上大量采用的是粒状活性炭。活性炭主要成分除碳以外，

还有少量的氧、氢、硫等元素，以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。

b．吸附剂的再生

吸附剂达到一定的吸附饱和度之后，必须进行再生，以达到重复使用的目的。所以再生是吸附的逆过程。

目前，吸附剂的再生方法有热处理、化学氧化、溶剂法等。在水处理中，应用较多的是热处理法。

热处理再生活性炭一般分三个步骤进行：

(1)、干燥

加热到100～150℃，将吸附在活性炭细孔中的水分（含水率将近40%～50%）蒸发出来，同时部分低沸点的有机物也随着挥发出来。

(2) 、炭化

水分蒸发后，继续加热到700℃，这时，低沸点有机物全部脱附。高沸点的有机物由于热分解，一部分成为低沸点的有机物被脱附，另一部分被炭化，残留在活性炭微孔中。

（3）、活化

将炭化后留在活性炭微孔中的残留碳通入活化气体（如水蒸气、二氧化碳及氧）进行气化，达到重新造孔的目的。活化温度一般为700～1000℃。

3.1.3离子交换系统（V-8124A/B、V-8130A/B、V-8132A/B/C/D/E）

A、阳离子交换器：用于交换水溶液中的阳离子,当离子交换树脂中的可交换离子耗尽后，需用盐酸进行再生。阳床的运行采用以出水钠表信号控制为主，流量累积信号控制为辅。

本系统配置2台Q=200 m3/h 、DN3200mm，碳钢衬胶阳离子交换器。罐体配有进、出水及取样装置(包括取样用阀门和取样水槽及其固定设置等)；每套出水管道上配有1台树脂捕捉器（DN200）；设备本体进出水配有耐腐蚀压力表及其隔离阀(包括式压力表及表前一次阀门)。试压完毕后，壁除净毛刺、焊渣后作喷砂除锈处理，衬胶厚度为5mm(层3mm，外层2mm，交叉粘贴)。

设备本体配有进、出水及取样装置(包括取样用阀门和取样水槽及其固定设置等)。

B、阴离子交换塔用于交换通过该交换塔水溶液中的所有阴离子，包括硅酸离子、碳酸离子、硫酸根离子等。阴床出水电导≤2 us/cm时,流入除盐水箱；出水电导＞2us/cm时进入混合离子交换器；出水电导＞10us/cm时, 进行再生。

设备本体上设人孔，以便于设备及设备附件的安装检修，同时，设备本体上设树脂进出口，每套出水管道上配有1台树脂捕捉器（F-8131A/B DN200）。

设备本体配有进、出水及取样装置(包括取样用阀门和取样水槽及其固定设施