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高能离子水处理方案一一水处理系统DESEN叶志钊,叶歆蒋,江沛芸概述1当人类进入世纪最后的年,可持续发展战略呼之欲出,人与自然的关系也从控制、改造转变为协调、共生2010因此,我们必须考虑水的自然属性、经济属性与社会属性国际上,特别是欧美等发达国家早已提出并采用了水的生态循环概念,以水的可持续性发展为宗旨,综合考虑水生态环境和重点突出水的再生循环利用就全球发展战略而言,世纪是将可持续发展战略走向实施的世纪中国在实施可持续发展战略中,水的可持续发21展已处于十分重要的地位,“水是人类生存的生命线,是经济发展和社会进步的生命线”国务院总理温家宝年20077月日主持召开国务院常务会议,研究部署当前节能减排工作,讨论并原则通过《中华人民共和国科学技术进步法(修11订草案)》在《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》(国发号)和《国民经济和社会发展第十个五年
[2005]22计划水利发展重点专项规划》中也均提出环保和充分利用水资源,特别是要重视水的循环利用水处理系统作为符合标准,并同时具有环保、高效、节能、安装简便等特点,是目前世界上替代DESEN ASHRAE化学水处理方法的卓越水处理系统水处理系统的优势
1.1DESEN针对冷却循环水进行处理,具有的优势体现在()可以有针对性的为客户的冷却水系统提供解决方案,阻止水垢,1控制腐蚀,杀灭细菌和抑制藻类的生长;()完全代替目前的化学药剂处理;()性能卓越,效果已经得到广大用户的证23实;()高品质,质量可靠;()环保、节能,节水和环保效果明显;()为客户带来巨大的经济利益和社会效益;()4567安装简便,可以根据现场的情况采用不同的安装方式;()无须人工操作,运行和维护费用低廉8水处理系统工作原理
1.2DENSEN综合了当今世界上处理循环水的最前沿技术,利用氧化还原技术来阻止循环水系统中的硬垢产生,控制腐蚀,杀灭细菌和抑制藻类的生长,完全替代目前化学药剂处理,全面和系统的解决循环水系统中的问题,提高冷却水系统中的热交换效果水垢控制当水高能离子风吹入水中,水分子的氢键会得到极大的增强,从而水中可溶解的、和会不断的增Ca2+Mg2+CO多,即使当水温升高时也不会以、的硬垢形式析出来,达到阻止硬垢的目的如果能量增进器向水中增CaCO3MgCO3进的能量达到一定量时的结晶形式会发生改变,形成一种松软的水垢(文石),可以被水流带走,从而在冷凝CaCO3器管壁上不会有任何硬垢的生成腐蚀控制当水高能离子风吹入水中,水中的能量增强,水中的氧原子在获得一定能量情况下,和冷却水系统的钢材氧化产物会以黑色的磁铁层()形式存在;或者和冷却水中的铜材会以红色的氧化亚铜()的氧化物形式存在这些Fe3O4Cu2O和氧化物都比较稳定、致密,延缓腐蚀过程进一步恶化,从而可以有效的控制器材的进一步腐蚀!Fe3O4Cu2O微生物控制当水高能离子风吹入水中,冷却水系统中释放一定量的金属离子,或者通过控制水中的氧化还原电位在一定的水平,对冷却水系统中细菌进行灭杀和抑制藻类的生长!设计基础2方案编制依据
2.1《工业循环冷却水处理设计规范》;1GB50050-2007《地表水环境质量标准》;2GB3838-2002业主提供的相关资料3原则
2.2根据业主补充水水质情况,采用的技术先进成熟,处理后水质达标稳定,达到防垢、有效控制腐蚀及控制微生物的目的,运行费用较低,投资经济合理;自动化程度高,运行稳定可靠,总平布置紧凑,节省占地空间设计参数
2.3系统设计规模及相关参数
2.
3.1本次设计的系统循环量为为台循环量逆流式机械风冷冷却塔,换热器主要为列管式换热器4000m3/h,22000n/h及聚合釜夹套撤热,换热器材质主要为碳钢、不锈钢,循环冷却水系统概况如下循环水总量:4000m3/h2000m3/hx2系统保有水总量4000m3冷却水进出冷却塔温差〜4℃正常/平均MAX5℃冷却水进冷却塔温度〜26℃正常/平均MAX35℃系统水质情况
2.
3.2根据业主所提供的补充水为深井水,水质如下序号项目单位正常/平均最大最小1PH777电导率2pS/cm80010506503TDS mg/L总硬度4CaCO3mg/L320380300总碱度CaCO35mg/L2202601306氯离子mg/L70105607总铁mg/L8二氧化硅mg/L总悬浮物9NTU10COD mg/L设计运行参数
2.
3.3根据业主所提供的补充水水质,补水硬度、碱度均非常高,水质较差综合考虑以上的因素,水处理系统DESEN暂时设计的运行技术参数如下序号项目单位参数1PH
6.5〜
8.02电导率pS/cm1200-20003TDS mg/L700-12004总硬度CaCO3mg/L7005总碱度CaCO3mg/L500氯离子mg/L30067总铁mg/L
1.08二氧化硅mg/L1509浊度NTU1010浓缩倍数11LSI3设计处理目标
2.
3.4根据《工业循环冷却水处理设计规范》设计目标为:GB50050-2007,序号项目参数备注设备传热面水侧年污垢热阻值1水垢控制
3.44x10-4m2K/W异养菌总数微生物控制
23.44x104m2K/W碳钢设备传热面水侧V
0.075mm/ao腐蚀控制3铜及不锈钢设备传热面水侧v
0.005mm/ao系统设计方案3水质特性及循环冷却水系统概况
3.1业主的补充水电导率为总硬度约碱度为硬度大于碱度,为正硬度水,氯离子含量为800pS/cm,320mg/L,220mg/L,水质很差70mg/L,由于补充水水质较差,在浓缩倍数较低的情况下,结垢倾向也严重,在使用高能离子净化装置后阻垢缓蚀DASEN会产生细小颗粒的文石状软垢,此垢不易附着在换热设备上,可随水流带走系统进出冷却水塔温差为℃循环水的蒸发量较小4,系统的换热器形式主要为聚合釜夹套换热及列管式换热器,材质主要为碳钢、不锈钢根据以上分析,因此本案的的重点是防止设备结垢、延缓腐蚀和杀菌抑藻本次设计的系统循环量为4000m3/ho处理工艺选择
3.2水处理系统
3.
2.1DESEN根据冷却水系统情况及所设计的运行参数,本项目设备选型方案如下:序号设备名称型号数量备注1能量增进器GTE-CVF-12套2杀菌抑藻信号发生器GTC-BDD-12套旁滤系统
3.
2.2由于补充水水质较差,在浓缩倍数较低的情况下,结垢倾向也严重,在使用高能离子净化系统后,有可能DESEN会产生细小颗粒的文石状软垢为确保循环水中的浊度达标,必须配备旁滤系统按设计规范,旁滤系统处理量一般按循环水量的进行设计,考滤业主的水质情况,建议按进行设计,即旁滤处理量为2~5%5%200m3/h排放系统
3.
2.3根据目前业主的运行状况看,水质变化较大,主要问题排污量影响,用户应根据电导率的变化及时调整排污量建议用户可增设一套实时电导率仪,排污管增设一调节阀,系统根据排污量自动调节排污水量参见附图、附图12运行4本项目净化系统设计运行技术参数如下DESEN序号项目单位参数1PH6・5~
8.02电导率pS/cm1200-20003TDS mg/l700-12004总硬度CaCO3mg/l7005总碱度CaCO3mg/l5006氯离子mg/l3007总铁mg/l
1.08二氧化硅mg/l1509浊度NTU1010浓缩倍数11LSI3经济效益分析5运行费用
5.1人工费该系统为自动运行系统无人工操作,故无人工操作费;药剂费该系统采用纯物理方法进行水处理,故无药剂费;电费该系统采用电源系统总功率220V/50Hz能量增进器杀菌抑藻处理器系统合计----5Wx1001000W61500W如工业用电按元/度计,运行费用为元/小时
0.
51.50运行总费用元/时小时/年万元/年+折旧万元/年=
1.50*8000=
1.25万元=
6.2其中年运行时间按小时计算以下相同8000化学处理方法运行费用估算
5.2缓蚀阻垢剂费用按目前使用最为广泛的低磷聚合物与复合配方的缓蚀阻垢剂进行估算1Zn2+每年对冷却水塔进行清池,初期预膜的药剂浓度按正常运行时按估算,按目前业主所提供的补充200ppm,50Ppm水量,浓缩倍数按计,计算排污量为则
220.8m3/h,年药剂用量=()200ppmx4000m3+
20.8m3/hx8000x50ppm/1000=8324kg按目前缓蚀阻垢剂的市场价格约万元/吨估算2年药剂费用万元=8324x2/1000=
16.65其中排污量=蒸发量/(浓缩倍数-1)=121・循环水量/(浓缩倍数一1)=
0.0013x4x4000/(2-1)=
20.8m3/h(当地年平均气温按℃根据值选取)保有水量按15,GB50050-2007k
0.001340000()杀菌灭藻剂按目前较为普通的次氯酸钠氧化性杀菌剂估算,年加药时间按个月计25连续投加有效氯浓度取次氯酸钠溶液浓度按(质量百分比)
0.5mg/L,10%^ffi=[(400m3/hx
0.5x24x150)/
0.1)]/1000=72000kg/^按目前次氯酸钠的市场价格万元/吨估算10%
0.06年药剂费用万元=72000x
0.07/1000=
5.04年药剂总费用・・・万元/年=1665+504=2169系统节约费用估算
5.3DESEN总共节约的费用为万元/年一万元/年・万元/年
21.
696.2=1549间接经济效益
5.4()系统是纯物理方法处理循环水,不增加任何化学药剂,故排放的污水也可以直接重新利用于灌溉、1DASEN冲洗地板等;()符合节能减排政策,可大量减少污水排放;()降低设备腐蚀,延长设备使用寿命;()提高设234备的换热效率,降低能耗、物耗;附图设备外形图1nd均布附图工艺流程示意图2(本栏目由上海志钊环保科技有限公司技术支持)。
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