饮用水水质处理工艺设计研究
饮用水水质处理工艺设计研究 摘要：水是人类生存的基本条件，水资源问题是社会经济可持续发展最突出的 问题之一。我国矿区及其周边饮用水水质普遍受到矿区的影响，严重威胁当地居 民的身体健康。本文结合矿区的饮用水水质特点，结合基本的水处理技术，提出 了一套适合矿区及周边饮用水水质处理的工艺技术，可大大缓解矿区生活用水的 污染问题。关键词：矿山，饮用水，工艺 0引言 矿区及其周边饮用水污染问题已成为当前威胁矿区人民身体健康的重要 问题，目前，我国大多数矿区及其周边居民的生活饮用水资源相当匿乏且存在一 定程度的污染。矿区及其周边的特殊环境使得当地居民以地下水作为主要的饮用 水源，由于矿区的特殊的环境使得当地的地下水受到了一定的污染，有些严重到 不能直接饮用。如何及时有效的对矿区周边的地下水进行适当处理，是关系到矿 区职工及矿区周边人民身体健康的重要因素。本研究在对矿区周边地下水水质情 况进行充分分析的基础上，并结合经济成本，提出了一套切实有效的矿区周边饮 用水处理工艺。
1工艺流程 多介质过滤器+保安过滤器+纳滤（NF）+浓水回收纳滤系统的处理装置， 新建提水泵房一座，设3台离心泵，为多介质过滤器供水。通过纳滤膜分离作用 分离出清水和浓水，纳滤回收率≥75%，总硬度硫酸盐去除率≥95%，总脱盐率 ≥75%；
纳滤浓水进入浓水回收纳滤，浓水回收纳滤回收率≥60%，基金项目：北 华航天工业学院博士科研基金项目（BKY201602）收稿日期：2018-03-17第一作 者简介：王红梅（1981-），女，硕士，河北石家庄人，从事水处理研究工作。
总硬度硫酸盐去除率≥95%，总脱盐率≥70%；
保证连续运行状态下纳滤系统总回 收率≥90%。纳滤产水排入产水池，重力自流进入进水渠，与未处理的水在西干 渠混合，按原供水方式输送到最终的用水点。纳滤最终浓水排入修建的浓水管网， 输送至指定地点。
2技术指标2.1提水泵房 （1）提水泵 从原水进水池到水处理车间有6米的高差，提水泵是把水从进水池提升到 水处理车间。
（2）多介质反洗泵 预处理为多介质过滤器，当运行一段时间后，进出水的压力就会产生变化， 为保证预处理能够正常运行，当压差达到1.5bar时，要对多介质过滤器进行反洗， 反洗水使用原水，因此反洗泵也设置在提水泵房。
2.2水处理车间 水处理车间主要包括多介质过滤机组、纳滤提升泵及主管路设备、主纳滤 系统、浓水回收纳滤设备、纳滤加药单元、化学清洗单元、空气系统、纳滤浓水 收集水池、中间水池及消防设备、产水池及其设备。处理车间内设有变配电室、 控制室。
（1）多介质过滤器 为保护保安过滤器滤芯不被固体颗粒物损伤，降低过滤系统的运行风险， 在保安过滤器前设置多介质过滤器，拦截水中的固体物质。技术参数为：处理能 力：77.5m3/h×6套 （2）中间水池 功能：储存多介质过滤器出水，并作为纳滤系统的进水。技术参数为：池 体尺寸：2.6m×3.5m×5.7m；
有效容积：41m3；
结构形式：钢筋混凝土，地上。
（3）纳滤进水总管路及仪表 a.在纳滤进水总管道上设置PH仪表、ORP检测仪表、浊度仪、电导率检测 仪表、温度传感器、压力变送器和流量传感器，检测水质变化，调整加药量确保 整个系统可靠运行。当进水水质（温度、压力、浊度、ORP、PH）发生变化时 系统自动改变运行方式，以保证系统可靠运行。b.在浓水池和产水池分别设置液 位计，测量高，中，低液位，控制系统启停。C.系统内仪表系统由各种传感器和变送器组成。变送器的标准4-20mA直流信号首先送至现场PLC，再通过以太网 传送到控制室监控计算机；
在自控柜上的人机界面上可以显示主要的工艺参数， 在厂区中央控制室监控计算机的显示器和液晶显示器上可以显示全部监测的设 备状态、工艺参数等。
（4）纳滤主处理单元 功能：去除原水中的总硬度和硫酸盐，净化后的产水进入产水池。纳滤脱 盐单元主要包括滑架、高压泵、保安过滤器、压力容器、膜元件、管道仪表和就 地电控箱等组成。设备技术指标产水量：4200.5m3/d；
膜压力外壳数量：40支；
纳滤膜元件数：240支；
压力容器排列方式：24∶16；
纳滤系统回收率：75%；
主架机数量：2。
（5）浓水回收处理单元 功能：原水经过主纳滤系统后的浓水进入浓水回收纳滤系统，提高整个系 统的回收率，其产水和主纳滤系统产水混合进入产水池，浓水排放。浓水回收纳 滤脱盐单元主要包括滑架、高压泵、保安过滤器、压力容器、膜元件、管道仪表 和就地电磁阀岛箱等组成。设备技术指标：产水量：1610.5m3/d；
膜压力外壳数 量：17支；
纳滤膜元件数：102支；
纳滤系统回收率：60%；
主架机数量：1。
（6）化学清洗单元 根据主纳滤处理单元和浓水回收纳滤处理单元的膜元件的污堵情况，配套 膜的化学清洗单元，三套DF系统共用1套化学清洗系统。设置一套纳滤膜清洗设 备。化学清洗单元包括清洗水箱、清洗水泵和保安过滤器。纳滤膜的化学清洗药 剂是根据膜受到的不同污染情况而选择的。一般来说，纳滤膜的清洗分为酸性清 洗和碱性清洗两大类。化学清洗装置为撬装设备，投标人负责将各部件组装在一 起，形成一个完整的撬装设备。至少包括：清洗水箱、电加热器、CIP清洗水泵、 保安过滤器、液位计（带远传信号）、PH计、ORP表、压力表、电控箱、本体 所有管道、管件、手动阀门、钢支架。
（7）加药单元 加药装置包括纳滤加阻垢剂、还原剂、加酸/碱和加杀菌剂成套装置。计 量泵采用米顿罗、帕斯菲达、普罗名特或同等品牌。根据当地提供的水质资料， 按以上的纳滤预处理工艺进行计算。加药装置应有效的保证系统运行的用药液量及保证运行效果。装置含有的设备及设计思路避免未受污染的膜元件由于药品加 入而造成的膜污染问题以及考虑配药的便捷和维修的方便。加阻垢剂装置由1台 PE药箱、2台计量泵（1用1备）、入口过滤器、阻尼器以及辅助设备、管路、阀 门、管件等组成。阻垢剂加入点：单套纳滤进水管口。溶液箱配液位开关，保护 泵不吸空；
配液位变送器（带4~20mA远传信号），实现高低液位报警。加还原 剂装置由1台PE药箱、2台计量泵（1用1备）、入口过滤器、阻尼器、搅拌器以 及辅助设备、管路、阀门、管件等组成。还原剂加入点：纳滤进水总管。加酸/ 碱装置由1台PE药箱、1台计量泵、入口过滤器、阻尼器以及辅助设备、管路、 阀门、管件等组成。
3结语 本工艺参考基本水处理方法，同时结合经济、环境等因素，设计出针对矿 区周边地下水水质特点的处理工艺，在一定程度上可以很好为今后的矿区地下水 的开发和利用起到技术支撑。本工艺设计相对简单易行，经过试运行处理效果好， 具有投资、运行费用低的特点。同时考虑到工作人员自身因素，本工艺自动化程 度高且操作管理方便，可以很好地对矿区周边的地下水进行有效的处理，以保障 当地人民的身体安全。