吨日反渗透海水淡化工程项目建议
2000吨/日反渗透海水淡化工程
项
目
建
议
书
杭州水处理技术研究开发中心
目录
第一节概述 (2)
1.1项目背景 (2)
1.2水资源现状 (2)
1.3建设海水淡化项目的必要性和意义 (2)
第二节工艺技术初步方案 (3)
2.1海水取水 (3)
2.2海水一级预处理 (3)
2.3海水二级预处理 (4)
2.4反渗透海水淡化系统 (4)
2.5产品水后处理及供水 (5)
第三节原材料供应及外部配套情况 (7)
第四节工程设备投资估算 (8)
4.1设备投资概算 (8)
4.2土建及配套设施投资概算 (10)
第五节占地面积 (11)
第六节运行费用估算 (12)
6.1、运行费用估算 (12)
第七节项目实施初步计划 (13)
第一节概述1.1项目背景
1.2水资源现状
1.3建设海水淡化项目的必要性和意义
第二节工艺技术初步方案
2000m3 /d反渗透海水淡化工程分为四部分，即海水取水、海水一级预处理、海水二级预处理、反渗透海水淡化及产品水后处理供水。整体工程的技术路线如下：
海水冷却水池—→海水取水—→水力澄清池—→重力无阀滤池—→中间海水池—→海水增压泵—→多介质过滤器—→保安过滤—→高压泵+能量回收装置+压力提升泵—→反渗透海水淡化装置—→产品水后处理—→产品水池—→供水泵—→自来水管网。
2.1海水取水
取水量为240 m3/h，取得的海水通过管道送到位于工程现场的水力循环澄清池。
2.2海水一级预处理
海水一级预处理部分由水力循环澄清池、重力式无阀滤池及液氯、混凝剂和助凝剂自动投加设备及中间海水池组成，设计处理量为240m3/h。
由于海水水源为表层海水，海水中存在大量微生物、藻类和细菌，细菌、藻类繁殖和微生物的生长会直接影响反渗透海水淡化系统及工艺管道件的正常运行。因此，本设计采用投加液氯杀菌灭藻方案。投加量为2-3mg/l，投加点设在水力澄清池前的海水输水管上。
由于海域周期性涨潮、退潮的影响，海水中夹带大量的泥沙，浊度高，设计中采用两级预处理方案，海水一级预处理由水力澄清池、重力无阀滤池组成。目前国内外海水淡化工程多采用铁盐作为海水预处理系统中的混凝剂。由于海水比重较大、铁盐生成的矾花比重大在海水中易于沉降，本设计选用三氯化铁作为混凝剂，预计投加量视海水浊度变化在40-80mg/l之间：骨胶为助凝剂，投加量为2-3mg/l。经海水一级预处理，要求海水浊度降到3-5度以下，进入中间海水池。中间海水池系过渡性水池，要求有30分钟的储水
量，初步确定中间海水池容积为200m3。
2.3海水二级预处理
海水二级预处理部分由海水增压泵、多介质过滤器、微絮凝剂、还原剂、阻垢剂自动投加设备等组成，设计处理水量为220m3/h。
系统设置压力式多介质过滤器旨在进一步降低海水浊度，以便达到反渗透海水淡化系统对海水给水的水质要求，即污染指数（SDI）＜4。滤器采用钢衬胶结构，滤速宜控制在8m/h以下，滤器内部反洗布气管采用316L不锈钢材质。系统设置六台直径为2500毫米的多介质过滤器，并联运转，手动操作。设置多介质过滤器反冲洗系统，配置罗茨风机，以提供反洗气源。
一般在反渗透脱盐系统前的海水预处理设备及管系中海水余氯应保持在0.2-0.5mg/l，以防止微生物的生长，但以聚酰胺为膜材料的反渗透海水复合膜耐余氯性很差，需投加还原剂脱余氯。投加阻垢剂是为了防止难溶性无机盐类在反渗透海水淡化过程出现沉淀结垢，选用硫酸作为阻垢剂，调节进入反渗透海水淡化系统的海水PH值在6.4-6.8之间。
2.4反渗透海水淡化系统
反渗透海水淡化系统由高压泵、能量回收装置、压力提升泵、变频控制高压泵柜、反渗透装置及辅助设备组成。
反渗透海水淡化采用多组件并联一级一段式流程，以便提高系统脱盐率并确保单个元件的水回收率低于10%。反渗透压力管采用国产玻璃钢压力管，耐压1000PSi，它具有膜元件组装、检查及拆卸简便之特点。膜元件为美国陶氏公司生产的SW30HR-380海水淡化复合膜元件或日本东丽公司生产的TM820-370海水淡化复合膜元件。其元件最低脱盐率可达到99.5%。由于陶氏公司和东丽公司生产的膜元件综合性能指标高（产水量和脱盐率综合考虑），使用寿命长，性能稳定，深受用户欢迎，在世界范围内得到广泛运用。
系统实行计算机和可变程（PLC）自动控制。通过工控机、可编程控制器构成一个分散采样控制，及中间是操作的控制系统。对海水淡化系统水质、温度、流量及PH值等相关物理模拟量实现现实、存储、统计、制表和打印。
在工艺和控制技术上采取如下措施：
?海水取水泵设置自动控制；
?水池分别设置高、低液位开关，并与对应水泵连锁；
?加药计量槽设置低液位报警；
?高压泵前设置低压开关，当系统流量、压力出现反常时，自动连锁报警、停机，以保护高压泵和反渗透膜；
?设置淡化水出口旁路阀，当产品水含盐量超出设定值时，自动把淡化水切换到浓水、报警；
?设置停机冲洗系统，一旦停机，用淡水自动冲洗，置换出反渗透组件内的浓缩海水，以防止加入阻垢剂后产生的亚稳态过饱和微溶盐
产生沉淀；
?设置pH检测仪，连续监视pH值。
反渗透海水淡化用高压泵采用进口多级离心高压泵，过流材质为904L 不锈钢，具有运行平稳、低噪音、耐腐蚀性好等优点。压力提升泵采用美国能量回收公司生产的高压增压泵，过流材质为双相不锈钢。能量回收装置采用美国能量回收公司的压力交换式能量回收产品，其能量回收率可达90-95%。本系统采用压力式能量回收装置回收排放高压浓缩90%以上的能量，使能耗大幅度降低。
考虑到我国沿海海水水温季节性变化较大，单位产水量的能耗变化较大，系统采用变频控制技术来控制高压泵的启动、运行、关闭，以节约单位产水的能耗，使反渗透海水淡化系统稳定、可靠地运行。
辅助设备主要指反渗透装置的化学清洗和杀菌设备，以实行对反渗透装置定期清洗灭菌及较长时间停机时的保护。
2.5产品水后处理及供水
产品水后处理及供水系统由产品水池、供水泵、PH调节和液氯自动注入设备等组成。
本系统设计500m3产品水池一座，供水泵选择IH系列不锈钢离心泵，扬程大于40米，以便能向自来水管网直接供水。产品水在进入自来水管网前
投加碱，调节PH至6.5-7.0，同时注入液氯，以维持自来水管网末端余氯量在0.3mg/L以上。
第三节原材料供应及外部配套情况工程所需原材料如下：
海水用量：5700m3/d（取自大海）
供电：350kW·h
混凝剂（三氯化铁）：30吨/年
助凝剂（骨胶）：0.75吨/年
阻垢剂（硫酸）：10吨/年
还原剂（NaHSO3）：2吨/年
所需原材料国内均可供货，货源充足。
第四节工程设备投资估算
4.1设备投资概算
1、海水取水部分
海水取水泵（二开一备） 19.5万元
海水取水、输水管道铺设施工 10.0万元
合计 29.5万元
2、海水一级预处理部分
液氯自动投加设备 4.6万元
混凝剂、助凝剂自动投加设备 8.2万元
合计 12.8万元
3、海水二级预处理部分
海水增加压（二开一备） 28.4万元
水泵变频控制柜 5.8万元
多介质过滤器（六台） 54.0万元
罗茨风机 2.5万元
保安过滤器 8.6万元
化学剂自动注入设备（六套） 4.8万元
系统管道件、阀等 15.8万元
合计 119.9万元
4、反渗透海水淡化除盐部分
反渗透高压泵（二台） 82.8万元
压力提升泵（二台） 35.8万元
变频水泵控制柜（二台） 23.2万元
能量回收装置（二套） 150.2万元
反渗透海水淡化装置（二套） 260.0万元
膜化学清洗及杀菌设备 6.0万元
系统管道件、阀等 80.0万元
合计 638.0万元 5、产品水后处理部分
产品水输送泵（三台） 4.5万元
液氯自动注入设备（一套） 3.5万元 pH调节设备 0.8万元系统管道件、阀等（150米计） 5.2万元
合计 14.0万元 6、中央控制部分
中央控制监控台 11.0万元
计算机PLC系统 25.0万元
配电系统 35.0万元
合计 71.0万元 7、其他
仪器仪表及控制器件 40.0万元
电动阀门、高低压开关、液位控制等 40.0万元
工程电缆电器件等 12.0万元
钢结构件、坚固件等 6.0万元
合计 98.0万元
设备及材料总计 983.2万元 8、设备运输及现场施工
设备包装 4.0万元
运输费用 14.0万元
现场设备就位 5.0万元
安装调试及人员培训等 35.0万元
合计 45.0万元
设备部分总投资 1028.2万元
4.2土建及配套设施投资概算
冷却海水池（200m3） 8.6万元
水力澄清池（240m3/h） 50.0万元
重力无阀滤池（240m3/h） 35.0万元
中间海水池（200m3） 10.7万元
产品水池（500m3） 25.7万元
主厂房（576m2） 57.6万元
厂区配套用房（200m2） 19.2万元
厂区围墙、道路、绿化、给排水施工 20.0万元
电缆、电气体及配电施工 25.0万元
合计 251.8万元
总计1280.0万元注：以上估算尚未考虑征地及场地平整费用。
第五节占地面积
2000m3/d反渗透海水淡化工程占地面积约4亩。主厂房建筑面积576平方米，主设备厂房288平方米，层高7米，辅助用房及办公用房合建面积约288平方米，一层作辅助用房，二层作办公用房，单层高3.5米；中间海水池容积为200立方米；产品水池容积为500立方米。厂区内其它配套用房约200平方米。
第六节运行费用估算
6.1、运行费用估算
（一）计算依据
装置生产能力 2000m3/d
开工率每年330天
总投资 1280.0万元
电费成本 0.4元/度
单位产水耗电量 4.0度
维修费（以总投资计） 2.0%/年
装置及建筑物寿命年限 20年
反渗透元件使用寿命 5年（平均）
化学剂及易耗品费用 0.5元/立方米
劳动力（三班八人制） 12000元/人·年
管理费劳动力的25%
（二）制水费用估算
膜更换费用 0.33元/立方米
维修费用 0.30元/立方米
药品及易耗品费用 0.50元/立方米
电费成本 1.60元/立方米
劳动力费用 0.15元/立方米
管理费用 0.04元/立方米
制水运行费用 2.92元/立方米
折旧费用 0.99元/立方米
总制水费用 3.91元/立方米
第七节项目实施初步计划
反渗透海水淡化工程具有工艺成熟、实施周期快、出水有保障等特点。国家海洋局杭州水处理技术开发中心已承担多项千吨级反渗透海水淡化工程，积累了丰富的工程经验，项目实施时，设备采购阶段与土建水电施工阶段可同步交叉进行，节约项目完成时间，项目实施初步计划如下：
1、施工准备工作1个月；
2、土建和水电施工阶段3~4个月；
3、设备订货采购、加工阶段3~4个月；
4、设备安装、调试、系统试运行和人员培训1~2个月。
估计整个项目完成时间约5个月。