GBJ 109-1987 工业用水软化除盐设计规范.pdf

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1、建标中华人民共和国国家标准工业用水软化除盐设计规范北京中华人民共和国国家标准工业用水软化除盐设计规范主编部门中华人民共和国水利电力部批准部门中华人民共和国家计划委员会施行日期年月日关于发布工业用水软化除盐设计规范的通知计标号根据原国家建委建发设字第号文的通知由水利电力部会同有关部门共同制订的工业用水软化除盐设计规范已经有关部门会审现批准工业用水软化除盐设计规范为国家标准自一九八八年四月一日起施行本标准由水利电力部管理其具体解释工作等由水利电力部西北电力设计院负责出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织国家计划委员会一九八七年七月二十五日编制说明本规范是根据原国家基本建设委员会建发设字第号文

2、通知的要求由我部西北电力设计院负责主编并会同有关部门的设计单位共同编制而成在本规范编制过程中遵照我国经济建设的有关方针政策结合国内现有技术经济状况进行了较为广泛的调查研究认真总结了全国各地的实践经验征求了全国有关设计施工科研和高等院校等单位的意见最后由我部会同有关部门审查定稿本规范共分六章和三个附录其主要内容有总则水处理站软化和除盐后处理药品贮存和计量控制及仪表等鉴于本规范系初次编制在执行过程中请各单位结合工程实践认真总结经验注意积累资料如发现需要修改和补充之处请将意见和资料寄水利电力部西北电力设计院西安市并抄送水利电力部电力规划设计院北京市六铺炕以便今后修订时参考水利电力部年月目录第一章总则

3、第二章水处理站第一节一般规定第二节设备布置第三节管道布置第三章软化和除盐第一节一般规定第二节系统选择第三节设备选择第四章后处理第五章药品贮存和计量第一节一般规定第二节石灰第三节凝聚剂第四节酸碱第五节盐第六章控制及仪表附录一习用的非法定计量单位与法定计量单位的换算关系表附录二离子交换器设计数据插表附录三本规范用词说明附加说明第一章总则第条工业用水软化除盐设计必须认真执行国家的技术经济政策结合工程特点合理选用水源节约能源和水资源保护环境改善劳动条件提高经济效益并便于安装操作和维修做到技术先进工艺合理安全适用第条本规范适用于新建扩建和改建的工业用水软化除盐工程的设计第条工业用水软化除盐系统的设备和厂

4、房是分期建设或一次建成应根据主体工程建设规划生产特点原水和供水条件供水量水压水质等要求综合考虑并经技术经济比较确定第条扩建或改建水处理站的设计应充分合理利用原有的建筑物和水处理设施第条工业用水软化除盐设计应在不断总结生产实践经验和科学实验的基础上结合工程具体情况积极慎重地采用新技术新材料新设备第条在工程设计中除应执行本规范外还应执行国家现行的有关标准规范的规定第二章水处理站第一节一般规定第条水处理站在厂区的总平面布置应符合下列要求一靠近主要用水对象二交通运输方便三宜远离煤场灰场等有粉尘飞扬的场所并位于散发有害气体烟尘水雾的构筑物常年主导风向的上风侧第条水处理站宜设计为独立建筑规模不大时也可与其

5、它建筑物合建但不宜建在楼层上第条水处理站应设置生产管理仪表控制化学分析设备维修药品贮存和值班人员所需要的辅助间当工厂内设有中心化验室和维修车间时辅助间的面积应相应减少第二节设备布置第条水处理站的设备布置应符合下列规定一按工艺流程顺序排列二节约用地减少对主操作区的噪声干扰三便利操作与维修第条澄清池器过滤池器和各种水箱可布置在室外顶部宜设人行通道第条当水处理设备布置在室外时其运行操作部位及仪表取样装置阀门等宜集中布置并有防雨防冻防晒的措施第条主操作通道的净宽不宜小于并应满足设备的检修需要巡回检查通道净宽不宜小于第条经常检修的水处理设备和阀门应设检修扶梯平台和起吊装置第条酸贮存槽宜布置在室外寒冷地区

6、碱贮存槽可布置在室内酸碱贮存槽宜靠近废液中和池第条空气压缩机和罗茨鼓风机宜布置在单独的房间内并应采取消声减噪措施第条程序控制室和化学精密仪器室应采光良好并应装设空气调节装置第三节管道布置第条管道布置应符合下列要求一管线短附件少整齐美观二便于安装检修和支吊三不影响设备的起吊和搬运四不应布置在配电盘和控制盘的上方第条石灰乳液的自流管坡度不应小于管道应减少弯头形管等管道的弯头三通和穿墙处管段应设法兰水平直管超过时应分段用法兰连接第条经常有人通行的地方酸碱液及浓氨液管道不应架空敷设如架空敷设必须采取防护措施第三章软化和除盐第一节一般规定第条工业用水软化除盐设计应取得当地可利用水源的水量和水质分析资料掌

7、握其变化规律和外界环境对水源水量水质的各种影响并应选择有代表性的水质分析资料作为设计依据收集全年水质分析资料的份数宜符合下列要求一当原水为地下水或海水时每季度一份全年共四份二当原水为地表水时每个月一份全年共十二份第条软化除盐装置的进水水质应符合表的要求软化除盐装置进水水质要求表装置指标项目软化除盐离子交换磺化煤离子交换树脂离子交换树脂以渗透卷式膜醋酸纤维素中空纤维膜芳香聚酰胺离子交换污染指数浊度对流再生顺流再生水温化学耗氧量高锰酸钾法以表示游离氯以表示含铁量以表示含锰量以表示注离子交换除盐装置进水化学耗氧量指标系指使用凝胶型强碱阴树脂时的要求第条软化和除盐系统的选择应根据进水水质和对出水水质的

8、要求出水量化学药品及离子交换剂的供应等情况经技术经济比较确定第条软化和除盐系统的出水量应根据供水量加系统的自用水量确定第条离子交换树脂的工作交换容量应按树脂性能曲线或参照类似条件下的运行经验确定第条用于除硅的强碱阴离子交换树脂其再生碱液宜加热至第条水处理系统和设备的选择应减少废酸废碱废渣及其他有害物质的排放量并应采取处理和处置措施第二节系统选择软化第条软化系统可按表选择软化系统选择表系统名称及代号出水水质进水水质硬度以表示碱度以表示总硬度以表示碳酸盐硬度以表示碳酸盐硬度总硬度强酸阴离子以表示石灰钠单钠氢钠串联氢钠并联二级钠注采用离子交换树脂作交换剂时进水强酸阴离子值不受限制表中符号强酸阳离子交

9、换器除二氧化碳器钠离子交换器石灰处理装置第条石灰软化处理时宜采用硫酸亚铁或其它铁盐作为凝聚剂第条石灰软化处理并要求除硅酸盐时可加入氧化镁或白云石粉原水应加热至除盐第条离子交换除盐系统可按表选择离子交换除盐系统选择表系统名称及代号出水水质进水水质电导率碱度以表示碳酸盐硬度以表示强酸阴离子以表示总含盐量一级除盐顺流再生对流再生一级除盐加混床弱酸一级除盐或顺流再生对流再生弱酸一级除盐加混床或弱碱一级除盐或顺流再生对流再生弱碱一级除盐加混床弱酸弱碱一级除盐弱酸弱碱一级除盐加混床续上表系统名称及代号出水水质进水水质电导率碱度以表示碳酸盐硬度以表示强酸阴离子以表示总含盐量二级除盐二级除盐加混床强酸弱碱加混

10、床二级混床精制电渗析加二级混床精制反渗透电渗析加一级除盐加混床联合处理或注二级混床处理适用于小型高纯度水处理当对出水有机物微生物细菌颗粒等项指标有特殊要求时反渗透器加除盐联合系统在进水总含盐量时也可选用表中符号强酸阳离子交换器弱酸阳离子交换器强碱阴离子交换器弱碱阴离子交换器阳离子交换双层床除二氧化碳器阴阳混合离子交换器混床精制精制阳阴混合离子交换器精制混床反渗透装置电渗析装置第条当进水强酸阴离子与弱酸阴离子比值变化不大时一级除盐系统中阳阴离子交换器宜采用单元制串联装入阴离子交换器的树脂体积应为计算值加富余量第条当进水强酸阴离子与弱酸阴离子比值变化较大时一级除盐系统中阳阴离子交换器宜采用母管制并

11、联当同一种离子交换器的数量为六台及以上时应分组第条在无垫层的阳阴离子交换器之间和离子交换除盐系统出口应装设树脂捕捉器第三节设备选择石灰软化第条石灰软化澄清池器宜选用悬浮澄清池器或机械搅拌澄清池器澄清池器的设置应满足检修的要求可不设备用第条过滤池器不宜少于台设计应符合下列要求一应设有空气和水的反洗设施二每台每昼夜反洗次数可按次设计离子交换第条用于软化的离子交换器设计数据可按本规范附录二附表选用第条用于除盐的离子交换器设计数据可按本规范附录二附表选用第条使用强酸强碱离子交换树脂的一级除盐系统中顺流再生固定床逆流再生固定床浮动床和移动床的选型应经技术经济比较确定其进水水质及出水量宜符合下列规定一顺流

12、再生固定床进水含盐量小于总阳离子等于或小于以表示表示强酸阴离子小于以表示二逆流再生固定床进水含盐量小于总阳离子小于以表示强酸阴离子小于以表示三浮动床进水含盐量为总阳离子为以表示强酸阴离子为以表示设备出水量大于四移动床进水含盐量小于总阳离子为以表示强酸阴离子以表示且水质较稳定设备出水量大于第条采用弱型树脂时离子交换器应选用顺流再生固定床第条经常间歇运行的系统不宜采用浮动床以及单塔单周期移动床和两塔连续再生移动床第条一级离子交换器的台数不宜少于两台当一台检修或离子交换树脂复苏其余设备和水箱能满足正常供水和自用水的要求时可不设检修备用二级钠离子交换器和混合离子交换器可不设检修备用第条一级离子交换器再

13、生次数应根据进水水质和再生方式确定正常再生次数可按每台每昼夜次设计当采用程序控制时也可按次设计第条离子交换器的交换剂层高应通过计算确定采用离子交换树脂时不宜小于采用磺化煤时不宜小于第条用于软化和除盐的离子交换器当采用硫酸分步再生时再生液浓度酸量分配和再生液流速可按表选择硫酸分步再生数据选择表分步再生方式第一步第二步第三步浓度流速再生剂占总量百分率浓度流速再生剂占总量百分率浓度流速再生剂占总量百分率二步再生三步再生第条离子交换剂应有贮存和装卸设施第条离子交换剂的年补充率宜符合以下规定一采用凝胶型强酸阳离子交换树脂时固定床浮动床为装入交换器树脂体积的移动床为二采用凝胶型强碱阴离子交换树脂时为装入交

14、换器树脂体积的三采用磺化煤时为装入交换器磺化煤体积的第条除二氧化碳器或真空除气器的填料层高度应根据填料品种和尺寸进出水二氧化碳含量水温以及所选定淋洒密度下的实际解析系数等因素经计算确定第条除盐系统中除二氧化碳器水箱容积宜按下列规定选用一采用单元制串联联接时为本单元设备出水量的贮水容积二采用母管制并联联接时为并联设备出水量的贮水容积电渗析和反渗透第条确定电渗析器的出水量和脱盐率时应留有富余量第条电渗析器进水阀门前应设流量表压力表及启动冲洗排水阀第条电渗析器应有事故停水报警或自动切断直流电的设施第条电渗析器的连接管路应采用非金属管或衬胶管第条电渗析器的数量为五台及以下时宜设一台检修备用当为五台以上

15、时应设两台备用第条电渗析器出口管的最高位处宜设真空破坏阀或在倒装的形管的上部排水第条电渗析器的进水压力宜小于并保持压力稳定第条电渗析器应设置倒换电极和酸洗设备酸洗用的盐酸浓度应小于第条反渗透装置应有流量压力温度等控制措施当几台反渗透器并联使用时应保证各反渗透器进水端配水均匀反渗透装置宜连续运行第条反渗透装置应设置加药和清洗设施第条反渗透装置的高压泵出口处应设置稳压装置和压力报警开关在进水管浓水管及淡水管上宜设置止回阀在出水侧不应设有阀门及高位水箱等第四章后处理第条对除盐水电导率有机物微生物细菌颗粒等有特殊要求时应进行后处理后处理系统应根据除盐系统出水水质用水对象的水质要求及用水量等因素确定可按

16、表选择后处理系统选择表系统名称及代号出水水质进水水质电导率总含盐量一级除盐加混床水箱泵精制大循环用水对象反渗透加一级除盐水箱泵精制或大循环用水对象反渗透加混床除盐水箱泵精制大循环用水对象净化器大孔阴树脂反渗透加混床除盐水箱泵精制或大循环用水对象反渗透加级除盐加混床水箱泵精制或大循环用水对象注经后处理水质符合高纯水标准即除盐水电导率尘粒粒活微生物个表中符号微孔过滤超滤紫外线杀菌第条精制混床内所装填的离子交换树酯宜采用优质树酯其再生剂的纯度应选用化学纯第条在后处理系统中宜设置大循环供水管路管路内水流速度宜选用大循环的回流水量约为设计供水量的也可在用水对象附近设置带有后处理设备如精制混床超滤微孔过滤

17、或反渗透等的循环供水管路第条后处理系统应选择结构严密并便于更换和拆卸的设备在布置上应留有适当的操作和检修场地第条后处理系统中设备和管路的材质应选用物理化学性能良好的聚丙烯高密度聚乙烯无添加剂的硬聚氯乙烯及经过处理的不锈钢等第条在供水管路中应设有杀灭细茵和微生物的措施水中细菌数量应符合以下规定一一级小于个二二级小于个第五章药品贮存和计量第一节一般规定第条化学水处理药品仓库贮存槽应根据药品消耗量运距包装供应和运输条件等因素确定并宜能贮存的消耗量当药品由本地供应时宜为的贮存量当由铁路运输时应满足贮存一槽车或一车皮容积加的药品消耗量第条药品贮存间的设计应符合下列规定一仓库和贮存箱槽靠近铁路公路码头二设

18、置装卸运输的机械并有安全防护措施三药品干贮存时其堆积高度宜为四药品采用湿贮存时贮槽应有盖板或护沿第条药品贮存和计量设备以及建筑物应采取相应的防水防腐蚀通风除尘冲洗等措施盐酸贮存和计量间不宜布置电气设备和开关灯具应采取防腐措施第条连续加药时溶液箱的容积应满足的药品消耗量第条酸碱盐液计量箱的有效容积应根据一台离子交换器一次再生最大药量确定当有两台离子交换器同时再生时应设两台计量箱阳阴混合离子交换器宜专设酸碱再生计量箱各一台计量箱均可不设备用第二节石灰第条采用粉状石灰或氢氧化钙粉时应设贮粉仓并应有防堵措施采用块状石灰时应贮存于室内并设有石灰吊运设备第条石灰消化及石灰乳液配制用水应采用石灰处理后的软水

19、设备管道应有除渣和冲洗设施第条石灰计量设备的设计宜符合下列规定一石灰乳计量宜采用柱塞计量泵每台澄清池器宜设两台计量泵其中一台备用泵入口应有捕渣设施二采用计量泵时石灰乳液箱不应少于两台并采用机械搅拌石灰乳液浓度宜为以表示三当采用石灰乳计量器加药时每台澄清池器可设一套计量器石灰乳液浓度宜小于以表示四石灰乳液箱槽应有搅拌设施第三节凝聚剂第条凝聚剂助凝剂的品种和剂量应根据原水水质值碱度浊度处理系统和出水水质要求通过试验或根据相似条件下的运行经验确定第条凝聚剂助凝剂的计量设备可选用计量泵柱塞泵或隔膜泵或计量箱计量泵入口应设过滤设施第条每台澄清池器宜设两台计量泵其中一台备用当计量泵集中布置时可只设一台公用

20、备用泵当采用计量器加药时每台澄清池器可只设一台计量器第四节酸碱第条酸碱贮存设备的台数应根据药品耗量运输和供应条件等因素确定第条酸碱贮存设备应有安全和事故排放检修及清洗的措施装卸及贮存设备附近应设有防护及水淋浴设施第条盐酸贮存槽计量箱的液面宜采用液体石蜡密封或在通气口装设酸雾吸收器浓硫酸贮存槽通气口宜装设除湿器第条浓碱液的贮存装卸设备及管道应有加热或稀释伴热等设施第条装卸或输送浓酸碱液体可采用负压抽吸泵输送或自流方式当用压缩空气输送时应有确保安全的措施采用固体烧碱时应有吊运和溶解设备第条酸碱再生液的计量和输送宜采用喷射器计量箱方式第五节盐第条盐宜采用湿贮存贮存槽不少于两个并设有清洗措施当采用盐溶

21、解过滤器时也可采用干贮存第条盐液应进行过滤第条海滨地区的一级钠离子交换器可采用海水再生不设计量箱但应有过滤海水的设施第六章控制及仪表第条软化和除盐系统的控制方式应根据工艺流程水质要求设备出水量控制元件供应情况以及操作维护条件等因素确定第条软化和除盐系统采用自动控制时宜符合下列要求一澄清池器排泥过滤池器反洗离子交换器再生投运停运及移动床运行等采用程序控制二软化除盐系统或设备出水量水温澄清池器加药量再生碱液温度除二氧化碳器水箱液位及气源压力等采用自动调节三主要水泵能自启动和联锁保护四自控装置的执行机构可用手动操作第条和除盐系统控制仪表的设置应根据系统联接和控制方式等不同情况按以下要求确定一单元制串

22、联除盐系统采用电导率表装在阴离子交换器出口和累积流量表监督失效终点二母管制并联除盐系统阳阴离子交换器出口分别装设监督失效终点的表计三采用程序控制的离子交换器再生系统应装设再生液浓度指示计或液位控制表计等第条气动阀门的操作气源应安全可靠工作气体应有稳压装置并应除油和干燥附录一习用的非法定计量单位与法定计量单位的换算关系表序号量的名称非法定计量单位法定计量单位名称符号名称符号单位换算关系压力千克力每平方厘米帕兆帕功率瓦千瓦流量吨每小时千克每秒流速米每小时米每秒溶液浓度毫克每升微克每升千克每立方米电导率微西每厘米西每米附录二离子交换器设计数据软化离子设备名称强酸氢离子交顺流再生固定床逆流再生固树脂磺

23、化煤树脂运行滤速小反洗流速时间反洗流速时间再生药剂再生剂耗量浓度一步再生一步再生一步再生一步再流速一步再生一步再生一步再生一步再置换流速时间小正洗流速时间正洗水耗树脂流速工作交换容器树脂注移动床采用凝胶树脂时运行滤速采用大孔树脂时运行滤速宜为逆流再生固定床的顶压条件见附表浮动床成床条件见附表除盐离子交换器顺流再生设计数据设备名称强酸阳离子交换器强碱阴离子交换器混合离子交换器弱酸阳离子交换运行滤速反洗流速时间再生药剂再生剂耗量树脂浓度一步再生流速一步再生置换流速同再生流速时间计算确定正洗水耗树脂流速工作交换容量树脂其他再生时间不少于正洗前空气混合空气压力空气流量混合时间注当水质较好或采用自动控制

24、时强酸阳强碱阴离子交换器运行滤速可按左右计算除盐离子交换器逆流再生设计数据附表设备名称强酸阳离子交换器强碱阴离子交换器运行滤速小反洗流速时间反洗流速时间预压气顶压压力流量除油除尘净化空气水顶压压力流量再生液流量的再生药剂再生剂耗量浓度一步再生流速一步再生置换流速同再生流速时间计算确定小正洗流速时间正洗流速水耗树脂工作交换容量树脂注反洗间隔时间宜为反洗一次反洗后第一周期可视情况增加再生剂量采用无顶压方式再生时应具有足够厚的压脂层并注意中间排水系统排水畅通除盐离子交换器浮动床设计数据附表设备名称强酸阳离子交换器强碱阴离子交换器运行滤速再生药剂再生剂耗量浓度一步再生流速一步再生置换流速同再生流速时间

25、计算确定正洗流速水耗树脂成床流速时间运行前逆洗时间工作交换容量树脂注反洗应在清洗罐中进行反洗后第一周期可视情况增加再生剂量为防止落床阳床运行滤速最低不应低于阴床不应低于树脂输送管流速宜为附录三本规范用词说明一执行本规范条文时对要求严格程度的用词说明如下以便执行中区别对待表示很严格非这样作不可的用词正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况下均应这样作的用词正面词采用应反面词采用不应或不得表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样作的用词正面词采用宜或可反面词采用不宜二条文中指明应按其它有关标准规范执行的写法为应按执行或应符合要求非必须按所指定的标准规范或其它规定执行的写法为可参照附加说明本规范主编单位参加单位和主要起草人名单主编单位水利电力部西北电力设计院参加单位水利电力部规划设计院中国石化总公司兰州石油化工设计院电子工业部第十设计研究院铁道部专业设计院铁道部第三勘测设计院冶金部北京钢铁设计研究总院水利电力部西南电力设计院湖南省电力勘测设计院主要起草人潘有道徐卫金久远王俊帼刘霖奚连根张金汇刘秉钧廖天仕刘树威张恩江杨诗模