高錳酸鉀投加系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)之談

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高錳酸鹽投加系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)之談 黃杰 義烏市自來(lái)水有限公司 摘要：本文筆者作為建設(shè)辦成員在參與上溪自來(lái)水廠高錳酸鉀系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一些容易被忽視的細(xì)節(jié)及問(wèn)題，并給出了相應(yīng)的解決方法，同時(shí)詳細(xì)介紹了本水廠選用一套完整的全自動(dòng)運(yùn)行設(shè)備選型的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：高錳酸鉀 設(shè)備選型 經(jīng)驗(yàn)方法 1、 前言義烏市上溪水廠是義烏市自來(lái)水公司發(fā)展城鄉(xiāng)供水一體化工程中所建設(shè)的第一座鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠，整個(gè)設(shè)計(jì)按照浙江省現(xiàn)代化水廠為標(biāo)準(zhǔn)，一期凈水規(guī)模5萬(wàn)噸/天，遠(yuǎn)期為10萬(wàn)噸/天，供上溪鎮(zhèn)及周邊20多萬(wàn)人飲用。上溪水廠使用水源來(lái)自附近一座近2700萬(wàn)方的水庫(kù)，周圍村落較多，使得水庫(kù)

2、的水質(zhì)變化較大，特別是錳含量變化快而且大，藻類也會(huì)隨季節(jié)少量爆發(fā)，在少雨時(shí)節(jié)情況會(huì)變得更加復(fù)雜和糟糕，造成出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，適量投加高錳酸鉀可以很好的解決這些問(wèn)題。 因此在水廠建設(shè)初期，水廠建設(shè)辦對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了很多年的調(diào)研，并對(duì)水庫(kù)周圍未來(lái)的環(huán)境變化作了一些預(yù)測(cè)，做了相應(yīng)的對(duì)策。在綜合公司前輩及浙江水協(xié)專家寶貴意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，上溪水廠上了這一套高錳酸鉀自動(dòng)投加系統(tǒng)，經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)效果較好。本文重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)組成及選型，并總結(jié)了此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中容易忽視的問(wèn)題。2、高錳酸鉀投加系統(tǒng)組成及選型2.1、系統(tǒng)組成如圖所示：高錳酸鉀投加系統(tǒng)：設(shè)備由上料系統(tǒng)、制備水系統(tǒng)、溶解儲(chǔ)存系統(tǒng)、投加系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組

3、成：系統(tǒng)的運(yùn)行流程：上料系統(tǒng)采用真空吸料。真空吸料應(yīng)與料斗分體式，內(nèi)置干燥濾布，粉劑料倉(cāng)應(yīng)配有高低位視鏡，還應(yīng)包括料位開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制面板的報(bào)警燈實(shí)現(xiàn)粉末的監(jiān)控。粉劑制備時(shí)，采用計(jì)量精確的多螺旋給料機(jī)和射流混合器，使粉劑預(yù)先濕潤(rùn)，以避免結(jié)團(tuán)成塊，并以精確的藥量進(jìn)入配有攪拌器的不銹鋼熟化罐中，制成的高錳酸鹽溶液，然后自動(dòng)排入儲(chǔ)存罐，通過(guò)加藥泵送入投加點(diǎn)。2.2、各組成部分介紹及選型以下介紹和選型配置以凈水規(guī)模5萬(wàn)噸/天為準(zhǔn)。a、上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由螺旋給料機(jī)、真空吸料器、料倉(cāng)及料斗、料位計(jì)、加熱器等組成。a-1) 螺旋給料機(jī)：給料機(jī)由機(jī)身、進(jìn)料口、出料口、螺旋、觀察口及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成?？筛鶕?jù)水流量的變

4、化，變頻控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)干粉的投加量。材質(zhì)：不銹鋼AISI316，因?yàn)榻o料機(jī)的精度對(duì)制藥濃度有很大的影響，這里我們選用瑞典TOMAL制造的多螺旋給料機(jī)（不少于5螺旋形式），特點(diǎn)是精度高±12% （恒定體積重量情況下），可自潔，具有線性排放曲線。注意要在出口設(shè)自動(dòng)閘門防止?jié)駳馇秩敕勰?。a-2)真空吸料器：可以直接從包裝袋中吸入粉末，防止灰塵進(jìn)入機(jī)器。檢測(cè)料倉(cāng)中的物料，當(dāng)儲(chǔ)料箱中的料位低時(shí)，自動(dòng)吸料器啟動(dòng)，將地面的粉料吸到設(shè)備上面的儲(chǔ)料箱中。當(dāng)儲(chǔ)料箱料位達(dá)到高料位時(shí)，真空吸料器自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)?shù)孛娴牧蟼}(cāng)/料袋沒(méi)有物料的時(shí)候，真空吸料器也可以檢測(cè)到，然后停機(jī)報(bào)警。應(yīng)要求吸料器與料倉(cāng)分體式安裝，含

5、粉塵清灰收集盤。吸料能力：10-15kg粉末/分鐘。這里特別要強(qiáng)調(diào)吸料機(jī)與料粉接觸部分為不銹鋼AISI316。a-3) 料倉(cāng)及料斗：料倉(cāng)：用于儲(chǔ)存粉料，可以通過(guò)高低位視鏡檢查料斗內(nèi)情況，位視鏡應(yīng)方便清潔。料倉(cāng)和料斗的材料應(yīng)選擇不銹鋼AISI316。a-4) 料位計(jì)：檢測(cè)料斗中的干粉的物量，控制干粉機(jī)和卸包機(jī)的螺旋給料電機(jī)啟停及空料位報(bào)警。a5）加熱器：防潮，防止干粉結(jié)塊。b、制備水系統(tǒng)制備水系統(tǒng)由截止閥、壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電磁流量計(jì)和相關(guān)的管路及閥門組成。b-1)壓力調(diào)節(jié)閥：帶壓力計(jì)，可調(diào)節(jié)進(jìn)水的壓力。最大調(diào)壓能力不小于6bar。此閥門對(duì)穩(wěn)定進(jìn)水壓力有幫助，這樣以計(jì)算出較精確的進(jìn)水量，幫助螺

6、旋給料機(jī)以更精確比例進(jìn)行配比。b-2)電磁閥：受系統(tǒng)控制，自動(dòng)向溶藥系統(tǒng)內(nèi)加水或停水。需選擇優(yōu)質(zhì)品牌，耐用一些。b-3)電磁流量計(jì)：電磁流量計(jì)，檢測(cè)管路中的水流量，配合給料機(jī)上料，輔助提高制備溶液濃度精度。選型盡量選擇一體式的，安裝簡(jiǎn)單，精度更高，且節(jié)省空間。b-4）相關(guān)管路及閥門：注水控件材料為黃銅；其它材料UPVC。c、制備儲(chǔ)存系統(tǒng)制備儲(chǔ)存系統(tǒng)由噴射混合器、組合箱體、攪拌器和壓力計(jì)等組成。 c-1）噴射混合器：噴射混合器，含防塵蓋，材質(zhì)為不銹鋼AISI316，使粉劑充分溶解。高性能混合器，將藥劑和溶解水在溶解槽內(nèi)預(yù)混合后加入制備箱制備。c-2) 組合箱體：選2個(gè)不銹鋼AISI316材質(zhì)的箱

7、體，分別為制備和儲(chǔ)存兩段，為上下結(jié)構(gòu)，錯(cuò)位布置，對(duì)箱體還應(yīng)要求箱底面向放空閥方向做適當(dāng)傾角，當(dāng)制備箱的溶液制備完成后，利用重力流通過(guò)自動(dòng)放空閥就可向儲(chǔ)液箱注入溶液。至于箱體材料選擇，我們了解到有一些成型系統(tǒng)采用AISI304材質(zhì)做外箱體，內(nèi)面用防腐材料做襯，效果也不錯(cuò)。另組合箱體上預(yù)留倒料口，當(dāng)給料設(shè)備故障時(shí)，可從倒料口人工投加。c-3) 攪拌器：一個(gè)螺旋蝸輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的攪拌器攪拌器，位于制備箱，攪拌器的葉片和軸的材質(zhì)均為不銹鋼AISI316，法蘭聯(lián)軸器材質(zhì)為不銹鋼AISI304，安裝底板材質(zhì)為碳鋼Q235B,機(jī)架材質(zhì)為45#鋼。配套自有品牌減速機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速150RPM，物流流向?yàn)轫槙r(shí)針。c-4

8、) 壓力計(jì)：通過(guò)壓力計(jì)顯示值來(lái)表現(xiàn)液位的高低，既可以增加箱體的密封度，又減少粉劑及溶液對(duì)計(jì)量精度的干擾。也可用雷達(dá)類型的液位計(jì)，但其價(jià)格較壓力計(jì)更高，而且精度也偏低。d、投加系統(tǒng)d-1)投加泵：采用機(jī)械雙隔膜計(jì)量泵，泵體非金屬，耐腐蝕。其他附配件可根據(jù)需要配置。d-2)電磁流量計(jì)：檢測(cè)管路中的溶液流量，精確控制計(jì)量投加量，也分體式安裝，由于高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化腐蝕性，電極材料要選用鉑，內(nèi)襯材料本工程選用改性聚四氟乙烯(PFA)，選用橡膠內(nèi)襯也可以。d3）管路及閥門： 閥門：電動(dòng)球閥（可手動(dòng)開(kāi)關(guān)）與手動(dòng)球閥配套，配套的主要為進(jìn)行全自動(dòng)投加控制做硬件準(zhǔn)備，材料選UPVC。e、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)全部

9、在控制柜內(nèi)集成。系統(tǒng)總屏蔽、抗電磁干擾符合IEC801/VDE0843和國(guó)家GB中屏蔽、抗輻射有關(guān)技術(shù)要求。控制柜包括功能單元、控制保護(hù)等設(shè)備，對(duì)每個(gè)裝置留有適當(dāng)?shù)目臻g便于接線和維修。控制柜內(nèi)的控制系統(tǒng)應(yīng)與水廠現(xiàn)運(yùn)行pLC系統(tǒng)配套。3、經(jīng)驗(yàn)之談3.1、目標(biāo)設(shè)定 為更有效的使用高錳酸鉀，我們要確定一個(gè)主要目的，上溪水廠主要是除二價(jià)錳鐵，藻類其次，由此，為滿足高錳酸鉀參與多種反應(yīng)的用量，設(shè)計(jì)的最大投加量設(shè)定在2mg/l，若只是除色或除錳鐵，則相應(yīng)的最大投加量設(shè)定要降低，不過(guò)整體來(lái)講，各個(gè)水廠設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)設(shè)定比較大的余量。例如：按目前供水規(guī)模5萬(wàn)噸/天，設(shè)計(jì)投加量最大2mg/L；每天最大的高錳酸鹽需要

10、量：50Km3/d×2Kg/Km3=100kg/d；工作時(shí)間:按24小時(shí)/天計(jì)算，則每小時(shí)的能力為：100Kg/d¸24=4.17Kg/h溶液濃度范圍：1%4%，取濃度1%，則即溶液最大投加量為：4.17kg/h÷1%=417L/h。這時(shí)我們要注意的就是投加流量計(jì)的選型，為保證測(cè)量精度，流量計(jì)對(duì)流速有最低要求，一般不低于1M/S，經(jīng)平衡測(cè)試，我們高錳酸鉀溶液的濃度選取范圍縮小到1%2%，流速最低要求設(shè)在417L/H*1/3=140L/H處，這樣可以保證計(jì)量精度的情況下，靈活的設(shè)定投加量。3.2、 投加點(diǎn)的選擇 高錳酸鉀參加除二價(jià)錳鐵或除藻類都需要一段反應(yīng)時(shí)間，并且

11、高錳酸鉀與活性炭和氯氣都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，特別活性炭會(huì)還原高錳酸鉀，所以有投加活性炭的水廠，有條件的可以盡量在原水管道前端投加，條件不足的為避免高錳酸鉀的內(nèi)耗，采用在濾池之前多設(shè)幾個(gè)活性炭可投加點(diǎn)，通過(guò)對(duì)應(yīng)調(diào)試可以取得較理想效果。3.3、 附配件的選擇3.3.1、噴射混合器需要一定的壓力水來(lái)帶動(dòng)，若水路的壓力偏低，還需要考慮增加增壓泵，有些水廠本身服務(wù)水路的壓力夠用，但該水路還連接其他用水設(shè)備，一樣也要需要考慮。3.3.2、加熱器的選擇，在一些兄弟水司，我們發(fā)現(xiàn)由于加熱器未設(shè)計(jì)或型號(hào)選擇不當(dāng)而影響水廠的運(yùn)行效果，加重維修負(fù)擔(dān)等情況。大家需要給予足夠的重要，要選優(yōu)質(zhì)的品牌，合適的型號(hào)。3.3.3、制備

12、水系統(tǒng)中的電磁閥，在國(guó)外屬于標(biāo)配，在國(guó)內(nèi)很多地方被改為電動(dòng)閥，筆者認(rèn)為這是關(guān)于精度和使用取舍的考慮，電磁閥反應(yīng)快，電動(dòng)閥更耐用?？梢愿鶕?jù)水廠自身需要來(lái)選擇。3.3.4、設(shè)備外表面要求，這對(duì)設(shè)備運(yùn)行壽命也很重要，很多時(shí)候是在設(shè)備到場(chǎng)時(shí)才發(fā)現(xiàn)少了這一環(huán)節(jié)，或要求達(dá)不到。以下參數(shù)供參考：所有碳鋼材質(zhì)表面均需多層防腐處理. 2層50µm環(huán)氧底漆，外涂2層同一顏色100µm丙烯酸表面處理。其中料倉(cāng)內(nèi)外表面需噴砂除銹至SA2 1/2后再進(jìn)行底漆及面漆處理, 所有與物料接觸部分油漆需采用食品級(jí)。不銹鋼表面噴砂處理。3.3.5、需要人性化的配置，盡管水廠控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，甚至無(wú)人化，但人力管理還是最重要的，事實(shí)是很多設(shè)計(jì)缺乏人性化，為了讓運(yùn)行人員更方便的工作，也在施工中可以彌補(bǔ)不足，但最好是集思廣益，能把工作做到前面。比方說(shuō)控制箱的高度，位置放置在朝外開(kāi)闊處；投加設(shè)備高度做到一米以上；制作一個(gè)帶密封蓋的上料桶，并配置搬運(yùn)叉車，既防塵又方便搬運(yùn)等等都是很好的想法。4、結(jié)語(yǔ) 為滿足出廠水質(zhì)全面符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)106項(xiàng)，