中国船舶重工集团环境工程100床帐篷医院供水系统

Struggle

海神公司拟开展100床帐篷医院援建项目,通过该项目应对一般性疾病,尽可能帮助扩充当地医疗体系救治能力.帐篷医院包括治疗区、生活区等。本方案负责保障帐篷医院生活用水供水，用水水质满足《生活饮用水卫生标准》。
工程的特点；
在技术和经济比较的基础上，采用合理适用、技术成熟、效果显著、运行可靠、管理简便的处理工艺；为方便运行管理，减少劳动强度和维护工作量，提高整个处理工艺的运转可靠性，拟充分实现供水设施的自动化控制。
设计水量

根据海神公司要求，设计净水水量不低于500L/h，即0.5m3/h。
设计水质

(1)设计进水水质
由于现场水源情况不明确，并且考虑到援建国家可能市政设施不全等客观因素，本方案按照水源为地表V类水考虑，只要系统进水水质优于V类地表水，系统产水均可满足设计要求。
(2)设计出水水质
本方案产水供生活用水使用，执行《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006。
净水处理工艺

一般城市自来水厂的水源一般取地表III类以上水，采用的给水处理工艺一般为混凝——沉淀——过滤——氯消毒，考虑到本方案来水可能为地表V类水，因而，本方案在传统给水工艺基础上进行强化。
（1）预处理工艺的选择
原水若为地表五类水，水中会有大量的藻类物质、胶体和微生物，藻细胞破裂释放的藻毒素对人体健康有极大的威胁，而胶体尺寸小，且具有荷电性，常规的过滤方法无法去除。为此，为了同时去除水中的藻类、悬浮物、胶体、微生物和其他杂质，防止后续膜单元受到污染，常采用混凝+次氯酸钠+叠片过滤器去除。
混凝是水处理工艺中混合和絮凝过程的统称。混合是将混凝剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，絮凝则是投加混凝剂并充分混合后的原水，在水流作用下使微粒相互接触碰撞，以形成更大絮粒的工艺过程。混凝在给水和污水处理中都有应用，可使水中的藻类、胶体和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，以便从水中分离出来，达到水质净化的目的。
随着运行时间延长，水中微生物浓度增加，会导致膜元件出现不可逆的膜污染，因而，也需要考虑在进水中加入一定次氯酸钠溶液，以对原水中的微生物进行消杀。
然而，本方案的设备集成于集装箱内，常规沉淀方法对占地面积以及空间要求高，因而，传统沉淀方法不适用于本方案，故拟采用叠片过滤器对混凝后的水进行分离，一方面占地面积小、空间要求低，另一方面，过滤精度高，可以有效保护后续处理单元。
叠片过滤器广泛应用于废水处理、污水再生、市政供水、自来水厂、大型发电厂、化工企业及应急情况过滤等领域，当叠片式过滤器正常工作时，水流流经叠片，利用片壁和凹槽来聚集及截取杂物。片槽的复合内截面提供了类似于在砂石过滤器中产生的三维过滤器。因而它的过滤效率很高。叠片式过滤器正常工作时，叠片是被锁紧的。
（2）过滤工艺的选择
水中致病生物的尺寸：病毒20 nm～数百nm，细菌数百nm～数μm，原生动物数μm～数十μm，藻类数μm～数百μm。第一代和第二代工艺都难以完全解决新的生物安全性问题。而超滤膜孔径为数nm～数十nm，能将水中微生物几乎全部除去，是提高生物安全性最有效的方法。而且超滤膜价格已降至可接受的水平，目前最适于城市净水厂大规模应用。
超滤是一种利用较低的压力驱动，并按溶质的分子量大小来分离和过滤的一种物理分离过程，作用过程中物料不发生相变。超滤膜的过滤孔径大约在0.002至0.1μm范围内（切割分子量约为1000~500000Da）。在水压的作用下，污水中比膜过滤孔径小的分子（如水分子、小分子物质等）穿透过超滤膜，不能透过滤膜的物质（如水中的悬浮微粒、胶体、微生物等）将被膜截留在超滤膜的内表面。因此原水经超滤处理后将分为两部分——透过液和浓缩水，其中，透过液含水、离子和小分子物质，浓缩液中含胶体、微生物、颗粒和原生动物等。
然而，当原水为V类水时，超滤后的水仍含有一定的盐类、重金属离子、小分子溶解性有机物等，要想达到生活饮用水卫生标准，仍然需要对超滤产水做进一步处理。反渗透技术是当今比较先进、节能的分离技术，其广泛应用于海水淡化、饮用纯净水制备等领域，可有效脱盐、除有机物、重金属、胶体物质、小分子溶质等。
反渗透是一种以力差及半透膜为组成核心，择性透过或截留物质的膜分离操作，由于反渗透与自然条件下的渗透方向相反，又被称为逆渗透。反渗透的原理是依据各种物料渗透压的不同，在运行过程中使用大于物料渗透压的反渗透压力达到分离和浓缩污染物的目的，可以截流大于0.0001μm微米的物质，脱盐率在99.5%。用反渗透膜处理水，在低压侧可以得到纯净水或者说淡水，在高压侧可以得到浓缩的卤水。
因而，本方案过滤工艺采用“超滤+反渗透”工艺。
（3）消毒工艺的选择
目前常用的消毒工艺有二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒、次氯酸钠消毒等。
考虑到本方案占地面积有限，并且处理规模较小，紫外消毒器可以设置在水箱出水管上，并且紫外线消毒是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，杀菌能力强，不向水中添加任何化学物质，没有副作用，因而，本方案最终选取紫外消毒作为终端消毒工艺。
综上，本方案最终选用“混凝+次氯酸钠+叠片过滤器+超滤+反渗透+紫外消毒”工艺组合。
工艺流程

首先，原水经提升后，通过管道混合器加入混凝剂以及次氯酸钠，以去除原水中的藻类、悬浮物质、微生物等，降低后续处理单元的处理负荷，防止微生物、藻类滋生加剧膜元件的污染。
加药后的水进入到叠片过滤器进行固液分离，去除水中TS、大颗粒物质，确保符合超滤单元进水要求。叠片过滤器出水直接进入超滤单元，在压力的驱动下，对原水进行分离，大部分的微生物、细菌、大肠杆菌以及病原体得到去除，产水再投加还原剂/阻垢剂（确保进入反渗透膜中无氧化物，同时降低无机盐在膜表面沉降的可能，保护反渗透膜装置）经过增压泵增压进入保安过滤器，保安过滤器过滤精度为5um，保证无悬浮颗粒物进入膜；出水经高压泵进入反渗透膜过滤，截留COD、氨氮等污染物，产水达到生活饮用水标准进入产水箱。
各处理单元说明

（1）进水单元
①考虑到本方案可能要取河湖地表水作为原水，因而可能需要通过潜水泵将地表水提升至原水箱，再由提升泵将原水提升至后续处理单元。此种方案适用于帐篷医院周围200m内有水源的情况。
②当帐篷医院周围200m内无适宜水源时，需考虑水车调配水，由水车将水供至原水箱。设计进水流量：Q=1 t/h；
主要设备：
原水泵：潜污泵2台，Q=2 t/h，H=25 m，0.55 kW；备用消防水带取水以及送水（0.2km）；
原水水箱：304不锈钢，非标；
超滤进水泵：离心泵，2台，Q=1 t/h，H=27 m，0.37 kW；
液位系统：1套，包含浮子液位计4只；
手动阀门：1套，配套管路手动蝶阀、球阀、止回阀、截止阀等；
（2）预处理单元
本单元主要混凝加药以及次氯酸钠加药对原水的藻类、悬浮物、微生物等物质进行处理，处理后的水通过叠片过滤器过滤，以确保悬浮物、藻类、浊度等满足后续超滤单元的进水要求；设计进水流量：Q=1 t/h
主要设备：
1)管道混合器：DN32；
2）混凝加药系统，非标定制，1套；包含2台加药泵Qmax=1 L/h，PE加药箱（带搅拌）0.05 m3；
3）次氯酸钠加药系统，非标定制，1套；包含2台加药泵Qmax=1 L/h，PE加药箱0.05 m3；
4）叠片过滤器：1套，过滤精度100μm，最大过滤流量2m3/h；
5）手动阀门：1套，配套管路手动蝶阀、球阀、止回阀、截止阀等；
（3）超滤单元
本项目超滤膜组件采用外压式PVDF膜组件。整个超滤单元由多支膜组件构成，相关管道、阀门等共同集成在超滤膜支架上，结构紧凑。
（4）反渗透单元
本项目反渗透膜组件，反渗透单元的主要设备有进水泵、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件等。

来源：https://www.toutiao.com/article/70699264165********
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