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净水常见单元工艺设计导则

第1章 原水箱 2
第2章 原水泵 3
第3章 药剂投加系统 4
第4章 管道混合器 9
第5章 板式换热器 9
第6章 过滤器总述 11
第7章 石英砂过滤器 13
第8章 多介质过滤器 14
第9章 活性炭过滤器 15
第10章 除铁锰过滤器 16
第11章 除氟过滤器 19
第12章 反冲洗水泵 21
第13章 重力式无阀滤池 22
第14章 斜板(管)沉淀池 23
第15章 保安过滤器 24
第16章 自清洗过滤器/全自动过滤器 24
第17章 粗过滤器 24
第18章 微滤设计导则 24
第19章 超滤设计导则 25
第20章 反渗透和纳滤设计规范 30
第21章 EDI设计规范 34
第22章 离子交换设计导则 40
说明：
文中蓝色的部分为选用的具体计算数据和类型。

第1章 原水箱
1、水箱材质选择
u 原水箱一般采用PE、聚乙烯塑料、玻璃钢或不锈钢水箱，也可采用碳钢防腐结构，还可以根据设备产水和水池的作用、容积等综合考虑选用钢筋混凝土结构。
u 当原水调节容积小于50m3时，除非甲方有特殊要求，一般宜选用PE水箱；当原水调节容积超过50m3时，除非甲方有特殊要求，一般宜选用钢筋混凝土结构，并注明甲方自备，也可由我公司设计、生产。
2、水箱容积设计
原水箱的调节容量需要考虑水处理系统的系统回收率、原水供水系统的水量、水压变化情况。
3. 纯水箱
Ø 一般为1～2小时的产水量；
Ø 对于制药、食品行业，纯水箱及设备管路材质按SUS304设计；
其它行业，纯水箱可以采用PE材质或根据出水水质确定。
2.1原水为自来水
如原水供水为自来水，一般按照系统设计平均小时进水量的1～1.5倍进行设计即可，我公司选用1h的停留时间。根据实际情况，可以适当增大或缩小。
水箱容积计算：V=进水流量×停留时间
2.2原水为地下水或其他自备水源
如原水为地下水或其他自备水源，一般按照系统设计平均小时进水量的2～4倍进行设计即可，我公司选用2h的停留时间。如果有特殊要求根据实际情况，可以适当增大或缩小。
第2章 原水泵

1. 材质选择
对于工程方案设计，预处理单元水泵，例如：原水泵、反洗泵均采用铸铁材质。
2. 流量选择
水泵流量按照系统进水量进行核算后选取流量，尽量将水泵的流量和扬程选择在水泵的最佳工作点附近。
3. 压力选择
1) 水压按照其后设备所需压力进行具体核算。过滤器、软化器等在条件允许的情况下，建议每个按照水头损失1bar计算；条件不允许可以适当降低至0.8bar。
2) 砂滤器反洗时一般按0.15Mpa，炭滤器反洗时一般按0.15Mpa，保安过滤器更换时一般按0.1Mpa，高压泵进水口要求压力为0.1 Mpa，因此原水泵扬程可按50m选定。
3) 反洗泵扬程一般可按15~25m选取。
4) 对于工程方案设计，预处理单元水泵，例如：原水泵、反洗泵采用铸铁材质，脱盐及供水泵采用不锈钢水泵。水泵功率在30kW以上的设置软启动器，30kW以下的无需设置软启动器。
注意：如其后选用过滤器等耐压设备时，注意耐压设备进水的水压是否大于耐压设备能够承受的压力。

4. 附件选择
水泵功率在37kW以上，建议设置软启动器，37kW以下的无需设置软启动器。

第3章 药剂投加系统

1. 计算公式
药剂添加量(L/h)＝需添加药剂的水量(m3/h)×加药量(mg/L)×0.001/药剂浓度(%)
加药箱的容积(L)＝药剂添加量(L/h)×24×贮存药液的天数
如无特殊说明或特殊要求，一般按照药液贮存时间为3天计算加药箱的容积。
2. 设备选择
(1).计量泵选择
如甲方无特殊要求，一般公司推荐选用帕斯菲达机械隔膜计量泵，泵头材质：SAN。
(2).加药箱选择
如甲方无特殊要求，一般公司推荐选用材质：PE。
(3).搅拌器选择
如甲方无特殊要求，一般在加药箱大于200L时，固体溶解时使用搅拌器，小于等于200L不配备搅拌器。
推荐选用材质：不锈钢。
3. 还原剂投加系统
为了防止氧化性物质尤其是余氯进入反渗透组件中造成反渗透膜不可恢复的化学损伤，故应根据水中氧化性物质，尤其是余氯的含量需要向反渗透系统的进水中水中投加一定量的还原剂，使之发生氧化还原反应，用以脱除进水中的氧化性物质。
亚硫酸钠的储存期限与其浓度有关，见下表
浓度（质量百分比）
最大储存期限
浓度（质量百分比）
最大储存期限
2％
3天
20％
30天
10％
7天
30％
6个月
(1).选型与计算（1）
药剂一般可以选择亚硫酸钠，如在前段添加氧化型杀菌剂，还原剂的加药量一般为2mg/L。
(2).选型与计算（2）
亚硫酸钠的加药量可以按下式估算：
r（Na2SO3）= 63a[+]
式中：r（Na2SO3）----需投加纯净的亚硫酸钠的量，mg/L；
a ----加药系统，可取2~3
r（O2）----水中溶解氧浓度，mg/L；
r（Cl2）----水中残余氯含量，mg/L；
68，8，71----1/2 Na2SO3，1/2O2，Cl2的摩尔质量。

(3).选型与计算（设计注意事项）
u 药剂浓度选择时需注意其保存时间。
u 在加药点设静态混合器，为了保证保安过滤器滤芯仍处于余氯的灭菌保护之下，注入点可以设置在保安过滤器的出口处。此时要求加入的药液要经过过滤。
u 必须是食品级，不含杂质，还需是未经过钴活化过的产品；
u 不能让脱氯的水在水箱内贮存时间太长。
u 在混合点的下游管线上，可以安装氧化—还原电极，监测氯是否被脱除掉，当发现有余氯时，检测电极最好应能发出信号停止高压泵。
u 其取值约为上游值余氯量（0.3mg/L）的1.5倍(0.44mg/L)，同时应考虑溶解氧也要消耗一定的还原剂量。为确保水中氯完全反应和增加反应速度，通常加入1mg/L的富裕量。可按2.0mg/L的投加量投加，配制浓度10％，配制频率1次/(1~3)d；
u 为了保证保安过滤器滤芯仍处于余氯的灭菌保护之下，注入点可以设置在保安过滤器的出口处。此时要求加入的药液要经过过滤。
u 在混合点的下游管线上，可以安装氧化—还原电极，监测氯是否被脱除掉，当发现有余氯时，检测电极应能发出信号停止高压泵。
u 一般ORP读数应小于175mV。还原状态的水环境能导致大量厌氧菌的繁殖，维持稍正值的还原电位有助于控制该类微生物的活性。因此最佳还原电位为-100 ~ -200mV。

4. 阻垢剂投加系统
由于原水含有大量能生成垢的离子，为了防止出现CaCO3、MgSO4、CaSO4、BaSO4、SrSO4、SiO2 等盐的结晶析出，堵塞或损坏膜元件，在原水进入膜元件之前需加入阻垢剂，以防止难溶盐在反渗透膜上析出，造成反渗透膜的性能损失，以保证RO膜元件的正常运行。
为了防止反渗透膜面发生无机盐结垢，小型反渗透系统由于没有合适的阻垢剂添加装置，一般采用软化的方法阻垢；而对于大型反渗透系统而言，采用软化器一者前期投资过高，二者在运行过程中由于需要再生，造成运行费用过高和操作管理麻烦，一般采用较为简单经济的添加阻垢剂装置。
加药量一般为需要按照具体水质，对各个药剂厂家的药剂进行具体计算，如无具体水质在水质较好时可以考虑选择3mg/L。
在一级反渗透前增加阻垢剂加药装置。阻垢剂投加量根据原水水质全分析结果进行计算，一般为2~5mg/L，配制浓度10％，配制频率1次/(1~3)d。
1）硅阻垢剂
原水中的可溶解性硅进入反渗透装置被浓缩后，SiO2有可能达到过饱和状态，聚合成不溶性胶态硅酸沉积在反渗透膜表面。浓水中允许SiO2的浓度取决于SiO2的溶解度。在pH=7的条件下，水温为25°C和40°C时的溶解度分别约为120mg/L和160mg/L，pH值和水温的升高，SiO2的溶解度也将增加，为了使SiO2不在反渗透装置中沉积，一般要求浓水中SiO2的浓度小于其所在条件下的溶解度。对于回收率为75％的反渗透系统，水温在20°C允许的进水SiO2浓度为18mg/L，如果进水SiO2的浓度超过允许值，则应在预处理系统中考虑防止SiO2沉积的措施。
防止SiO2沉积的措施主要有：提高水温、石灰软化原水、提高pH值、降低水的回收率和投加阻硅的阻垢剂等。对比发现前两种方法都需要增加相关设备，一者前期投资相对而言较高，二者在运行过程中运行费用过高和操作管理麻烦，因此除非原水中硅浓度过高，采用石灰软化法，现在一般不采用这两种方法；降低水的回收率在我国大部分地区比较缺水的现况下一般不予采用；现在较为大型的反渗透系统中一般采用投资节省，使用管理方便、经济的添加阻硅阻垢剂法。

5. 混凝剂投加系统
现在常用的混凝剂一般为：ST絮凝剂和聚合氯化铝硫酸铝等。
影响混凝剂投加的因素很多，在此给出的添加量仅供参考。强烈建议向甲方推荐试验之后，最终确定药剂添加量。
(1) 硫酸铝
下表提供了不同悬浮物含量对应的硫酸铝加药量。
表 水中悬浮物与硫酸铝的添加量
水中悬浮物含量
硫酸铝添加量（mg/L）
100
25～35
200
30～45
400
40～60
600
45～70
800
55～80

硫酸铝一般配置浓度为5～10％，建议选用10％。
(2) 聚合氯化铝
加药量一般为需要按照具体水质，进行具体试验，如无法进行可以考虑选择2～50mg/L。如果为地表水需要考虑季节的添加量会有很大的不同。如长春一水厂添加量甚至可能达到85mg/L。
聚合氯化铝一般配置浓度为5～10％，建议选用10％。
(3) ST絮凝剂
反渗透系统一般采用ST高效絮凝剂，加药量一般为需要按照具体水质，对各个药剂厂家的药剂进行具体试验，如无法试验可以考虑选择0.2～0.7mg/L。
ST絮凝剂一般配置浓度为0.1～1％，建议选用0.5％。配制频率为1次/3d
6. 杀菌剂投加系统
在进入膜元件之前必须以过彻底脱氯处理，防止膜受到氯的氧化破坏。
(1) 药剂种类的选择
在甲方没有特殊要求且较为小型的工程中，一般推荐使用次氯酸钠，如果水量较大可以根据实际情况选择适当的杀菌剂。
(2) 次氯酸钠的使用
次氯酸钠一般规定其产品浓度为8～10％，在使用不同厂家、不同类型的杀菌剂时注意其具体浓度。在使用时一般不稀释，直接使用原液。推荐计算时用8%的浓度进行计算。一般投加量为1~5mg/L，按余氯浓度为0.5ppm为控制点。（视原水中细菌总数、COD等相关参数的具体数值确定药剂的具体投加量）。检验原水COD、细菌总数及总大肠菌群指标均不超标，可取消此装置。
(3) 加药量的确定
加药量一般为需要按照具体水质，对不同的药剂进行具体计算，如使用次氯酸钠时可以考虑选择3～5mg/L。当原水为地下水时，不推荐使用杀菌剂；当原水为水质较优良的地表水时可以选择3mg/L；当原水为较污水时可以选择5mg/L，并酌情加大。
7. 加酸系统
(1) 药剂种类的选择
加酸可以使用盐酸，也可以使用硫酸。一般推荐使用盐酸，需要注意的是盐酸易挥发，推荐加药箱贮存使用1天的加药量；如使用硫酸，需要注意硫酸根为反渗透膜系统结垢离子；未见有添加硝酸的报道。但在不使用反渗透的系统内，使用硫酸具有成本低，无挥发性等优点。
(2) 盐酸的使用
加药量一般需要按照具体水质进行计算，如是在使用阻垢剂的同时添加时可以由阻垢剂厂家计算得到。
浓盐酸的浓度一般产品浓度为37％，一般可以按照浓度为30％进行计算，在使用不同厂家的其它酸调节时注意其具体配置浓度。
8. 加氨系统
加药量一般需要按照具体水质进行计算，如无具体水质可以考虑选择1～2mg/L。
一般其配置浓度为0.5％。由于氨水的易挥发性，加药箱一般按照贮存药液时间为1天计算。
第4章 管道混合器

按照管道混合器安装处管道的管径大小进行选型，注意查阅管道混合器生产厂商的说明书。
注意：使用时水流量过小会造成设备混合效果的下降。

第5章 板式换热器

热交换器按照甲方能够提供热源的介质是水还是蒸汽，进出水或进出蒸汽的温度以及本方案中要求升高的温度，参考所使用换热器生产厂家的样本选择所用换热器的使用面积。下面所给的是根据京海换热器厂所给的相关数据进行计算的过程。
1. 水 -- 水换热
1.1按提升温度计算需热量
q吸= Q冷水 ´ Cp ´ Dt
其中：q吸 --- 冷水（被加热水）需吸收热量，亦即换热量，kW；
Q冷水 --- 冷水水量，kg/s；
CP --- 热交换常数，4.18kJ / kg·℃；
Dt --- 升高温度，t2-t1，℃；
1.2按所需换热量计算所需的换热面积
S = q吸¸70
其中：S --- 换热面积，m2；
70 --- 每m2的板片的换热量；
1.3 按所需换热量计算所需的热水量
Q热水= q放¸（ Cp ´ Dt）
其中：q放 = q吸
注：热水温度按95℃计
2. 汽 -- 水换热
2.1 按提升温度计算需热量
q吸= Q冷水 ´ Cp ´ Dt
其中：q吸 --- 冷水（被加热水）需吸收热量，亦即换热量，kW；
Q冷水 --- 冷水水量，kg/s；
CP --- 热交换常数，4.18kJ / kg·℃；
Dt --- 升高温度，t2-t1，℃；
2.2 按所需换热量计算所需的换热面积
S = q吸¸70
其中：S --- 换热面积，m2；
70 --- 每m2的板片的换热量；
2.3按所需换热量计算所需的汽量
Q汽 = q放¸700
其中：q放 = q吸
Q汽 --- 所需汽量，m3/h；
700 --- 每m3蒸汽所具有的热交换量，kW/吨汽；

第6章 过滤器总述
1. 材质选择
(1) 罐体材质
如甲方无特殊要求，采用碳钢防腐材质。
用于制药、食品行业的小型过滤器（直径小于Φ1000mm）可以考虑使用不锈钢材质。
(2) 管阀件材质
如甲方无特殊要求，管径小于DN100，采用UPVC材质；管径大于等于DN100，采用碳钢或碳钢衬胶材质。
说明：本条适用于石英砂、多介质、活性碳、除铁锰、除氟过滤器等所有过滤器类型。
2. 滤速选取
石英砂过滤器、双层多介质过滤器和活性碳过滤器，在以自来水、地下水和地表水为水源的情况下计算直径所用的滤速数据和反冲洗强度的具体数据，见下表。
表 过滤器滤速计算数据
项目
自来水、地下水水源滤速(m/h)
地表水水源滤速(m/h)
反冲洗强度
L/(s·m2)
冲洗时间
石英砂过滤器
8±0.5
7±0.5
12～15
5～10min
双层多介质过滤器
9±0.5
8±0.5
13～16

活性炭过滤器
12±0.5
12±0.5
8～12

说明：本条中的石英砂、双层多介质过滤器的反冲洗强度，只适用于计算直径小于Φ2500mm的过滤器，如果大于Φ2500mm，需要考虑进行气水联合反冲洗。
3. 直径计算
过滤器的直径计算公式见下：
过滤器的直径(m)=
4. 控制方式选择
(1) 手动控制
如甲方无特殊要求，所有的过滤器均采用手动控制。
(2) 自动控制
如甲方有全部自动控制的要求，管阀件较小时（管径小于DN50）可以考虑使用电磁阀，管径较大时（管径大于DN50），可以使用电动阀。电动阀选用开闭式，还是有开关量控制的取决于甲方要求。
另外，每个过滤器还要配置压差控制器，以进行自动反冲洗。
5. 反冲洗计算
(1) 水泵水量计算
反冲洗水泵水量(m3/h)=
(2) 水箱容积计算
反冲洗水箱容积(m3)=反冲洗水泵水量(m3/h)×反冲洗时间(h)
6、软水器
软水器设计滤速：20～30m3/h，一般取25m/h。罐体直径在1500mm以下的采用玻璃钢材质。
7、精密过滤器
设计水量：实际处理量×1.5倍，每支1m长的滤芯产水量按2m3/h设计。

第7章 石英砂过滤器
1. 滤速选取
其中：当进水浊度<15度时，单层砂滤池的过滤速度选择见第5章 过滤器总述中表格。
2. 单独水洗滤池的反冲洗（水温20℃）
(1)相关参数
反冲洗强度：12±0.5L/s•m2，膨胀率：45％，反冲洗时间：7～5min
注：
1、水温每增减1℃，反冲洗强度相应增减1％；
2、由于全年水温水质有变化，应考虑有适当调整反冲洗强度的可能；
3、选择反冲洗强度时应考虑所用混凝剂品种的因素。
第8章 多介质过滤器
1．过滤器直径计算
其中：当进水浊度<15度时，双层介质过滤池的过滤速度选择见第5章表格，三层过滤池的过滤速度应当为19±1m/h。
2．单独水洗滤池的反冲洗参数（水温20℃）
相关计算公式参考第5章 过滤器总述。
(1) 双层滤料过滤：
反冲洗强度见第5章 过滤器总述中表格，膨胀率：50％，反冲洗时间：8～6min。
(2) 三层滤料过滤：
反冲洗强度：16.5±0.5L/s•m2，膨胀率：55％，反冲洗时间：7～5min
注：
1、水温每增减1℃，反冲洗强度相应增减1％；
2、由于全年水温水质有变化，应考虑有适当调整反冲洗强度的可能；
3、选择反冲洗强度时应考虑所用混凝剂品种的因素。
第9章 活性炭过滤器
1.选型与计算（炭层式）
相关计算公式参考第5章 过滤器总述。
活性炭过滤下向流滤速可采用5～15m/h。建议重力式下向流小于10m/h，压力式可大于10m/h。
活性炭炭层厚度为1.5～2.0m，接触时间为10～20min。
活性炭滤料的反冲洗强度：8.5±0.5L/m2•s，反冲洗时间：4～10min
在整套系统中有多介质/石英砂/机械过滤器时，可考虑反冲洗系统设计一套，按照多介质/石英砂/机械过滤器设计。
2.选型与计算（滤芯式）
对于给定水量的系统选择滤芯式活性炭过滤器的大小以及其中所需滤芯的组合及数量，应当根据生产厂家对滤芯式活性炭过滤器和滤芯性能的说明进行相应选择。

第10章 除铁锰过滤器

铁、锰和铜等过渡金属有时会成为氧化反应的催化剂。它们的存在会加快反渗透膜的氧化衰老，还有可能在铁细菌存在时形成铁锈软泥，故一般应尽量除去水中的这些物质。同时胶态铁锰还可引起反渗透膜的污堵。当原水中的铁离子大于0.3mg/L、锰大于0.1mg/L需考虑对原水进行处理。
1. 地下水除铁工艺
地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用接触氧化法。
Ø 接触氧化法
原水曝气 --- 接触氧化过滤
Ø 曝气氧化法
原水曝气 --- 氧化 --- 过滤
注：接触氧化法曝气后水的pH值宜达到6.0以上；曝气氧化法曝气后水的pH值宜达到7.0以上。
2. 地下水除锰工艺
地下水除锰宜采用接触氧化法，其工艺流程应根据下列条件确定：
1、当原水含铁量低于2.0mg/L，含锰量低于1.5 mg/L时，可采用
原水曝气 --- 单级过滤除铁除锰
2、当原水含铁量超过上述数值时，应通过试验确定。必要进可采用
原水曝气 --- 氧化 --- 一次过滤除铁 --- 二次过滤除锰
3、当除铁受硅酸盐影响时，应通过试验确定。必要进可采用
原水曝气 --- 一次过滤除铁（接触氧化） --- 曝气 --- 二次过滤除锰
注：除锰滤池滤前水的pH值宜达到7.5以上；二次过滤除锰滤池的滤前水含铁量宜控制在0.5mg/L以下。
3. 曝气量计算
(1)估算
曝气除铁所需溶解氧（mg/L）为水中二价铁离子（mg/L）的0.4～0.7倍。
(2)计算：
[O2]=0.14a[Fe2+]0
[O2]——除铁实际所需的溶解氧浓度，mg/L；
[Fe2+]0——地下水中的含铁量，mg/L；
a——过剩溶解氧系数，a>1，一般为3～5，a值的选取见下表。
表 最大过剩溶解氧系数amax
[Fe2+]0/(mg/L)
水温(℃)
5
10
20
30
2
45
40
33
28
5
18
16
13
11
10
9.0
8.0
6.6
5.6
20
4.5
4.0
3.3
2.8
30
3.0
2.7
2.2
1.9

4.除铁过滤器计算
相关计算公式参考石英砂过滤器的相关选型与计算。
除铁滤池滤速一般以5～10m/h为宜，含铁量低时可选上限，含铁量高时可选下限。当滤料相对密度在3.4～3.6之间，且反冲洗水温为8℃时无辅助反冲洗方式的过滤器，其滤料的反冲洗强度一般可采用下表数据，其中含铁量低时可选上限，含铁量高时可选下限。
表 除铁滤池反冲洗强度、反冲洗时间
序号
滤料种类
滤料粒径(mm)
反冲洗强度(L/m2•s)
反冲洗时间（min）
1
石英砂
0.5～1.2
13～15
>7
2
锰砂
0.6～1.2
18
10～15
3
锰砂
0.6～1.5
20
10～15
4
锰砂
0.6～2.0
22
10～15
5.除锰过滤器计算
相关计算公式参考第5章 过滤器总述。
(1)两级过滤除锰滤池
除锰滤池滤速可采用5～8m/h。滤料的反冲洗强度当采用天然锰砂滤料时：16～20L/m2•s，当采用石英砂滤料时：12～14L/m2•s。
反冲洗时间：5～15min
(2)单级过滤除锰滤池
单级过滤除锰滤池可参照两级过滤除锰滤池的相关规定进行设计但滤速宜采用低值，滤料厚度采用高值。
6. 除锰滤池设计要点
1、 除锰滤池的滤料一般宜采用天然锰砂或石英砂等。
2、 两级过滤除锰滤池的设计宜遵守下列规定：
Ø 除锰滤池滤料的粒径：石英砂一般为0.5~1.2mm；锰砂一般为0.6~1.2mm；
Ø 滤料厚度：800~1200mm；
Ø 滤速：5~8m/h；
Ø 冲洗强度：锰砂滤料时：16~20 L/m2.s；石英砂滤料时：12~14 L/m2.s；
Ø 膨胀率：锰砂滤料时：15％~25%；石英砂滤料时：27.5％~35%；；
Ø 冲洗时间5~15min。
3、 单级过滤除锰滤池可参照两级过滤除锰滤池的有关规定进行设计，但滤速宜采用低值，滤料层厚度可采用高值 。

第11章 除氟过滤器
1. 参数选择
除氟过滤器是采用活性氧化铝为交换吸附剂，再生剂采用氢氧化钠。该工艺可分为调节原水pH值和不调节pH值两类，调节pH值时，可减少酸耗和降低成本，pH值的控制范围在6.5～7.0之间，除氟接触时间在15min以上。
(1) 不调节pH值的调除氟装置设计参数
1) 设计滤速为1.5～2.5m/h；
2) 活性氧化铝为球形颗粒，粒经为粒径为0.5～2.0mm，不均匀系数K80≤2；
3) 滤层厚度一般为700～1000mm（活性氧化铝的干容量为800kg/m3），承托层厚度400～700mm（卵石）；
4) 接触时间一般为20～30min；
5) 再生：用硫酸铝再生时，再生前可用原水反冲洗，反冲洗强度为11～12L/s.m2，反冲洗时间5～8min，膨胀率约50％。再生液浓度1％～2％，再生液的流速（自上而下）为0.4～0.8 m/h，再生历时6～8min。再生后用除氟水反冲洗，反冲洗强度为11～12L/s.m2，历时8～10min。
(2) 调整原水pH值的除氟装置
调整原水pH值是一种改进的除氟方法，调节pH值可采用盐酸、硫酸或二氧化碳。调整水的pH值为6.5～7.0，以提高活性氧化铝的吸附容量。主要设计参数如下：
1) 设计滤速为7.0m/h，可连续或间歇进行；
2) 活性氧化铝粒径为0.4～1.24mm，滤层厚度为1.5m；
3) 设计吸附容量为3～4gF-/kgAl2O3
4) 再生：再生前后都用原水反冲洗，反冲洗强度为11～12L/s.m2，历时10min，膨胀率约30％；
5) 再生液为1％NaOH溶液，循环再生时间1h。整个再生历时4～5h；
6) 二次反冲洗后用硫酸溶液降低原水的pH，中和时间2h；
7) 再生废液的处理：再生废液中的氟离子浓度高，1L再生废液可加6～6g氯化钙处理，沉淀8～10h，上清液再用反冲洗水稀释到排放标准，也可作为配制溶液用水。
2. 滤料选择
活性氧化铝滤料的粒径不得大于2.5mm，一般宜为0.4～1.5mm。单座滤池滤料厚度按下列规定采用：当原水含氟量小于4mg/L时，滤料厚度宜大于1.5m；当原水含氟量在4～10mg/L时，滤料厚度宜大于1.8m。
3. 过滤器运行
当滤池出水含氟量达到终点含氟量值时，滤料应进行再生处理。再生液可采用氢氧化钠溶液或硫酸铝溶液。当采用氢氧化钠溶液再生时，再生过程分为首次反冲、再生、二次反冲（或淋洗）及中和四个阶段。但采用硫酸铝再生时，上述中和阶段可以省去。
首次反冲洗强度可采用12～16L/m2.s，反冲时间可采用10～15min。
氢氧化钠再生：可采用浓度为0.75%～1%氢氧化钠溶液，氢氧化钠的消耗量可按每去除1克氟化物需要8～10克固体氢氧化钠计算；再生液流速为3～10m/h，再生时间为1～2h。硫酸铝再生：再生液浓度2%～3%，硫酸铝的消耗量可按每去除1克氟化物需要60～80克固体硫酸铝[Al2(SO4)3.18H2O]计算；再生液流速可选用1～2.5 m/h，再生时间可选用2～3h。
二次反冲洗强度可采用3～5L/m2.s，反冲时间可采用1～3h。
淋洗采用原水以1/2正常过滤流量，从上部对滤粒进行淋洗，淋洗时间0.5h。
首次反冲、二次反冲、淋洗以及配制再生溶液均可利用原水。首次反冲、二次反冲、淋洗以及中和的出水均严禁饮用，必须废弃。
4. 计算
计算方法见石英砂过滤器的选型与计算部分。公式中具体参数参照上述的相关说明进行选取。
除氟滤池的原水含氟量宜小于10mg/L，悬浮物不宜超过5mg/L。

第12章 反冲洗水泵
1. 材质选择
反洗泵均采用铸铁材质。
2. 水泵参数选择
流量的计算见相关设备的反冲洗部分，扬程一般选择：15～25m。选择适当的水泵。
水泵流量按照系统进水量进行核算后选取流量，尽量将水泵的流量和扬程选择在水泵的最佳工作点附近。

第13章 重力式无阀滤池
1.计算
重力式无阀滤池相关设计参数：
1、设计滤速10m/h，平均反冲洗强度15L/s•m2，反冲洗历时4～6min，期终水头损失1.70m，滤层厚度700mm，承托层厚度300mm。
2、配水槽每格大小一般为0.6×0.6m～0.8×0.8m。
3、每格配水槽堰口标高应相同。堰口标高＝虹吸辅助管口标高＋进水管中水头损失＋堰口出流水头(0.1～0.15m)
4、U型存水管底部需低于水封井的水面。
5、反冲洗前期终水头损失等于辅助管口到反冲洗水箱最高水位的高差，一般采用1.5m。
2.选型
重力式无阀滤池可以使用标准图集：S755中的相关水量进行选型。

第14章 斜板(管)沉淀池
1.计算
1、清水区面积(m2)=
2、清水区上升流速(mm/s)=
θ――斜管水平倾角(度)；一般为60度
υ0――设计采用的管内上升流速，一般采用3.0～4.0mm/s
3、l=
l――斜管计算长度(mm)
μ0――设计采用的颗粒沉降速度一般采用0.3～0.4mm/s
d――斜管的内径或边矩(mm)，管径为25～35mm
4、L’=200+l
L’――斜管总长(mm)
5、H=h1+h2+h+h3+h4
H――沉淀池高度(m)
h1――积泥高度(m)
h2――配水区高度(m)，一般不小于1.0～1.5m，机械排泥时应大于1.6m
h――斜管安装高度(m)，h=0.001(lsinθ＋100)
h3――清水区高度(m)，一般按照1.0～1.5m
h4――超高(m)，一般按照0.3～0.4m
6、可用液面负荷采用9.0～11.0m3/(m2•h)，对相关计算结果进行校核
2.选型
当斜管（板）沉淀池之前采用与穿孔旋流反应池联用时，可以使用标准图集：85SS 777（十一）中的相关水量进行选型。
第15章 保安过滤器
设计水量：实际处理量×1.5倍，每支1m长的滤芯产水量按2m3/h设计。
对于给定水量的系统选择保安过滤器的大小以及其中所需滤芯的组合及数量，应当根据生产厂家对保安过滤器和滤芯性能的说明进行相应选择。

第16章 自清洗过滤器/全自动过滤器
自清洗过滤器/全自动过滤器的精度根据所用工程的前段工序和后续工艺具体情况选择。
对于给定水量的系统选择自清洗过滤器/全自动过滤器的大小、过滤精度及数量，应当根据生产厂家对自清洗过滤器/全自动过滤器性能的说明进行相应选择。

第17章 粗过滤器
对于给定水量的系统选择粗过滤器的孔径大小以及其中所需滤芯的组合、数量，根据生产厂家对粗过滤器和滤芯性能的说明进行相应选择。

第18章 微滤设计导则
微滤膜的应用范围
孔径/μm
用途
12
微生物学研究中分离细菌液中的悬浮物
3～8
食糖精制，澄清过滤、工业尘埃重量测定，内燃机和油泵中颗粒杂质的测定，有机液体中分离水滴（憎水膜），细胞学研究，脑脊髓液诊断，药液灌封前过滤，啤酒生产中麦芽沉淀量测定，寄生虫及虫卵浓缩
1～2
组织移植，细胞学研究，脑脊髓液诊断，酵母及霉菌显微镜监测，粉尘重量分析
0.6～0.8
气体除菌过滤，大剂量注射液澄清过滤，放射性气溶胶定量分析，细胞学研究，饮料冷法稳定消毒，油类澄清过滤，贵金属槽液质量控制，光致抗蚀剂及喷漆溶剂的澄清过滤（用耐溶剂滤膜），油及燃料油中杂质的重量分析，牛奶中大肠杆菌的检测，液体中的残渣测定
0.45
抗菌素及其它注射液的无菌水试验，水、饮料、食品中大肠杆菌检测，饮用水中磷酸根的测定，培养基除菌过滤，航空用油及其它油料的质量控制，血球计数用电解质溶液的净化，白糖的色泽鉴定，去离子水的超净化，胰岛素放射性免疫测定，液体闪烁测定，液体中微生物的部分滤除，锅炉用水中氢氧化铁含量的测定，反渗透进水水质控制，鉴别微生物
0.2
药液，生物制剂和热敏性液体的除菌过滤，液体中细菌计数，泌尿液镜检用水的除菌，空气中病毒的定量测定，电子工业中用于超净化
0.1
超净试剂及其它液体的生产，胶悬体分析，沉淀物的分离，生理膜模型
0.01～0.03
噬菌体及较大病毒（100～250nm）的分离，较粗金溶胶的分离
1、常用微滤器的设计
1. 反渗透预处理保安过滤器：
过滤精度：5μm 滤芯材质：PP容喷和线绕 单支滤芯处理：2.0m3/h（40”长）
设备出力的确定：实际处理水量×1.5
2. 终端过滤器
过滤精度：0.22μm/0.45μm 滤芯材质：尼龙折叠滤膜
单支滤芯处理：2.0m3/h（40”长）
设备出力的确定：实际处理水量×1.5
3. 空气呼吸器
过滤精度：0.22μm 滤芯材质：尼龙折叠滤膜

第19章 超滤设计导则
1、设计原始资料
超滤设计所需提供的原始资料：
Ø 水源类型
Ø 浊度、色度、胶体物质
Ø 出水要求
2、超滤膜参数
Ø 膜的截留相对分子量与平均孔径的关系
截留相对
分子质量
近似平均孔径
nm
对应的纯水渗透速率
L·m－2·h－1
应用范围
500
2.1
9
去除胶体硅、热原、超纯水
2000
2.4
15
5000
3.0
68
10000
3.8
60
30000
4.7
92
RO预处理、去除胶体硅、降低浊度。去除微生物
50000
6.6
305
100000
11.0
1000
300000
48.0
600
Ø 进口超滤膜的适用范围
水质类型或用途
Hydranautics
KOCH
除热原、超纯水

PM10（1万分子量）
RO预处理、除浊、除微生物等
P100（10万分子量）
RS（15万分子量）－卷式
HYDRAcap（15万分子量）
PM100（10万分子量）
电泳漆
2120（5万分子量）

Ø 国产超滤膜的适用范围
类型
天津膜天
杭州西斗门
山东招远
除热原
UEOS（6千分子量）
UBOS（1万分子量）
UEIS（6千～1万）
HUF－125-10（1万）
UFOB（2千、6千）
普通型
UPIS（2～5万）－内压
UWIA（6～8万）－内压UPOS（2万）－外压
HUF－125－30（3万）
HUF－125－50（5万）
HUF－125－100（10万）
UFIB（1千～100万）
抗污染型
UIF（8万、15万）

电泳漆
UQIA（6万）

3、超滤系统设计
4、确定超滤运行方式
超滤系统的运行方式可分为：循环模式和死端模式两种，根据原水的水质情况选择不同的运行方式。
死端过滤：原水以较低的错流流速进入膜管，浓缩水以一定比例从膜管另一侧排出。产水在膜管过滤液侧产出。死端过滤端的操作成本低，但回收率和系统的出水能力可能会受到限制，水回收率通常是90-99％，由原水中微粒的浓;度来决定。很多工业水系统按死端过滤模式设计。

循环过滤：当原水中悬浮物含量较高时，就需要通过减少回收率来保持纤维内部的高流速，这样就会造成大量的废水。为了避免浪费，排出的浓水就会被重新加压后回到膜管内，这就称为循环模式。这会降低膜管的回收率但整个系统的回收率仍然很高。在循环模式中，进水连续的在膜表面循环，循环水的高流速阻止了微粒在膜表面的堆积，并增强了通量。
选择原则：当原水悬浮物和胶体含量较低时选用死端过滤方式，例如水源为井水、自来水等；当原水悬浮物和胶体含量较高时选用循环过滤方式，例如水源为地表水。
5、计算超滤系统各单元
超滤系统由超滤提升泵、反洗泵、快冲泵、化学清洗泵和超滤膜组成。
超滤膜的连接方式为全并联，为提高运行稳定性，可将系统分为几组独立并联运行，每组中又有n支膜并联工作。超滤系统以单组为设计单元，配备各种泵、仪表、管路等。
1. 确定超滤的工作时间
超滤系统为间歇运行，即正常制水－反冲洗－快冲洗－正常制水。其中反冲洗和快冲洗时不产水。因此在设计超滤中要根据实际的运行时间核算小时产水量。
运行周期：包括工作时间和冲洗时间，通常反冲洗用时1min，快冲洗用时0.5min，再加上阀门切换用时，冲洗一般历时5min。超滤膜工作时间根据冲洗频率确定，即：，冲洗频率根据原水水质确定，一般1～2次/小时。
2. 核算小时产水量
由于超滤为间歇运行，且运行中又有自耗水，因此需根据计算出的工作时间核算实际的小时产水量
自耗水量为超滤反冲洗水，反冲耗水量可根据超滤膜的数量、冲洗流速等计算出，设计时可先统一按产水量的5％进行设计，然后再通过膜数量进行校核。

实际工作时间根据超滤的运行周进行计算，
核算小时参数量

3. 计算超滤膜数量
根据用户要求产水量、单支膜面积、单支膜通量计算获得

根据系统的大小选择不同产水能力的超滤膜（4”、8”、10”），再根据膜型号从样本中查到膜面积，单支膜设计通量根据“设计参数表”选取。
4. 提升泵选型
死端过滤系统：
循环过滤系统：；通常循环倍数取2。在循环过滤系统中，理论设计是分设提升泵和循环泵。实际设计中可将提升泵和循环泵合并，用变频器进行调节。这样即降低了投资，系统运行又较为灵活（当水质好时可采用死端形式，水质差时可采用