T∕CAQI 184-2021 水处理设备效能评价指标体系 膜蒸馏处理设备.pdf

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资源描述
ICS 13.030.20 CCS Z 05 CAQI 团体标准 T/CAQI 1842021 水处理设备效能评价指标体系 膜蒸馏处理设备 Evaluation indicator system for effectiveness of water treatment facilities membrane distillation water treatment facility 2021 - 03 - 15 发布 2021 - 07 - 01 实施 中国质量检验协会 发 布 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 3 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 缩略语 . 2 5 总体要求 . 2 6 评价指标体系 . 2 7 定量评价指标计算方法 . 4 7.1 设备性能 . 4 7.2 处理效果 . 6 7.3 运行成本 . 6 7.4 工程应用稳定性 . 7 7.5 环境适应性 . 8 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国质量检验协会提出并归口。 本文件起草单位:南京大学、南京大学宜兴环保研究院、江苏中宜金大分析检测有限公司、江苏新 宜中澳环境技术有限公司、中国科学院生态环境研究中心、常州市武进区环境监测站、南京碧盾环保科 技股份有限公司、苏州苏净环保工程有限公司。 本文件主要起草人:任洪强、许柯、耿金菊、张徐祥、纪超、王军、王庆、刘敏敏、朱燕、卞彦、 徐鹏、马楫、刘志超、程刘柯、刘欣宇、朱国营。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 3 水处理设备效能评价指标体系 膜蒸馏处理设备 1 范围 本文件规定了膜蒸馏处理设备评价的总则、评价指标体系、定量评价指标计算方法。 本文件适用于膜蒸馏处理设备的效能评价和设备选择。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 GB/T 6908 锅炉用水和冷却用水分析方法 电导率的测定 GB 13200 水质 浊度的测定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 评价指标体系 evaluation indicator system 由表征评价对象各方面特性及其相互联系的多个指标构成的具有内在结构的有机整体。 3.2 一级评价指标 first grade evaluation indicator 评价指标体系中具有普遍性和概括性的指标。 来源:GB/T 29904-2013,3.4 3.3 二级评价指标 second grade evaluation indicator 一级评价指标之下,可代表水处理设备特点的、具体的、可操作的、可验证的指标。 来源:GB/T 29904-2013,3.5,有修改 3.4 膜蒸馏处理设备 membrane distillation treatment facility 由膜组件、加热系统、冷却系统、泵、仪表、机架以及管阀件等构成的,以膜两侧蒸汽压力差为传 质驱动力的膜分离设备。 来源:GB/T 32359-2015,3.1,有修改 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 2 3.5 产水量 water yield 在设定的运行温度和压力下, 单位时间内进水经膜蒸馏处理设备处理后所得冷凝水的体积, 单位为 立方米每小时(m3/h)。 来源:HJ/T 270-2006,3.4,有修改 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 BOD5:五日生化需氧量(bio-chemical oxygen demand (5 days)) COD:化学需氧量(chemical oxygen demand) SS:悬浮物(suspended solids) TDS:总溶解固体(total dissolved solids) 5 总体要求 5.1 评价指标体系由一级评价指标和二级评价指标组成。 5.2 一级评价指标包括设备性能、处理效果、运行成本、工程应用稳定性和环境适应性。 5.3 二级评价指标根据设备功能和结构特点选择。 5.4 评价指标的设定应充分考虑评价设备的主要特征。 5.5 应充分考虑评价指标数据的可获得性,指标应简洁明确,易于计算。 6 评价指标体系 膜蒸馏处理设备核心效能评价指标体系见表 1。 表1 膜蒸馏处理设备核心效能评价指标体系 序号 一级评价指标 二级评价指标 指标要求 指标类型 1 设备性能 占地集成度(Loi) 以日处理水量与占地面积之比为指标进行对比考核,占地集 成度应不小于 0.4 m3/m2。 定量 2 系统完整性 包括膜的完整性、管路及附属设备的完整性。 定性 3 工艺自控系统合 理性 自控系统及各相关控制回路能够很好地实现对系统设备的自 动控制,保证系统的稳定、可靠运行,可实现远程控制。设 置独立的控制站,现场控制站宜采用光纤环网进行数据通信。 定性 4 膜蒸馏通量(J)a 以 TDS 含量为 3000 mg/L 80000 mg/L 的水为进水,膜两侧 温差 10-50,膜蒸馏通量应为 3 L/(m2h) 20L/(m2h)。 定量 5 产水量年平均衰 减率(AQ)b 处理 TDS3000 mg/L 的水: 使用 13 年,产水量年平均衰减率应不大于 7%; 使用大于 3 年,产水量年平均衰减率应不大于 10%。 处理 TDS3000 mg/L 的高浓度含盐水: 使用 1 年以内,产水量年平均衰减率应不大于 15%; 使用大于 1 年,产水量年平均衰减率应不大于 25%。 定量 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 3 表1 (续) 序号 一级评价指标 二级评价指标 指标要求 指标类型 6 设备性能 截盐率年平均衰 减率(AR)c 处理 TDS3000 mg/L 的水: 使用 13 年,截盐率年平均衰减率应不大于 5%; 使用大于 3 年,截盐率年平均衰减率应不大于 10%。 处理 TDS3000 mg/L 的高浓度含盐水: 使用 1 年以内,截盐率年平均衰减率应不大于 10%; 使用大于 1 年,截盐率年平均衰减率应不大于 25%。 定量 7 造水比(GOR)d 单效膜蒸馏,造水比应不小于 0.4; 3 效5 效膜蒸馏,造水比应不小于 2。 定量 8 潜热利用 膜蒸馏系统宜对水蒸发潜热加以利用,应采用多效蒸发的运 行方式,多效的数量应为 3 效5 效。 定性 9 处理效果 截盐率(R)e 设备截盐率的额定值应不小于 98%,使用期应大于 1 年,截 盐率应不小于 90%。 定量 10 水回收率(Y) TDS35000 mg/L,水回收率应大于 80%; 35000 mg/LTDS80000 mg/L,水回收率应大于 60%; TDS80000 mg/L,水回收率应大于 40%。 定量 11 产水电导率() 进水 TDS3000 mg/L,膜蒸馏冷凝产水电导率应为 50 us/cm200 us/cm。 定量 12 产水浊度(Tu) 产水浊度应不大于 0.1 NTU。 定量 13 运行成本 产水能耗(P)f 单效膜蒸馏装置: 产水能耗应不大于 750 kWh/m3; 3 效5 效膜蒸馏装置: 产水能耗应不大于 320 kWh/m3; 定量 14 耗新鲜水量 (Qm) 耗新鲜水量应不大于 200 kg/m3。 定量 15 膜组件清洗费用 (C) 膜组件清洗费用应不大于 1.8 元/m3。 定量 16 工程应用稳定 性 清洗周期 维护性清洗周期为 7 d 一次,恢复性清洗周期 180 d 一次。 定性 17 系统开工率 系统的实际运行时间一般不小于 330 d/a。 定性 18 水质稳定性(Rq) 运行过程中水质合格率应不小于 95%,电导率、浊度、SS、 细菌去除率等各项指标达标率均大于 98%为优。 定量 19 负荷率(RL) 膜蒸馏系统实际负荷与设计负荷的比值即为负荷率,一般不 小于 80%。 定量 20 工程应用稳定 性 寿命期内单位膜 面积累计产水量 (QA) 在膜系统的寿命周期内,按实际产水量计算单位膜面积产水 量。膜蒸馏膜组件单位膜面积产水量应不小于 70 m3/m2(使 用期以 5 年计)为优。 定量 21 环境适应性 温度适应性 (Jpw) 在进水温度为 70, 冷凝液温度为 25, 常压运行的条件下, 膜蒸馏膜组件处理纯水的通量不小于 6 L/(m2h)为优。 定量 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 4 表1 (续) 序号 一级评价指标 二级评价指标 指标要求 指标类型 22 环境适应性 原水水质适应 性 不同原水水质条件下,检测膜组件通量。进水水质在 pH 值 6.09.0、 SS20 mg/L、 浊度不大于 5 NTU、 BOD510 mg/L、 COD50 mg/L、油大于 1 mg/L 范围内时,膜产水水质合格 率应98%。 定性 23 工艺适应性 不同工艺组合条件下,检测膜组件的通量。膜组件抗冲击能 力强,前序处理工艺对膜组件出水水质的影响小,出水水质 稳定情况为优。 定性 24 热源利用性 膜蒸馏系统应充分对地热、太阳能以及低品位余热 g 加以利 用。 定性 a 膜蒸馏通量是表征膜组件生产能力的重要参数。 b 产水量衰减率反映水处理设备长时间运行产水量下降程度。 c 截盐率衰减率反映水处理设备长时间运行脱盐率下降程度。 d 造水比是用来衡量膜蒸馏过程的热量利用率。 e 截盐率是用来评价膜蒸馏系统的除盐效率。 f 产水能耗包括原料液加热所消耗的热能以及系统设备运行过程中所消耗的电能。 g 低品位余热是指品位低、浓度小、能量少,不被人们重视的废热能源。 7 定量评价指标计算方法 7.1 设备性能 7.1.1 占地集成度 占地集成度的计算按照公式(1)进行计算: Loi= Qd A0(1) 式中: Loi 占地集成度,单位为立方米每平方米(m3/m2); Qd 设备日处理水量,单位为立方米(m3); A0 设备占地面积,单位为平方米(m2)。 7.1.2 膜蒸馏通量 膜蒸馏通量的计算按照公式(2)进行计算: J= W TAc (2) 式中: J 膜蒸馏通量,单位为千克每平方米每小时(kg/(m2h)); W 冷凝水质量,单位为千克(kg); T 运行时间,单位为小时(h); Ac 膜蒸馏组件有效膜面积,单位为平方米(m2)。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 T/CAQI XXXXXXXXX 3 7.1.3 产水量年平均衰减率 膜蒸馏处理设备产水量年平均衰减率按照公式(3)计算: AQ= 1-Qt Qo t 100%(3) 式中: AQ 产水量年平均衰减率,单位为百分比(%); Qt 设备运行至第 t 年时的产水量,单位为立方米每小时(m3/h); Qo 设备投入运行时的初始产水量,单位为立方米每小时(m3/h); t 运行时间,单位为年(a)。 7.1.4 截盐率年平均衰减率 膜蒸馏处理设备截盐率年平均衰减率按照公式(4)计算: AR= Ro-Rt t 100%(4) 式中: AR 截盐率年平均衰减率,单位为百分比(%); Ro 设备投入运行时的初始截盐率,单位为百分比(%); Rt 设备运行至第t年时的截盐率,单位为百分比(%); t 运行时间,单位为年(a)。 7.1.5 造水比 造
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