工業(yè)設計技術在100 000 m3/d海水淡化工程前置化設計中的應用

潘春佑，李 露，馮 濤，王可寧，薛喜東，徐國榮

(自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

工程前置化設計是根據(jù)工程的使用性質、環(huán)境和技術要求等條件，運用工業(yè)設計技術手段和人機理念，設計出布局合理、易于操作維修、結構清晰明確的工程環(huán)境。目前，在海水淡化行業(yè)中，工業(yè)設計已經(jīng)成功融入海淡產品的研發(fā)過程。而在眾多海淡工程中，工業(yè)設計技術手段也在逐漸受到關注[1-5]。

1 100 000 m3/d海水淡化工程的工藝及簡介

工程建設總規(guī)模為100 000 m3/d(以產水計)，采用反滲透海水淡化工藝，具體路線為：取水→混凝→沉淀→自清洗過濾→超濾→反滲透→產水。

100 000 m3/d海水淡化工程的廠區(qū)長228 m，寬為200 m，占地面積約45 600 m2，呈西北—東南方向平行廠外道路布置。海水淡化工藝設施和設備集中布置于廠區(qū)平面范圍內。此外，廠內還設有綜合樓、變電站和門衛(wèi)等輔助設施，用于海水淡化廠管理、維護等需要。

100 000 m3/d海水淡化工程的建設內容為：取水泵站、配水井、清水池、中間水池、提升泵站、產水池、產水泵站、貯泥池及泵站、脫水機房、中和池、排放井、加藥間、空壓機房、總配電室、變配電室、綜合樓、管溝和排水溝按100 000 m3/d產水規(guī)模設計實施；相關設備安裝盡可能分步到位；混凝沉淀池按20 000 m3/d產水規(guī)模設計實施；濃縮池按照50 000 m3/d產水規(guī)模設計實施；主車間約按1/2規(guī)模設計實施；廠區(qū)內各單體間的聯(lián)絡管線按100 000 m3/d產水規(guī)模設計實施；廠外取水管線按50 000 m3/d產水規(guī)模設計實施；廠外排水管線按100 000 m3/d產水規(guī)模設計實施。100 000 m3/d反滲透海水淡化系統(tǒng)水量設計參數(shù)如表1所示。

表1 設計參數(shù)Tab.1 Design parameters

2 100 000 m3/d反滲透淡化工程的工業(yè)設計應用

100 000 m3/d反滲透淡化工程廠區(qū)設計考慮了道路排洪溝及周邊海域潮汐及水位威脅，以及現(xiàn)狀防潮堤的設置高度，海水經(jīng)提升后，在廠區(qū)依次進行配水井、混凝沉淀、自清洗過濾、超濾和反滲透。在這些處理工藝中水流均為壓力流，構筑物高程對水流影響較小，反滲透車間考慮濃水的排放要求，車間地平高于防洪要求，工程中反滲透車間高程與廠區(qū)地平相同，如圖1。

圖1 廠區(qū)俯視圖Fig.1 Overhead view of factory area

主車間主要分為兩部分，中軸線向北一側為超濾裝置區(qū)、以南為反滲透裝置區(qū)。超濾裝置分為5套，配備2套清洗系統(tǒng)，分別與主車間外清水池、中間水池和中和池連接。反滲透裝置分為5套，配備1套清洗系統(tǒng)，分別與主車間外產水池、排放井連接，如圖2、圖3。

圖2 淡化車間側視圖Fig.2 Desalination workshop side view

圖3 淡化車間俯視圖Fig.3 Overhead view of desalination workshop

反滲透裝置為母管制并聯(lián)運行，共設5套，一期1套，每套裝置的出力20 000 m3/d，系統(tǒng)回收率為45%，采用“一單段”的系統(tǒng)，如圖4。

超濾系統(tǒng)采用母管制，共設置35 套超濾膜組，每組含超濾膜66支，共2 310支，如圖5。

圖4 反滲透膜組Fig.4 Reverse osmosis membrane group

圖5 超濾膜組Fig.5 Ultrafiltration membrane group

3 結論

工業(yè)設計于20世紀80年代引入我國，其主要功能是通過設計手段讓產品滿足用戶的生理及心理需求。在海淡工程中，工業(yè)設計在前置化設計中既可以快速排查并解決工程設計的不合理因素，又可以傳達工程技術的專業(yè)性和美感，還會在設計與實施過程中涉及土建、人機、視覺傳達等諸多因素。故而，工業(yè)設計在海水淡化工程項目設計過程中，具有較高的綜合性功能，對項目的視覺環(huán)境及工程技術具有形象且直觀的體現(xiàn)。