潘春佑，李 露，馮 濤，王可寧，薛喜東，徐國(guó)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(shè)計(jì)是根據(jù)工程的使用性質(zhì)、環(huán)境和技術(shù)要求等條件，運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)手段和人機(jī)理念，設(shè)計(jì)出布局合理、易于操作維修、結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)已經(jīng)成功融入海淡產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程。而在眾多海淡工程中，工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)手段也在逐漸受到關(guān)注[1-5]。

1 100 000 m3/d海水淡化工程的工藝及簡(jiǎn)介

工程建設(shè)總規(guī)模為100 000 m3/d(以產(chǎn)水計(jì))，采用反滲透海水淡化工藝，具體路線(xiàn)為：取水→混凝→沉淀→自清洗過(guò)濾→超濾→反滲透→產(chǎn)水。

100 000 m3/d海水淡化工程的廠(chǎng)區(qū)長(zhǎng)228 m，寬為200 m，占地面積約45 600 m2，呈西北—東南方向平行廠(chǎng)外道路布置。海水淡化工藝設(shè)施和設(shè)備集中布置于廠(chǎng)區(qū)平面范圍內(nèi)。此外，廠(chǎng)內(nèi)還設(shè)有綜合樓、變電站和門(mén)衛(wèi)等輔助設(shè)施，用于海水淡化廠(chǎng)管理、維護(hù)等需要。

100 000 m3/d海水淡化工程的建設(shè)內(nèi)容為：取水泵站、配水井、清水池、中間水池、提升泵站、產(chǎn)水池、產(chǎn)水泵站、貯泥池及泵站、脫水機(jī)房、中和池、排放井、加藥間、空壓機(jī)房、總配電室、變配電室、綜合樓、管溝和排水溝按100 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；相關(guān)設(shè)備安裝盡可能分步到位；混凝沉淀池按20 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；濃縮池按照50 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；主車(chē)間約按1/2規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；廠(chǎng)區(qū)內(nèi)各單體間的聯(lián)絡(luò)管線(xiàn)按100 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；廠(chǎng)外取水管線(xiàn)按50 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施；廠(chǎng)外排水管線(xiàn)按100 000 m3/d產(chǎn)水規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)施。100 000 m3/d反滲透海水淡化系統(tǒng)水量設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)參數(shù)Tab.1 Design parameters

2 100 000 m3/d反滲透淡化工程的工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用

100 000 m3/d反滲透淡化工程廠(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)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(shè)置高度，海水經(jīng)提升后，在廠(chǎng)區(qū)依次進(jìn)行配水井、混凝沉淀、自清洗過(guò)濾、超濾和反滲透。在這些處理工藝中水流均為壓力流，構(gòu)筑物高程對(duì)水流影響較小，反滲透車(chē)間考慮濃水的排放要求，車(chē)間地平高于防洪要求，工程中反滲透車(chē)間高程與廠(chǎng)區(qū)地平相同，如圖1。

圖1 廠(chǎng)區(qū)俯視圖Fig.1 Overhead view of factory area

主車(chē)間主要分為兩部分，中軸線(xiàn)向北一側(cè)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(chē)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(chē)間外產(chǎn)水池、排放井連接，如圖2、圖3。

圖2 淡化車(chē)間側(cè)視圖Fig.2 Desalination workshop side view

圖3 淡化車(chē)間俯視圖Fig.3 Overhead view of desalination workshop

反滲透裝置為母管制并聯(lián)運(yùn)行，共設(shè)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(shè)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(jié)論

工業(yè)設(shè)計(jì)于20世紀(jì)80年代引入我國(guó)，其主要功能是通過(guò)設(shè)計(jì)手段讓產(chǎn)品滿(mǎn)足用戶(hù)的生理及心理需求。在海淡工程中，工業(yè)設(shè)計(jì)在前置化設(shè)計(jì)中既可以快速排查并解決工程設(shè)計(jì)的不合理因素，又可以傳達(dá)工程技術(shù)的專(zhuān)業(yè)性和美感，還會(huì)在設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中涉及土建、人機(jī)、視覺(jué)傳達(dá)等諸多因素。故而，工業(yè)設(shè)計(jì)在海水淡化工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，具有較高的綜合性功能，對(duì)項(xiàng)目的視覺(jué)環(huán)境及工程技術(shù)具有形象且直觀(guān)的體現(xiàn)。