工业设计技术在100 000 m3/d海水淡化工程前置化设计中的应用

潘春佑，李 露，冯 涛，王可宁，薛喜东，徐国荣

(自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192)

工程前置化设计是根据工程的使用性质、环境和技术要求等条件，运用工业设计技术手段和人机理念，设计出布局合理、易于操作维修、结构清晰明确的工程环境。目前，在海水淡化行业中，工业设计已经成功融入海淡产品的研发过程。而在众多海淡工程中，工业设计技术手段也在逐渐受到关注[1-5]。

1 100 000 m3/d海水淡化工程的工艺及简介

工程建设总规模为100 000 m3/d(以产水计)，采用反渗透海水淡化工艺，具体路线为：取水→混凝→沉淀→自清洗过滤→超滤→反渗透→产水。

100 000 m3/d海水淡化工程的厂区长228 m，宽为200 m，占地面积约45 600 m2，呈西北—东南方向平行厂外道路布置。海水淡化工艺设施和设备集中布置于厂区平面范围内。此外，厂内还设有综合楼、变电站和门卫等辅助设施，用于海水淡化厂管理、维护等需要。

100 000 m3/d海水淡化工程的建设内容为：取水泵站、配水井、清水池、中间水池、提升泵站、产水池、产水泵站、贮泥池及泵站、脱水机房、中和池、排放井、加药间、空压机房、总配电室、变配电室、综合楼、管沟和排水沟按100 000 m3/d产水规模设计实施；相关设备安装尽可能分步到位；混凝沉淀池按20 000 m3/d产水规模设计实施；浓缩池按照50 000 m3/d产水规模设计实施；主车间约按1/2规模设计实施；厂区内各单体间的联络管线按100 000 m3/d产水规模设计实施；厂外取水管线按50 000 m3/d产水规模设计实施；厂外排水管线按100 000 m3/d产水规模设计实施。100 000 m3/d反渗透海水淡化系统水量设计参数如表1所示。

表1 设计参数Tab.1 Design parameters

2 100 000 m3/d反渗透淡化工程的工业设计应用

100 000 m3/d反渗透淡化工程厂区设计考虑了道路排洪沟及周边海域潮汐及水位威胁，以及现状防潮堤的设置高度，海水经提升后，在厂区依次进行配水井、混凝沉淀、自清洗过滤、超滤和反渗透。在这些处理工艺中水流均为压力流，构筑物高程对水流影响较小，反渗透车间考虑浓水的排放要求，车间地平高于防洪要求，工程中反渗透车间高程与厂区地平相同，如图1。

图1 厂区俯视图Fig.1 Overhead view of factory area

主车间主要分为两部分，中轴线向北一侧为超滤装置区、以南为反渗透装置区。超滤装置分为5套，配备2套清洗系统，分别与主车间外清水池、中间水池和中和池连接。反渗透装置分为5套，配备1套清洗系统，分别与主车间外产水池、排放井连接，如图2、图3。

图2 淡化车间侧视图Fig.2 Desalination workshop side view

图3 淡化车间俯视图Fig.3 Overhead view of desalination workshop

反渗透装置为母管制并联运行，共设5套，一期1套，每套装置的出力20 000 m3/d，系统回收率为45%，采用“一单段”的系统，如图4。

超滤系统采用母管制，共设置35 套超滤膜组，每组含超滤膜66支，共2 310支，如图5。

图4 反渗透膜组Fig.4 Reverse osmosis membrane group

图5 超滤膜组Fig.5 Ultrafiltration membrane group

3 结论

工业设计于20世纪80年代引入我国，其主要功能是通过设计手段让产品满足用户的生理及心理需求。在海淡工程中，工业设计在前置化设计中既可以快速排查并解决工程设计的不合理因素，又可以传达工程技术的专业性和美感，还会在设计与实施过程中涉及土建、人机、视觉传达等诸多因素。故而，工业设计在海水淡化工程项目设计过程中，具有较高的综合性功能，对项目的视觉环境及工程技术具有形象且直观的体现。