150吨小时除盐水系统.docx
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150吨小时除盐水系统
150T/H脱盐水系统
技
术
方
案
宁波市宣溢水处理设备有限公司
2015年5月24日
目录
1设计基础6
1.1设计依据6
1.2原水水源及水质6
1.3设计规模6
1.4产水水质6
1.5控制系统6
1.6电源和仪表气源6
1.7药品供应7
1.8工程界区与技术接口7
2设计原则和标准9
2.1规定和标准9
2.2设计温度10
2.3噪声10
3系统技术要求11
3.1系统配置11
3.2系统运行、操作要求11
3.3系统工艺流程11
3.4工艺系统简述11
4电气24
4.1电气供货范围24
4.2供配电24
4.3电气设备控制24
4.4防雷与接地24
5系统控制25
5.1控制系统概述25
5.2主要控制回路25
5.3加药控制26
5.4自清洗过滤器的控制26
5.5超滤系统26
5.6反渗透系统的控制26
6各级设计及考核指标28
6.1自清洗过滤器28
6.2超滤系统28
6.3一级反渗透系统28
6.4二级反渗透系统28
7设备规范29
7.1原水箱29
7.2原水泵29
7.3杀菌剂加药装置29
7.4自清洗过滤器30
7.5超滤装置30
7.6活性炭过滤器31
7.7紫外线杀菌装置31
7.8超滤浓水浓缩装置32
7.9超滤反洗杀菌剂加药装置33
7.10超滤反洗加酸装置34
7.11超滤反洗加碱装置34
7.12超滤反洗水泵35
7.13超滤水箱35
7.14超滤增压水泵35
7.15阻垢剂加药装置36
7.16一级反渗透保安过滤器36
7.17一级反渗透高压泵37
7.18一级反渗透装置37
7.19一级RO水箱40
7.20加NAOH装置40
7.21二级反渗透高压泵40
7.22二级反渗透装置41
7.23冲洗水泵43
7.24化学清洗装置43
7.25脱盐水箱45
7.26反渗透浓水箱45
7.27浓水回收装置45
7.28电气与控制系统46
8供货范围与工作范围47
8.1供货范围47
8.2设备清单47
9工作范围52
10设计联络与技术53
10.1设计准备53
10.2设计联络会53
10.3技术资料与制造厂资料交付计划53
10.4技术资料53
10.5技术文件54
11性能保证55
11.1性能保证基础55
11.2性能保证55
11.3考核55
11.4机械性能55
11.5质量保证55
12包装、运输和储存56
12.1包括56
12.2运输及储存56
13售后服务58
13.1“服务承诺”的保障58
13.2人员培训58
设计基础
本项目为的脱盐水处理系统,为一套150m3/h的化水车间的脱盐水系统。
设计依据
业主提供的要求。
原水水源及水质
化学制水系统进水为地下水：
设计规模
1、脱盐水水量：
2X75m3/h。
2、运行方式：
24小时运行。
产水水质
化学制水系统出水水质要求
序号
指标
数值
1
总硬度（µmol/L）
0
2
SiO2（mg/L）
≤0.020
3
Fe（mg/L）
≤0.050
4
Cu（mg/L）
≤0.010
5
电导率（25℃）（us/cm）
≤5
控制系统
超滤，反渗透系统采用PLC实现自动控制。
预处理系统为自动控制运行方式。
整个系统采用自动控制。
电源和仪表气源
1.6.1电源：
三相四线制（380/220V）中性点直接接地系统。
频率：
50HZ
1.6.2仪表及工艺气源：
露点：
30℃
含油量：
无
含颗粒物质：
无
压力（操作/设计）：
0.4～0.65MPa
温度（操作/设计）：
常温
药品供应
卖方根据工艺要求提供化学药品规格，化学药品由买方提供（阻垢剂、还原剂、絮凝剂、杀菌剂所需药品）。
（1）阻垢剂
化学成份
有机磷系列
纯度
100%
包装
液体桶装
运输方式
汽运
配制浓度
10%
加药量
2-4ppm
（2）杀菌剂
化学成份
强氧化性
粘度
8cp（25℃）
包装
液体桶装
运输方式
汽运
配制浓度
30%
加药量
5-10ppm
工程界区与技术接口
负责脱盐水站设计、施工、制造、包装、运输、安装和调试，工程范围包括：
脱盐水车间外一米线以内。
不负责和其配套的土建工程、动力配电和照明、采暖、通风、卫生间给排水。
工艺给水接自甲方给水管道；
车间内动力与照明用电接自值班室内业主提供的总配电柜；
外部公用条件如下：
1）电力消耗：
380V/220V±10%，三相，50Hz，80KVA。
原水：
正常进水水量264m3/h，压力≥0.2MPa。
设计原则和标准
规定和标准
2.1.1采用标准
.GB中华人民共和国国标
.ISO国际标准组织
.IEC国际电力技术委员会
.ASTM美国材料试验协会
.AISI美国钢铁协会
.UNS金属与合金的通一数字系统
.ASME美国机械工程师协会
.API美国石油协会
.ANSI美国国家标准协会
.DIN德国工业标准
2.1.2国产设备制造和材料符合下列最新版本的要求
GB150《钢制压力容器》
《压力容器安全技术监察规程》
JB2932《水处理设备制造技术条件》
SDDZ037《电厂水处理设备制造质量分等标准》
HGJ32《橡胶衬里化工设备》
DC130A16《橡胶衬里设备技术条件》
GB11920-89电站电气部分集中控制装置通用技术条件
GB4720-84低压电气电控设备
JB616-84电力系统二次电路用屏（台）通用技术
IEC144低压开关和控制设备的外壳防护等级
ANSI488可编程仪器的数字接口
ISA—55.2过程运算的二进制逻辑图
ISA—55.3过程操作的二进制逻辑图
ISA—55.3仪表回路图
NEMA—ICS4工业控制设备及系统的端子板
NEMA—ICS6工业控制装置及系统的外壳
2.1.3对外接口法兰符合下列要求
《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》2000版
接口法兰与阀门法兰配套
2.1.4控制设备、测量仪表和电气设备的设计、安装应符合有关规定和标准。
2.1.5当上述规定和标准对某些设备和专用材料不适用时，或卖方用其它标准取代上述标准时，卖方将其它标准呈交买方，经确认方可采用。
设计温度
原水经加热温度，考虑实际运行工况确定：
设计温度：
20±5℃
噪声
在所有条件下，设备的噪声水平遵守下列保证值：
距设备外壳1m处的躁声值不大于85dB（A）。
系统技术要求
系统配置
我方根据要求，按交钥匙工程提供一套完整的脱盐水处理系统装置，以满足补给水水质及水量的要求。
处理全部系统包括：
自清洗过滤器、超滤装置、反渗透（RO）预脱盐系统设备；药品贮存、计量、加药系统设备；其它辅助系统设备；以及系统内的阀门、管道和附件等；控制和电气设备、就地仪表及附件等。
化学水处理系统的设备状态和主要工艺参数送至水站处理站控制室的控制系统，控制系统将完成设备的联锁保护、报警及设备的远方/就地切换等，实现无人职守。
系统运行、操作要求
（1）自清洗过滤器、超滤、反渗透和化水系统设备应能在远方控制室内进行设备的起停、控制和调节，并能实现无人值守的运行方式。
（2）超滤，反渗透系统的运行根据水箱的水位及系统制水量采用自动控制，如需进行启动、停运或系统切换，由运行人员确认后手动切换。
（3）药品配置及加药方式
药品配置应根据药品溶液箱液位计发出的低液位报警及运行人员的指令进行。
加药根据进水流量及进水水质变化自动跟踪调节加药。
系统工艺流程
工艺流程图详见见附图，主要工艺路线如下：
原水来水→原水箱→原水泵→加杀菌装置→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱→提升泵→活性炭过滤器→UV杀菌→保安过滤器→加阻垢剂装置→一级高压泵→一级反渗透膜组→一级RO水箱→NAOH加药装置→二级高压泵→二级反渗透膜组→脱盐水池→脱盐水泵→0.45UM微滤→0.1UM微滤→纯水使用点。
超滤清洗工艺流程
清洗水箱→清洗过滤器→超滤装置→清洗水箱
超滤浓水回收流程
浓水箱→增压泵→保安过滤器→超滤回收装置→超滤水箱
反渗透清洗工艺流程
清洗水箱→清洗过滤器→RO装置→清洗水箱
反渗透浓水回收流程
一级反渗透浓水箱→增压泵→保安过滤器→高压泵→反渗透浓水装置→超滤水箱
工艺系统简述
本系统由预处理系统、反渗透系统系统二部分组成。
各部分功能简述如下：
预处理系统
系统的运行是否成功，取决于预处理系统的设计和运行维护等因素，而合适的给水预处理是反渗透装置可靠运行的基础。
1）原水在进入本系统自清洗过滤器，以进一步降低水的浊度、硅酸根、SDI。
2）超滤去除水中氯系氧化物及有机物，保证反渗透进水的安全性。
3）保安过滤器进口加入适量的RO膜都必专用阻垢剂。
以防止在膜组件浓水侧表面沉积CaCO3、CaSiO3和预防发生其它的结垢现象。
经上述预处理后原水能满足反渗透膜的给水要求。
杀菌剂加药系统
流程:
杀菌剂溶解箱→计量泵→自清洗过滤器进水总管
水处理杀菌剂（watertreatmentbiocide）又称杀菌灭藻剂、污泥剥离剂或抗污泥剂。
一类能抑制水中菌藻和微生物的滋长，以防止形成微生物粘泥，对系统造成危害的化学药品。
包括氧化性杀菌剂，如氯气、次氯酸钠、漂白粉、臭氧、氯胺等；非氧化性杀菌剂，如氯化十二烷基二甲基苄基铵、溴化十二烷基二甲基苄基铵、二硫氰基甲烷等；重金属化合物，如氧化汞、氯化汞、氟化汞等；粘泥杀菌剂，如松香胺、过氧化氢、又胍聚合物等。
其中季铵盐类非氧化性杀菌剂效果最好，往往兼具杀菌、剥离、缓蚀等多种作用。
自清洗过滤器
设置前置自清洗过滤器，以初步拦截、去除原水中较大颗粒的悬浮物和部分细微悬浮物，如澡类、铁锈、粘泥、微生物等，为后继膜处理设备提供安全保障。
自清洗过滤器拟采用滤网式，要求过滤器具有自清洗功能，即随着悬浮物的不断积聚，滤网内外产生压力差，当压力差达到设定值（要求可调）时，自动进行反冲洗清洗，采用内源反洗，反冲洗过程要求反洗水量小、清洗时间短、自动循环，以达到节水、不影响后续设备运行的目的。
供方应选用引进型、连续运行、自动反洗过滤器，运行和反洗为全自动PLC控制。
过滤精度为100µm。
对无机杂质和有机杂质都要求有强的过滤能力。
自清洗过滤器的出力应能满足所对应的实际产水量及过滤器的自反洗水量之和的要求，过滤和反洗过程不影响产水。
总进水量应根据水量平衡图确定。
过滤器本体材质为316不锈钢。
活性炭过滤器
活性碳比表面积达800～2000m2/g，具有很大的比表面积和特别发达的微孔，所以吸附容量大，吸附能力强，吸附作用主要依靠其本身的小孔、过渡孔和大孔，存在物理吸附活性点和化学吸附活性点，在其综合的吸附作用下，不仅很好的处理微生物，余氯，胶体及有机物，还能很好的处理化学有害物质，以保证出水水质。
本设计使用活性炭过滤器，主要是为了去除水中的有机物，余氯及色度和异味。
活性炭过滤器是吸附前级过滤中无法去除的余氯、微生物、胶体以有机物，防止后级反渗透膜受其氧化降解，出现不可恢复的损坏，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，进一步降低RO进水的污染物含量以及浊度。
经过多介质过滤器和活性炭过滤器处理后，反渗透进水水质可以达到如下指标：
SDI：
小于5
COD：
小于1.5ppm
浊度：
小于0.5NTU
余氯：
小于0.1ppm
根据运行压差确定需要反洗的时期，此时可人工进行反洗程序，便于灵活的对设备进行处理操作。
同时，根据产水的余氯情况，确定活性炭是否需要进行彻底的更换，建议每周对活性炭出水进行余氯含量的测量工作。
超滤装置
超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程高等特点。
膜分离技术是一大类技术的总称。
和水处理有关的主要包括微滤、超滤、钠滤和反渗透等几类。
这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。
其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。
超滤可以去除病毒、大分子物质、胶体等。
技术要求：
●超滤膜元件选用美国DOW的SFP2880膜元件。
●超滤膜元件的选型根据水质特点来选择透水量大、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好的膜。
●膜使用寿命在3年以上。
在3年之内的任何时期，净出力达到保证值SDI≤3。
●每套超滤装置安装在一个框架上，膜元件采用并列布置的方式，每一列的
进出水母管设置阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连接。
每个超滤膜组件产品水管和进、排水管设取样点和必须的检测表计，数量及位置能有效地监督、诊断并确定系统的缺陷。
取样点集中设置，便于取样。
框架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具等且框架的设计需满足当地的地震烈度。
超滤膜组架配备检漏装置，以检测膜元件的运行状况。
（1）超滤装置化学清洗系统
●清洗系统包括清洗药箱、清洗泵、清洗过滤器、阀门、管道及就地流量及压力表等。
清洗时卖方提供化学清洗液的品种和要求。
超滤装置中的加药计量泵采用美国LMI公司产品、自动阀门采用美国博雷公司产品。
这些产品优质、可靠，有大量的业绩。
●清洗系统的材质和防腐衬里能适用于所有的清洗液。
（2）超滤装置反洗系统
●反洗系统包括反洗水泵、反洗加药装置（包括反洗加酸、碱装置和杀菌剂加药装置）、阀门、管道及就仪表等。
●反洗水泵提供3-4倍正常运行流量能力的反冲洗用水，2套超滤装置共用2台反冲洗泵（变频控制一用一备），每台反洗水泵的出力为所需水量的100%。
●反洗系统取水来自超滤水箱。
●反洗的间隔持续时间可以用PLC设置或变更。
反洗系统的控制采用程序自动运行。
●化学清洗箱可与反洗装置组合，它们的加药程序可由PLC来控制计量泵的自动加药和加药的种类及顺序。
（3）超滤系统管道
超滤装置本体管道选用UPVC管。
管道设计流速为1.8～2.3m/s，以减少通过系统的压力损失。
超滤装置本体内的管道和阀门采用UPVC管道和阀门，UPVC管道和阀门为化工级、1.6MPa，软化温度大于76℃.可见光透光率小于0.2%。
手动阀门均需带开启锁定安全定位装置。
（4）运行控制方式
超滤装置设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。
超滤系统的运行及反洗分别可以手动、半自动及自动控制，超滤装置的运行根据超滤水箱的水位自动控制运行。
超滤系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由超滤PLC实现自动控制。
PLC采用德国西门子公司产品，同时，超滤系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出超滤的有关工艺参数，以及能在就地操作盘上操作相关的水泵和自动阀门。
对超滤系统的重要参数如压力、流量等均设有在线检测仪表，并设定有超限报警功能；系统配置测量点和在线仪表数量等满足本系统安全、稳定、可靠运行的需要，卖方在本投标书中说明系统配置在线仪表的清单和规格，详见仪表清单。
阻垢剂投加装置
1）由于反渗透过程为溶解固形物浓缩排放和淡水的利用，当水受浓缩时会有无机盐结晶析出，形成碳酸盐水垢（CaCO3、MgCO3）和硫酸盐水垢（CaSO4、MgSO4）。
特别是硫酸盐晶体（如BaSO4、SrSO4），因为它的晶体往往带有锋利的尖角，会刺穿半透膜，造成浓水漏过膜表面，无法到达脱盐的目的。
这种现象最容易发生在第二段的最后一根膜元件的浓水侧，因为该地方的浓水浓缩倍数最高。
2）现在已开发出新的有机复合阻垢剂，与早期SHMP等相比，它具有很高的阻垢和分散性能，对无机碳酸盐垢在LSI（朗格利尔指数）2.6以内可安全运行；对于硫酸盐垢，采用有机复合阻垢剂之后，可以提高它们的溶解度；还因为它是低磷系的化合物，水解后不会在反渗透浓水侧产生富氧化环境，引起细菌增殖，而且排放后不会对环境形成富营养化的二次污染，起到保护环境作用。
同时它对铁胶体和硅胶体具有很强的分散作用，即防止胶体对膜的污堵作用。
3）各类药品溶液箱的容积应满足至少保证全部设备一昼夜的药品用量，根据加药间的可用空间进行合理布置，尽量保证加药箱容积规格一致。
4）加药计量泵进口设滤网。
药品注入点设管式混合器。
5）药品注入系统的材质和防腐涂层应能适用于所用介质。
一级二级RO预脱盐系统（采取全自动无人值守运行方式）
反渗透系统包括保安过滤器、高压泵、反渗透装置及清洗装置等。
保安过滤器
过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒，当过滤器进出口压差大于设定的值时，应当更换。
保安过滤器采用耐腐蚀的不锈钢材质外壳。
滤棒是由聚丙烯喷熔制成，孔形呈锥形结构。
技术要求：
●保安过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。
●进入保安过滤器的水管上设耐腐蚀排放阀。
●保安过滤器的滤元过滤精度为5μm。
●保安过滤器的结构材质为不锈钢（304）。
●保安过滤器滤元表面运行滤速不大于10m3/m2h（以滤芯表面积计）。
反渗透给水泵（高压泵）
高压泵保证反渗透膜组足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。
本系统每套反渗透入口设置1台丹麦格兰富的不锈钢高压泵。
技术要求：
●反渗透给水泵为立式多级泵、法兰及附件的材料均采用SS316不锈钢。
●反渗透给水泵出口装设慢开门装置（控制阀门开启速度）和压力开关（进口产品），以防膜组件受高压水的冲击及延时压力高报警及停泵。
●密封方式应考虑耐腐蚀，机械密封。
●反渗透给水泵进口装压力开关，压力低时报警及停泵。
一级及二级反渗透（RO）装置
反渗透亦称逆渗透（RO），是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。
因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。
根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
反渗透装置（简称RO装置）在脱盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水中大部分离子、SiO2等，大幅降低TDS。
RO是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。
膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。
浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，此时应采用清洗的方法进行恢复。
技术要求：
●反渗透膜元件的选型根据循环水的水质特点来选择透水量大、脱盐率高、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好的膜，一级膜元件选用DOW公司工业级苦咸水淡化膜元件BW30-400IG；二级膜元件选用DOW公司低能耗苦咸水淡化膜元件LE-400。
●RO膜元件的设计水通量按照膜元件制造厂商《导则》中规定的水通量低值选取。
并选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。
●卖方提供膜组件的级、段排列组合方式计算结果，供买方选择（见附件计算书中的反渗透计算书）。
●反渗透压力容器选用哈尔滨乐普或与之相当的产品。
●卖方在投标书中根据水质特点及系统要求明确给出给水加药种类、加药量及加药点。
化学清洗液的选择根据给水水质和所选用反渗透膜组件的特性确定，需要清洗前卖方提出所需药品种类和要求。
●RO装置给水总管及各段浓水管、产水进出水管上设有足够的接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。
●RO装置产品水管上装设防爆膜。
●RO浓水排水须装流量控制阀（稳流阀），以控制水的回收率。
●RO装置设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。
●装置每根压力容器产品水管设取样点，取样点的数量及位置能有效地诊断并确定系统的运行状况。
●RO膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。
●RO组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
●卖方提供每根膜元件的出厂检测报告。
清洗系统
1）反渗透的预处理越完善，膜元件清洗周期就越长，清洗也越容易。
但要保证反渗透膜元件完全不被污染是不现实的。
因而当膜元件因运行累积而造成污染时，反渗透的进出口压差上升，产水量下降，脱除率下降。
为了确保反渗透长期稳定运行，设置的反渗透化学清洗装置是必要的。
本系统的多套反渗透装置共用一套化学清洗装置，兼作反渗透长期停运时保护处理，其流程如下：
清洗溶液箱→清洗水泵→清洗过滤器→反渗透装置→（回流清洗溶液箱）
反渗透膜污染特征，清洗液配方和用量以及清洗时间
反渗透膜污染特征
反渗透膜经长期使用，在膜上会积累胶体，金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，而造成膜污染，各种不同的膜污染引起的性能变化不同，一般现象列于表1。
表1
污染物类型
反渗透系统性能变化
盐透过率SP
压差△P
产水量VP
1.金属氧化物
（Fe、Mn）
迅速增加
>2X
（2）
迅速增加
>2X
（1）
迅速降低
（1）
（20%～30%）
2.钙镁沉淀
（CaCO3CaSO4）
明显增加
10%~20%
增加
10%~25%
略有降低
10%
3.胶体
无或缓慢增加
≥2X
（2）
缓慢增加
≥2X
（2）
缓慢减少
下降≥40%
（2）
4.混合胶体
（有机物、硅酸铝）
迅速增加
≥2～4X
（1）
缓慢增加
≥2X
（2）
缓慢降低
下降≥40%
（2）
5.细菌
无或稍微增加
增加≥2X
下降≥30-50%
6.阳离子性聚合物
无
无或微增加
明显下降
（1）表示发生在2～2天之内X—初投运或上一次清洗后的值
（2）表示发生在2～3周以上△P—为反渗透装置进出口压差
反渗透膜需要清洗的迹象
当反渗透装置随着运行时间的延长，在膜面上会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机胶体、水垢等物质、性能会有下降，当性能下降一定程度时，即
产水量比初始或上一次清洗后降低≥10～20%
产水脱盐率下降≥10%
装置压力差增加≥15%
反渗透系统出现上述任何一种情况，反渗透系统就要清洗。
反渗透膜清洗液配方，用量和清洗时间
膜上污染的种类不同，选择的清洗剂配方不同，有时可能有几种污染物混合在一起，因此需根据具体情况分别对待，清洗剂选择参见表2
表2
污染物
清洗剂
无机盐沉淀（例如、CaCO3、CaSO4、BaSO4）
金属氧化物
（例如Fe
的氧化物）
胶体
硅
微生物
有机物
0.1%NaOH,0.1%Na-EDTA
PH=12T≤30℃
一般
最好
一般
0.1%NaOH,0.05%Na-SDS
（十二烷基硫酸钠）
PH=12T≤30℃
较好
较好
较好
0.1%STP（Na5P3O10）
0.1%TSP（Na3PO4。
12H2O
0.1%Na-EDTA
较好
较好
0.2%HCL
最好
0.5%H3
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