10吨反渗透方案.doc
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10t/h纯水处理系统（RO+离子交换）设计方案
10吨/小时纯水处理系统设备
（RO+离子交换）
设
计
方
案
二00四年十一月
目录
一、产品简介
二、设计依据
三、设计范围及原则
四、原水水质及水量
五、RO进水要求
六、用水要求
七、简易工艺流程
八、系统工艺要求及说明
九、设备性能及供货范围
十、系统工艺计算
十一、运转费用<按每吨纯水计>
十二、使用方施工时的工作量
十三、安装调试阶段的主要药品
十四、纯水服务范围
十五、附图
一、产品简介
本公司是制造纯水、废水、污水处理设备的专业厂家，属化工部定点企业，本公司生产的系列纯水品种涉及苦咸水淡化、工业用水处理、纯水、超纯水制备、瓶装水净化、化工物料分离等，市场业绩遍布饮用、化工、医药、纺织、电子、真空镀膜、贵重合金回收等行业，产品遍及全国各地，并获联合国发明创新科技之星奖，国家级新产品质奖等。
本公司已通过ISO9001国际认证，“质量第一”是工厂永恒的主题，“产品同行领先”是工厂追求的目标，“顾客至上、产品终身服务”是工厂义无反顾的宗旨。
本公司以精湛的工艺，一流的设备，完善的服务及ISO9001质量体系保证模式在同行及用户中享有盛誉。
二、设计依据
1、根据地区性水质条件设定水质条件，根椐用户地区同类厂家的水质资料及用水量等基础资料进行设计。
2、原水性质：
自来水。
3、离子交换系统设计计算参照《给排水设计手册》及《化工企业化学水处理设计计算规定》（HG/T20552-94）的标准。
4、RO系统设计参照《给排水设计手册》及海德能公司RO膜元件的设计计算软件。
5、系统排水按室外排水设计规范GBJ14-87。
6、建筑给排水设计规范GBJ15-88。
7、反渗透设备标准按《反渗透水处理设备标准》CJ/T119-2000。
8、管道的设计按纯水用水标准进行设计。
9、通用电器设备配电设计规范GB50055-93。
10、城市区域环境噪声标准GB3096—93；
11、电气安装工程盘柜及二次回路接线工程施工及验收规范GB50171-92
12、电气装置安装工程电气设备按试验标准GB50150-91。
三、设计范围及原则
1、进入纯水站的水源为自来水，由于用户未提供详细的原水水质报告，水质设计参照同类地区的自来水质标准及同地区工程的类比进行设定计算，其变化系数K≤1.2，处理系统排放的浓废水可直接排入市政综合管网。
2、纯水处理设施具有较大的适应性、应急性，可以满足水质及水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。
3、采用工艺具有可靠性，运行稳定，运转费用低，管理维护量特别小，反渗透系统采用PLC可编程序控制,自动化程度高。
4、系统管道除反渗透装置高压部分外，均采用UPVC材质。
5、为确保系统的正常稳定工作，反渗透装置为PLC编程控制，并设有自动及手动切换开关,自动运行,必要时可转入手动操作。
6、系统处理过程中选用工作泵均为多级离心泵，具有启动及运转功率小，无死角，噪音低，工作稳定等特点。
7、本工程设计范围为接入纯水处理站的给水管道起纯水出口为止的整个处理工艺、基础、电气等各专业的设计。
四、原水水质及水量
1、原水水质见表1（同类地区的自来水水质）ΣA（总阳）=ΣK（总阴）=3.92mg-N/L。
2、要求系统进水量≥13.3m³/h，才能确保RO产水量≥10m³/h。
3、原水含盐量较稳定，变化系数K≤1.2。
表1（参考同卷地区自来水标准）
序号
项目
数据mg/L
数据mg-N/L
1
K﹢
12
0.31
2
Na﹢
28
1.22
3
Ca²﹢
28
1.4
4
Mg²﹢
12
0.99
5
Pb²﹢
0.0
0.0
6
总阳离子
80
ΣA=3.92
7
HCO3－
123
2.02
8
CLˉ
58.2
1.64
9
SO4²ˉ
12
0.25
10
NO3ˉ（以N计）
0.0
0.0
11
Fˉ
0.0
0.0
12
SiO2
5.0
/
13
总阴离子
257
ΣA=3.91
14
PH
7.2
/
15
游离CO2
8.1
/
16
耗氧量
2
17
总硬度（以CaCO3计）
130
2.6
18
永久硬度
/
/
19
总碱度（以CaCO3计）
100
2.0
20
水温
10-30℃
21
电导us/cm
465
22
游离余氯
0.5-0.8
五、RO进水要求
序号
项目
要求
1
浊度（度）
<1
2
色度（度）
清
3
污染指数SDI
<4
4
温度
15～35℃
5
化学耗氧量
<1.5mg/L
6
游离氯
<0.05mg/L
7
铁
<0.05mg/L
8
锰
<0.05mg/L
9
铝
<0.05mg/L
10
朗格利尔指数
LSI<0
11
硫酸钙溶度积
浓水<19×10-5
六、用水要求
1.系统产水量Q≥10m³/H（25℃）
2.出水水质：
电导率≤0.2us/cm（25℃±1℃）
3.供水方式：
连续供水
4.控制方式：
PLC可编程序微机控制，各水泵及水箱液位连锁保护。
七、简易工艺流程
7.1工艺流程
PAC加药装置阻垢剂加药装置
原水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→板式换热器→保安过滤器清洗水箱→清洗水泵→精滤
→一级高压泵→一级反渗透装置→缓冲水箱→二级高压泵→二级反渗透装置→
自动加碱装置
中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→纯水箱→纯水泵→用水点
7.2系统再生工艺：
混合离子交换器
高位酸贮槽→酸计量箱→酸喷射器碱喷射器←碱计量箱←高位碱贮槽
纯水箱→再生泵
八、系统工艺要求及说明
根据用户同类地区自来水水质情况、RO进水条件及海德能公司反渗透装置设计导则，提出以上简易流程。
本工艺由预处理部分、二级RO脱盐系统及离子交换深度脱盐系统、酸碱再生系统组成。
1、预处理部分工艺说明：
1.1前级增压系统：
由于系统进水为自来水，外网管路供水由于压力不够（受其它用水点的影响），且原水压力波动很大，（主要受管网用水量高峰期的影响，压力波动变化量较大）因此在原水进口处设置一台原水箱及二台原水增压泵，原水由原水泵增压进入多介质过滤器。
水压恒定且大于0.3MPa，保证系统进水能安全工作。
1.2前级预处理系统：
由于自来水的浊度不稳定，并且自来水的浊度随季节性变化及人工加药量的因素影响，造成其浊度变化系数较大，因此在前级预处理部分设置一台多介质过滤器，同时投加PAC，通过管式混合器混合，使小颗粒悬浮物凝聚成较大颗粒，以便多介质过滤器过滤去除。
由于水为自来水,一般自来水管网末端余氯含量约为0.5mg/L,活性炭过滤器在本工艺中主要去除原水中的余氯及部分重金属离子、有机物，经活性炭过滤器吸附后，水中的余氯去除率为99.9%,出水符合RO进水条件。
预处理系统设计产水量≥14.2m³/h。
由于原水中总硬度较大，且变化系数为1.2左右，为防止RO浓水结垢，在保安过滤器前设置一台阻垢剂加药装置，使进水郎格里尔指数在<2.8以下，浓水不发生结垢现象。
板式换热器：
板式换热器在工艺中主要为提高水温，使RO进水温度恒定，由于温度对反渗透的产水量及操作压力的影响很大，为保证反渗透装置稳定的产水量及操作压力，在工艺中设置一套板式换热器，板式换热器采用自动温控调节系统，确保系统出水的温度恒定。
2、预处理设备工作参数及选用特点：
2.1原水箱及原水泵
原水箱在工艺中主要用于储存水量，以满足系统的用水量，原水箱设计停留时间为1小时，以适应系统供水量压及水压的变化。
原水泵配套原水箱使用，原水泵用于水压的提升，以满足预处理过滤器及反渗透高压泵的进水供水量及工作压力。
2.2多介质过滤器：
多介质过滤器设计流速为8-10m/h，过滤器内装石英砂、无烟煤等多种介质的滤料，上层装无烟煤，下层装石英砂，由于滤料两种滤粒径从上到下，按从大到小的顺序排列，因此该过滤器接近理想过滤器，该过滤器具有多个过滤介面，各个阶面选择不同粒径的悬浮物进行吸附及过滤，降低了悬浮物的穿透率，因此该过滤器较其它类型的过滤器具有更大的截污能力，允许有更大的过滤滤速，具有产水量大的特点。
过滤器反洗时由于表面滤层及滤膜被破坏，过滤效率明显降低，所以反洗后宜采用低流速运行，以便滤膜的形成。
在过滤器进出水管道上设有压力表，可显示过滤器的运行压力及进出水的压差，过滤器的反洗按照进出水压差或出水浊度来确定（当进出水压差达到0.1MPa时应进行反洗或浊度大于1度时），由前级自来水来实行过滤器的反洗，为降低反洗强度，过滤器水反洗强度为15L/m².S，有条件宜采用气水擦洗法，滤料的反洗膨胀率为40%为宜。
2.3PAC加药装置：
PAC加药装置用来向原水中投加凝聚剂，加药点设置在原水泵后，投加药剂后由管式混合器进行混合，使原水中的小颗粒的悬浮物，悬浮性有机物，胶体等形成絮状大颗粒，以便在多介质过滤器内过滤去除。
由于系统进水中含有悬浮物、胶体等杂质，这些杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成大颗粒，PAC（聚合氯化铝）是长链的高分子聚合物，在水中可形成带电荷的AlX（OH）y3X-y长链，多功能基团，它具有压缩胶体双电层作用，同时对异性电荷也可以起到中和的作用，而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使基凝聚成大颗粒絮状矾花，便于多介质过滤器的去除。
2.4活性炭过滤器：
活性炭过滤器设计流速为8m/h，过滤器内设各种粒径的石英砂填料层及101渗银灭菌型活性炭，由于活性炭内渗银，微生物的繁殖受到抑制，因活性炭在工艺中主要起吸附水中的有机物、余氯；因其比重较轻，反冲洗强度为4-8L/m²·S，滤料的反洗膨胀率为40～50%，反洗时宜选用低流速反洗，以防止活性炭被反洗水冲走。
在活性碳过滤器进出水管道上设有压力表，可显示过滤器的运行压力及进出水的压差，过滤器的反洗按照进出水压差来确定（当进出水压差达到0.1MPa时进行反洗），由反洗水泵来实行过滤器的反洗，活性炭过滤器滤料（活性炭）更换周期以出水的余氯含量≤0.1PPM及有机物含量CODcr<1.5mg/L，两项指标确定，出水水质应定期监测。
2.5阻垢剂加药装置：
由于原水硬度较大，经海德能公司膜软件计算，浓水侧LSI（朗格里尔指数）为1.1，浓水侧将发生结垢现象，因此在进入反渗透前应投加进口复合阻垢剂，经投加PTP-0100阻垢剂后浓水侧LSI在2.8的条件下不发生结垢现象。
加药选用计量泵为美国帕斯菲达公司产品。
2.6板式换热器
由于原水温度不稳定，受季节性变化因素较大，为确保反渗透装置出水水量恒定，在前级设置板式换热器，确保反渗透装置进水恒温，板式换热器配套自立式温控装置，通过换热器后管道上的温度传感器及导压管来改变换自力式温控阀的开启程度，从而达到换热器出水恒定的目的。
2.7保安过滤器：
保安过滤器选用滤芯精度为5um，在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质或破裂的活性炭颗粒，确保RO进水的清洁度，以防前级过滤器泄漏的机械杂质进入反渗透膜元件，这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜元件，造成大
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