50t反渗透方案.docx
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50t反渗透方案
50T/H纯水工程
设计方案
设计单位：
日期：
2007年9月22日
1设计基础
本项目为的脱盐水处理系统,为一套50m3/h的高纯水给水系统。
原水水源：
地下水。
1.1设计规模
1.1.1最终产水水量：
50m3/h。
1.1.2运行方式：
24小时运行。
1.2原水水质
详见贵方提供的水质报告。
1.3产水水质
脱盐水水质要求见下表
反渗透预处理装置产水水质满足反渗透系统的进水要求。
反渗透水处理装置产水满足反渗透后处理系统的进水要求。
反渗透后处理装置精制的脱盐水水质满足高压锅炉用水指标。
如下:
二氧化硅（SiO2）
≤20g/l
电导率（25℃）
≤0.2S/cm
硬度
≈0umol/l
1.4控制系统
控制系统采用PLC自动控制。
预处理及混床系统手动控制，反渗透系统采用自动运行方式。
1.5工程界区与技术接口
负责纯水站设计、施工、制造、包装、运输、安装和调试，工程范围包括：
纯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；
压缩空气接自甲方的压缩空气储罐；
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；
2设计原则和标准
2.1设计原则
2.1.1纯水制备系统必须保证出水水质稳定。
2.1.2设备技术系统是先进的、可靠的。
2.1.3系统具有连续24小时运转能力。
2.1.4RO回收率75%。
2.2设计标准
2.2.1进口压力容器ASME标准，国产压力容器GB150-89。
2.2.2低压水箱ISO、GB或JB标准。
2.2.3水泵ISO、GB标准。
2.2.4管道、管件、法兰及阀门采用公制。
2.2.5电气：
IEC、GB标准。
2.2.5进口材料：
ASTM标准。
2.2.7安全：
OSHA。
3工艺系统描述
3.1工艺流程
工艺流程图详见见附图，主要工艺路线如下：
原水→原水曝气池→原水泵→锰砂过滤器→缓冲水池→增压泵
混凝剂
→保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→脱气塔→中间水池
阻垢剂
→中间水泵→混床→纯水池→纯水泵→生产用水点。
3.2工艺系统简述
原水自流进入预曝气池，由原水泵输送至DN3600锰砂过滤器，通过在其进水管道投加高效絮凝剂，采用微絮凝过滤方式，使水中铁、锰、悬浮物和胶体变成微絮体在锰砂滤层中截留而去除，过滤器出水进入缓冲水池，再经增压泵提升进入换热器和5μm保安过滤器，确保出水满足反渗透的进水要求，即SDI≤3.0、浊度≤0.5NTU，保安过滤器出水由高压水泵送至反渗透装置，去除95%以上的溶解固体（TDS）、硬度等。
反渗透出水进入中间水池，经中间水泵提升至混床进行深度处理，确保出水满足高压锅炉用水标准，导电度（25℃）≤0.2μs/cm；SiO2≤20μg/L。
针对原水的特点，在锰砂过滤器前投加絮凝剂，在反渗透的进水中投加阻垢剂。
絮凝剂用于使水中的细小悬浮物、胶体、部分有机物等形成絮状体，以便在过滤器中给予去除；阻垢剂用于防止反渗透膜结垢。
3.3主要工艺设备
3.3.1预处理系统
预处理主要目的是去除原水中的铁锰金属离子、悬浮物、胶体等妨碍后续反渗透运行的杂质。
处理设施包括原水曝气池、絮凝剂加药系统、锰砂过滤器、反洗水泵、换热器等。
3.3.1.1原水曝气池
原水自流进入预曝气池，保证系统进水量稳定，池中设穿孔曝气，原水在池中停留时间为6小时，池有效容积为300m3。
3.3.1.3管道混合器
静态管道混合器系列产品，结构严密，安装方便，它可串联在管道上，其两端以法兰连接，内部的混合单元与管壳固定。
SK系列静态管道混合器内部叶片由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成，内部采用氯磺化防腐。
技术性能：
SK型管道混合器利用水力的涡流剪切作用，自动将药水混合均匀，无需另设动力设施和人为操作管理。
其最高分散程度≤10μm,液～液、液～固相不均匀度系数σ√Ｘ≤５％。
主要技术参数
管内流速：
0.9-1.2米/秒
水头损失约为：
0.4-0.8米
材质：
Q235A防腐
规格：
DN350一台
3.3.1.4混凝剂加药装置
WA-0.5-1型加药装置材质：
Q235-A碳钢防腐。
外形尺寸1400mm×1400mmx2200mm。
加药装置由一只搅拌箱，一只溶液箱及两台进口计量泵，一套SS304不锈钢材质的搅拌装置以及辅助设备、管路、阀门（ABS）等组成；整套设备的电控柜、管道、阀门等全部都固定在一个碳钢底盘上，并配有平台、扶梯。
整套加药装置全部设计有整套完整的控制箱，需供给380V/220V、50Hz电源，整套控制箱设有一台搅拌机和两台进口加药计量泵的控制操作开关（加药计量泵的自动控制全部设计在主PLC控制箱内），并设有超低液位报警，低位自动停机的功能。
3.3.1.5锰砂过滤器
锰砂过滤器主要去除水中的铁锰、悬浮物和胶体。
通过在其进水管道投加PAC絮凝剂，采用微絮凝过滤方式，使水中大部分铁锰、悬浮物和胶体变成微絮体在介质滤层中截留而去除。
锰砂过滤器的反洗可根据运行时间或流量来决定反洗。
本系统中设置锰砂过滤器2台，1用1备。
锰砂过滤器的出水一部分经增压泵提升后进入反渗透处理系统。
（1）主要技术参数
规格：
DN3600
处理量：
100m3/h/台
设计压力：
0.6MPa
设计温度：
50℃
（2）每台过滤器配有手动蝶阀。
（3）过滤器配管采用碳钢衬胶管。
（4）过滤器进出水管设有取样阀。
（5）设备本体采用碳钢衬胶，衬胶厚度3mm。
（6）过滤器所配仪器、仪表的性能、测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
3.3.1.6板式换热器
为了保证反渗透安全，稳定，高效的运行，则其水温必需恒定在25℃左右。
本系统中设置1台板式换热器，流量为80m3/h，调节温度范围为15~40℃，材质为SS304。
3.3.2反渗透系统
考虑到本项目的水质特点、设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率、出水的含盐量等因素，反渗透采用膜元件选择美国海德能公司低压复合膜CPA3-8040，该膜标准脱盐率＞99.7%。
本系统设反渗透1套，回收率75%，一级二段，7:
4排列。
（1）主要技术参数
设计进水水温：
25℃
产水量：
50m3/h.套
脱盐率：
反渗透≥95%（三年内）
外形尺寸：
7500×2000×2500mm
（2）RO膜元件的设计通量应不大于膜元件制造厂商《导则》规定的最大通量值，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。
（3）RO装置各段给水及浓水、产品水进出水总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。
（4）RO装置产品水管上装设防爆膜、逆止阀及关断阀。
（5）RO浓水排水须装流量控制阀（稳流阀），以控制水的回收率。
（6）RO装置应设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗，进水总管上设置自动冲洗水阀门。
（7）RO装置产品水管和浓水管设取样点，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。
（8）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。
高压管采用不锈钢材质，低压管采用UPVC材质。
（9）RO组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
（10）RO系统所配仪器、仪表的性能、测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
（11）RO装置的压力容器应采用英国WAVE品牌。
（12）保安过滤器
a.保安过滤器的结构可以快速更换芯。
b.保安过滤器的顶端高有排气阀。
c.保安过滤的过滤精度为5um。
d.保安过滤器滤芯的运行流速≤10m3/m2.h。
（13）高压泵
a.高压泵出口设有慢开阀和压力开关，可防止膜组件受高压水的冲击、压力高报警和停泵。
b.高压泵进口装有压力开关，压力低报警和停泵。
c.高压泵过流部分材质为不锈钢。
d.高压泵采用机械密封。
3.3.3除碳器
CO2作为气体它可以百分之百地透过RO膜，进入反渗透产品水。
CO2的存在会影响混床产水水质，而且大大缩短混床的再生周期。
脱碳器的脱碳原理是根据亨利定律，通过降低与水接触的气体中CO2分压的方法去除水中游离的CO2。
本系统设DN1200脱碳塔1台。
（1）主要技术参数：
规格：
DN1200
出水CO2：
≤5mg/L
处理量：
50m3/h
填料高度：
2000mm
（2）设备本体采用碳钢衬胶，衬胶厚度5mm。
3.3.4混床
RO的产品水经过混床处理，可进一步去除水中的阴阳离子、CO2和SiO2，保证出水水质达标。
水中各种无机盐电离生成的阳、阴离子，在经过离子交换树脂层时，分别被阳树脂中的氢离子和阴树脂中的氢氧根离子取代，进入水中的氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，从而取得去除水中无机盐类的效果，其产水能充分满足工艺用水的要求。
本系统采用DN1600混床2台（1用1备），混床内装填的阳阴树脂分别采用001×7、201×7阳阴树脂。
（1）主要技术参数
规格：
DN1600
处理量：
50m3/h.台
滤速：
35-40m/h
产水水质：
符合产水的要求
外形尺寸：
φ1600×4800mm
（2）每台混床配有手动蝶阀，进酸、碱阀采用衬胶隔膜阀。
（3）混床配管采用碳钢衬塑管。
（4）混床进出水管设有取样阀。
（5）设备本体采用碳钢衬胶，衬胶厚度5mm。
（6）混床系统所配仪器、仪表的性能、测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。
3.3.5加药系统
各类药品溶液箱的容积可满足一昼夜的药品用量的要求。
各加药计量泵进口设有滤网。
溶解固体的溶液箱设有电动搅拌器。
加药系统的管道采用UPVC。
药品注入量能根据进水量的变化实行自动调节，而对于进水水质的变化则可随水质变化信号实行自动调节或由人工调节计量泵。
药品配置是根据药品溶液发出的药液箱的药液低位报警及由运行人员操作。
溶液箱和计量箱的采用PE材质。
（1）絮凝剂加药装置（1台）
絮凝剂加药装置包括1000L溶液箱1台（带电动搅拌器）、1000L计量箱1台、计量泵2台、配管和撬座、现场就地控制箱等。
（2）阻垢剂加药装置（1台）
阻垢剂加药装置包括1000L溶液箱1台、计量泵2台、配管和撬座、现场就地控制箱等。
3.3.6附属系统
（1）压缩空气系统
过滤的气擦洗需要0.2MPa的压缩空气。
混床树脂的混合也需要压缩空气。
本系统设0.5m3仪表用压缩空气贮罐1个，设10m3工艺用压缩空气贮罐1个（用户自备）。
（2）膜清洗系统
系统设1套膜清洗装置，用于反渗透膜的化学清洗。
清洗装置包括5m3清洗药箱1台、不锈钢清洗泵1台、5μm清洗过滤器1台、仪表及连接管件组成1组。
清洗箱材质为PE。
（3）酸碱再生系统
用于混床阳、阴树脂的酸碱再生，包括10000L酸碱贮罐各1台、1000L酸计量箱1台、1000L碱计量箱1台。
a.计量箱材质为碳钢衬胶。
b.酸、碱计量箱能满足混床一次再生的用量。
c.酸、碱计量箱设有就地液位显示。
a）酸、碱计量箱的进酸、进碱管路装有手动阀。
3.3.7系统工艺管道
根据系统各段水质特点，各设备之间的工艺连接管道材质按如下设计：
a.原水至至锰砂过滤器进水口：
碳钢管
b.锰砂过滤器出水口至换热器进水口：
碳钢管
c.换热器出水口至保安过滤器入口：
碳钢管
e.反渗透保安过滤器出水口至浓水出水口：
不锈钢管
f.反渗透出水至脱碳器出水：
UPVC管
g.中间水池出水口至混床进水口：
UPVC管
h.混床出水口至除盐水箱：
UPVC管
1.1.1主要构筑物
序号
名称
尺寸
数量
结构
备注
1
原水池
300m3
1座
钢筋混凝土
业主自备
3
缓冲水池
300m3
1座
钢筋混凝土
业主自备
4
反洗水池
150m3
1座
钢筋混凝土
业主自备
5
中间水箱
40m3
1台
碳钢防腐
本公司
6
纯水池
400m3
1座
钢筋混凝土
业主自备
7
厂房
1座
砖混
业主自备
4电气
4.1电气供货范围
包括低压配电、机旁操作箱等全部电控、电器设备，甲方负责将双电源引入配电柜。
4.2供配电
除盐水站用电设备电压等级为380/220VAC。
设低压配电柜即MCC柜，向除盐水工艺系统动力设备供电。
4.3电气设备控制
集控操作在PLC柜统进行，控制由PLC实现可实现自动和手动的切换。
所有电动机旁均设有就地操作按钮。
4.4防雷与接地
防雷：
根据有关规程、规范，接入全厂避雷系统。
接地：
根据有关规程、规范、所有需要保护接地的电气设备均可靠接入相应的接地系统。
主要包括配电装置、PLC装置、机电设备、控制盘柜等的接地。
4.5系统控制
本项目采用PLC对水处理系统进行全自动控制。
并可实现现场就地和控制室集中控制两种方式，可进行自动与手动运行方式的切换，同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态。
在各水池水箱设有液位控制、在主管线及各设备的分支管线设有流量控制、在反渗透
系统、混床进出水口设有在线电导仪和PH计等。
用液位变送器和液位开关控制泵，当原水池、反洗水池、缓冲水池、中间水池的液位低于一设定值时，则相应的自动停止各提升泵，以确保动力设备的安全。
4.6主要控制回路
4.6.1水泵控制
原水泵、增压泵、过滤器反洗泵、中间水泵、纯水泵等均根据相应的水箱液位自动控制启停，同时联锁整个系统设备的启停。
RO装置的高压泵进出口装有低压和高压保护开关。
当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值（通常为0.1MPa）,会自动发出信号停止高压泵运行，保护高压泵不在空转情况下工作。
当系统因其它的原因或误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时（通常为2.0MPa），高压泵出口压力保护会自动切断高压泵供电，同时停运相应的RO装置，保护系统设备不受损害。
4.6.2加药控制
絮凝剂、阻垢剂计量泵和对应的工艺流程泵联锁启停，并可根据主管线流量信号自动调节加药量。
4.6.3锰砂过滤器的控制
锰砂过滤器的启动、运行、反洗、空气擦洗、正洗、停机、备用等过程均由人工手动操作实现。
4.6.4反渗透系统的控制
反渗透系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由PLC实现自动控制。
同时，RO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RO的有关工艺参数，如电导率、流量、压力等；以及能在就地操作盘上启停RO进水高压泵及相关的自动阀门。
当反渗透投入运行时,为了防止高压泵突然启动升压，产生对RO膜元件的高压冲击破坏反渗透膜，在RO装置的高压泵出口至RO膜组件间设置一个慢开阀门，由可编程序控制器（PLC）控制打开阀门，使反渗透膜元件逐渐升压至一定的压力。
在RO停止使用时，应用产品水对RO膜组件自动冲洗3~5min左右，以避免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。
在每套反渗透滤装置的进水、段间、浓水口设有压力变送器，计算机随时对各压力进行比对，当压差达到设定的清洗压差值时，控制系统自动提示进行化学清洗。
当进水压力超出设计值时，自动系统可自动关闭进水阀并报警。
4.6.5混床系统的控制
混床的启动、运行、反洗分层、再生、混合、正洗、停机备用等过程均由人工操作。
对混床的重要参数如电阻率、流量等设在线检测仪表，并设定有超限报警功能。
4.7系统仪表
系统仪表的配置点及数量等完全可以满足本系统的安全、稳定、可靠运行的需要。
4.7.1流量测量点
（1）装设流量器的点
原水总进水管
反渗透进水管
反渗透产水及浓水；
除盐水外输总管。
（2）装设就地流量指示的点
清洗装置保安过滤器出水管；
反洗水泵出水管。
4.7.2压力测量点
（1）装设就地压力指示表的点
锰砂过滤器进水和产水管；
反渗透各段进口、浓水出口及产水管；
各保安过滤器的进出口；
各水泵的出口；
混床进水和产水管。
（2）装设压力开关的点
反渗透高压泵进、出口；
4.7.3液位测量点
（1）装设液位变送器（摸拟量输出）并设低液位报警和相应的泵联锁的点
原水池
缓冲水池
中间水箱
纯水池
（2）装设液位开关并设低液位报警的点
过滤器反洗水池；
絮凝剂计量箱；
阻垢剂计量箱；
（3）装设磁翻板液位计（带液位变送，摸拟量输出）的点
酸计量箱；
碱计量箱；
4.7.4温度测量点
（1）装设温度计和远传温度测量（摸拟量输出）装置的点
反渗透总进水管；
（2）装设就地温度计的点
清洗箱。
4.7.5分析仪表测量（摸拟量输出）点
（1）装设电导率表（摸拟量输出）的点
反渗透进水管；
反渗透产水管；
每套混床产水管；
除盐水总管。
（2）装设pH表（摸拟量输出）的点
总进水管；
除盐水总管；
（3）装设ORP表（摸拟量输出）的点
反渗透总进水。
（4）装设SDI测定仪的点
反渗透总进水。
5公用工程
5.1给水系统
生产用水采用本装置生产的净化水，水量50m3/h。
5.2排水系统
生产污水主要是一级反渗透的浓水，用于反洗过滤器后外排，建议不要返回到预处理水系统，以避免盐分浓缩富集。
反渗透浓水的参数如下：
反渗透浓水流量：
18m3/h；
压力：
大于0.4MPa
化学品及投加量
序号
名称
型号
外观形态
有效成分
包括形式
运输方式
投加量
1
絮凝剂
PAC
固体
30%
25kg袋装
汽运
5ppm
2
阻垢剂
MDC756
液体
标准液
25kg桶装
汽运
2-3ppm
3
盐酸
HCL
液体
30%
混床再生用
4
碱
NaOH
液体
40%
混床再生用
5.3压缩空气
仪表用风：
最大流量0.5Nm3/min（间断使用），压力0.4MPa~0.7MPa。
工艺用风：
用于混床树脂混合，最大流量15Nm3/min（间断使用），压力0.2MPa
6设备规范
6.1原水总管
流量表
数量
：
1台
量程
：
0-500m3/h
制造商
：
美国singnet
6.2原水池
数量
：
1座
容积/直径
：
300m3
材质
：
钢筋混凝土
制造商
：
业主自备
附件
液位开关
：
1台（凡宜）
附件
穿孔曝气系统
：
1套
曝气风机
：
JHSR200-200B，2台，一用一备
6.3原水泵
型号
：
HQW80-160（I）
型式
：
卧式离心泵
数量
：
2台（一用一备）
运行工况
：
Q=100m3/hP=0.32MPaN=15kw
材质
：
铸铁
制造厂家
：
上海虹桥
附件
压力表
：
4台（上仪四厂）
6.5管道混合器
数量
：
1台
规格
：
DN350
材质
：
碳钢衬塑
制造商
：
本公司
6.6混凝剂加药装置
搅拌箱溶液箱
数量
：
各1台
容积
：
1000L
工作压力
：
常压
材质
：
PE
制造厂商及产地
：
宏达容器
附件
搅拌器
：
1台
液位开关
：
1台
计量泵
形式
：
机械隔膜泵
数量
：
2台
出力
：
0-44L/h
扬程
：
1.0MPa
过流件材质
：
PVC
制造商
：
LMI
就地控制盘
：
1台
底盘、配管
：
1套
6.7锰砂过滤器
设备型号
：
DN3600
设备台数
：
2台（一用一备）
设备直径×高度
：
φ3600×4280mm
工作温度
：
5-40℃
流量
：
Q=100m3/h
流速
：
10m/h
压力
A设计压力
：
0.6MPa
B试验压力
：
0.75MPa
滤料高度
各级配天然锰砂
：
1200mm
反洗膨胀率
：
30%
运行压差
：
0.02MPa
设备自重
：
7800kg
运行荷重
：
45000kg
本体材料
：
Q235-B
衬里（防腐）材料
A衬里（防腐）材料
：
天然橡胶
B衬里（防腐）层次
：
1层
C衬里（防腐）厚度
：
3mm
内部装置
A进水配水形式
：
挡板喷淋式
B集水装置型式
：
多孔板/滤水帽
C气洗分配装置
：
多孔板/滤水帽
表计及附件
A表计
——进水取样带取样阀门
：
2个
——出水取样带取样阀门
：
2个
——进水压力表
：
2台
——出水压力表
：
2台
B附件
：
——取样水槽
：
1个，不锈钢
——视镜
：
2个
设备运行参数
A水反洗强度
：
8-10L/m2.S
空气擦洗强度
：
10-15L/m2.S
B控制方式
：
由控制室按运行压差或流量控制
设备本体阀门
：
进水阀DN150
：
1台/套
出水阀DN150
：
1台/套
反洗阀DN200
：
1台/套
反排阀DN200
：
1台/套
正排阀DN150
：
1台/套
进气阀DN100
：
1台/套
排气阀DN50
：
1台/套
供货商
：
本公司
6.8过滤器反洗水池
数量
：
1台
容积/直径
：
150m3
材质
：
钢筋混凝土
制造商
：
业主自备
附件
液位开关
：
1台（凡宜）
6.9过滤器反洗水泵
型号
：
HQW200-250（I）A
型式
：
卧式离心泵
数量
：
2台
运行工况
：
Q=358m3/hP=0.16MPaN=22kw
材质
：
铸铁
制造厂家
：
上海虹桥
附件
压力表
：
2台（上仪四厂）
6.10气洗罗茨风机
数量
：
1台
规格
：
Q=6.55m3/hp=59kPaN=11kw
材质
：
CS
制造商
：
山东章丘
附件
：
消音器、弹性接头、空气滤清器、
安全阀、止回阀、压力表
6.11板式换热器
数量
：
1台
流量
：
80m3/h
材质
：
SS304
制造商
：
本公司
温度范围
：
15～40℃
6.12缓冲水池
数量
：
1台
容积/直径
：
300m3
材质
：
钢筋混凝土
制造商
：
客户自备
附件
液位开关
：
1台（凡宜）
6.13阻垢剂加药装置
溶液箱
数量
：
1台
容积
：
1000L
设计压力
：
常压
材质
：
PE
制造厂商及产地
：
宏达容器
附件
液位开关
：
1台
计量泵
形式
：
电磁驱动隔膜式
数量
：
2台
出力
：
0-7.6L/h
扬程
：
0.35MPa
过流件材质
：
PVC
制造商
：
LMI/美国
就地控制盘
：
1台
底盘、配管
：
1套
6.14管道混合器
数量
：
1台
规格
：
DN150
材质
：
玻璃钢
制造商
：
本公司
6.15反渗透保安过滤器
型号
：
CAF-800
型式
：
立式圆筒
数量
：
1台
设备出力
：
80m3/h/套
直径
：
800mm
设计压力
：
0.6MPa
试验压力
：
0.75MPa
工作温度
：
常温
运行压差
A正常出力压差
：
0.02MPa
B最大出力压差
：
0.1MPa
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