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方案井水ROMB

75m3/h反渗透水处理方案

一、工程设计前言

1．本方案涉及的流程及设备可完全满足水处理系统的要求。

具体工艺要求如下：

1.1产水用途：

锅炉补给水

1.2系统总进水：

100m³/h

1.3系统出力：

75m³/h

1.4系统配置：

预处理、75m³/h反渗透装置、混合床及相关辅助设备。

1.5反渗透系统回收率：

75%

1.6反渗透膜脱盐率：

≥99.5%

1.7反渗透系统脱盐率：

≥98%

2.本技术规范主要依据如下：

2.1原水水源：

地下水

2.2原水水质分析：

暂无。

2.3产水要求：

a）预处理系统：

（1）产水量：

100m3/h

（2）污染指数SDI≤3

b）反渗透系统：

（1）产水量：

750m3/h

（2）系统回收率：

75%

（3）脱盐率：

≥98%

c）混合床系统：

（1）产水量：

75m3/h

（2）电导率：

≤5μs/cm

2.4其它涉及的设计基础条件将在技术讨论中的内容确定。

3．供货范围及界线

3.1供货范围为列于第四节设备配置的内容。

3.2供货范围包括设备及操作阀门组，以进出口管道预留法兰为界。

二、采用技术标准和规定

1.设备制造和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求

）GB150《钢制压力容器》

b）JB2932《水处理设备制造技术条件》

c）HGJ32《橡胶衬里化工设备》

d）《压力容器安全技术监察规程》

e）HGJ229－83《化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范》

f）GB9019－88《压力容器公称直径》

g）HGJ229－83《化工设备、管道外防腐设计规定》

h）GB5575－85《化工设备衬里用未硫化橡胶板》

i）CD130A15－85《橡胶衬里设备设计技术规定》

j）CD130A16－85《橡胶衬里设备技术条件》

k）《电力设计施工及验收技术规范》（火力发电化学篇）

2.进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。

3.对外接口法兰符合下列要求

a）SH3406－96

b）JB/T74－94《管道法兰技术条件》

c）JB/T74-94《管道法兰类型》

d）JB／T81－94《凸面板式平焊钢制法兰》

e）JB/T87-94《管法兰用石棉橡胶垫片》

4.衬里钢管和管件符合下列标准的最新的规定要求：

a）HG21501《衬胶钢管和管件》

b）HG20538《衬胶（PP、PE、PVC）钢管和管件》

当上述规范或标准对某些专用材料不适合时，则采用材料生产厂的标准，卖方提供反渗透所遵循的设计导则及设计计算书。

三、工艺流程及说明

本方案是专门为贵公司脱盐水处理系统设计的，所涉及的工艺流程是以贵公司提供的原水水质为依据，并结合我公司除盐水系统成功的设计、生产经验，确保产品质量的严格要求，完全能满足买方的要求，并能长期运行、安全可靠。

1.工艺流程概况：

阻垢加药装置

↓

原水箱→原水泵→多介质过滤器→精密过滤器→高压泵→反渗透装置

→除碳器→中间水箱→中间水泵→混合床→脱盐水箱

为了满足反渗透膜的清洗需要，配备反渗透膜清洗设备一套。

包括：

清洗箱、清洗泵及配套管路和快速接头，能够满足反渗透系统快速清洗。

混床酸碱再生系统包括：

酸碱储罐、酸碱箱、酸碱泵及配套管路阀门。

2.主要设备技术说明

2.1原水池

原水池用于储存进入过滤器系统的原水，其目的是为了调节深井来水流量的变化，防止进水流量波动对系统稳定运行的影响，保证系统的进水量稳定。

根据工艺要求，该系统设置容积为150m³的原水池，由甲方自备。

2.2原水泵

为后续水处理设备提供稳定的供水压力和流量。

本系统所需的原水进水量为40m3/h。

原水泵选用2台ISW80－160单级离心泵，流量为50m3/h，扬程为32m，二用一备，满足安全生产的需要。

2.3絮凝剂加药装置（备选）

当原水水质中混浊度较高时，可选用。

絮凝剂加药装置的作用是在原水进入多介质过滤器之前，加入专用的絮凝剂，可以改善胶体的去除率，以提高多介质过滤器的过滤效率。

本系统推荐选用美国博克公司反渗透专用药剂絮凝剂TW205，可以显著改善胶体的去除率。

它具有以下功能和特点：

1）PH值接近于中性，使用时不改变被处理水的PH值

2）凝聚速度快，凝聚体密度大而结实，沉降性好

3）对去除浊度和除菌灭藻亦有功效

4）不受加氯处理的影响，不使处理水中可溶性金属（铝、铁）增加

5）提高固液分离速度，在直接过滤时，可延长过滤器工作周期

6）可与水以任何比例混溶

2.4多介质过滤器

多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，本系统采用针对我国自然水水质的特点而专门设计的多介质过滤器，它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物等杂物，从而保证出水SDI（污染指数）≤3。

设备特性：

＊能够有效地去除原水的胶体、悬浮物等杂质，因为反渗透系统对他们非常敏感。

＊具有独特的均匀布水方式，使过滤达最大效果，能长期满足反渗透对污染指数的要求。

＊单台过滤器对于低浊度水源可连续运行达72小时以上。

＊采用水帽布水，专门用于反渗透预处理系统，填料选用优质滤料，以保证良好的过滤效果，且不会出现反洗乱层现象。

＊选用较低的运行流速（正常运行‹8-10m/h›，以适合将来水质变坏的可能性。

）

根据贵公司反渗透系统产水水量要求，本系统设置2台直径2200mm的多介质过滤器，一用一备，单台出力40m³/h，运行流速10m/h，当其中任何一台过滤器在进出口压差达到一定值时退出运行，进行反洗。

2.5反洗水箱（用户自备）

反洗水箱为多介质过滤器反冲洗时提供充足的水量。

可以单独制作一台，也可以和原水池共用一台。

2.6反洗水泵

其作用是为多介质过滤器的反冲洗提供充足的水量。

多介质过滤器的反洗强度为13L/m2.s,水量较大，但所需的扬程低，因此建议本系统单独设置1台IS100－125型反洗水泵，流量为100m³/h，扬程为20m。

2.7阻垢剂加药系统

阻垢剂加药装置的作用是在预处理后的原水进入反渗透之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。

反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。

随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，及原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。

浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。

自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO4-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。

判断水结垢的标准是：

a）对于碳酸盐垢以朗格利尔（LSI）为基准；当LSI<0时不结垢，LSI>0时结垢；b）对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。

当饱和指数小于1时不结垢，反之就会出现结垢。

本方案推荐选用美国博克反渗透膜专用阻垢剂TW系列，具体型号根据客户提供的原水水质来选。

它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它具有以下功能和特点：

1）抑制析出作用

2）分散作用

3）晶格扭曲作用

4）络合作用

5）进水的PH从5-9仍属有效范围内

6）所有主要反渗透膜都能使用

另一种好处是经常受到人为忽视：

即此阻垢剂是非磷系有机复合物，排放之后，不会对自然水体产生富营化的影响，是绿色环保型产品。

2.8反渗透脱盐系统

本系统的主要作用是把预处理的水进行膜分离脱盐。

它包括下列单元设备：

Ø5um精密过滤器

Ø高压泵

Ø反渗透本体装置

Ø清洗装置

2.8.1精密过滤器

精密过滤器的作用是截留原水带来的大于5µ的颗粒，以防止其进入反渗透系统而损坏膜。

这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮。

过滤器的滤元为可更换卡式滤芯，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.07-0.1Mpa）时，应当给于更换。

精密过滤器采用耐腐蚀的滤304不锈钢材质为外壳。

滤芯是由聚丙烯喷熔制成，特点：

1）孔形成锥形结构

2）过滤能进入深处

3）纳污量大、寿命长（可维持4－6月）

4）易更换

2.8.2高压泵

高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。

根据反渗透本身的特性，需要一定的推动力去克服浸透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。

根据反渗透系统的产水要求，经专门的反渗透软件计算，在水温为18°C时，要求提供的进水压力为1.5MPa，其中已考虑余量。

另外，高压泵进水（来自预处理系统）还带有0.2Mpa以上的压力。

结合工艺设计，因此本系统反渗透装置配置1台不锈钢高压泵，出力为75m³/h，扬程为1.30MPa。

本系统选用南方高压泵。

2.8.3反渗透装置

反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，微生物和有机物。

经过预处理后，合格的原水进入置于膜壳内膜组件，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入反渗透水箱。

反之不能通过的经另一组收集管集中后通往浓水排放管，排出系统之外。

系统的进水，产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、监控仪表及程控操作系统，他们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。

该系统的膜组设计，充分考虑了系统地下水水源的温度的变化，采用18°C的设计温度，通过增加膜元件的数量，降低膜元件的通量，消除了原水温度降低造成的产水量下降的影响；同时由于增加了膜元件的数量，降低了膜元件的通量，从根本上改善了膜元件在运行中的污染状况，可充分保证膜系统的长期稳定运行。

回避采用原水加热造成原水温度波动大、不易控制，同时存在加热温度超过膜元件的使用温度而造成膜元件不可恢复的损坏的风险。

本系统设置一组出力为75m³/h的反渗透装置。

本装置反渗透膜组件采用世界上领先水处理技术的美国生产的芳香族聚酰胺复合膜元件，单根膜脱盐率达99.5%,根据用户提供的原水水质分析报告和水源情况，当设计反渗透装置的回收率为75％时，单套配置75根8×40”（进口）的膜组件，每根膜组件有效膜面积为37㎡,分别安装在15根5支装FRP膜壳内，成10:

5排列。

2.8.4清洗系统

为保证系统的安全稳定运行，膜系统在运行一段时间后，需进行清洗，以清除沉积在膜表面的污染物，恢复膜元件的性能。

该系统设置一套完善的在线清洗系统，当由于污染造成系统性能下降超过10－15％时，可采用系统清洗以恢复系统性能。

适当的清洗，可充分保证系统的良好运行状态。

清洗系统包括清洗药箱、清洗泵及配套管件、仪表等。

2.9除碳器

原水的重碳酸根含量，同时结合膜法处理的特点，反渗透产水中二氧化碳含量将影响后置混床的运行周期，为了降低混床进水二氧化碳含量，延续混床的再生周期，本系统设置一台除碳器，直径1400mm，可完全满足系统脱除二氧化碳的要求。

另外，若中间水箱采用钢筋混凝土材质，可将除碳器放置其上，若是PE材质则需要另作除碳器架子。

2.10中间水箱

反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入中间水箱暂存，其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏。

该系统设置一台50m³中间水箱。

由客户自备。

2.11中间水泵

其作用是为后置水处理设备提供稳定的压力和水量。

后置混床进水量为75m3/h，中间水泵选择3台ISW80-170不锈钢材质单级离心泵或化工泵，流量为43m3/h，扬程为38m，功率为7.5Kw。

运行方式为二用一备，可充分保证系统的稳定运行。

2.12混合床

反渗透脱盐处理后的淡水，再经过混床的精制脱盐处理，使成品水水质符合锅炉进水要求。

为了保证混合床的出水水质，该系统配置二台直径为1500mm的混合床离子交换器，运行流速为40m/h，两台一用一备，单台运行出力75T/h。

出水电导率5μs/cm。

2.13混床再生系统

当混床工作一定时间失效后，进行阴阳树脂再生。

再生系统包括：

酸碱计量箱、酸碱泵及配套阀门管件。

2.14脱盐水箱（用户自备）

脱盐水箱的作用是储备制成的脱盐水，作为给锅炉补水的缓冲，为保证机组的安全稳定运行。

2.15控制及显示方式

根据多年的工程实践经验，结合用户的实际情况，本系统设计采用模块化PLC的控制方式。

为保证系统运行安全，现场可实现就地控制自动及手动操作；同时在控制盘上可以实现有关工艺参数越限报警功能，在就地控制盘上还配置相关的选择开关，通过这些开关可以实现系统的自动和手动的切换，达到人工干预的目的。

2.16保护设置

2.16.1高压泵的保护系统

反渗透装置的高压泵进出口装有低压开关和高压保护开关。

当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值（正常为0.1Mpa），会自动发出信号停止高压泵，保护高压泵不在空转情况下工作。

当因其他的原因误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时，高压泵出口高压保护会自动切断高压泵供电，保护系统不在高压下运行。

2.16.2反渗透的启停保护

为了防止高压泵突然启动升压，产生对膜元件的高压冲击破坏反渗透膜，在高压泵出口至反渗透膜组件之间设置1个慢开电动阀门，由可编程序控制器控制缓慢打开阀门，使膜元件逐渐升压至一定的压力。

为了防止反渗透误操作，在反渗透产水端设置爆破装置，在超高压的情况下自然爆破泄压。

以保护反渗透膜及系统的安全。

四、设备配置表

1、原水箱系统

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

原水箱

1台

用户自备

液位开关

Key-5M

1个

玛赫

中意合资大连

原水泵

IS80-160

3台

上海

50m3/h32m7.5kw

泵出口压力表

Ф10cm0.6MPa

3个

华青

青岛，耐震

2、多介质过滤

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

罐体

Ф2500⨯H3200

布水方式：

水帽式

3台

流速:

10m/h，出力50T

碳钢防腐，二用一备

无烟煤

Ф0.5-1.8

5.6T

巩义

层高400mm

石英砂

Ф0.5-1.2，Ф1-2

20.6T

巩义

层高800mm

进出口压力表

Ф10cm0-0.6MPa

6个

华青

青岛华青

3、预处理反洗系统

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

反洗水箱

与原水箱共用

1台

自备

10.

反洗水泵

IS100-125

1台

上海

100m3/h20m11KW

11.

泵出口压力表

Ф10cm0-0.6MPa

1个

华青

青岛，耐震

4、阻垢加药装置

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

12.

加药计量泵

601

1台

SEKO

13.

加药计量箱

MC-100L

1个

慈溪

14.

阻垢剂

TW系列

25Kg

Burket

美国博克公司

5、精密5um过滤

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

15.

过滤器

Ф700×1500

1台

60芯装，不锈钢

16.

滤芯

Ф65×1000，5um

60支

PP聚丙烯熔喷

17.

排气阀

DN8

1个

方氏

昆山PE

18.

压力表

Ф6cm0-0.6MPa

1个

华青

青岛，华青

6、反渗透装置（一级二段）

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

19.

高压泵

CDL85-60

1台

南方

不锈钢，100T，45KW，120m

20.

高压保护

JC-230

1个

韩国

21.

电动慢开阀

DN100

1个

Unico

北京

22.

泵出口调节阀

DN80PN16

1个

新亚

截止阀

23.

反渗透膜

8040

75支

美国

24.

RO膜壳

8040-5

15支

宇星

大连，玻璃钢，300psi

25.

爆破膜

DN100

1个

防止RO膜产水背压

26.

浓水手动调节阀

DN50PN16

1个

信泰

上海，不锈钢

27.

浓水电磁冲洗阀

DN50PN16

1个

三力信

余姚，无铅黄铜，常闭型

28.

淡水止回阀

DN80

1个

环琪

台湾，PVC

29.

淡水傍通阀

DN80

1个

环琪

台湾，PVC

30.

保安过滤出口压力

0-10kg/cm

1个

sunfly

不锈钢浸油，面板式

31.

RO进水压力表

0-25kg/cm

1个

sunfly

不锈钢浸油，面板式

32.

RO段间压力

0-25kg/cm

1个

sunfly

不锈钢浸油，面板式

33.

RO浓水压力表

0-25kg/cm

1个

sunfly

不锈钢浸油，面板式

34.

RO产水压力表

0-6kg/cm

1个

sunfly

不锈钢浸油，面板式

35.

浓水流量计

LZS-100G100T/H

1个

KingTai

余姚管式

36.

淡水流量计

LZS-50G50T/H

1个

KingTai

余姚管式

37.

原水电导

CM-230

1个

科达

石家庄,在线温度批示

38.

产水电导

CM-230

1个

科达

39.

机架

1个

碳钢喷塑

40.

电控柜

1个

41.

PLC

RO2003

1个

科达

RO专用单片机

7、RO清洗系统

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

42.

清洗箱

2000L

1个

德顺

慈溪PE

43.

清洗泵

65FS-32

1个

Q=30m3/hH=32mN=5.5Kw

44.

排气阀

DN8

1个

方氏

昆山PE

45.

压力表

Ф6cm0-0.6MPa

1个

华青

耐震，上海

8、中间水箱

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

46.

中间水箱

50T

1台

用户自备

47.

液位开关

Key-3M

1个

玛赫

中意合资大连

48.

中间水泵

ISW80-170

3台

上海

Q=40m3/hH=38mN=7.5Kw

49.

泵出口压力表

Ф10cm0.6MPa

3个

华青

青岛，耐震

9、除碳装置

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

50.

除碳器

75T/H

Ф1400×2550

1台

PVC

51.

多面空芯球

Ф38

2.3m3

华捷

宁波PE

52.

风机

4-72NO.2.8A-1

Q=6000M/H，P=1700Pa

1台

新乡

风机一厂

53.

电机

Y132S1-2

1个

新乡

1.5KW

10．混合床

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

54.

罐体

Ф1500×3850

出力：

75m3/h

2台

碳钢衬胶

一用一备

55.

阳树脂

001×7

1700Kg

争光

2套层高600mm

56.

阴树脂

201×7

2960Kg

争光

2套层高1200mm

57.

电导仪

CM-230

1个

科达

石家庄在线监测

58.

压力表

0.6MPa

4个

华青

青岛华青

59.

取样阀

DN15

2个

方氏

昆山PE

11．再生系统

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

60.

酸贮罐

1台

用户自备

61.

碱贮罐

1台

用户自备

62.

酸箱

2000L

1台

慈溪

63.

碱箱

2000L

1台

慈溪

64.

酸泵

103型

1台

粤华

65.

碱泵

103型

1台

粤华

66.

调节阀

DN32

2个

PVC

67.

取样阀

DN15

2个

PVC

10、终端处理

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

68.

终端水箱

用户自备

69.

液位开关

Key-3M

大连

玛赫卫生级

11、零配物品

序号

名称

规格

数量

制造商

备注

70.

PVC管材

71.

304管材

12、电器工控

序号

设备名称

功率数

数量

合计功率

归属工艺段

启动方式

原水泵

7.5KW

22.5KW

给水

本地开关启停

反洗泵

11KW

反洗

本地开关启停

计量泵

35W

阻垢加药

本地开关启停

高压泵

45KW

一级RO

本地开关启停

清洗水泵

5.5KW

本地开关启停

中间水泵

7.5KW

15KW

酸碱泵

0.55

1.1KW

控制柜

1KW

电控

总计

100.135KW

五、影响系统运行的主要因素

1．影响预处理运行的主要因素

1.1影响机械过滤器运行效果的主要因素

（1）运行流速：

适当的运行流速将决定过滤器的出水效果。

（2）反洗效果：

当过滤器运行一定时间后，滤层即处于饱和状态，此时需要用水自下而上地通过滤层进行反洗，以除去滤层上吸附的悬浮颗料，恢复滤料的过滤能力。

石英砂的反洗强度要求为13-18L/m2﹒s，反洗膨胀率不得小于20%，为本方案中设计反洗膨胀率30-50%。

当采用空气擦洗方式，可适当降低反洗流速，同样能达到反洗效果。

（3）水流均匀性

过滤器在过滤或反洗过程中，都要求水在容器内均匀分布，否则会出现滤层击穿的现象。

（4）过滤前水质

过滤前的水，若已经混凝处理，则残留在水中的悬浮物在过滤过程中具有较好的渗透性能，即能渗入到滤层的下层，产生接触混凝过滤，从而提高了滤池的截污能力。

1.2保证机械过滤器正常运行所采取的措施。

本方案设计中充分考虑了各种因素，以便使设备的运行达到最佳效果。

首先，对原水先絮凝（根据实际运行情况考虑是否添加絮凝剂，根据原水水质条件絮凝剂的加药量为1～3ppm）后，进入多介质过滤器过滤，做到充分保证膜进水的安全性。

其次，为提高过滤效果我门选用了二层滤料过滤器，这些都有力的保证了设备的运行效果。

第三，在反洗时，本方案选用大流量低压力的反洗方式。

保证过滤器的过滤性能。

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