水处理技改反渗透设计文档doc.docx
《水处理技改反渗透设计文档doc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水处理技改反渗透设计文档doc.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水处理技改反渗透设计文档doc
内蒙古化工股份有限公司
100t/h×2反渗透系统
技
术
参
考
书
新技术有限公司
第一部分技术方案
一、设计总则及基础资料
1、设计总则：
根据化工股份有限公司改、扩建的相关要求，系统供纯水（锅炉补给水、工艺用水）的水质和水量要求，本着工艺设备先进、可靠、最大限度地提高系统的性能价格比的原则进行设计。
本技术方案提供的化水系统符合相关工业标准，同时在设计中考虑了水质波动的可能性，设备技术都采取了相应的应对措施（例如设备出力设置足够的余量）,保证出水水质、水量和运行的安全可靠。
2、设计遵循的标准、规范
《工业锅炉水质标准》GB/Tl576—2008
《反渗透水处理设备》GB/T19249—2003
《电力工程制图标准》（DL5028－93）
《室外给水设计规范》GB50013-2006
《室外排水设计规范》GB50014-2006
《环境保护产品技术要求反渗透水处理装置》HJ/T270-2006
《压力容器安全技术监察规程》（劳锅字（1990）8号）
《钢制压力容器》（GB150－1998）
《水处理设备技术条件》（JBT2932－1999）
《压力容器设计单位资格管理与监督规则》（DL/T5068－1996）
《橡胶衬里设备设计技术规定》（CK130A15－85）
《化工设备、管道外防腐设计规定》（HGJ34－39――90）
《水处理设备系列型谱》（ZBG98020－90）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-1993）
《建筑物防雷设计规范》（2000年版）（GB50057-2000）
《城市区域环境噪声标准》（GB3096-1993）
《电气装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-1992）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《爆炸和火灾危险环境电力转制设计规范》（GB50058-1992）
《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》（HG/T20505-2000）
《自动化仪表选型设计规范》（HG/T20507-2000）
《自动化仪表安装工程质量评定标准》（GBJ131-90）
《仪表配配管、配线设计规定》（HG/T20512-2000）
《电气装置安装工程电气设备试验标准》（GB50150-90）
《控制室设计规定》（HG/T20508-2000）
《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）
《信号报警、安全联锁系统设计规范》（HG/T20511-2000）
《水处理设备油漆、包装技术条件》（ZBJ98003-87）
《建筑给排水设计设计规范》（GBJ15-88）
《橡胶衬里化工设备》（HGJB132－90）
《钢制压力容器无损检测》（JB/T4709－92）
《水处理设备橡胶衬里技术条件》（HGJ229－83）
《衬胶航管道和管件》（HG21501）
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）工业法规涉及的标准和相当标准。
国产设备的设计及制造，符合国家部文件劳锅字〖1998〗《压力容器安全监察规程》、JB2932－1999《水处理设备制造技术条件》和GB/T19249—2003《反渗透水处理设备》的要求。
3、原水水源及水质
本工程补给水处理系统用水水源为地下水，水质如下：
地下水:
（作为反渗透进水）
序号
项目
分析方法
单位
结果
1
pH值
玻璃电极法
7.36
2
全盐量
重量法HJ/T51-1999
mg/l
616
3
氯化物
硝酸盐滴定法
mg/l
70
4
高锰酸盐指数
酸性高锰酸钾氧化法
O2mg/l
1.1
5
氨氮
纳氏试剂比色法
mg/l
0.132
6
铜
火焰原子吸收法
mg/l
0.05L
7
锌
火焰原子吸收法
mg/l
0.02L
8
氟化物
离子选择电极法
mg/l
0.22
9
硒
石墨炉原子吸收分光光度法
mg/l
0.5×10-3L
10
砷
原子荧光法
mg/l
0.5×10-3
11
汞
原子荧光法
mg/l
0.01×10-3
12
镉
石墨炉原子吸收法
mg/l
0.10×10-3L
13
铬（六价）
二苯碳酰二肼分光光度法
mg/l
0.004L
14
铅
石墨炉原子吸收法
mg/l
1.0×10-3L
15
氰化物
异烟酸-吡唑啉酮比色法
mg/l
0.004
16
挥发酚
蒸馏后4-氨基安替比林分光光度法
mg/l
0.002
17
阴离子表面活性剂
亚甲蓝分光光度法
mg/l
0.05L
18
硫酸盐
铬酸钡光度法
mg/l
75
19
粪大肠菌
多管发酵法\滤膜法
--
20
电导
电极法
us/cm
750us/cm
注：
当检测数据结果低于分析方法最低检出限时用“最低检出限+L”表示。
4、产水水质指标
4.1锅炉补给水水质要求：
执行GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准。
4.2工艺用水要求：
序号
项目
单位
要求
1
电导率
us/cm
≤5
2
Ca+Mg
ppm
≤0.1
3
二氧化硅
ppm
≤0.1
4
Suspendedsolid
ppm
≤0.5
5
Fe
ppm
≤0.05
6
Al
ppm
≤0.02L
7
Hg
ppm
≤0.5
8
HeavyMetals
ppm
≤0.05
9
CL
ppm
≤1.0
10
TOC
ppm
≤1.0
11
pH
7-8.5
5、现有化水系统工艺
地下水→砂滤→精密过滤器→阳床→阴床→混床
砂滤出水量100吨/小时×2，全系统出力约80吨/小时×2。
树脂再生周期较短，酸碱排放废水较多，运行成本较大。
二、处理工艺方案选择
现用水量为锅炉用水48吨/小时；工艺用水：
113吨/小时。
本次技改拟改为反渗透产水100吨/小时×2，在反渗透系统75%的回收率运行下，反渗透进水在133吨/小时×2.因此预处理系统供反渗透水量必须保证在270吨/小时.同时水质满足以下要求。
反渗透进水水质
污染类
指标
允许值
悬浮物等
浊度
＜0.4NTU
SDI15
＜3.0
颗粒物
＜100个/ml
微生物
＜1个/ml
金属氧化物
铁
＜50ug/l
锰
＜50ug/l
结垢物质
碳酸钙
根据药剂性能结合膜种类、性能、处理方案，计算浓水侧参数
硫酸钙
硫酸钡
硫酸锶
氟化钙
二氧化硅
有机物
油
0
TOC
＜3mg/l
COD
＜10mg/l
BOD
＜5mg/l
pH
3-10
温度
5-45℃
氧化剂
余氯
＜0.1mg/l
臭氧
0
其他
0
不论采取何种措施必须满足反渗透进水的水质、水量。
目前反渗透系统需要进水量为270吨/小时，为了满足反渗透用水及介质过滤器反洗需要（过滤产水需保留一定比例的自耗水），系统需新增介质过滤器2台（1用1备），如果进一步增强过滤效果可改为多介质过滤器，滤料为细砂、无烟煤、活性炭。
生产区域处于内蒙古，该处环境温度较低，为了保证反渗透系统的平稳运行需对所进原水进行保温处理，拟增加换热器2台。
为了保证反渗透系统的安全平稳运行，防止细沙等对膜的伤害，减缓保安过滤器滤芯的更换周期。
拟将旧有的精密过滤器滤芯过滤精度改为50um，同时针对反渗透增加保安过滤器2台，过滤精度5um。
反渗透出水无法满足运行水质要求（产水电导在10us/cm以上），不论工艺用水还是锅炉用水都需经混床树脂软化，在保留原有的混床（出水80T/H）下新增1台混床（满足系统运行时再生需要）。
注：
●系统采用的反渗透装置为1级反渗透，出水满足不了锅炉和生产工艺用水要求，在系统运行中必须将全部产水经混床处理，如要进一步延长混床再生周期，提高系统稳定性，100T/H的反渗透产水利用旧有混床产水来满足锅炉用水要求，而生产工艺用水则可采用2级反渗透处理；
⏹反渗透系统需配备CIP清洗系统，现有纯水箱容积在376m3，系统满足运行下如单台运行只能停产5-6小时，此时反渗透系统清洗时间较短，有可能无法满足清洗时间要求，如有可能，建议系统保留阳床、阴床来满足偶然情况下的需求。
⏹进水换热器根据所采用的热源可对换热设备型号等作出调整。
⏹现水样未测浊度，根据水样测量数据、水质的稳定性、过滤器滤料和各阴阳床树脂污染的程度确定系统是否需要添加絮凝剂和杀菌剂。
⏹系统过滤器位于室外，为了保持水温通过保温材料来实现，对于反渗透进水需保证一定的温度，要考虑是否能满足，在采用换热器后水温是否能保持温度入反渗透。
⏹旧有原水泵流量为200T/H，细砂处理量为100T/H，反渗透进水增压压力低于0.3MPa，需在该情况下保证低压15min的反渗透膜冲洗。
如需要须根据厂内现有设备进行调控。
⏹对应水量需求均以2台反渗透同时运行考虑，如需单台运行在设计安装时相应进行流量、压力平衡考虑。
⏹工艺用水要求相对较低，水量变化也可通过中间水箱反渗透产水和纯水箱树脂出水混合来满足水质要求。
三、反渗透运行主要耗材（以过滤器+100t/h反渗透+混床为例）
运行中基本生产资料、主要耗材：
设备
用药
设备
用药
混床
工业碱
混床
工业酸
滤料添加
细砂（无烟煤、活性炭）
混床
阳树脂
保安过滤器
滤芯（5um）
精密过滤器
滤芯（50um）
反渗透本体
膜元件
反渗透
阻垢剂
反渗透
还原剂
反渗透清洗
碱性清洗剂
反渗透清洗
酸性清洗剂
反渗透清洗
杀菌清洗剂
第二部分100t/h反渗透+混床详细配置
一、系统概述
本工程拟采用反渗透加混床的处理工艺，同时对原水处理系统进行改造，改造后的系统总出力可达200T/H。
系统工艺：
地下水→原水箱→原水泵→热交换器→介质过滤器→精密过滤器→保安过滤器→反渗透（R/O）装置→中间水池→混床供水泵→混床→纯水箱→纯水泵（2台）→去主厂房工艺用水（供锅炉用水）。
如能增加反渗透浓水贮罐则介质过滤器反洗水可为反渗透（R/O）装置浓水，这样保证了反洗水的浊度，减少过滤器反洗频率，降低水量消耗。
系统设置还原剂、阻垢剂投加装置，根据进一步资料确定添加絮凝剂、杀菌剂投加装置。
自动化控制系统
系统采用现场PLC＋上位机控制，保留与DCS系统的接口能力，也可实现自动和手动方式的切换；过滤器部分采用手动操作；各水箱设置液位开关，所有水泵可与液位计连接，水泵联动。
公共设施条件
电源
频率：
50Hz
额定电压：
380V/220V
配药用水
水源：
除盐水
压力：
0.3MPa
接口型式：
DN40不锈钢平焊法兰，符合GB9119标准，
压力等级：
PN1.0MPa
仪表用气
气源：
无水无油压缩空气
压力：
0.55MPa
环境和布置条件
按现场条件及业主要求布置
二、工艺系统详述：
以多介质机械过滤器、精密过滤器为预处理，反渗透装置预脱盐，混床作为深度脱盐。
1、供水系统
进入多介质过滤器的原水要具有稳定的流量和压力，其目的是防止进水波动对系统运行产生影响，保证系统的出水量稳定均衡。
在原有系统基础上增加2台原水泵,型号尽量与原有水泵一致，或根据进一步运行条件确定水量平衡水泵型号，拟选CR85-30。
2、热交换器
热交换器的作用是使原水维持在一定的温度范围之内，以利于保证反渗透系统出力的稳定。
为了避免因水温较低而造成反渗透系统产水量下降，必须加热进水，使其温度维持在20-25℃。
故系统增设2套板式或管壳式热交换器。
热交换器的出水水温由热交换器上的温度控制调节单元自动控制。
3、絮凝剂、杀菌剂加药装置（增加与否待定）
原水加入絮凝剂以有利于水中悬浮物、胶体、胶体硅等更好的被过滤器截留。
本系统加药装置包括1台溶药箱，一个计量箱，2台计量泵（系统运行情况也可1台计量泵）。
在计量泵的入口处设置过滤器以防止杂质对计量泵的运行产生影响，在计量泵的出口处设置压力表缓冲器及安全阀、连接管道和阀门等。
它们均组装在一起。
装置中凡跟溶液接触的零件，均采用耐腐蚀的材质制造。
地下水中较少含有藻类和微生物，一般不需要投加杀菌剂来防止微生物大量滋生，有时多介质过滤器中活性炭吸附会增加微生物的繁殖趋势，产生较为明显的微生物感染，因此系统可备杀菌剂加药装置。
4、介质机械过滤器
介质机械过滤器是预处理段的重要组成部分，主要用于去除原水中的悬浮物、胶体、有机物等，为反渗透预脱盐装置连续稳定运行提供有利的保障。
原用系统介质过滤去内装滤料仅为细砂，为了增强过滤效果，保证反渗透进水的品质，过滤器可改为内装石英砂、无烟煤、活性炭，自上而下粒径逐级分配，利用深层过滤原理，增大过滤层的截污能力，用于除去浊度及对后处理设备不利的物质。
当其中过滤器进出水压差达到一定值（一般大于0.05Mpa）或出水浊度＞1.0、SDI＞3.0时，则退出进行反洗，备用过滤器立即投入使用，保证预处理系统总出水量。
原有单台设计出力100m3/h，可降低运行流速7-8m/h，此时出力2台并联（增加2台过滤器，2台过滤器并联对应1台反渗透，反渗透可单独运行）运行即可满足反渗透进水要求。
5、过滤器反洗系统（利用原有系统）
定期或者根据介质过滤器的出水情况，对过滤器进行反洗、气洗，对于过滤器过滤性能的恢复非常必要。
通过反洗、气洗使石英砂、无烟煤、活性炭反向松动，并将滤层上的截留物冲走，通常水流反洗强度10L/m2·s左右。
反洗的水源可以用反渗透的浓水，反洗水泵、罗茨风机提供反洗动力。
6、还原剂、阻垢剂加药装置
预处理出水进入反渗透装置前，需将杀菌剂和水中所含氧化性物质完全还原，防止膜元件氧化。
原水进入反渗透组件以后，由于淡水不断透过RO膜，浓水浓度逐渐提高，在水利用率为75%时，浓水侧出口端水被浓缩4倍。
在原水进入RO装置前需投加阻垢剂，以防止水中的难溶盐、金属氧化物、活性硅等因其浓度大于其溶解度而结晶析出，阻塞RO膜的产水通道，使产水量及脱盐率下降。
本系统加药装置包括2个计量箱，4台计量泵以满足2套反渗透系统的还原、阻垢需求（也可增大计量箱容积，2台计量泵，有1台的元件备用）。
7、精密过滤器（利用旧有装置）
为了进一步保证反渗透进水水质，减少保安过滤器滤芯更换频率，针对每套反渗透系统，利用原有的精密过滤器单元，将原用的5um滤芯更换为50um滤芯。
8、保安过滤器
保安过滤器是RO预处理最后一道工序，也是水进入反渗透膜的最后一道关卡，必须保证运行稳定、安全可靠。
本系统设置2台出力为140m3/h保安过滤器，外壳采用耐腐蚀的不锈钢304材质，内装过滤精度为5um滤芯，可以更换。
原水流经滤芯时，残留水中的污染物、胶体、悬浮物被拦截，使原水进一步净化。
同时可防止由于设备管道内杂质泄漏等大颗粒进入反渗透膜，造成对膜的损坏。
保安过滤器正常运行压力为0.0～0.3Mpa，随着运行时间的延长，滤芯阻力增加，当压力差达到0.1Mpa时应拆下进行更换。
过滤器的结构能满足快速更换滤芯的要求；进入滤器的顶部设排气装置、底部设排放口。
9、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，达到设计的产水量。
根据反渗透的配置，经过专用软件计算，水温在25℃，淡水产量为100T/H时，反渗透装置进水133T/H时，考虑到温度变化以及管路的阻力损失，RO装置选用2台CR150-6。
高压泵出口设蝶阀和高压保护开关，使反渗透免受高压冲击，进口应装低压保护开关，防止高压泵因抽空而损坏。
10、反渗透主机
反渗透膜除盐因其具有能源消耗低、无三废污染、脱除水中离子较彻底等优点，被广泛用于纯化水处理中。
本系统2套100T/H的反渗透装置,其产水脱盐率在98％以上。
考虑到设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率，出水的含盐率等因素及投资成本，反渗透膜元件均采用世界上最先进的TFC型复合膜，单根膜脱盐率达99.5%。
根据需方提供的水源及原水水质（反渗透为深井水）分析报告，经过反渗透膜专用软件计算，设计水温在15℃（考虑到冬天水温较低，且用水负荷较大），反渗透装置的回收率为75%。
采用126支TM720-400东丽膜元件，6芯装压力容器排列方式（14:
7）。
反渗透进水设置电动阀，在浓水排放处设置浓水排放电动阀，在淡水出口处设置淡水排放电动阀，在冲洗水入口设冲洗水电动阀，反渗透开车时开启浓水排放电动阀进行低压冲向，将设备内空气排尽防止高压泵起动后产生水锤现象。
在设备停车后自动开启冲洗水电动阀，用RO产水对反渗透装置进行冲洗，挤排膜和不锈钢管道中的高TDS残水，使停运后的膜完全浸泡在水中，可以防止膜的自然渗透造成的膜损伤，去污除染物使装置和RO膜得到有效保养。
反渗透装置配备就地操作箱，内设流量计、电导率仪、压力表等，操作人员根据浓水量计和淡水流量计的指示调整浓水排放量和进水量，使反渗透系统在工艺要求的范围内运行。
在反渗透进水口、一段出水口、二段浓水及产水出水口设压力表，操作人员根据压力和流量指示对该装置进行调节，并可根据压力和流量的变化分析装置的运行情况。
在淡水产水管设有电导率仪，随时监视产水电导率，计算RO装置的脱盐率。
在每支组件淡水出口设取样阀，以便在开车运行中对每根膜组件取水样分析以确定装置运行是否正常。
11、中间水池（用户原有）
用于容纳反渗透出水，流经脱碳器使得二氧化碳脱出，减少混床压力。
12、混床供水泵（用户原有）
混床进水需要保持恒定的流量和压力，本系统原设置有流量100t/h，扬程50m的不锈钢泵。
13、混床（用户原有）
混床是将阳、阴两种离子交换树脂按一定比例均匀混合后装填于同一交换器内。
经氢型阳树脂交换反应生成的H+和经氢氧根型阴树脂交换反应生成的OH-，在混床内立即得到中和并生成水，不存在反离子的干扰，因此，离子交换反应进行的十分彻底，其出水水质纯度很高。
混合离子交换器包括本体阀门；进出口压力指示；反洗、再生系统和再生监视镜；交换器带有人孔门，树脂卸料口，窥视镜（窥视镜内表面与设备本体齐平），人工取样阀，PVC取样槽，仪表取样接口等。
原有混床处理量为80t/h的设备2台，用户可根据自身需要确定是否需要增加，同时应考虑再生时混床停用生产运行的要求。
14、再生系统（用户原有）
混床使用一段时间后树脂饱和失效使得产水品质达不到要求，此时应对混床系统进行再生处理。
再生系统包括酸碱贮罐、酸碱计量箱、酸碱计量泵等再生和水冲洗等。
15、除盐水箱（用户原有）
用于容纳混床出水，原系统纯水箱378m3。
16、除盐水泵（用户原有）
用于向锅炉提供补给水和生产工艺用水，原配置2台流量100t/h,扬程32m的不锈钢泵，需考虑的是锅炉与工艺用水水量要求。
三、设备规范及主要技术指标
1、原水泵（尽量选用与原原水泵一致型号、厂家）原有
数量2台
型号IS150-125-400
流量200m3/h
扬程40m
配套电机功率45KW
厂家
或数量2台
型号CR85-30
流量110m3/h
扬程40m
2、杀菌、絮凝加药系统
计量泵
数量4个
型号C126
流量0～15.1L/h
压力0.69MPa
材质PVC
生产商
a）溶药箱
i.数量1个
ii.规格1m3
iii.材质PE
iv.产地
b）计量箱
i.数量2个
ii.规格500Lφ800×1200
iii.材质PE
iv.产地
c）电动搅拌器
i.数量2个
ii.型号VDE1010
iii.产地LMI
d）液位开关
i.数量2个
ii.型号RF-OH21D
iii.产地
3、介质过滤器
（1）基本参数
e）数量2台
f）规格Ф3600mm×4500mm
i.最大出力100m3/h.台
ii.正常流速7m/h
iii.最大流速8m/h
g）设备直径/壁厚DN3600mm/12mm
h）衬里2+3mm衬胶
i）设备有效截面积≥9.0m2/个
j）设计压力0.6MPa
水压试验压力0.8MPa
设计温度0C～50C
滤料石英砂、无烟煤、活性炭
反洗膨胀高度50%
水反洗强度10～12L/m2.s
气洗压力52Kpa
气洗强度15～20L/m2s
运行压差（设备进出口）
正常出力压差0.02MPa
最大出力压差0.05MPa
本体材料Q235-A
控制方式压差控制
（2）内部装置
进水配水装置
型式
材料
出水配水装置多孔板配不锈钢双速水帽
水帽材料
水帽缝隙0.25～0.28mm
水帽数量
（3）设备本体外部装置
设备人孔
形式配吊盖人孔
数量2套/个
直径DN500
材料Q235-A
设备窥视孔
数量1个
规格（长/宽）40mm×400mm
接口
进水接口DN100
出水接口DN100
反洗进水接口DN200
反洗排水接口DN200
正洗排水接口DN80
排气接口DN50
压缩空气接口DN50
卸料口DN400
（4）表计及附件
设备本体进水带进口取样阀门2
设备本体出水带进口取样阀门2
设备本体带就地进水压力表1个/台（0～1.0MPa）
设备本体带就地出水压力表1个/台（0～1.0MPa）
设备配本体阀门、管段及取样装置1套
4、过滤器反洗单元
反冲洗水箱的目的是贮存来自反渗透装置的浓水，用作过滤器的反冲洗用水。
该水箱（100m3、Φ5500×5500）由业主自备。
反冲洗水泵的作用是为过滤器的反冲洗提供充足的水量，设1台反洗水泵，采用IH200-150-315。
5、精密过滤器
数量2台，Ф1000×2800
产地自制
产水量：
100m3/h/台
滤芯孔径：
50um
6、还原、阻垢剂加药装置
计量泵4套
型号C726、A776
流量0～17.4.L/h0～38.4.L/h
生产商普罗名特
计量箱
数量2套
材料PE
体积：
500L
生产商
阀门、管道、管件
数量1套
材料PVC
7、保安过滤器
数量2台，Ф1200×1400
产地
产水量：
140m3/h/台
外壳材料SS316
滤芯长度1016mm（40英寸）
滤芯外径65mm
滤芯材料：
聚丙烯滤芯
滤芯数量：
145支／台
滤芯生产商：
滤芯孔径：
5um
正常运行压力：
0.05～0.4Mpa
配套压力表
数量2只／台
材料注油式，不锈钢
指示范围0～1.0Mpa
配套阀门、管道、管件
放气阀1只
不锈钢管1套
弯头等1套
8、高压泵
数量2台
型号CR
升级会员 