纯水制备站建造项目设计方案.docx
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纯水制备站建造项目设计方案
15t/h纯水制备站建造项目设计方案
1、总则
本规书适用于15m3/h纯水制备站的供货、安装及相关服务的设计及设备制造。
技术规书中提出了该系统工艺、设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求及供货围。
1.2、本技术规书提出的技术要求，在引述有关标准和规条文的基础上，对有关的技术细节进行了相应的描述。
1.3、如果买方有除技术协议以外的特殊要求应以书面形式提出并作详细说明，附于本技术规书后，我方给予满足。
2、技术要求
2.1、设备一般技术要求
2.1.1、围
本节叙述了15m3/h纯水制备站的供货、安装及相关服务的设计及设备制造的一般技术要求和标准。
本规定的目的在于规水处理设备在各方面达到所要求的功能。
我方提供所有材料、设备及附件的标准或达到技术要求的资料，并将此作为整个工作的一部分。
2.1.2规的标准
除了技术说明中给定的技术规定外，我方遵守本技术规定中相应章节述的具体使用标准。
若不同章节间相应的技术要求存在矛盾，可遵循以下次序：
（1）各工艺系统中述的技术要求及标准。
（2）一般技术要求中述的技术要求及标准。
当设计或材料、设备选用上受法定条例、法规或其他的国有关法律影响时，所供应的材料和设备也与这些相关条例相符。
2.1.3提交技术资料
按照技术规定提交设备的安装、基础、运行，润滑操作及维修等有关技术资料或手册。
2.1.4设计使用期限
设计的材料和设备均有长的使用期以及适用于每天连续二十四小时的运转，且只须进行最少时的维修。
常规的维修和修理不要求高技术人员来服务。
除去易耗件（如密封垫料等）在正常情况下更换外，凡是受磨耗的任一部件，从开始使用到需予以更换或修理期限间连续正常运转的使用寿命在正常的围。
2.1.5备件质量
备件使用与原件同样的材料制成，并能与设备的相似项目装配，对可更换部件的机械加工是精确的，完全达到规定的允许偏差。
2.1.6材料
工程中所使用的材料完全是新的，且使用无缺陷，寿命长和维护要求低的材料。
2.1.7焊接
下述焊接的总要求按GB985-80《手工电弧焊》和GB986-80《埋弧焊焊接》标准进行，适用于所有装置的零配件：
（1）在焊接之前,包括去除基底金属上的任何表面涂层。
（2）焊接程序和焊工技能测试根据认可的标准执行，焊接面为光滑和无锋利的轮廓变化。
（3）焊接的飞溅物完全清除，加工面及螺孔在焊接期间充分的保护以避免飞溅物。
（4）焊条在使用前的贮存和干燥，并且严格按照焊条制造商的建议和焊接规要求进行。
（5）预热和层间温度按照焊条和焊接规的要求进行。
2.1.8互换性
所有的相类似的设备和备件不论是整体或是它的分部件均是绝对地可以互换的。
2.1.9噪声控制
我方注意保证所安装的设备在运转时无异常噪声。
2.1.10铭牌标志
每台机器和所有的其它设备均具有一个金属的铭牌板，把制造商的名称，编号以及全部工作特性或输出功率、速度、压力、制造日期等清楚地标明在上面。
2.1.11基础,地脚螺栓和结构的固定
设备和装置所必需的所有基础均应按我方提出要求，由建设方负责土建。
2.2、技术补充要求
2.2.1、设备的设计便于安装、运行操作、检修；
2.2.2、安全和环保满足国家现行有关法规标准要求。
2.2.3、所有出厂设备按要求进行包装和防护，以免设备在支输出途中损坏和锈蚀。
2.2.4、反渗透预处理设备部衬天然橡胶。
2.3.5、保安过滤器采用不锈钢材质。
2.3.6、所有设备均提供产品合格证。
3、图纸和技术文件的提交
3.1总的要求
（1）所提交的技术文件均应使用SI制（国际计量单位制）。
（2）所提交的机械设备设计及安装总图均需符合有关的标准和中国最新标准。
（3）我方提交的技术文件是完整的，并按需要加以表述。
（4）我方将在规定的时间逐次提交图纸和技术文件。
（5）在所有文件提交前，我方将仔细地检查每份图纸和提交的每一份文件。
（6）我方将交所要求的图纸份数。
（7）设备使用说明书并提供相关设备的设备操作步骤。
（8）提供产品合格证及总装图。
3.2对被提交的图纸和技术文件说明
（1）关于制造,安装和交付的图纸和文件
我方根据工程实施网络计划如期提供有关制造、安装、现场修改和应交付的所有图纸和文件，包括:
a、详细标明结构尺寸、装配和材料，包括机械设备以及其他辅助设备的详图；
b、列出合同围所有图纸的一份图纸目录；
c、设备的总布置图不仅满足本设备的安装要求，还指出土建基础和构件部分之间的管道连接及相关尺寸。
d、工程中每一项目主要的机电设备性能参数；
e、联接尺寸，联接法兰标准、型号、地脚螺栓、紧固件的细节。
4、设备材料
采用材料均符合国家有关规及标准。
第二章、工程概况
1、原水水源及水质
大港自来水工厂水质检验报告官方数据。
Parameter参数
Unit单位
Value值
Remarks备注
pH
7.5
7-7.9
Temperature温度
°C
10
Ambient常温
Pressure压力
bar
3.5
3-3.5
Turbidity浊度
NTU
0.6
0.6-1.8
SuspendedSolids
悬浮固体物
mg/l
Nil
Odor气味
Nil
Color颜色
<5
Alkalinity碱度
mg/lCaCO3
42
TotalHardness
总硬度
mg/lCaCO3
132
100-150
Conductivity
电导率
µS/cm
?
Chloride氯化物
mg/l
14
13-15
Sulfate硫酸盐
mg/l
?
?
?
TotalFe总铁
mg/l
0.031
0.01-0.04
TotalMn总锰
mg/l
0.001
Freechlorine游离氯
mg/l
0.6
0.1-1.1
CODCr
mg/l
?
TOC
mg/l
?
P-PO4
mg/l
?
N-NH3
mg/l
〈0.05
DatafromGEWaterwhichisthecompanycurrentlyresponsibleforthemonitoringofthewaterqualityattheRZC（averagevaluesfrom17datacollectedin2011）
公司目前负责在RZC的水质监控GE水数据来源（于2011年收集的17数据的平均值）
Min最小
Max最大
Avg平均
PH,at20'C
7.34
7.76
7.6
Conductivity,µs/cm电导率
282
353
306.1
M-alkalinityasCaCO3,mg/L
总碱度如CaCO3,mg/L
76
92
83.5
TotalHardnessasCaCO3,mg/l
总硬度CaCO3,mg/L
108
142
126.1
Turbidity,FAU
浊度,FAU
1
4
2.3
ChlorideasCl-,mg/l
氯化物如Cl-,mg/l
19
34
26.0
2、设计要求
2.1RO系统出力：
15m3/h（25℃）
2.2运行方式：
24小时运行。
3、产水水质
Characteristic特性
Maxvalue最大值
Conductivity（µs/cm）电导率
10
TotalHardnessasCaCO3（mg/L）
总硬度如CaCO3（mg/L）
1
Turbidity（NTU）浊度
1
ChlorideasCl-（ppm）
氯化物如Cl-（ppm）
1
4、控制系统
控制系统采用PLC方式实现自动控制。
系统可实现现场就地和PLC集中控制两种操作方式，系统可进行自动与手动运行方式的切换。
5、系统边界条件
1）设计围：
从原水箱入口到精密过滤器出口的所有设备、管道、阀门、仪表等。
2）进水水温：
25℃.
3）药品：
调试过程的所用消耗品由用户提供。
4）废水处理：
排至厂房外1.0米处。
6、公用工程
纯水站所需的外部公用条件如下：
电力消耗：
380V/220V±10%，三相，50Hz。
原水：
正常水量20m3/h，压力≥0.2MPa。
化学品及投加量
序号
名称
型号
外观形态
标准
有效成分
投加量
1
絮凝剂
碱式氯化铝
固体
厂商标准
5-10ppm
2
还原剂
亚硫酸氢钠
固体
厂商标准
3-5ppm
3
阻垢剂
MDC220
无色液体
厂商标准
原液
2-3ppm
第三章、设计原则和标准
1、设计原则
根据需方单位的实际情况及具体要求，按照“技术可行、经济合理、实施可行、操作简便”的总指导原则，确定本项目工程设计原则如下：
（1）选择科学、合理、成熟的工艺组合保证出水水质达到设计要求；
（2）所选工艺应易于操作、便于管理且可根据情况而进行必要的调整；
（3）配置电导、压力、流量等检测仪表，对单元实行监控室集中控制；
（4）合理布局、采取措施，尽量减少噪声对周围环境产生的二次污染。
2、设计标准
2.1进口设备的制造工艺和材料应符合美国机械工程协会（ASME）和美国材料试验协会（ATM）的工业法规中所涉及的标准或相当标准，同时应满足中国国家有关标准。
2.2国产设备的制造和材料应符合下列标准、规、规定的最新版本要求。
（1）《水处理设备制造技术条件》JB2932-99
（2）《橡胶衬里设备技术条件》CD130A16-85
（3）《橡胶衬里设备设计技术规定》CD130A15-85
（4）《化工设备管道外防腐设计规定》HGJ34-90
（5）《橡胶衬里化工设备》HGJ32-90
（6）《火力发电厂化学水处理设计技术规定》SDGJ2-85
（7）《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T5068-1996
（8）《火力发电厂反渗透脱盐系统设备技术规书》G-HX97-01
（9）《压力容器安全监察规程》[1990]8号
（10）《钢制焊接常压容器》JB/T4735-1997
（11）《工业管道工程施工及验收规》GB235-82
（12）《现场设备、工业管道焊接工程及验收规》GB50236-98
（13）《机械设备安装工程、施工及验收通用规》GB50231-98
（14）《电气装置安装工程施工及验收规》GB50254-9~96
（15）《工业自动化仪表工程施工及验收规》GBJ93-86
当上述规或标准对某些专用材料不合适时，则可采用材料生产厂的标准。
对反渗透系统设计时应遵照各膜元件制造厂的设计导则及设计软件进行。
第四章、工艺系统描述
1、工艺流程
工艺流程图详见见附图，主要工艺路线如下：
原水箱→原水泵→絮凝剂加药装置→多介质过滤器→活性炭过滤器→加阻垢剂装置→还原剂加药装置→5μm保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌装置→1um精密过滤器→纯水使用点。
2、工艺系统简述
本系统由原水预处理系统、反渗透系统二部分组成。
各部分功能简述如下：
2.1预处理系统
预处理主要是去除水中有机物、悬浮物、胶体和余氯等，减少反渗透装置工作时产生垢物、藻类、微生物污染及氧化剂对膜的损害，保证反渗透装置稳定运行和使用寿命。
预处理系统包括：
原水箱、原水泵、反洗水箱、反洗泵、计量加药、多介质过滤器、活性炭过滤器等设备。
2.1.1原水箱
用于储存本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统进水量稳定。
本系统设计一台20m3的原水箱，采用不锈钢材质。
2.1.2原水泵
用于对原水加压，为预处理系统提供动力源，系统选用两台增加泵，一用一备，该泵应具有体积小、效率高、低噪音等特点。
2.1.3絮凝剂PAC（碱式氯化铝）加药装置
流程:
絮凝剂溶解箱→絮凝剂计量箱→计量泵→多介质过滤器进水总管
絮凝剂PAC（碱式氯化铝）的作用是将水中的微小的胶体、悬浮物，甚至大分子有机物通过电中和、混凝、架桥、网捕使之形成较大颗粒的悬浮物，以便生成较大的矾花（颗粒）在多介质过滤器和活性炭过滤器中去除掉。
该装置包括带搅拌的溶液箱及加药计量泵。
2.1.4多介质过滤器
多介质过滤器主要去除水中的悬浮物和胶体。
使水部分悬浮物和胶体变成微絮体在双介质滤层中截留而去除，并保证其出水SDI（污染指数）小于等于5。
本系统采用φ1600mm多介质过滤器2台，，一用一备，单台出力20m3/h,运行流速9.95m/h。
多介质过滤器装石英砂和无烟煤填料。
当过滤器在进出口压差达到一定值或出水SDI大于4时，则退出使用进行反洗，同时将备用过滤器投入运行。
设备壁防腐处理。
多介质过滤器有如下优点：
（1）、可以极为有效地控制对反渗透非常敏感的胶体、悬浮物。
（2）、具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最大效果，能长期满足反渗透膜对污染指数SDI的要求。
（3）、带空气擦洗的反洗装置，能力强、时间短、水耗低。
（4）、选用较低的运行流速，以适应将来水质变坏的可能性。
（5）、单台过滤器反洗周期达24小时以上。
（6）、填充精选的均匀滤料，以保证良好的过滤效果，且不会出现反洗乱层现象。
2.1.5活性炭过滤器
活性炭过滤器是吸咐前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸咐从前泄露过来的小分子有机物等污染物性物质，对水中重金属离子、COD等有较明显的吸咐去除作用。
又可进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI<5,TOC<2.0ppm。
本系统采用φ1600mm活性炭过滤器2台，一用一备，单台出力为20m3/h。
多介质、活性炭过滤器
（1）每台设备的接管装有阀门。
（2）压力表设隔离阀，设备本体设视镜。
（3）设备制作技术要求：
a）设备衬胶完整无针孔，能接受15000～20000V电火花试验而不被击穿，衬胶延至外部法兰结合面；所用的胶板采用天然半硬质生胶板，采用设备整体硫化紧衬技术。
b）所有部管路采用法兰与本体连接，并考虑检修与更换部件的便利。
部部件的材质均符合规定要求，紧固件等同部管件材质相当。
c）部部件经过固定及加固，能承受水流的冲击。
d）设备视镜的材质是透明的、耐腐蚀的，它的厚度能承受容器的设计压力和试验时的试验压力，视镜的表面与容器的表面平齐。
e）罐体的人孔保证检修人员的进出和更换部件的进出。
人孔和人孔盖的表面与容器的表面平齐。
人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。
f）设备部进水、进气和集水、集水装置的布水、布气均匀，没有偏流现象.
g）所有罐体部装置、管件、部件等在发货前在容器安装固定好，防止遗漏零件以及在运输过程中的损坏或掉失。
h）所有设备部件除特殊需要外，材质与设备防腐等级相当。
所有设备的外部管道采用衬胶方式或选用UPVC材料。
i）设备设置支腿。
2.1.6浓水箱（反洗水箱）
为提高系统水的综合利用率，反渗透的浓水贮存在浓水箱中可用于过滤器的反冲洗用水，也可用于其他方面的用水。
本系统配置一台20m3的浓水箱，采用SS304材质。
2.1.7反洗水泵
用于对浓水加压，为过滤器反洗水提供动力源。
2.2反渗透系统
反渗透系统包括阻垢剂加药装置、还原剂加药装置、反渗透装置、反渗透清洗装置等。
2.2.1阻垢剂投加装置
流程:
阻垢剂计量箱→计量泵→保安过滤器进水总管
该药剂是一种分散型隐蔽药剂,它如下作用:
（1）无毒、无异物脱落，化学性能稳定，可以进行化学清洗。
（2）使原水朗格尔LSI指数由0提高到2.6，在此围的钙、镁硬度不会在膜造成结垢。
（3）能阻止硫酸盐和硅酸盐的结垢，即相对增加水中结垢物质的溶解性，以防止结晶晶体对反渗透膜的危害。
（4）它可以对堵塞膜微孔的铁胶体以及细小的颗粒起到分散作用。
（5）该组垢剂是一种复合有机物，不是分解产生具有细菌营养的正磷酸根营养物，排放后也不会对环境产生污染。
加药装置包括阻垢剂溶液箱和加药泵。
2.2.2还原剂加药装置
由于在前道工艺投加强氧杀菌剂来保证进行反渗透膜的正常运行，而其出水中含有较多的余氯氧化剂成分，为了保障RO反渗透膜的正常运行，不致膜受到的氧化水解作用，故需投加还原剂，以防止余氯漏进反渗透装置，氧化破坏反渗透膜元件。
2.2.3反渗透装置
反渗透是1960年美国加利福尼亚大学的洛布（Loeb）与素里拉简（Sourirtajan）发明的一项高新膜分离技术，其孔径很小，大都≤10×10-10（10A），它能去除滤液中的离子围和分子量很小的有机物，如细菌、病毒、热源等。
它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用水、太空水的生产，还应用于生物、医学工程。
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）在除盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水部分离子、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。
反渗透装置是本流程中重要的脱盐装置，它具有极高脱盐能力。
反渗透装置出力为15m3/h，设置一套，每套反渗透系统包括5μm保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、冲洗系统、清洗系统及控制仪表六个部分。
反渗透膜组采用3支8寸压力容器2-1排列方式，每支压力容器装5根膜元件，系统回收率75%。
分述如下：
（1）5μm保安过滤器
5μm保安过滤器的作用是截留大于5μm的颗粒进入反渗透系统。
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。
过滤器中的滤元为可更换滤捧，当过滤器进出口压差大于设定值（通常为0.07~0.1Mpa）时应当更换。
滤棒是由聚丙烯喷熔制成，锥形结构，深层过滤，具有纳污量大、寿命长、易更换的优点。
设置一台保安过滤器。
（2）高压泵
高压泵为反渗透膜提供足够的压力，维持反渗透膜的正常运行。
反渗透装置设置一台高压泵，每台泵流量为20m3/h，压力为1.48Mpa。
（3）反渗透膜组
反渗透膜组是整个脱盐系统的执行机构。
它主要负责脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物和微生物。
本系统共设置一套反渗透装置，单套出力为15m3/h。
膜组件采用世界上先进的复合膜，长度为1012mm，直径8”。
反渗透膜组采用3支8寸压力容器2-1排列方式，每支压力容器装5根膜元件，系统回收率75%。
膜元件选择美国DOW公司低压复合膜BW30-400或其它公司产品，每支膜标准脱盐率＞99.7%。
该反渗透膜具有除盐效率高、清洗效果较好、更换周期长的优点，是反渗透装置首选的水处理反渗透膜，该反渗透膜的更换周期一般为三年。
（4）反渗透清洗系统
反渗透清洗系统的作用：
在反渗透膜组长期运行后，会受到一些难以冲洗掉的污染，如长期的微量盐分结垢和有机物的累积，而造成膜组件性能的下降，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐能力。
此系统由一台清洗药箱、一台不锈钢清洗泵、一台5μm过滤器、一台流量表和配管组成。
同时该系统中的5μm过滤器也兼作RO系统冲洗过滤用。
膜清洗频繁与预处理措施的完善程度是紧密相关的。
预处理越完善，清洗间隔越长；反之，预处理越简单，清洗频繁率越高。
一般膜清洗是遵循“10%法则”——当校正过的淡水流量与最初200小时运行的流量相比，降低了10%和（或）观察到压差上升了10%～20%就需进行清洗。
尽可能在脱盐率下降显示出来以前采取措施。
正规安排的保护性维护清洗不足以保护反渗透系统，譬如，由于预处理设备运行不正常，进水条件在短时间就会发生变化。
反冲洗对于预防大颗粒对某些型式反渗透膜模件的堵塞是有效的。
但不是所有污染都可通过简单的反冲洗就能清除掉，还需要有周期的化学清洗。
化学清洗除增加药剂外，还有个污染问题，所以也不可过于频繁，每月不应超过1～2次，每次清洗时间约1～2小时。
本系统设备正常运行，一般4～6个月清洗一次。
化学清洗系统由化学混合箱和与之配套的泵、混合器等。
化学清洗是根据运行经验来决定（可以依据产水量、淡水水质和膜的压降等）。
化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染源来决定。
下表可供参考，但更应重视积累和应用本单位的经验。
为了保证效果，在化学清洗前要进行冲洗。
冲洗前先降压，再用2～3倍正常流速的进水冲洗膜，靠流体的搅动作用将污物从膜面剥离并冲走。
然后针对污染特征，选择清洗液对膜进行化学清洗。
为了保护反渗透模件，液温最好不超过35℃。
系统若停用5天以上，最好用甲醛冲洗后再投用。
如果系统停用二周或更长一些时间，需用0.25%甲醛浸泡，以防微生物在膜中生长。
化学药剂最好每周更换一次。
针对各种污染物采用的清洗剂
污染原因
清洗液
药剂用量
（L/台模件）
清洗方法
金属氧化物沉淀
1）0.2mol/L柠檬酸铵，PH4～5
2）4%亚硫酸氢钠
≈100
1）维持0.4MPa压力，15L/min流量，循环2小时。
2）保持1MPa压力，水冲洗30min。
3）正常运行
钙沉淀物
盐酸，pH=4
柠檬酸，pH=4
≈100
1）维持0.4MPa压力，15L/min流量，循环2小时。
2）保持1MPa压力，水冲洗30min。
3）正常运行
有机物、
胶体物
柠檬酸，pH=4
盐酸，pH=2
氢氧化钠pH=12
中性洗净剂
≈200
1）维持0.4MPa压力，40L/min流量，循环2小时。
2）保持1MPa压力，水冲洗30min。
3）正常运行
细菌及粘泥
1%甲醛溶液
≈100
1）维持0.4MPa压力，15L/min流量，循环2小时。
2）保持1MPa压力，水冲洗30min。
3）正常运行
（5）反渗透冲洗系统
当反渗透装置停机时，因膜部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需要用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能。
（6）控制仪表
为了控制、监测反渗透系统正常运行，在原水进入反渗透之前，还需配一系列、的在线测试仪表，包括电导率表、流量表、压力表、取样装置等。
（7）反渗透装置停运保养
短时间停机（一个星期左右）可采用每天开机冲洗半小时左右即可。
RO机若停机时超过一个月以上，应考虑RO膜的保养
2.3纯水箱
纯水箱用于储存反渗透系统的产水，本系统设置1台50m3的除盐水箱，采用SS304材质。
2.4纯水泵
用于对外供水提供动源。
系统设置2台除盐水泵，1用1备，每台出力12m3/h，扬程38m。
2.5紫外线杀菌装置
本装置
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