超纯水系统技术方案.docx
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超纯水系统技术方案
第十四章原水水质报告
第15章企业资质证书.......................................................................................
企业简介
北京海德能水处理设备制造有限公司坐落于首都经济新技术开发中心－－北京亦庄，交通十分便利，地理位置优越。
公司占地面积4000平方米，软硬件设施配套齐全。
公司拥有工程技术人员40人，高级工程师8人，工程师20人，其他员工50余人。
海德能公司是专业从事水处理设备研制、开发、生产、销售的科技型生产制造企业，公司主要产品有纯净水设备、电子化工超纯水设备、酒店宾馆供纯水设备、实验室用超纯水设备、农村饮用水设备、商用投币机设备、矿泉水设备。
公司拥有先进的机械加工设备，并承揽各种非标水处理设备的制作、安装，公司年产值3000万元左右。
海德能公司在设备加工方面严格按照ISO9001质量保证体系中的有关规范实施产品控制，从而奠定了海德能公司在水处理行业领域中的优势地位。
海德能公司以人为本、追求卓越、求真务实、勇于创新，以高技术、高质量的产品，本着“以质量求生存，以技术求发展”的宗旨，凭借雄厚的技术和不断开拓创新的精神，为用户提供最先进的技术和最满意的服务。
业务范围
◇过滤系列：
石英砂过滤，盘式、网式过滤，活性碳过滤，KDF过滤，PP棉过滤，锰砂过滤，多介质过滤，超滤等设备。
◇软化系列：
钠离子树脂软化设备，变频除垢仪，阻垢剂添加设备等。
◇除盐系列：
纳滤，RO反渗透，混床，复床，电渗析，EDI等。
◇消毒系列：
次氯酸钠，二氧化氯，紫外线，臭氧等消毒设备。
◇其它系列：
各种加药设备，变频供水设备，家用、商用及大型饮用水设备等。
设计总则
★本套方案严格遵循贵司关于本套水处理系统提出的各项参数要求，并结合我司多年来在水处理行业的设计经验，总结我司在施工过程中所得到的经验，专为贵司本套纯化水处理系统而设计，同时，本方案书涵盖满足贵司所要求的水处理系统设备的功能、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
★我司保证提供满足贵司关于本套水处理系统所提出的标准要求的和相关的国际、国内工业标准的优质产品，对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
★我司对水处理成套设备（如多介质过滤器、泵、反渗透设备、EDI设备、阀门、水泵、仪表、电控等），包括配套外购的产品负有全责。
所有配套产品的型号及制造商均满足本套水处理系统具体使用要求，贵司提供设备除外。
★本方案书中对提出的技术方案、工艺流程、设备参数及运行方式等进行详细描述说明。
★合同签订后，贵司有权因规范、标准、规程等发生变化而提出补充要求，我司根据实际情况进行方案的修订或统一按照贵司要求重新设计。
★本方案书将作为合同的附件，与合同正文具有同等法律效力。
★合同签订后，必须按照合同进度进行，不得拖延。
★计量单位和文字：
设计图纸和文字采用的计量单位为中华人民共和国法定计量单位，采用的文字为中文。
第一章项目概况
1、项目概况
1.1项目名称：
安徽同兴环保工程股份有限公司2m³/h（预处理+二级RO+EDI+输送系统）超纯水系统
1.2项目地点：
安徽合肥
1.3系统工艺：
预处理+二级RO+EDI超纯水系统
1.4系统规模：
本期超纯水系统水处理系统出力2m³/h，
2、系统设计的基础条件及依据
2.1原水水源：
城市自来水或井水
2.2原水水质：
实测原水：
自来水硬度280mg/L电导率656us/cm
井水硬度110mg/L电导率362us/cm
2.3设计温度：
25℃
2.4设计依据：
《原水水质检测报告》
2.5工程界限：
2.5.1由原水箱进水端起到纯水输送系统纯水泵产水端止；电气由业主接电源至纯水房内的电源柜；纯水房内所需的压缩空气等由业主负责提供；机房内送排风系统、排水系统、消防系统、照明等由业主负责。
2.5.2甲方应按设计要求制作配套的纯化水系统设备基础，设置排水沟及其它土建设施。
2.5.3货到现场至我方人员到达安装现场期间，甲方有对主体设备的保管义务。
2.6产水水质：
检验项目
单位
指标
超纯水产水电阻率
MΩ.cm
≥10（25℃）
第二章技术规范要求
1、设备制作规范及要求
1.1、设计标准
设计全部采用计算机辅助设计（CAD）
图纸幅面和格式、比例、图线、剖面符号分别符合GB/T14689-93、GB/T14690-93、GB4457.4-84及GB/T14665-93、GB4457.5-8标准。
基本视图的配置与标注、机件的表达方法、尺寸标注分别符合GB/T14692-93、GB458.1-84、GB4458.4-5-84标准。
公差与配合、未注尺寸公差等符合GB1801-3-79、GB/T1804-92标准。
形状和位置公差符合GB1182-4-79标准。
表面粗糙度参数值及其选用、符号代号的标注符合GB/T1031-95、GB/T131-93标准。
零件的倒角与圆角、中心孔、润滑槽等符合GB6403.4-84、GB145-85、GB6403.2-86标准。
轴承、花键等均采用规定的简化画法。
优先采用国标（GB）,其次采用重机行业标准（JB/ZQ）冶金行业标准（YB）进行设备设计。
图纸中技术要求明确，标注清晰，查看方便。
设计采用公制及法定计量单位。
采用先进的成熟的液压、电气控制技术。
借鉴先进的国际同类设备力能参数和设备结构及控制思想。
1.2、制造标准
严格按照图纸要求的材料、尺寸要求、公差要求、热处理要求、技术要求、工艺要求进行制造。
主要结构件均要求退火及喷沙处理。
标准件选用知名厂家的产品，并进行严格的验收。
电机、联轴器、减速机、电控装置等严格按有关国家标准及部颁标准进行出厂验收。
优先采用国标（GB）
选用引进的元器件时,选用生产厂家现行标准和代码,并要求提供具有产品合格证书。
主要外购件带有产品合格证书及使用说明书。
加工零件无飞边、毛刺等不良缺陷。
1.3、组装标准
装配前对加工零件首先进行复验，确认无误后进行组装。
严格按照图纸要求、组装工艺要求进行组装。
组装前清洗干净各零件，用压缩空气吹扫各零件，在运动表面按要求涂润滑油（脂）。
按图纸要求保证各运动部分的配合间隙、跳动公差、运动行程。
利用工厂的条件对单机进行试运转。
无异常噪音、泄露等异常现象。
按合同规定的颜色涂漆，保证颜色均匀、美观。
1.4、包装标准
按照双方约定的运输方式采用符合规定的包装。
1.5、安装标准
达到冶金工业部颁标准的《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》。
达到国家标准《工业管道工程施工验收规范金属管道篇》。
达到国家标准《电气装置安装工程施工及验收规范》及冶金工业部颁标准《冶金电气设备安装工程施工及验收规范》。
满足双方签署的合同附件。
满足设备安装技术条件的要求。
1.6、环保标准
所制造的设备及设备运行符合国家环保标准要求。
1.7、空负荷试车标准
机组设备试运转前应由乙方确认具备以下条件：
全部设备及各辅助系统安装完毕、调整到位经检查符合设计要求,并有完整的安装精度检测报告。
供给机组的电源、水、压缩空气、润滑油等符合设计要求。
车间环境整洁、设备区的土建工程已验收完毕。
电控系统：
调试人员按GB4208—84（外壳防护等级的分类）、GB420—84（低压电器电控设备）、GB3797—83（装有电子器件的电控设备）等国家标准进行验收。
调试人员按GB50170—92（旋转电机）、GB50170—92（盘柜及二次回路接线）、GB148--90（变压器、电抗器、互感器）等国家标准对安装工程进行验收或检查安装记录。
根据工程设计校验中间连线是否正确、管线是否与工程设计相符,并做好记录。
2、设备制作规范通则
2.1国外采购的设备或部件的制造工艺和材料应符合国际通用的标准。
2.2国产设备的制造和材料应符合下列标准、规范、规定的最新版本要求，但不仅限于此。
（1）《钢制压力容器》GB150-98
（2）《水处理设备制造技术条件》JB2932-86
（3）《钢制焊接常压力容器技术条件》JB2880-81
（4）劳动部《压力容器安全技术监察规程》
（5）《压力容器无损检测》JB4730-94
（6）《压力容器法兰标准》JB1157-1164
（7）《钢制管法兰》GB113-9128
（8）《压力容器油漆、包装、运输》JB2532-80
（9）《电厂水处理设备制造质量分等标准》SDDZ037
（10）《化工设备、管道外防腐设计条件》HGJ34-90
（11）《橡胶衬里化工设备》HGJ32-90
（12）《橡胶衬里设备技术条件》DC130A16
（13）《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）。
（14）《反渗透水处理设备国家标准》CB/T19249-2003
2.3制水系统工艺及要求
2.3.1纯水系统生产工艺
3、工艺系统设计依据
3.1设计原则
水处理系统的设计原则是技术先进，经济合理，系统运行安全可靠，维护工作量小，工作条件较好，工人的劳动强度低，易于运行操作和管理。
3.2甲方提供的基本条件
生产超纯水需要提供原水：
5m3/h；
电源：
15KW/H，380V；
4、控制系统设计依据
4.1设计依据
（1）甲方关于本项目提出的技术要求
（2）工艺流程对本专业的要求
（3）工艺专业及其它有关专业提供的资料、数据
（4）下列的设计标准、规范：
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93-86
《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90
《过程检测和控制流程图用文字和图形符号》GB2625-81
《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95
《自动化仪表选型规定》HG20507-92
《仪表系统接地设计规定》HG20503-92
《控制室设计规定》HG20508-92
《仪表供电设计规定》HG20509-92
《信号报警、联锁系统计规定》HG20511-92
《工业企业通信设计规范》CBJ42-81
《电子计算机房设计规范》GB50174-93
《计算机软件开发规范》GB8566-88
4.2设计原则
为了保证水处理车间生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时为了实现现代化生产管理，自控仪表系统在充分考虑本工程水处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化水处理车间进行设计。
自控仪表设计中遵循以下原则：
（1）操作、管理水平先进，技术应用合理，系统性能价格比最优的原则；
（2）自控系统遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则；
（3）现场仪表远传信号及现场执行机构根据无人值守的自动化水平配置，系统遵循“工艺必需、计量达标、实用有效”的原则。
4.3设计范围
（1）根据工艺生产流程及测控要求配置压力、液位、流量、水质分析等过程检测仪表；
（2）根据工艺和设备运行要求设置自动控制、自动调节、自动报警、安全保护装置等；
（3）按集中管理、分散控制的原则建立水处理车间计算机监控管理系统。
5、电气系统设计依据
5.1设计依据
（1）甲方关于本项目提出的技术要求
（2）工艺专业及其它有关专业提供的资料、数据
（3）电气专业执行的主要设计规范与标准：
《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94
《低压配电设计规范》GB50054-95
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《爆炸及火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《化工企业静电接地设计规范》HGJ28-90
5.2用电负荷
本工程超纯水水处理系统的总安装设备容量为15KW，其中连续用电设备容量为12.5KW、间断用电容量2.5KW。
注：
以上用电负荷只考虑本系统用电设备，不考虑将来扩容需要的负荷量。
第三章工艺系统说明
1、工艺流程图
纯水站工艺流程简图
注：
工艺流程详图见CAD工艺图。
2、主要设备功能及简介
2.1原水箱
用于贮存进入本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，起到缓冲和调节水量的作用，保证原水泵的安全稳定运行，及通过液位控制系统达到与水泵连锁控制的目的。
原水箱的进水采用自动阀控制，根据原水箱液位自动进水，同时设置手动旁路，确保供水的正常，以保证系统的安全稳定运行。
当原水箱低液位时，原水泵自动停止运行。
2.2石英砂过滤器：
过滤介质采用水洗石英砂，主要对水中的颗粒状物质、通过絮凝剂絮凝的胶体等进行过滤吸附去除，砂滤是水处理中的常规工艺，其良好的过滤性能，可保障出水浊度小于1NTU，SDI小于4，过滤精度可达到5微米。
本方案介质滤料选用巩义出产的优质水洗石英砂（粒径1－2mm），此石英砂具有砂粒直径均匀，过滤效果好，使用寿命长，运行效果稳定等优点。
石英砂根据滤层，实行多层分布。
过滤器罐体选用北京生产的水处理专用不锈钢罐，多介质过滤器工作一段时间后，需要进行反洗，以恢复滤料的过滤效果，反洗周期为3-7天。
本设计方案的过滤器采用全自动电动控制阀，定时自动反洗，无需人工操作，减少了由于人为操作原因造成的反洗不彻底，危害后续工艺设备。
2.3活性炭过滤器：
设备主要通过活性炭的过滤吸附作用对水中的余氯、异味、有机物、重金属等进行吸附去除。
本方案过滤介质选用河北承德出产的高品质水洗果壳活性炭活性炭（10－20目），此活性炭具有选材优良，质地坚硬，过滤效果理想，使用寿命长的优点。
过滤器罐体选用北京生产的水处理专用不锈钢罐。
过滤器工作一段时间后，需要进行反洗，以恢复滤料的过滤效果，反洗周期为3-7天。
本设计方案的过滤器采用全自动电动控制阀，定时自动反洗，无需人工操作，减少了由于人为操作原因造成的反洗不彻底，危害后续工艺设备。
2.4精密过滤器：
主要目的是截留反渗透进水中可能存在的颗粒、胶体、悬浮物，以防止大颗粒物质进入高压泵和反渗透膜，造成机械损坏。
内装5um滤芯，水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。
随着制水时间的增长，滤芯因截留物的污染，其运行阻力逐渐上升，当进、出水大于设定的压差（通常为0.1MPa）时应当及时更换。
在正常工作情况下，可维持三个月以上的使用寿命。
选用的喷熔过滤芯由聚丙烯超细纤维热熔缠结制成，纤维在空间随机形成三维微孔结构，微孔孔径沿滤液流向呈梯度分布，集表面、深层、粗精过滤于一体，可截留不同粒径的杂质，具有过滤精度高，截污能力大等优点。
2.5加药系统
还原剂加药系统：
还原剂NaHSO3（亚硫酸氢钠）的作用是还原水中存在的余氯。
因为反渗透复合膜对余氯十分敏感，总累积承受力仅为1000ppm小时，所以，必须投加适量的NaHSO3，以防止氧化剂对膜产水通量造成的衰减，导致反渗透膜脱盐率的下降。
具体的加药量根据ORP仪的反馈值进行校正。
2.6高压泵：
高压泵可保证反渗透膜组足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。
反渗透系统入口设置南方特种泵业公司的不锈钢立式多级高压泵。
高压泵及附件的材料均采用不锈钢。
具有体积小，效率高，噪声低，维护量小，节省能源的特点。
为防止高压力、高流量进水对膜的冲击。
南方泵配套的电机具有低噪音、高效率的特点。
2.7反渗透脱盐装置：
反渗透装置是除盐系统中的关键设备，装置利用膜分离技术除去水中绝大部分离子、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，水中的盐类和其它有害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。
膜组件的水通量越大，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。
反渗透膜采用世界上最先进的芳香族聚酰胺螺旋卷式复合膜，单根膜脱盐率≥99.5%。
反渗透装置系统回收率大于75%,出力为2m3/h。
在本项目中，考虑到原水水质、设备的节能、运行压力、膜的透过率、设备的脱盐率以及出水的含盐量等因素，反渗透推荐采用美国海德能公司的4040系列低压抗污染反渗透膜元件。
RO装置停运时，用产品水自动冲洗，以排出膜和管道中的高TDS浓水，使停运的膜组件完全浸泡在淡水中，确保RO膜得到有效保养。
反渗透装置由复合膜元件、玻璃钢压力容器、碳钢滑架和仪表控制柜组成。
反渗透装置配备就地控制盘，盘上安装各种就地仪表和控制按钮。
反渗透脱盐装置采用PLC控制，全自动运行。
配备全套在线流量仪、电导率仪等，可对反渗透系统的运行状况进行实时动态监控。
反渗透系统中设有自动控制阀，可对反渗透进行停机保护和系统高、低压保护。
2.8EDI增压泵
供给EDI装置用水，提供满足EDI装置运行需要的流量和压力。
2.9EDI装置
EDI（电除盐）的优点：
1）不需要酸碱再生
电除盐的操作安全的，废水的处理变得简单了。
2）可连续生产
电除盐的生产是连续的，免除了使用混床过程中复杂的再生操作，减少了很多备用设备。
3）不需要处理废酸碱
没有废酸碱的中和排放处理系统。
电除盐的浓水可以直接排放或返回到RO的进口（EDI中浓水量比纯水少得多）。
4）安装条件简单
电除盐在安装时，占地面积小，大部分标准厂房都能满足，对于较低的厂房，可以通过对电除盐模块的水平配置解决。
5）系统设计简单
电除盐的模块设计很容易把它的流量做到450吨/小时甚至更高。
6）运行成本低
电除盐系统与各种混床相比，在价格上有竞争性。
7）实用的设计
对于电除盐系统，不管是维修还是增减设备的容量都是很容易的,必须要更换膜堆时，在现场只要花极少的停机时间就可以完成。
8）水质稳定
电除盐的出水质量稳定有把握。
不会有普通混床那样的水质变化。
9）安装维修简便
电除盐装置允许通过对其他膜堆的流量重新分配而达到对某一个膜堆维修的要求，不改变系统的性能。
10）标准设计
利用标准单元，如同搭积木般的组合可以满足用户不同产水量的需要。
EDI的工作原理：
原水中常含有钠、钙、镁、氯、硝酸盐、碳酸盐、硅等溶解盐。
这些盐是由负电离子（负离子）和正电离子（正离子）组成。
反渗透可以除去其中超过99%的离子。
自来水也含有微量金属，溶解的气体（如CO2）和其它必须在工业处理中去除的弱离子化的化合物（如硅和硼砂）。
RO出水（EDI进水）一般为4-30us（电导），根据不同需要，超纯水或去离子水一般电阻为2-15MΩ.CM。
E-CELL的EDI通过用氢离子或氢氧根离子将它们交换并将它们送至浓水流中除去它们。
交换反应在模块的纯化室进行，在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根离子（OH-）来交换溶解盐中的阳离子（如CL-）。
相应地，阳离子交换树脂用它们交换树脂用它们的氢离子（H+）来交换溶解盐中的阳离子（如Na+）。
在位于模块两端的阳极（+）和阴极（-）之间加一直流电场。
电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。
阳极吸引负离子（如OH-，CL-）。
这些离子穿过阴离子膜进入相临的浓水流却被阴离子膜阻隔，从而留在浓水流中。
阴极吸引纯水流中的阳离子（如H+，Na+）。
这些离子穿过阳离子选择膜，进入相临的浓水流却被阴离子膜阻隔，从而留在浓水流中。
当水流过这两种平行的室时，离子在纯水室被除并在相临的浓水流中聚积，然后由浓水流将其从模块中带走。
一个重要的现象在纯水室的离子交换脂中发生。
在电势差高的局部区域，电化学反应分解的水产生的大量的H+和OH-。
在混床离子交换树脂中局部H+和OH-的产生使树脂和膜不需要添加化学药品就可以持续再生。
使EDI处于最佳工作状态、不出故障的基本要求是对EDI进水进行适当的预处理。
进水中的杂质对去离子模块有很大影响。
并可能导致缩短模块的寿命。
EDI正常运行的最低条件：
以下是保证EDI正常运行的最低条件。
为了使系统运行效果更佳，系统设计时应适当提高这些条件。
★给水：
RO纯水，一般水的电导率为4-30us/cm。
★PH：
5.0-8.0（在此PH条件下，水硬度不能太高）
★温度：
5-35℃
★进水压力：
最大为4kg/cm2（60psi），最小为1.5kg/cm2（25psi）。
注意：
组件压力损失取决于流量和水温。
EDI组件标准配置：
★出水压力：
浓水和电极水的出口压力必须低于产品的出口压力。
★硬度（以CaCO3计）：
最大为1.0ppm，建议采用0.1ppm。
★有机物：
最大为0.05ppm。
TOC，
★氧化剂：
最大为0.05ppm（CL2），0.02ppm（03）建议两者都没有。
★变价金属：
最大为0.01ppmFe。
★二氧化硅：
50-150ppb。
★二氧化碳CO2的总量：
二氧化碳含量和PH值将明显影响产品水电阻率。
在大于10ppm时般应在EDI设备前安装脱气装置。
2.10控制系统
控制仪表：
为了控制、监测反渗透系统正常运行，在整套反渗透系统中还需配置一系列的在线监测仪表。
它包括电导率表、流量计、压力表、压力开关、PH/ORP等。
主要部件及元器件等采用国内、国际知名品牌的产品，保证系统的稳定运行及确保检测的质量，保证水质。
控制系统：
整套系统预处理部分、反渗透部分是全自动运行，由PLC控制系统全程控制。
在设备正常运行的情况下，可达到无人工操作的自动运行水平，同时也可实现手动操作，手动控制的功能。
针对系统内的每一个控制点，采用连锁控制的逻辑原理，单独设备或单独动作点的运行或停止，由几个部分进行监控，确保系统稳定。
（1）水箱（包括原水箱、超滤水箱、纯化水箱、超纯水箱、各药液箱、计量箱等）液位显示。
液位发出联锁、报警等信号。
（2）原水泵
手动操作与自动运行及其联锁条件。
（3）高压泵与反渗透装置
手动操作与自动运行及其联锁条件。
冲洗步骤。
清洗条件设定。
（4）纯水泵
手动操作与自动运行及其联锁条件。
（5）EDI设备
手动操作与自动运行及其联锁条件。
清洗条件设定。
（6）其它控制要求
为每类设备设置选择开关，用于系列运行时设备任意选择程序步骤可根据工艺情况进行调整。
第四章设备技术参数及详细清单
序号
设备名称
设备规格
单位
数量
材质或型号
备注
一、预处理系统
1
原水箱
2m3
台
1
PE
2
原水泵
Q=4.6m3/h，H=30m8-40
台
1
不锈钢
南方泵业或同等
压力表
0-6kg/cm2
个
1
浸油式
国产
二、预处理系统
3
砂滤
处理能力：
4.6m3/h
套
1
罐体
∅750
支
1
FRP
海德能或同等
自动控制阀
套
1
润新
石英砂
Kg
700
国产
4
碳滤
处理能力：
4.6m3/h
套
1
罐体
∅750
支
1
FRP
海德能或同等
自动控制阀
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