反渗透工艺方案.docx
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反渗透工艺方案
3t/h 纯 水 设 备
设
计
方
案
二 0 一二年六月
1
一、设计基础资料
二、成品水制备工艺流程
三、工艺设计说明
四、自控系统说明
五、设备设计运行参数
六、公用工程条件
七、验收考核项目
八、其它说明
附 件：
一、反渗透膜元件污染清洗方法
二、制备工艺流程图
一、工程设计基础资料
1.1 设计概况
科润公司新建镀锌生产线工程因生产工艺需要，需配置 1 套 3t/h 自动纯
水品设备一套，要求出水水质电阻率 12McmΩ.cm（20℃）。
制备工艺采用
反渗透，双级混床，PLC 自动控制。
同时设备选型留有合理的设计余量。
2
1.2 设计原则
1、优化工艺设计，使系统设备经济、合理、安全、可靠。
2、选用新颖材料和配件，单体设备结构先进、合理。
3、操作维护方便，减少劳动强度。
4、设备布局合理美观。
5、设备选型留有合理的设计余量，确保整个系统运行安全、可靠，尽可能
延长设备使用寿命。
6、采用合理工艺和流程，降低运行费用。
7、控制系统可实现自动、手动的切换。
8、关键元器件采用进口件，确保使用性能稳定。
1.3 设计依据
（1）原水水质：
PH8.2
总硬度（以 CaCO3 计）76mg/l
总碱度（以 CaCO3 计）850mg/l
水温:
8-24℃
碳酸盐硬度（以 CaCO3 计）760mg/l
K++Na+ :
250mg/l
（2）出水水质：
PH≥7
SS不得检出
碳酸盐硬度（以 CaCO3 计）≤1mg/l
Na+≤0.5mg/l
电导率：
≧12McmΩ.cm（20℃）
3
SiO2＜0.1mg/l
（5）出水水量：
3t/h×1 套
（6）设计、制造标准
JB/T2932-99《水处理设备制造技术条件》
GB5749-85《生活饮用水卫生标准》
GBJ109-87《工业用水软化、除盐设计技术规范》
ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》
CD130A15-85《橡胶衬里设备设计技术规范》
GB11446.1-89《电子级水质量标准》
（7）制水效率：
出水水量/进水水量≥65% （即进水量为:
3/75%=4.6t/h）
（8）控制方式：
原水至成品水设备系统微电脑自动控制，全自动运行，可进行自
动、手动的切换。
（9）电源：
电压 380V/220V，频率 50HZ
二、成品水制备工艺流程
（ 详见附件 1 ）
三、工艺设计说明
系统主要由制水设备及电器控制部分组成。
制水设备由以下三部分组成：
4
项目
单位
指标
浊度
度
<0.5
色度
度
清
污染密度指数 SDI
＜3
进水 PH 值
2-11
进水温度
℃
＜45
化学耗氧量
以 O2mg 氧/L
＜1
游离氯
mg/L
＜0.1
铁
mg/L
＜0.3
锰
mg/L
＜0.1
沉淀离子（SiO2、Ba 等）
浓水不发生沉淀
朗格利尔指数
负数
预处理部分＋一级 RO 装置除盐部分＋混床
3.1、原水预处理部分
根据用户提供的自来水检测报告、用水要求及反渗透膜元件的进水指标须符
合如下要求：
为确保反渗透装置的运行安全稳定和正常的使用寿命，防止胶体有机物、
微生物、悬浮固体微粒及钙镁等微溶盐等在膜面结垢堵塞，须采取必要的预处理
设备，在原水进入 RO 装置前除去，预处理具体措施如下：
1、原水箱、水泵
贮存原水、调节进水水量及增压供水。
原水箱设计采用 1 只 5m3 立式圆形水
箱，材质 PE，水箱设置 3 套 LHD-201 型液位控制器，发出高、中、低 3 个液位
讯号与水泵相联锁。
原水泵设计采用杭州南方泵厂生产的 CHL5-35 型卧式离心泵，
数量 1 台，材质不锈钢。
5
2、絮凝剂投加装置
在原水中投加碱式氯化铝（PAC）絮凝剂，使原水中胶体、颗粒形成絮凝体，
经后级设备接触凝聚除去，可提高过滤器过滤精度，提高出水水质，设计采用 1
台美国进口的 PULSAFEEDEF 计量泵，型号为 100/030 和 1 只 MC-100L 型药箱。
3、添加阻垢剂
添加阻垢剂系统由阻垢剂溶液桶和计量泵组成，加药目的是使浓水 LSI 值达
3.0 不结垢。
计量泵采用美国进口的PULSAFEEDEF计量泵，型号为 100/030
和 1 只 MC-100L 型药箱，阻垢剂采用美国 ARGO 公司的 MDC-220 有机阻垢剂。
4、多介质过滤器
通过细砂滤料的截留吸附除去水中悬浮物杂质和胶体物，设计采用 1 台
Φ800 多介质过滤器，材质 304 不锈钢，内装精制细石英砂和无烟煤，滤料层高
1200mm，外部配带台湾环琪阀 1 批，采用手动控制，正常工作单台流速 9m/h，
产水量 5m3/h，出水浊度<1mg/L，15minSDI 值<4。
滤料反洗以时间参数设定，当累积到设定时间后对滤料进行自动气、水反洗，
反洗强度 15/S.M2。
5、 活性炭过滤器
利用活性炭微细孔表面吸附原理吸附水中有机物色度、余氯，防止水中有机
物、强氧化剂污堵膜面、恶化 RO 膜使用性能，确保 RO 使用寿命及出水达标。
设计采用 1 台 Φ800 活性炭吸附器，材质 304 不锈钢衬胶，内装果壳渗银炭
C101 型，层高 1200mm,外部配带台湾环琪阀件 1 批，采用手动控制，正常工作
单台流速 9m/h，产水量 5m3/h，出水余氯<0.1mg/L，耗氧量<3mg/L。
6
滤料反洗以时间参数设定，当累积到设定时间对滤料进行自动水反洗，反洗
强度 6-10L/S.M2。
滤料更换视原水情况而定，大约 1 年。
6、精密过滤器
用于进一步截留水中≥5um 颗粒等微小杂质及前级过滤器出水中微量粉化的
活性炭粉末，确保护后级装置安全、有效运行。
设计采用 1 台 Ф400mm 精密过滤
器，本体材质为 304 不锈钢，内装 12 支 20 英寸长、精度为 5umPP 熔喷滤芯。
滤芯更换视进、出水压差情况而定，当出水压头损失超过 0.15MPa 时须更换
滤芯。
3.2、一级 RO 除盐部分
1、PH 调节装置
根据海德能公司 RO 设计软件计算，RO 产水 PH＜7，为确保 RO 出水 PH≥7，
在原水中投加 CP 级烧碱，以调节产水 PH，设计采用 1 台丹麦产 DME2-18 型计量
泵和 1 只 MC-100L 型药箱及 1 台自动调节加药量的 PH 变送器。
7
2、一级 RO 除盐装置
本系统主要由高压泵及反渗透装置组成，一级反渗透产水量 10m3/h,水利用
率 65%， 系统脱盐≥98%，出水电阻率≥12MΩ.cm（20℃）
（1） 高压泵
提供反渗透装置正常工作所需水量和压力，一级 RO 装置设计采用丹麦格
兰富公司生产的立式多级离心泵，型号为 CR5-22， 流量 ：
5m3/h ;扬程:
140m;
材质:
304 不锈钢。
（3）反渗透装置
反渗透膜元件通过以压力为推动力，进行膜分离除盐，同时可除去水中溶解
性有机物细菌热源病毒等，反渗透膜除盐具有能耗少、操作简单、适应范围广等
优点，但是设计的合理与否直接关系到工程投资及运行的经济效益，使用寿命、
操作可靠及简便性。
（a）、设备选型
一级 RO 膜元件采用运行安全稳定，质量可靠的美国海德能公司生产的 ESP2
型芳香族聚胺复合膜。
压力膜管采用符合美国海德能公司生产不锈钢膜壳，该膜壳内壁光滑、与膜
元件吻合程度好，并不易滋生细菌。
（b）、系统工艺配置
一级反渗透装置配置 7 根 2 芯不锈钢压力膜管，内装 14 支 ESPA2 型膜元件，
排列方式 4-2-1，进水量 4.6m3/h，产水量 3m3/h，浓水排放量 1.6m3/h，水利用
率 65%，脱盐率≥98%。
8
（C）、 系统控制
装置配置 1 台就地仪表盘和操作盘，在仪表盘上可读出 RO 装置的相关运行
参数，如流量（浓水、产水）；压力（进水、浓水、产水）、电导等，在操作盘上
可手动启停高压泵。
高压泵进、出口设置高低压保护开关，，可确保因供水压力不足而损坏高压
泵，因压力过高而损坏膜元件。
进水侧、浓水侧设置电动阀，可自动定时对膜面
进行低压冲洗，尽可能延长膜的清洗周期和提高膜的使用寿命。
（d）、反渗透的清洗
反渗透运行一段时间后原水中少量污染物逐渐积累，导致组件压差升高产水
量下降，脱盐率下降等现象，须通过注入药液进行化学清洗恢复膜元件性能，一
般化学清洗周期为 4-6 个月。
清洗用药剂可通过不同的污染情况注入相应药液，
如钙、镁可调节 PH 后注入柠檬酸药液，胶体有机物、微生物污染可注入 EDTA 四
钠盐及三聚磷酸钠等药液，具体清洗方法详见附件 1。
清洗系统设计采用 1 只宁波产 PT-1000LPE 水箱、1 台 Φ250 不锈钢保安滤器
及 1 台丹麦 GRUNDEFOS 产的 CHL4-40 型 316 不锈钢卧式离心泵。
（e）中间水箱、水泵
贮存原水、调节进水水量及增压供水。
原水箱设计采用 1 只 3m3 立式圆形水
箱，材质 PE，水箱设置 3 套 LHD-201 型液位控制器，发出高、中、低 3 个液位
讯号与水泵相联锁。
原水泵设计采用丹麦 GRUNDEFOS 产的 CR5-6 型立式多级离心
泵，数量 1 台，材质 316 不锈钢。
3.3混床出纯水系统
1、双级混床
由三台 Ф400mm304 不锈钢混合交换器组成，使用方法二用一备，全部采用
9
体内再生。
交换树脂使用美国 ROHMANDHAAS 生产的 AMBERJET1200C-Na 树脂和
AMBERJET4200C-CI 树脂,设备采用台湾环琪管阀件。
运行、再生由手动完成。
2、酸液箱
贮存酸液、再生 AMBERJET1200C-Na 树脂时使用。
酸液箱设计采用 1 只 MC-
120L0.12m3 立式圆形水箱，材质 PE。
3、碱液箱
贮存碱液、再生 AMBERJET4200C-CI 树脂时使用。
酸液箱设计采用 1 只 MC-
120L0.12m3 立式圆形水箱，材质 PE。
4、纯水箱、水泵
贮存脱盐水及增压供水。
原水箱设计采用 1 只 3m3 立式圆形水箱，材质
PE，水箱设置 3 套 LHD-201 型液位控制器，发出高、中、低 3 个液位讯号与水
泵相联锁。
纯水泵设计采用杭州南方泵厂生产的 CDLF4-40 型立式多级离心泵，数量 1
台。
5、紫外线杀菌器
由于在生产纯水过程中外来水网进水后未处理掉的细菌，和生产过程中滋生
的藻类、细菌，在本工艺中设计一套 PDCn-150 紫外线杀菌器。
在一秒钟内就能
把水中的病菌类、细菌类、水藻类等杀灭。
6、微膜过滤器
用于截留水中≥0.22um 的细菌残留物、颗粒等微小杂质，确保用水点不受污
染。
设计采用 1 台 Ф250mm 微膜过滤器，本体材质为 304 不锈钢，内装 7 支 20
英寸长、精度为 0.22umPP 熔喷滤芯。
滤芯更换视进、出水压差情况而定，当出水压头损失超过 0.15MPa 时须更换
滤芯。
四、自控系统说明：
1、原水进原水箱，原水箱设置液位控制器，信号送至 PLC，来控制原水泵
的启动和停止，同时根据原水泵的启停，由 PLC 来控制 PAC、MDC220 加药装
10
序
号
设备名称
型号及规格
设计参数
1
原水箱
PT—5000L
3
有效容积 5m ；
2
絮凝剂投加装置
MC-100
投药量 ：
4PPM
3
阻垢剂投加装置
MC-100
投药量 ：
3PPM
置计量泵的启停。
2、原水泵设置高压保护装置，当出水压力超过设定值时停止工作。
3、保安过滤器设置手动阀，根据滤芯的污染，出水压力的降低更换滤芯，
污染指数仪为定期监测。
4、高压泵设置高低压保护装置，即当进水压力低于某值或出水压力高于某
值时，高压泵停止工作，同时高压泵还由淡水箱的高低液位控制泵的启停。
5、RO 装置设置进水流量仪，调节浓水阀来控制 RO 装置的回收率，来达到
设计要求，当压力上升 20%左右时，由电接点压力表输出信号经 PLC 报警，RO
装置须清洗，同时停止前级给水等，同时配在线电导仪（带温度补偿）监测水质。
清洗为人工手动清洗，根据各类信息反馈综合分析后，决定 RO 清洗的药剂（参
见清洗手册）。
RO 装置启动时，高压泵延迟于原水泵 0.5 分钟左右启动，RO 装置停机时水
泵延迟于高压泵 0.5 分钟左右，停止运行。
6、除盐泵根据除盐水箱的液位启停，同时受除盐水箱低位控制泵的工作。
除盐水箱设置液位控制器控制原水泵、除盐水泵等的启停，同时与前后级设备连
锁运行。
7、整个控制程序由 PLC 自动控制，并设有全自动保护装置，当设备启动和
停机时按程序逐一启动和停机，同时万一操作失误或机械发生故障时，设备即自
动停机并报警，以确保设备的安全运行。
8、整个系统的运行管理、操作规程另见使用说明及操作规程手册。
五、主要设备设计运行参数
11
4
原水泵
CHL5-35
3
Q=5 m /h ；H=40m；N=0.75KW
5
多介质过滤器
HGJA-80 （Ф800）
3
产水量（Q） ：
5m /h
流速 （V） ：
9m/h
出水浊度 ≤1 度
出水 SDI ≤4
6
活性碳过滤器
HGTA-80 （Ф800）
3
产水量（Q） ：
5m /h
流速 （V） ：
9m/h
出水余氯 ≤0.1mg/L
出水耗氧量 ≤3Mg/L
7
中间水箱
PT-3000L
3
有效容积 33m ；
8
中间水泵
CR5-6
3
Q=3.5 m /h；H=35m；N=1.1KW
9
一级反渗透装置
10t/h-CPA3
3
产水量（Q） ：
13.5m /h
回收率 （Y） ：
75%；
脱盐率 ≥98%
出水电导率 ≤6US/cm（20℃）
10
混合交换器
HLHH-50 （Ф500）
3
产水量（Q） ：
3.5m /h
流速 （V） ：
17m/h
出水电阻率≧12McmΩ.cm（20℃）
11
纯水箱
3
3m PE3000
3
有效容积 3m ；
12
纯水泵
CDLF4-40
3
Q=3m /h；H=37m；N=0.75KW
13
紫外线杀菌器
PDCn-150
3
Q=3m /h； N=0.2KW
工况
项目
供水压力（Mpa）
3
供水水量（m /h）
使用形式
运行用水
≥0.30
5
连续用水
八、公用工程条件
12
供气压力（分层用）
0.4-0.5MPa
瞬时最大需气量约
3
1.5m /min
供气压力（反洗用）
0.1-0.15MPa
需气量约
3
3.0m /min
供气气源
无油净化压缩空气
供电电源
三相四线
供电频率
50HZ
供电电压
AC380/220V
电压波动
±5%
总装机容量
5.0KW
反洗用水≥0.112间断用水
（2）系统供电
（3）系统供气
九、验收考核项目
1单项设备验收考核
（1 ） 多介质过滤器
13
处理水量：
≥5m3/h
出水浊度：
＜1mg/l
出水 SDI ：
＜4
（2 ） 活性炭过滤器
处理水量：
≥5m3/h
出水耗氧量：
≤3mg/l
出水余氯：
＜0.1mg/L
3反渗透出水
（1）进 水 量：
5m3/h
（2）出 水 量：
3m3/h
（3）回 收 率：
65%
（4）脱 盐 率：
97%（三年内）
4 混合交换器
（1）进 水 量：
3m3/h
（2）出 水 量：
3m3/h
（4）出水电阻率：
≧12McmΩ.cm（20℃）
2、系统验收考核项目
（1）产水水量 ：
3m3/h
（2）产水水质
PH≥7
SS不得检出
碳酸盐硬度（以 CaCO3 计）≤1mg/l
Na+≤0.5mg/l
出水电阻率：
≧12McmΩ.cm（20℃）
SiO2＜0.1mg/l
14
十、 其它说明
1、 方案中未列入预算的有：
（1） 土建投资
（2）设备进场就位费
（3）安调期间的动力药剂费-
（4） 站房内成品水至用水点的管路供给设施。
2、因对固定资产折旧规定、操作人员工资费用，水、电价等原始依据不明，无
法对制水成本进行准确核算，具体的运行费用只能由用户根据实际支出核算
3、详细技术资料，待合同生效后免费分批提供。
具体如下：
（1）操作说明书、
（2）使用手册
（3）设备平面布置图、
（4）设备平面基础图
（5）动力平面图
（6）电气控制原理图
（7）设备出厂检验合格证书
4、需方负责站内的土建施工;
附件 1：
反渗透膜污染清洗方法：
1 膜污染的清洗标准：
15
1.1 在正常压力下，产品水流量降至正常值的 85~90%；
1.2为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力比正常运行的增加
10~15%；
1.3 产品水质降低 10~15%，盐透过率增加 10~15%；
1.4RO 各段间压差明显上升。
2 常见污染物及清洗方法
2.1 碳酸钙垢：
在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障时给出水 PH 值升高，那
么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉积的发生，以防止生长后的
晶体对膜表面产生操作，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水 PH 至 3-5 之间
运行 1-2 小时的方法去除。
对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用 2%的柠檬酸清洗液（控制 PH 不小
于 4）进行清洗。
注：
应确保任何清洗液的 PH 不要低于 4，否则可能会对 RO 膜元件造成损
害，特别在温度较高时更应注意，最高的 PH 值应不大于 10，可使用硫酸或盐酸
降低 PH 值，用氢氧化钠来提高 PH 值。
2.2 硫酸钙垢 ：
清洗液 2（参见表 2）是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。
2.3 金属氧化物垢：
可以使上面所述的去降碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物
（例如氢氧化铁）。
2.4 硅垢：
对于不是与金属氧化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法，
才能将他们去除，有关的详细方法请与本公司联系。
2.5 有积沉积物：
有机沉积物（如微生物粘泥或霉斑）可以使用清洗液去除，为了防止再生繁
殖，可使用本公司认可杀菌液在系统中循环浸泡，一般需较长时浸泡才能有效，
如反渗透装置停用超过三天时，最好采用清毒处理。
16
污染物
一般特征
处理方法
1 钙类沉积物
（碳酸钙及磷酸钙类，
一般发生于系统第二段）
脱盐率明显下降
系统压降增加
系统产水量稍降
用溶液 1 清洗系统
2.6 清洗液的选用：
清洗反渗透膜元件时建议采用表二所列的清洗液。
确定清洗液前对污染物进
行化学分析是十分重要的，对分析结果的详细分析比较，可保证选择最佳的清洗
剂及清洗方法。
应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条
件下，找出最佳的清洗方法提供依据。
对于无机污染物建议使用 1#清洗液，对硫酰钙及有机污染物建议使用 2#清
洗液。
对于严惩有机物污染建议使用 3#清洗液。
所有清洗液可以在温度 40℃下
清洗 60 分钟。
所需用品量以每 379 升中加入量计，配制清洗液时按比例加入药
品及清洗用水（反渗透淡水）并混合均匀。
3 反渗透膜清洗工艺
清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环，此时膜元件仍装在压力
容器内，而且需要专门的清洗装置来完成该项工作。
清洗工艺一般步骤：
3.1 用泵将干净、无游离氯的反渗透淡水打入压力容器中，并排放几分钟。
3.2 用反渗透淡水配制清洗液（详见表二）。
3.3 将清洗液在压力容器中循坏 1 小时或预先设定的时间，对于 8 英寸压力容器，
流速在 35~40 加仑/分（8~9m3/H）。
3.4 药洗完成后，排净药箱剩余液，并进行清洗，然后放入反渗透淡水。
3.5 用泵将药箱内淡水打入压力容器中，并排放几分钟。
3.6在冲洗反渗透系统后，将反渗透系统的淡水出口排放阀打开，反渗透系统投
入正常运行，15—30 分钟后检查淡水排放水水质（无泡沫、无清洗剂、电导
率达标）。
3.7 将反渗透系统淡水出口阀打开，淡水出口排放阀关闭，恢复正常运
表 1 反渗透膜污染特征及处理方法
17
2 氧化物
（铁、镍、铜等）
脱盐率稍有降低
系统压降明显升高
系统产水量明显降低
用溶液 1 清洗系统
3 各种胶体
（铁、有机物及硅胶体）
脱盐率稍有降低
系统压降逐渐上升
系统产水量逐渐减少
用溶液 2 清洗系统
4 硫酸钙
（一般发生于系统第二段）
脱盐率明显下降
系统压降销有或适度增加
系统产水量稍有降低
用溶液 2 清洗系统
5 有机物沉静积
脱盐率可能降低
系统压降逐渐升高
系统产水量稍有降低
用溶液 2 清洗系统，污
染严重是用溶液 3 清洗
6 细菌污染
脱盐率可能降低
系统压降明显增加
系统产水量明显降低
依据可能的污染种类
选择三种溶液中的一种
清洗系统
清
洗
液
成 份
配制 100 加仑
（379 升）
溶液时的加入量
PH 调节
1
柠檬酸 2%
反渗透产品水
（无游离氯）
17.0 磅（7.7 公斤）
100 加仑（379 升）
用氢氧化钠调节 PH 至 4.0
2
三聚磷酸钠
EDTA 四钠盐
反渗透产品水
（无游离氯）
17.0 磅（7.7 公斤）
7 磅（3.18 公斤）
100 加仑（379 升）
用硫酸调节 PH10.0
3
三聚磷酸钠
十二烷基苯磺酸钠
反渗透产品水
（无游离氯）
17.0 磅（7.7 公斤）
2.13 磅（0.97 公斤）
100 加仑（379 升）
用硫酸调节 PH10.0
说明：
必须确认污染原因，并消除污染源，如需帮助请与本公司联系。
表 2 建议使用的常见的清洗方法
3.8 清洗配方：
（1）酸洗配方：
0.1%HCI 溶液调 PH 至 4.0
（2）碱洗配方：
0.1%NaOH+0.05%Na-DDS 调 PH 至 12
18
（3）酸洗配方：
0.
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