反渗透设计指导.docx

1、反渗透设计指导工艺设计计算指导1. 水量计算在做设计之前，首先应该确定工艺流程，各工艺部分的回收率和处理水量，这是整个工艺设计的基础。一般各主要工艺的回收率如下，可按不同水质条件进行调整。超滤90-95%一级反渗透75%二级反渗透85%EDI（连续电解除盐技术）系统90%水量计算示意图单位为m3/h系统利用率：（36）100%=%2. 机械过滤器2.1 设计规则1) 过滤器（池）的型式应根据进口水质、处理水量、处理系统和水质要求等，结合当地条件确定；2) 过滤器（池）不应少于两台（格）。当有一台（格）检修时，其余过滤器（池）保证正常供水；3) 过滤器（池）的反洗次数，可根据进出口水质、滤料的截

2、污能力等因素考虑。每昼夜反洗次数宜按12次设计；4) 过滤器（池）应设置反洗水泵、反洗水箱或连接可供反洗的水源。反洗方式根据过滤器（池）型式决定，并根据需要选用空气擦洗。2.2 设计参数2.2.1. 立式单流单层机械过滤器设计流速：810m/h型号滤料粒径（mm）视比重(t/m3)层高(mm)反洗强度(L/m2 s)单层石英砂12001518单层无烟煤12001012计算公式：R=SQRQ/(8*(SQR开平方；R过滤器半径；Q设备处理水量)2.2.2. 立式单流双层机械过滤器设计流速：1014m/hr；实际工程常用812m/h型号滤料粒径（mm）视比重(t/m3)层高(mm)反洗强度(L/m

3、2s)双层无烟煤4001316石英砂600计算公式：R=SQRQ/(12（一般选10）*(SQR开平方；R过滤器半径；Q设备处理水量)2.2.3. 立式单流三层机械过滤器设计流速：2040m/hr型号滤料粒径（mm）视比重(t/m3)层高(mm)反洗强度(L/m2*s)三层无烟煤8001316石英砂800磁铁矿300计算公式：R=SQRQ/(25*(SQR开平方；R过滤器半径；Q设备处理水量)2.2.4. 多介质过滤器设计流速：814m/hr；实际工程常用812m/h型号滤料粒径（mm）视比重(t/m3)层高(mm)反洗强度(L/m2*s)无烟煤4001316石英砂200石英砂600计算公式：

4、R=SQRQ/(9*(SQR开平方；R过滤器半径；Q设备处理水量)2.2.5. 活性炭过滤器设计流速：812m/hr（一般取10 m/hr）型号滤料粒径视比重(t/m3)层高(mm)反洗强度(L/m2*s)活性炭10-28目10002000若与多介质联用则一般与多介质层高相同 67一般用进水反洗，不设单独的反洗泵计算公式：R=SQRQ/(10*(SQR开平方；R过滤器半径；Q设备处理水量)2.2.6. 精密过滤器5m精密过滤器小通量滤芯过滤水量1) 250mm长滤芯（10”），每根滤芯可过吨水；2) 500mm长滤芯（20”），每根滤芯可过1吨水；3) 1000mm长滤芯（40”），每根滤芯可

5、过2吨水项目小通量滤芯过水量（吨/支）大通量滤芯过水量（吨/支）备注一级RO保安过滤器240精度5m二级RO保安过滤器250精度5m清洗过滤器365精度5mEDI保安过滤器250精度1m2.2.7. 丝网过滤器与叠片过滤器均作为超滤的保安过滤器使用，过滤精度均为100m。叠片过滤器较贵，在用户要求不高的情况下，一般选择丝网过滤器。普通丝网过滤器为手摇刷式过滤器或管道式过滤器，自动丝网过滤器为自清洗过滤器。一般按照进水流量，2m/s的管内流速选择进出口管径。2.2.8. 过滤器滤料级配及反洗强度表 项 目过滤器型式滤料反洗强度L/ (vm2?s)备 注种 类粒径（mm）层 高（mm）水反洗空气擦

6、洗空气水重力式过滤器三层滤料砾石161001618滤料的相对密度：无烟煤：石英砂：重质矿石：1632本层顶面高度应高出配水系统孔眼100变孔隙过滤天然海砂1525151614151112历时20min约50，混入大粒径海砂内，不占高度压力式过滤器细沙过滤石英砂60080010122733水洗历时1015min，空气擦洗历时35min单层滤料石英砂1200121520历时510min无烟煤1200101210历时510min双层滤料石英砂80013162515历时510min无烟煤400三层滤料无烟煤4506001618不宜采用空气擦洗石英砂230历时510min重质矿石7050此部分为承托层滤

7、料不均匀系数K80无烟煤石英砂 重质矿石505050砾石1001632本层顶面高度应高出配水系统孔眼100高效纤维过滤丙纶纤维束每束160170g，丝径约为40um1200130060上向洗35下向洗610空气气源宜采用罗茨鼓风机，空气压力，清洗水压力，清洗时间2060min过滤器滤速过滤器（池）型式滤 速过滤器（池）型式滤 速混凝澄清接触混凝混凝澄清接触混凝正常滤速强制滤速正常滤速强制滤速细砂过滤68三层滤料18202025610单层滤料单流8101014610变孔隙过滤1821双流1518高效纤维过滤2040双层滤料101414186102.3 设计举例多介质过滤器 处理水量：90t/h

8、预计使用2台备用1台，单套处理水量45t/h，取滤速9m/h，则过滤器直径为D=SQRQ/(9*(SQR开平方；D过滤器直径；Q设备处理水量；=4) = SQR45/(9*=2.524m取过滤器直径为2.5m，校核滤速V= Q/*=45/*=9.17m/h （812m/h）符合 取反洗强度15 L/ (m2?s)反洗泵流量Q反=/4D215 单位换算系数，单位为s m3/hL) =*15 =265 m3/h (扬程：32m) 反洗时间10min，反洗水一般使用一级反渗透的浓水。反洗水箱容积：V=Q反10/60=26510/60=44 m3 取水箱容积50 m3 ，材质碳钢衬胶或者碳钢聚脲或者玻

9、璃钢 装填滤料滤料重量=/4D2h(h滤料装填高度，滤料密度)无烟煤 粒径-1.8mm 装填高度400mm 密度 石英砂 粒径-1.0mm 装填高度200mm 密度 石英砂 粒径-0.5mm 装填高度600mm 密度 m无烟煤-1.8mm=4=（在低价竞争时也可以采用最小密度计算，下同）m石英砂-1.0mm=4=m石英砂-0.5mm=4= 多介质气洗反洗强度一般取25L/m2s=1.5 m3/m2min风机风量Q风=/4D2 =7.36 m3/min风机风压P风=配套阀门多介质配套自动阀门（指需要PLC控制的）通常为6个：进水阀、出水阀、正洗排（按比进出水阀小一号选）、反洗进、反洗出、进气阀。

10、此外还有自动排气阀（无需PLC控制）。各自动阀的口径通常按2-3m/s选择，但至于靠近2还是3则根据投资报价原则的需要。a 进气阀：根据罐体的大小选择其口径 1m罐选用DN15-DN25的进气阀 12m罐选用DN40的进气阀 23m罐选用DN50的进气阀 33.2m罐选用DN100的进气阀b 自动排气阀： 1m罐选用DN15-DN20的自动排气阀 12m罐选用DN25的自动排气阀 23m罐选用DN40的自动排气阀 33.2m罐选用DN50的自动排气阀配套仪表最简单的配置是每台罐配2块压力表（进出水），压力范围为。按时间控制反洗频率。若按流量控制反洗频率则需每台配一个在线流量计。也有时会要求按压

11、差控制反洗频率的，那就需要每台配个压差开关或压差变送器或是每台配2个压力变送器了（但压差控制不常用，我公司一般也不推荐。）有的档次高的还会要求每台产水或产水母管配置浊度仪，有时进水母管也要配。3. 超滤系统3.1 设计说明Saveyor膜元件的详细介绍请参见说明书。3.2 设计举例3.2.1内压式超滤超滤出水可达到：SDI2 浊度20mg/l，应根据水质考虑增设多介质过滤器）产水量150t/h。预计为2套，单套产水量75t/h。 设计膜净通量为80 L/ m2?h单膜产水量（m3/h支）=净通量（L/ m2?h）膜面积（m2）/1000 =8040/1000 =3.2m3/h支单套膜支数（支）

12、=单套产水量（m3/h） /单膜产水量（m3/h支） =75/=支取单套膜支数为24支/套（取双数）校核净通量：净通量（L/ m2?h）=单套产水量（m3/h套）/ 单套膜支数（支/套）膜面积（m2/支）1000 =75/(2440)1000=78.1 L/ m2?h 反洗通量200-300 L/ m2?h 单膜反洗流量（m3/h支）=膜面积（m2）反洗通量（L/ m2?h）/1000 =40200/1000=8 m3/h支单套反洗流量（m3/h套）=单套膜支数（支/套）单膜反洗用水量（m3/h支） =248=192 m3/h套每小时反洗时间1实际单套反洗用水量（m3/h套）=单套反洗水量（m

13、3/h套）反洗时间（min）/60（min） =19260=4.8 m3/h套单套错流水量总产水量（m3/h套）=单套膜支数（支/套）（m3/h支） =24=12m3/h套单套进原水量（m3/h套）=单套产水量（m3/h套）+实际单套反洗用水量（m3/h套） =75+=79.8 m3/h套运行通量（L/ m2?h）=单套进原水量（m3/h套）60/58/ 单套膜支数（支/套）膜面积（m2/支）1000 =60/58/（2440）1000=86 L/ m2?h 原水泵流量（m3/h）=单套产水量（m3/h套）+实际单套反洗用水量（m3/h套）60/58+单套错流水量（m3/h套） =(75+60

14、/58+12=94.6 m3/h（2用1备）扬程28-30m（若需经过多介质过滤器，则扬程选择35m）反洗水泵流量（m3/h）=单套反洗水量（m3/h套）/2 =192/2=96 m3/h （2台）扬程20-25m（备注：对于超滤反洗流量大于150 m3/h的项目，通常建议按流量的一半选择2台并联的水泵，当单纯的水反洗时两台泵同时开启，当加药反洗的时候仅开一台泵，从而缩小加药计量泵的流量型号节省投资。）超滤产水箱容积：通常按停留30min计V=单套产水量（m3/h套）套数30min/60min =230/60 =79.8 m3取水箱容积100 m3 ，材质碳钢衬胶或者碳钢聚脲配套阀门内压超滤主

15、机配套自动阀门（指需要PLC控制的）通常为5+1个：进水阀、出水阀、反洗进、顶反洗出、底反洗出、错流阀（若全量过滤则无）。此外还有自动排气阀（无需PLC控制）。各自动阀的口径通常按2-3m/s选择，但至于靠近2还是3则根据投资报价原则的需要。有时反洗进出水阀口径还会按4-5m/s选择。配套仪表必配的是每套3个压力表（进水、产水、浓水），压力范围；每套产水在线流量计；每套错流流量计（如有，在线和管道式均可）；每套入水压力开关，压力范围（高压报警）。若是气动阀门则阀门供气总管上需要压力开关（低压报警）。对于配置档次高的，有时还需要每套进水或进水母管在线流量计、每套一个压差变送器或每套三个压力变送器

16、、每套产水或产水母管或进水母管浊度仪。3.2.2外压式超滤1）水质较好时：SVF-1060反洗步骤：1、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）2、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）3、 顶反洗（反洗泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）4、 底反洗（反洗泵开、反洗进水阀开、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）5、 正冲（原水泵开、进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约25-45S）6、 运行SVF-1060化学分散清洗（EFM）步骤：1、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约30-6

17、0S）2、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60 S）3、 分散洗进药（反洗泵开、计量泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）4、 浸泡（10-60min）5、 冲洗（反洗泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约60-120S）注：EFM频率不定，1次/1-7天气量：7-12Nm3/h支膜（气管及进气阀口径按流速7-8m/s选择为宜，气压克服水压即可）反洗通量：80-150lmh酸：pH1，HCl、柠檬酸或草酸碱：次氯酸钠+% 氢氧化钠（污染严重时可适当提高次氯酸钠浓度，建议不超过%）2）水质较差时：SVF-1060反洗

18、步骤：1、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）2、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）3、 顶反洗（反洗泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）4、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）5、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）6、 顶反洗（反洗泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）7、 底反洗（反洗泵开、反洗进水阀开、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）8、 正冲（原水泵开、进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约2

19、5-45S）9、 运行SVF-1060化学分散清洗（EFM）步骤：1、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）2、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60 S）3、 分散洗进药（反洗泵开、计量泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60S）4、 浸泡（10-60min）5、 进气（进气阀、顶反洗排阀开，其他阀门关闭，时间约20-30S）6、 排水（顶反洗排阀、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约30-60 S）7、 冲洗（反洗泵开、反洗进水阀开、顶反洗阀开、底反洗阀开，其他阀门关闭，时间约60-120S）注：EFM频率不定，1次/1-

20、7天气量：7-12Nm3/h支膜（气管及进气阀口径按流速7-8m/s选择为宜，气压克服水压即可）反洗通量：100-150lmh酸：%HCl、柠檬酸或草酸碱：%次氯酸钠+% 氢氧化钠（污染严重时可适当提高次氯酸钠浓度，建议不超过%）配套阀门通常为6+1个。与内压超滤主机配套自动阀门的区别是多一个进气自动阀（按流速7-8m/s选择为宜）；此外无需自动排气阀（从反洗排管道排气了）。配套仪表基本与内压超滤主机相同。3.2.3MBR有待推敲、稍后补充。3.2.4浸没式超滤有待推敲、稍后补充。4. 反渗透系统4.1 设计说明反渗透原理、膜元件的详细说明及设计软件的使用请参见相关厂家的说明书（陶氏/东丽/海

21、德能等）。根据进水水质确定是否采用二级反渗透，一般一级反渗透脱盐率98%，回收率75%；二级反渗透脱盐率95%，回收率85%，一般每级至少设计2段式。4.2 设计举例原水为地下水，经预处理后电导率1000s/cm，产水量100t/h。采用陶氏BW30-400膜（膜面积37.2m2） 设计为2套 单套产水量50 t/h单套进水量=产水量/回收率 =50/=67t/h预测产水电导率=原水电导率（1-脱盐率） =1000（1-98%）=20s/cm 设计膜通量为27 L/ m2?h单膜产水量（m3/h支）=膜通量（L/ m2?h）膜面积（m2）/1000 =271000=1.0 m3/h支单套膜支数

22、（支）=单套产水量（m3/h） /单膜产水量（m3/h支） =50/1=50支膜壳选用6芯单套膜壳数=单套膜支数/芯数 =50/6=支设计为2段式，1段膜壳数：2段膜壳数2：1则1段膜壳数取6支，2段膜壳数取3支。用反渗透设计软件带入水质、水量和拟采用的膜支数进行模拟，若设计不合理，软件会有报警提示，根据提示调整膜支数，1、2段膜壳比例，或者增加段间泵等。若最终确定膜壳数为1段6支，2段3支，则膜壳总数为29支/套，膜元件254支/套，膜通量25 L/ m2?h。 若设计二级反渗透，设计方法同上。只是膜通量比较高，一般为35-50 L/ m2?h甚至60 L/ m2?h。膜壳排列方式通常为2段

23、式，1段膜壳数：2段膜壳数3：1，除系统规模较大外常用4芯装由于反渗透膜对水中溶解气体的去除效果不佳，同时水经反渗透处理，出水呈酸性，原水中的HCO3又变成了游离CO2，从而导致水中的二氧化碳对系统出水的电导率造成一定影响。然而以分子状态存在于天然水中的溶解气体CO2和O2是使金属发生腐蚀的主要原因。所以需要用脱气法除去一级反渗透纯水中大部分的二氧化碳。当二级除盐工艺为传统的离子交换法时，通常采用除碳器作为脱气装置，其可减少阴树脂交换容量乃至再生碱的消耗。对于双级反渗透的工艺，在CO2不是非常高的情况下，通常在级间设置碱添加装置更为经济合理，提高反渗透产水的pH值，去除水中的CO2。配套阀门一

24、级反渗透主机配套自动阀门（指需要PLC控制的）通常为5+1个：进水阀（口径通常按2m/s左右选择，若进水阀放在高压泵后则可以按3m/s选择）、产水阀（2m/s左右）、浓水高压泄流阀（与停机冲洗排共用）（按浓水流量3m/s选后大1-2号）、若单独设停机冲洗泵或是用清洗水泵停机冲洗还需要设计停机冲洗入水阀（按清洗流量3 m/s选择）。二级反渗透主机配套自动阀门与一级的区别仅在于浓水高压泄流阀按3-4 m/s选择，因为二级一般不停机冲洗了无需与停机冲洗排共用。配套仪表必配的是每套3个压力表（进水、段间、浓水），压力范围0-2或3MPa，有时产水也有，若是分的段多则每增加一段多个段间压力表；每套产水在

25、线流量计；每套浓水流量计（在线和管道式均可）；每套高压泵进口低压压力开关，压力范围（低压报警），高压泵出口高压压力开关，压力范围0-2或3MPa（高压报警）。入水母管温度计、入水母管ORP表、入水SDI（通常为离线）；每套产水电导率仪（有时入水母管也配）。对于配置档次高的，有时还需要每套进水或进水母管在线流量计、每套一个压差变送器或每套三个压力变送器、进水母管浊度仪、进水母管PH，每套产水或产水母管PH等。DOW设计导则Hydranautics设计导则5. EDI系统5.1 设计说明EDI原理、进水要求及EDI模块的详细说明见Canpure EDI说明书。EDI回收率90%产水电导率s/cmC

26、PS系列EDI模块，可按0.5 m3/h块（CP-500S），1 m3/h块（CP-1000S），2 m3/h块（CP-2000S），3 m3/h块（CP-3600S）设计。5.2 设计举例产水100t/h则进水量=产水量/回收率 =100/=112 m3/h进水泵扬程通常为40m（38-45m）EDI模块数=产水量/单模块产水量 =100/3=33块配套阀门主机配套自动阀门（指需要PLC控制的）通常为1个：进水阀（口径通常按3m/s选择）、若配齐了还有产水阀，产水超标排自动阀、进水超标排自动阀（口径均按3m/s选择）。配套仪表必配的是每套5个压力表（进水、产水、浓水进、极水进、浓水出），压力

27、范围；每套产水在线流量计；每套浓水入水流量开关（含流量计），浓水量约按进水10%算，注意测量值通常在仪表量程的2/3处；每套极水入水流量开关（含流量计），极水量约按每个模块60L*每套模块数算，注意测量值通常在仪表量程的2/3处；每套入水设压力开关，压力范围（高压报警）。每套产水电阻率仪（有时入水母管也配电导率仪）。对于配置档次高的，有时还需要每套进水或进水母管在线流量计、每套1个压差变送器或每套5个压力变送器，进水母管PH，每套产水或产水母管PH等。6. 化学清洗系统6.1 设计说明一般情况下超滤、反渗透和EDI的化学清洗系统共用。清洗系统包括清洗水泵、清洗水箱和清洗过滤器。6.2 设计举例例如超滤膜222支/套，一级反渗透膜壳排列6-3（6芯） 超滤清洗水量3.5 m3/h支超滤清洗水泵流量（m3/h）=超滤膜支数（支/套）（3.5 m3/h） =22=77 m3/h 扬程2030m反渗透清洗水泵流量（m3/h）=大流量循环流量一级一段膜壳数/套反渗透停机冲洗水泵流量（m3/h）=大流量循环流量一级二段膜壳数/套 扬程3050m大流量循环流量 4”膜元件取2.3 m3/h 8”膜元件取9.08m3/h反渗透清洗水泵流量（m3/h）=6=55 m3/h 扬程3050m一般按反渗透水泵流量选择校核超滤清洗水量：5