10吨反渗透方案.docx

1、10吨反渗透方案10吨/小时纯水处理系统设备(RO+离子交换) 设计方案 二00四年十一月一、产品简介二、设计依据三、设计范围及原则四、原水水质及水量五、RO进水要求六、用水要求七、简易工艺流程八、系统工艺要求及说明九、设备性能及供货范围十、系统工艺计算十一、运转费用十二、使用方施工时的工作量十三、安装调试阶段的主要药品十四、纯水服务范围十五、附图一、产品简介本公司是制造纯水、废水、污水处理设备的专业厂家，属化工部定点企业，本公司生产的系列纯水品种涉及苦咸水淡化、工业用水处理、纯水、超纯水制备、瓶装水净化、化工物料分离等，市场业绩遍布饮用、化工、医药、纺织、电子、真空镀膜、贵重合金回收等行业，

2、产品遍及全国各地，并获联合国发明创新科技之星奖，国家级新产品质奖等。本公司已通过ISO9001国际认证，“质量第一”是工厂永恒的主题，“产品同行领先”是工厂追求的目标，“顾客至上、产品终身服务”是工厂义无反顾的宗旨。本公司以精湛的工艺，一流的设备，完善的服务及ISO9001质量体系保证模式在同行及用户中享有盛誉。二、设计依据1、根据地区性水质条件设定水质条件，根椐用户地区同类厂家的水质资料及用水量等基础资料进行设计。2、原水性质：自来水。3、离子交换系统设计计算参照给排水设计手册及化工企业化学水处理设计计算规定（HG/T20552-94）的标准。4、RO系统设计参照给排水设计手册及海德能公司R

3、O膜元件的设计计算软件。5、系统排水按室外排水设计规范GBJ14-87。6、建筑给排水设计规范GBJ15-88。7、反渗透设备标准按反渗透水处理设备标准CJ/T119-2000。8、管道的设计按纯水用水标准进行设计。9、通用电器设备配电设计规范GB50055-93。10、城市区域环境噪声标准GB309693；11、电气安装工程盘柜及二次回路接线工程施工及验收规范GB50171-9212、电气装置安装工程电气设备按试验标准GB50150-91。三、设计范围及原则1、进入纯水站的水源为自来水，由于用户未提供详细的原水水质报告，水质设计参照同类地区的自来水质标准及同地区工程的类比进行设定计算，其变化

4、系数K1.2，处理系统排放的浓废水可直接排入市政综合管网。2、纯水处理设施具有较大的适应性、应急性，可以满足水质及水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。3、采用工艺具有可靠性，运行稳定，运转费用低，管理维护量特别小，反渗透系统采用PLC可编程序控制,自动化程度高。4、系统管道除反渗透装置高压部分外，均采用UPVC材质。5、为确保系统的正常稳定工作，反渗透装置为PLC编程控制，并设有自动及手动切换开关,自动运行,必要时可转入手动操作。6、系统处理过程中选用工作泵均为多级离心泵，具有启动及运转功率小，无死角，噪音低，工作稳定等特点。7、本工程设计范围为接入纯水处理站的给水管道起纯水出

5、口为止的整个处理工艺、基础、电气等各专业的设计。四、原水水质及水量1、原水水质见表1（同类地区的自来水水质）A（总阳）=K（总阴）=3.92mg-N/L。2、要求系统进水量13.3m/h，才能确保RO产水量10m/h。3、原水含盐量较稳定，变化系数K1.2。 表1(参考同卷地区自来水标准)序号项 目数据mg/L数据mg-N/L1K120.312Na281.223Ca281.44Mg120.995Pb0.00.06总阳离子A=3.927HCO31232.028CL58.21.649SO4120.2510NO3(以N计)0.00.011F0.00.012SiO25.0/13总阴离子257A=3.9

6、114PH7.2/15游离CO28.1/16耗氧量217总硬度(以CaCO3计)1302.618永久硬度/19总碱度(以CaCO3计)1002.020水温10-3021电导us/cm46522游离余氯0.5-0.8五、RO进水要求序号项 目要 求1浊度（度）12色度（度）清3污染指数SDI44温度15355化学耗氧量1.5mg/L6游离氯0.05mg/L7铁0.05mg/L8锰0.05mg/L9铝0.05mg/L10朗格利尔指数LSI011硫酸钙溶度积浓水1910-5六、用水要求1.系统产水量Q10m/H（25）2.出水水质：电导率0.2us/cm(251)3.供水方式：连续供水4.控制方式：

7、PLC可编程序微机控制，各水泵及水箱液位连锁保护。七、简易工艺流程7.1工艺流程PAC加药装置 阻垢剂加药装置原水原水箱原水泵多介质过滤器活性炭过滤器板式换热器保安过滤器 清洗水箱清洗水泵精滤一级高压泵一级反渗透装置缓冲水箱二级高压泵二级反渗透装置自动加碱装置中间水箱中间水泵混合离子交换器纯水箱纯水泵用水点7.2系统再生工艺：混合离子交换器 高位酸贮槽酸计量箱酸喷射器 碱喷射器碱计量箱高位碱贮槽纯水箱再生泵八、系统工艺要求及说明根据用户同类地区自来水水质情况、RO进水条件及海德能公司反渗透装置设计导则，提出以上简易流程。本工艺由预处理部分、二级RO脱盐系统及离子交换深度脱盐系统、酸碱再生系统组

8、成。1、预处理部分工艺说明：1.1前级增压系统：由于系统进水为自来水，外网管路供水由于压力不够（受其它用水点的影响），且原水压力波动很大，(主要受管网用水量高峰期的影响，压力波动变化量较大)因此在原水进口处设置一台原水箱及二台原水增压泵，原水由原水泵增压进入多介质过滤器。水压恒定且大于0.3MPa，保证系统进水能安全工作。1.2前级预处理系统：由于自来水的浊度不稳定，并且自来水的浊度随季节性变化及人工加药量的因素影响，造成其浊度变化系数较大，因此在前级预处理部分设置一台多介质过滤器，同时投加PAC，通过管式混合器混合，使小颗粒悬浮物凝聚成较大颗粒，以便多介质过滤器过滤去除。由于水为自来水,一般

9、自来水管网末端余氯含量约为0.5mg/L,活性炭过滤器在本工艺中主要去除原水中的余氯及部分重金属离子、有机物，经活性炭过滤器吸附后，水中的余氯去除率为99.9%,出水符合RO进水条件。预处理系统设计产水量14.2m/h。由于原水中总硬度较大，且变化系数为1.2左右，为防止RO浓水结垢，在保安过滤器前设置一台阻垢剂加药装置，使进水郎格里尔指数在2.8以下，浓水不发生结垢现象。板式换热器：板式换热器在工艺中主要为提高水温，使RO进水温度恒定，由于温度对反渗透的产水量及操作压力的影响很大，为保证反渗透装置稳定的产水量及操作压力，在工艺中设置一套板式换热器，板式换热器采用自动温控调节系统，确保系统出水

10、的温度恒定。2、预处理设备工作参数及选用特点：2.1原水箱及原水泵原水箱在工艺中主要用于储存水量，以满足系统的用水量，原水箱设计停留时间为1小时，以适应系统供水量压及水压的变化。 原水泵配套原水箱使用，原水泵用于水压的提升，以满足预处理过滤器及反渗透高压泵的进水供水量及工作压力。2.2多介质过滤器：多介质过滤器设计流速为8-10m/h，过滤器内装石英砂、无烟煤等多种介质的滤料，上层装无烟煤，下层装石英砂，由于滤料两种滤粒径从上到下，按从大到小的顺序排列，因此该过滤器接近理想过滤器，该过滤器具有多个过滤介面，各个阶面选择不同粒径的悬浮物进行吸附及过滤，降低了悬浮物的穿透率，因此该过滤器较其它类型

11、的过滤器具有更大的截污能力，允许有更大的过滤滤速，具有产水量大的特点。过滤器反洗时由于表面滤层及滤膜被破坏，过滤效率明显降低，所以反洗后宜采用低流速运行，以便滤膜的形成。在过滤器进出水管道上设有压力表，可显示过滤器的运行压力及进出水的压差，过滤器的反洗按照进出水压差或出水浊度来确定(当进出水压差达到0.1MPa时应进行反洗或浊度大于1度时)，由前级自来水来实行过滤器的反洗，为降低反洗强度，过滤器水反洗强度为15L/m.S，有条件宜采用气水擦洗法，滤料的反洗膨胀率为40%为宜。2.3 PAC加药装置：PAC加药装置用来向原水中投加凝聚剂，加药点设置在原水泵后，投加药剂后由管式混合器进行混合，使原

12、水中的小颗粒的悬浮物，悬浮性有机物，胶体等形成絮状大颗粒，以便在多介质过滤器内过滤去除。由于系统进水中含有悬浮物、胶体等杂质，这些杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成大颗粒，PAC(聚合氯化铝)是长链的高分子聚合物，在水中可形成带电荷的AlX(OH)y3X-y长链，多功能基团，它具有压缩胶体双电层作用，同时对异性电荷也可以起到中和的作用，而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使基凝聚成大颗粒絮状矾花，便于多介质过滤器的去除。2.4活性炭过滤器：活性炭过滤器设计流速为8m/h，过滤器内设各种粒径的石英砂填料层及101渗银灭菌型活性炭，由于活性炭

13、内渗银，微生物的繁殖受到抑制，因活性炭在工艺中主要起吸附水中的有机物、余氯；因其比重较轻，反冲洗强度为4-8L/mS，滤料的反洗膨胀率为4050%，反洗时宜选用低流速反洗，以防止活性炭被反洗水冲走。在活性碳过滤器进出水管道上设有压力表，可显示过滤器的运行压力及进出水的压差，过滤器的反洗按照进出水压差来确定(当进出水压差达到0.1MPa时进行反洗)，由反洗水泵来实行过滤器的反洗，活性炭过滤器滤料（活性炭）更换周期以出水的余氯含量0.1PPM及有机物含量CODcr1.5mg/L，两项指标确定，出水水质应定期监测。2.5阻垢剂加药装置：由于原水硬度较大，经海德能公司膜软件计算，浓水侧LSI(朗格里尔

14、指数)为1.1，浓水侧将发生结垢现象，因此在进入反渗透前应投加进口复合阻垢剂，经投加PTP-0100阻垢剂后浓水侧LSI在2.8的条件下不发生结垢现象。加药选用计量泵为美国帕斯菲达公司产品。2.6板式换热器由于原水温度不稳定，受季节性变化因素较大，为确保反渗透装置出水水量恒定，在前级设置板式换热器，确保反渗透装置进水恒温，板式换热器配套自立式温控装置，通过换热器后管道上的温度传感器及导压管来改变换自力式温控阀的开启程度，从而达到换热器出水恒定的目的。2.7保安过滤器：保安过滤器选用滤芯精度为5um，在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质或破裂的活性炭颗粒，确保RO进水的清洁度，

15、以防前级过滤器泄漏的机械杂质进入反渗透膜元件，这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜元件，造成大量盐份的泄漏，同时可能划伤高压泵的叶轮，保安过滤器内的滤元采用聚丙烯喷熔工艺制作，过滤微孔具有：孔形呈锥形结构;过滤效率高，可进入深层过滤;纳污容量大，使用寿命长;采用卡式结构，便于快速更换。保安过滤器的滤芯应定期更换，一般可根据进出水压差来决定。保安过滤器进出水管道上均设有压力表，可显示保安过滤器的进出水压力及进出水压差。2.8反洗水泵反洗水泵用于多介质过滤器及活性炭过滤器的定期反冲洗，以满足过滤器最大强度的反冲洗量。3、一级脱盐系统二级反渗透装置在工艺中主要去除水中大部分的阴、阳离子及有机物、热

16、源和细菌等。反渗透（RO）一级脱盐系统由RO膜组件、高压泵、RO清洗装置等组成。3.1反渗透装置反渗透是一种借助选择透过（半透过）性膜的功能，以压力为推动力的膜分离技术膜元件，由反渗透膜导流布和中心管等制作而成，将多根RO元件装入不锈钢耐压壳体内，组成RO组件。本工艺脱盐系统的关键，成熟的工艺设计和合理的操作，控制及管理，直接决定着系统的正常、稳定出水。并关系到反渗透膜的使用寿命，经反渗透处理后的出水，去除了绝大部分无机盐和几乎所有的有机物，微生物（细菌、热源等）从而确保了本系统产品水的高质量、高品质。完成预处理后的出水其出水由淤积密度指数SDI测试仪监测，当SDI值99.7%），操作压力低，

17、耐细菌侵蚀性好，适用PH范围广（PH为310）的优点。配套使用的膜外壳为R8040C 30S-5W(B)玻璃钢压力容器，适用于HYDRANAUTICS公司 CPA3-8040的膜元件5支装。CPA3膜元件按2：1排列，一级二段，一级反渗透装置总产水量12.5t/h，选用玻璃钢压力容器共三支，选用高压泵为丹麦格兰富公司的CR15-12,Q=16.7m/h,H=135m,N=11kW。反渗透装置在水质分离过程中无相变，脱盐率高，体积小，易于自控运行，适应范围广，无环境污染等优点，我厂选用的CPA3低压膜不仅动力消耗小，且产水量大，且脱盐率高，三年内脱盐率可达97%以上。二级反渗透主体设备选用美国H

18、YDRANAUTICS公司生产的二级阳离子型专用膜元件LFC2-8040芳香族聚酰胺膜元件。该膜元件属节能型低压膜，是二级反渗透专用RO膜元件，由于表面呈阳离子型,在二级反渗透中具有较高的脱盐率。配套使用的膜外壳为R8040C 30S-5W(B)玻璃钢压力容器，适用于HYDRANAUTICS公司 LFC2-8040的膜元件5支装。LFC2膜元件按1：1排列，一级二段，总产水量10t/h，回流至一级进水量为2.5t/h,选用玻璃钢压力容器共二支，选用高压泵为丹麦格兰富公司的CR15-12,Q=12.5m/h,H=150m,N=11kW。反渗透装置在水质分离过程中无相变，脱盐率高，体积小，易于自控

19、运行，适应范围广，无环境污染等优点。经海德能公司RO膜计算结果如下：进水流量：14.2m/h 淡水流量：10m/h 浓水排放量：4.2m/h 出水含盐量：0.7mg/L(三年内)一级RO工作压力：9.5-13.5bar 进水温度：25系统水回收率：70.4% 一级RO膜设计使用年限：3年 二级RO膜设计使用年限：5年 二级回流水量:2.5t/h进水水源：自来水 进水PH值：7.2一级RO膜设计平均表面流量强度： 22.4L/mh二级RO膜设计平均表面流量强度： 36.9L/mh一级RO选用膜规格： CPA3-8040二级RO选用膜规格： LFC2-8040选用RO外壳： R8040C 30S-

20、5W(B)浓水侧郎格里尔指数： LSI=1.10，浓水侧将发生结垢现象。应投加进口复合阻垢剂。出水PH： 7 出水电导率：0.5us/cm出水阳离子含量K=0.0085mg-N/L 出水阴离子盐量A=0.0085mg-N/L 反渗透配套控制系统功能：设备配制工作仪表及监视仪表：显示系统的运行工况（进、出水电导、进水温度、高压泵的开关、进出水流量、压力等参数）；一级反渗透高压泵进口设低压保护器，当高压泵进水压力0.1Mpa时，高压泵自动停止工作。反渗透高压泵出口设高压传感器，当工作压力大于某一设定值，高压泵停止运行，以防损坏后级管道及膜元件。高压泵出口设有一进口电动慢开阀，在高压泵启动时，电动慢

21、开阀超前3-5秒钟启动，开启时间为15-20秒，以防止反渗透装置的管道及膜元件受高压的瞬时冲击而受损。进水、浓水、淡水阀：主要调节RO进水量、产水量、进水压力、浓水压力及回收率。电导仪及温度表：电导仪用于监测RO进出水电导率的变化情况，温度表显示RO膜在不同温度下产水量的变化。高压泵：增压满足RO膜元件进水压力要求。止回阀：主要用于停机后，防止RO压力管中的回压而损坏高压泵及泵前低压管道件。产品水防爆膜,有利于保护膜元件，防止反渗透装置由于误操作而损坏系统管道及膜元件。液位自控：主要用于防止停水情况下，高压泵继续运行而使高压泵损坏，另一作用是如中间水箱高位时，可使RO停止运行，防止中间水箱溢流

22、。清洗系统：反渗透清洗系统由清洗水箱、清洗水泵、清洗过滤器组成，在系统中主要用于反渗装置膜元件的清洗，当反渗透装置运行流量、含盐量或压力下降10%时应配套相应的药剂进行清洗，反渗透装置的清洗形式为分段清洗。3.2、缓冲水箱：由于反渗透出水无压力，为保证二级反渗透系统正常运行，在一级反渗透后设置一台缓冲间水箱，用以调节水量,中间水箱配套二级高压泵使用,在工艺中主要起调节及储存水量的功能。缓冲水箱设计停留时间为15分钟VN=3m。3.3自动加碱装置:本装置加药点设在一级反渗透以后，二级高压泵以前，缓冲水箱之前，由于一级RO出水呈酸性，水中的部分HCO3-分解成OH-及CO2，使一级RO浓水呈碱性水

23、，透过水呈酸性，(主要原因是水中的CO2分子由于分子粒径较小，易透过RO膜元件，透过水中CO2又溶解于使透过水呈酸性，未透过水由于HCO3-分解成OH-及CO2使水中的OH-增多呈碱性)，且由于CO2的透过，使出水水质下降，在一、二级之间投加NaOH，使水中的CO2分子反应生成HCO3-，抑制CO2的生成，使一级透过的CO2生成HCO3-离子在二级RO中去除，加碱系统由二级RO出水的PH仪信号通过PLC来控制电磁调速计量泵的转速，从而改变计量泵的加药量，使二级RO出水PH及电导等控制参数达设计标准。3.5、中间水箱：由于二级反渗透出水无压力，为保证后级系统的正常运行，在二级反渗透后设置一台中间

24、水箱，中间水箱配套中间水泵使用在工艺中主要起调节及储存水量的功能。中间水泵在工艺中主要起提升水量的功能，保证后级混合离子交换器的工作压力。中间水箱设计停留时间为15分钟VN=3m。3.6反渗透清洗系统清洗装置由清洗水箱、清洗水泵、精密过滤器等组装而成，用以满足反渗透装置的循环清洗及药剂的过滤，满足反渗透装置一次清洗用的药剂量。4、二级深度脱盐系统（混合离子交换器）二级深度除盐系统由混合离子交换器、纯水箱、纯水泵等组成，经混合离子交换器出水电导率0.2us/cm。4.1混合离子交换器混合离子交换器中由于阳树脂及阴树脂在同一离子交换器内混合，混合离子交换器相当于无数个复床的串联运行，经阳、阴树脂交

25、换出的氢离子、氢氧根离子迅速结合成水分子，因此出水水质明显高于复床的出水，在工艺中主要是进一步去除一级除盐系统中泄漏的阳、阴离子，起提高出水水质的功能。由于一级RO出水水质还较差有待于进一步去除水中的阴阳离子。一级RO出水A（总阳）=0.0085mg-N/L，K(总阴)=0.0085mg-N/L。选用一级混合离子交换柱800，设计运行流速为20-25m/h，产水量10-13t/h，内装树脂0017：2017=500：1000按1：2装填。设计出水电导率0.2us/cm，混合离子交换器选用二台,一备一用，在工艺中主要为确保系统连续供水。 4.2、纯水箱纯水箱在工艺中主要起储存水量的功能，以满足用

26、水点的应急供水量。纯水箱设计停留时间为2小时，Vn=20m3。4.3、纯水泵纯水泵选用卧式离心泵。在工艺中主要起后级增压作用。5、酸碱再生系统及说明酸碱再生系统由再生泵、酸碱喷射器、酸计量箱、碱计量箱、高位酸贮槽、高位碱贮槽、卸酸泵、卸碱泵及酸雾吸收器等组成。再生泵在工艺中主要为喷射器提供压力水，以满足混合离子交换器再生时提升酸、碱提升所需的动力。混床酸碱喷射器用以来自浓碱(或浓碱)计量箱内的酸(或碱液)的稀释及混合，出口通过流量计计量，来调整出口酸(或碱液)浓度及再生流量。酸计量箱用以计量混合离子交换器一次再生所需的酸液量。碱计量箱以计量混合离子交换器一次再生所需的碱液量。高位酸贮槽用以满足

27、系统酸耗一定天数的储备量。高位碱贮槽用以满足系统碱耗一定天数的储备量。为保护周围环境，来自酸计量箱及酸储槽内的酸雾由酸雾吸收器吸附，酸雾通过酸雾吸收器水喷淋吸收， 确保工作环境的洁净，防止周边设备的酸腐蚀。6、PLC微机控制柜的功能及系统仪表本系统采用PLC控制方式，在控制面板上设有手动及自动切换开关，设备运行（泵的起停）、监视（进出水电导及PH、流量、压力等）参数具有清晰的工艺流程画面，动态显示运行参数及水质变化情况，并且在非正常情况下实现自动报警。同时转入手动操作状态。a、单台设备均配有工作仪表及监视仪表。b、可编程序控制器(PLC)集中设置在反渗透控制柜内，带声光报警系统，显示系统的故障

28、点，具有自我诊断能力。c、配电控制柜进行有效设计，强、弱电分设，在必要时可切换为手动控制，系统的启动可单步进行。d、系统液位与各工作水泵可实行连锁保护，有利于设备安全运行。6.1原水箱的液位控制：原水箱内设有液位浮球,并具有高、中、低液位信号输出，与进水电动阀及原水泵联动工作。当原水箱液位处于高液位时，进水电动阀自动关闭，当水箱液位下降到低液位时，进水电动阀自动开启。当原水箱液位处于低液位时，原水泵停止工作，当原水箱液位上升到中液位时，原水泵启动。由于原水箱进水量大于原水泵出水量，因此原水箱在一般情况下均在中、高液位工作，除在停水及事故状态下，原水箱会出现低液位，因此原水箱在低液位时自动报警。

29、6.2前级过滤器(多介质过滤器及活性炭过滤器)的运行：原水泵出口设有流量计，前级过滤器的进水流量按手动设定值运行，过滤器的反洗利用反洗水泵手动进行。6.3 PAC加药装置计量泵的工作与原水泵联动运行。6.4阻垢剂加药装置计量泵的工作与高压泵联动工作。6.5反渗透装置的自动运行及保护：1)一级反渗透高压泵进水设低压保护器，开关量的压力信号输入PLC，当压力小于0.05-0.1MPa时，高压泵自动停止运行，系统自动报警。2)高压泵出口设高压保护器,开关量的压力信号输入PLC，当压力大于某一设定值时，高压泵自动停止，系统自动报警。3)高、低压保护器设定的压力可根据实际需要手动设定。4)一级反渗透浓水侧设一德国产自动冲洗电磁阀，设定时间进行冲洗，用于系统的定期快冲洗。5)在系统停止运行时，或在高压泵运行前及停止运行后能接受PLC输出的开关量信号，浓水侧电磁阀自动开启，系统自动进入膜表面冲洗状态，同时由设定时间定时用RO出水泵清洗RO膜元件，在膜元件在低压疏松状态下把膜表面冲洗