40T/H纯化水系统
方
案
设
计
书
目录
天然条件下的水在自然界的循环过程中，由于不断地与空气、地表、地层接触以及对岩石与土壤的溶解等作用，所以被污染而含有各种杂质。其中主要以下五类：
☆ 悬浮物
☆ 胶体
☆ 各种无机物离子
☆ 微生物细菌病毒
☆ 气体（O2、CO2、H2S）等。
水净化就是根据用水的不同需求对原水中的各种杂质进行不同程度的处理，即对原水采用合理的水处理工艺以达到用水的要求，同时水处理技术也随着科学技术的发展不断丰富完善，因而整个水处理系统的设计也需要“量体裁衣”。
对于生产工艺用纯化水主要需要去除原水中的悬浮物、胶体和各种无机盐离子等。以下是我们对常用的各种水处理工艺的分析比较，以供贵公司选择参考。
水净化过程一般分为预处理、除盐处理，两个步骤。
预处理的目的主要是去除水中各种悬浮物、胶体以及达到后续水处理设备反渗透装置进水要求。
目前常用的预处理工艺主要有：石英砂过滤、活性炭过滤、加药装置、精密过滤器。
石英砂过滤器的使用：石英砂过滤器是必不可少的预处理设备，滤料采用石英砂、初次去除水中的色度，悬浮物，较强、胶体有机物等。
活性炭过滤器的使用：可吸附水中余氯，防止余氯对超滤膜的氧化作用，延长膜的使用寿命。也可吸附色度。
加药装置的作用：主要是除去水中微小粒径的悬浮物及胶体。因为这些微小的颗粒在水中不会受重力的作用而沉降，也难在后续的过滤器中去除，因而需要对原水进行混凝处理。也可添加阻垢剂，它可以继续降低水中硬度。
精密过滤器：又称保安过滤器，其作用是截留原水中的大于5微米的颗粒，以保证反渗透膜不被大颗粒的悬浮物划伤。
因为反渗透膜的厚度约为10微米左右，原水中较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗透膜表面的脱盐表皮层或可能击穿反渗透膜组件，因而一般反渗透设备前都要安装精密过滤器。
除盐处理是水处理系统的主要部分，主要去除水中的各种无机盐离子。目前除盐技术主要有四种，复床离子交换法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法。除盐处理根据用水要求的不同。
复床离子交换法：复床离子交换法是成熟的工艺，设备成本较低。但缺点是：
☆ 复床需要酸碱再生，易造成二次污染
☆ 操作复杂，运行费用高
☆ 有污水排放问题
☆ 细菌可以在复床中繁殖
☆ 离子交换树脂会长期向纯水中渗溶出有机物
☆ 比较难实现自动化控制
电渗析法：电渗析法水利用率低且除盐率低。
蒸馏法：运行成本较高，同时在蒸馏过程中，一些有机物会分解成小分子异味物进入水中。
反渗透法：反渗透技术是目前较先进和有效的除盐技术。反渗透是采用膜法分离的水处理技术，其原理是在压力作用下，水透过反渗透膜成为纯水；水中的杂质被反渗透膜截留并被浓水带出。利用反渗透技术可以有效地去除水中的无机盐类离子、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂志。反渗透系统除盐率为一般为95～99%。一级反渗透设备出水电阻率一般在0.05～0.5MΩ·cm之间。二级反渗透设备出水水质电导率一般在2～5µs/cm。
反渗透技术基本上是属于物理方法，它的除盐过程在诸多方面具有传统水处理方法所没有的优异特点：
☆ 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、 纯化；
☆ 水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理方法中最低；
☆ 不用大量的化学剂和酸碱再生处理；
☆ 无化学废液排放，无废酸碱的中和处理，无环境污染；
☆ 系统简单，操作方便，产品水水质稳定；
☆ 适应于较大范围的原水水质，既适用于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低含盐量的淡水处理；
☆ 节省占地面积；
☆ 运行维护和设备维修工作量极少。
基于以上工艺比较，现代企业一般均选择反渗透设备（RO-）除盐设备。
主要设备相关要求及设计参数如下：
预处理出力： 60T/H
反渗透设计温度： 25℃
反渗透设计出力： 40T/H
利用率： 60～75%
工艺用水水质： ≤10μs/cm
水源： 井水
出水量： 40T/H
出水水质： ≤10μs/cm
采用工艺： 预处理+自动RO系统
本系统是根据地下水的水质特点及工艺用水水质要求而设计，采用以下脱盐处理方案，基本工艺流程描述如下：
3.1 预处理系统
预处理的作用是对原水进行初级处理，去除水中悬浮物质和胶体物质以及保护反渗透设备的稳定运行，反渗透对预处理的要求如下：
☆ 防止膜表面上污染，即防止悬浮杂志、微生物、胶体物质等附着在
膜表面上或污堵元件水流通道。
☆ 防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难
溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。
☆ 确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用
寿命。
结合用户水质情况，因而预处理采用了石英砂过滤＋活性炭过滤＋加药装置＋保安过滤器等设备。
3.1.1砂滤
石英砂过滤主要用于离子交换器法软化除盐系统，当原水悬浮物含量大于30-50mg/l时的预处理设备，也可以用作水质要求不高的工业给水的粗糙过滤设备。过滤器的滤料一般为单层石英砂，粒径规格视水质要求而定。
功能说明： 采用多介质进行过滤，主要去除来水中的较大颗粒物质，初次去除水中的色度，悬浮物，较强、胶体有机物等。
3.1.2活性炭吸附技术说明
活性炭是一种非极性吸附剂，外观为黑色，粒状。主要成分炭、氧、硫、请、具有良好的吸附性能和稳定的化学性质、可以耐强酸、强碱、能进受水、高温、高压作用、不易破碎，活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羰基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电吸力作用。因此，可以脱色，除臭味、脱出重金属、各种溶解性有机物、放射性有机物、胶体及游离氯等。
活性炭过滤器在运行过程中需要定期反洗，已恢复一定的过滤能力。运行较长的时间、会有部分滤液形成的粉末反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充滤料、运行更长时间（一般2~3年）后。活性炭滤料会部分或全部失效，此时需进行在处理或彻底换滤料。
活性炭主要有以下三个功能：
1)可吸附水中余氯，防止余氯对超滤膜的氧化作用，延长膜的使用寿命。
2)吸附水中部分有机物，包括三卤化物（THM），吸附率60%作用。
3)可有效去除吸附金属离子、除色度和气味。
3.1.3加药装置
加药装置是以计量泵为主要投加设备、将溶药箱、搅拌器、 液位计、安全阀、止回阀、压力表、过滤器、缓冲器、管路、阀门、底座、扶梯、自动监视系统、电力控制系统等按工艺流程需要组装在一个公共平台上，形成一个模块，即所谓的撬装式组合式单元。
加药装置，采用的是机电一体化结构形式，从安装上可分为固定式和移动式（推车式），每种形式的加药装置均配有搅拌系统、加药系统和自动控制系统。几个固定式撬装可组合成一个整体，加上变频控制系统，可实现就地控制、远程自动控制、手动和自动相互转换加药。具有结构紧凑，体积小、噪音低、工作平稳、安装简单、操作使用方便等优点。
加药装置通过不同的工艺设计，精确配置各类固体和液体的化学药品的溶液，再用计量泵准确投加，以达到各种设计要求。如除垢、除氧、混凝、加酸、加碱等。
加药过程可手动操作，也可通过PC机、磁翻板液位计、PH计、行程控制器、变频器等各种电器、仪表、使加药装置成为机电一体化产品、实现自动控制。 加药装置的加药量及加药压力，可根据工业流程的需要，选取合适的计量泵。流量从1L/h到8000L/h,压力从0.1MPa到25MPa范围内均可选择到合适的产品， 计量泵的计量精度可高达±1%，并且可以实现多种介质同时输送，单独调整。
3.1.4 精密过滤器
精密过滤器，又称保安过滤器。它是预处理必加的最后一道保险工序。经过保安过滤器后的出水水质一般均可达到反渗透入水要求。本设计中为了确保5um过滤器出水达到反渗透入水要求，在精密过滤器前又加了多介质过滤器、活性碳过滤器及阻垢装置，已满足用户要求，保证出水水质。
精密过滤器前后分别安装压力表测量过滤器前后的压力。过滤器前后的压力差可以表明过滤器的工作状况。
3.2 反渗透系统
我公司采用美国陶氏高除盐率大通量反渗透膜CPA系列膜，单只膜除盐率＞99.8%。达到高出水水质和节能之双重功效。反渗透的系统设计中，我公司本着高脱盐率、高产水量、低投资、低耗能的原则，通过综合分析与计算机模拟得出系统相关设计一级RO参数如下：
系统除盐率： ≥96%
系统产水量： ≥40m3/h
系统利用率： 60～75%
反渗透膜数： 42只
膜壳数量： 8只
数 量： 1台
在反渗透系统中，除装有若干膜元件外，还有其它配套设备及仪表，
主要有：精密过滤器、高压泵、电导仪、流量计、压力表、高低压保护装置等。
【精密过滤器】精密过滤器是进入RO装置的最后一道处理工序，它由5μm
熔喷式聚丙烯纤维滤芯组装在压力容器中构成，用以去除水中的悬浮物及
多介质过滤器、活性碳过滤料粉末等。
【电导仪】电导仪监测系统进、出水电导率；
【高压泵】增压，满足膜元件进水压力要求。
【压力表】用于监测膜进水，浓水的压力，带有高压保护装置，防止进水
压力过高而损坏膜元件。
反渗透装置设有高低压力保护装置、当给水发生故障时，系统自动启停。
反渗透装置安装高压压力表、流量计、电导率仪。压力表用于指示反渗透膜的运行压降，依此获得膜堵塞状况信息；流量计用于指示产水量和浓水量，依此调节浓淡水比例使反渗透系统达到最佳回收率；电导率仪用以监测产品水水质。
3.2.1 反渗透清洗系统
反渗透清洗系统的作用是根据反渗透膜运行污染的情况，配制一定浓度的清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物，以恢复膜原有的特性。无论预处理如何彻底，反渗透经过长期使用后，膜表面仍会受到结垢的污染，因而反渗透膜需定时进行清洗。反渗透系统由清洗泵、清洗药箱及相关配件组成。
Ø 清洗水箱
为反渗透清洗提供足够的清洗药液，使反渗透清洗效果达到最佳。
Ø 清洗水泵
为反渗透清洗提供足够的压力
Ø 清洗过滤器
清洗过滤器为5um过滤器。它是过滤反渗透清洗药液，防止药液中的杂质污染反渗透膜，起到很好的保护作用。
四、 技术特点
合理的流程设计及高品质的设备
预处理设施
1、过滤装置
石英砂过滤器及活性炭装置采用玻璃钢罐体，阀门采用手动控制。
☆ 操作方便
☆ 节省厂房
☆ 运行可靠
☆ 过滤精度准确
反渗透设备
2 、反渗透膜
在美国陶氏公司生产的众多型号的反渗透膜中，选择超低压节能型膜中性能最优的反渗透膜，最低除盐率99.8%。
☆与同类别膜相比较，若同样的产水量，则所需的操作压力要求低很多。
☆ 高水通量、高脱盐率
☆ 节省能源，降低系统运行成本
3、高压泵
采用南方特种泵。
☆ 运行稳定，可靠性高
☆ 免维护保养
☆ 低噪音
4 、高质量进口零配件
除反渗透膜和高压泵外，反渗透膜壳连接件、压力表、流量计、水质在线检测仪、压力传感器及电器控制原件全部采用高质量进口部件，以保证设备的品质。
5、完善的自动控制保护装置
反渗透有给水高低压力保护、浓水高压保护、停机保护、停机自动清洗及水箱高低液位协配系统。
四、设备配置及报价清单
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