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三亚驱九海军基地三亚驱九海军基地20t/h20t/h超纯水系统超纯水系统设计方案二00三年八月目录一、工厂简介二、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、电器与控制十一、运转费用按每吨纯水计十二、纯水服务范围十三、使用方施工时的工作量十四、质量承诺十五、附图十六、工程设备报价清单一、工厂简介宜兴市纯水设备二厂（宜兴市锅炉辅机设备二厂）是制造纯水、除盐水、污水处理设备的专业厂家，属化工部定点厂，本厂生产的系列纯水，化水产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、电力、化工、医药、纺织、电子、真空镀膜、贵重合金回收等行业，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。本厂于1999年通过国际认证，2001年通过ISO9001的转制工作，“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。本厂以精湛的工艺，一流的设备，完善的服务及ISO9001质量保证模式在同行及用户中享有盛誉。二、设计依据1、根据用户提供原水情况，用水量等基础资料。2、原水性质：地表水自来水。3、用户提出的用水量及用水水质标准。4、室外排水设计规范GBJ14—87。5、建筑给排水设计规范GBJ15—88。6、国家生活饮用水卫生标准GB5749-85。7、反渗透水处理设备标准CJ/T119-20008、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。9、RO系统设计参照《给排水设计手册》及海德能公司RO设计计算软件。三、设计范围及原则1.进入纯水站的水源为地表自来水，水质设计按同类型地区的水质进行设定后设计计算，其变化系数（含盐量）K≤1.2，排放的酸、碱废水应进行中和后方可进入市政综合管网。2.纯水处理设施具有较大的适应性，应急性，可以满足水质、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，成熟性，运行稳定，运转费用低，管理维护量特别小，自动化程度高。4.系统中所有低压管道均为UPVC管道，反渗透部分的高压管道为316L不锈钢无缝管。5.系统处理过程中选用工作泵均为不锈钢离心泵，具有启动及运转功率小，噪音低，工作稳定等特点。6.为确保系统的稳定运行，系统的控制采用PLC可编程序控制，系统的工作常数由液晶显示屏显示，系统的控制按全自动控制进行设计，设有自动或手动切换运行的转换开关，必要时可手动操作。7.本工程设计范围为接入纯水处理设施起至纯水排出为止的纯水工艺、构筑物、设备、基础、电气仪表等各专业设计。四、原水水质及水量1.原水水质报告见表一，ΣA（总阳）=ΣK（总阴）=3.1mg-N/L2.系统设计产水量≥20m³/h3.原水水质较稳定，变化系数K≤1.2表一序号项目数据(mg/L)数据(mg-N/L)1Na﹢16.50.722K﹢18.720.483mg²﹢60.54Ca²+281.45总Fe0.056/6总阳离子/ΣA=3.17总碱度--1.98CLˉ290.829SO4²ˉ13.440.2810NO3-6.20.111HCO3-1161.912总阴离子/ΣK=3.113硅酸SiO32-6.98--14PH7.527.5215游离CO26.5--16耗氧量0.08--17溶解性总固体235--18电导率359us/cm--五、RORORORO进水要求((((表二))))序号项目要求1浊度（度）12色度（度）清3污染指数FI44温度15～35℃5化学耗氧量（以O2计）1.5mg/L6游离氯0.05mg/L7铁0.05mg/L8铝0.05mg/L9朗格利尔指数LSI010硫酸钙溶度积浓水19×10-5六、用水要求1.系统产水水量:Q≥20m3/h2.出水水质：(详见表三)3.供水方式：连续供水；4.控制方式：全自动控制。表三序号项目数据1硬度≈02电导率(us/cm)≤0.23二氧化硅(ug/L)≤204铁(ug/L)≤205CuCuCuCu²²²²++++(ug/L)(ug/L)(ug/L)(ug/L)≤5七、简易工艺流程7.17.17.17.1工艺流程PAC加药自来水→原水箱→原水泵→管式混合器→多介质过滤器→活性炭过滤器PTP0100加药装置→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→清洗水箱→清洗泵→精过滤树脂捕捉器→纯水箱→纯水泵→用水点7.27.27.27.2系统再生工艺混合离子交换器↑↑酸贮槽→酸计量箱→喷射器喷射器←碱计量箱←碱贮槽纯水箱→再生泵八、系统工艺要求及说明根据用户原水情况及RO进水条件，提出以上简易流程。本工艺分预处理部分、反渗透一级脱盐系统、离子交换深度系统、后处理系统及酸碱再生系统。8.18.18.18.1预处理部分外网自来水由于压力不够，且不稳定,受其它用水点的影响。（预处理进水压力应≥0.3MPa）因此设置原水箱贮藏，由原水泵增压进入多介质过滤器。由于原水浊度不稳定,且原水浊度随季节性变化系数较大,特别是雨季及沽水期自来水浊度较大，在前级预处理部分设置一台多介质过滤器,同时投加PAC使原水中小颗粒悬浮物凝聚成大颗粒的絮状物,以便过滤器去除。活性炭过滤器在本工艺中主要去除原水中的有机物,余氯及部分铁、锰,因原水为自来水，自来水中的余氯超标,不符合RO进水条件。由于原水硬度较大,经海德能公司膜元件计算,浓水侧FI(朗格里尔指数)为1.0,浓水侧将发生结垢现象,因此在进入反渗透前应投加阻垢剂,经投加PTP0100阻垢剂后浓水侧FI在2.8的条件下不发生结垢现象。8.1.1预处理设备说明:8.1.1.1原水箱:原水箱用来储存加热后的原水,以保证系统的正常供水量。8.1.1.2原水泵:原水泵用于对原水箱内的水进行提升,以满足后级过滤器及反渗透高压泵的进水压力。8.1.1.3、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。8.1.1.4多介质过滤器多介质过滤器在工艺中主要去除水中的悬浮物,过滤器设计流速为8-10m/h，过滤器内装砾石承托层、石英砂及无烟煤多种介质及粒径的滤料，上层无烟煤，下层石英砂，垫层为砾石层，该过滤器上层为无烟煤滤料,粒径较大,下层为石英砂滤料,粒径较小,因此该过滤器较其它过滤器具有更大的载污空间，且具有多个过滤介面，接近理想过滤器，具有截污能力强，产水量大等特点。过滤器经反洗后，由于表面滤膜被破坏，过滤效率将明显降低，固反洗后宜采用低流速运行，以便滤膜的形成，同时提高过滤效率。多介质过滤器设有进出水压力表，过滤器的反洗按进、出水压差来确定，反洗强度为12L/m².s，采用气、水擦洗法，滤料反洗膨胀率为30～40%为宜，反洗水设有反洗水泵进行。8.1.1.5活性炭过滤器：活性炭过滤器设计流速为10～12m/h，过滤器内设多种粒径的石英砂垫层及具有很强吸附能力的101渗银灭菌型活性炭，由于该活性炭渗银,可抑制水中微生物的生殖及繁殖,以免反渗透膜元件受有机物的污染,因活性炭在工艺中主要起吸附水中的有机物、余氯及部分铁、锰，由于该滤料比重较小，反冲洗强度为7～8L/m².s，滤料反洗膨胀率为40～50%，反洗时宜选用低流速反洗，以防活性炭随反洗时随水冲走。活性炭过滤器滤料（活性炭）更换周期以出水余氯含量≤0.05PPM及有机物含量CODcr1.5mg/L，两项指标确定，出水水质应定期监测。8.1.1.6阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置使进水郎格里尔指数在2.8以下，确保反渗透浓水侧不发生结垢现象。8.1.1.7保安过滤器选用过滤器滤芯精度为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，以防止前级过滤器泄漏的机械杂质损坏及阻塞RO膜元件。8.28.28.28.2反渗透((((一级脱盐))))系统由于原水含盐量较高，在工艺中采用一级反渗透装置，主要去除水中大部分的阴、阳离子，有机物，热源及细菌等。反渗透（RO）一级脱盐系统由RO膜组件装置、高压泵、RO清洗装置、控制及仪表等组成。8.2.1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膜元件装入不锈钢耐压容器内，组成RO组件。本装置是脱盐系统的关键，成熟的工艺设计、合理的控制、操作及管理，直接决定着系统的正常、稳定运行。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4时，即可进入RO系统，由高压泵增压后进入反渗透系统，RO出水一部分（脱盐纯水）去中间水箱，另一部分由管道汇集后成浓水（主要含有盐份、机械杂质、胶体、有机物等）随小部分未透过水排入下水道。反渗透主体设备选用美国HYDRANAUTICSHYDRANAUTICSHYDRANAUTICSHYDRANAUTICS公司生产的高脱盐率,低压CPACPACPACPA3333-804-804-804-8040000芳香族聚酰胺膜元件，该膜元件属节能型低压膜，是世界上最先进的卷式RO膜元件，具有结构紧凑，产水量特别大（单支膜元件产水量可达1.0t/h），脱盐率高（单支膜试验数据99.7%），操作压力低，耐细菌侵蚀性好，适用PH范围广（PH为3~10）的优点。配套使用的膜外壳为80160.4不锈钢压力容器，适用于CPACPACPACPA3333-8040-8040-8040-8040的膜元件4支装，CPA3膜元件按3:2:1排列，一级三段，产水量≥20t/h，选用不锈钢压力容器共6支，选用高压泵为丹麦格兰富公司的CR32-9-2，Q=27m³/hH=140mN=18.5kW。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。我厂积20多年反渗透设备生产、安装、调试的经验，系统主体件均选用进口材料，性能安全、可靠。aaaa经海德能公司RORORORO膜计算结果如下：进水流量：27m³/h淡水流量:20m³/h浓水排放量:7m³/h出水含盐量:3.8mg/L最低工作压力：11.5bar进水温度:20℃水回收率：75%进水PH=7.52RO膜设计使用年限：3年进水水原：自来水RO膜设计平均表面流量强度:22.4L/m²·h。选用膜规格:CPA3-8040选用RO外壳:80160.4浓水侧郎格里尔指数:FI=1.0＞0将发生结垢现象,应投加阻垢剂。出水PH:5.8出水电导率:5.7us/cmb反渗透运行参数表:序号段数淡水产量m³/h表面流量强度(L/m².h)膜支数外壳数11-110.824.312321-26.421.68231-32.818.641出水总阳离子含量ΣK=0.045mg-N/L出水总阴离子盐量ΣA=0.045mg-N/LCO2含量=6.5mg/Lc反渗透控制系统及功能:本系统采用集中控制方式，PLC微机控制,液晶显示屏显示，设备运行、监视等常数设置等具有清晰的工艺流程画面，动态显示运行常数及水质变化情况；1)单台设备配制工作仪表及监视仪表；2)PLC微机全自动控制,模拟显示屏显示系统的运行工况（进、出水电导、进水温度、高压泵的开关、进水SDI值、进出水流量、压力等参数）；3)反渗透设置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。4)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。5)高压泵出口设有一进口电动慢开阀,在高压泵启动时,电动慢开阀超前2秒钟启动,以防止反渗透装置