纯水制备系统技术文件

纯化水制备系统技术文件一、主要配置1、原水系统：原水箱，原水泵2、予处理系统：石英砂过滤器活性炭吸附器加药装置板式换热器精密过滤器3、反渗透系统一、二级高压泵一、二级反渗透膜组件操作系统电控系统膜清洗装置PH调节装置机架4、中间储水系统一级纯水储罐5、纯化水储水系统纯化水储罐纯化水输送泵臭氧发生器二、工艺流程及说明工艺流程：（见流程图）原水储罐：作用：克服管网供水的不稳定性，保证整个系统的供水稳定连续；同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。控制：配置高位、低位浮球开关。当水位不处于高位时，具备原水电磁阀打开条件，原水电磁阀自动开启，进水，当水位处于高位时，原水电磁阀关闭，停止进水。当水位不处于低位时，原水泵自动启动，当水位处于低位时，原水泵自动关闭。原水泵：作用：给预处理各设备提供必需的工作压力，为过滤器反洗时提供足够的流量，使过滤器滤料层充分松动、将滤料表面粘附的杂质或泥球被水流带出过滤器。造型：根据预处理各设备设计压力降（每台过滤设备最大压降0.05MPa），以及高压泵前压力不能小于0.5Kg/cm2，确定原水泵的工作压力。根据予处理设备反冲洗所需水量，确定原水泵的流量。控制：泵后用出水隔膜阀及回流球阀调节压力及水量（手工操作）。当原水储罐水位不处于低位时，原水泵自动启动，当水位处于低位时，原水泵自动关闭。电机特性：密封等级：IP54绝缘等级：F标准电压：3×380-415VA；50Hz电机转速：2900转/分石英砂过滤器：原水中含有的颗粒很细的尘土，腐殖质，淀粉，纤维素以及细菌、藻等微生物，这些杂志与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能用重力自然沉降的方法除去，一般水中含有的悬浮物凝聚的片状物及用沉淀等方法不能除去悬浮物，机械杂质，可将水通过砂滤器除去，从而降低原水的浊度，提高澄明度，保证反渗透膜表面的清洁与畅通。石英砂过滤器由一台不锈钢过滤罐、各种粒径的石英砂、布水器等和相关管路组成。石英砂过滤器滤速为8M/h，这样可以保证原水在过滤器内有足够的停留时间，确保过滤效果。石英砂过滤器通过在过滤器内填充不同密度、不同粒径的过滤介质，密度从小到大而粒径从大到小排列，截污能力沿程渐增，从而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的最佳匹配。活性炭过滤器：反渗透进水除了要求SDI≤5外还有另外一个进水指标余氯0.1mg/L。碳滤器主要有两个功能：1、吸附水中部分有机物，吸附率为60%左右；2、吸附水中余氯。对于粒度在10-20埃左右的无机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质和余氯在砂滤器中是难以除去的。为了进一步纯化原水，使之达到反渗透进水指标，在工艺流程中设计了碳滤器，活性炭之所以能用来吸附粒度在几十埃左右的活性物，，是由于其结构存在大量平均孔径在20-50埃的微孔和粒缝隙，活性炭的这种结构特点，使它的表面吸附面积能够达到500-2000m2/g，由于一般有机物的分子直径略小于20-50埃，因此活性炭对有机物具有很强的吸附作用。此外活性炭具有很强的脱氯能力，在此过程中并非吸附，而是由于余氯具有很强的氧化性，余氯和碳其反应，生成二氧化碳和—1价氯离子，因此只是损失了少量的碳，所以活性炭脱氯可以使用相当长的时间。活性炭不仅仅具有以上功能，还能够去除水中的异味、色素，提高水的澄明度，活性炭使用一段时间后，其吸附能力下降，需要进行再生或更换。所以，原水通过碳滤器后，能大大提高水质，减少对反渗透膜的污染。经过处理后的水质都能达到反渗透进水水质要求（余氯0.1mg/L），为了防止较高浓度的氯离子对不锈钢表面产生较强的腐蚀，所以，在碳滤器内壁做了防腐处理，以提高设备的使用寿命。为了提高活性炭的使用寿命，设备上安装了可对活性炭进行80℃灭菌装置。加药装置（阻垢剂）：在反渗透产水过程中，浓水侧由于水的不断浓缩，无机盐当达到超饱和状态时，盐容易析出，在膜表面凝结，如不及时冲洗掉就形成了垢，长期使用会使反渗透膜的脱盐率下降，工作压力升高，导致需要清洗或损坏，为了防止这种现象的产生，在反渗透进水前加入阻垢剂能够提高无机盐的溶解度，不至于在反渗透运行过程中浓缩水盐的析出。使用美国竭力公司生产的PTP-0100阻垢剂，不仅能够有效地阻止Ca2+、Mg2+、Fe2+、Ba2+、Sr2+、CO3-、SO42-等离子形成垢，还能够防止交通、有机物在膜表面的凝结，同时当膜表面已经结垢时（但不严重）还能够使已经形成的垢逐渐溶解，从而提高了设备的使用效果及膜的使用寿命，降低清洗频率，由于该设备占地面积小、操作简单，不宜产生故障，而在水处理系统中广泛使用。另外用氢氧化钠调整PH值使二级反渗透出的水质更好。加热装置：由于反渗透膜元件使用环境温度为25度，并且在此温度下膜能长期有效运行，并保持标准产水量，每下降或上升1度膜的产水量将有3-5%的下降或上升。同时反渗透膜的进水温度小于5度是会损坏反渗透吗的结构，且生产厂家对此不做质量保证，而有的地区冬季寒冷，原水水位影响了反渗透的正常出水，故此需要添加该装置保证出水和保护反渗透膜。精密过滤器：精密过滤器又称保安过滤器，它是原水进入反渗透的最后一道工艺，其作用是防止部分微粒带入反渗透，以确保反渗透出水的水质。ESPA1膜元件技术参数规格：外径/长度：C201.9/1016.0mm湿润态重量：16.4Kg有效膜面积：400ft2性能：最低脱盐率：99.0%透过水量：1890L/h膜材质：芳香族聚酰胺复合材料标准测试环境：测试溶液：1500ppmNACL操作压力：1.05MPa测试液温度：25℃单支膜元件水回收率：15%测试液PH：6.5-7.0使用条件：温度范围：5℃-45℃进水PH范围：3-10最高操作压力：4.16MPa最高进水流量：17m3/h进水最高SDI（15分钟）≤5进水最高浊度：1.0NTU最高进水余氯浓度：≤0.1ppm单只膜元件最高压力损失：0.07MPa单只膜元件上浓缩水与透过水量的最小比例：5:1ESPA2膜元件技术参数规格：外径/长度：C201.9/1016.0mm湿润态重量：16.4Kg有效膜面积：400ft2性能：最低脱盐率：99.0%透过水量：1420L/h膜材质：芳香族聚酰胺复合材料标准测试环境：测试溶液：1500ppmNACL操作压力：1.05MPa测试液温度：25℃单支膜元件水回收率：15%测试液PH：6.5-7.0使用条件：温度范围：5℃-45℃进水PH范围：3-10最高操作压力：4.16MPa最高进水流量：17m3/h进水最高SDI（15分钟）≤5进水最高浊度：1.0NTU最高进水余氯浓度：≤0.1ppm单只膜元件最高压力损失：0.07MPa单只膜元件上浓缩水与透过水量的最小比例：5:1清洗装置：反渗透膜元件使用时间较长时，必然受到一定的污染，如无机盐结垢堵塞、细菌、微生物繁殖等。此时，装置产水量下降，脱盐率降低，配备了本系统，主要用清洗反渗透元件，使其基本恢复正常工作能力。加药装置（NaOH）：为了符合反渗透二级膜进水的要求，在此加入NaOH溶液来调整PH值，是游离子CO2未经二级膜就与NaOH反应掉，从而保证反渗透正常运行。一级纯水储罐：一级反渗透出水如果直接作为二级高压泵的供水，会导致进水流量和出水流量失衡。纯化水储罐：二级反渗透出水，进入纯化水储罐，再通过纯水储罐送至各用水点，为达到GMP验证要求，纯化水储罐设置空气呼吸器，是为了防止水位升降，空气的进出，带入空气中的灰尘及微生物，确保纯化水不被污染。另配球型喷淋装置，对纯化水储罐内部进行全方位清洗。纯化水输送泵：本系统采用丹麦格兰富CRN系列，泵头盖、中间腔、轴、叶轮、外套筒、弹簧均为AISI316。质量较好，使用寿命较长（不得空载）。臭氧发生器：整个纯化水系列通过以上流程虽然已达到了供水的水质要求，但是为了防止管道中的滞留水及容器管道滋生细菌而影响水质，因此，在本系统的供水管道末端设置臭氧发生器，向水中充入臭氧，杜绝了细菌微生物的滋生。三、控制系统说明本套系统采用PLC集中控制（除清洗装置外）控制原理：原水储罐、一级纯水储罐、纯化水储罐均带有液位控制，当液面上升或下降到液位计所控制的液面时，液位计会输出电信号给相应的水泵及电磁阀，使水泵和阀门作出合理的反应（开、关）。具体控制说明：进水电磁阀的控制：当原水箱液面高于设定的高位时，高位液位计电信号断开，电磁阀闭合，停止进水；当液面下降至中高位时，中高位液位计吸合，输出电信号电磁阀打开补水。原水泵的控制：当原水箱液面下降到低位时，低位液位计电信号断开，原水泵停止运行。当液面高于中低位时，中低位液位计吸合，电信号输出，原水泵开始运行。当原水泵启动后，一级高压泵进水有一定压力后，低压保护开关打开，一级高压泵启动，高压泵前端如果水进来没有压力，低压保护与高压泵电信号断开，高压泵无法运行。（低压保护防止高压泵空载运行）高压保护其作用为：当一、二反渗透系统运行压力超过所设定的安全压力，高压保护与高压泵之间的电信号打开，高压泵停止运行（防止系统管阀件被高压破坏，有效加强系统运行的安全）低压冲洗电磁阀的控制：当一、二级高压泵运行2小时后（PLC也同时在计时）PLC输出电信号给冲洗电磁阀，冲洗电磁阀打开排污，3分钟后PLC电信号断开电磁阀关闭，正常产水，（每次开机，关机，PLC设定冲洗电磁阀打开3分钟后闭合产水，防止有机物、细菌在膜元件上结垢）一级纯化水储罐液位控制系统控制一、二级高压泵的开关。当水箱水位达到水位高位时，一级高压泵停机，冲洗电磁阀开启进入冲洗状态，3分钟后泵阀关闭。水箱水位降到水位中高位时，一级高压泵启动产水。当水箱水位达到水位中低位时，二级高压泵启动，正常产水，当水箱水位降到水位低位时，冲洗电磁阀开启进入冲洗状态，3分钟后阀泵关闭。纯化水储罐的液位控制系统控制二级高压泵及纯化水泵的开关，当水箱水位达到水位高位时，二级高压泵停机，冲洗电磁阀开启进入冲洗状态，3分钟后泵阀关闭。水箱水位降到水位中高位时，二级高压泵启动，冲洗电磁阀开启进入冲洗状态，3分钟后阀关闭，泵继续运行，进入产水状态。当水箱水位降到水位低位时，纯化水泵停止运行，当水位达到水位中低位时，纯化水泵启动运行。为了满足GMP验证要求。概述：所有液位计控制作为PLC的输入信号，通过PLC将信号再反馈给各台水泵及电磁阀，也就是说，水泵和电磁阀只有在各种液位信号满足时，才能正常合理的运行。四、检测仪器仪表1、反渗透主机设有膜前压力表和膜后压力表，对膜的工作压力进行检测。并设有系统路径运行显示，淡水流量计和浓水流量计检测浓、淡水流量。2、反渗透主机还设有电导率仪，在线检测原水、一级纯水、二级纯水电导率，既直观又方便，并设定时冲洗装置，确保反渗透膜元件长期运行。3、预处理设有流量计、压力表，随时观察设备运行状况，并进行分析设备运行状况。4、电导仪可以随时随地对原水、淡水、浓水、纯水的水质进行检测。5、系统实现联动，如果系统局部出现问题，系统自动停机。6、各个水箱之间的设备连接不仅实现联动，同时保护每台泵不至空转而烧坏。板式换热器一、概述板式换热器与管壳式换热器相比具有传热系数高、结构紧凑、占地面积小、操作灵活性大、应用范围广、热阻力损失小、安装使用方便、投资成本低等优点。因此被广泛应用于石油化工、热电、冶金、轻纺、食品、医药、暖通供热、核工业、船舶、海洋开发等领域。二、结构原理及特点板式换热器是由传热板片、密封垫片、压紧板、上下导杆、支柱、夹紧螺栓等主要零件组成（见图一）。传热板片四个角开有角孔并镶贴密封垫片，设备夹紧时密封垫片按流程组合形式将各传热板片密封连接，角孔处互相连通，形成迷宫式的介质通道，使换热介质在相邻的通道内逆向流动，经强化热辐射、热对流、热传导进行充分的热交换。由于传热板片特殊的结构，装配后在较低的流速下（Re=200）就能激起强烈的湍流，因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程。板式传热器工作压力一般为1.0MPa-1.6MPa，工作温度一般低于160℃。用于水蒸汽加热或冷凝时，一般在板式换热器上附加减温管式换热器，来降温保护板式换热器的垫