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UF+RO+EDI纯水系统设计与说明一、预处理1、絮凝加药：PAC是长链的高分子聚物，在水中可形成带电荷的Alx(OH)Y3X-Y长链多功能基因，具有压缩胶体双电层的作用，同时对异性电荷也可以起到中和作用，而且每个基因都可以吸附水中分散的悬浮物，有机物、胶体等小颗粒杂质，使其凝聚成大颗粒的矾花，以便通过多介质过滤后将其除去。为了增加水中杂质颗粒被凝聚剂Alx(OH)Y3X-Y基因表面吸附的机会，加入PAC后的原水应适当进行搅拌混合，因此本系统在加入PAC后的多介质进水管路上装设了静态管道混合器。（向超滤进水中投加适量的絮凝剂，可以提高超滤的产水水质。同时也增加了超滤的污染负荷，同时也增加了RO受高价铝污染的可能性。故建议：在超滤产水水质满足一级RO运行的前提下，不投加PAC。如果出现了异常的有机物污染趋势，则可以考虑投加。）2、双介质过滤器双介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质，保证其出水SDI(污染指数)≤4。特性：能够有效的去除原水中反渗透系统敏感的胶体、悬浮物。具有独特的均匀布水方式，使过滤器达到最大效果，能长期满足反渗透膜对污染指数SDI的要求。根据反渗透产水量要求，系统设置6台直径3200mm立式双介质过滤器，滤料为烟煤和石英砂。其中5用1备，每台出力80m3/h运行流速9.95m/h。当过滤器在进出口压差达到一定值或出水SDI大于4时，则退出使用进行反洗，同时将备用设备投入运行。3、反洗水泵其作用是为过滤器的反洗提供充足的水量。过滤器的反洗强度一般为10～15L/m2.s，水量较大，但所需的扬程低。反洗水泵设置2台（一用一备），出力为400m3/h,扬程为0.2MPa。4、罗茨风机向双介质过滤器提供擦洗用气源,本系统设置两台三叶式罗茨风机,出口风量10m3/min,出口风压0.064MPa。5、还原剂（NaHSO3）加药系统该药剂的作用是还原前处理中存在的余氯。因为反渗透膜对余氯十分敏感，总累积受力仅为1000ppm·h，所以，在不设置活性炭过滤器的情况下，必须投加过量的NaHSO3来还原余氯，以防止氧化性物质对膜的氧化降解，从而避免对反渗透膜组件的破坏。NaHSO3加药装置主要包括以下几方面的内容：1）加药计量泵2台（一用一备）；2）搅拌溶解箱1台；3)搅拌器1台；4）溶液箱1台（备注：超滤系统叙述在后）二、一级反渗透本体系统本系统主要作用是把预处理的水进行膜分离脱盐。它包括下列单元设备：◆阻垢剂加药装置◆5μ保安过滤器◆高压泵◆反渗透本体装置◆清洗系统1、阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置的作用是预处理后的原水进入反渗透之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧，随着原水逐步得到浓缩，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出，浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。判断结垢的标准是：1)对于碳酸盐垢朗格利尔(LSI)为基准：当LSI0时不结垢，LSI0时结垢；2)对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阴阳离子的浓度积与平衡常数的比值即为饱和指数。当饱和指数小于1时不结垢，反之就会出现结垢。2、5μ保安过滤器5μ保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5μm的颗粒，以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿烦渗透膜组件，造成大量漏盐情况，同时划伤高压泵的叶轮，过滤器中的滤元为可更换式卡式滤棒，当过滤器进出口压差大于设定值（通常为0.07～0.1MPa）时应当更换。保安过滤器采用不锈钢外壳，滤棒是由聚丙烯喷熔制成，锥形结构，深层过滤，它具有寿命长、易更换的特点。从反渗透系统的运行和操作安全出发，保安过滤器、高压泵、反渗透装置都呈一对一的串联设置。3、一级高压泵高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。根据反渗透的配置，经专用软件计算后，在设计水温为10℃时，要求提供的进水压力不小于1.55MPa。由于前端系统产水有一定的压力，故此进水压力设定为不小于1.45MPa。一级反渗透装置设置6台出力为70m3/h，扬程为1.45MPa的不锈钢高压泵。4、一级反渗透本体装置反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，反渗透系统利用反渗透膜的特性来去除水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。经预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入中间水箱。反之不能通过的经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管，排出系统之外。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、检控仪表及程控操作系统，它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。根据系统要求和生产中便于调节水量的需要，本系统将一级反渗透设置成3套出力为100m3/h的反渗透装置。采用BW30-365FR膜，每套共138根，分装在23根压力容器内，成15:8排列，系统回收率不低于75%。5、反渗透清洗系统反渗透清洗系统作用是根据反渗透运行污染的情况，配置一定浓度的特定的清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物质，以恢复膜的原有特性。无论预处理如何彻底，反渗透经过长期使用后，反渗透膜表面仍会受到污染。所以本系统设置一套公用反渗透清洗系统，当膜组件受到污染后，可进行化学清洗。它包括一台5μ保安过滤器，一台不锈钢清洗泵(100m3/h)，一台8m3清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道等附件。当反渗透装置停机时，因膜内部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能，因此系统设置两台80m3/h冲洗水泵。6、脱气塔（除二氧化碳器）、中间水箱由于反渗透的产水中CO2的含量较高，会影响后级系统的工作效率。在中间水箱上设置一套除CO2装置，配套脱碳风机，它能有效的去除水中的二氧化碳气体，提高后级系统的工作效率和周期。本系统共设置两套除二氧化碳装置。反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入中间水箱上的除CO2装置后进入中间水箱，其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透装置的启、停运行。本系统设置两台15m3的中间水箱。三、二级反渗透系统二级反渗透系统由二级高压泵、二级反渗透装置，仪表控制等组成。在二级反渗透前加入NaOH，调节PH值，提高系统脱盐率。1、二级高压泵二级高压泵为二级反渗透膜组件提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。每列反渗透膜组设置两台高压泵（变频），材质为不锈钢，流量55m3/h，扬程1.4MPa。2、二级反渗透膜组采用BW30LE-440膜组，每套共66根，分装在11根压力容器内，成6:3:2排列，系统回收率90%。3、清洗系统清洗系统与一级反渗透清洗系统共用一套。4、二级反渗透产生箱及EDI给水泵系统设置一台100m3二级反渗透水箱，用以贮存该二级反渗透系统产水。设置三台EDI给水泵，流量90m3，扬程0.5MPa。四、EDI系统本系统共设置三套80m3/hEDI电除盐系统，每套系统由24块LXM30X模块组成，自动阀门、仪表、整流柜及控制部分组成。1、EDI模块(LXM30X)描述LXM30X装置实质上是一个电渗析与离子交换相结合的装置，从而使树脂能够连续地再生。离子交换树脂放在阳阴膜之间，可以除去水中的杂质离子。由于阴、阳膜具有选择性，从而使交换下来的离子分别通过阴、阳膜进入浓室而排出。在直流电的作用下，水电解产生的H＋与OH－分别透过阳膜与阴膜与失效树脂发生置换反应,从而使再生过程能够不断地进行下去。五、辅助系统1、除盐水箱及除盐水泵EDI系统产水直接注入除盐水箱(2X3000吨)中贮存。由一台除盐水泵（Q=400m3/h,H=40m）和两台除盐水泵（Q=130m3/h,H=40m）给机组供水。2、过滤器2.2控制：自动2.3运行流量：80m3/h2.4反洗流量：240m3/h2.5容器内直径：φ32002.6最大操作压力：0.6MPa2.7最小操作压力：0.3MPa2.8运行接口规格：进水口：DN150正排水口：DN150出水口：DN150进气口：DN150反冲洗进口：DN250排气口：DN40反冲洗出口：DN2502.9填料分配：层数名称层高1粗砂1.0～2.0mm100mm2石英砂0.45～0.60mm800mm3无烟煤0.8～1.2mm300mm过滤器显示较高压差或者流量减小,那么反洗和冲洗要重复来一次。六、超滤系统1、超滤(UF)技术概述：超滤是一种筛孔分离技术，超滤膜表面分布有一定形状和大小的孔，在压力作用下，溶剂水和小尺寸的溶质粒子透过膜而到达产水侧，大尺寸粒子组分被膜阻挡。可用微孔模型来描绘超滤过程：以膜两侧的压差作为推动力，根据膜的孔径来选择分离溶液中所含的微粒或大分子。NORITXIGA超滤膜的孔径为25～30nm。超滤膜是由表面致密薄层（过滤分离层）和相对较厚的致密层的支撑层构成的不对称膜。超滤能够有效地去除水中的悬浮物、胶体、有机大分子、细菌、微生物等杂质。由于超滤具有优良的过滤性能，因而被广泛应用于各种水处理系统中。超滤工艺流程：2、超滤的技术优点：A〕出水水质大幅度提高，可以去除绝大部分悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物。超滤产水污染指数SDI152。B〕出水水质稳定，不随时间和进水水质的变化而变化。C〕大幅减少后级RO膜的污染趋势，延长反渗透膜的使用寿命。D〕操作强度大大降低，易实现全自动控制。E〕大大节省占地面积。3、超滤装置的特性：超滤（UF）装置是本系统预处理部分的关键设备，而超滤装置的核心部分为荷兰NORIT公司生产的XIGAS225FCFS膜元件。该膜元件由亲水性的聚醚砜中空纤维组成的，每一根膜元件由上千根中空纤维组成，膜元件长度为1.5m，外径200mm。有效过滤面积为40m2，截留分子量为150,000道尔顿。原水在中空纤维的内部流动，而产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由内壁向外壁透过（称为内压式），收集后，成为超滤产水从产水端排出。被截留的悬浮物、细菌、大分子有机物、胶体等就堆积在纤维内表面，此时膜的进水侧与产水侧的压差会逐渐增加，经运行一段时间后（往往15-30min），就需要停止过滤操作，进行反冲洗（BW），反冲洗水为超滤产水。经多次反冲洗后，可能在膜表面粘附着不易冲洗掉的污染物和微生物，此时就采用含有一定浓度的化学药剂的水进行反冲洗和浸泡，即化学加强反洗（CEB），以增强反洗效果。化学药品用盐酸、次氯酸钠、氢氧化钠等。当超滤CEB不能达到恢复超滤膜性能的功效时，需要人工化学清洗。人工化学清洗：提高清洗药剂的浓度，增加药剂的浸泡接触时间，一种以上的药剂反复清洗，直到恢复超滤膜的性能。亲水性聚醚砜超滤具有以下优点：A〕机械强度好。B〕抗污染能力强。C〕透水性强D〕耐化学性能好，可以实现高强度的化学清洗。4、流程说明：由双介质过滤器出水直接进入一个过滤精度为75μm的保安过滤器，过滤器用以去除水中大于75μm的大颗粒杂质，保证超滤膜过流通道不被堵塞损坏。过滤器的产水进入超滤膜的压力容器内，被超滤膜分离，大尺寸颗粒被超滤膜截留，水及小尺寸颗粒透过膜形成产水流出压力容器后进入超滤水箱。当超滤装置运行达到一定时间时（1个反洗周期），运行停止，超滤水箱中的产水经反洗泵升压后通过一个可拆卸清洗的100μmY型过滤器，然后进入超滤膜的产水侧，将截留在超滤膜表面的大尺寸颗粒冲出超滤膜，使其恢复正常的工作能力，此即为超滤的反洗（BW）。超滤在经历数次BW后，在