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反渗透脱盐水处理方案175m3/h反渗透水处理方案一、工程设计前言1．本方案涉及的流程及设备可完全满足水处理系统的要求。具体工艺要求如下：1.1产水用途：锅炉补给水1.2系统总进水：100m³/h1.3系统出力：75m³/h1.4系统配置：预处理、75m³/h反渗透装置、混合床及相关辅助设备。1.5反渗透系统回收率：75%1.6反渗透膜脱盐率：≥99.5%1.7反渗透系统脱盐率：≥98%2.本技术规范主要依据如下：2.1原水水源：地下水2.2原水水质分析：暂无。2.3产水要求：a)预处理系统：（1）产水量：100m3/h（2）污染指数SDI≤3b)反渗透系统：（1）产水量：750m3/h（2）系统回收率：75%（3）脱盐率：≥98%c)混合床系统：（1）产水量：75m3/h（2）电导率：≤5μs/cm2.4其它涉及的设计基础条件将在技术讨论中的内容确定。3．供货范围及界线3.1供货范围为列于第四节设备配置的内容。3.2供货范围包括设备及操作阀门组，以进出口管道预留法兰为界。反渗透脱盐水处理方案2二、采用技术标准和规定1.设备制造和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求a）GB150《钢制压力容器》b)JB2932《水处理设备制造技术条件》c)HGJ32《橡胶衬里化工设备》d)《压力容器安全技术监察规程》e)HGJ229－83《化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范》f)GB9019－88《压力容器公称直径》g)HGJ229－83《化工设备、管道外防腐设计规定》h)GB5575－85《化工设备衬里用未硫化橡胶板》i)CD130A15－85《橡胶衬里设备设计技术规定》j)CD130A16－85《橡胶衬里设备技术条件》k)《电力设计施工及验收技术规范》（火力发电化学篇）2.进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。3.对外接口法兰符合下列要求a)SH3406－96b)JB/T74－94《管道法兰技术条件》c)JB/T74-94《管道法兰类型》d)JB／T81－94《凸面板式平焊钢制法兰》e)JB/T87-94《管法兰用石棉橡胶垫片》4.衬里钢管和管件符合下列标准的最新的规定要求：a)HG21501《衬胶钢管和管件》b)HG20538《衬胶（PP、PE、PVC）钢管和管件》当上述规范或标准对某些专用材料不适合时，则采用材料生产厂的标准，卖方提供反渗透所遵循的设计导则及设计计算书。三、工艺流程及说明本方案是专门为贵公司脱盐水处理系统设计的，所涉及的工艺流程是以贵公司提供的原水水质为依据，并结合我公司除盐水系统成功的设计、生产经验，确保产品质量的严格要求，完全能满足买方的要求，并能长期运行、安全可靠。1.工艺流程概况：反渗透脱盐水处理方案3阻垢加药装置↓原水箱→原水泵→多介质过滤器→精密过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→混合床→脱盐水箱为了满足反渗透膜的清洗需要，配备反渗透膜清洗设备一套。包括：清洗箱、清洗泵及配套管路和快速接头，能够满足反渗透系统快速清洗。混床酸碱再生系统包括：酸碱储罐、酸碱箱、酸碱泵及配套管路阀门。2.主要设备技术说明2.1原水池原水池用于储存进入过滤器系统的原水，其目的是为了调节深井来水流量的变化，防止进水流量波动对系统稳定运行的影响，保证系统的进水量稳定。根据工艺要求，该系统设置容积为150m³的原水池，由甲方自备。2.2原水泵为后续水处理设备提供稳定的供水压力和流量。本系统所需的原水进水量为40m3/h。原水泵选用2台ISW80－160单级离心泵，流量为50m3/h，扬程为32m，二用一备，满足安全生产的需要。2.3絮凝剂加药装置（备选）当原水水质中混浊度较高时，可选用。絮凝剂加药装置的作用是在原水进入多介质过滤器之前，加入专用的絮凝剂，可以改善胶体的去除率，以提高多介质过滤器的过滤效率。本系统推荐选用美国博克公司反渗透专用药剂絮凝剂TW205，可以显著改善胶体的去除率。它具有以下功能和特点：1)PH值接近于中性，使用时不改变被处理水的PH值2)凝聚速度快，凝聚体密度大而结实，沉降性好3）对去除浊度和除菌灭藻亦有功效4）不受加氯处理的影响，不使处理水中可溶性金属（铝、铁）增加5）提高固液分离速度，在直接过滤时，可延长过滤器工作周期反渗透脱盐水处理方案46)可与水以任何比例混溶2.4多介质过滤器多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，本系统采用针对我国自然水水质的特点而专门设计的多介质过滤器，它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物等杂物，从而保证出水SDI（污染指数）≤3。设备特性：＊能够有效地去除原水的胶体、悬浮物等杂质，因为反渗透系统对他们非常敏感。＊具有独特的均匀布水方式，使过滤达最大效果，能长期满足反渗透对污染指数的要求。＊单台过滤器对于低浊度水源可连续运行达72小时以上。＊采用水帽布水，专门用于反渗透预处理系统，填料选用优质滤料，以保证良好的过滤效果，且不会出现反洗乱层现象。＊选用较低的运行流速（正常运行‹8-10m/h›，以适合将来水质变坏的可能性。）根据贵公司反渗透系统产水水量要求，本系统设置2台直径2200mm的多介质过滤器，一用一备，单台出力40m³/h，运行流速10m/h，当其中任何一台过滤器在进出口压差达到一定值时退出运行，进行反洗。2.5反洗水箱（用户自备）反洗水箱为多介质过滤器反冲洗时提供充足的水量。可以单独制作一台，也可以和原水池共用一台。2.6反洗水泵其作用是为多介质过滤器的反冲洗提供充足的水量。多介质过滤器的反洗强度为13L/m2.s,水量较大，但所需的扬程低，因此建议本系统单独设置1台IS100－125型反洗水泵，流量为100m³/h，扬程为20m。2.7阻垢剂加药系统阻垢剂加药装置的作用是在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。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，及原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置反渗透脱盐水处理方案5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-、SO4-、SiO2等倾向于产生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。判断水结垢的标准是：a)对于碳酸盐垢以朗格利尔（LSI）为基准；当LSI0时不结垢，LSI0时结垢；b)对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阳、阴离子的浓度积与饱和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。本方案推荐选用美国博克反渗透膜专用阻垢剂TW系列，具体型号根据客户提供的原水水质来选。它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它具有以下功能和特点：1)抑制析出作用2)分散作用3）晶格扭曲作用4）络合作用5）进水的PH从5-9仍属有效范围内6)所有主要反渗透膜都能使用另一种好处是经常受到人为忽视：即此阻垢剂是非磷系有机复合物，排放之后，不会对自然水体产生富营化的影响，是绿色环保型产品。2.8反渗透脱盐系统本系统的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：5um精密过滤器高压泵反渗透本体装置清洗装置2.8.1精密过滤器精密过滤器的作用是截留原水带来的大于5µ的颗粒，以防止其进入反渗透系统而损坏膜。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮。过滤器的滤元为可更换卡式滤芯，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.07-0.1Mpa）时，应当给于更换。精密过滤器采用耐腐蚀的滤304不锈钢材质为外壳。滤芯是由聚丙烯喷熔制成，特点：1）孔形成锥形结构2）过滤能进入深处3）纳污量大、寿命长（可维持4－6月）反渗透脱盐水处理方案64）易更换2.8.2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，需要一定的推动力去克服浸透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。根据反渗透系统的产水要求，经专门的反渗透软件计算，在水温为18°C时，要求提供的进水压力为1.5MPa，其中已考虑余量。另外，高压泵进水（来自预处理系统）还带有0.2Mpa以上的压力。结合工艺设计，因此本系统反渗透装置配置1台不锈钢高压泵，出力为75m³/h，扬程为1.30MPa。本系统选用南方高压泵。2.8.3反渗透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除去水中绝大部分可溶性盐分，微生物和有机物。经过预处理后，合格的原水进入置于膜壳内膜组件，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入反渗透水箱。反之不能通过的经另一组收集管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、监控仪表及程控操作系统，他们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。该系统的膜组设计，充分考虑了系统地下水水源的温度的变化，采用18°C的设计温度，通过增加膜元件的数量，降低膜元件的通量，消除了原水温度降低造成的产水量下降的影响；同时由于增加了膜元件的数量，降低了膜元件的通量，从根本上改善了膜元件在运行中的污染状况，可充分保证膜系统的长期稳定运行。回避采用原水加热造成原水温度波动大、不易控制，同时存在加热温度超过膜元件的使用温度而造成膜元件不可恢复的损坏的风险。本系统设置一组出力为75m³/h的反渗透装置。本装置反渗透膜组件采用世界上领先水处理技术的美国生产的芳香族聚酰胺复合膜元件，单根膜脱盐率达99.5%,根据用户提供的原水水质分析报告和水源情况，当设计反渗透装置的回收率为75％时，单套配置75根8×40”(进口)的膜组件，每根膜组件有效膜面积为37㎡,分别安装在15根5支装FRP膜壳内，成10:5排列。2.8.4清洗系统为保证系统的安全稳定运行，膜系统在运行一段时间后，需进行清洗，以清除沉积在膜表面的污染物，恢复膜元件的性能。该系统设置一套完善的在线清洗系统，当由于污染造成系统性能下降超过10－15％时，可采用系统清洗以恢复系统性能。适当的清洗，可充分保证系统的良好运行状态。清洗系统包括清洗药箱、清洗泵及配套管件、仪表等。2.9除碳器原水的重碳酸根含量，同时结合膜法处理的特点，反渗透产水中二氧化碳含量将影响后反渗透脱盐水处理方案7置混床的运行周期，为了降低混床进水二氧化碳含量，延续混床的再生周期，本系统设置一台除碳器，直径1400mm，可完全满足系统脱除二氧化碳的要求。另外，若中间水箱采用钢筋混凝土材质，可将除碳器放置其上，若是PE材质则需要另作除碳器架子。2.10中间水箱反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入中间水箱暂存，其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏。该系统设置一台50m³中间水箱。由客户自备。2.11中间水泵其作用是为后置水处理设备提供稳定的压力和水量。后置混床进水量为75m3/h，中间水泵选择3台ISW80-170不锈钢材质单级离心泵或化工泵，流量为43m3/h，扬程为38m，功率为7.5Kw。运行方式为二用一备，可充分保证系统的稳定运行。2.12混合床反渗透脱盐处理后的淡水，再经过混床的精制脱盐处理，使成品水水质符合锅炉进水要求。为了保证混合床的出水水质，该系统配置二台直径为1500mm的混合床离子交换器，运行流速为40m/h，两台一用一备，单台运行出力75T/h。出水电导率5μs/cm。2.13混床再生系统当混床工作一定时间失效后，进行阴阳树脂再生。再生系统包括：酸碱计量箱、酸碱泵及配套阀门管件。2.14脱盐水箱（用户自备）脱盐水箱的作用是储备制成的脱盐水，作为给锅炉补水的缓冲，为保证机组的安全稳定运行。2.15控制及显示方式根据多年的工程实践