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15T反渗透设备技术方案2013-1-9１技术方案一、设计基础1、水源经预处理设备处理后的井水，进水水质应符合反渗透系统进水水质指标要求。2、系统产水指标符合GB1576-2008《工业锅炉水质》中压锅炉给水水质指标区分额定蒸汽压力MPa2.5＜P＜3.8给水浊度FTU≤2.0硬度mmol/L≤5.0×10-3pH（25℃）8.0～9.5溶解氧amg/L≤0.050油mg/L≤2.0全铁mg/L≤0.10电导率（25℃）μS/cm≤80.03、采用标准3.1、设备制造和材料应符合下列标准和规定的最新版本的要求：(1)GBJ109-87《工业用水软化除盐设计规范》；(2)JB2932《水处理设备制造技术条件》；(3)CD130A18-85《聚氯乙烯塑料制设备技术条件》；(4)GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》；(5)《电气装置安装工程施工及验收规范》；(6)HG20507-92《自动化仪表选型规定》；3.2、对外接口法兰符合下列要求：(1)JB/T74-94《管路法兰技术条件》；(2)JB/T74-94《管路法兰类型》；(3)JB/T81-94《凸面板式平焊钢制法兰》；(4)JB/T87-94《管法兰用石棉橡胶垫片》3.3、衬里钢管和管件应符合下列标准的最新版本的规定要求：(1)HG21501《衬胶钢管和管件》；２(2)HG20538《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》3.4、进口设备的制造工艺和材料应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。4、采用工艺：预处理设备+反渗透（其中预处理设备不在此设计方案中）5、设备生产能力5.1预处理系统产水量：≥20m3/h产水水质：SDI≤45.2反渗透系统正常产水量：15m3/h（水温20-25℃）最大产水量：16m3/h（水温20-25℃）系统回收率：75%系统脱盐率：≥98%（一年内）二、工艺说明1、工艺流程阻垢剂加药预处理设备来水—→保安过滤器—→高压泵—→反渗透设备—→除盐水箱加氨装置浓水—→除盐水泵—→用水点外排或回用2、工艺描述2.1、预处理系统预处理系统不在此技术方案内，暂按预处理来水水量≥20t/h，压力≥0.35Mpa,。2.2换热器由于地下水的水温较低，冬季更低些。低水温严重降低反渗透膜的水通量，一般水温每上升或下降1℃，膜的产水量下降3%。造成反渗透装置产水量下降，不能满足用水量要求；因此，系统在进反渗透设备前设置一台板式换热器，水经换热器加热后，在进入反渗透系统。本系统的换热器采用板式换热器，换热片采用316L材质，耐腐蚀，３质量好。换热器利用饱和蒸汽与水换热，使出水温度达到20-25℃。2.3、反渗透脱盐装置2.3.1阻垢剂加药装置根据与需方沟通，预处理设备中包含钠离子交换器（软化器），正常情况下经过软化器的来水可有效防止反渗透膜结垢，考虑到反渗透系统运行的稳定性和安全性，防止软化器出水硬度超标或软化器运行出现问题时对反渗透系统造成结垢性污堵。本方案设计一套阻垢剂加药装置作为备用。为了保证反渗透系统在高回收率下长期、稳定的运行，必须防止膜的污染。对本系统而言，主要是防止CaCO3、CaSO4、BaSO4、硅胶的结垢和污染。当原水利用率≥75%条件下运行时，由于膜对离子的截留率均大于98%，在反渗透膜浓水侧的离子浓度几乎增加到进水浓度的4倍，此时必须做防污染处理。本装置由计量箱、计量泵组成。计量箱采用PE材质；计量泵选用美国LMI产品，加药采用手动调节方式。药剂选用美国ArgoScientific公司生产的高效阻垢剂MDC220。MDC220是高效能的液状阻垢剂配方，用于控制膜分离系统中碳酸钙、硫酸盐及氧化铁沉淀所造成的结垢。使用此阻垢剂后可延长系统清洗的周期，使膜寿命延长而降低成本。它可适用于不同水源，产品结合了有机磷酸盐及分散性高分子聚合物来防止硬度及氧化铁沉积。产品特点：A、符合饮用水合格认证（ANSI/NSF60）标准；B、有效控制碳酸钙、硫酸钙、硫酸锶结垢，LSI高达3.0尚不致结垢；C、所有主要反渗透膜都能使用；D、籍由分散阻塞微粒来维持反渗透膜表面的清洁；E、进水的PH从5~9仍属有效范围。2.3.2保安过滤器保安过滤器用来截留预处理系统漏过的少量机械杂质，过滤器筒体采用SUS304不锈钢材质，外表面抛光处理，内表面涂四层环氧树脂漆防腐（取消内防腐）。本系统设置1台Φ350mm保安过滤器，保安过滤器内装15支滤芯，滤芯材质为PP，４过滤精度5μm。2.3.3高压泵高压泵是反渗透系统的主要运转设备，为反渗透装置的运行提供动力来源。本系统选用南方泵业生产的CDL系列立式多级泵CDL系列泵是立式、单吸、多级、分段式离心泵，立式安装，具有结构紧凑、噪声低、占地面积小的特点。本系统共设1台高压泵，高压泵进口设置低压开关，出口设置高压开关，出口设置一台电动慢开阀，防止高压泵起动进产生水锤对膜元件造成损坏。2.4、反渗透装置反渗透装置由膜元件、压力容器、仪表、管道、阀门、仪表箱、电气控制系统、机架等组成。(1)反渗透装置共设置1套，出力15m3/h，每套均采用一级三段式排列，一段2支压力容器，二段1支压力容器，三段1支压力容器，每支压力容器内装4支40″长膜元件，共4支压力容器，16支膜元件；(2)反渗透膜元件采用抗污染低压复合膜，选用美国DOW公司生产的BW30-400；(3)反渗透系统中电导、流量仪表均采用河北科瑞达产品，该产品安装方便、可靠性高，可满足客户各种工艺要求，具备信号输入输出功能，便于实现系统自动化。(4)反渗透装置进水总管设置电动慢开阀，当高压泵启动时，电动阀门缓慢开启，以防止高压泵启动时产生水锤对膜组件造成损坏。(5)反渗透装置中设有定时冲洗系统。由PLC可编程序控制器定时打开浓水侧电动排水阀，对膜组件表面进行高流速冲洗，防止结垢物质在膜表面沉积，有效防止结垢。(6)开机/停机自动低压冲洗：反渗透装置开机前/停机后，用预处理水进行低压冲洗。(7)反渗透淡水侧设置不合格排放电磁阀，当淡水电导率不符合要求时，自动打开排放阀冲洗，电导达标后自动关闭。(8)反渗透淡水侧设置超压爆破膜，当淡水背压超过限值，自动爆破，防止膜元件损坏。(9)反渗透装置设有触摸屏和就地仪表盘。在触摸屏上可显示工艺流程，各个设备５的运行状态，具有声音报警及报警提示功能，具有自动和手动切换功能。在就地仪表盘上可方便地读出压力、电导等运行参数；每支压力容器设淡水取样阀，便于故障检测。(10)反渗透装置的机架采用不锈钢材质。(11)反渗透系统采用全自动控制，包括反渗透系统自动开机/停机、开机/停机时的自动低压冲洗，反渗透浓水侧的定时冲洗，反渗透系统的顺序启动/停止，以及反渗透系统正常运行时的所有保护、故障报警、淡水不合格自动排放等；自动控制系统由PLC可编程序控制器实现。2.5、化学清洗装置系统设置一套化学清洗装置，在正常运行条件下，当反渗透装置产水量下降10%、盐透过率增加10%或进水与浓水压差增加15%时，说明膜已被污染。为了恢复良好的水通量和脱盐性能，需要对膜进行化学清洗。一般清洗周期为3~12个月一次。反渗透膜的化学清洗是根据膜受到的不同污染情况而选择相应的清洗药剂。大致来说，清洗分为酸性清洗与碱性清洗两大类，酸性清洗主要是除去膜表面的氧化铁、Ca、Mg垢类，碱性清洗则主要应用于有机物、微生物污染的清洗。清洗装置由清洗箱、清洗泵、清洗过滤器、清洗流量计及配套的管道阀门等组成。清洗泵选用TQH系列标准化工泵；清洗过滤器采用SUS304材质，外表面抛光处理，内表面涂环氧树脂漆防腐，滤芯过滤精度5μm。2.6、除盐水箱、除盐水箱用于贮存反渗透产水，建议系统设置2台容积20m3除盐水箱，材质采用PE。2.7、除盐水泵除盐水泵采用南方泵业生产的CDLF系列不锈钢泵，泵过流部分材质为不锈钢。系统共选用2台，1用一备，每台泵流量18m3/h，扬程37m左右。2.8、加氨装置锅炉用水要求PH值不小于8，反渗透产水PH值一般在6~7之间，不能满足其要求，应加氨调节PH值，使满足要求。加氨装置由计量箱、计量泵组成，计量箱采用PE材质，容积100L；计量泵选用美国MiltonRoy公司产品，具备信号输入功能，与在线PH计形成闭环控制，根据安装于６除盐水供水总管的在线PH计输入的信号自动调节计量泵的运行频率，根据设定的PH值自动调节加氨量。三、系统控制和仪表1、自动控制系统系统自动控制由PLC可编程序控制器实现，主要包括：(1)开机自动低压冲洗、顺序启动：开机时，先开启反渗透浓水排放电磁阀和淡水排放阀，以预处理水进行低压冲洗，冲洗3~5分钟后，关闭浓水排放阀，然后由电动慢开阀慢慢启动，阻垢剂计量泵联锁启动，淡水合格后关闭淡水排放阀，反渗透系统进入正常运行状态；(2)停机时，先停止高压泵、阻垢剂计量泵等，然后打开浓水排放电磁阀、淡水排放阀，预处理水对膜组件进行低压冲洗，冲洗5~10分钟后，关闭电磁阀，反渗透进水阀，进入待机状态。(3)反渗透浓水侧定时冲洗：反渗透装置正常运行8小时，自动打开浓水侧电磁阀，冲洗膜组件浓水侧；冲洗几分钟后自动关闭。(4)高压泵的低压保护：在高压泵入口处装设低压开关，当泵入口压力低于0.05MPa时，压力控制器动作，使高压泵停止运行，保证高压泵的安全。(5)高压泵的高压保护：在高压泵出口装设高压开关，当泵出口压力持续高于2.1MPa时，压力控制器动作，使高压泵停止运行，保证高压泵、膜元件、膜壳的安全。2、电控、报警和监控系统(1)电控系统系统配置电器控制箱以满足泵、电磁阀等用电设备的需要。为保证电动机的绝对安全，泵、电磁阀等用电设备均配置空气开关、交流接触器、电动机保护器等；(2)报警系统系统设置一个电气控制箱，采用日本欧姆龙PLC和昆仑通态的10.4寸真彩色触摸屏,在触摸屏上可显示工艺流程，各个设备的运行状态,和故障报警信息和解决措施等。具备手动/自动操作切换功能，对各泵、电动阀等均可进行就地控制。就地操作盘上７配置设备运行和报警指示灯、报警器，对各泵、电磁阀等用电设备和系统控制点的运行、停止、故障等进行显示。设有各用电设备的运行指示、高压泵入口低压报警、高压泵出口高压报警、产水不合格报警、用电设备故障报警等，系统出现故障后，相应的报警灯闪烁，报警器发出鸣音通知值班人员。就地仪表盘显示反渗透系统的各运行参数，如进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导率、产水电导率、进水压力、浓水压力、段间压力等。3、仪表主要仪表配置如下：反渗透装置均设置淡水管道流量计和浓水管道流量计，根据这二个流量值观察反渗透的运行状况，调节系统回收率，监测瞬时流量；反渗透装置淡水侧装设在线电导率仪，监测淡水电导率，并根据淡水电导率高低限设定值控制淡水不合格排放阀的开启/关闭；反渗透装置进水侧装设在线电导率仪，监测预处理来水电导率；反渗透装置进水、浓水、段间均装有压力表，监测反渗透运行压力和压差；保安过滤器，清洗过滤器及每台泵出口均安装压力表。８四、设备清单序号名称型号/规格数量材质制造商/产地1板式换热器Q=20m3/h产水温度：20~25℃1台316L板四平维克斯，四平艾维科技，山东瑞清包括产水温度表0~100℃1块不锈钢国产温度自动控制装置1套国产2阻垢剂加药装置1套组合件本厂包括阻垢剂加药箱100L1台PE慈溪德容阻垢剂加药泵P0361台组合件美国MILTONROY配套管件与支架配套1套本厂3保安过滤器Φ350*15001台SUS304内涂环氧本厂包括熔喷滤芯5μm15支PP上海TOPO充油压力表0-1MPa1块不锈钢银环仪表4高压泵CDL20-12，N=15KWQ=20m3/h，H=142m1台过流部件不锈钢南方泵业包括低压开关K61台意大利KFN高压开关K301台意大利KFN充油压力表0-2.5MPa1块不锈钢银环仪表5反渗透主机CFRO-0151套组合件本厂包括压力容器8″×4芯4支FRP鹏宇或成达RO膜元件BW30-400-IG16支芳香聚酰胺美国陶氏进水管道流量计20t/h1台塑料银环仪表淡水管道流量