120噸/小時生產用反滲透純水設備技術方案

120噸/小時生產用反滲透純水設備工藝方案：采用“微絮凝直流過濾器+活性碳過濾器+二級保安濾器+反滲透”的工藝方案，本方案設計取水規(guī)模160m3/h（3520m3/d），預處理產水160m3/h（3520m3/d），反滲透產水120m3/h（2640m3/d）設備按每天運行22小時綜合考慮。

工程建成后，至少每年將直接提供95萬噸左右的新鮮生產用水，經濟效益和社會環(huán)境效益是非常顯著的。

設計產水量  設計產水水量：反滲透產水120m3/h（2640m3/d）

工程設計范圍

設計范圍：原水池出口到純水池入口

安裝范圍：一級保安濾器進水管至反滲透主機產水管出口，以及加藥系統(tǒng)與電控系統(tǒng)

設計原則

1、純水設備以投資省，運轉費用低，占地面積小為原則。

2、處理系統(tǒng)*，設備運行穩(wěn)定可靠，維護簡單、操作方便。

3、污水處理系統(tǒng)不產生二次污染源污染環(huán)境。

4、控制管理按處理工藝過程要求盡量考慮自控，降低運行操作的勞動強度，使純水處理站運行可靠、維護方便，提高純水處理站運行管理水平。

3工藝流程

3.1系統(tǒng)設計原則 由于原水為市政自來水，方案設計時需要注意如下幾點:

3.1.1預處理系統(tǒng)確定

預處理的主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、細菌、濁度、有機物等，保證后序反滲透的正常運行(常見反滲透的污染原因見下節(jié)分析)。目前用于反滲透系統(tǒng)的預處理根據水源不同有多種工藝，如“多介質過濾”、“纖維過濾”、“多介質過濾+活性炭”、“纖維過濾+活性碳”、“混凝澄清+多介質過濾+活性炭”、 “混凝澄清+粗過濾+超濾”、“多介質過濾+活性炭+超濾”和直接采用“超濾”等。前兩種工藝多用于井水水源；第3—5種工藝多用于地表水水源，也可用于微污染水水源；后三種工藝可廣泛用于地表水、循環(huán)水排污水。

因為本系統(tǒng)的水源為市政自來水，不同于常規(guī)意義的地表水和地下水，但考慮到市政自來水的給水水質和前套設備的經驗。根據我公司的工程經驗，*采用“多介質過濾+活性炭+兩級保安過濾”作為純水系統(tǒng)的預處理。

懸浮物、膠體、顆粒污堵可嚴重影響反滲透的性能，如大幅度降低產水量；多介質過濾器能有效的去除原水中的懸浮物、膠體、顆粒，當水流流過過濾介質的床層時，顆粒、懸浮物、膠體會附著在過濾介質的表面而截流下來，當反沖洗時又可以把這些截流下來的污染物排放出來；通常經過介質過濾器處理品就可以達到SDI15≤5。

為減輕超濾的負荷，改善超濾的運行狀況，我們在預處理設施前面添加了包括微絮凝加藥裝置；在廢水中存在著一定量的膠體物質，它們的粒徑范圍是10-4—10-6mm。由于其本身的動力穩(wěn)定性和帶電性，在水中是穩(wěn)定的，直接過濾幾乎不起作用。為了除去這些膠體，必須在原水進入多介質機械濾器前投加高分子絮凝劑ST或復合絮凝劑，高效絮凝劑ST（季胺型聚丙烯酰胺）在水中水解，可形成帶電荷的分子長鏈，并在長鏈兩端吸附膠體，從而形成大顆粒雜質利于濾除，以保證多介質機械濾器更有效去除水中的膠體。另外，在絮凝的過程中，部分有機物可被絮凝物吸附下來。

活性炭內孔表面積大，非常有利于進一步吸附中、小分子的有機物，一般用于吸附原水中的有機物、部分色素和有害物質，降低化學耗氧量COD?；钚蕴勘粡V泛應用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均為20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質的有機物質進行化學吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中腐殖酸、富維酸、木質磺酸等有機物質，還可去除象余氯一類對反滲透膜有害的物質，防止反滲透膜被氧化。通常能夠去除63%—86%膠體物質，50%左右的鐵，以及47—60%的有機物質。

工藝確定

本著對前套設備的工程經驗，同時考慮產水水質要求，我公司按以下思路來確定本項目的工藝流程。

A、從大量中試實驗和實際工程可以看出反滲透除鹽和去除有機物效果非常顯著，彌補了離子交換和電滲析等方法的不足；而國家標準對產水耗氧量(以O2計)的正常極限值為 3(mg／L)，特殊情況下不超過5mg／L；這一點必須通過反滲透對有機物的高效去除作用。

B、由于來水中SS 和膠體物質含量較高，必須采用微絮凝加多介質進行預處理。

C、有機物會影響反滲透膜的清洗頻率和使用壽命，必須采用活性碳的深度處理。綜合上述和工程實際情況,本項目提出以下工藝方案：

工藝方案： 

                混凝劑  助凝劑                              阻垢劑                       

                  ↓     ↓                                   ↓

原水泵(利舊)→管道混和器→多介質過濾器(利舊)→活性碳過濾器(利舊)→一級保安過濾器

→二級保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→RO水箱

   ↑                          

化學清洗裝置 (利舊)  

主要工藝單元說明

3.3.1多介質過濾器（利舊）

可去除水中部份的懸浮固體、膠體微粒和部分有機物等。本套MMF3000x5240mm微絮凝直流過濾器，設計正常濾速11.5m/h、zui大濾速為15.0m/h，氣水反沖洗。

MMF3000x5240mm微絮凝直流過濾器采用2臺，單臺處理水量80m3/h。

主要技術參數(shù)：

設計流量： 80m3/h

設計溫度： ≤40℃

設計壓力： 0.6Mpa

直    徑： DN3000mm

外形尺寸： 3000×5240mm

設備材質：              鋼襯膠

運行方式：              并聯(lián)運行

濾料類型：              無煙煤/石英砂

3.3.2活性碳過濾器（利舊）

活性碳過濾器可去除水中部份的COD和部分有機物等，經過活性碳過濾器的出水可大大降低反滲透膜的污堵，保證反滲透系統(tǒng)*穩(wěn)定的運行。本套MMF3000x5240mm活性碳過濾器，設計正常濾速11.5m/h。

MMF3000x5240mm活性碳過濾器采用2臺，單臺處理水量80m3/h。

主要技術參數(shù)：

設計流量： 80m3/h

設計溫度： ≤40℃

設計壓力： 0.6Mpa

直    徑： DN3000mm

外形尺寸： 3000×5240mm

設備材質：              鋼襯膠

運行方式：              并聯(lián)運行

濾料類型：              活性碳/石英砂

3.3.3反滲透系統(tǒng)                      

反滲透系統(tǒng)主要去除水中溶解鹽類、有機物分子、二氧化硅膠體及預處理未去除的顆粒物等，系統(tǒng)包括阻垢劑加藥裝置、保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組本體等。系統(tǒng)采用PLC控制，高壓泵變頻運行。

考慮到本項目的水質特點、設備的節(jié)能、運行壓力、膜的透過率、膜的脫鹽率、出水的含鹽量等因素，兼顧業(yè)主原有設備通用性之期望，東莞益民水處理科技有限公司*反滲透采用美國通用電氣公司的AG8040F-400低壓高脫鹽復合反滲透膜。AG膜系列可在較低的操作壓力下獲得高水通量和脫鹽率。

本方案采用兩套反滲透裝置，每套一級兩段排列。

一級主要技術參數(shù)：

排列方式：              7：3

設計產水量：     60m3/h

操作溫度： ≤40℃

回收率： ≥75%

系統(tǒng)脫鹽率： >97%

3.3.4加藥系統(tǒng)

各類藥品溶液箱的容積可滿足一晝夜的藥品用量的要求。各加藥計量泵進口設有濾網。加藥系統(tǒng)的管道采用UPVC。藥品注入量能根據進水量的變化實行自動調節(jié)，而對于進水水質的變化則可隨水質變化信號實行自動調節(jié)或由人工調節(jié)計量泵。藥品配置是根據藥品溶液發(fā)出的藥液箱的藥液低位報警及由運行人員操作。溶液箱和計量箱的采用PE材質。

3.3.4.1混凝劑加藥裝置(PAC)

投加何種混凝劑需要根據詳細的水質做試驗確定，本項目暫選用PAC（固體，有效成分為10%），加藥量為5ppm?；炷齽┘铀幯b置包括1000L溶液箱1臺、電動攪拌器1臺、計量泵1臺、配管和底撬1座、現(xiàn)場就地控制箱等。

3.3.4.2助凝劑加藥裝置(PAM)

選用PAM（固體，有效成分為1%），加藥量為5ppm。助凝劑加藥裝置包括1000L溶液箱1臺、電動攪拌器1臺、計量泵1臺、配管和底撬1座、現(xiàn)場就地控制箱等。

3.3.4.3阻垢劑加藥裝置(MDC220)

本設計RO進水中投加的阻垢劑選用美國通用貝迪的MDC220（標準藥液濃度為25%,），加藥量為2-5ppm。阻垢劑加藥裝置包括500L溶液箱2臺、計量泵2臺、配管和底撬2座、現(xiàn)場就地控制箱等。

3.3.5附屬系統(tǒng)

A、膜清洗系統(tǒng)（利用原有設備）

系統(tǒng)設化學清洗裝置一套，適用于超濾、反滲透裝置的化學清洗。清洗裝置包括3m3清洗藥箱1臺、清洗水泵1臺、5μm清洗過濾器1臺、儀表及連接管件組成1組。

3.4工藝管道

根據系統(tǒng)各段水質特點，各設備之間的工藝連接管道材質按如下設計：

原水泵至多介質過濾器進水口：UPVC

多介質過濾器出水口至高壓泵進口：UPVC

反滲透出水口至產水箱：UPVC

反滲透高壓部分采用不銹鋼防腐管道

4系統(tǒng)控制

東莞市益民水處理科技有限公司針對的純水設備項目，精心設計的設備技術方案有如下幾大特點：

《1》工藝流程優(yōu)化：采用世界*水處理專業(yè)機構美國通用電氣公司的專業(yè)反滲透膜設計軟件，針對客戶的具體水質指標與用水要求，從數(shù)十種工藝模式中優(yōu)選出工藝，并對所有運行參數(shù)均進行模擬試驗，工藝測試保障到系統(tǒng)運行三年以后的運行狀況。

《2》自動化程度高：反滲透主機采用變頻技術與PLC編程技術，能夠有效保證系統(tǒng)啟動平穩(wěn)，停機柔和，運行中變量切換時機器負荷小，減少機械損傷和水力沖擊，壁免水錘現(xiàn)象，變頻器采用德國西門子，型號：MM430，功能：采用模塊化結構，組態(tài)特別靈活，采用較高的脈沖開關頻率，電動機動行的噪聲很?。煌晟频碾妱訖C和變頻器保護功能，節(jié)能運行方式，該變頻器屬于風機水泵性，可以識別水泵是否無水空轉（傳動皮帶故障檢測功能），PLC采用德國西門子，型號：S7-200CN，功能 ：*的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊；

《3》設備運行可靠：注重使用成熟實用技術，積累多年的純水設備制作與運行經驗，針對膜前進水，濃水回流，低壓沖洗等關鍵節(jié)點，采用成熟有效的處理手段。機電配置嚴格按照標準進行，管道接口質量保證、支架設置合理，對細節(jié)精益求精，提高設備運行可靠性；

4.1控制系統(tǒng)概述

本項目采用PLC方式對水處理系統(tǒng)進行全自動控制。并可實現(xiàn)現(xiàn)場就地方式，可進行自動與手動運行方式的切換，

在各水箱設有液位開關、在反滲透系統(tǒng)進出水口設有在線電導儀等。

用液位開關控制泵，當原水池、純水箱的液位低于一設定值時，則相應的自動停止各提升泵，以確保動力設備的安全。

4.2主要控制回路

4.2.1水泵控制

原水泵、高壓水泵等均根據相應的水箱液位自動控制啟停，采用兩用一備運行模式，同時聯(lián)鎖整個系統(tǒng)設備的啟停。

反滲透裝置的高壓泵進出口裝有低壓和高壓保護開關。當供水量不足使高壓泵入口的水壓低于某一設定值（通常為0.1MPa）, 會自動發(fā)出信號停止高壓泵運行，保護高壓泵不在空轉情況下工作。 當系統(tǒng)因其它的原因或誤操作， 使高壓泵的出口壓力超過某設定值時（通常為1.6MPa）， 高壓泵出口壓力保護會自動切斷高壓泵供電，同時停運相應的RO裝置，保護系統(tǒng)設備不受損害。

4.2.2多介質過濾器和活性碳過濾器的控制

多介質過濾器和活性碳過濾器的控制是通過控制蝶閥的開/關、泵的啟/停來實現(xiàn)運行、反洗、備用等操作過程。反洗的周期主要是根據設備的累積運行時間來設定的。

4.2.3反滲透系統(tǒng)的控制

反滲透系統(tǒng)的啟動、運行、沖洗、停機備用等過程均可由PLC實現(xiàn)自動控制。并配備了變頻裝置等精確控制系統(tǒng)。同時，RO系統(tǒng)還設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤，在就地盤上可讀出RO的有關工藝參數(shù)，如電導率、流量、壓力等；以及能在就地操作盤上啟停RO進水高壓泵及相關的自動閥門。

當反滲透投入運行時,為了防止高壓泵突然啟動升壓，產生對RO膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜，在RO裝置的高壓泵部分采用變頻器控制，由變頻控制器控制高壓泵的頻率，使反滲透膜元件逐漸升壓至一定的壓力。在RO停止使用時，應用產品水對RO膜組件自動沖洗3~5min左右，以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積結垢而影響膜的性能。

當進水壓力超出設計值時，自動系統(tǒng)可自動關閉進水閥并報警。

4.2.5加藥控制

混凝劑、助凝劑、阻垢劑計量泵和對應的工藝流程泵聯(lián)鎖啟停，并可根據主管線流量信號調節(jié)加藥量。

5系統(tǒng)儀表

系統(tǒng)儀表的配置點及數(shù)量等*可以滿足本系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行的需要。

5.1流量測量點

裝設就地流量指示的點

原水泵出水口

反滲透出水口

5.2壓力測量點

A、裝設就地壓力指示表的點

過濾器進水和出水管

反滲透各段進口、濃水出口及產水管

各保安過濾器的進出口

各水泵的出口。

B、裝設壓力開關的點

反滲透高壓泵進、出口

5.3液位測量點

B、裝設液位開關并設低液位報警的點

混凝劑計量箱

助凝劑計量箱

阻垢劑計量箱

原水池

純水箱

濃水箱

5.4水質測量點 

進水電導率儀表

產水電導率儀表

6公用工程

6.1電力

電源： 600V/380V/220V±10%，50HZ；

總裝功率： 196kW；

運行功率： 125kW；

實際運行功率：          94kW；

用電負荷表：

6.2壓縮空氣

儀表用氣zui大流量1m3/min（間斷使用），壓力0.4MPa~0.7Mpa。閥體用氣zui大流量1m3/min（間斷使用），壓力0.4MPa~0.7Mpa。過濾器用氣3.42m3/min（間斷使用），壓力0.05MPa~0.08Mpa。

6.3排水系統(tǒng)

6.3.1過濾器反洗排污水

流量：瞬時zui大量160m3/h,，歷時5分鐘， 

水質：CODcr≤100mg/L

SS≤500mg/L

到污水處理廠調節(jié)池

6.4系統(tǒng)運行所需化學藥品

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