RO反滲透+EDI純水設(shè)備設(shè)計方案

工藝流程

工藝說明

工藝系統(tǒng)簡述：

自來水進(jìn)入原水箱，由原水泵加壓，經(jīng)加藥裝置加絮凝劑，先進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、活性碳過濾器以去除原水中的懸浮物及有機(jī)物、余氯等來保護(hù)反滲透膜的預(yù)處理工藝，首先保證了整個工藝具有良好的基礎(chǔ)。

預(yù)處理后的水經(jīng)加藥裝置加阻垢劑后進(jìn)入保安過濾器，防止膜組件表面結(jié)垢，延長膜組件的使用壽命，保證EDI的正常運(yùn)行。采用軟水器對原水進(jìn)行預(yù)軟化處理，降低原水的硬度。再由高壓泵送入一級反滲透(RO)系統(tǒng)，在壓力的作用下透過反滲透膜離子級過濾原理，可以脫除98%以上的無機(jī)鹽類，99%的細(xì)菌和熱源。最后RO出水進(jìn)入中間水箱，由中間水泵加壓后進(jìn)入EDI裝置，EDI出水進(jìn)入純水箱，由純水泵送至用水點(diǎn)。而一級RO的濃水（經(jīng)濃縮的原水中的鹽份、機(jī)械雜質(zhì)、膠體物質(zhì)及小部分未透過水匯集成濃水）排入下水道排放。

I、預(yù)處理系統(tǒng)

因反滲透系統(tǒng)進(jìn)水對污染指數(shù)要求比較高，而原水水質(zhì)一般，為保證原水經(jīng)處理后符合RO裝置進(jìn)水要求，在RO裝置前設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)。

預(yù)處理系統(tǒng)包括原水箱、原水泵、絮凝劑、多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、軟水器。確保進(jìn)入RO系統(tǒng)的原水水質(zhì)污染指數(shù)達(dá)標(biāo)，根據(jù)源水水質(zhì)，工藝設(shè)置RO工藝，確保出水水質(zhì)達(dá)到業(yè)主要求。

◆ 反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求：

（1）污染指數(shù) SDI≤5；

（2）余氯（ppm） ＜0.1；

（3）濁度 ＜1.0度；

（4）濃水郎格利指數(shù) LSI＜0

（5）水溫范圍 5-35℃

◆ 原水預(yù)處理設(shè)置的目的和用途：

（1）防止膜面結(jié)垢（包括CaCO3、CaSO4、MgSO4、SiO2、鐵鋁氧化物等）；

（2）防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒污堵；

（3）防止有機(jī)物、微生物的污堵；

（4）防止氧化性物質(zhì)對膜的氧化破壞；

（5）保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩(wěn)定；

◇原水箱、原水泵

反滲透系統(tǒng)要求進(jìn)水流量、壓力穩(wěn)定，避免系統(tǒng)的波動。原水箱、原水泵用來提供足夠的進(jìn)水流量和壓力及保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

原水箱材質(zhì)采用不銹鋼，該水箱配備液位控制裝置。

原水泵選用二臺丹麥格蘭富的不銹鋼泵，其具有體積小、效率高、耗電少、噪聲低等特點(diǎn)。

◇絮凝劑投加裝置

一般情況下，原水中含有一定數(shù)量的懸浮物和膠體物質(zhì)，較大顆粒的物質(zhì)可以通過過濾直接濾除，較小顆粒不能直接濾除，這些物質(zhì)表面帶負(fù)電荷，投加的絮凝劑為PAC，用于原水中的膠體、顆粒形成絮凝體礬花，提高過濾效果，降低出水濁度，保證RO進(jìn)水的污染指數(shù)≤3。PAC投加量在3mg/L左右，具體投加量視現(xiàn)場情況而定。

加藥裝置由加藥箱、加藥泵及配套管道等組成；加藥箱采用PE材質(zhì)。

◇多介質(zhì)過濾器

原水由原水泵送入多介質(zhì)過濾器，為了保證RO進(jìn)水污染指數(shù)有效控制，在RO裝置前設(shè)置多介質(zhì)過濾器，以保證RO進(jìn)水污染指數(shù)達(dá)標(biāo)。過濾器內(nèi)裝填優(yōu)質(zhì)石英砂、無煙煤，能有效地截留原水中的有機(jī)物及機(jī)械雜質(zhì)，確保進(jìn)入RO系統(tǒng)的污染指數(shù)達(dá)標(biāo)。

多介質(zhì)過濾器為帶有橢圓形封頭的圓柱形筒體裝置。筒體內(nèi)部設(shè)有進(jìn)水、排水裝置。筒體材質(zhì)為不銹鋼。閥門采用美國富萊克公司28505T-600。全自動運(yùn)行。

多介質(zhì)過濾器定期進(jìn)行反洗，以除去積附在表面的懸浮物及雜質(zhì)。

◇活性炭過濾器

活性炭過濾器為了保證RO系統(tǒng)的長期運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命，進(jìn)一步降低RO進(jìn)水的污染指數(shù)，予處理系統(tǒng)設(shè)置了活性碳過濾器，內(nèi)裝高效凈水活性碳，能有效吸附去除原水的有機(jī)物和原水中的氯根，并使進(jìn)RO系統(tǒng)中FI≤3。

活性炭過濾器為帶有橢圓形封頭的圓柱形筒體裝置。筒體材質(zhì)為不銹鋼。閥門采用美國富萊克公司28505T-600。

過濾器定期進(jìn)行反洗，以除去積附在表面的懸浮物及雜質(zhì)。

◇軟水裝置

原水先經(jīng)多介質(zhì)、活性炭過濾，保證了軟水器進(jìn)水水質(zhì)的顆粒在允許的進(jìn)水范圍內(nèi)。

軟水系統(tǒng)為雙罐，同時運(yùn)行，輪流再生，全自動運(yùn)行，由美國富萊克公司的多路控制閥自動控制。原水經(jīng)多路閥流經(jīng)裝有離子交換樹脂的樹脂罐，樹脂中所含的可交換離子Na+，與水中陽離子（Ca2+ 、Mg2+）進(jìn)行離子交換，使軟水器出水硬度≤0.03mmol/L，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到設(shè)定流量后，控制頭自動啟動系統(tǒng)再生。再生時間約需2小時，再生過程是由控制系統(tǒng)通過設(shè)定的程序自動完成的，主要有以下幾個過程：

①反洗：水通過底部下布水器向上對樹脂進(jìn)行反沖，使樹脂層松動，同時清除樹脂層表面的積累懸浮物。

②吸鹽再生：飽和鹽溶液通過注水器，經(jīng)稀釋成5-8%濃度后注入樹脂罐，鹽液自上而下順流經(jīng)過失效樹脂層，將樹脂還原再生，使其恢復(fù)原有交換能力。

③置換：置換分為二步，第一步再生液進(jìn)完后，樹脂罐中上部空間尚有部分未參與的再生鹽液，為了充分利用這部分鹽液，用相同再生液流速的清水將上部未參與的再生鹽液通過樹脂層進(jìn)行徹底再生。進(jìn)行置換。

第二步將樹脂孔隙中的再生廢液頂出樹脂層。

④正洗：目的是徹底清除樹脂層中殘留的再生廢液，清洗至出水合格。

⑤補(bǔ)水：補(bǔ)充鹽箱中的水，保證下一罐再生有足夠的鹽溶液。

設(shè)備主要技術(shù)特點(diǎn)

（1）材質(zhì)：樹脂罐體采用玻璃鋼，鹽罐（箱）采用高密聚乙稀塑料；

（2）設(shè)備連續(xù)出水量保證大于額定產(chǎn)水量要求。

（3）控制方式：采用微電腦自動控制，可根據(jù)累積流量自動控制軟水器的再生周期。

（4）運(yùn)行方式：全天24小時連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)軟化水，無人化值守。

（5）出水殘總硬度：≤0.03mmol/l；

（6）配美國FLECK公司進(jìn)口全自動控制器集閥門；

（7）樹脂罐有放樹脂口；

（8）生產(chǎn)工藝采用順流再生固定床產(chǎn)水工藝；

（9）樹脂采用羅門哈斯公司生產(chǎn)樹脂。

工藝系統(tǒng)特性

1、全自動軟化水處理裝置（流量型一用一備）。

2、玻璃鋼罐體2個（內(nèi)裝陽樹脂），富萊克微電腦控制閥組（流量型）2套、鹽閥鹽液罐2套。

3、控制方式：進(jìn)口美國富萊克微電腦控制閥組。獨(dú)立的自動控制系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定的周期產(chǎn)水量自動切換運(yùn)行/再生，同時備有手動強(qiáng)制再生功能。

4、再生方式：順流再生。

II、反滲透系統(tǒng)

◇阻垢劑加藥系統(tǒng)

為了保證膜元件表面不結(jié)垢，保證膜的長期運(yùn)行效果，延長膜的使用壽命，本工藝在反滲透裝置前設(shè)置阻垢劑加藥裝置。通過延緩鹽晶體成長來推遲沉淀的過程，促使晶體不會形成一定大小和足夠的濃度而沉降下來。同時阻垢劑有分散劑作用，能使反滲透濃水中難溶鹽或沉積在膜表面上污物，隨濃水排到反滲透裝置外。阻垢劑采用美國通用貝迪MDC220新型阻垢劑。

◇保安過濾器

為防止水中微粒進(jìn)入反滲透組件，特在反滲透前設(shè)置1臺保安過濾器。它能有效截留預(yù)處理設(shè)備中泄漏的微細(xì)機(jī)械雜質(zhì)、破碎活性炭顆粒，保證這些顆粒不進(jìn)入RO系統(tǒng)，過濾器內(nèi)裝孔徑5μmPP熔噴濾芯。

在正常工作條件下，當(dāng)濾器進(jìn)出口壓差1kg/cm2時需更換濾芯，過濾器結(jié)構(gòu)滿足快速更換濾芯的要求。

保安過濾器耐壓0.4MPa，耐污量大、通量大、耐溫60℃、無毒無味、無二次污染，頂部設(shè)排氣閥，底部設(shè)排放閥。

◇高壓泵

高壓泵是反滲透系統(tǒng)的主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，為反滲透裝置的運(yùn)行提供動力來源。本系統(tǒng)選用GRUNDFOS公司生產(chǎn)的CR系列不銹鋼立式多級泵，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、占地面積小的特點(diǎn)。系統(tǒng)共設(shè)置1臺高壓泵。高壓泵出口設(shè)進(jìn)口電動慢開閥，與泵啟動時聯(lián)鎖。

高壓泵進(jìn)水口設(shè)置低壓保護(hù)開關(guān)，當(dāng)進(jìn)水壓力底于設(shè)定值（0.05Mpa）時，停止高壓泵，防止高壓泵抽空損壞。

高壓泵出水口設(shè)置高壓保護(hù)開關(guān)，當(dāng)出口壓力持續(xù)高于設(shè)定值（2.1Mpa）時，停止高壓泵，保護(hù)高壓泵、壓力容器、膜組件不受損壞。

◇反滲透主機(jī)

反滲透裝置是脫鹽的核心部分，經(jīng)反滲透處理的水，能有效去除水中的鹽類。設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到投資費(fèi)用，整個系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，使用壽命，操作可靠簡便性。反滲透主機(jī)由膜元件、壓力容器、儀表、管道、閥門、控制箱、儀表箱、電氣控制系統(tǒng)、機(jī)架等組成。

（1）反滲透裝置工藝設(shè)計

為了保證RO系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)約運(yùn)行成本，反滲透配置一套2.3m3/h，系統(tǒng)配5根2芯不銹鋼壓力膜管，10支美國ESPA4040膜元件，脫鹽率98%，水的回收率75%。

（2）設(shè)備及膜元件的選型

RO是目前國內(nèi)外實(shí)用的脫鹽設(shè)備，本系統(tǒng)采用美國海德能公司生產(chǎn)的ESPA4040膜，其優(yōu)點(diǎn)為該元件由三層簿復(fù)合膜，表面層為芳香聚銑胺材質(zhì)，厚度約為2000埃，并由一層微孔聚砜層支撐，可承受高壓力，對機(jī)械張力及化學(xué)侵蝕具較好抵抗性，該元件具有較大的膜面積，相對較大的產(chǎn)水通量，單支膜元件具有99%的脫鹽率。其技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量深得用戶好評。與其他公司所生產(chǎn)的反滲透膜元件相比具有對各種水質(zhì)的適應(yīng)性廣、對溫差限制小、單位面積的通水量大、脫鹽率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度好的特點(diǎn)。

（3）閥門儀表機(jī)架配置

a、反滲透系統(tǒng)中電導(dǎo)、流量儀表安裝方便、可靠性高，可滿足客戶各種工藝要求，具備信號輸入輸出功能，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化。

b、開機(jī)/停機(jī)自動低壓沖洗；反滲透裝置開機(jī)前，用預(yù)處理水自動進(jìn)行低壓沖洗；

c、反滲透入口管道設(shè)置電動慢開閥，當(dāng)高壓泵啟動時，電動慢開閥緩慢開啟，以防止高壓泵啟動時產(chǎn)生水錘對膜足見造成損壞。

d、反滲透淡水側(cè)設(shè)置不合格排放電動閥，當(dāng)?shù)妼?dǎo)率不符合要求時，自動打開排放閥沖洗，電導(dǎo)達(dá)標(biāo)后自動關(guān)閉。

e、設(shè)有濃水側(cè)定時沖洗系統(tǒng)。反滲透正常運(yùn)行時，由PLC控制器定時打開濃水側(cè)電動排水閥，對膜組件表面進(jìn)行高流速沖洗，防止結(jié)垢物質(zhì)在膜表面沉積，有效防止結(jié)垢。

g、反滲透裝置設(shè)由就地操作盤、就地儀表盤。在就地操作盤上可啟動/停止每臺泵及電動閥；在就地儀表盤上可方便地讀流量、電導(dǎo)等運(yùn)行參數(shù)；取樣裝置可對每支壓力容器淡水取樣，便于故障檢測。

h、反滲透裝置的機(jī)架采用不銹鋼材質(zhì)。

i、配套高壓管道閥門采用不銹鋼材料；低壓管道閥門采用UPVC材料。

j、反滲透的運(yùn)行采用PLC集中控制，包括系統(tǒng)的正常運(yùn)行、所有保護(hù)、報警、自動低壓沖洗、濃水定時沖洗等。

◇反滲透清洗裝置

經(jīng)過長期運(yùn)行，反滲透膜面上會積累各種污染物，從而降低反滲透裝置的性能（產(chǎn)水量和脫鹽率），進(jìn)水與濃水壓差升高。因此除日常的低壓沖洗外，還需設(shè)置一套清洗裝置，定期進(jìn)行化學(xué)清洗，一般半年應(yīng)進(jìn)行一次。

Ⅳ、EDI深度除鹽部分

本系統(tǒng)配置一臺EDI裝置，產(chǎn)水量：2m3/h，選用加拿大Canpure產(chǎn)品。

E-CELLTM是EDI技術(shù)的一次革命。E-CELL裝置是應(yīng)用在RO系統(tǒng)之后，取代離子交換設(shè)備，具有水質(zhì)穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

EDI技術(shù)采用直流電迫使污染性離子持續(xù)從進(jìn)水中遷移出來，并穿過樹脂床和離子交換膜匯集到濃水室。同時直流電能夠?qū)⑺肿与婋x成氫離子和氫氧根離子，持續(xù)地對樹脂再生。EDI技術(shù)替代了傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)中初級混床，能夠連續(xù)地、可預(yù)知地生產(chǎn)高純水。

①水進(jìn)入EDI模塊后被分配至一系統(tǒng)的淡水室（D室中）

②直流電附加在EDI模塊的兩極，驅(qū)使污染離子連續(xù)地向相應(yīng)的電極遷移。

③污染離子首先吸附在對應(yīng)的離子交換樹脂表面。接著，由于受電壓驅(qū)動，污染離子透過相應(yīng)的離子交換膜進(jìn)入濃水室（C室）。淡水室（D室）中的去離子水側(cè)成為產(chǎn)品水流出。在這一過程中，只有污染離子在其中遷移運(yùn)動并透過離子交換膜進(jìn)入濃水室。

④通過EDI模塊兩極附加電壓，水分子被電離成氫離子和氫氧根離子，以連續(xù)地對離子交換樹脂進(jìn)行再生。而各種污染性離子則透過離子交換膜進(jìn)入濃水室。

Ⅵ、純水系統(tǒng)

◇純水箱、純水泵

反滲透出水進(jìn)入純水箱，水箱材料為不銹鋼。水箱內(nèi)設(shè)高低液位控制器，與除鹽水泵聯(lián)動。選用1臺丹麥格蘭富的不銹鋼離心泵，其具有體積小、效率高、耗電少、噪聲低等特點(diǎn)。

◇管道閥門

所有管閥件采用不銹鋼材質(zhì)。

Ⅶ、運(yùn)行及控制系統(tǒng)

PLC控制能夠?qū)υO(shè)備對各參數(shù)進(jìn)行實(shí)時的智能控制，信號傳輸。

（1）預(yù)處理部分

多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器采用富萊克微電腦控制閥組自動控制，所有水箱內(nèi)設(shè)置液位控制裝置，與水泵聯(lián)動。采用全自動控制，能夠設(shè)備自動運(yùn)行、清洗，可以轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場手動操作。

（2）反滲透部分

系統(tǒng)設(shè)中央集中控制屏，整套系統(tǒng)的控制由集中控制屏負(fù)責(zé)， RO系統(tǒng)運(yùn)行中調(diào)整相應(yīng)的閥門，既可實(shí)現(xiàn)自控又可手控，自控由PLC微機(jī)完成。 反滲透高壓泵出水設(shè)高壓保護(hù)，當(dāng)出水壓力高于2.0Mpa時，停止高泵運(yùn)行，裝置進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài)。反滲透濃水側(cè)設(shè)一電磁閥，每隔二小時或在高壓泵運(yùn)行前、停止后，自動進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài)。

控制功能包括泵的運(yùn)行和停止。報警信號包括：反滲透進(jìn)水溫度超高報警、高壓泵入口低壓報警、高壓泵出口高壓報警、反滲透產(chǎn)水不合格報警、加藥箱低液位報警、各個水箱的高液位和低液位報警、高壓泵故障報警。

（3）EDI部分

EDI由EDI模塊和整流器、控制箱組成，采用PLC編程控制。