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河南大川水處理有限公司

 

水處理方案

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50T/H反滲透純水設(shè)備技術(shù)方案

2018-3-16|發(fā)布:河南大川水處理有限公司|點(diǎn)擊數(shù): 3011

1.前言
 
本方案涉及的流程及設(shè)備是為了滿足新疆巴衍國(guó)際貿(mào)易公司純水項(xiàng)目,要求如下:
 
 
 
1.1純水水量      ≥50m3/h      
 
 
 
1.2、系統(tǒng)制備的主要技術(shù)參數(shù)
 
1.前處理產(chǎn)水量 :   ≥67m3/h;
 
2.反滲透系統(tǒng):      ≥50m3/h;  
 
 
 
1.3產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)   供水水量                      ≥50m3/h           
 
水質(zhì)要求                      ≤10us/cm2 
 
溫度:                        常溫
 
 
 
1.4 50T/H反滲透純水設(shè)備系統(tǒng)配置 預(yù)處理、反滲透。
 
 
 
1.5供水方式  連續(xù)產(chǎn)出(24小時(shí)運(yùn)行)。
 
 
 
2.  設(shè)計(jì)依據(jù) 本純水站工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)如下:
 
 
 
1.原水水質(zhì)分析資料;
 
2.純水的品質(zhì)要求(產(chǎn)品水水質(zhì)指標(biāo)),以及相關(guān)***標(biāo)準(zhǔn);
 
3.純水的生產(chǎn)規(guī)模;
 
4.用戶對(duì)系統(tǒng)整體水準(zhǔn)要求。
 
 
 
2.1  原水水質(zhì)資料和技術(shù)指標(biāo)
 
 表1. 原水水樣水質(zhì)分析報(bào)告(供參考):檢測(cè)報(bào)告表 原水:為提供檢測(cè)報(bào)告
 
 
 
2.2  本方案設(shè)計(jì)指標(biāo) 
 
1. 水量:          50m3/h
 
 
 
2. 電導(dǎo)率:         ≤10us/cm2
 
 
 
3.供水溫度           常溫
 
 
 
3. 總體設(shè)計(jì)方案
 
3.1 50T/H反滲透純水設(shè)備系統(tǒng)組成
 
序號(hào)  名稱  處理量  數(shù)量  單位  備注
 
1  預(yù)處理部分  67 T/H  1  套 
 
2  反滲透部分  50 T/H  1  套 
 
 
 
3.2 系統(tǒng)布局   預(yù)處理部分、反滲透部分、混床部分集中放置在中央水站。為保證補(bǔ)給水的水質(zhì)和水量,將整個(gè)水處理系統(tǒng)置于PLC控制下運(yùn)行,并適時(shí)監(jiān)控。
 
 
 
3.3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)     控制系統(tǒng)采用分散控制,集中監(jiān)視的控制系統(tǒng)。操作站選用PLC控制器控制,組成一個(gè)高可靠性的自動(dòng)運(yùn)行和監(jiān)視控制的控制系統(tǒng)。       
 
 
 
3.4工藝流程簡(jiǎn)圖
 
自來(lái)水管網(wǎng)→原水泵→絮凝加藥→機(jī)械濾器→活性碳濾器→阻垢加藥→保安過(guò)濾器→高壓泵→反滲透裝置→純水箱→用水點(diǎn)
 
 
 
4.0 50T/H反滲透純水設(shè)備工藝說(shuō)明
 
4.1  預(yù)處理部分目的:為反滲透裝置提供合格的進(jìn)水。
 
 
 
4.1.1原水預(yù)處理的目的和組成
 
A.反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求:
 
(1)污染指數(shù):          SDI≤4;
 
(2)余氯:              <0.1 ppm
 
(3)濁度                <1NTU
 
(4)供水Fe3+             ≤0.01ppm。
 
(5)供水水溫適宜范圍    10~30℃。
 
(6)碳酸鈣飽和指數(shù)      LSI:<0
 
 
 
B.預(yù)處理系統(tǒng)就是通過(guò)過(guò)濾、吸附、阻垢等方法使反滲透進(jìn)水達(dá)到以上要求,以實(shí)現(xiàn)以下目的:
 
(1)防止反滲透裝置膜面結(jié)垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化 物等);
 
(2)防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒對(duì)反滲透的污堵;
 
(3)防止有機(jī)物質(zhì)的對(duì)反滲透的污堵和降解;
 
(4)防止微生物對(duì)反滲透的污堵;
 
(5)防止氧化性物質(zhì)對(duì)反滲透膜的氧化破壞;
 
 
 
C.預(yù)處理系統(tǒng)的組成:包括機(jī)械濾器、活性炭濾器、阻垢加藥裝置。
 
 
 
4.1.2機(jī)械濾器
 
機(jī)械濾器中的濾料包括多種規(guī)格的石英砂和無(wú)煙煤,用于除去原水中的懸浮物及及脫穩(wěn)后的膠體,以使出水的污染指數(shù)SDI<4達(dá)到RO進(jìn)水要求。
 
 
 
4.1.3活性炭濾器
 
活性炭被廣泛應(yīng)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(tuán),可以對(duì)各種性質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)吸附,以及靜電引力作用,因此,活性炭還能去除水中對(duì)陰離子交換劑有害的腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機(jī)物質(zhì),還可去除象余氯一類對(duì)陰離子交換劑有害物質(zhì),從而提高了除鹽水處理能力,防止樹(shù)脂被氧化。通常能夠去除63%—86%膠印體物質(zhì),50%左右的鐵,以及47—60%的有機(jī)物質(zhì)。
 
 
 
4.1.4阻垢加藥裝置
 
自來(lái)水中含有一部分鈣、鎂離子等容易結(jié)垢性的物質(zhì),此類離子在水中的溶解性相對(duì)比較小,而反滲透部分對(duì)離子的攔截比較充分,必然會(huì)加大濃水側(cè)離子的濃度;從而導(dǎo)致影響整個(gè)反滲透膜的進(jìn)水通道。阻垢劑是一種增大難溶解性離子溶解度的一種化學(xué)藥品,通常對(duì)鈣、鎂離子的溶解度能增加3倍左右;能很好的調(diào)節(jié)由于濃縮而引起的結(jié)垢總問(wèn)題。
 
 
 
阻垢劑的投加量一般在2-5ppm左右。根據(jù)原水水質(zhì)的總硬試值調(diào)節(jié)加藥量。
 
 
 
4.2  反滲透部分
 
滲透是水從稀溶液一側(cè)通過(guò)半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動(dòng)的過(guò)程。半透膜只允許水通過(guò),而阻止溶解固形物(鹽)的通過(guò),見(jiàn)圖 (a)。 濃溶液隨著水的流人而不斷被稀釋。當(dāng)水向濃溶液流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力足夠用于阻止水繼續(xù)凈流入時(shí),滲透處于平衡狀態(tài),見(jiàn)圖 (b)。平衡時(shí),水從任一邊通過(guò)半透膜向另一邊流入的數(shù)量相等,即處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),而此時(shí)壓力p稱為溶液的滲透壓(注意:半透膜一邊是純水,另一邊是鹽溶液)。
 
當(dāng)在濃溶液上有外加壓力,且該壓力大于滲透壓時(shí),濃溶液中的水就會(huì)通過(guò)半透膜流向稀溶液,使得濃溶液的濃度更大,這一過(guò)程就是滲透的相反過(guò)程,稱為反滲透,見(jiàn)圖 (c)。
 
 
 
滲透是自發(fā)過(guò)程,而反滲透則是非自發(fā)過(guò)程。反滲透系統(tǒng)正是利用反滲透的原理,將需要處理的高含鹽水用高壓泵加壓,迫使水透過(guò)反滲透膜,以達(dá)到脫除鹽份的目的。
 
 
 
4.2.1保安濾器
 
為防止水中及管道中的微粒進(jìn)入高壓泵和RO膜組件,***設(shè)置保安濾器作為***后的預(yù)處理手段。作為保險(xiǎn)措施,即使多介質(zhì)機(jī)械濾器過(guò)濾不徹底,也能夠保證反滲透膜不會(huì)受到嚴(yán)重污染。
 
 
 
保安濾器內(nèi)裝5um的聚丙稀微孔濾器。當(dāng)濾器進(jìn)出囗壓差大于0.05-0.1Mpa時(shí)需更換濾芯(由于被過(guò)濾的介質(zhì)直接進(jìn)入到微孔濾膜的空隙中,因此很難通過(guò)酸堿清洗恢復(fù)通量)。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求
 
 
 
4.2.2高壓泵
 
反滲透膜分離推動(dòng)力是壓力差,因此設(shè)置高壓泵使反滲透的進(jìn)水達(dá)到一定的壓力,讓反滲透過(guò)程得以進(jìn)行。即克服滲透壓使水分子透過(guò)反滲透膜到淡水層。高壓泵采用變頻器設(shè)置加、減速時(shí)間減緩高壓泵啟動(dòng)時(shí)膜的沖擊,變頻器還能進(jìn)一步起到節(jié)約能量的作用;新系統(tǒng)剛運(yùn)行的時(shí)候?qū)M(jìn)水的壓力要求比使用一段時(shí)間之后對(duì)進(jìn)水的壓力要求要低。采用變頻裝置能更好的控制高壓泵的壓力與進(jìn)水流量之前的變化。本系統(tǒng)設(shè)置了進(jìn)水低壓保護(hù)和出水高壓保護(hù)。
 
 
 
4.2.3反滲透本體裝置
 
反滲透裝置是該項(xiàng)目預(yù)脫鹽的心臟部分,經(jīng)反滲透處理的水能去除絕大部分無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物及細(xì)菌等。
 
 
 
4.2.3.1 50T/H反滲透純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備選型
 
膜組件選用美國(guó)陶氏公司BW30-400卷式組件。該組件由三層的薄膜復(fù)合,分別是***上面的超薄脫鹽層(厚度約為0.2μm聚銑胺材質(zhì))、中間的聚楓內(nèi)夾層和***下面的聚酯支撐網(wǎng)層。該組件膜面積400平方英尺,產(chǎn)水通量大,對(duì)無(wú)機(jī)鹽具有99.5℅的脫除率。
 
 
 
壓力膜管選用加拿大海德信公司專用于卷式RO組件的WAVE 300P-6型壓力膜管,該壓力膜管是增強(qiáng)FRP材質(zhì),具有抗腐蝕性,耐壓300psi,管內(nèi)壁光滑裝卸方便等***點(diǎn)。每個(gè)壓力膜管可安裝6支膜組件。
 
 
 
4.2.3.2反滲透裝置工藝設(shè)計(jì)
 
整套系統(tǒng)反滲透膜裝置安置在一個(gè)機(jī)架上,并配置控制系統(tǒng),在進(jìn)水水溫25℃時(shí)反滲透產(chǎn)水量50/H,每根膜組件***大的回收率15℅計(jì)算,反滲透裝置需配膜組件54根, WAVE 300P-6壓力膜管9根;反滲透組合排列形式為6-3排列。
 
反滲透每支壓力膜管產(chǎn)水側(cè)設(shè)有取樣囗,方便取樣。
 
 
 
4.2.3.3 自動(dòng)低壓沖洗裝置
 
反滲透在運(yùn)行的過(guò)程中,濃縮過(guò)程和濃差極化將導(dǎo)致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原水的本體濃度。因此配備自動(dòng)低壓沖洗裝置在停機(jī)后、開(kāi)機(jī)前對(duì)反滲透膜進(jìn)行定時(shí)的低壓沖洗,將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后,系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到?jīng)_洗啟動(dòng)前的狀態(tài)。
 
 
 
4.2.3.4就地儀表配置
 
反滲透裝置設(shè)置二次儀表顯示裝置,就地顯示產(chǎn)水量、電導(dǎo)率等重要參數(shù)。系統(tǒng)設(shè)置高、低壓保護(hù)開(kāi)關(guān),保證反滲透系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
 
 
 
4.2.4反滲透中間水箱
 
反滲透產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖,同時(shí)配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。
 
 
 
4.2.5反滲透化學(xué)清洗裝置
 
無(wú)論預(yù)處理過(guò)程多么完善,在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,反滲透膜面上總會(huì)日積月累水中存在的各種污染物。從而使裝置的性能下降,如組件進(jìn)出囗壓差升高、脫鹽率下降、產(chǎn)水量下降,當(dāng)這些變化超過(guò)原始值的15%時(shí),就要用化學(xué)藥品進(jìn)行清洗。為此,除日常運(yùn)行中進(jìn)行的低壓沖洗外,還需進(jìn)行定期化學(xué)清洗,有時(shí)還需進(jìn)行殺菌處理。
 
本系統(tǒng)配置專用的化學(xué)清洗裝置,其組成和流程如下:
 
清洗液水箱——泵——精密濾器——流量計(jì)——反滲透裝置
 
 
 
化學(xué)清洗準(zhǔn)則
 
A、裝置的產(chǎn)水量比初次或上一次清洗后下降5~10℅時(shí);
 
B、裝置的鹽透過(guò)率比初次或上一次清洗后提高一倍時(shí);
 
C、裝置各段的壓力差或壓力差的差值為初次或上一次清洗后的1~1.5倍時(shí);
 
D、裝置運(yùn)行3-4個(gè)月時(shí);
 
E、裝置在長(zhǎng)期停止運(yùn)行前用NaHSO3溶液保護(hù)。
 
 
 
膜污染***征與化學(xué)清潔劑的選擇
 
 
 
5.  工藝控制設(shè)計(jì)說(shuō)明
 
5.1 控制系統(tǒng)概述
 
根據(jù)本系統(tǒng)的規(guī)模及設(shè)備分布的具體情況,決定采用目前工業(yè)過(guò)程控制中***常用的集中分散型控制系統(tǒng)。它又稱分***控制系統(tǒng),是一種分布式控制系統(tǒng),具有控制分散,信息集中管理的***點(diǎn)。本系統(tǒng)分上位操作站,下位控制站兩***。上位操作站由一臺(tái)主控制箱作為監(jiān)控站。下位控制站的設(shè)置是根據(jù)優(yōu)化控制,合理布局的原則視具體情況而定的,同時(shí)為方便系統(tǒng)在實(shí)施階段或運(yùn)行階段進(jìn)行必須的調(diào)整及擴(kuò)展,控制站考慮了一定的余量。
 
 
 
5.2 控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介
 
5.2.1 上位操作站
 
主要完成系統(tǒng)中各操作站的監(jiān)視參數(shù)設(shè)置,設(shè)備運(yùn)行等操作功能,具有清晰的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況,可在流程圖上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方手動(dòng)操作,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。生產(chǎn)過(guò)程的電導(dǎo)率可以在線顯示。
 
 
 
5.2.2  可編程控制器PLC  
 
各控制站都采用以微處理器為基礎(chǔ)的可編程控制器PLC,它具有高可靠性,編程方便,易于使用,與其它裝置配置方便等***點(diǎn),各生產(chǎn)過(guò)程的程序、數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)PLC的CPU里***立運(yùn)行,工作人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)操作站來(lái)監(jiān)視其運(yùn)行。PLC具有很強(qiáng)的運(yùn)算功能,能完成復(fù)雜的操作,可配合操作員通過(guò)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的程控,運(yùn)行,遠(yuǎn)操等過(guò)程。各控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)均配制行程開(kāi)關(guān)。
 
 
 
5.2.3 電導(dǎo)率等顯示
 
現(xiàn)場(chǎng)配備電導(dǎo)率儀表,以便重要電導(dǎo)率指標(biāo)能夠在水處理車間和控制室同時(shí)顯示。
 
5.3系統(tǒng)水處理控制介紹
 
依據(jù)水處理的工藝過(guò)程,本控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)工藝單元進(jìn)行直接協(xié)調(diào)、管理、控制。系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象由以下單元組成:
 
 
 
5.3.1 預(yù)處理部分控制
 
預(yù)處理部分以原水箱為連續(xù)運(yùn)行控制點(diǎn)。
 
當(dāng)原水箱液位處于較低限位置,低液位開(kāi)關(guān)向PLC輸入開(kāi)關(guān)信號(hào), PLC即控制原水進(jìn)水電磁閥開(kāi)啟;當(dāng)原水箱液位處于低限位置,低液位開(kāi)關(guān)向PLC輸入開(kāi)關(guān)信號(hào), PLC即控制預(yù)處理部分停止;當(dāng)水箱液位處于高限位置,高液位開(kāi)關(guān)向PLC輸入開(kāi)關(guān)量信號(hào), 原水進(jìn)水電磁閥關(guān)閉。
 
 
 
5.3.1.1  機(jī)械濾器
 
濾器的運(yùn)行、反洗步驟手動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn),當(dāng)運(yùn)行時(shí)壓差較大時(shí),由手動(dòng)閥門按順序進(jìn)行反洗操作,反洗結(jié)束后投入運(yùn)行。當(dāng)反滲水箱液位達(dá)到高位時(shí),濾料清洗才能開(kāi)始,這樣可以保證后續(xù)反滲透裝置的連續(xù)供水。   
 
 
 
5.3.1.2  活性炭濾器
 
濾器的運(yùn)行、反洗步驟手動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn),當(dāng)運(yùn)行時(shí)壓差較大時(shí),由手動(dòng)閥門按順序進(jìn)行反洗操作,反洗結(jié)束后投入運(yùn)行。當(dāng)反滲水箱液位達(dá)到高位時(shí),濾料清洗才能開(kāi)始,這樣可以保證后續(xù)反滲透裝置的連續(xù)供水。
 
 
 
5.3.2 反滲透部分
 
5.3.2.1.自動(dòng)運(yùn)行控制:
 
反滲透自動(dòng)運(yùn)行通過(guò)反滲透中間水箱的液位來(lái)進(jìn)行。
 
當(dāng)反滲透中間水箱液位處于較低限位置,較低液位開(kāi)關(guān)向PLC輸入開(kāi)關(guān)信號(hào), PLC即控制高壓泵開(kāi)始運(yùn)行;當(dāng)水箱液位處于高限位置,高液位開(kāi)關(guān)向PLC輸入開(kāi)關(guān)量信號(hào), 反滲透高壓泵停止運(yùn)行。
 
 
 
5.3.2.2.反滲透的控制配置
 
反滲透進(jìn)水側(cè)設(shè)有電導(dǎo)率檢測(cè)儀表,將電導(dǎo)率值的模擬量信號(hào)輸入PLC,并在顯示器上顯示參數(shù)。反滲透產(chǎn)水側(cè)設(shè)有電導(dǎo)率檢測(cè)儀,將產(chǎn)水電導(dǎo)率值的模擬量信號(hào)輸入PLC,并在顯示器上顯示參數(shù)。
 
 
 
反滲透高壓泵進(jìn)水設(shè)置低壓保護(hù)開(kāi)關(guān),當(dāng)壓力小于0.1-0.15Mpa時(shí),控制高壓泵停止運(yùn)行,反滲透裝置進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài),并在顯示器上顯示報(bào)警。當(dāng)壓力大于0.1-0.15時(shí)高壓泵即起動(dòng),反滲透裝置投入運(yùn)行。    
 
 
 
反滲透高壓泵出水側(cè)管路設(shè)壓力開(kāi)關(guān),當(dāng)壓力大于某一設(shè)定值時(shí),PLC輸出開(kāi)關(guān)信號(hào),停止高壓泵運(yùn)行,并在顯示器上顯示、報(bào)警。
 
 
 
反滲透濃水側(cè)設(shè)一電動(dòng)快沖洗閥門,在高壓泵運(yùn)行前和高壓泵停止后,接受PLC輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào),自動(dòng)進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài)。
 
 
 
5.4 主要控制設(shè)備
 
1、系統(tǒng)PLC選用韓國(guó)LG系列可編程控制器,各類I/O包含10%備用點(diǎn)。
 
2流量計(jì)選用浮子流量計(jì)。
 
3、壓力開(kāi)關(guān)選用臺(tái)灣凡宜進(jìn)口產(chǎn)品或相當(dāng)產(chǎn)品。
 
4、電導(dǎo)率儀選用上海HONSET公司或相當(dāng)產(chǎn)品。
 
 
 
5.5  系統(tǒng)設(shè)備布置
 
控制臺(tái)布置在中央水站控制室內(nèi)。
 
車間內(nèi)電纜采用橋架架空或穿線管,控制室內(nèi)電纜敷設(shè)走電纜溝。
 
氣動(dòng)閥的氣源通過(guò)環(huán)繞車間的氣源母管引到電磁閥柜,從電-氣轉(zhuǎn)換柜到氣動(dòng) 閥的氣管路采用增強(qiáng)軟管。



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