6吨双极反渗透方案讲解.docx

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6吨双极反渗透方案讲解

6m³/h卫生级单极反渗透

水处理系统设计方案

设计单位：

沈阳世纪鹏升环保设备有限公司

设计日期：

2016年11月24日

1、项目概况

1.1甲方概况

设备使用单位：

项目名称：

250L/h纯水水处理设备；

水电配置情况：

水源：

地下水；来源：

自备；水量：

10m3/h；电源：

配备系统用电（装电总量见配电图）；电源类型：

220V、380V、50HZ三相电源

系统进水要求：

进水管道直径≥DN50、压力：

大于等于0.3Mpa、法兰连接

成品水情况：

水量：

6m³/h；水质要求：

电导率≤25μs/cm

设备用途：

食品生产工艺用水。

1.2工艺流程图

风机+曝气管架

1.3检测仪表

A、纯化水箱中设有液位传感器，动态检测水箱中水位状况。

B、反渗透主机设有纯水、废水流量计。

C、一级反渗透出水均设有电导率测定仪，随时监测产水的质量，这是一种简便，快速判断水的一种最直接的方式。

1.4水电气需求说明

A水源水供给瞬间流量要求为10T/H，0.3Mpa。

B电力需求运转电力15KW,安全电力要求20KW。

2、各部分设备的技术规范

2.1曝气罐+曝气水箱（曝气系统）

一、工作原理

原水中含所有大量的游离二价铁离子，经曝气罐+曝气水箱强制曝气后，二价铁离子氧化与溶解氧一同进入接触滤层，呗滤料吸附，进而氧化分解，逐渐生产具有催化作用的铁质“滤膜”，在滤膜的催化作用下，铁的氧化速度大大加快，最总呗滤层截留去除。

此过滤主要反应可用下列化学式表示：

Fe（OH）32H2O+Fe2++1/4O2+2HCO3-+5/2H2O=2Fe（OH）32H2O+2CO2

这种方法的优点为，将传统的自然曝气氧化方法与滤料的催化洋洋方法结合在一起，提高了处理效率，简化了处理流程，并且可是处理设备一体化，因而降低了处理成本，减少了工程投资。

2.2锰砂过滤器

一、工作原理

原水中通常含有颗粒很细的尘土，腐植质，淀粉，纤维素以及菌、藻等微生物。

这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能用重力自然下沉降的方法除去，一般原水预处理可以用添加絮凝剂来破坏溶胶的稳定性，使细小的胶体微粒，再絮凝成较大的颗粒，通过砂滤和碳滤预过滤，以除去这些颗粒。

在砂滤中所用的滤料采用锰砂，把原水中的絮状杂质（主要为有机物腐植质和粘土类无机化合物）去除，使出水浊度小于0.5NTU。

二、结构组成

锰砂过滤器有一套完整的系统构成，主要分为：

主体：

不锈钢罐体一台；

管阀系统：

配备通水管一套；

上下集散：

配备上下集散一套；

控制头：

润新全自动控制阀；一个

滤料：

装填过滤用滤料石英砂垫层及锰砂滤层。

三、运行方式

锰砂过滤器的运行操作主要分为：

正常运行、反冲洗、正冲洗部分。

运行方式：

自动

本系统的运行及反冲：

系统的运行与反冲由自动控制阀门控制。

当机械过滤器的运行时间达到反洗时间时，过滤器自动进行反冲洗。

运行监控：

由压力和流量检测仪表反映系统的运行状况，值班人员按照要求作好记录，监督检查其是否正常运行。

2.3活性碳过滤器

一、工作原理

反渗透进水除了要求SDI≤5外,还有另一个进水指标余氯<0.1mg/L。

活性碳过滤器主要有两个功能：

1、吸附水中部份有机物，吸附率为60%左右；2、吸附水中余氯。

对于粒度在10-20埃左右的无机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质和余氯在机械过滤器中是难以去除的。

为了进一步纯化原水，使之达到反渗透进水指标，在工艺流程中设计了一级活性碳过滤器，活性碳之所以能用来吸附粒度在几十埃左右的活性物，是由于其结构中存在大量平均孔径在20-50埃的微孔和粒隙，活性碳的这种结构特点，使它的表面吸附面积能达到点500-2000M2/G，由于一般有机物的分子直径都略小于20-50埃，因此活性碳对有机物的吸附最有效。

此外活性碳还有很强的脱氯能力，活性碳在整个吸附脱氯程并不过是简单的吸附作用，而是在其表面发生发催化作用，因此活性碳不存在吸附饱和的问题，只是损失少量的碳，所以活性碳脱氯可以运行相当长的时间。

活性碳除了能脱氯及吸附有机物外，还能除去水中臭味、色度、以及残留的浊度，活性碳使用一定时期后，仍会减弱其吸附能力，需要再生。

经以上二级处理，原水的纯度得到大大提高。

经处理后的水中余氯含量<0.1mg/L。

二、结构组成

与多介质过滤器相似，活性碳过滤器也有一套完整的系统构成，主要分为：

主体：

罐体一台；

上下集散：

配备上下集散一批；

控制头：

润新全自动控制阀；一个

仪表：

配备水压力测量仪表一套，用来指示运行和反冲压力；

滤料：

装填过滤用滤料活性碳。

三、运行方式

活性碳过滤器的运行操作主要分为：

正常运行、反冲洗、正冲洗部分。

运行方式：

自动

本系统的运行及反冲：

系统的运行与反冲由自动控制阀门控制。

当活性碳过滤器的运行时间达到反洗时间时，过滤器自动进行反冲洗。

运行监控：

由压力和流量检测仪表反映系统的反运行状况，值班人员按照要求作好记录，监督检查其是否正常运行。

2.4阻垢剂

反渗透阻垢剂是专门用于反渗透（RO）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。

 特点

①在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢。

②不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物 

③能有效地抑制硅的聚合与沉积，浓水侧SiO2浓度可达290 ppm 

④极佳的溶解性及稳定性 

⑤给水PH值在5-10范围内均有效作用

在说反渗透阻垢剂的作用前，先简述一下反渗透系统：

反渗透系统是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等,再通过泵加压,利用孔径为1/10000μm（相当于大肠杆菌大小的1/6000,病毒的1/300）的反渗透膜（RO膜）,使较高浓度的水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准,产出至清至纯的水,是人体及时补充优质水份的最佳选择.由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到100%。

反渗透膜是反渗透系统的关键设备，系统长时间连续运行时，水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着，形成结垢堵塞膜孔，这样会影响反渗透系统的出水效率，损坏反渗透膜。

由于反渗透膜比较昂贵，所以在系统运行中，要增加一段加药系统，在水中投加反渗透阻垢剂，延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。

 反渗透阻垢剂的基本作用：

 络和增溶作用:

反渗透阻垢剂溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。

 晶格畸变作用：

由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成; 静电斥力作用：

反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。

反渗透阻垢剂功能种类和应用反渗透阻垢剂是用于反渗透和纳滤系统性能改善的阻垢剂和分散剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。

1.阻垢剂的功能 

a、抑制析出功能在有阻垢剂的系统中易结构成分的阴阳离子和阴离子开始析出时的离子积值比没有阻垢剂时的临界析出离子积值大得多。

b、分散功能在有阻垢剂时因为析出的颗粒的粒经小难于凝聚比没有阻垢剂时析出的颗粒难沉降。

 c、晶格变形效应在有阻垢剂的系统中析出的晶体有球形、多面体、雪花状等不定形的状态一般认为不定型晶体是在晶体生长过程中阻垢剂吸附在晶体生长点上使其表面的生长速度急剧下降生长与晶体原来形状不同的晶体。

d、低限效应阻垢剂的投加量相当于水中结垢成分低得多也能显示出阻垢效果。

2.5精密过滤器

一、工作原理

经过多介质过滤器、活性碳过滤器及软化器处理后，水中仍存在部分微小颗粒，不能满足反渗透进水的要求。

水系统中通常由精滤作为源水进入反渗透膜胶的最后一道处理工艺，以防止上道工序可能存在的泄漏，以防反渗透膜的阻塞。

精滤过滤器出水悬浮物浓度<2ppm。

本系统反渗透装置设精密过滤器，精密滤芯精度为5μm，材质PP棉。

二、结构组成

精密过滤器的系统构成，主要分为：

主体：

过滤器桶体；

管阀系统：

配备通水和管道阀门一套；

仪表：

配备水压力测量仪表一套，用来指示运行和反冲压力。

滤芯：

5μmPP棉

三、运行方式

无人工操作，自动运行，需定期更换！

2.6反渗透装置

一、工作原理

反渗透（RO）：

在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水通过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。

选用美国陶氏的膜元件。

该膜耐污染性较强，长期性稳定。

由于反渗透出水偏酸性，膜壳会逐渐被腐蚀，所以，本公司采用玻璃钢膜壳，保证了主机除盐的长期、稳定、可靠地达到设计要求。

本渗透主机设计逆渗透水温为25℃，水的利用率为60%，系统总脱盐率大于99.3%。

本逆渗透控制系统采用微电脑控制，实现RO膜组的顺洗、制水、水箱满，高压泵的高低压、过热等全自动控制，并有电导率的随机显示。

反渗透操作工艺简单，除盐效率高，且有较高的除热原能力，而成为制药用水工艺中首道的水处理单元。

二、结构组成

反渗透系统构成，主要分为：

高压泵：

高压泵选用南方特种泵立式多级高压泵，用来为反渗透运行提供足够的压力；

膜组件：

选用高脱盐率的美国陶氏膜元件，单支（RO）膜脱盐率>99.5%，系统脱盐率可达97%以上。

压力容器：

选用不锈钢压力容器一套。

控制装置：

配备电控制柜一台，来实现自动运行；

管阀系统：

配备通水和清洗管阀一套；

仪表：

配备压力表、电导率仪各一套，分别用来指示膜前和膜后压力及产水水质；流量计一套，用来指示浓水及淡水流量。

三、运行方式

反渗透的运行操作主要分为：

正常运行、运行监控、自动冲洗等几个部分。

本系统利用精密水质检测仪表和各水箱中的液位开关，实现系统的连锁运行。

根据生产需要可实现自动、半自动及手动的切换操作，可根据实际要求改变运行程序。

全套系统正常运行时可实现无人值守。

2.7水箱自洁器及紫外线杀菌器

工艺设计说明

工艺特点

水箱臭氧自洁消毒器原理：

氧气（或空气）通过高频高压电场，使氧转化为臭氧，用布水器与水混合，利用氧原子的强氧化作用，破坏微生物的细胞膜，从而达到灭菌的目的。

杀灭细菌效果最佳浓度可以通过改变进水压力、气量、电流等调节方式来达到。

由于臭氧在水中的氧化还原电位为2.07v，比氯（1.36v）高，所以在臭氧量仅为氯的万分之一时，灭菌效果比氯及其它药剂快600到3000倍，数秒内就可以杀死细菌。

水箱臭氧自洁器具有强大的杀菌功能，并可长期抑制细菌生长，适用于水箱、泳池等水体停留时间较长的场所。

紫外线杀菌器原理：

利用汞灯发出的UVC短波紫外线（波长为200~280nm）辐照微生物，直接破坏细胞内的DNA及RNA，使细胞死亡达到灭菌的目的。

紫外线杀菌器有安装简单、占地小、能耗低等优点，适用于管道杀菌。

通过水箱臭氧自洁器和紫外线杀菌器结合使用，确保出水细菌总数达到国家生活用水标准。

安全与可靠性

臭氧是自然界存在的物质，少量吸入臭氧对人体有益，但过量吸入会引发臭氧中毒。

臭氧中毒的临界值约为10ppm，而人们能闻到的臭氧浓度一般在0.02~0.04ppm，由于臭氧有强烈刺激性，人们一般在感到不适前早已离开。

另根据《中华人民共和国国家职业卫生标准》，允许在0.15ppm浓度下工作不超过10小时。

又因为臭氧在常温常压下极不稳定，会自行分解为氧气，所以在臭氧应用的110年的时间里，全球无一例臭氧中毒事件。

臭氧应用于水中杀菌时，浓度达到4ppm即可实现灭菌效果。

短波紫外线同样会对人体产生一定的伤害，容易受伤的部位为眼角膜。

如若裸眼直视工作中的紫外线灯管，会造成眼角膜灼伤。

但紫外线杀菌器外部均有不锈钢外壳，除去更换灯管的维修作业，工作中并无法查看紫外线灯管。

即使必须要直视工作中的紫外线灯管，使用普通玻璃或透光塑料片即可抵挡短波紫外线的伤害。

综上所述，水箱臭氧自洁器与紫外线杀菌器均是安全性较高的杀菌设备，对人体危险小、防护简单，运行安全可靠。

使用方法

一般大致可以分为以下四个步骤。

第一步、将循环释能器放于水箱或水池底部中间，并连接吸水管；

第二步、将能量控制器安装在干燥通风处，有防水、防雨措施；

第三步、连接循环释能器与控制柜之间的电缆和输气管；

第四步、接通220V电源，设备开始工作；其工作原理是将水箱自洁消毒器的循环释能器置于水箱的中下部，以保证水箱的水循环均匀。

当水位达到液位计设定的高水位时，能量控制器开始启动高压电源和潜水泵所产生的强氧化气体经管路，至曝气部分；对水进行曝气消毒，同时，潜水泵将经过消毒的水送回水箱，使停滞的水循环起来，如此循环下去，对水彻底的消毒，保证了水的质量。

技术参数

1.水箱自洁器参数

适用水箱：

40t/h，  设备功率：

300W 

主机材质：

碳钢      辅机材质：

304不锈钢

电源电压：

220V  50Hz

主机外形尺寸：

580*380*200mm

辅机外形尺寸：

219*550mm

2.紫外线杀菌器参数

进出口径：

DN80mm，

材质：

304

电源电压：

220V  50Hz

灯管：

8支

设备功率：

240W

2.8微孔过滤器

一、工作原理

微孔过滤器主要用来防止水中细菌进入成品水中。

微孔过滤器中的滤芯采用PP热熔纤维膜，具有广泛的化不适应性，孔径在0.22μm，其过滤精度不受压力波动的限制。

广泛用于纯化水、注射用水的精密过滤（保安过滤）工艺中。

二、结构组成

微孔过滤器系统构成，主要有：

主体：

304过滤器桶体；

管道系统：

配备通水管道一套；

滤芯：

0.22μm的PP折叠滤芯。

3、设备供货清单及报价

NO

品名

型号

数量

单位

备注

一

预处理部分

1

原水箱

PE

1

台

进水电磁阀

铜，DN25

1

台

原水箱液位

3m

1

台

旁通阀门

DN25，UPVC

3

台

原水泵

1

台

2

全自动多介质过滤器

罐体

Φ250×1400，玻璃钢

1

台

容鑫泰

控制阀

1

台

RUNXIN

石英砂滤料

1-2mm

10

kg

锰砂

1-2mm

75

kg

上下布水器

1

套

3

全自动活性碳过滤器

罐体

Φ250×1400

1

台

容鑫泰

控制阀

1

台

RUNXIN

石英砂垫层

10

kg

活性炭滤料

0.8~1.5

25

kg

上下布水器

1

套

4

全自动软化器

罐体

Φ250×1400

1

台

容鑫泰

控制阀

2

台

RUNXIN

离子交换树脂

001*7

100

kg

盐箱

200L

1

台

上下布水器

1

套

二

主机部分

1

精密过滤器

20″-3芯

1

台

2

过滤芯

PP-20″-5μ

3

支

3

RO膜

陶氏4040

3

支

4

RO外壳

1-4040

3

支

5

高压泵

CDL1-17

2

台

6

纯水流量计

5G

2

台

7

废水流量计

5G

2

台

8

纯水电导计

CCT-3300

3

台

9

进水电磁阀

1

台

10

冲洗电磁阀

DN15

2

台

11

主机架

1

台

12

压力表①

0-1Mpa

2

台

13

压力表②

0-3Mpa

4

台

14

调节阀

1

2

台

15

RO主机配管

1

套

三

电控部分

1

电控箱

1

套

四

后置部分

1

中间水箱

PE，500L

1

台

2

中间水箱液位开关

2

台

3

纯水输出泵

1

台

4

紫外线杀毒

0.5吨/小时

1

台

5

两位三通阀

1

台

6

压力控制开关

1

台

7

出水电磁阀

1

台

8

纯水箱液位控制器

2

台

9

精密过滤器

20″-3芯

1

台

10

微孔滤芯

0.22μm，20″

3

支

11

现场安装管件、材料

1

套

五

设备系统小计

39700

六

税金17%

4764

七

合计人民币（元）

44464

注：

此报价包含安装调试费、沈阳市内运费。

4、售后服务及培训

4.1售后承诺及服务内容

一、售后服务承诺内容

A、质保期内

1）．设备保修一年（不含其它滤材），终身维修。

2）.承诺上门服务,24小时响应维修，设备出现故障后，乙方应在接到甲方通知后24小时到达用户现场。

3）．为客户提供有关设备详细资料。

4）．免费对客户进行设备运行及维护培训。

在保质期内，若出现以下条款之一，我单位将不承担品质保证责任。

1）、任何未经我公司同意对系统或设备配件进行修改、更换。

2）、没有按照本公司提供的设备说明书及系统技术文件要求作业，或进行误操作。

B、质保期外

1）、设备实行终身维修；

2）、质量保证期后，提供24小时应急服务而不收取法定工作日和例常工作时间以外的附加费用；

3）、终身提供耗材服务，收成本费。

二、安装、调试及验收

工程在需方现场设备间内具备照明条件；具有三相五线制电源；水源接至设备间内；室内装修完毕；门窗安装完好、完毕；有专人负责设备间的管理；安装设备的同时气源到位；排水功能畅通等安装条件完善的情况下，供方按合同时间进持安装调试。

整个工程的安装必须符合纯水设备的设计要求。

本工程设备安装完毕后，需进行整个系统的试水、试电、试跟踪服务。

在不影响本工程设备安全、产水水量、水质符合要求的条件下，如有个别微小缺陷供方在双方商定的时间内免费修理上述缺陷，需方则签署初步的验收证书。

未尽事项应双方协商解决。

本工程设备被认为初步验收合格后，我方则需对设备进行跟踪服务，保证设备正常运转。

设备在试运1周后，若无明显质量问题，性能达标，需方应向供方出据最终验收证明。

4.2培训、保养计划

一、为买方培训技术、操作人员计划

为使甲方技术人员能正确按规程操纵设备，使整套纯化水制备系统安全、高效运行，乙方保证无偿向甲方提供技术培训。

A培训内容：

乙方向甲方所提供的纯化水制备设备的基本原理、工艺流程、安装调试和整套设备的操作与维护规程。

B培训人数：

1～3人（或甲方要求的人数）

C培训时间：

从设备安装时开始现场安装和调试技术培训，设备安装调试后，集中1～2天进行基本原理和操作与维护规程培训。

D培训地点：

设备安装现场