超滤反渗透操作维护手册范本.docx
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超滤反渗透操作维护手册范本.docx
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超滤反渗透操作维护手册范本
靖远发电厂三期
节水工程项目
超滤、反渗透脱盐设备
运行维护手册
北京中电加美环境工程技术有限责任公司
二零零八年五月
警告!
!
!
发生以下任何情况,北京中电加美公司的保修期将自动失效。
1.用户擅自改变系统水源。
因为超滤(UF)、反渗透(RO)系统运行参数的确定和水质密切相关,水源改变必须改变运行参数。
如不作修改可能造成超滤(UF)污堵、反渗透(RO)脱盐率下降、水产量下降,严重者可使整个系统膜损坏。
2.用户擅自改变北京中电加美公司推荐的化学药品。
化学药品的选择和水质、超滤(UF)膜、反渗透(RO)膜有直接的关系,错误选择化学药品会影响系统设备的安全运行,造成不可弥补的经济损失。
3.用户未按北京中电加美公司提供的操作手册进行操作造成系统发生故障。
4.未按要求的误操作引起系统、设备的损坏。
一系统说明
二超滤设备运行维护说明
三反渗透系统运行维护说明
四化学加药系统运行维护说明
一系统说明
1工艺系统说明
本手册是是专门为靖远发电厂三期工程循环排污水超滤反渗透脱盐系统项目制定的。
1.1项目概况:
1.1.1系统水源为:
电厂循环排污水经预处理后的水。
1.1.2设计水质:
见附表1-1
1.1.3处理水量:
超滤:
每套76m3/h,共4套,
反渗透:
每套100m3/h,共2套
1.1.4设计水温:
20℃
1.1.5超滤系统性能保证值
产水量:
≥76m3/h(套)(20℃)
SDI指数:
≤3
水的回收率:
≥90%
1.1.6反渗透系统性能保证值
RO系统除盐率:
≥98%(运行一年)
≥97%(运行三年)
RO系统产水量:
≥100m3/h(套)(20℃)
RO系统回收率:
≥75%
附表1-1超滤、反渗透装置进水水质估算表
项目
单位
数量
项目
单位
数量
Na++K+
mmol/L
5.95
Cl-
mmol/L
4.55
Ca2+
mmol/L
5.03
SO42-
mmol/L
7.
Mg2+
mmol/L
3.42
NO3-
mmol/L
0.35
Fe3+
mmol/L
0.007
NO2-
mmol/L
0.0035
Cu2+
mg/L
HCO3-
mmol/L
2.5
NH4+
mmol/L
0.14
CO32-
mmol/L
R2O3
mg/L
12.25
∑阳离子
mmol/L
14.647
∑阴离子
mmol/L
14.4385
游离CO2
mg/L
42
暂时硬度
mmol/L
2.5
悬浮物
mg/L
<5
永久硬度
mmol/L
5.95
总溶解固形物
mg/L
1365
全硬度
mmol/L
8.45
全固形物
mg/L
~1500
活性SiO2
mg/L
28
耗氧量
mg/L(Mn法)
2.8
胶体SiO2
mg/L
14
pH
全硅SiO2
mg/L
42
1.2流程概述
本工程的主要工艺流程:
来水→全自动浅层细砂自清洗过滤器→弱酸阳离子交换器→软水箱→超滤给水泵→超滤保安过滤器→超滤装置→超滤水箱→反渗透给水泵→反渗透保安过滤器→反渗透→反渗透水箱
1.3主要工艺设备描述
1.3.1预处理加药
此步骤的主要作用是消除原水中含有的悬浮物、胶体、颗粒及细菌,以及在初级处理中可能形成的藻类等微生物。
包括NaClO、PAC两个加药系统,分述如下:
1.3.1.1氧化剂(次氯酸钠)加药装置
本系统中设置一套生水加氧化剂加药装置,通过投加一定量的氧化剂NaClO(次氯酸钠),通过氧化性的NaClO,破坏或抑制进水中的有机物,保证后级设备出水中有足够量的活性氯,减少超滤膜被生物污染的可能性。
为了达到以上目的,一般需加入8~10ppm的有效氯,计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。
生水加氧化剂单元和超滤化学加强反洗加氧化剂集合在一套组架上。
1.3.1.2PAC(聚合氯化铝)加药装置
该装置的作用是为系统投加适量的凝聚剂,将原水中的悬浮物、有机物、胶体等凝聚成大颗粒的矾花,以便在预处理中更好去除。
由于系统进水为循环水排放水,其中含有较高的悬浮物、有机物和胶体等杂质,这些杂质往往有一定量的同性电荷,它们相互排斥,难以自动聚集成大颗粒。
PAC是长链的高分子聚合物,在水中可形成带电荷的Alx(OH)Y3X-Y长链多功能基团,具有压缩胶体双电层的作用,同时对异性电荷也可以起到中和的作用,而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使其凝聚成大颗粒的矾花,以便通过沉淀后将其除去。
为了增加水中杂质颗粒到达凝聚剂Alx(OH)Y3X-Y基团表面而被吸附的机会,应适当进行搅动混合,因此本系统PAC的加入选择在自清洗过滤器的进水母管上,且随后装设静态管道混合器。
1.3.2超滤系统及其辅助系统
1.3.2.1超滤系统概述
本系统预处理采用了先进的超滤过滤技术。
随着超滤膜制造技术的提高和应用工艺的不断完善,与传统工艺相比,其性能可靠、抗污染能力强、透水性强、占地面积小、操作简便、出水水质优异、使用寿命长的特点,超滤膜在水处理领域应用的围逐渐受到青睐。
反渗透系统的主要特点是对进水水质要求较严格,主要反映在反渗透膜污堵指标的淤泥密度指数SDI值上。
通过实践证明,只有在采用膜过滤技术的前提下才有可能长期稳定的保持SDI=2的状况,所以超滤过滤技术作为RO的预处理在国外已得到越来越广泛的应用。
1.3.2.2海德能公司超滤膜组件
A.海德能超滤膜组件概述
超滤设备的中心部分为进口的超滤膜元件,本工艺采用美国海德能HYDRACAP60膜组件。
该超滤膜由亲水性的聚醚砜中空纤维组成的,每一根超滤膜元件由上千根中空纤维组成的纤维束,膜元件长度为1.6米,其有效过滤面积为46m2,截留分子量为100,000道尔顿,原水是在中空纤维的部从一端流向另一端,而产水则是在原水流经膜的过滤过程中逐渐由壁向外壁透过(称为压式)收集后从产水端排出。
B.亲水性聚醚砜超滤膜的优点:
1)机械强度好
2)抗污染能力强
3)亲水性强
4)可恢复性强,不易被堵塞,产水量不随时间下降
5)出水水质SDI可小于2.0,优于其它的超滤膜
C.超滤装置特性
1)HYDRACAP60的膜组件自带专用外壳,垂直排列,这种布置装膜、换膜更容易,可以进行全流、错流或上下阶段进水,更换方便。
2)膜元件独特的流量分配器保证液体在膜元件和压力容器的整个长度方向都有效作用,确保流量分配均匀。
3)带化学药品反洗,比停车清洗更易实现自动化,清洗效果更彻底,系统需停车时间更短。
4)系统管路简单,方便处理。
D超滤系统与传统工艺的比较
超滤系统与传统工艺(化学加药+多介质过滤器+活性碳过滤器)相比具有以下优点:
*出水水质大幅度提高,可以去除绝大部分悬浮物及大分子有机物。
一般超滤系统出水的污染指数SDI=2,而传统预处理产水SDI<5。
*出水水质稳定,不随时间及进水水质的变化而变化。
*可有效去除原水中的悬浮物、有机物及胶体等杂质,延长后级反渗透系统的使用寿命。
*操作强度大大减轻,易实现全自动控制。
*大大节省占地面积。
1.3.2.3超滤系统主要设备配置
根据原水水质和水量要求,本系统设置4套净出力为76m3/h的超滤装置。
每套超滤配置24根直径8”且1.7m长的膜组件,它们装在一组架上。
根据超滤膜元件的运行特性,本系统选用以下相关的设备与超滤设备配套:
(1)超滤保安过滤器
精度为50μm,去除大分子的颗粒以免堵塞通道,该过滤器选用传统的保安过滤器,每只过滤器置4支PALL的HFU620UY200J-20T大流量滤芯。
(2)超滤给水泵
超滤给水泵给超滤提供过滤动力。
本系统设计三台超滤给水泵,每台超滤给水泵流量150m3/h,扬程:
0.30MPa,每台超滤给水泵变频控制,自动根据超滤出水流量控制频率。
(3)超滤反冲洗泵(变频控制)
超滤系统采用反冲洗方法来达到去除膜表面的沉积污垢,该反洗方式在压力一定的情况下,反洗开始时膜组件的污堵最严重,反洗流量不高,随着时间增加反洗流量不断地增加,故若需保持反洗流量恒定,可采取改变水泵扬程的方式,本反洗系统采用反洗泵变频控制的方式,以达到调节反洗进水压力保持反洗进水流量恒定的目的,见图2。
图1反洗变频控制示意图
超滤反冲洗泵提供3~4倍正常运行流量能力的反冲洗用水,4套UF装置共用2台变频反冲洗泵。
每台反洗泵的出力为反冲洗所需水量的100%。
当进行常规反冲洗时1用1备,提供所需要的反洗水流量和压力。
当进行加药反冲洗(即化学加强反洗)所需水量约为常规反冲洗水量的50%。
该水泵流量280m3/h,扬程0.20MPa。
(4)热工仪表及程控系统
每套UF设备都配有相应的流量变送器,压力变送器,共用系统PLC控制系统。
(5)化学加药增强反冲洗系统
化学药剂直接加入至反冲洗母管中,再通过静态混合器混合后,进行化学反冲洗。
化学反冲洗一般投加HCl(CEB1)和NaClO/NaOH(CEB2)。
a)盐酸(HCl)
盐酸的投加量约为400mg/L。
要求提供的盐酸浓度>31%。
b)次氯酸钠溶液(NaClO)/氢氧化钠溶液(NaOH)
次氯酸钠溶液的投加量约为200mg/L。
要求提供的浓度为8~12%。
氢氧化钠溶液的投加量约为500mg/L。
要求提供的浓度为>30%。
化学药品的实际加药量通过调试最终确定,化学加强反洗方案中的用量为设计值。
1.3.2.4超滤设备技术参数
序号
设备名称
规
数量
1
超滤设备
Q=76m3/h,每套含海德能公司生产HYDRACAP60膜组件24件,回收率≥90%
4套
2
超滤膜组件
海德能公司的HYDRACAP60膜组件
共96只
型式
压式中空纤维膜
型号
HYDRACAP60
膜元件有效面积
46m2
膜工作通量
60-140L/m2h
反洗通量
300-340L/m2h
膜径/外径
0.8/1.2mm
最大进水压力
0.50MPa
反洗进水最大压力
0.24MPa
运行压差
0.02-0.15MPa
3
超滤给水泵
PWT125-100-315Q=150m3/hP=0.30MPa
Pentair
3台
4
超滤保安过滤器
50μm,DN700
2台
5
超滤保安过滤器滤芯
HFU620UY200J-20T,美国PALL
16支
6
超滤反洗泵
HZ150-315BQ=280m3/hP=0.20MPa
2台
7
超滤反洗水泵变频控制柜
2台
1.3.2.5超滤设备运行参数和控制指标
序号
项目
进水水质
出水水质
1
水温
5-45℃
5-45℃
2
水压
0.1-0.4MPa
0.1-0.3MPa
3
浊度
≤15NTU
≤2NTU
4
SDI
≤2
5
残余氯
≤0.01mg/l
≤0.01mg/l
6
PH
2-11
2-11
1.3.3超滤产水储存与提升系统
1.3.3.1超滤水箱
超滤产水带有一定的压力,可以自行进入超滤水箱暂存。
超滤水箱用于贮存超滤设备的产水,其目的是为了保证反渗透供水水量的稳定。
1.3.3.1反渗透给水泵
反渗透给水泵的作用是为反渗透系统提供稳定的压力和水量。
本系统中设置3台反渗透给水泵,其中2用1备,每台出力为133m3/h,扬程为40m,业主供货。
1.3.4反渗透给水加药系统
1.3.4.1NaHSO3(亚硫酸氢钠)加药装置
NaHSO3的作用是还原水中的游离氯,防止游离氯氧化反渗透膜。
1.3.4.2阻垢剂加药装置
阻垢剂加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统前加入高效率的专用阻垢剂,以防止反渗透浓水侧产生结垢。
反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端,水分子透过膜表面,从原水侧到达另一侧,而无机盐离子就留在原来的一侧。
随着原水的流程逐渐增长,水分子不断从原水中取走,留在原水中的含盐量逐步增大,即原水逐步得到浓缩,而最终成为浓水,从装置中排出。
浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。
自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数,所以不会有结垢出现,但经浓缩后,各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数,因此会产生严重的结垢。
判断不结垢的标准是:
a)对于碳酸盐垢以朗格利尔指数(LSI)为基准;当LSI<0时不结垢,LSI>0时结垢;b)对于硫酸盐垢,是以饱和指数来确定的,水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。
当饱和指数小于1时不结垢,反之就会出现结垢。
推荐本系统选用进口复合阻垢剂Buckmen8802,它可以提高水中的难溶物质的饱和度,它主要具有以下功能:
1)抑制析出作用;2)分散作用;3)晶格扭曲作用;4)络合作用。
采用该种阻垢剂后,具体阻垢能力表现如下:
*LSI可以由负值提高至2.6
*BaSO4的饱和指数可达160倍
*SrSO4的饱和指数可达12倍
*CaF2的饱和指数可达120倍
*SiO2的饱和指数最大可达2倍
此阻垢剂是非磷系有机复合物,排放之后,不会对自然水体产生富营养化的影响,是绿色环保型产品。
1.3.4.3盐酸加药系统
由于系统进水的硬度、碱度和PH值较高,仅投加阻垢剂还不能很好的防止反渗透膜浓水端的结垢趋势。
所以,在投加阻垢剂的同时,在向水中投加适量盐酸,使反渗透进水的PH值降至7.0-7.5左右,这样,反渗透系统的结垢趋势才得以更有效防止。
1.3.5反渗透本体系统
本系统的主要作用是把经预处理的水进行膜分离脱盐。
它包括下列单元设备:
*5μm保安过滤器
*高压泵
*反渗透本体装置
*反渗透清洗和冲洗系统
1.3.5.15μm保安过滤器
5μm保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5μm的颗粒,以防止其进入反渗透系统。
这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件,造成大量漏盐的情况,同时划伤高压泵的叶轮。
过滤器中的滤元为美国PALL公司的大流量滤芯,当过滤器进出口压差大于设定的值(通常为0.07MPa-0.1MPa)时,应当更换,其正常的使用寿命为3-6个月。
1.3.5.2高压泵
高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力,保证反渗透膜的正常运行。
根据反渗透本身的特性,需有一定的推动力来克服渗透压等阻力,才能保证达到设计的产水量。
每套反渗透共选用2台GRUNDFOS公司的CRN90-6立式高压泵,流量为75m3/h,扬程为130~160m。
该泵具有体积小、效率高、噪声低、维护量低、节省能量的特点。
1.3.5.3反渗透本体装置
反渗透本体装置是本系统中最主要的脱盐装置,反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。
经过预处理后合格的原水进入置于压力容器的膜组件,水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入反渗透水箱。
反之不能通过的即浓水就排入地沟。
系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门,监控仪表及程控操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量地运行。
本系统反渗透膜组件均采用DOW公司的BW30-365FR低压抗污染复合膜,单根膜脱盐率达99.5%,每套配置138根BW30-365FR的膜组件,分别安装在23根FRP压力容器,成16×7排列,反渗透的回收率按75%设计。
1.3.5.4反渗透清洗和冲洗
清洗的作用是根据反渗透膜运行污染的情况,配制一定浓度的特定清洗溶液,清除反渗透膜中的污染物质,以恢复膜的原有特性。
无论预处理如何彻底,反渗透经过长期使用后,反渗透膜表面仍会受到结垢的污染。
所以本系统设置一套公用反渗透清洗系统,当膜组件受到污染后,可进行化学清洗。
它包括一台5μ保安过滤器,一台清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道等附件。
冲洗的作用是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水,防止浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢,以保护反渗透膜。
高压泵停机后,通过合格的过滤水对反渗透膜进行低压冲洗。
本系统中设置冲洗系统。
1.3.5.5反渗透设备一览表
序号
设备名称
规
数量
1
反渗透给水泵
Q=135m3/hP=0.40MPa业主供货
3台
2
保安过滤器
Φ700mmQ=135m3/h
2台
3
保安过滤器滤芯
5μm,HFU620UY060-20
16支
4
高压泵
CRN90-6Q=70m3/hh=1.5MPa
4台
5
反渗透装置
Q=100m3/hP=1.50MPa脱盐率≥95%回收率=75%
2套
6
膜元件
BW30-365FR DOW公司,每台反渗透138支
共276只
7
反渗透清洗箱
V=5m3
1台
8
反渗透清洗泵
HZ125-315BQ=180m3/hh=0.25MPa
1台
10
清洗保安过滤器
DN800,
1台
11
清洗保安过滤器滤芯
5μm,HFU620UY060-20
9支
12
高压泵变频控制柜
4台
1.3.5.6反渗透进出水控制指标
序号
监测项目
进水水质
出水标准
1
电导率(25℃,S/cm)
≤50
2
SDI
≤3
2控制系统总体说明
控制方式:
在车间控制室实现对系统的监视控制。
超滤、反渗透以及其他循环水处理设备共用一套PLC系统进行控制。
系统的供电采用双回路供电,确保控制系统及仪表的供电安全。
超滤反渗透脱盐系统采用PLC+上位机的程序控制方式,可以实现自动/手动控制切换,UPS的容量要求后备30分钟(包括控制系统及现场仪表)。
整个系统(包括水箱和水泵)的控制在就地和控制室均能够实现。
PLC对过程参数进行集中监控。
即处理站生产过程的监控、操作及状态监控、故障报警、显示、累积和调节、程序控制、报警的确认、消音和复位,均由PLC实施,PLC系统带有独立的操作员站及辅助操作台。
PLC具有与上位机通讯功能,配置通讯接口。
控制原则:
成套提供的控制系统至少具有以下功能:
a).自动启动备用泵;
b).根据系统运行情况自动启停加药泵;
c).药剂的注入量能根据进水量的变化实行自动调节;
d).根据各水箱液位高低自动开停上下游水泵;
e).反渗透高压泵与反渗透进出水压力的联锁;
f).反渗透出水水质与相控制阀门的联锁。
g).超滤、反渗透设备设有程序启停装置,停用后能延时自动冲洗。
2.1加药量的运行控制
加药量的控制通过设在管道上在线监控仪表输出的信号对计量泵实现单回路自动投加。
同时也可以手动调节操作。
2.2超滤设备的运行控制
超滤设备的运行、停运、进水反洗、CEB清洗、投运都是通过PLC来实现的。
超滤设备的退出运行机制是通过设定的运行时间(30~60min可调,一般设置为30min)来控制。
超滤设备的控制步骤是由预设定在PLC的程序来完成的。
也可以通过操作就地电磁阀实现就地人工操作。
2.3高压泵的保护系统
每套反渗透装置的高压泵进出口都装有低压保护开关和高压保护开关。
当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值(正常为0.1MPa),会自动发出信号停止高压泵,保护高压泵不在空转情况下工作。
当因其它的原因误操作,使高压泵的出口压力超过某设定值(如1.80MPa)时,高压泵出口高压保护会自动切断高压泵供电,保护系统不在高压下运行。
2.4反渗透的启停保护
当反渗透投入运行时,为了防止高压泵突然起动升压,产生对膜元件的高压冲击,破坏反渗透膜,通过满开电动阀门来控制反渗透进水压力的缓慢提升和降低。
为了防止反渗透误操作,在反渗透产水端设置爆破装置,在超高压的情况下自然爆破泄压。
当反渗透停止使用时,关闭进水电动阀,启动反渗透冲洗泵,打开冲洗自动阀、浓水端自动排放阀和产水自动阀,自动冲洗5~10min左右,停止备用。
2.5反渗透运行控制
反渗透装置的投运或退出主要是控制高压泵的起动或停止来实现,而高压泵的起、停是通过淡水箱的水位变化或用户需求来决定的
2.6在线化学仪表与控制条件
序号
仪表名称
技术规
数量
功能
条件
1
超滤给水泵出口压力开关
设定值0.5MPa,
3套
连锁
压力≥0.5MPa,水泵停运,需检查系统
2
超滤保安过滤器进出水压差
ROSEMENT3051量程:
0~0.5MPa
2套
连锁
压力≥0.1MPa,报警,需更换滤芯
3
超滤进出水压力变送器
ROSEMENT3051量程:
0~0.5MPa
8套
监测连锁
进水压力≥0.4MPa,报警,并停止超滤给水泵,进出水压力差≥0.15MPa,报警,解列超滤,要进行化学清洗
4
超滤进出水流量
量程:
0~100m3/h
8套
监测
5
超滤出水浊度
量程:
0~50NTU,
4套
连锁
浊度≥5NTU,报警,解列对应超滤,需要检修
6
保安过滤器进出口母管差压变送器
量程:
0~0.5MPa
1套
连锁
差压≥0.1MPa,报警,需更换滤芯
7
高压泵进口低压压力开关
量程:
0~0.5MPa,设定值:
0.1MPa
4套
连锁
压力≤0.1MPa,报警停高压泵,反渗透停机冲洗
8
高压泵出口高压压力开关
量程:
0~2.0MPa,设定值:
1.8MPa
4套
连锁
压力≥1.8MPa,报警停高压泵,反渗透停机冲洗
9
RO进水流量
量程:
0~200m3/h
2套
监测
10
RO淡水流量
量程:
0~200m3/h
2套
监测
11
RO浓水流量
量程:
0~100m3/h
2套
监测
12
RO一段进水压力
量程:
0~2.0MPa
2套
监测
根据RO压力增加情况判断RO是否需要清洗
13
RO段间压力
量程:
0~2.0MPa
2套
监测
14
RO浓水压力
量程:
0~2.0MPa
2套
监测
15
RO浓水PH
量程:
0~14
2套
监测
16
RO淡水电导
量程:
0~100μs/cm
2套
监测连锁
电导≥50μs/cm,RO出现异常,需停机检查
17
RO进水电导
量程:
0~5000μs/cm
1套
监测
18
RO进水氧化还原电位
量程:
-200mV~200mV
1套
监测
根据ORP值来调节加还原剂量
19
RO进水PH
量程:
0~14
1套
监测
20
清洗流量
量程:
0~500m3/h
1套
监测
21
清洗溶液箱液位
量程:
0~5m
1套
监测
22
清洗溶液箱温度
量程:
0~100℃
1套
监测
23
絮凝剂溶液箱液位
量程:
0~2m
2套
监测
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- 关 键 词:
- 超滤 反渗透 操作 维护 手册 范本