6吨双级反渗透设计方案Word文档下载推荐.docx
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《供电系统设计规范》GB84652
《电器设备的安全》GB/T323
《低压配电设计规范》GB84654
《建筑防雷设计规范》GB84657
《通用用电设备配电设计规范》GB84655
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB84662
3、设计范围
3.1室内设备间的管道连接为供方范围,业主负责将设备的用水、用电引入室内指定位置;
3.2涉及的水质化验药品及仪器的购买由供方提供清单及化验方法由业主自购;
3.3电源【AC220V&
AC380V】由业主引到系统配电箱前,电压波动应不大于10%。
3.4业主应按设计要求制作配套的系统设备间及设备基础,设置排水沟及其它土建设施。
【供方提供设备基础布置图】
二、项目设计基础资料
根据我公司销售工程师的走访了解,并与业主沟通,目前业主计划投资建成一套用于供应室使用的纯化水处理系统。
具体项目内容如下:
1项目名称:
医院中心供应室纯水制水系统。
2所属行业:
医疗行业
3项目所在地:
4项目涉及用水需求
4.1纯水设计水量:
≥6m3/hr@25℃
4.2水质要求:
设备终端出水电导率≤2µ
s/cm
三、工艺设计及流程
1.设计思想
本设计根据业主要求充分考虑到了系统的实用性、合理性、先进性【全自动】及可靠性,同时兼顾到节能、运行费用低、操作简便、环保及安全。
2.工艺选择
根据用户用水水质要求,在设计原则指导思想下,为满足用户水质和水量的需求,我们选择以下工艺进行设计:
“预处理——双级反渗透RO处理——UV紫外线杀菌——微滤处理”
3.系统工艺特点:
3.1该系统采用中中央控制,一切动作均在预设程序下自动进行,具备全自动功能【自动制水、自动冲洗、源水缺水/水箱满水自动停机】;
3.2具备自动产水与纯水制备待机功能,自动开机与关机;
3.3具备自动和手动两种控制模式;
3.4预处理部分的多介质过滤器、活性炭过滤器可根据原水水质的变化来确定反洗时间,定时清洗、再生;
3.5加药装置为全自动模式,自动计量投加;
3.6反渗透具有RO膜防垢程序设计功能,自动在线定时冲洗RO膜;
3.7系统中所有水箱通过液位实现自动控制;
3.8设备运行状态及参数在线实时显示,直观了然;
3.9具有操作系统的故障识别和电压安全及过载保护功能;
自动保护和报警功能;
局部出现问题,系统自动停机等;
3.10反渗透主机具有开机自动冲洗、缺水保护报警、高低压时自动停机保护功能;
3.11系统结构布置紧凑,占地面积小,有效节约空间;
3.12结构设计简单、可靠、拆装简便;
3.13执行机构的设计采用标准化、通用化、系统化零部件,便于拆装、更换、清洗零件;
3.14管路采用纯水超纯水专用U-PVC材质;
3.15采用经验证不污染水质的材料;
3.16系统能耗低,有效节约能源;
3.17耗材寿命长,制水成本低廉;
3.18系统运行可靠,供水管路封闭,出水水质稳定;
3.19反渗透出水水质超标自动排放或保护;
3.20供水的稳定性、安全性:
终端纯化水供水采用恒压供水,保证终端用水压力和流量的恒定。
4.工艺流程
原水
Q≥12m3/hr
絮凝剂加药装置
原水水箱
阻垢加药装置
原水增压泵
活性碳过滤
多介质过滤
PH调节装置
二级高压泵
级间水箱
一级反渗透
一级高压泵泵
保安过滤器
洗膜装置
终端精滤
紫外杀菌
纯水输送泵
纯水水箱
二级反渗透
用水点
图一工艺流程示意框架图
流程说明:
4.1为充分考虑系统供水的稳定性,避免市政用水高峰、低峰时带来的供水水压和流量波动,在原水供至设备间前配备原水水箱,作为用水缓冲,可以大大降低原水水压、流量带来的不均衡因素,确保系统稳定运行。
4.2多介质过滤、活性炭过滤均为自动控制,配备先进的自动控制器,设定各个过滤设备的运行状态、反洗时间、再生时间等,一旦设定后锁定,确保设备的自动运行。
控制器带有断电记忆功能,同时也可以手动操作。
4.3为确保系统终端出水满足电导率及相关指标要求,系统反渗透装置设计为双级,第一级设计反渗透膜元件9只,额定产水9.0m3/hr@25℃;
第二级设计反渗透膜元件6只,额定产水6.0m3/hr@25℃。
反渗透装置为自动控制和就地手动控制两种。
反渗透同时亦可单级使用,即第一级反渗透和第二级反渗透可独立操作。
反渗透装置脱盐率≥98%,回收率≥70%,细菌去除率≥99%,操作压力0.8~1.2MPa。
4.4为确保反渗透系统长期稳定运行,配备反渗透清洗装置,根据反渗透膜元件污染情况进行有针对的在线药洗,恢复其处理能力。
4.5纯化水供水采用恒压供水方式,确保终端用水点压力和流量稳定,降低供水波动。
4.6系统配备管道在线清洗装置,定期进行消毒清洗,确保产品质量。
4.7系统连接管路采用纯水超纯水专用的U-PVC材料,其中双级反渗透高压部分采用卫生级的304不锈钢材料。
所有材料验证对水没有任何污染。
四、系统设计相关技术要求及规范
1.产品水用途:
医院中心供应室清洗用水
2.系统进水水源:
城市自来水。
3.进水水质:
无水质报告。
4.纯化水系统的技术要求:
4.1纯化水系统设计产水量:
≥6.0m3/hr@25℃
设备终端出水电导率≤10µ
s/cm@25℃
5.系统设备相关技术要求及设计规范:
5.1供水方式:
终端稳压供水。
5.2控制方式:
系统采用全自动控制【同时亦可采用手动控制】,主机面板上设有非正常操作情况下手动开关功能。
5.3罐体规范:
预处理过滤罐体【多介质过滤、活性炭过滤】选用玻璃钢内衬PE制作,配套控制器为合资企业的自动控制器。
5.4泵规范:
原水增压泵、级间水泵、纯化水输送泵、反渗透第一/第二级高压泵反渗透清洗泵等采用南方特种泵【过流部件采用304不锈钢材质】;
计量泵选用美国米顿罗TM。
选用的泵具有运行平稳,低噪声,使用寿命长等特点。
5.5水箱规范:
原水水箱、再生盐箱、级间水箱、纯水箱和反渗透清洗水箱均采用卫生级PE制作;
水箱材料均验证对水质无任何污染存在,以确保产品水纯度要求。
5.6膜规范:
反渗透膜元件采用美国陶式DOWTM芳香族聚酰胺复合膜。
5.7精密过滤器滤芯过滤精度规范:
保安过滤器滤芯精度5µ
m;
反渗透清洗精密过滤器滤芯精度5µ
终端微滤器滤芯精度0.22µ
5.8管道规范:
系统安装管路采用纯水超纯水专用U-PVC材料;
5.9运输规范:
整套设备在运输中严格增加保护膜,不允许有损伤、划伤等缺陷。
5.10其余:
设备供应方在进场安装之前应向订购方提供各主要设备的尺寸以及安装图,操作使用说明书等技术文件。
6.设备间基本要求:
建议设备间占地面积在60平方米左右。
设备间应远离污染源,建议保持设备间内空气洁净、恒温、避免阳光直射、无震动,设备间地面建议采用防滑地砖或环氧自流地坪,并设置室内排水沟与室外排水相连。
源水(即进水)、回水管、出水管等需要供应至设备间指定位置。
设备间需要保留必要的设备用电和应急用电。
7.设备间供电基本要求:
三相五线制:
3×
380V/50Hz/50A
单相三线制:
2×
220V/50Hz/10A
8.源水供水压力:
≥0.15Mpa;
稳定供水流量建议:
≥12m3/hr@25℃
9.纯化水系统原水进水管尺寸:
≥DN50mm
10.纯化水系统出水管尺寸:
≥DN32mm
11.供货界限:
供方保证所提供的设备为全新的、先进的、成熟的、安全的、完整可靠的且出水水质能符合使用要求。
供方提供详细的供货清单,清单中依次说明型号、数量、产地、材质等内容。
对于整套系统设备运行和施工所必须的部件,即使供货范围中未详细例出,或数目不足,我公司在执行合同时补足。
除特殊注明外,所列数量均为一台机组所需。
五、单元功能说明
1.泵部分
1.1原水增压泵配备壹台,产地为南方泵业,过流部件304不锈钢,用于提升系统预处理部分运行需要的工作压力和流量;
1.4反渗透一、二级高压泵各配备壹台,产地为南方泵业,过流部件304不锈钢,用于保证一、二级反渗透装置在运行时必要的进水流量和工作压力;
1.5级间水泵配备壹台,产地为南方泵业,过流部件304不锈钢,用于反渗透级间增压;
1.6反渗透洗膜泵配备壹台,产地为南方泵业,过流部件304不锈钢,用于反渗透膜清洗时需要的压力和流量;
1.7纯水输送泵配备壹台,产地为南方泵业,过流部件304不锈钢,采用恒压控制,用于向终端各纯水用水点提供恒定压力和流量;
2全自动絮凝剂添加装置
为了加快原水的沉淀澄清过程,在原水进入到过滤设备前,通过向原水中计量滴加适当的絮凝剂,能有效加速固液分离,起到良好的过滤澄清作用。
在水处理中常用的絮凝剂有聚合硫酸铁、聚合氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝等,易溶于水,水解产物带胶体电荷,有较强的架桥吸附性能,对水中的悬浮物有极强的吸附性。
主要用于饮用水和工业给水的净化,以及工业废水处理。
同时本品还能用于除去水中所含的铁、锰、铬、镉、铅等重金属,以及氟化物和水中含油等,故可用于处理多种工业废水。
在本项目设计中,我们为用户推荐使用聚合氯化铝絮凝剂,本品具有以下性能:
★溶解性好,混凝性能好,能快速形成絮体,生成矾花大,投药量少,效率高,沉速快,适用范围广。
★适应各种温度的源水,可在较广的pH值范围内使用;
当pH值较低时,不必投加如石灰等碱性物质进行调节,仍能有效地进行絮凝处理。
★产品腐蚀性小,操作便利。
★液体产品适合自动化投加,长期使用不堵管。
全自动絮凝剂添加系统采用全自动方式控制,配备美国米顿罗P036系列计量泵,计量精确;
流量范围0-1.6升/小时,最高压力7.6巴;
整体设计轻巧,准确的速度控制,不受热源及电磁干挠,能根据水量、流速等变化通过计量泵进行适当调节,自动添加絮凝剂。
3.全自动多介质过滤器
多介质过滤器设计一台。
过滤罐体材质选用FRP增强玻璃钢内衬PE,规格为40”×
85”【即Ø
1000×
2250mm】,与传统的碳钢过滤罐相比,具有外观整洁、光滑、卫生、耐腐蚀、无污染、使用寿命长等优点。
过滤器的滤速设计10~15m/hr,设计流量>
10吨/小时。
过滤器内装有多介质滤料,如石英砂、天然卵石、无烟煤等,过滤器内的滤料从上到下、由小到大依次排列。
当水从上流经滤层时,水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成的微小眼孔,受到吸附和机械阻留的作用被滤料的表面层所截留。
同时,这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥作用,就好像在滤层的表面形成一层薄膜,继续过滤着水中的悬浮物质,这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。
这种过滤作用不仅滤层表面有,而当水进入中间滤层也有这种截留作用,称为渗透过滤作用。
此外,由于滤料彼此之间紧密地排列,水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时,就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触,将水中的细小颗粒杂质截留下来,从而使水得到进一步的澄清和净化。
随时间推移,过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。
当多介质过滤器前后的压差大于0.05-0.1MPa,此时需要利用逆向水流反洗滤料,使过滤器内填料悬浮松动,从而使粘附于填料表面的截留物剥离并被水流带走,恢复过滤功能。
多介质过滤器采用美国Fleck®
2850系列时间程序过滤控制阀,反冲洗周期设置为24小时左右(根据水质而定),每次反洗的时间为5-10min,功位设置为:
运行、反洗、正洗,功位的转换由自动控制阀中的时间控制器自动记录每个功位的运行时间,当运行时间达到程序预先设定的时间时,控制器发出指令信号给驱动马达,马达转动带动多功能阀阀芯转动,改变进出水的流向,启动水泵进行大水量冲洗,从而实现自动控制。
多介质过滤器内装填的滤料长时间使用后会磨损变小,一般2-3年更换或添加一次。
4.活性碳过滤器
活性碳过滤器设计一台。
过滤罐体材质选用玻璃钢,规格为40×
72【即Ø
1850mm】,罐体内衬PE,与传统的碳钢过滤罐相比,具有外观整洁、光滑、卫生、耐腐蚀、无污染、使用寿命长等优点。
过滤器滤速设计大于10-15m/hr,设计流量>
过滤器内填果壳活性碳滤料,其有效粒一般约为0.4-1.0mm,均匀系数为1.4-2.0,利用活性碳的吸附特性将水中的有机污染物、微生物及溶解氧等吸附于碳的表面,增加微生物降解有机污染物的机率,延长有机物的停留时间,强化生物降解作用,将碳表面吸附的有机物去除;
还可去除水中的异臭异味,去色度,去除重金属、合成洗涤剂以及脱氯等,此外活性碳的选择吸附性,不但可吸附电解质离子,还可使高锰酸钾耗氧量(COD)得到很好的控制和降低。
该设备具有吸附、生物降解和过滤处理的综合作用,不但可保证处理效果稳定,而且效率高、耐冲击负荷、占地小、操作管理简便易行且运转费用低等优点。
此外作为反渗透系统的前处理装置,活性炭过滤器可有效防止反渗透表面的有机物污染,而不受其本身进水温度、pH值和有机混合物的影响。
当过滤器运行一段时间后,需要将滤料吸附的杂质进行排除,即进行必要的反冲洗。
反冲洗强度10L/m2·
s。
活性炭过滤器采用美国Fleck®
2850时间程序控制阀,反冲洗周期为72小时左右,每次反洗的时间为5-10min,功位设置为:
运行、反洗、正洗,功位的转换由自动控制阀中的时间控制器自动记录每个功位的运行时间,当运行时间达到程序预先设定的时间时,控制器发出指令信号给驱动马达,马达转动带动多功能阀阀芯转动,改变进出水的流向,从而实现自动控制。
【免责声明】:
对于活性碳过滤器,必须按照操作使用说明书进行操作,由于用户操作不当,如:
供水压力过高导致滤罐破裂的、反冲洗不及时导致系统背压升高使设备出现故障的、阀门切换不按照说明书进行的;
我公司将不承担任何因用户操作不当带来的经济及法律责任。
5.阻垢加药装置
为了提高反渗透(RO)主机的回收率,并防止一级反渗透膜浓水端(特别是反渗透压力容器中最后一根膜元件)的浓水侧出现碳酸盐、硫酸盐和其它形式的化学结垢,从而影响膜元件的性能,对反渗透处理前的进水必须进行必要的阻垢处理。
在水处理中常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等,常用聚磷酸有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠,在水中生成长链阴离子容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上,将水中的金属离子变成一种螯和离子或络合离子,从而抑制了它们和水中的阴离子结合产生沉淀物。
阻垢添加系统采用全自动方式控制,配备美国米顿罗计量泵,计量精确;
具有多种使用功能:
手动双调、单调形式。
整体设计轻巧,先进的电路板,准确的速度控制,不受热源及电磁干挠,能根据水量、流速等变化通过计量泵进行适当调节,自动添加阻垢剂。
6.精密过滤器
在本套纯化水制水系统中配备有以下精密过滤器或微滤器:
6.1保安过滤器
位于活性炭过滤器与一级高压泵之间,数量壹台,壳体材质为304不锈钢,过滤精度为5μm,处理量为10~12吨/小时。
其目的是滤去由于水中可能带来的大于5μm的颗粒、杂质。
避免由于这些颗粒的存在经反渗透高压泵高压输出后对反渗透膜元件造成击穿、堵塞或损坏,影响反渗透膜元件的通水量和出水水质。
保安过滤器滤芯一般建议2-3个月左右取出检查或更换一次。
4.2反渗透清洗精密过滤器
在洗膜系统中,药液是循环使用进行低压清洗反渗透膜元件的,当清洗出来的含有杂质的药液需要进行必要的拦截处理后再次进入反渗透膜元件中去,避免二次污染。
反渗透清洗精密过滤器配备壹台,过滤精度5μm,过水量为10吨/小时。
反渗透清洗过滤器滤芯一般建议每次清洗后取出检查或更换一次。
4.3终端微滤器
位于紫外线杀菌器之后,数量壹台,过滤精度为0.22μm,产水量为6-7吨/小时。
其目的是滤去由于前处理过程中可能带来的微小颗粒,保证产品水的清澈,同时也能对水中细菌及细菌的尸体进行拦截滤除。
终端微滤器滤芯一般建议6个月左右取出检查或更换一次。
在本套纯化水制水系统中对精密过滤器和微滤器进行必要的例行维护【定期检查运行压力的变化、定期检查滤芯污染情况】对提高系统制水的稳定性、减少故障率是很有重要的。
7.反渗透装置
RO【ReverseOsmosis】反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
反渗膜的工作原理图如下:
将纯水与含有溶质的溶液用一种只能通过水的半透膜隔开,此时,纯水侧的水就自发的透过半透膜,进入溶液一侧,溶液侧的水面升高,这种现象就是渗透。
当液面升高至一定高度时,膜两侧压力达到平衡,溶液侧的液面不再升高,这时,膜两侧有一个压力差,称为渗透压。
如果给溶液侧加上一个大于渗透压的压力,溶液中的水分子就会被挤压到纯水一侧,这个过程正好与渗透相反,我们称之为反渗透。
我们可以从反渗透的过程看到,由于压力的作用,溶液中的水分子进入纯水中,纯水量增加,而溶液本身被浓缩。
反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。
高压泵对源水加压,除水分子可以透过RO膜外,水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外,无法透过RO膜而被高压浓水冲走。
反渗透装置是该纯化水制水系统中的核心处理部分,为达到产品水预期使用效果,根据反渗透的脱盐能力,预处理后的水经过RO进行预脱盐,利用RO膜的高脱盐性能能彻底除去过去纯水制造工艺中较难去除的TOC,SiO2、微粒子及细菌。
同时,又彻底省掉离子交换再生酸碱消耗、免除酸碱排污污染及避免离子交换层中细菌、有机物的二次污染。
经反渗透处理后的水,能去除99%以上的溶解性固体,99%以上的有机物及胶体,几乎100%的细菌。
反渗透装置设计的合理与否直接关系到项目的投资费用,整个系统运行经济效益,使用寿命,操作可靠简便性。
根据原水水质及终端用水量的要求,通过各个装置回收率的计算,反渗透设计为一台出水量为时产6.0吨的双级反渗透装置【即6.0m3/hr@25℃】。
一级反渗透回收率≥65%;
二级反渗透回收率≥70%。
RO膜元件采用美国陶式DOWTM公司生产的芳香族聚酰胺复合膜,单根反渗透膜的脱盐率在99.0%以上,反渗透主机上配有数字显示电导率仪,用于跟踪监测原水水质、出水水质,直观方便;
同时配有产水流量计、废水流量计及回收阀,配以阀门进行调节;
还配有高低压开关保护,用以反渗透主机在高压、或超低压时自动停止,从而保护了反渗透膜不在高压和超低压进行而造成损害。
反渗透主机运行压力一般在0.8-1.2Mpa。
双级反渗透装置装配有就地控制箱,能就地手动操作反渗透状态,同时第一级反渗透装置和第二级反渗透装置设计成既能联合操作,又能单独操作模式。
当反渗透膜组件长期运行后,会受到某些难以冲洗掉的污染物,如长期的微量盐分结垢和有机物的积累,从而造成膜组件性能的下降,所以必须用化学药品进行清洗,以恢复反渗透膜正常的除盐能力。
针对这种情况,根据出水水质的变化以及反渗透膜元件受到污染的情况有针对性的定期对反渗透膜组件进行药物清洗,这也是在本系统中配备洗膜装置的原因所在。
6.pH调节装置
为使第二级反渗透在进行深度处理的时候有一个良好的运行环境和终端用水的要求,pH的适应范围对其十分重要。
在二级反渗透之间采用投加NaOH的办法,使二级反渗透出水电导率大大提高。
由于我国自来水中CO2含量普遍较高,而反渗透对CO2没有截留作用,一般情况下通过一级反渗透后需将CO2去除,这样才能提高二级反渗透出水电导率。
去除CO2方法有离子交换、脱气,因常规鼓风脱气产水CO2含量一般只能控制在5mg.L-1以内,这对二级RO产水水质提高效果不明显,且使设备复杂化,而离子交换又带来再生、排污等问题。
我们在工艺中采用投加NaOH的方法将CO2转变成HCO3-和CO23-,而反渗透对HCO-3和CO23-有很高的脱除率。
这样对比实验结果见下表:
对比试验结果
项目
情况1
RO→RO
情况2
RO→脱气→RO
情况3加NaOH
电导率
2.5
1.6
0.37
电阻率
0.40
0.63
2.7
说明:
以上对比结果是在原水TDS≤400ppm的情况下得出的试验值,对比试验结果不代表我方观点,仅作为设计参考使用。
pH添加系统采用全自动方式控制,配备美国米顿罗TM计量泵自动向管道中投加稀释后的NaOH溶液,计量精确,整体设计轻巧,准确的速度控制,不受热源及电磁干挠,能根据水量、流速等变化通过计量泵进行适当调节,自动添加药剂。
该计量泵与一级高压泵实现联动,对二级反渗透进水pH值进行严格控制,保证二级RO产水水质稳定。
7.水箱部分
在本套纯化水制水系统中配备以下水箱:
7.1原水水箱
数量一台,由卫生级PE材料制成,容积为5m3,作为原水的储备,同时也作为过渡缓冲水箱使用,向预处理部分提供充足的进水水源。
水箱上配备液位控制开关,能根据水箱中的水位高低来自动控制原水增压泵和进水电磁阀的起、停。
7.2反渗透级间水箱
双级反渗透装置都必须设置一个级间水箱,数量一台,由卫生级PE材料制成,容积为3m3,用于存储第一级反渗透出水,同时为第二级反渗透运行提供进水;
也可这样说平衡一级产水和二级进水间的匹配。
中间水箱通过液位控制器对第一级反渗透和第二级反渗透进行自动控制,当中间水箱高水位的时候一级反渗透自动停机,当水箱低水位的时候,二级反渗透自动停止工作。
7.3纯化水水箱
纯化水水箱由卫生级PE材料制成,数量壹台,为全封闭式水箱,水箱容积为5m3,为避免二次污染,水箱上配备液位控制开关,能根据水
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- 关 键 词:
- 吨双级 反渗透 设计方案