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工业反渗透纯水设备设计方案

文章来源:东北亚水网 作者:水处理设备网 时间:2013-03-07 09:42:35

  工业反渗透纯水设备要以性能稳定结构合理为基本原则,在保证水质的前提下实现连续供水智能控制。在方案设计过程中要严格按照各类标准和专业技术规范进行系统设计,并立足于为用户减少投资、降低运营成本、维护及保养简便及运行安全等角度。

  一、基本数据:

  1、 原水

  进水水质:生化出水(无具体水质报告)

  进水温度:常温

  进水水量:≥50m3/hr

  2、 产水

  产水能力:37.5m3/hr

  工作时间:24小时/天

  产水回收率: 75%;

  产水水质: 达到生产工艺用水水质指标

  二、工艺流程示意图

  杀菌剂添加系统 阻垢剂添加系统

  原水—--—机械过滤器-----活性炭过滤器------保安过滤器-----高压泵----一级反渗透-----RO产水贮罐-----用水点

  注:以上斜体划线部分为用户自备

  三、系统部件组成说明

  预处理部分

  1、原水泵 数量1台----用户自备

  单台输送水量50m3/hr以上,输出压力0.4Mpa,用于将原水从水井提升并作为机械过滤器的进水加压。

  2、机械过滤器反冲洗泵 数量1台---用户自备

  单台输送水量305m3/hr以上,输出压力0.4Mpa,用于将原水从水井提升并作为机械过滤器的反冲洗用;机械过滤器的反冲洗强度为12L/m2.S,故当过滤器两端压力超过0.15Mpa时,需将原水泵与反冲泵并联对单台过滤器进行反冲洗。

  3、杀菌剂添加系统 数量1套

  包括计量泵和杀菌剂贮箱。

  为避免细菌、藻类与其他微生物在机械过滤器、管路、微滤过滤器等系统内繁殖,本系统设计了一套在线式杀菌剂计量添加系统,安装在机械过滤器入口前的进水管路上,该系统定期间歇启动往系统内添加杀菌剂。

  1、机械过滤器及活性炭过器 数量各1台

  机械过滤器和活性炭过滤器是反渗透系统的重要预处理装置,它采用粒径为φ4~φ32mm的卵石作为支承层,采用粒径为φ1~φ4mm的石英砂、φ0.8~φ1.8mm的无烟煤、20-40目的活性碳作为滤料,它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等物质,保证其出水SDI(污染指数)≤3。

  特性:

  *能够有效地去除原水中反渗透系统敏感的胶体、悬浮物等;

  *具有独特的均匀布水方式,能够阻留滤料均衡滤层阻力防止偏流,使过滤器达到好效果,能长期满足反渗透膜对污染指数SDI的要求;

  *填料选用优质滤料,滤料不均匀系数均为2-3以保证良好的过滤效果,且不会出现反洗乱层现象;

  *带空气擦洗的反洗装置,能力强、时间短、水耗低;

  *选用较低的运行流速,以适应将来水质变坏的可能性;

  *过滤器为碳钢衬胶材质。设备本体上设排空管,下设排污口。

  根据用户反渗透产水量要求,本方案设置1台直径φ3000mm的立式多介质过滤器和1台直径φ3000mm的立式活性炭过滤器,设备出力50m3/hr,运行流速8-9m/h,反洗强度为12-15L/m2.s。当过滤器在进出口压差达到一定值或出水SDI大于3时,则应退出使用进行反洗。

  机械过滤器是否反洗根据运行压差和SDI值来判断,在多介质过滤器出水管路上设

  置SDI专用测试管,配备有恒压阀的SDI测定仪,测试阀全开时测试管内水压为SDI的测试压力0.27Mpa,过滤器前后设有压力表,根据前后所显示压力的差值,判断是否需要反洗。

  机械过滤器和活性炭过滤器的运行、反冲洗为手动操作方式。

  反渗透主体部分

  5、 保安过滤器 数量2台

  316SS不锈钢袋式微滤过滤器,内装5um PEXL滤袋。

  原水经过机械过滤器后进入反渗透设备之前,为避免过滤器内的泄漏的滤料以及未能完全滤除的悬浮物质进入膜系统,需在进膜系统之前设置一道安全过滤器,考虑到过滤效果、运行成本和便于更换滤袋等操作,本方案设计采用了本公司先进的袋式过滤技术,此过滤器为卡箍结构,更换滤袋快而方便,更换频率一般以月计,每次更换时间约为1-2min。

  6、RO进水高压泵 数量1台

  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,需有一定的推动力去克服渗透压等阻力,才能保证达到设计的产水量。

  本套反渗透装置配备丹麦GRUNDFOS公司的304不锈钢立式多级离心泵,流量为50m3/h,扬程为160m,功率为37kw;

  7、 反渗透主体装置 数量1套

  反渗透装置是本系统中主要的脱盐装置,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预处理出水进入膜组件,水分子通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入中间水箱。反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管,排出系统之外。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、监控仪表及程控监视操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。

  工业反渗透纯水设备反渗透膜组件均采用进口的抗污染反渗透膜,单根膜标准脱盐率达99.7%,设备配置48根8040的膜组件,每根膜组件有效膜面积为400ft2,分别安装在8根玻璃钢压力容器内(耐压300PSI),每支压力容器内装6支膜芯。

  8、CIP清洗系统 数量1套

  反渗透膜组件在长期运行后,会受到某些难以冲洗掉的污染,如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降,运行压力升高,因此必须使用化学药剂进行清洗,以恢复正常的除盐能力。

  反渗透的清洗应根据段间压差、脱盐率、产水量等指标综合判断膜的污染情况,确定污染原因采取不同的药剂进行清洗。

  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的清洗溶液,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。它包括一台不锈钢清洗泵,一台清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道、接头等附件。

  9、 设备框架

  设计采用工业标准厚壁不锈钢方管,管材外表面抛光处理。

  10、 RO产水贮罐 数量1只----用户自备

  PE或不锈钢水罐体积50m3,带高低液位控制开关,与反渗透设备和产水泵联动。

  当贮罐液位高于上限液位时,RO系统自动关闭,并在液位低于低液位(或高液位状态解除时)自动恢复运行。

  当贮罐液位高于下限液位时,为避免产水泵空转,产水泵将停止运行,直至低液位报警解除时恢复运行。

  当系统停机时,为防止高硬度原水在RO设备中沉积而污染膜,所以RO设备停机后必须用贮罐中纯净的RO产水正冲RO设备,以“赶跑”含高浓度离子的原水。以及RO设备进行CIP清洗后,也必须用纯净的RO产水正冲RO设备中残余的清洗液。

  11、 现场在线监测仪表

  为监测系统的正常运行状况并辅助系统实现一定条件下的自动运行,在系统中相应的控制点设计配备了相关的现场在线检测与控制仪表。为使所有现场检测数据均能通过PLC集中处理,现场监测仪表部分输出4-20mA标准信号。包括:

  1) 压力开关(PW)

  数量:1只

  安装于微滤过滤器之后,用于检测RO系统高压泵之前的管路供水压力,通过PLC控制系统与RO系统联动,当此压力低于下限安全值时,系统报警提示原水供应不足。

  2) RO进水电导率仪(CW)

  数量:1只

  用于监测经过机械过滤预处理的RO进水电导率指标,根据显示数值,可以提示操作人员注意原水水质变化情况。

  3) 在线压力传感器(PI)

  数量:1只

  RO设备高压泵出口。

  用于检测并反向控制高压泵出口(膜进口)的运行压力,压力传感器将检测压力信号送往PLC控制器处理,PLC控制器根据设定的压力值与实际检测值进行对比,并通过调节高压泵电机的变频器,从而使运行压力始终与设定压力相吻合。在系统清洗或冲洗时,只要在触摸控制屏上将工况选择为清洗或冲洗,则系统的工作压力可以根据清洗或冲洗要求的压力自动调节高压泵的运行压力。

  4) RO产水电导率仪(CW)

  数量:1只

  RO设备产水管路上。

  用于检测RO产水指标,根据显示数值可以提示操作人员检查系统或清洗膜组件。

  5) 浓水、产水转子流量计

  数量:2只

  用于检测RO设备的产水及浓水流量。

  6) 液位开关(LW)

  用于检测RO产水贮罐液位,并可在PLC控制程序中与设定值进行比较计算,当液位低于设定的下限值时,反渗透系统可以自动开机,当液位达到设定的上限值时,反渗透系统可以自动关机。贮罐液压的上下限值可以根据生产运行的需要通过相关的权限进行调整。

  12、 控制系统

  2) RO高压变频控制器 数量1台

  功率:37KW;

  配备变频控制器系统实现了柔性启动与柔性停止,因此不会在开停机时造成水锤现象,避免对膜元件和系统的冲击。同时不至于在开机时造成大电流消耗,避免导致厂区电网的电压与电流波动。

  3) PLC程序控制系统

  系统自动控制选用SIEMENS S7系列PLC程序控制器实现自动与手动结合的运行控制模式,对于现场在线检测仪表采集的标准信号予以集中处理,并输出控制信号及报警信号,当系统供水不足、进膜压力超标时系统均可自动报警。

  4) 基础电气控制系统

  电气控制系统中的基础元件均选用SIEMENS的元件,配合PLC控制模块控制系统中的高压泵及产水泵。

  5) 现场控制柜

  在设备操作面设有现场控制柜,现场控制柜采用彩钢板喷塑制成。触摸显示屏安装于RO系统现场控制柜上。

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