120吨/小时生产用反渗透纯水设备技术方案

120吨/小时生产用反渗透纯水设备工艺方案：采用“微絮凝直流过滤器+活性碳过滤器+二级保安滤器+反渗透”的工艺方案，本方案设计取水规模160m3/h（3520m3/d），预处理产水160m3/h（3520m3/d），反渗透产水120m3/h（2640m3/d）设备按每天运行22小时综合考虑。

工程建成后，至少每年将直接提供95万吨左右的新鲜生产用水，经济效益和社会环境效益是非常显著的。

设计产水量  设计产水水量：反渗透产水120m3/h（2640m3/d）

工程设计范围

设计范围：原水池出口到纯水池入口

安装范围：一级保安滤器进水管至反渗透主机产水管出口，以及加药系统与电控系统

设计原则

1、纯水设备以投资省，运转费用低，占地面积小为原则。

2、处理系统*，设备运行稳定可靠，维护简单、操作方便。

3、污水处理系统不产生二次污染源污染环境。

4、控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使纯水处理站运行可靠、维护方便，提高纯水处理站运行管理水平。

3工艺流程

3.1系统设计原则 由于原水为市政自来水，方案设计时需要注意如下几点:

3.1.1预处理系统确定

预处理的主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、细菌、浊度、有机物等，保证后序反渗透的正常运行(常见反渗透的污染原因见下节分析)。目前用于反渗透系统的预处理根据水源不同有多种工艺，如“多介质过滤”、“纤维过滤”、“多介质过滤+活性炭”、“纤维过滤+活性碳”、“混凝澄清+多介质过滤+活性炭”、 “混凝澄清+粗过滤+超滤”、“多介质过滤+活性炭+超滤”和直接采用“超滤”等。前两种工艺多用于井水水源；第3—5种工艺多用于地表水水源，也可用于微污染水水源；后三种工艺可广泛用于地表水、循环水排污水。

因为本系统的水源为市政自来水，不同于常规意义的地表水和地下水，但考虑到市政自来水的给水水质和前套设备的经验。根据我公司的工程经验，*采用“多介质过滤+活性炭+两级保安过滤”作为纯水系统的预处理。

悬浮物、胶体、颗粒污堵可严重影响反渗透的性能，如大幅度降低产水量；多介质过滤器能有效的去除原水中的悬浮物、胶体、颗粒，当水流流过过滤介质的床层时，颗粒、悬浮物、胶体会附着在过滤介质的表面而截流下来，当反冲洗时又可以把这些截流下来的污染物排放出来；通常经过介质过滤器处理品就可以达到SDI15≤5。

为减轻超滤的负荷，改善超滤的运行状况，我们在预处理设施前面添加了包括微絮凝加药装置；在废水中存在着一定量的胶体物质，它们的粒径范围是10-4—10-6mm。由于其本身的动力稳定性和带电性，在水中是稳定的，直接过滤几乎不起作用。为了除去这些胶体，必须在原水进入多介质机械滤器前投加高分子絮凝剂ST或复合絮凝剂，高效絮凝剂ST（季胺型聚丙烯酰胺）在水中水解，可形成带电荷的分子长链，并在长链两端吸附胶体，从而形成大颗粒杂质利于滤除，以保证多介质机械滤器更有效去除水中的胶体。另外，在絮凝的过程中，部分有机物可被絮凝物吸附下来。

活性炭内孔表面积大，非常有利于进一步吸附中、小分子的有机物，一般用于吸附原水中的有机物、部分色素和有害物质，降低化学耗氧量COD。活性炭被广泛应用于生活用水及食品工业、化工等工业用水的净化，由于活性炭的比表面积很大，其表面又布满了平均为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羟基和羧基等官能团，可以对各种性质的有机物质进行化学吸附，以及静电引力作用，因此，活性炭还能去除水中腐殖酸、富维酸、木质磺酸等有机物质，还可去除象余氯一类对反渗透膜有害的物质，防止反渗透膜被氧化。通常能够去除63%—86%胶体物质，50%左右的铁，以及47—60%的有机物质。

工艺确定

本着对前套设备的工程经验，同时考虑产水水质要求，我公司按以下思路来确定本项目的工艺流程。

A、从大量中试实验和实际工程可以看出反渗透除盐和去除有机物效果非常显著，弥补了离子交换和电渗析等方法的不足；而国家标准对产水耗氧量(以O2计)的正常极限值为 3(mg／L)，特殊情况下不超过5mg／L；这一点必须通过反渗透对有机物的高效去除作用。

B、由于来水中SS 和胶体物质含量较高，必须采用微絮凝加多介质进行预处理。

C、有机物会影响反渗透膜的清洗频率和使用寿命，必须采用活性碳的深度处理。综合上述和工程实际情况,本项目提出以下工艺方案：

工艺方案： 

                混凝剂  助凝剂                              阻垢剂                       

                  ↓     ↓                                   ↓

原水泵(利旧)→管道混和器→多介质过滤器(利旧)→活性碳过滤器(利旧)→一级保安过滤器

→二级保安过滤器→高压泵→反渗透装置→RO水箱

   ↑                          

化学清洗装置 (利旧)  

主要工艺单元说明

3.3.1多介质过滤器（利旧）

可去除水中部份的悬浮固体、胶体微粒和部分有机物等。本套MMF3000x5240mm微絮凝直流过滤器，设计正常滤速11.5m/h、zui大滤速为15.0m/h，气水反冲洗。

MMF3000x5240mm微絮凝直流过滤器采用2台，单台处理水量80m3/h。

主要技术参数：

设计流量： 80m3/h

设计温度： ≤40℃

设计压力： 0.6Mpa

直    径： DN3000mm

外形尺寸： 3000×5240mm

设备材质：              钢衬胶

运行方式：              并联运行

滤料类型：              无烟煤/石英砂

3.3.2活性碳过滤器（利旧）

活性碳过滤器可去除水中部份的COD和部分有机物等，经过活性碳过滤器的出水可大大降低反渗透膜的污堵，保证反渗透系统*稳定的运行。本套MMF3000x5240mm活性碳过滤器，设计正常滤速11.5m/h。

MMF3000x5240mm活性碳过滤器采用2台，单台处理水量80m3/h。

主要技术参数：

设计流量： 80m3/h

设计温度： ≤40℃

设计压力： 0.6Mpa

直    径： DN3000mm

外形尺寸： 3000×5240mm

设备材质：              钢衬胶

运行方式：              并联运行

滤料类型：              活性碳/石英砂

3.3.3反渗透系统                      

反渗透系统主要去除水中溶解盐类、有机物分子、二氧化硅胶体及预处理未去除的颗粒物等，系统包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组本体等。系统采用PLC控制，高压泵变频运行。

考虑到本项目的水质特点、设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率、出水的含盐量等因素，兼顾业主原有设备通用性之期望，东莞益民水处理科技有限公司*反渗透采用美国通用电气公司的AG8040F-400低压高脱盐复合反渗透膜。AG膜系列可在较低的操作压力下获得高水通量和脱盐率。

本方案采用两套反渗透装置，每套一级两段排列。

一级主要技术参数：

排列方式：              7：3

设计产水量：     60m3/h

操作温度： ≤40℃

回收率： ≥75%

系统脱盐率： >97%

3.3.4加药系统

各类药品溶液箱的容积可满足一昼夜的药品用量的要求。各加药计量泵进口设有滤网。加药系统的管道采用UPVC。药品注入量能根据进水量的变化实行自动调节，而对于进水水质的变化则可随水质变化信号实行自动调节或由人工调节计量泵。药品配置是根据药品溶液发出的药液箱的药液低位报警及由运行人员操作。溶液箱和计量箱的采用PE材质。

3.3.4.1混凝剂加药装置(PAC)

投加何种混凝剂需要根据详细的水质做试验确定，本项目暂选用PAC（固体，有效成分为10%），加药量为5ppm。混凝剂加药装置包括1000L溶液箱1台、电动搅拌器1台、计量泵1台、配管和底撬1座、现场就地控制箱等。

3.3.4.2助凝剂加药装置(PAM)

选用PAM（固体，有效成分为1%），加药量为5ppm。助凝剂加药装置包括1000L溶液箱1台、电动搅拌器1台、计量泵1台、配管和底撬1座、现场就地控制箱等。

3.3.4.3阻垢剂加药装置(MDC220)

本设计RO进水中投加的阻垢剂选用美国通用贝迪的MDC220（标准药液浓度为25%,），加药量为2-5ppm。阻垢剂加药装置包括500L溶液箱2台、计量泵2台、配管和底撬2座、现场就地控制箱等。

3.3.5附属系统

A、膜清洗系统（利用原有设备）

系统设化学清洗装置一套，适用于超滤、反渗透装置的化学清洗。清洗装置包括3m3清洗药箱1台、清洗水泵1台、5μm清洗过滤器1台、仪表及连接管件组成1组。

3.4工艺管道

根据系统各段水质特点，各设备之间的工艺连接管道材质按如下设计：

原水泵至多介质过滤器进水口：UPVC

多介质过滤器出水口至高压泵进口：UPVC

反渗透出水口至产水箱：UPVC

反渗透高压部分采用不锈钢防腐管道

4系统控制

东莞市益民水处理科技有限公司针对的纯水设备项目，精心设计的设备技术方案有如下几大特点：

《1》工艺流程优化：采用世界*水处理专业机构美国通用电气公司的专业反渗透膜设计软件，针对客户的具体水质指标与用水要求，从数十种工艺模式中优选出工艺，并对所有运行参数均进行模拟试验，工艺测试保障到系统运行三年以后的运行状况。

《2》自动化程度高：反渗透主机采用变频技术与PLC编程技术，能够有效保证系统启动平稳，停机柔和，运行中变量切换时机器负荷小，减少机械损伤和水力冲击，壁免水锤现象，变频器采用德国西门子，型号：MM430，功能：采用模块化结构，组态特别灵活，采用较高的脉冲开关频率，电动机动行的噪声很小；完善的电动机和变频器保护功能，节能运行方式，该变频器属于风机水泵性，可以识别水泵是否无水空转（传动皮带故障检测功能），PLC采用德国西门子，型号：S7-200CN，功能 ：*的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯能力，丰富的扩展模块；

《3》设备运行可靠：注重使用成熟实用技术，积累多年的纯水设备制作与运行经验，针对膜前进水，浓水回流，低压冲洗等关键节点，采用成熟有效的处理手段。机电配置严格按照标准进行，管道接口质量保证、支架设置合理，对细节精益求精，提高设备运行可靠性；

4.1控制系统概述

本项目采用PLC方式对水处理系统进行全自动控制。并可实现现场就地方式，可进行自动与手动运行方式的切换，

在各水箱设有液位开关、在反渗透系统进出水口设有在线电导仪等。

用液位开关控制泵，当原水池、纯水箱的液位低于一设定值时，则相应的自动停止各提升泵，以确保动力设备的安全。

4.2主要控制回路

4.2.1水泵控制

原水泵、高压水泵等均根据相应的水箱液位自动控制启停，采用两用一备运行模式，同时联锁整个系统设备的启停。

反渗透装置的高压泵进出口装有低压和高压保护开关。当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值（通常为0.1MPa）, 会自动发出信号停止高压泵运行，保护高压泵不在空转情况下工作。 当系统因其它的原因或误操作， 使高压泵的出口压力超过某设定值时（通常为1.6MPa）， 高压泵出口压力保护会自动切断高压泵供电，同时停运相应的RO装置，保护系统设备不受损害。

4.2.2多介质过滤器和活性碳过滤器的控制

多介质过滤器和活性碳过滤器的控制是通过控制蝶阀的开/关、泵的启/停来实现运行、反洗、备用等操作过程。反洗的周期主要是根据设备的累积运行时间来设定的。

4.2.3反渗透系统的控制

反渗透系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由PLC实现自动控制。并配备了变频装置等精确控制系统。同时，RO系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出RO的有关工艺参数，如电导率、流量、压力等；以及能在就地操作盘上启停RO进水高压泵及相关的自动阀门。

当反渗透投入运行时,为了防止高压泵突然启动升压，产生对RO膜元件的高压冲击破坏反渗透膜，在RO装置的高压泵部分采用变频器控制，由变频控制器控制高压泵的频率，使反渗透膜元件逐渐升压至一定的压力。在RO停止使用时，应用产品水对RO膜组件自动冲洗3~5min左右，以避免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。

当进水压力超出设计值时，自动系统可自动关闭进水阀并报警。

4.2.5加药控制

混凝剂、助凝剂、阻垢剂计量泵和对应的工艺流程泵联锁启停，并可根据主管线流量信号调节加药量。

5系统仪表

系统仪表的配置点及数量等*可以满足本系统的安全、稳定、可靠运行的需要。

5.1流量测量点

装设就地流量指示的点

原水泵出水口

反渗透出水口

5.2压力测量点

A、装设就地压力指示表的点

过滤器进水和出水管

反渗透各段进口、浓水出口及产水管

各保安过滤器的进出口

各水泵的出口。

B、装设压力开关的点

反渗透高压泵进、出口

5.3液位测量点

B、装设液位开关并设低液位报警的点

混凝剂计量箱

助凝剂计量箱

阻垢剂计量箱

原水池

纯水箱

浓水箱

5.4水质测量点 

进水电导率仪表

产水电导率仪表

6公用工程

6.1电力

电源： 600V/380V/220V±10%，50HZ；

总装功率： 196kW；

运行功率： 125kW；

实际运行功率：          94kW；

用电负荷表：

6.2压缩空气

仪表用气zui大流量1m3/min（间断使用），压力0.4MPa~0.7Mpa。阀体用气zui大流量1m3/min（间断使用），压力0.4MPa~0.7Mpa。过滤器用气3.42m3/min（间断使用），压力0.05MPa~0.08Mpa。

6.3排水系统

6.3.1过滤器反洗排污水

流量：瞬时zui大量160m3/h,，历时5分钟， 

水质：CODcr≤100mg/L

SS≤500mg/L

到污水处理厂调节池

6.4系统运行所需化学药品

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