220T反渗透水处理系统技术方案.docx
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220T反渗透水处理系统技术方案
1.水源条件及技术要求
2.设计技术规范
3.工艺流程图
4.设备供货范围清单
5.设备工艺说明
6.设备技术规范
7.技术资料及设备制作
8.安装调试及人员培训
9.设备运行及维护
10.售后服务及承诺
11.反渗透系统常见故障及解决办法
1.水源条件及技术要求
1.1供水水源水质条件
本水处理系统工程供水水源为地下水。
水质分析：
1.2产水要求
1.2.1水处理工艺
本项目采用的处理工艺如下：
多介质过滤+超滤+反渗透+混床
1.2.2产水量
预处理：
60m3/h
反渗透：
2×20m3/h
混床：
40m3/h
1.2.3产水水质
预处理：
污染指数：
SDI﹤5
浊度：
﹤1
余氯：
﹤1ppm
总有机碳：
TOC﹤2ppm
反渗透：
硬度：
≈0
SiO2：
﹤0.1mg/L
电导率：
﹤25μs/cm
回收率：
75%
脱盐率：
≥98%（一年内）
≥97%（三年内）
混床：
硬度:
≈0mg/L
SiO2:
﹤0.02mg/L
电导率:
﹤5μs/cm
1.3电源和气源（用户提供）
1.3.1电源
本系统采用电源为380V、50Hz三相五线制式。
由厂方提供一动力柜，安装于化水车间靠近反渗透主机的靠墙位置。
频率
50
HZ
额定电压
380/220
V
系统总耗电量
175
KW
1.3.2气源
本系统预处理过滤器反洗用气源，使用厂方原有气源。
若厂方无气源，使用罗茨风机（用户自备）提供气源。
露点：
-30℃
含油量：
无
含颗粒物质：
无
压力（操作/设计）：
0.049MPa
温度（操作/设计）：
常温
2.设计技术规范
2.1进口设备规范
国外供货设备的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ATM）所涉及的标准或具有相同的机械性能。
2.2国产设备规范
国产设备制造和材料应符合下列最新版本的要求：
《钢制压力容器》
《压力容器安全技术监察》
《水处理设备制造技术条件》
《压力容器无损检测》
《压力容器法兰检测》
《钢制焊接常压力容器技术条件》《钢制管法兰》
《压力容器油漆、包装、运输》
《化工设备、管道外防腐设计条件》
《电厂水处理设备制造质量分等标准》
《橡胶衬里化工设备》
《橡胶衬里设备技术条件》
《水处理设备油漆包装技术条件》
2.3对外接口法兰要求
87GD《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》
接口法兰应与阀门法兰配套
2.4热控部分标准和规定
NDGJ16-89火力发电厂热工自动化设计技术规定
CECS8196工业计算机监控系统抗干扰技术规范
1998.09.30火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定
GB11920-98电站电气部分集中控制装置通用技术条件
GB4720-84低压电器控制设备
JB616-84电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件
TEC144低压开关和控制设备的外壳防护等级
ANSI488可编程仪器有数字接口
ISA--55.2过程运算的二进制逻辑图
ISA--55.3过程操作的二进制逻辑图
ISA--55.4仪表回路图
NEMA--ICS4工业控制设备及系统的端子板
NEMA--ICS6工业控制设备及系统有外壳
2.5机泵执行标准
HIS美国水力学会标准
API615《炼油厂机械设备噪音控制》
ISO2858《轻工况工艺和公用工程用离心泵》
ANSIB16.5《钢制管法兰》
AFBMA滚动轴承制造商学会标准
GB/T5656-94《化工离心泵技术条件》
GB/T3215-82《炼油厂、化工及石油化工用离心泵通用技术条件》
GB10889-89《泵的震动测量与评价方法》
GB3216-89《离心泵、混流泵，轴流泵和漩涡泵试验方法》
GB8196-87《机械设备防护罩安全要求》
JB/T7258-94《一般用途离心风机技术条件》
3.工艺流程
3.1流程概况
针对该系统的地下水水源，采用多介质过滤作为反渗透的预处理，既节约成本、简化操作，又保证了系统运行的可靠性；后置超滤系统进一步去除原水中有机物，胶体，细小颗粒充分保证反渗透进水需要；采用反渗透工艺作为该系统的脱盐工艺，既简化操作，又减少了传统离子交换工艺的酸碱用量，避免了大量酸碱废水的排放，从而大大降低系统的运行成本，同时又提高了系统对水源变化的适应能力。
为保证系统产水水质的稳定性，该系统把混床作为精处理工艺，运行简单，操作方便，可充分保证产水水质满足用户要求。
在预处理工艺中，为保证预处理出水水质满足反渗透工艺的要求，采用合理的滤料配置，改善介质过滤器的过滤效果，从而保证多介质出水水质SDI小于5，浊度小于1。
在反渗透工艺中，为避免膜系统浓水侧的结垢现象发生，采用进水添加高效复合阻垢剂。
3.2工艺流程图
4.设备供货范围
4.1设备供货范围
系统供货范围：
原水泵进口至混床出口范围内的所有单元设备及电气电缆等安装材料。
4.2施工安装范围
系统安装范围:
原水泵进口至混床出水口的所有单元设备，包括仪表、管道、电气设备。
4.3主要设备清单
序号
设备名称
规格型号
产地
材质
单位
数量
一
自动加热装置
流量：
90m3/h
出水温度：
20~25℃
套
1
二
预处理部分
1.
原水池
100m3
用户自备
座
1
2.
杀菌剂投加装置
套
1
加药泵
P056
米顿罗
台
3
加药箱
500L
国产
PE
只
1
5.
原水泵
流量：
15~30m3/h
扬程：
30~34m
功率：
5.5KW
国产
铸铁
台
3
6.
多介质过滤器
Φ3000
国产
碳钢衬胶
台
2
无烟煤
国产
吨
5.5
石英砂
2~4、1.2~2、0.5~1.2
国产
吨
19.2
9.
浓水箱
100m3
用户自备
碳钢防腐
座
1
反洗水泵
流量：
150m3/h
扬程：
20m
功率：
11KW
原有
铸铁
台
1
罗茨风机
流量：
5.56m3/min
压力：
0.07MPa
备选
铸铁
台
1
12.
SDI测试仪
国产
套
1
13.
14.
管系阀门仪表
国产
套
1
三
自清洗装置
9
清洗组件
316L
10
电力马达
RV
11
压力控制器
12
PLC电控箱
13
电动控制阀
四
超滤装置部分
超滤膜组件
型号：
SFP2860
产水量：
2.5m3/hr
截流分子量：
50000道尔顿
膜丝内外径：
1.0/1.6mm
DOW
PVDF-PVA合金
支
2x15
阀门仪表
气动阀
瑞士GF
铸铁
只
10
手动阀
上海
铸铁
只
8
机架
套
1
超滤反洗装置
套
1
超滤水箱
15m3
PE
座
1
五
反渗透部分
反渗透增压泵
流量：
30m3/h
扬程：
20m
台
3
15.
阻垢剂加药装置
套
1
加药泵
P056
米顿罗
台
3
加药箱
500L
国产
PE
只
1
18.
保安过滤器
Φ400x1400
国产
不锈钢
台
2
滤芯
5μm
PP
支
60
20.
高压泵
流量：
30m3/h
扬程：
130m
格兰富
不锈钢
台
2
21.
反渗透装置
膜元件
BW30-400
陶氏
支
48
压力容器
80A30-6
国产
FRP
只
8
反渗透组架
国产
套
1
25.
除盐水箱
100m3
用户自备
碳钢防腐
座
1
26.
清洗系统
原有
清洗水箱
1500L
原有
PE
台
1
清洗保安过滤器
Φ300x1000
原有
不锈钢
台
1
滤芯
5μm
PP
支
15
清洗泵
流量：
24m3/h
扬程：
30m
不锈钢
台
1
31.
控制阀门仪表
低压开关
0-6bar
韩国
只
2
高压开关
1-25bar
韩国
只
2
电导率仪
CM230
套
4
流量计
数字显示
套
2
电动慢开门
DN80，PN2.5
支
2
压力表
0-20bar
红旗
只
6
32.
管系、阀门
国产
套
2
三
混床系统
33.
除碳器
φ1000
大江
碳钢衬胶
台
2
除碳风机
配套
台
2
多面空心球
φ50
塑料
m3
3.14
36.
中间水箱
15m3
大江
碳钢衬胶
座
1
37.
中间水泵
流量：
40m3/h
扬程：
38m
功率：
7.5KW
国产
不锈钢
台
3
38.
混合离子交换器
φ1200
大江
钢制衬胶
台
2
阳离子交换树脂
001×7
争光
吨
0.9
阴离子交换树脂
201×7
争光
吨
1.6
39.
混床再生系统
原有
树脂复苏罐
φ1200
碳钢衬胶
台
1
卧式酸储罐
5m3
玻璃钢
台
1
卧式碱储罐
5m3
玻璃钢
台
1
酸计量箱
05m3
台
1
碱计量箱
0.5m3
台
1
射流器
台
2
流量计
台
2
41.
纯水箱
100m3
用户自备
碳钢防腐
座
1
42.
管系阀门仪表
国产
套
2
四
控制设备
43.
现场控制柜
大江
台
1
44.
动力柜
大江
台
1
45.
控制柜
可编程PLC
套
1
46.
电器元件
国产
批
1
47.
线缆
国产
批
1
5.设备工艺说明
5.1预处理
5.1.1原水池
原水池用于贮存进入本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统的进水量稳定。
如果采用原水作为多介质过滤器的反洗用水，必须为过滤器的反洗提供足够的用水量。
原水箱的容积应能满足系统1~2个小时的用水量，材质为砼结构，内涂环氧或内衬玻璃钢防腐。
本系统设置原水池容积约为2个小时
的用水量，原水池容积为100m³。
5.1.3杀菌剂加药装置
杀菌剂用于降低原水的微生物含量，防止细菌和微生物的繁殖滋生，污染超滤和反渗透膜。
本系统采用氧化型杀菌剂，投加量为0-3ppm比较合适。
本系统采用进口米顿罗计量泵计量加药，此泵质量好，计量精准，性能稳定，使用寿命长。
如右图示。
5.1.4原水泵
原水泵为预处理工艺提供恒定的水量和压力，保证预处理设备在正常工作状态下运行。
该系统选用3台（二用一备）单级卧式离心泵，扬程32m，流量30T/H，功率5.5KW。
该泵由螺栓固定在铸钢基座上，并用强度地脚螺栓固定在预埋的基础上。
该泵具有以下特点：
a.泵轴的绝对同心度及叶轮优异的动静平衡,运行平稳且无振动。
b.采用硬质合金密封，不易泄露。
c.较小的占地面积，低噪音，低故障率，同时维修方便。
5.1.5多介质过滤器
多介质过滤器是本系统的重要预处理装置，它采用石英砂和无烟煤作为滤料，可以有效去除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质，降低浊度和SDI值，保证产水水质满足后续处理装置的进水水质要求，出水水质SDI小于5mg/L,浊度小于1NTU。
特性：
*能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物、铁锈；
*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，使过滤器达到最好效果；
*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；
*选用较低的运行流速，以适应将来水质变坏的可能性；
*过滤器为碳钢材质，外涂一层底漆，两层面漆，内部经过环氧树脂防腐处理，保证过滤器不受水的腐蚀，可保证过滤器15年以上安全运行。
根据用户预处理产水量110m3/h的要求，本系统设置2台直径3000mm的立式多介质过滤器（一用一备），运行时出力60m3/h，流速为8.6m/h。
当过滤器在进出口压差达到0.1MPa时，则应退出使用进行反洗。
过滤器是否反洗根据运行压差和出水悬浮物的含量来判断，过滤器前后设有压力表，根据前后所显示压力的差值，来判断是否需要反洗。
*过滤器为碳钢材质，外涂一层底漆，两层面漆，内部经过环氧树脂防腐处理，可隔离水和碳钢的接触，保证过滤器不受水的腐蚀，可保证过滤器15年以上安全运行。
5.1.9罗茨风机
由于过滤器工作一段时间后滤料易产生结块倾向，其滤料表面会黏附大量的杂质，甚至造成滤料结成泥球。
单一的水反洗很难彻底除去截留下来的杂质。
采用压缩空气进行鼓泡擦洗，同时借助水的作用，则很容易将滤料表面黏附的杂质或泥球剥落或打散，然后由水流带出，从而提高过滤器反冲洗的效果。
过滤器空气擦洗时所需的风量很大，但时间很短（一般在10分钟左右）、风压较低（一般为0.07MPa）。
对过滤器进行反洗时，空气强度一般为10~20L/m（m²·s），且一般控制在15L/（m²·s）左右为宜。
本系统采用罗茨风机作为气源，选用流量为5.54m3/min，压力为0.07MPa的罗茨风机。
也可使用0.2Mpa压力的压缩空气，另需设置台压缩空气贮罐。
5.1.10反洗水箱
反洗水箱是用来储存反渗透浓水的，反渗透浓水只是含盐量高些，没有其它有害物质，可以用来反洗过滤器。
浓水带有一定的压力，可以自行进入反洗水箱暂存，这样就可以节约大量的过滤器反洗用水，有效的降低运行成本。
本系统设置一台容量为100m3/h的反洗水箱，材质为碳钢结构，内涂玻璃钢环氧或内衬玻璃钢防腐。
此水箱用户自备，可与原水箱共用。
5.1.11反洗水泵
反洗水泵的作用是为多介质过滤器的反冲洗提供充足的水量。
根据反洗强度计算出所需流量，进行泵的选型。
本系统配置一台单级卧式离心泵，流量为150m3/h，扬程为20m，功率为11KW的反冲洗水泵。
该泵由螺栓固定在铸钢基座上，并用强度地脚螺栓固定在预埋的基础上。
该泵具有以下特点：
a.泵轴的绝对同心度及叶轮优异的动静平衡,运行平稳且无振动。
b.采用硬质合金密封，不易泄露。
c.较小的占地面积，低噪音，低故障率，同时维修方便。
5.1.12SDI测试仪
SDI测试仪用于检测经过预处理的原水的污染指数，按反渗透膜的进水要求，污染指数SDI应该小于5。
否则，预处理水就不合格，必须停止反渗透系统的运行，检查维修预处理系统，直至出水污染指数小于5。
本系统设置一套SDI测试仪，安装在预处理出水母管上，在线检测出水水质。
5.2反渗透系统
5.2.1阻垢剂加药装置
阻垢剂加药装置的作用是在经预处理后的原水进入反渗透之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透膜浓水侧产生结垢。
反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，在高压作用下，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧成为产品水，而无机盐离子就留在原来的一侧，随着原水逐步得到浓缩，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，通过浓水排放系统从装置中排出。
原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。
判断水结垢的标准是：
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；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。
本系统推荐选用进口高效复合阻垢剂，它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它具有以下功能：
·抑制析出作用
·分散作用
·晶格扭曲作用
·络合作用
该产品的主要特点：
·具有足够的分散能力以分散膜表面阻塞微粒
·在很宽的pH范围内有效
·与进水中的铝及铁氧化物兼容
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1.81
·CaSO4的饱和指数可达3.5倍
·BaSO4的饱和指数可达105倍
·SrSO4的饱和指数可达36倍
·对CaF2有完全抑制作用
本系统设置两套阻垢剂加药装置，每组反渗透系统配置一套，一箱一泵制，以保证每套反渗透系统的稳定加药。
5.2.25μ保安过滤器
通过预处理的水在进入反渗透系统之前通常会设置5μm的保安过滤器，目的是截留经过预处理后的原水中残留的大于5μm的颗粒物质，防止管路和中间水箱带入污染物。
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，同时还可能划伤高压泵的叶轮。
过滤器中的滤元为可更换进口滤芯，该滤芯的绝对精度为5μm，采用独特密封方式，不会发生短路或泄漏，且易于更换，运行过程中，过滤器前后的压力差一般为0.05MPa左右，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.1MPa）时，必须更换滤芯。
经验值是系统运行3个月就必须更换滤芯。
保安过滤器采用耐腐蚀的304不锈钢材质外壳，装填滤芯，该滤芯具有以下优点：
·过滤精度精确；
·污染物不能进入深处，
·水通量大；
·纳污量大、寿命长；
·易更换。
该系统设置2台保安过滤器，不锈钢材质，直径500mm，每台装填40只40＂PP喷熔滤芯。
5.2.3高压泵
高压泵是反渗透系统中的核心设备之一。
高压泵为进入反渗透膜元件的原水提供足够的压力和流量，以克服渗透压和运行阻力，保证反渗透膜的正常运行，产出预期的水量。
根据反渗透本身的特性，需要一定推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。
根据反渗透的配置，经专用软件计算后，在设计水温为15℃时，系统三年后要求提供的进水压力不小于1.5MPa。
本套反渗透系统设置2台出力为30m3/h，扬程为130m的不锈钢进口格兰富高压泵。
5.2.3.1低压保护开关
低压开关的作用是防止进水压力太低或无进水时高压泵空转而造成的高压泵损伤。
当种种原因形成预处理产水流量变小或者无产水时，高压泵的进水压力就会变得很低甚至形成真空，低压开关启动，切断高压泵电源，以保护高压泵不受损害，同时停止反渗透系统的运行。
5.2.3.2高压保护开关
高压开关的作用是防止高压泵出口水流压力过高时对高压泵以及反渗透组件造成的伤害。
系统运行过程中，当种种原因形成高压泵出口水流压力变大超过设定值时，高压开关就会启动，切断高压泵的电源，使高压泵停止运转，同时停运反渗透系统。
5.2.3.3电动慢开门
为了防止反渗透系统的膜组件受到水锤的冲击而损伤，系统在高压泵之后，反渗透组件之前设置一个电动慢开门。
高压泵启动时，会瞬间产生高压水流，特别是管道中存有空气时，会形成水锤，这将严重损伤反渗透膜组件。
电动慢开门的作用是，当高压泵启动的瞬间同时启动电动阀门，但是经过设置后的阀门是慢慢开启的，这样进入反渗透膜组件的水流和水压也是慢慢增加的，使反渗透膜内的水压温和的增至设定的压力。
充分地保护膜系统的安全运行。
5.2.3.4进水电导表
进水电度表是用来监测反渗透系统的进水电导率的。
进水电导率近似于原水电导率，因此两套反渗透系统共用一套电导率表，安装在反渗透系统进水母管上，进行在线监测反渗透系统的进水电导率。
同时其测量参数也是计算系统脱盐率的重要依据。
根据测出的进水和产水电导率就可以计算出本反渗透系统膜组件的脱盐率。
5.2.4反渗透本体装置
反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，它利用反渗透膜的特性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内的膜组件，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。
根据用户的要求，本系统将反渗透设置成二套出力为20m3/h的反渗透装置。
设置二套的优点是由于二套反渗透系统相对独立，运行过程中，若其中一套设备有故障，在维修的同时，另一套反渗透系统可以继续运行，不会影响正常的生产。
另外格兰富高压泵没有更大流量的，较小的高压泵更易于运输安装及维修。
5.2.4.1压力容器
本系统的压力容器采用国产优质玻璃钢压力容器，最高承受压力为300psi，形式为侧装，其端头特殊优化设计，是安装、维修更容易，运行更安全，玻璃钢还有耐腐蚀的有点，以防止二次污染。
根据计算所得，本系统配置8根6芯装的玻璃钢压力容器，分二组成2:
2一级两段排列，最大限度地提高系统的回收率，减少水资源浪费，同时也相应地降低了运行成本。
5.2.4.2膜元件
本装置反渗透膜元件均采用世界上最先进的TFC型复合膜，单根膜脱盐率达99.5%，根据用户提供的原水水质分析报告，经过反渗透膜专用计算软件计算每列反渗透，当设计温度为15℃，反渗透装置的回收率为75%时，配置48支美国陶氏公司的BW30-400膜元件，分别安装在8根压力容器内，分二组成2:
2排列。
5.2.4.3反渗透机架
反渗透装置的机架采用优质碳钢，根据反渗透膜组件的排列进行优化设计，反渗透主机高压管道系统采用工业级不锈钢材料，不锈钢焊接采用氩弧焊，保证焊口在高压下不易受到化学物质的侵蚀，焊接完毕利用酸钝化去除焊口铁渣及其他污染物；低压管道系统采用优质UPVC材料，此材料易于安装维修，且耐腐蚀。
5.2.4.4产水流量计
产水流量计是用来监测反渗透系统的产水流量的。
产水流量的大小直接影响整套水处理系统的产水量，同时其测量参数也是计算系统回收率的重要依据。
本系统设置的在线产水流量计，量程为0-100m3/h，分别安装在二套反渗透系统上，进行在线监测反渗透系统的产水流量。
5.2.4.5产水电导表
产水电度表是用来监测反渗透系统的产水电导率的。
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