abfakv15t反渗透制水方案.docx
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abfakv15t反渗透制水方案
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懒惰是很奇怪的东西，它使你以为那是安逸，是休息，是福气；但实际上它所给你的是无聊，是倦怠，是消沉;它剥夺你对前途的希望，割断你和别人之间的友情，使你心胸日渐狭窄，对人生也越来越怀疑。
—罗兰
15m3/h反渗透纯水制备
技术方案
2010年01月
目录
1项目概述2
1.1项目概况2
2设计基础3
2.1设计原则3
2.2设计依据3
2.3自来水水量水质3
2.4反渗透产水标准4
3工艺路线5
3.1设计思想5
3.2工艺流程5
4主要技术6
4.1多介质过滤技术6
4.2活性炭过滤技术6
4.3反渗透技术7
5工艺设计及设备选型8
5.1原水箱8
5.2多介质过滤8
5.3活性炭过滤9
5.4保安过滤器9
5.5反渗透装置10
5.6产水箱13
6电气设计14
6.1设计依据14
6.2设计范围14
6.3接地、防雷、防爆14
6.4管线敷设及电缆选择14
6.5照明15
6.6继电保护15
6.7用电设备的控制15
6.8供电负荷的计算16
7人员编制及经营管理17
7.1人员编制17
7.2经营管理17
8工程投资18
8.1设备投资18
8.2电气与仪表投资19
8.3工程投资19
9运行费用20
9.1计费标准20
9.2运行费用20
1项目概述
1.1项目概况
项目名称：
15m3/h反渗透纯水制备
项目性质：
交钥匙工程
承包范围：
自来水反渗透处理系统的工艺设计，设备选型及配电、自控、仪表、动力等公用工程的设计，系统安装调试、系统验收、操作培训、保驾运行及售后服务等
主要技术：
自来水反渗透处理采用“微絮凝+多介质过滤+活性炭过滤+保安过滤器+反渗透+消毒”处理工艺
建造时间：
20天
调试时间：
10天
验收标准：
甲方指定的标准
2设计基础
2.1设计原则
1、设计必须符合适用的要求
选择的处理工艺、构筑物（建筑物）型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证反渗透处理站功能的实现。
2、设计应符合经济的要求
设计中一方面尽可能采用合理措施降低工程造价，选用质优价廉的设备；另一方面又必须保证在工程建成投入使用后，取得最大的经济效益和使用效果。
3、设计技术应当力求先进和合理
设计中必须根据生产的需要和可能，在经济合理的原则下，尽可能采用先进技术。
在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。
2.2设计依据
1、甲方提供的基础设计资料（水质水量资料和工程占地资料）；
2、《环境工程师手册（水污染防治卷）》，高等教育出版社；
3、《生活饮用水水质标准》（GB5749-2006）；
4、《室外给水设计规范》（GB50013-2006），2006年版；
5、《建设项目环境保护管理条例》（1998年）；
6、工程设计收费标准。
2.3自来水水量水质
根据甲方要求，反渗透产水水量：
Q=15m3/h，原水进水水量：
Q=20m3/h
自来水水质：
序号
监测项目
结果
1
PH
6.5～8.5
2
色度
≦15度
3
浊度
≦3度
4
总溶解固体
≦1000mg/L
5
细菌总数
≦100个/mL
6
大肠菌群
≦3个/mL
2.4反渗透产水标准
反渗透出水水质标准：
序号
监测项目
结果
1
PH
5～7
2
色度
≦5度
3
浊度
≦1度
4
电导率
≦10µS/cm
5
细菌总数
≦20个/mL
6
大肠菌群
≦3个/mL
3工艺路线
3.1设计思想
原水为自来水，水质较好，但还有可能存在硬度、碱度、溶解性固体和微量COD以及少量浊度，即少量悬浮物，因此我们采用微絮凝和多介质过滤器除去少量悬浮物，利用活性炭过滤器除去微量COD和余氯，在反渗透前加酸和阻垢剂，防止反渗透膜结垢，原水进入反渗透装置前先进入保安过滤器，防止细小的微粒以及活性炭粉末堵塞反渗透膜的流道和破坏反渗透膜。
因此，自来水处理工艺归纳起来为：
微絮凝+多介质过滤+活性炭过滤+保安过滤器+反渗透+消毒。
3.2工艺流程
自来水路线
自来水进入原水箱，在原水箱由P1泵提升到多介质过滤器。
加药采取在泵前投加PAC，悬浮物发生微絮凝后进入多介质过滤器，去除悬浮物，压力流至活性炭过滤器，去除微量有机物，活性炭过滤器出水压力流至保安过滤器，在保安过滤器前加酸和阻垢剂，再由高压泵P2泵至反渗透装置，反渗透装置出水进入产水箱，产水箱出水用给水泵P3经过紫外消毒和0.2μm精密过滤之后送至用水点。
多介质过滤器和活性炭过滤器的反冲洗水由P4泵从原水箱提供。
4主要技术
4.1多介质过滤技术
多介质过滤器，在水处理系统中，用以去除污水中杂质、吸附油等，使水质符合使用的要求。
过滤的含义，在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂、无烟煤等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。
过滤的作用，主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。
多介质过滤器主要由以下部分构成：
（1）过滤器体；
（2）配套管线和阀门。
其中过滤器体又包括①筒体；②布水组件；③支撑组件；④反洗水管；⑤滤料；⑥排气阀（外置）等。
滤料的选择依据：
（1）滤料必须有足够的机械强度，以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎；
（2）滤料的化学稳定性要好；（3）滤料不应含有对人体健康有害及有毒物质，不应含有对生产有害、影响生产的物质；（4）滤料的选择，应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。
其中的卵石，主要是起支撑作用，在过滤工艺过程中，因其强度高，相互之间的间距缝隙稳定，即孔隙大，便于正洗工序中，滤后水顺利通过；反之，反洗工序中，反洗水顺利通过。
常规配置中，卵石分为四种规格，铺垫方式，先大后小。
滤料的粒径和装填高度之间的关系：
滤床的高度和滤料的平均粒径的比值为800～1000（设计规范）。
滤料的粒径的大小和过滤精度相关。
过滤器的反洗，主要是指过滤器在使用一定周期后，其滤料表层截留或颗粒的外表面吸附一定数量的杂物或污渍，这样过滤器的性能出现劣化，主要表征：
过滤器的正常滤后水质变差，进水和出水管道的压力差增大，同时，单台过滤器的流量降低。
反冲洗的原理：
水流逆向通过滤料层，使滤层膨胀、悬浮，借水流剪切力和颗粒碰撞摩擦力清洗滤料层并将滤层内污物排出。
4.2活性炭过滤技术
活性炭过滤器是一种内装填粗石英砂垫层及优质活性炭的压力容器。
功能：
在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子、COD等有较明显的吸附去除作用。
可以进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI<5，TOC<2.0ppm。
活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。
组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。
水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。
此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。
活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。
影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有：
污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。
实际选用时，要根据污染物种类、浓度和处理水量等条件，确定过滤器形式和活性炭种类。
4.3反渗透技术
反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。
其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％）。
系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水；水的软化处理；废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。
在水中众多种杂质中，溶解性盐类是最难清除的。
因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果。
反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。
目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
5工艺设计及设备选型
5.1原水箱
在进入多介质过滤器前设置原水箱。
原水箱中设置提升泵，以确保后续工艺所要求的水压和水量。
在原水箱设置多介质过滤器和活性炭过滤器的反冲洗泵P4。
工艺参数
原水箱
有效容积：
20m3
停留时间：
1h
材料：
PE
数量：
1只
P1泵
型号：
CDL16-5
流量：
20m3/h
扬程：
48mH2O
电机功率：
5.5KW
数量：
1台
5.2多介质过滤
多介质过滤器主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。
采用电动蝶阀或气动蝶阀自动控制，也可切换成手动。
工艺参数
多介质过滤器
型号：
HY-LD-1.6
处理水量：
20m3/h
主体尺寸：
Φ1600×3600mm
滤速：
10m/h
反洗强度：
8.5L/（m2.s）
反洗方式：
水反冲洗
反洗时间：
4-10min
数量：
1台
絮凝剂加药装置
数量：
1套
配套设备：
搅拌溶液箱、计量泵等
5.3活性炭过滤
活性炭过滤器主要是去除水中的微量COD、胶体以及色度等，为后续的反渗透处理做准备。
采用电动蝶阀或气动蝶阀自动控制，也可切换成手动。
工艺参数
活性炭过滤器
型号：
HY-LT-1.8
处理水量：
20m3/h
主体尺寸：
Φ1800×3600mm
滤速：
8m/h
数量：
1台
反洗强度：
8.5L/（m2.s）
反洗方式：
水反冲洗
反洗时间：
4-10min
P4反冲洗泵
型号：
CDL65-20-1
流量：
65m3/h
扬程：
33mH2O
电机功率：
11KW
数量：
1台
5.4保安过滤器
保安过滤器的主要作用是防止上道工序有漏泄，将部分微粒带到下道工序中，确保下道工序的进水要求，保护下道工序的正常长期运行。
保安过滤器因此也称精密过滤器。
它采用成形滤材用以去除粒径微细的颗粒，并设置在压力过滤器之后，以除去5μm以上的细小微粒，进一步降低浊度，来满足后续工序对进水的要求。
经过保安过滤器，系统进水水质浊度<1.0，SDI<4（SDI指数亦称污染指数，专门用来表征反渗透低浊度进水水质的指数）。
保安过滤器的技术特点：
1、保安过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。
2、进入保安过滤器的水管上应设排放阀。
3、保安过滤器滤元过滤精度应为5μm。
4、保安过滤器的结构材质为不锈钢。
5、保安过滤器进水母管加装SDI测定装置、余氯表和还原定位表。
工艺参数
保安过滤器
材质：
SUS304
型号：
MRB-5
过滤精度：
5μm
流量：
20m3/h
主体尺寸：
Φ500×1500mm
数量：
1台
P2泵（反渗透高压泵）
型号：
CR20-12
流量：
20m3/h
扬程：
143mH2O
电机功率：
15KW
数量：
1台
5.5反渗透装置
反渗透是一种借助选择透过（半透过）性膜的功能，以压力为推动力的膜分离技术膜元件，由反渗透膜导流布和中心管等制作而成，将一根或多根RO元件装入耐压壳体，组成RO组件。
本工艺是系统的关键，成熟的工艺设计和合理的操作，控制及管理，直接决定着系统的正常、稳定出水。
并关系到反渗透膜的使用寿命，经反渗透处理后的出水，去除了绝大部分无机盐和几乎所有的有机物，微生物（细菌、热源等）从而确保了本系统产品水的高质量、高品质。
本系统采用一体化反渗透装置，设备结构紧凑合理，设计中充分考虑了设备的长期运行可靠性和维护需要，并将控制装置、压力表、在线电导仪、流量计等集成于面板，使其更易于操作使用。
反渗透主体设备选用美国HYDRANAUTICS公司生产的超低压CPA3-8040芳香族聚酰胺膜元件，该膜元件属节能型低压膜，是世界上最先进的卷式RO膜元件，具有结构紧凑，产水量特别大（单支RO膜产水量试验数据可达1.1T/H），脱盐率高（>99%），操作压力低，耐细菌侵蚀性好，适用PH范围广（PH为2~12）的优点。
配套使用的膜外壳为8040C30S-4W玻璃钢高压膜壳，适用于8040的膜元件4支组装，选用30bar玻璃钢压力容器共4支，一级两段3:
1排列，高压泵选用格兰富的CR20-12。
反渗透（RO）装置的技术特点：
1、反渗透设计进水水质按自来水水质考虑。
2、选用HYDRANAUTICS公司生产的超低压CPA3-8040芳香族聚酰胺膜元件，该膜元件属节能型低压膜，是世界上最先进的卷式RO膜元件，具有结构紧凑，产水量特别大（单支RO膜产水量试验数据可达1.1T/H），脱盐率高（>99%），操作压力低，耐细菌侵蚀性好，适用PH范围广（PH为2~12）的优点。
3、反渗透系统的启动、运行、冲洗等过程均可由微机监控实现自动控制。
4、RO膜元件的设计通量不大于膜元件制造厂商《导则》规定的最大通量值，并选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。
5、系统设置一块就地仪表盘和操作盘，在就地盘上能读出有关的工艺参数和能够实现一些就地操作。
6、高压泵及反渗透系统的启停应有联锁保护，保护膜系统不受损害。
7、RO装置给水总管及各段浓水管、产水进出水管上应设有足够的接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。
8、RO装置产品水管上装设自动排水阀。
9、RO浓水排水装流量控制阀（稳流阀），以控制水的回收率。
10、RO装置每根压力容器设取样点（不锈钢取样阀），取样点的数量及位置能有效地诊断并确定系统的运行状况。
11、RO膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。
12、RO组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
反渗透系统仪表的技术特点
1、系统配置测量点和在线仪表数量等满足本系统安全、稳定、可靠运行的需要。
2、RO进水装温度表、流量表、还原电位表、电导率表，各段装压力表，RO的产水及浓水出口处设流量表、产水装设电导率表，RO产水装设PH表。
反渗透系统管道的技术特点
1、反渗透系统管道设计时避免死角，以防止气阻、防止生长细菌。
2、管道均采用PPR。
法兰采用相应压力等级标准的平焊凸面结构形式法兰。
工艺参数
反渗透装置
进水量：
20m3/h
产水量：
15m3/h
产水率：
75%（25℃）
膜型号：
LFC-8040
有效膜面积：
37.16m2
支膜产水量：
0.94m3/h
膜数量：
16支/套
脱盐率：
99%
化学清洗流量：
556L/h.支
化学清洗压力：
0.3MPa
化学清洗周期：
90天
膜生产厂家：
海德能或东丽膜
控制方式：
中央控制及就地机旁控制
数量：
1套
膜壳
型号：
8040C30S-4W
材质：
玻璃钢
数量：
4支
反渗透清洗装置
型号：
ROCS-1000
配药箱：
1m3
数量：
1套
配套设备：
配药箱、计量泵、清洗保安过滤器等等
阻垢剂加药装置
数量：
1套
配套设备：
搅拌溶液箱、计量泵等
加酸装置
数量：
1套
配套设备：
搅拌溶液箱、计量泵等
5.6产水箱
反渗透出水进入产水箱，用给水泵P3将水泵至用水点，在给水管道上安装紫外消毒器和0.2μm精密过滤器，对产水进行消毒和除去因消毒产生的微小悬浮物。
工艺参数
产水箱
有效容积：
15m3
停留时间：
1h
材料：
SUS304
数量：
1只
P3泵（给水泵）
型号：
CDLF12-4
流量：
15m3/h
扬程：
31mH2O
电机功率：
3.0KW
数量：
1台
紫外消毒器
型号：
GHZW-7
功率：
0.2KW
数量：
1台
精密过滤器
材质：
SUS304
型号：
JMG-600
过滤精度：
0.2μm
流量：
15m3/h
主体尺寸：
Φ600×1500mm
数量：
1台
6电气设计
6.1设计依据
1、低压配电设计规范GB50054-95
2、电力工程电缆设计规范GB50217-94
3、通用用电设备配电设计规范GB50055-93
4、工业企业照明设计标准GB50034-92
5、民用建筑照明设计标准GBJ133-90
6、建筑物防雷设计规范GB50057-94
7、工艺条件
8、《工业与民用建筑电气设计手册》
6.2设计范围
本工程电气设计包括反渗透水处理站内部的动力、照明设计、主要内容如下：
1、反渗透水处理站用电设备的电气负荷计算；
2、低压供、配电系统设计；
3、反渗透水处理站用电设备的电气控制；
4、动力电缆和照明电缆（线）的敷设；
5、全场防雷及接地
注：
设计界限为反渗透水处理站电气控制系统。
业主提供一路～380V/～220V电源进线至进线柜。
6.3接地、防雷、防爆
1、本厂电机及设备正常不带电金属外壳采用接PE线保护；
2、防雷参照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94设计。
6.4管线敷设及电缆选择
室内电缆穿管埋地敷设或桥架敷设。
室外电缆采用铜芯聚氯乙烯绝缘电缆穿镀锌钢管的方式敷设或铠装电缆直埋敷设。
6.5照明
对于膜处理车间、值班室采用荧光灯照明方式。
照明线路均采用BV型铜芯聚氯乙烯绝缘电线，电线截面除特殊标注外，均采用2.5平方毫米，照明线路为2芯，插座电线为3芯。
6.6继电保护
1、进线开关（断路器）设短路速断，延时速断及长延时过电流三段保护。
2、电动机保护回路设短路、缺相、过电流及过载等保护。
3、供电线回路设短路及过电流保护。
6.7用电设备的控制
一般用电设备均采用手动机旁人工控制与集中控制相结合的控制方式。
电机均直接启动。
具体如下：
1、原水箱和产水箱均设多点式液位控制。
低水位，停泵；中水位，启动泵；高水位，报警并启动备用泵。
2、水泵设自动和人工两种控制方式。
可按运行需要任意切换。
3、多介质过滤器和活性炭过滤器采用PLC自动控制。
4、反渗透采用PLC自动控制。
6.8供电负荷的计算
处理站用电设备的电气负荷计算，采用需要系数法，计算结果如下表：
序号
设备名称
单机功率kw
数量
备用
数量
装机
功率
kW
运行功率kw
每天运行时间
折算成24小时的用电量KW.h
01
原水增压泵P1
5.5
1
0
5.5
4.4
24h
105.6
02
反渗透高压泵P2
15
1
0
15
12
24h
288
03
给水泵P3
3
1
0
3
2.4
24h
57.6
04
反冲洗泵P4
11
1
0
11
8.8
0.3h
2.64
05
加药装置
1.1
3
0
3.3
2.64
24h
63.36
06
反渗透清洗系统
2.2
1
0
2.2
1.76
0.03h
0.05
07
紫外消毒器
0.2
1
0
0.2
0.2
24h
4.8
08
合计
从表中可以得出：
总装机容量为
kW，运行功率
kW，每天耗电量
kW·h。
7人员编制及经营管理
7.1人员编制
回用水处理站24小时运行。
本项目正常运行时的操作比较简便（主要为日常的巡视与记录等），因此值班和操作人员只设一人即可。
人员编制如表8-1所示。
表8-1回用水处理系统人员编制表
序号
工作内容
工作时间
人员
1
值班及药剂配置和投加
8
1
2
合计
1
7.2经营管理
为使废水处理站运行管理达到预期的处理效果，应根据原水水质、水量的变化，随时调整运行工况。
要求做好日常水质分析，保存记录完整的各项资料，并做好构筑物和设备的维护保养工作和维护纪录。
8工程投资
8.1设备投资
序号
设备名称
单位
数量
型号
备注
01
原水增压泵P1
台
1
CDL16-5
不锈钢泵
02
反渗透高压泵P2
台
1
CR20-12
不锈钢高压泵，格兰富
03
给水泵P3
台
1
CDLF12-4
全部304不锈钢
04
反冲洗泵P4
台
1
CDL65-20-1
不锈钢泵
05
原水箱
台
1
20m3
PE
06
产水箱
台
1
15m3
304不锈钢
07
加药装置
台
1
WA0.5
用于加聚铝
08
多介质过滤器
台
1
HY-LD-1.6
304不锈钢
09
活性炭过滤器
台
1
HY-LT-1.8
304不锈钢
10
保安过滤器
台
1
MRB-5
作为反渗透预处理
11
反渗透
装置
反渗透主机
套
1
RO16
除去总溶解固体
反渗透膜元件
支
16
LFC-8040
反渗透清洗装置
台
1
ROCS-1000
膜壳
支
4
8040C30S-4W
阻垢剂加药装置
台
1
非标
加酸装置
台
1
非标
12
精密过滤器
台
1
JMG-600
304不锈钢
13
紫外消毒器
台
1
GHZW-7
用于反渗透产水消毒
14
管道及阀门
反渗透前用PP-R卫生级管道，反渗透后用304不锈钢管道
15
运输和安装费用
16
总计
66万元
8.2电气与仪表投资
序号
名称
单位
数量
备注
01
液位控制器
套
2
原水箱、产水箱
02
现场按钮箱
个
4
P1泵、P2泵、P3泵、P4泵
03
控制柜
套
1
膜处理车间
04
PLC系统
套
1
采用德国SIEMENS自控系统，膜处理车间
05
配电柜
套
1
膜处理车间
06
电缆电线
若干
穿管敷设
07
电气安装及电缆敷设
项
1
08
总计
12万元
8.3工程投资
序号
项目
计费方法
费用（万元）
A
设备费用
66
B
电气与仪表投资
12
C
工程直接费用
A+B
78
9运行费用
9.1计费标准
电：
0.50元/KW人工工资：
2000元/月
水费：
3元/m3PAC：
1500元/吨
9.2运行费用
序号
费用类型
运行费用
备注
01
电费
0.725元/m3
1、每天耗电量522.05kW.h。
2、每天电费：
522.05kW.h/d×0.5元/kW=261.03元/d。
3、反渗透每吨产水电费：
261.03元/d÷
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