海水淡化水处理方案设计要点.docx
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海水淡化水处理方案设计要点
海水淡化水处理方案
1、海水淡化水处理概述
本文件提供20m3/h反渗透海水淡化水处理系统的设计方案，我公司将提供满足技术规范和标准要求的高质量水处理及其相关服务。
两套TC-SW480海水淡化水处理设备系统采用国际最先进的反渗透技术，经过优化系统设计而成，能将海水直接淡化成热采锅炉用水。
TC-SW480海水淡化水处理设备适用于渔船、货轮、油轮、海上钻井平台、海岛、驻地及沿海缺水城市。
能够有效地去除海水中的无机盐、重金属离子、有机物细菌及病菌等有害成分，将海水淡化为符合热采锅炉用水标准的优质水。
该套系统预处理中的砂滤水处理系统采用组合阀，实现大流量反冲洗以及正洗全过程。
该套水处理系统管路全部采用耐腐蚀材料，保证了全套水处理系统的经久耐用。
主机RO系统是采用了最先进的RO系统软件和优质的膜元件，根据水处理设备的产水量结合高效独特的技术设计而成，保证了系统运行的低能耗。
整套水处理系统的管理中配备了先进的流量、压力等控制仪表和泄压阀、排放管路，能够保持整个水处理管路系统运行平稳、安全，保证了系统维护安全，方便可靠。
3、海水淡化水处理基本参数
3.1、本水处理方案主要依据如下：
海水水源：
用户提供。
原水水质分析：
水质报告。
水处理设计界限：
从原水泵至软化器出水口。
其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。
3.2、原水
原水水源TDS：
≤35000mg/L
（由于暂时无法取得该水处理工程准备使用的原海水水质情况，暂时按照世界平均海水含盐量（TDS:
totaldissolvedsolid）约35000mg/L作为设计依据。
进水温度：
5～40℃
进水流量：
50m3/h
水处理系统回收率：
40%
3.3、海水淡化水处理产水
海水经淡化后的水质满足甲方所提要求：
产水流量：
20m3/h
脱盐率：
≥98%（视情况而定）
产水水质：
矿化度≤500mg/L
工作压力：
＜7.0MPa
3.4、海水淡化水处理电源
电压：
380V/50Hz/三相
功率：
95KW/台（单台10m3/h海水淡化系统）
防护等级：
IP55
防爆等级：
ExdIIBT4
3.5、海水淡化水处理工作环境
环境温度：
0～45℃
空气湿度：
20～95%
3.6、水处理系统配置
预处理系统、反渗透（RO）除盐系统、能量回收系统、加药系统、药洗系统、淡水置换冲洗系统、电气控制系统及相关辅助系统。
3.7、水处理系统对外要求：
电路：
我方负责防爆电箱下口线安装（箱体内）。
水路：
砂滤器进水口至反渗透膜组出水口为止（箱体内）。
水处理药品：
调试、运行过程所用药品由用户提供。
环境水处理：
按标准统一考虑。
4、水处理工艺流程及说明：
海水淡化就是将海水中的盐和水分离的技术，尽管海水淡化水处理方法很多，但本水处理工程选用的是实际可行的反渗透方法作为海水淡化的技术路线。
整个水处理工程主要包括：
（1）海水预处理；
（2）脱盐装置；
（3）配套工程。
4.1、水处理工艺流程
详见流程图
4.2、水处理工艺流程说明
4.2.1取水情况
用海水泵将30m深的海水提升输送到泥浆池中（甲方自备，要求甲方保证供水量为200m3/h，压力控制在0.4Mpa以内），通过我方提供原水泵加压后输送入预处理水处理装置。
4.2.2预处理水处理部分
4.2.2.1原水泵进水水处理要求：
（1）污染指数SDI≤5（15分钟）
（2）浊度﹤10NTU
（3）余氯﹤0.1mg/L（检测不到）
（4）Fe3+≤0.01mg/L
（5）矿化度≤35000mg/L
（6）PH5～9
（7）CL-≤20000mg/L
4.2.2.2反渗透水处理系统进水要求：
（1）污染指数SDI≤3（15分钟）
（2）浊度﹤1NTU
（3）余氯﹤0.1mg/L（检测不到）
（4）Fe3+≤0.01mg/L
4.2.2.3海水水处理预处理要解决的问题：
（1）防止膜面结垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、铁铝氧化物等）。
（2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵。
（3）防止有机物质的污堵。
（4）防止微生物污堵。
（5）防止氧化性物质对膜的氧化破坏。
（6）保持反渗透水处理装置产水量稳定。
以保证反渗透水处理装置稳定运行和使用寿命。
4.2.2.4本水处理设计采用如下预处理措施：
预处理水处理由砂滤器、袋式过滤器、精密过滤器、绝对精度大流量保安过滤器、加药系统（非氧化性杀菌灭藻剂、加酸、阻垢剂、PH调节等）等组成。
（1）石英砂水处理过滤器
石英砂水处理过滤器系统由1台过滤器组成，水处理过滤器直径1.8米，高2.1～2.3米.水处理滤料采用优质石英砂，水处理过滤器采用碳钢防腐衬胶材料。
采用新式布水结构及反洗控制方式，使布水更均匀合理，使原水的污染指数和浊度降到最低，能够长期满足反渗透系统对污染指数的要求，过滤效果更好。
水处理主要去除原水中藻类、锈质等大颗粒物质。
通过与滤料的碰撞和吸附，被滤料层截留，可以极为有效的对反渗透系统非常敏感的胶体、悬浮物、大颗粒杂质等驱除。
石英砂水处理过滤器经过使用一段时间的运行后，滤料之间的缝隙被污染颗粒堵塞，过滤器阻力增大，使水处理过滤器的流量有所下降，为防止杂质穿透过滤层，因此多介质过滤器设计了冲洗系统，冲洗过程由控制阀控制，进行正、反冲洗，从而保证了膜系统的进水水质。
本水处理设备设计结构紧凑，材质耐腐蚀性好等特点，安装方便。
日常维护管理费用低，综合投资大大低于其他同类产品。
（2）袋式水处理过滤器
袋式水处理过滤器是一种专业的液体过滤设备，它能有效地除去液体中不同大小的颗粒物，从而达到液体过滤、净化、分离、回收的目的。
袋式水处理过滤器主要由三部分组成：
过滤容器、支承网篮和过滤袋。
使用袋式水处理过滤器过滤海水时，海水从过滤容器侧面进水口进入，由被网篮支撑的滤袋上方冲入滤袋中，滤袋因液体的冲击和均匀的压力面展开，使得海水在整个过滤袋内表面得到均匀分布，透过滤袋的水沿着金属支承网篮壁，由过滤器底部出水口排出。
滤出颗粒杂质被截留在过滤袋内，完成水处理过滤过程。
为了保持过滤器高效畅通和过滤精度以及确保下游液体不被污染，运行一段时间后应打开滤器端盖，把截留物和滤袋一起取出，更换新的滤袋，更换周期视实际情况而定。
我公司采用一用一备的设计方式，保证了设备在不停机的情况下及时更换滤袋。
我水处理公司生产的袋式过滤器采用多袋式，其具有过滤水量大，更换滤袋周期长等特点。
过滤器主体材质为优质不锈钢316，耐腐蚀性高。
袋式过滤器已广泛应用于海水淡化水处理预处理系统当中。
10u袋式水处理过滤器是分离大于10u悬浮物、胶体。
在正常工作条件下，当水处理滤器进出口压差大于0.1～0.2MPa时应及时更换滤袋，采用快开式设计方式，使滤器能满足快速更换滤袋的要求。
（3）精密水处理过滤器
进一步去除生水中残留的机械杂质等.从而使反渗透系统的待处理水完全符合膜的进水条件，保证反渗透系统的正常运行。
采用碳钢衬胶材质，滤芯为聚丙烯纤维材质，过滤孔径为5um。
更换时间根据受污染的程度及水通量大小而定（此滤芯属于易耗品）。
以使滤过水SDI﹤3达到RO进水要求，并使原水的浊度﹤2NTU。
（4）保安水处理过滤器
截留原水中的大于1微米的颗粒，以保证反渗透膜不被大颗粒的悬浮物划伤。
因为反渗透膜的厚度约为10um左右，原水中较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗透膜表面的脱盐表皮层甚至可能击穿反渗透膜组件，因而一般反渗透设备前都要安装1um保安过滤器，来保证反渗透膜的安全。
（5）投加水处理杀菌灭藻剂
海水在进入石英砂过滤器前，为避免被过滤器截留的杂质滋生微生物，同时避免产生的菌类影响后续工艺设备的运行性能，在预处理石英砂过滤罐进水总管加一套杀菌加药系统。
投加方式：
连续或间歇式投加非氧化性杀菌灭藻剂；
（6）加酸（调节PH值）
投加酸调节海水中PH值；
在预处理石英砂过滤罐进水总管加一套PH加药系统。
加酸量以调节滤过水PH值在6～7。
（7）加阻垢剂
海水在高压驱动下，淡水经过膜、盐类和其他杂质被截留在水处理膜表面，为了防止膜内结垢，通过投加阻垢剂，增加难溶盐物质的溶解性，防止在水处理膜表面形成结垢物，保证膜组使用性能和寿命。
阻垢剂防止碳酸盐和硫酸盐类结垢沉淀；在精密水处理过滤器进水管加一套阻垢剂加药系统。
（8）终端水处理调节PH加药
通常反渗透水处理膜组生产的淡水PH值略微偏酸，为了保证热采锅炉工艺设备对PH的要求，在进入产品水池前的进水管上设一套终端PH调节系统；
（9）原水泵
将原水提升送至预处理后续过滤设备，控制与系统联动。
（10）反冲泵
为石英砂水处理过滤器正反冲洗提供动力，控制与系统联动。
4.2.2.5反渗透部分
反渗透水处理装置主要由高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力容器及仪器、仪表等组成。
系统采用一级反渗透脱盐处理工艺，反渗透出水两套10m3/h。
（1）高压泵
反渗透水处理装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为4.5～6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透水处理膜到淡水层。
高压泵选用进口Danfoss品牌柱塞泵Q=10.6m3/hP=60MpaN=22KW。
（2）能量回收水处理装置
为降低系统能量消耗，选用选用进口Danfoss品牌isave能量回收装置。
能量回收系统是利用RO的浓水压力能源直接转换到输入的原水，达到95%的效率。
isave能量回收水处理装置集成容积式增压泵，所有过流部件都有超级双相不锈钢和碳纤维增强的PEEK工程塑料制成。
能量回收水处理泵配套电机N=7.5KW。
（3）反渗透主机
反渗透水处理膜组
反渗透水处理膜组是反渗透系统的“心脏”，其作用是去除待水处理水中的可溶性盐份、胶体、有机物及细菌和热源。
该水处理系统全部采用美国海德能公司的反渗透水处理膜，脱盐率达到98%以上，其具有能耗低，除盐率高，PH值耐受范围宽，操作运行管理简单等优点。
经过反渗透水处理，水的脱盐率指标可以大于98%的水平。
海水脱盐反渗透水处理技术的基本原理：
利用反渗透水处理膜的半渗透，即只透过水，不透过盐的原理，利用外加高压克服海水中淡水透过膜后浓缩成盐水的渗透压，将水挤过膜。
海水分成两部分，一部分含有大量盐类的盐水，另一部分含有极少量盐类的淡水。
②水处理膜组件选择
本水处理系统中膜组件采用世界先进的TFC型复合膜（国际著名品牌美国海德能公司），高脱盐率、高通量海水淡化膜元件，膜尺寸为标准的8″×40″。
a、水处理膜元件数量的确定
QP（20m3/h）×24（m3/d）
NE==
f·SE35.3×32%
=42.5按照有设计余量取整数为48（支）
两套10m3/h反渗透水处理系统所需膜数。
b、水处理压力容器数量的确定
选用6芯压力容器安装元件数量8支
NE48
NV===8（支）
NEPV6
选用玻璃钢，哈尔滨乐普1200Psi,8英寸，6芯装。
③水处理压力容器
采用水处理玻璃钢制成，具有密封性能高，耐高压,耐腐蚀，不会老化,安装、清洗膜方便，使用年限长等特点，因此在水处理行业被广泛使用。
④辅助配置
a、反渗透水处理装置清洗
反渗透水处理装置的预处理设计得越趋完善，水处理膜元件的清洗次数就可减少，但无论预处理过程多么完善，在长期运行过程中，反渗透水处理膜面上总会日积月累截留水中的各种污染物于水处理膜表面。
从而使膜性能下降，组件进、出口压差升高。
为此，除日常启停装置前，进行低压冲洗外，需定期进行化学清洗，有时还需进行灭菌处理。
清洗水处理装置配备清洗溶液箱、清洗泵、清洗过滤器。
通过反渗透组件预留的清洗接口进行清洗，开机、停机淡水冲洗，置换出浓缩海水，防止在停运期间难溶无机盐类沉淀在膜表面，以保证系统的高效处理性能。
流程：
淡水清洗水箱清洗泵清洗滤器反渗透装置返回（排放）
清洗水箱：
用于日常开机、停机淡水冲洗和定期实行化学清洗。
1m3体积，耐腐蚀材料。
清洗水泵：
选用流量28m3/h，压力1.5-3.3bar，材料为不锈钢316。
清洗过滤器：
滤芯1umpp。
✧以下是化学水处理清洗通常所用的药剂
名称
浓度比
PH值
产地
专用清洗液A型
1-2％
3-4
美国海德能公司提供
专用清洗液B型
1-2％
11-12
美国海德能公司提供
b、海水水处理淡化系统选材
反渗透水处理高压管道件及阀。
管道件选用316SS或双相钢。
预处理及低压管道件及阀：
选用碳钢衬胶；
高压阀选用316SS。
c、反渗透水处理每支压力膜管产水侧设置取样口，方便取样。
d、反渗透水处理停机冲洗系统
当反渗透系统停机时，膜元件内部的水处于4倍的浓缩状中，在水流静止的情况下，容易造成膜组的污染，需用淡水冲洗膜表面，防止表面沉积物的污染。
我公司设计的系统中配有膜冲洗系统，在系统停机时，冲洗膜元件，保证膜元件的正常寿命。
e、反渗透水处理系统的杀菌与保护
在RO系统运行过程中，一般6个月用浓度为0.5％～1％的反渗透膜保护液对RO系统进行杀菌。
在RO系统停运三天以上时，需用反渗透膜保护液对膜进行浸泡，以防止细菌的滋生。
4.2.2.6控制说明
依据两套10m3/h反渗透水处理海水淡化工艺过程，控制系统对各个工艺单元进行直接控制。
PLC控制器为中央控制系统，可完成RO系统的运行检测，满足自动运行的各项要求。
（1）加药控制
加药计量泵由事先调节好冲程，确定投加量后，通过与原水增压泵，高压泵水处理实行启动联动，对计量泵实现启动自动控制，实现药剂的自动投加，亦可退出实行手动投加。
（2）主要水处理控制设备
a、电导率仪
b、PH计
c、污染指数仪（SDI）
d、浊度仪
e、矿化度分析仪
f、反渗透控制器（PLC）
（3）设计原理
电气水处理设备及其安装、接线遵守IEC标准。
（4）水处理系统电源
买方为海水淡化系统提供连续稳定电源，将动力电缆接至总配电箱，要求AC380V±10%，50Hz±10%,总装机功率95Kw×2套，并配有可靠接地。
本项目外部电源落实可靠，电力供给有保障。
（5）水处理系统控制
本套水处理系统采用PLC全自动控制方式，高压泵和能量回收泵采用变频器控制。
（6）水处理系统功能
水处理系统有两种操作方式及自动和手动，在运行期间，PLC实时监视高压泵进口和出口压力，当压力超过限值，PLC报警，系统停机。
待故障排除后，按复位按钮，水处理系统重新启动；其他故障同上。
5、水处理技术服务内容
5.1水处理图纸资料
5.1.1水处理系统工艺流程图，水处理设备布置图、水处理土建条件图资料在用户提供水处理设备场地尺寸后25个工作日内提供。
5.1.2水处理设备技术资料
系统操作水处理说明书、电气图、设备合格证书以上文件在水处理设备安装完成时提供。
5.2水处理设计联络
在用户提供设备场地尺寸后25个工作日内，水处理系统工艺流程图、水处理设备布置图、土建条件图资料，提供用户并由用户确认。
供应方提交设备的电气负荷、土建埋件、预备孔洞及沟道等资料。
5.3水处理设备验收
水处理安装调试结束后三天内，由用户组织双方人员进行现场验收。
5.4供方水处理技术人员应对用户操作人员进行培训并进行必要示范操作。
6、水处理技术保证
6.1水处理系统出力：
10m3/h×2套（25℃）
6.2RO水处理系统回收率：
32～35%左右
6.3水处理质量保证期：
12个月（滤材、滤料、水处理药剂除外）
6.4其它
保质期内水处理设备质量问题（非人为因素），供方负责修复或更换，系统终身维护并承诺优惠价格供应零配件。
7、水处理环境处理
海水淡化过程产生的废水、污泥是无毒无害物质，而且产生量小，因此不会对周围环境与海域生态产生不良影响。
7.1.水处理系统排放的浓缩海水浓度在48000～58000之间，浓水产生量为1200吨/日，相对较小直接排入大海得到迅速稀释，各组分比例与大量海水迅速达到平衡，因此不会对周边海域生态产生不良影响。
7.2.水处理噪音。
不存在持续性超标噪音，而且布置在封闭箱体内，对周围环境与居住区不会产生影响。
8、水处理装机容量
序
号
名称
工作
数量
流量
（m3/h）
扬程
（m）
电机功率（KW）
合计
（KW）
1
原水泵
2
40
59
11
22
2
反冲泵
2
160
54
37
74
3
高压泵
2
10.2
60
22
44
4
能量回收泵
2
14～21
7.5
15
5
清洗泵
2
28
33
5.5
11
6
加药泵
8
0.25
2
7
照明及其他
6.0
6
合计
174
注：
本装置水处理系统总装机容量为190KW,单套10m3/h总装机容量95KW.
9、10T/H×2套海水淡化水处理设备清单
序号
项目名称
规格
单位
数量
备注
海水水处理预处理单元
1
原水泵
台
2
南方泵，SUS316
4
石英砂过滤器
Ø1800X2100mm
套
2
天磁，碳钢防腐衬胶
6
压力表
0～1.0MPa
个
2
余姚
7
滤料
石英砂
吨
7
河北
16
保安过滤器
Ø700X1200mm
套
2
天磁，碳钢防腐衬胶
17
保安滤芯
5um
套
2
大流量绝对精度，进口
反渗透水处理单元
20
海水淡化高压泵
Q=10.2m3/h，H=65m
台
2
丹麦丹佛斯
电机防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
22
反渗透膜
SWC5
支
40
美国海德能
23
压力容器
1000Psi,8英寸，5芯装
支
8
乐普
24
能量回收装置
Isave21
套
2
丹麦丹佛斯
电机防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
25
流量计
0～15m3/h
个
2
余姚
26
流量计
0～30m3/h
个
4
余姚
27
压力表
0～10MPa
个
4
余姚
28
压力表
0～1MPa
个
4
余姚
29
压力开关
0～0.6MPa
个
2
压力保护
30
泄压阀
0～10MPa
个
2
SUS316
31
设备机架
配套
套
2
反渗透机架
33
调节阀
配套
个
2
SUS316
加药水处理单元
34
杀菌剂投加单元
加药泵
9L/H,12bar,0.25kw
台
2
南方泵，过流材质PVC
防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
注射阀
配套
个
2
天磁
加药箱
100L
台
2
PE
35
阻垢剂投加单元
加药泵
9L/H,12bar,0.25kw
台
2
南方泵，过流材质PVC
防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
注射阀
配套
个
2
天磁
加药箱
100L
台
2
PE
36
加酸投加单元
加药泵
9L/H,12bar,0.25kw
台
2
南方泵，过流材质PVC
防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
注射阀
配套
个
2
天磁
加药箱
100L
台
2
PE
37
PH调节投加单元
加药泵
9L/H,12bar,0.25kw
台
2
南方泵，过流材质PVC
防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
注射阀
配套
个
2
天磁
加药箱
100L
台
2
PE
化学清洗水处理单元
38
清洗水箱
1m3
台
2
天磁，与冲洗水箱共用
39
清洗水泵
与冲洗水泵共用
Q=28m3/h,H=33m
台
2
南方泵，SUS316，
防爆等级EXDIIBT4防护等级IP55
40
清洗过滤器
1um
台
2
天磁
41
压力表
0～1MPa
个
2
余姚
42
截止阀
配套
个
4
SUS316
43
单向阀
配套
个
2
SUS316
停机冲洗水处理单元
44
截止阀
配套
个
2
SUS316
45
单向阀
配套
个
2
SUS316
电气控制水处理单元
46
低压电气
配套
套
2
ABB或施耐德
47
PLC控制系统
配套
套
2
日本欧姆龙
48
变频器
与高压泵配套
套
2
ABB
49
变频器
与能量回收泵配套
套
2
ABB
51
防爆电控箱
配套
套
2
隆电
52
防爆电缆
配套
套
2
红旗
53
防爆插销
配套
套
2
天津
54
填料函
配套
套
2
天津
55
线排扎带
配套
批
2
天津
56
防爆接线盒
配套
套
2
天津
57
防爆泥
配套
套
2
天津
其他附件水处理单元
58
管道及阀门
预处理及反渗透低压部分
套
2
天磁，UPVC
59
管道及阀门
反渗透高压部分
套
2
天磁，SUS316
60
控制、仪表系统
配套
套
2
含电导率仪、PH、浊度仪、SDI仪、矿化度分析仪等
61
气动执行系统
配套
套
2
含气动阀、电磁阀、两联件及附件等
升级会员 