二级反渗透技术方案解析.doc

技术条件和指标1. 原水水质1.1 水源：地下水。1.2 水质：用户未提供的水质分析报表，本设计根据多年工程经验进行设计。 2. 公用工程条件2.1 供水系统：2m3/hr2.2 供电系统： 380v/50hz/3,220v/50hz/1, 10%3 技术保证3.1 预处理出水： 产水量1m3/h SDI53.2 反渗透系统： 产水量3m3/h 回收率 70% 脱盐率 第一年98%，第五年95%3.3 后处理系统： 产水量1m3/h3.4纯水水质：HB5472中A类水质的标准，详细技术指标见下表： PH电导率(s/cm)总可溶性固体(mg/l)二氧化硅(mg/l)氯离子(mg/l)其它5.5-8.510715系统工艺说明 工艺流程框图 清洗系统 原 阻垢剂 水 原水泵 机械过滤 碳吸附 反渗透主机 纯水箱 供水泵3. 工艺说明 3.1 水源情况水源为自来水，有以下特点：1）胶体、有机物和悬浮物较多-应采用全自动的过滤吸附作为预处理工艺，才能保证反渗透的进水水质和稳定运行，超滤出水的污染指数SDI一般可达到5以下。2）含盐量略高-采用反渗透工艺进行一级除盐，后续的第两级反渗透脱盐进行深度除盐，以达到用水的水质要求。3.2 原水箱原水箱采用3M3、PE材质，配有液位浮子开关。3.3 原水泵考虑到占地面积，原水泵采用2台泵立式单级离心泵，流量2m3/h，扬程0.3MPa，一用一备。3.4 过滤吸附装置3.4.1 石英砂过滤器它的作用是滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体、藻类等杂质，主要滤层采用0.51.2mm天然石英砂，过滤速度为810米/小时。当过滤器使用一段时间后，其进出口压力差增大， 此时应对过滤器进行反冲洗，故该系统中，设有反洗泵，采用高流速大水量对过滤器反洗，一般要清洗30分钟。故要求原水箱容量要大一些。型号：GLQ500过滤能力：2m3/h过滤速度：11m/h材质：玻璃钢数量：1台3.4.2活性炭过滤器本装置的主要作用是利用专用的果壳活性炭的高效吸附能力，去除原水中的余氯，同时也吸附水中有机物、胶体物质、微生物、嗅味等。经验数据表明，1kg活性炭，可使1830吨符合标准的城市自来水，经吸附，保证其余氯指标不大于0.1mg/L，这也就是活性炭吸附器的设计依据，活性炭罐也需定期反冲洗，故对活性炭的硬度有特殊要求，我们是采用果壳活性炭，其碘值要求在900mg/g以上。型号：TLQ500过滤能力：2m3/h过滤速度：11m/h材质：玻璃钢数量：1台3.5精密过滤器为保证进水要求，必须设置精密过滤器。本系统中，设置了一级精滤，滤芯微孔直径5m，防止5m以上的微粒进入反渗透膜。使用一段时间后，由于污染物质的截留，使精密过滤器进出口的压差增大，可观察进出口压力差，定期更换滤芯。精滤器采用不锈钢筒体，滤芯采用熔喷式滤芯（价格低、截留效果好）。型号：CP40800规格：20”、5m产地：浙江材质：不锈钢数量：1台（内含滤芯）3.6 絮凝剂加药装置在石英砂过滤器之前，设一套投加絮凝剂装置，其目的是使原水经絮凝后，将原水中微小的悬浮物凝聚成团状物质，便于过滤，使水质更好，最终保证进反渗透的进水污染指数不大于4。依据我们的经验，不投絮凝剂，很难满足上述要求。絮凝剂采用有机絮凝剂，一般投加量在12ppm（即一吨原水，投加12克），费用较低。本加药系统设置1台美国帕斯菲达公司的电磁隔膜计量泵。3.7 阻垢剂加药装置为了在较高回收率情况下防止反渗透浓水端特别是反渗透压力容器中最后一根膜元件的浓水侧出现碳酸盐、硫酸盐和Ca2+、Mg2+离子的化学结垢，从而影响膜元件的性能，在反渗透进水前需要加入阻垢剂。本系统选用美国生产的阻垢剂，该药剂是一种分散型隐蔽剂，其作用如下：阻垢效能高，不加酸的条件下，原水LSI指数最大允许值为2.8，在此范围内可有效的控制无机物结垢。主要成分为含磷小分子有机物，在水中性质稳定，不易分解产生具有微生物营养的正磷酸盐营养物，排放后也不会对环境产生污染。为优秀的分散剂，可控制铁、铝及重金属污染，也可以对堵塞膜微孔的铁胶体和细小颗粒起到分散作用。本加药系统设置1台计量泵。3.8 反渗透装置反渗透是目前水处理系统设备中应用最广泛的一种脱盐技术，具有极高脱盐能力，且运行安全、灵活，操作简单。 渗透与反渗透：反渗透实为渗透的逆过程。如果将淡水和盐水用一种只能透过水而不能透过溶质的半透膜隔开，淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，如图2-a反示，这种现象称为渗透。当渗透进行到盐水一侧的液面到某一高度而产生压头H，从而抑制淡水进一步向盐水渗透，渗透的自然趋势被压头H所抵消而达到平衡，这一平衡压力H称之为渗透压。在这种情况下，如果向盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水分子就会从盐水一侧透过半透膜至淡水一侧(盐水一侧浓度大增，即浓缩)。这一现象称为反渗透，见图2-b 反渗透膜：目前纯水制备工艺中的反渗透装置，多数采用TFC复合RO膜,这种膜具有三层结构：超薄聚酰胺脱盐层(膜孔径：99.5%。本工艺设计选用世界上最大的化学集团DOW公司生产的高脱盐率、大通量、耐污染RO膜，保证二级RO系统的脱盐率99.5%，延长膜的使用寿命。反渗透膜除盐机理：图3描述了反渗透膜对各种盐的水溶液脱除离子的性能。该机理简明，在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，膜的表面选择性的吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价态愈高的离子被排斥愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜的毛细管作用流出纯水而达到除盐目的。当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液就会泄漏过膜，其中一价盐泄漏较多，二价盐次之，三价盐更少。由附件3.膜的过滤谱图可知，RO膜的孔径1.0nm，因此RO膜能滤除最少细菌之一的绿脓杆菌(300010-10m)；也能滤除各种病毒，如流感病毒(80010-10m)，脑膜炎病毒(20010-10m)；甚至还能滤除热原(10-50010-10m)。反渗透系统包括高压泵、反渗透膜组、清洗系统及控制仪表五部分。3.8.1 高压泵高压泵为反渗透膜组提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。反渗透入口设有一台不锈钢多级高压泵。3.8.2 反渗透膜组反渗透是整个脱盐系统的执行机构，其作用是脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。反渗透出力1M3/H，回收率为75%，第一年的脱盐率不低于97%。反渗透膜采用美国海德能公司的CPA2型聚酰胺复合膜，此型号反渗透膜的长度为40”，直径4”，膜面积100平方英尺（9.29m2），单根膜脱盐率为99.6%。反渗透采用二级两段设计，一级RO采用7支1米长的压力容器，成4：3排列，每支压力容器内装1根膜，共7支膜。平均膜通量为27.0LMH，余量较大。水回收率75%，。二级反渗透采用4支1米长的压力容器，成2：1：1排列，每支压力容器内装1根膜，共4支膜。3.8.3 投加碱装置由于反渗透出水pH值有所降低，所以在一级出水加碱，调节产水的pH。此装置根据工艺实际情况而定，如果pH值能满足要求可以不开启。3.8.4 反渗透清洗系统反渗透运行压力一般在1.3-1.5MPa，在反渗透膜组长期运行后，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，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐能力。一般情况下，每4-6个月清洗一次，每次清洗约1-2小时。本系统设置一套清洗装置，由一台不锈钢清洗泵、清洗保安过滤器和一个清洗药箱组成。3.8.5 控制仪表为了控制、监测反渗透系统正常运行，还配有一系列在线测试仪表，包括电导率仪、流量计、压力表、取样装置和高低压保护开关等控制和监测仪表。反渗透操作为全自动，浓水排放流量根据管线上安装的稳流阀来固定，产水设高压保护爆破膜。3.9 纯水箱纯水箱采用PE材质，容量2m3，用于储存反渗透产水，保证系统运行的平衡和稳定。3.10 纯水泵中间水泵采用1台杭州南方泵业不锈钢单级离心泵。（四）、控制及仪表系统说明1. 概述超滤装置、反渗透装置、混床或EDI装置、加药装置均采用自动操作，配药和清洗需要人工判断，采用手动操作。2. 控制系统结构控制系统的结构方式为：集中PLC控制上位计算机3. 控制系统的功能3.1 系统程序控制本控制系统中，程序的任务主要是针对预处理装置、反渗透装置、加药装置的程序控制及其它水泵与液位的联锁。控制系统中的PLC根据工艺运行要求，以完成以下控制功能（1）预处理装置的启动、停运、反洗、正洗及高压保护等（2）反渗透装置的启动、停运及高压保护等（3）加药装置的启动、停运及断液保护等（4）水泵与水箱液位的联锁等3.2 系统数据的采集及数据处理功能本系统中的各工艺运行参数，通过各在线仪表发出的开关信号，传输到PLC中，PLC指定相关的设备运行或停止。3.3 系统的自诊断功能系统的自诊断功能是在PLC的诊断功能的基础上，结合公司的经验实现的。系统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导以及相关的报警，对于系统的维护及维修有重要的辅助作用。3.4 过滤吸附装置控制过滤吸附装置设有全自动的多路头，与PLC连接，运行和反洗过程受PLC控制。3.5 加药系统控制絮凝剂和阻垢剂加药装置采用与原水泵启停联锁、固定加药量的方式；碱加药装置与反渗透高压泵启停联锁、固定加药量的方式。每套加药装置同时可以手动调节加药量。3.6反渗透系统控制反渗透装置设置一台就地仪表和操作盘，在就地盘上可读出反渗透的有关工艺参数，如流量、电导率、压力等。不仅通过PLC可直接自动控制反渗透装置的运行，而且能在就地操作盘上现场启停反渗透进水高压泵和相关的进水阀门。同时反渗透装置还设有产品水侧压力过高自动泄压保护等功能。3.7高压泵的保护系统反渗透装置的高压泵出口装有高压保护开关。当因其他原因或误操作，使高压泵的出口压力超过设定值时，高压泵出口高压保护开关会自动延时切断供电，保护高压泵的运行安全。3.8 反渗透的启停保护当反渗透投入运行时，为了防止高压泵突然起动升压，产生对反渗透膜元件的高压冲击，损坏反渗透膜，在高压泵出口至反渗透膜组件之间设置1个慢开电动阀门，由PLC控制缓慢打开阀门，使膜元件逐渐升压至运行压力。同时为了防止反渗透误操作，在反渗透产水端设置爆破装置，在超高压的情况下自然爆破卸压。3.9水箱液位控制系统整个系统同时受水箱液位的控制，以实现整个系统的平衡、稳定运行和对水泵的保护。液位信号可以反馈至上位计算机的显示屏，显示液位状态并参与控制。4. PLC系统的配置4.1 PLC 配置 序号名 称数 量备 注1CPU 模块12电源模块13CPU 机架14扩展机架15I/0电缆14.2 I/O估算清单设备名称数量AIDIDO原水泵222过滤吸附装置111絮凝剂加药计量泵111阻垢剂加药计量泵111高压泵211RO电动门111清洗泵111纯水泵111液位信号66反渗透产水电导率表2压力保护222系统报警信号66总计1717考虑余量总点数2020（五）、设备技术规范1.原水箱数量：容积：材质：生产厂：1个2m3PE浙江2.原水泵数量：运行方式：型号：流量：扬程：泵功率：材质：制造商及产地： 2台一用一备，反洗时两台同时启动CHL2-402m3/hr28m0.55kwSS304/铸铁3. 全自动过滤吸附装置数量：型号：出力：回收率：罐体型号：罐体材质：操作：多路头：1套GL-22m3/hr99%玻璃钢全自动4.保安过滤器数量：产水量：材质：生产厂：1个2m3/h不锈钢5.5.15.2絮凝剂加药装置加药计量泵数量：型号：型式：流量：压力：电机功率：生产厂：溶液箱数量：容积：规格：材质：生产厂：1台100/30卧式机械隔膜泵4.7L/h0.7MPa0.05kw1个80L390340PE浙江6.6.16.2阻垢剂加药装置加药计量泵数量：型号：型式：流量：压力：电机功率：生产厂：溶液箱数量：容积：规格：材质：生产厂：2台100/30卧式电磁隔膜泵4.7L/h0.7MPa0.05kw1个80L390340PE浙江7.7.17.1.17.1.27.1.37.2反渗透装置数量：型号：出力：回收率：脱盐率：给水条件 水温： 水压： 给水SDI： 残余氯： pH一级反渗透系统高压泵数量：型号：出力：扬程：材质：电机功率：制造商及产地：膜元件数量：型号及形式：尺寸：膜面积：脱盐率：材料：使用年限：制造商及产地：压力容器数量：型号：排列方式：材料 壳体： 高压管道：低压管道：工作压力：规格：制造商及产地：二级反渗透系统高压泵数量：型号：出力：扬程：材质：电机功率：制造商及产地：膜元件数量：型号及形式：尺寸：膜面积：脱盐率：材料：使用年限：制造商及产地：压力容器数量：型号：排列方式：材料 壳体： 高压管道：低压管道：工作压力：规格：制造商及产地： 1套ARO-L-111m3/hr/套（15）75%99%（15）15（设计值）0.3MPa50.1mg/L3-11 1台CDL2-181.5m3/hr1.5MPa不锈钢2.2kw 7支CPA24”40”9.29m299.6%聚酰胺复合膜3年以上美国海德能公司 7根40A30-14/3不锈钢2.5MPaUPVCUPVC1.6MPa直径100mm，长度1000mm，最大压力300psi浙江1台CDL2-1815m3/hr1.5MPa不锈钢2.2kw 4支CPA24”40”9.29m299.6%聚酰胺复合膜3年以上美国海德能公司 4根40A30-12/1/1不锈钢2.5MPaUPVC1.6MPa直径100mm，长度1000mm，最大压力300psi浙江8.8.18.28.3 8.4反渗透清洗系统清洗水泵数量：出力：扬程：材质：电机功率：制造商及产地：清洗保安过滤器数量：型号：设备出力：工作压力：控制方法：设备本体材料 滤壳： 滤芯：孔径：滤芯数量：设备本体进出水压力表：制造商及产地： 清洗药箱数量：形式：容积：工作压力：设备本体材质：生产厂：加碱系统加药计量泵数量：型号：型式：流量：压力：电机功率：生产厂：溶液箱数量：容积：规格：材质：生产厂：1台2m3/hr30m不锈钢0.37kw中1台7DC22m3/hr0.3MPa根据压差更换滤芯SS304熔喷聚丙烯5m520”P=0.6MPa 1个垂直圆筒0.5m3常压PE1台100/30卧式电磁隔膜泵47L/h0.76MPa0.05kw1个80L390340PE浙江9.中间水箱数量：容积：材质：生产厂：附件：1个1m3PE浙江液位开关10.供水泵数量：运行方式：型号：流量：扬程：材质：电机功率：生产厂：1台1用1备CDL2-31m3/h22m不锈钢0.37kw11.纯水箱数量：容积：材质：生产厂：附件：1个2m3PE浙江液位开关17. 仪表、控制及电气清单序号仪表名称型号/规格数量生产厂一仪表部分1反渗透产水流量计Z-30011套2反渗透浓水流量计Z-30011套3反渗透进水/产水电导率表3-8850(含探头)3套4高压泵出水高压保护开关2301个5原水泵出口压力表0-0.6MPa2个6主机压力表0-2.5MPa6个7反渗透产水压力表0-0.2MPa1个8清洗泵出口压力表0-0.6MPa1个9纯水泵出口压力表0-0.6MPa1个二控制部分1中央控制和操作盘OMRON PLC及模块、开关、指示灯和报警指示1台2仪表盘电磁阀、开关和仪表指示1台3反渗透控制和仪表盘开关和仪表指示1台4仪表电缆和桥架本系统内配齐1批17.1 动力配置序号名 称数量单台功率计算数量计算功率1原水泵2台1.1kw1台1.1kw2反洗泵1台2.2kw1台1.5kw3反渗透高压泵（一级）1台5.5kw1台5.5kw4反渗透高压泵（二级）1台4kw1台4kw5反渗透清洗泵1台6中间水泵2台1.1kw1台1.1kw7纯水泵2台1.5kw1台1.5kw8紫外杀菌器1台0.15kw1台0.15kw9控制系统1kw1kw合 计14.85kw按10备用量考虑总负荷17kw18. 备品备件、易损件及专用工具 序号设备名称规格、型号数量生产厂一备品备件及易损件(1)滤芯5m 520”20支（六）、供货范围 为了确保系统的稳定运行及使用寿命，我公司提供一个完整的系统设备，包括预处理、反渗透及后处理的设备、附件及单元系统内的管路、阀门和仪表，共分三个单元供货，即：（1）预处理单元包括原水箱、原水泵、过滤吸附装置、精密过滤器及其管路系统。（2）反渗透单元包括还原剂、阻垢剂加药装置、高压泵、反渗透膜组件、化学清洗系统及单元内所有管道、阀门、仪表、控制设备及其它附件。（3）后处理单元 包括纯水箱、纯水泵及单元内所有管道、阀门、仪表、控制设备及其它附件。（七）、工作范围及技术服务1. 供、需双方详细工作范围应如下表： 序号工作内容供方需方1单元设计2制造3材料测试4性能试验5出厂前清洁工作6出厂前油漆7内部涂层8外部涂层9最终油漆10包装11标记12附件13维护用具14安装及测试用工具15按合同交货16外部接线及管道安装17基础18卸货19工具和装配20贮存及移动21安装及指导服务22开箱验收23安装（内部动力及控制系统）24装置就位25技术指导26起动技术指导27仪表正常投运28测试仪表29现场测试及人员30性能校正31地脚螺栓32灌浆33仪表校正34质量保证及控制2. 技术服务2.1 质保期 （1）反渗透膜元件的正常使用寿命为3年及以上。 （2）反渗透清洗间隔时间达到3个月以上。 （3）质保期为一年（设备验收合格后计）。 在保质期内，若设备在正常运行下损坏，由供方负责。 2.2 售前服务内容 （1）技术文件的提供 a、工艺流程图 b、设备布置图 d、设备样本及资料 （2）参观及考察 a、参观我公司工程实例和业绩 b、考察我公司的工厂 2.3 售后服务内容2.3.1技术文件的提供 （1）提交资料 a、设备布置图 b、设备基础荷重 c、电负荷资料 （2）设计文件 a、工艺流程图 b、设备管道安装图 c、仪表控制 d、控制逻辑梯形图及可编程序表，就地仪表盘及主控制盘盘面的布置图。 e、厂家资料，包括运行维护说明书。 以上文件设备调试前交付，数量为一式四份（图纸文件）。 （3）与有关各方面的联系配合工作 包括与工艺、土建、给排水、暖通、电气和仪表控制等专业的联系配合。2.3.2 技术培训 （1）我公司向项目单位派遣技术人员到现场参与开箱验货，并负责设备安装、调试、启动。（2）我公司负责对现场运行人员进行专业培训，8人3天。由我方技术人员详细讲解反渗透的基本原理、设计图纸、工艺流程、操作过程、保养规定、设备性能分析、一般故障排除等内容，并提供教材4份。2.3.3 技术支持及响应 （1）24小时电话技术响应，48小时内工程师到场技术支持。 （2）每3个月，派工程师到厂回访一次。 （3）每3-4个月，派工程师到厂进行反渗透技术应用咨询和讲座。 （4）以优惠价格提供备品备件。（八）、设备监造（检验）和性能验收试验1. 设备检验和验收1.1 在产品生产过程中，从原材料进厂经中间产品到最终产品的各个阶段均将按照国家有关标准和企业标准进行检验和验收。1.2 产品生产过程中的主要阶段的检验和验收投标方可邀请招标方安排人员参加，招标方可视具体情况决定派员参加或不参加。1.3 最终产品投标方将通知招标方派员验收，验收人员可以依据本技术规范书的规定对任何与本产品生产和检验有关的档案进行检查，如发现质量问题，投标方应进返修直至产品达到规定的质量要求。1.4 制造厂内招标方的验收不做为最终产品合格的保证，产品最终将通过现场调试和运行考验而通过验收。1.5 开箱检验1.5.1 设备运抵现场后，招标方将通知投标方在一定时间内到达现场进行开箱检验。1.5.2 如果投标方在规定的时间内未能到达现场，又未同招标方协商到达工地时间，则招标方可根据工程需要自行开箱检验，如发现设备、部件与装箱单不符等情况，投标方应承担责任。2. 性能考核及验收 招标方在完成系统安装后，将在投标方的监督下，按其要求的程序进行试运转，由招标方的职员进行操作，并进行所有必要的试验来证实设备情况良好，且符合规范书要求，在试验后，设备即可交付招标方作正常运行用。2.1 整个系统及设备的性能测试应在安装结束后两星期内进行，连续运行24小时，测试结果应满足本规范书中所述技术要求。2.2 考核项目2.2.1 设备出水流量及质量（1）预处理出水量及出水水质 a.水量 2M3/H b.SDI 5（2）反渗透系统出水量及出水水质 a.水量 1M3/H（15） b.脱盐率 99%(投运初期) c.回收率 75%（3）最终出水量及出水水质 a.水量 1M3/H b.出水水质 电导率 10s/cm（25）2.2.2 各类机械设备的性能在运行后的十二个月内发现的缺陷，都可认为是投标方的设计或制作不当引起的。（九）、报价一览表（单位：万元人民币） 八、附 件附件1、工艺流程图