50T二级离子交换除盐系统设计方案.docx

50T/h二级离子交换除盐系统

设

计

方

案

贵阳太空水技术工程有限公司
二00五年九月

目 录

一、公司简介
二、方案设计说明
三、工艺流程简介
四、控制系统简介
五、本方案设计依据附带
六、系统配置

贵阳太空水技术工程有限公司
简 介
太空水技术工程有限公司从事专业膜技术纯水工程已有近十年历史。从公司成立历经二次改制，现已成为西南地区最大的规范化水务技术、膜技术、纯水专业工程公司。公司与美国PENTAIR集团、美国DOW公司、美国OSMONICS长期合作并均得到上述公司的定期培训。被认证为分销商和合格的OEM工程公司。通过几百个水处理工程的实施积累了丰富踏实的经验。
公司自1999年以来重视发展医药纯水技术领域的发展，先后为二十多个云南省内医院制剂室和制药厂成功安装了药用纯水系统，全部都达到了设计要求。特别是通过我们立足本地企业，本地工程实施和及时周到的本地售后服务取得了良好的口碑。被国家药监局列为GMP纯水工程入刊推荐单位。成为拥有各种综合实力的、大型的、专业化的水务技术工程公司。
为完善我们立足本地企业、本地工程实施和及时周到的本地售后服务宗旨，二00二年，特成立贵阳太空水技术工程有限公司，开拓、完善、服务贵州市场。
贵阳太空水技术工程有限公司自成立以来，在水务技术、工程方面取得了较大的成就，先后实施了多个项目。近两年，公司不仅保持了在纯水行业的优势，还在城镇生活给水及污水、废水的治理等领域的业务得到很好的开拓，有着良好的发展势头和发展潜力。
公司引进了大量的技术人材，配置了先进的实验器材、生产工具。公司现有各类技术人员19人，其中高级工程师4人，中级技术人员7人，初级技术人员4人，高中级技师4人，各专业技术人员和生产设备及工具齐备。
自二00二年起，公司与宜兴市新纪元环保有限公司合作，发展城镇生活给水及生产污水、废水的处理等领域。先后实施了一系列工程安装和项目投标，取得了很好的发展。由于所处行业性质特殊，加之目前各地政府对环保工程日益重视，尤其在制药厂、冶金、化工、电子、电力等行业对水的纯度要求也越来越高，所以公司市场前景不容忽视。
公司对内加强管理，提高员工素质，并善于挖掘员工潜力，做到唯才是用。对外则坚持诚实守信原则，与客户建立良好合作关系，确保产品质量并做好售后服务。
经过多年的拚搏，公司规模逐渐壮大，现已成为西南地区最大的水处理技术工程公司，在客户网络群中已建立了良好的声誉及信誉。
公司承诺：“提供最顶尖的技术，最完善的设计，最可靠的设备，最实惠的价格，最及时的售后服务”，竭诚为各行业提供最快捷、方便、优质的服务。

专业纯水系统部分工程目录

USE 公司在中国专业从事纯水系统工程已有近十年的历史。在全国范围已有一百多个项目工程已完工而且正在正常运行 , 是西南地区最大的反渗透膜技术应用工程公司 。最早于 91 年安装于昆明市中医院的反渗透纯水设备至今仍正常使用。我们能全面保证我们的水处理工程的质量与可靠性。

一、昆明市部分工程目录：

项目单位 项目用途及规模

l、省内 18 家医院反渗透法纯水系统 血液净化用 RO 处理 (1500-6000 加仑/天)

2、中国科学院医学生物工程研究所 蒸馏水制备

3、云大生物工程重点实验室 发酵工程 R0 用水处理

4、云南施普瑞施贝化妆品有限公司 螺旋藻浓缩提取 (18000加仑/天)
( 云南第一台反渗透浓缩设备 )

5、 云南省药物检验研究所 18MΩ超纯水及注射用水 250L/hr

6、重庆药物检验研究所 18MΩ超纯水及注射用水 250L/hr

7、云南省热作所(政府招标工程 ) 18MΩ超纯水站 800GPD

8、云南省香料研究开发中心(政府招标工程 )18MΩ超纯水站 800GPD

9、云南省灵长类中心(政府招标工程 18MΩ超纯水站 2200GPD

10、云南省农科园艺作物研究所 18MΩ超纯水站产水系统 800GPD

( 政府招标工程 )

11、 云南省出入境检验检疫局 18MΩ超纯水站产水系统 120GPD

12、昆明贵金属研究所 8-10MΩ超纯水系统1M3/hr

13、昆明冶金研究所 (政府招标工程) 超纯水系统 1500GPD

14、广电总局 501 台 18MΩ超纯水系统 3400GPD

15、 广电总局 726 台 18MΩ超纯水系统 3000GPD

16、云南省红十字会医院金安分院 ( 政府招标工程 )18MΩ超纯水系统 800GPD

17、省烟草工业园 18MΩ超纯水系统 3000GPD

18、空军医院昆明纯水中心 医院纯水集中供水系统及制药室用水 1000L/hr

（中国首家医院纯水集中供应系统）

19、云南省第一人民医院 制剂室注射用纯水制水系统 2000L/hr

20、昆明市延安医院 医院纯水集中供应站 2000L/hr

21、玉溪地区第一制剂中心 二级反渗透注射级纯水系统 1000L/hr

22、红河州第一制剂中心 二级反渗透注射级纯水系统 2000L/hr

23、个旧市人民医院制剂室 二级反渗透注射级纯水系统 1000L/hr

24、建水县医院制剂室 二级反渗透注射级纯水系统 1000L/hr

25、昭通地区地区人民医院制剂室 制剂室注射用纯水制水系统 1000L/hr

26、昭通市第一人民医院制剂室 二级反渗透注射级纯水系统 500L/hr

27、宣威市第一人民医院制剂室 二级反渗透注射级纯水系统 1000L/hr

28、中国北方夜视技术股份有限公司 反渗透/电子混床18.3MΩ电子级超纯水系统10m³/h（西南地区第一台电子混床系统）

29、云南红河光明股份有限公司 二级反渗透纯水系统 35 m³/hr

30、昆明南疆制药厂 二级反渗透注射级纯水系统10m³/hr
云南首家通过GMP认证的药用纯水系统

31、云南金泰得三七产业股份有限公可 药用纯水系统0.5 m³/hr

32、云南盟生药业有限公司 纳滤分离系统0.5 m³/hr

33、昆明芬美意香料有限公司 纯水系统0.5 m³/hr
34、云南施普瑞制药厂 药用纯水系统2000L/hr

35、云南杉榆制药厂 药用纯水系统3000GPD

36、西双版纳雨林制药厂 药用纯水系统3000GPD

37、云南金殿制药厂 二级反渗透药用纯水系统1000L/hr

38、云南白药股份有限公司 二级反渗透药用纯水系统1M³/hr

39、龙恩药厂 一级反渗透加混床纯水系统 1000L/hr

40、云南植物药业有限公司 二级反渗透注射级纯水系统 5000L/hr

41、德华药业 药用纯水系统1500GPD

42、邦宇药业 二级反渗透药用纯水系统0.5 m³/hr

43、玉溪万芳药业股份公司 药用纯水系统2000L/hr
药用纯水系统500L/hr

44、思茅南天制药 二级反渗透药用纯水系统1M³/hr

45、中科院医学生物灵长类中心 纯水系统1500GPD

二、贵州省内部分工程目录
项目单位 项目用途及规模
1、贵州卫生厅疾病控制中心 22套10MΩ超纯水产水系统15L/h
（政府招标工程）
2、贵州省疾病控制中心 一级反渗透+混床超纯水产水系统15L/h
3、贵州天安药业股份有限公司 二级反渗透药用级纯水产水系统1000L/h
4、贵州天方药业有限公司 二级反渗透药用级纯水产水系统1000L/h
5、贵州苗药药业有限公司 一级反渗透药用级纯水产水系统500L/h
6、贵州缔谊药业有限公司（在建） 二级反渗透药用级纯水产水系统500L/h
7、普定县自来水公司纯净水厂 一级反渗透及灌装系统3000L/h
8、贵州水泥厂 锅炉软水水处理系统
9、贵州佳程药业（贵州）有限公司 一级反渗透+混床纯水产水系统250L/h
10、贵州省仁怀市山野矿泉水厂 山泉水产水系统1500L/h
11、贵阳泰斯达机械有限公司 职工生活饮用水1250L/h
12、贵州省岑巩县注溪乡山泉水厂 山泉水产水系统2000L/h
13、中化开磷集团重钙厂 一级反渗透+混床纯水产水系统180m3/h
14、贵州苗家医药保健品有限责任公司 一级反渗透250L/h
15、六广水厂生活给水项目（全自动净水器） 120T/h
16、贵州苗特医药有限公司 二级反渗透1000L/h
17、凯里鑫源水厂 1 T/h山泉水+3T/h山泉水

二、方案设计说明

1、本方案根据甲方提供工艺流程和原水水质报告，一级除盐水只对原水补充水进行处理（50m3/h）。
2、设计时时考滤到原水水质的变化，取用甲方提供的深井水水质报告为本方案设计依据。
3、由于甲方未能提供冷凝水PH值，换热器不在本方案内考滤。
4、甲方应将冷凝水出水管，原水进水管接置水处理车间内1米。
5、甲方应保证冷凝水出水温度不超过30℃。
6、由于过滤器在运行一段时间后就需清洗，所以本方案建意甲方考滤使用2套过滤器装置，避免清洗过滤器时供水不能保证。
7、甲方未提供原水供给方式，故原水泵前段控制不在本方案内。

三、工艺流程简介

1、原水泵
Q=35 m3/h，H=45m（甲方提供参数），是一级脱盐水系统补给水水泵，用来保证脱盐水系统产水量50 m3/h，同时可作为水温调节补水泵用，使水温在热交换器故障时不超过30℃。（一用一备）
2、多介质过滤器
由于逆流再生固定床的入床水浊度为2mg/L，而甲方提供原水水质标准远远超过此值，故需加装此设备。
工作原理：当水自部进入滤层时，水中的部分悬浮物由于机械阻留的作用，被滤层表面截留下来。此时悬浮物之间发生彼此重叠和架桥作用，所以经过一段时间以后，在滤层表面好像形成一层附加的滤膜，在以后的过滤中，这层滤膜起着主要的过滤作用，这种过滤称为“薄膜过滤”。
在过滤的运行中，当水流进滤料中，滤料也可以起到阻留悬浮物的作用，这种过滤作用被称为“渗透过滤”。即水中的悬浮物微粒在流经滤料层中弯弯曲曲的孔道时，由于滤料表面的接触作用，使水中絮凝，悬浮物和滤料表面互相粘附，好像在滤层中进行了进一步的混凝过程。这一过程称为“接触过滤”。水在经过过滤器中的三个过滤阶段以后，经排水装置流出，当原水进水浊度小于20mg/L时，其出水水质浊度小于2mg/L。且应一天冲洗两次。处理能力为50T/h 。（一用一备）
3、阳离子交换床
作用：去除水中的阳离子，（同时也包括硬度），出水为酸性，便于脱碳器去除CO2和阴床脱除HSiO3-。
本方案中阳离子交换床采用了顺流运行（即水自上而下流动）。逆流再生工艺（再生液自下而上流动）。其特点：
（1）合理的离子排代规律，在离子交换过程中水中的离子与树脂离合力强的，容易交换，但难产再生；反之，合力弱的离子，容易再生，但难于交换。对逆流再生设备而言，运行时的进水端，树脂已被容易交换的离子所饱和。如果树脂的层态分布不被破坏，从树脂层的另一端进再生液，可以形成亲合力弱的离子，只与邻近的失效树脂层发生反应，使再生过程进行得更容易，这称为合理的离子排代规律。
例如：在阳离子交换过程中，从树脂层的进水端到出水端，树脂离型层态分布的顺序依次是Ca2+,Mg2+,Na+,H+,再生液从出水端进入，再生液中的H+先再生比较容易的 Na型树脂，生成的氯化钠去再生Mg树脂，生成的氧化镁再去再生 Ca型树脂，这样就明显地提高了再生效率。
（2）树脂的残余交换容易可以得到利用。为了保证运行时的出水质量，出水端的树脂层中有很多的树脂“失效度”很低，也就是说还有许多未失效的树脂，这部分的交换容量称为“残余交换容量”。在顺流再生的情况下，这部分交换容量被再生废液所排代，不能利用，而在对流再生的情况下，这部分交换容量被全部保存下来，从而提高了再生效率，节约了再生剂用量。
（3）出水端树脂的再生度高，在交换床运行失效时，由于工作层的存在，出水端树脂（保护层）的失效度是很低的。以阳床为例，阳床失效后，其出水端树脂中，除了残余的H型树脂外，只有少量的Na型树脂。这部分树脂在再生过程中与新鲜的再生接触，使再生进行得更彻底，这样在相同的再水平下，可以使出水端树脂获得更高的再生度，因此运行时可以得到更好的出水水质。
（4）尽管进水端树脂的再生度较低，但由于在运行进这部分树脂接触含盐量较高的进水，故可以获得较高的饱称度，使整流个床层的工作交换容量得到充分利用。
（5）由于再生剂得到充分利用，所以排出的再生废液浓度低，利于废液的中和排放。
（6）逆流再生固定床出水质量好，再生能耗低。
其缺点是：设备复杂，再生操作部骤多，运行流速低，一般为15-20m/h。
在本方案中，逆流再生交换床（阳离子交换床）采用强酸001X7型H型离子交换树脂，其再生周期为1天1次，如进水为地表水时可达3天1次。每次再生液耗量为（HCL）224.4Kg。
阳离子交换床为一备一用，产水量为50m3/h。
4、脱碳器
作用：脱除阳床出水中CO 2，减轻阴离子交换床负荷，增长再生周期。
由于原水中含有大量的碳酸盐，它是构成水中碱度的主要成分；由于强碱阴离子交换树脂，对水中阴离子的吸附顺序，CO2会参与阴床的离子交换，影响阴床对苯二酚HSiO3-的吸附并增加了碱耗。
理论上当原水中的碳酸根的含量超过50mg/L时，应设置除碳器，甲方提供水质HCO3-含量为278.91mg/L ，大于50mg/L，所以应当设置除碳器。
本方案中脱碳器采用鼓风式除碳器，其工作原理：
鼓风式除碳器的工作原理是基于机械质的脱气过程。
因为空气中的CO2量很少（约占空气总量的0.03%），所以为鼓入除碳器中的空气流与阳床出水相接触时，水中的CO2会解析出来，并被空气流带走。
为了增强除碳效果，在工艺上采用将水喷入除碳器使水造成水滴状，以增加CO2的解析面积，除碳水自上而下，而除碳风自下而上，中间通过比表面积较大的填料，增加了水与空气的接触面积，而提高除碳的效果。
经除碳后，通常可使水中残留的CO2在5mg/L以下。除碳水温一般以下超过35~40℃ 为定宜。
本方案脱碳器运行方式为一用：处理水量50T/h。
5、阴离子交换床
作用：去除水中阴离子。
本方案阴离子交换床也采用逆流再生固定床，其特点与阳离子逆流再生固定床相同。
再生周期为1天1次，每次再生剂耗量为82.88kg。如采用地表水再生周期测可延长至4天1次。
其运行方式为一备一用，产水量为50T/h。
6、一级除盐水箱
50m 3，用户自备。
7、一级除盐水泵
Q=35m3/h 、H=45m，厂方提供。
8、混床
作用：是本系统的二级脱盐装置，净化一级除盐的出水，使水质标准提高，达到钾酸装置用水标准。
混床是混合离子交换床的简称，指将阳、阴两种离子交换树脂置于同一交换床中，在再生时分层，分别进酸、碱。其出水水质好，出水电导率小于0.2μs/cm，HSiO3-为10~20μg/L。出水水质较稳定。
工作原理：混床离子交换法，就是把阳、阴离子交换树脂放在同一个交换床中，并在运行前混合均匀。混床可以看作是由许多阳、阴树脂交错排列而组成的多级式复床。
在混床中，由于阳、阴树脂是相互混合的均匀的，所以阳、阴离子交换反应几乎是同时进行的，或者说水的阳离离交换和阴离子交换是多次交换进行的。即经H型阳离子交换所产生的H+和级OH型离子交换所产生的OH-不能积累起来，会立即生成离解度很低的水。
这样就基本上消除了反离子的影响，其离子交换反应可以进行得很彻底，所以混床的出水质量很高。
混床的离子交换反应可以用下面的一式来表示出来：
Ca
Ca SO4 R2 Mg
2RH CL2 Na2
+Mg (HCO3)2 SO4 +H2O
2ROH (HSiO3)2 R2 CL2
Na2 (HCO3)2

(HSiO3)2
9、二级除盐水箱
体积：10m3 ，SS304材质，用户自备。

四、控制系统简介

本系统采用PLC不带上位机集中控制，每台水泵设有自动和平动控制开关，正常运行时，每个工艺点的水泵一台平动，一台自动；当故障需切接时，将手动改为自动，自动改手动或停止即可。
1、原水泵的控制
根据原水压力传感器控制，压力调节在0.1~1kgf之间。
一级除盐水箱液位控制。当高于高液位时，原水泵停，同时关闭冷凝水补水电动阀。
2、温度的控制
由温控传感器输入PLC，再由PLC对补水阀门（电动调节阀进行调节）控制温度在30℃以下。
中间水泵控制
在原水泵驱动5分钟后起动，原水泵停止3分钟后停止。
一级除盐水泵控制
当水位（一级除盐水箱）低于液位时停止，高于中液位时起动。
3、二级除盐水泵的控制
二级除盐水箱低于低液位时停止，高于中液位时起动。

六、系统配置及报价
序号
内 容
数量
单位
单价
总价
1
手动多介质过滤器
- 流量：50T/h
- 罐体：
罐规格：Ф3000mm×SS2500
罐材质：碳钢
外部涂料防腐
人孔：2个
手孔：2个
视镜：1个
布水装置：水帽式
罐产地：国产
- 填料
粗砂：0.8-1.2MM,层高400MM
细砂：0.5-0.8MM，层高800MM
无烟煤：1.2-1.6MM,层高600MM

2

台

2
手动阳离子逆流再生床
- 流量：50T/h
- 罐体：
罐规格：Ф1800mm×SS2000
罐材质：碳钢
外部衬胶防腐
人孔：2个
手孔：2个
视镜：2个
布水装置：水帽式
罐产地：国产
- 填料
强酸阳数脂：
层高：2000MM
型号：001×7
数量：5.1m3

2

台

3
脱二氧化碳器
- 流量：50T/h
- 罐体：
罐规格：Ф1200mm×SS4000
罐材质：碳钢
内部衬胶防腐
外部涂料防腐
人孔：2个
手孔：2个
布水装置：花板式
罐产地：国产
- 填料
空心塑料多面球：Ф50聚丙烯塑料
- 体积：3m3
- 鼓风机：
风机1400m3/h
- 运行方式：一用

1

台

4
手动阴离子逆流再生床
- 流量：50T/h
- 罐体：
罐规格：Ф1800mm×SS2000
罐材质：碳钢
内部衬胶防腐
人孔：2个
手孔：2个
视镜：2个
布水装置：水帽式
罐产地：国产
- 填料
强碱阴数脂：
层高：2000MM
型号：201×7
数量：5.1m3

2

台

5
手动体内再生混合离子交换器
- 流量：50T/h
- 罐体：
罐规格：Ф750mm×SS1800
罐材质：SS 304
人孔：2个
手孔：2个
视镜：3个
布水装置：水帽式
罐产地：国产
- 填料
阳树脂：300L,D001×7/国产
阴树脂：570L，D201×7/国产

2

台

6
原水加压泵
- 流量：35m3/h
- 扬程：45m
- 泵型号：IS65—40—200
- 电机功率：7.5KW/国产

2

台

7
一级除盐水泵
- 流量：35m3/h
- 扬程：45m
- 泵型号：IS65—40—200
- 电机功率：7.5KW/国产

2

台

8
中间水泵
- 流量：50m3/h
- 扬程：30m
- 泵型号：IS80—50—200B
- 电机功率：7.5KW/国产

2

台

9
二级除盐水泵
- 流量：5m3/h
- 扬程：40m
- 泵型号：CHL8—40
材质：SS 304
产地：杭州南方特种泵
- 电机功率：1.5KW
- 运行方式：一备一用

2

台

10
反洗再生泵
- 流量：30m3/h
- 扬程：30m
- 泵型号：IS65—50—160B
- 电机功率：3.0KW/国产

1

台

11
管道
材质：UPVC工程塑料管

12
阀门
材质：碳钢

13
控制系统：
控制方式：PLC （不带上位机控制）
控制点：
DI：6个
DO：12个
AI：6个
电动调节阀：2个
压力传感器：1只
温度传感器：2只

1

套

14
配电设备：
低压配电屏
动力起动柜
现场控制箱

1

套

15
酸碱计量箱
容积：1m3
材质：PE
产地：国产

2

个

16
酸碱射流器
流量：1m3/h
产地：国产

2

个

设备总报价 ：