山东鑫岳化工有限公司反渗透水处理技术方案 3.doc

4X150m3/h反渗透水处理系统
河北中创蓝星助剂有限公司

4X150m3/h反渗透水处理系统
（膜用水处理药剂）

技
术
方
案

河北中创蓝星助剂有限公司

一. 技术依据及要求
1、水质条件
原水水质 :地表水（天然水库水）
设计温度 :25℃
2、产水要求
系统出力 :4X150
产水水质 ：符合中、高压锅炉以上锅炉补给水用水要求
电导率≤0.2μs/cm
硬度≈0mmol/L
二氧化硅≤20μg/L
3、电源和气源（用户提供）
频率
50
HZ
额定电压
380/220
V
3.1电源：
3.2气源： 露点：-30℃
含油量：无
含颗粒物质：无
压力（操作/设计）：
温度（操作/设计）：常温
4．控制系统
本工程设计多介质过滤器、反渗透采用程序反洗、投运，一级除盐加混床采用程序再生和投运。系统操作采用计算机PLC控制，并设有CRT显示，就地设电磁阀箱，可以就地操作气动阀门。
二 系统配置
预处理系统 ：多介质过滤器
除盐系统 ：4×150m3/h反渗透装置、混床
反渗透系统回收率 : 75%
反渗透膜脱盐率 : ≥ 99.5%
反渗透系统脱盐率 : ≥ 98%（一年内）
三. 设计数据及工艺流程：
1、设计资料
原水进水量： 4×225m3/h
反渗透产水量： 4×150mm3/h
2、工艺流程

来水
原水池
多介质过滤器
原水泵

非氧化性杀菌剂 mpc880

保安过滤器
RO增压泵
高压泵
水箱

阻垢剂mpc150

RO清洗系统
反渗透膜组

混床再生系统
除碳器

中间水箱
中间水泵
除盐水箱
混床

四. 工艺说明
1. 原水池
原水池的主要作用是为后续处理设施提供稳定的水源。
本系统设置一座容积为 m3的钢混结构原水池，内刷环氧树脂防腐。

2. 原水泵
原水泵的作用是给后续水处理系统提供稳定的压力和进水量，目的是为了防止进水波动对系统运行产生不良影响，保证系统稳定的运行。
2.1 非氧化性杀菌剂加药系统
根据水质分析，地表水的COD含量较大，而且根据季节的不同，数据有所变化，会造成膜系统出现微生物污染，导致系统产水量及水质严重下降，运行成本升高，同时出现膜系统频繁清洗情况，降低了膜元件的使用寿命，为了降低微生物对超滤及反渗透系统造成的污染：
本系统设置一套非氧化性杀菌剂加药系统。含控制系统、进口计量泵、计量箱等。本系统推荐使用美国进口产品HENT MPC880非氧化性杀菌剂。
Mpc880产品特性：
膜杀菌剂（浓缩液 ） MPC880
物化指标：
指标名称
物化指标
色泽
透明
外观
淡黄色或无色透明液体
闪电
无
物态
液体
凝固点
-1℃
水溶性
完全溶解
密度（250C）
1.10 ±0.05
PH值（1%水溶液）
4.0 ±0.5
（1）水处理系统运用过程中适当的加药量可以做到微生物的降除率在96%以上，能较彻底的降除微生物污染。
（2）可以确保预处理系统不会滋生微生物，消除微生物对预处理的污染，保证预处理的出水水质。
（3）非氧化性的杀菌剂，适合聚酰胺膜类系统的杀菌消毒；可以直接进入RO装置，RO膜元件同样处于杀菌剂的环境中，进一步抑制微生物的滋生，延长清洗周期，增加膜元件使用寿命。
（4）一般情况下（除原水中含有氧化性介质外的自然原水），在使用非氧化性杀菌剂的过程中，不存在氧化性物质，省略了还原剂的投加和对余氯的检测，大大降低了操作人员的劳动强度，同时能更好的确保反渗透膜元件的安全性，延长膜元件的使用寿命。
（5）广泛应用于分类膜分离系统中的生物、有机物、微生物的杀菌消毒。其无氧化的高效杀菌特性尤其适合膜类系统污染后的消毒恢复。
（6）在水中快速降解为相对无毒的产品，排放不会造成环境的富营养化。
（7）液体药剂，无泡沫配制。投加药量和药液配置浓度均按标准液的质量计算。其加药量与进水水质、水温、系统水的回收率等参数有关，典型加药量为2.5～3.5mg/L之间。

（8）本产品为非氧化性杀菌剂，对细菌有很强的杀除能力，应注意劳动保护，药品搬运中应注意安全，在配药和投加过程中要穿戴防化服，切记不要让液体溅到皮肤和脸部，如发生不慎药液与皮肤接触，先用大量清水冲洗并立即就医。 阻垢剂加药装置

阻垢剂加药装置的作用是在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，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，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，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成培增加。自然水源中Ca2+ 、Mg2+、 Ba2+、 Sr2+、 HCO3-、 SO4-、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。
反渗透阻垢剂MPC150(五倍浓缩液)
　物化指标：　
物化指标名称
物化指标
PH值（1%水溶液）
1-3
密度（20℃）g/cm3
≥1.2
外观
黄色或琥珀色透明液体
色泽
透明
闪电
无
物态
液体
凝固点
-4℃
水溶性
完全溶解
本系统推荐选用mpc150五倍浓缩液反渗透专用复合阻垢剂，它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它具有以下功能：
1) 抑制析出作用
2) 分散作用
3) 晶格扭曲作用
4) 络合作用
计算结果
反渗透浓水侧水质结垢倾向的计算
水质结垢倾向的计算目的是，根据反渗透装置的设计数据和给水水质，通过计算软件来判断反渗透浓水侧易结垢物质的稳定度。依据易结垢物质稳定度的大小，来选择阻垢剂的型号和加药量。
计算水质，在反渗透装置水的回收率为75给水水温25℃的条件下，对反渗透浓水侧水质结垢倾向进行了计算分析，计算结果见表-02。
表-02 反渗透浓水侧水质结垢倾向计算结果
结垢物质
控制参数
(RO浓水侧)
控制指标
计算结果
不加阻垢剂时
加ＭＰＣ150
阻垢剂时
30℃
25℃
15℃
10℃
CaCO3
LSI
≤-0.2
+2.8
+2.6
+2.5
+2.3
+2.2
CaSO4
饱和度
＜80%
＜230%
-1
0
2%
2%
BaSO4
饱和度
＜80%
＜6000%
/
/

/
SrSO4
饱和度
＜80%
＜800%
/
/

/
SiSO2
浓水侧溶度积
＜80%
＜100%
76%
84%
99%
107%
由表-02计算结果可知：在设计水质条件下，其给水经反渗透浓缩后，反渗透浓水侧LSI值超过水质结垢倾向控制指标，水中CaCO3、SiO2具有严重的结垢倾向，需要投加阻垢分散剂进行水质稳定处理。设计选择的阻垢分散剂型号为美国亨特公司生产的mpc150型高效阻垢分散剂。
建议：
RO进水水质必须满足膜元件制造厂家关于RO进水水质要求, 污染指数(SDI)≤4、水温≥150C。
第二节、阻垢药剂选择及加药控制
根据我方对贵单位水源水质进行分析和结垢倾向计算结果，其反渗透浓水侧具有严重的结垢倾向，针对贵厂反渗透进水水质，我方建议选用 mpc150阻垢分散剂，加药量为３.0mg/L。
1、mpc150阻垢分散特性
mpc150是一种液态聚合小分子有机复合物，具有优良的阻垢、分散性能，适用于醋酸纤维和聚酰胺反渗透膜水处理等。该阻垢分散剂具有如下特性：
(1) 可有效控制CaCO4结垢，在RO给水不加酸的条件下，反渗透浓水侧朗格里尔饱和指数LSI最大允许值为3.0；
(2) 在某一浓度范围内，可抑制BaSO4、CrSO4、SiO2的结垢倾向；
(3) 对水中多种无机和有机离子具有优良的分散性能，不与水中残留凝聚剂、铁、铝氧化物凝聚形成絮凝物，防止和反渗透浓水侧污堵，而引起的压差升高。
2、加药量和阻垢性能评估方法
mpc150加药量按标准溶液的质量计，其计量单位为mg/L。加药量与进水水质、水温、系统水的回收率和反渗透膜的种类有关，可通过计算软件计算出某一范围的加药量，在通过现场△K的测定，来评估药剂的阻垢性能和加药量的调整。
经计算软件计算，根据国内现场技术服务经验考虑到人为误差，在表-1反渗透给水水质条件下，mpc150-阻垢剂的加药量为3.0mg/L。
第三节、△K评估方法
△KJ = [Cl-b] / [Cl-f] – Ab / Af
△Ky = [Cl-b] / [Cl-f] – Hb / Hf
式中 [Cl-f] ── 反渗透进水氯根， mg/L；
[Cl-b] ── 反渗透浓水氯根， mg/L；
Af ── 反渗透进水全碱度， mmol/L；
Ab ── 反渗透浓水全碱度， mmol/L；
Hf ── 反渗透进水全硬度， mmol/L；
Hb ── 反渗透浓水全硬度， mmol/L；
KJ ≤0.35或△Ky ≤0.2时，说明阻垢剂加药量较为合适，RO浓水侧膜面无水垢析出；△KJ ＞0.35或△Ky ＞0.2时，说明阻垢剂加药量不足，
3. 多介质过滤器
多介质过滤器是过滤净化的基本方法也是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。在多介质过滤器里，选用不同粒径的石英砂由上到下、由小而大依次分层排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好像在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水落石出得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。
特性：
* 能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物等杂质，因为反渗透系统对它们非常敏感。
* 具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最大效果，能长期满足反渗透膜对污染指数 SDI 的要求。
* 反洗装置带空气擦洗，能力强、时间短、水耗低。(气源来自买方自备的罗茨风机)。
* 单台过滤器对于低浊度水源达72小时以上。
* 选用较低的运行流速，以适应将来水质变坏的可能性。）能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物、铁；
*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；
本系统设置的立式多介质过滤器，单台出力 m3/h，当其中任何一台过滤器在进出口压差达到一定值时退出运行，进行反洗。

3.2 反洗水泵
其作用是为多介质过滤器的反冲洗提供充足的水量。多介质过滤器的反冲洗流速一般为20-40m/h，水量较大，但所需的扬程低。
本系统设置1台流量为 m3/h，、反洗水使用原水池原水。
3.3 保安过滤器
保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5μ的颗粒，以防止其进入反渗透系统。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，同时划伤高压泵的叶轮。过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.07-0.1MPa）时，应当予以更换。
保安过滤器采用耐腐蚀的304不锈钢材质外壳。滤棒是由聚丙烯喷熔制成，其特点：
1） 孔形呈锥形结构；
2） 过滤能进入深处，形成深层过滤；
3） 纳污量大、寿命长（可维持4-6个月）；
4） 易更换。
5）过滤精度精确；
6）水通量大；
3.4高压泵
高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。
根据反渗透系统的产水要求，及膜件的进水压力要求，高压泵进水（来自预处理系统）还带有0.1-0.2MPa的压力。因此本系统配置进口不锈钢高压泵，具有体积小、效率高、噪音低、维护量低和节省能量的特点。
3.5 反渗透本体装置
该工艺利用反渗透压和半透膜来脱除水中的盐份，反渗透装置脱盐效率高，系统脱盐率可以达到98%以上，反渗透装置的系统回收率（制得的淡水量）设计为75%（25℃时）。膜组件是本系统中用于脱盐的关键部件，反渗透系统是利用反渗透膜作为水处理元件，在外界压力作用下，对抗渗透压使原水中水分子及其它小径粒组份选择性地透过并被收集，而另外一些组分例如溶解性离子、胶体、有机分子和水中存在的少量的细菌、病毒等杂质或污染物则被膜阻挡在原水中浓缩后排放，从而达到纯化和净化水质的目的。
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半透膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入中间水箱。
在反渗透装置上设置流量计、压力表、电导仪等监测仪表，用以监控系统运行状况、产水水质及是否需要对系统进行清洗。
3.6 清洗系统
为保证系统的安全稳定运行，膜系统在运行一段时间后，需进行清洗以清除沉积在膜表面的污染物，恢复膜元件的性能。该系统设置一套完善的在线清洗系统，当由于污染造成系统性能下降超过10-15%时，可采用系统清洗以恢复系统性能。适当的清洗，可充分保证系统的良好运行状态。清洗系统包括清洗药箱，清洗泵、清洗保安过滤器等。

清洗系统包括清洗药箱，清洗泵，清洗保安过滤器等。
清洗流程见下图：

1

3
4
2

图2 清洗系统流程示意图
1—清洗水箱；2—清洗水泵；3—清洗精密过滤器；4—RO装置
4. 中间水池
反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入中间水箱暂存，其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏。
本系统设置一台 m3钢混结构中间水池，内刷环氧树脂防腐。
5. 中间水泵
为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。

6. 除盐水箱
除盐水箱的作用是储备制成的除盐水,作为给锅炉补水的缓冲.保证机组的安全稳定运行。
7. 控制系统
整个系统的控制采用集中PLC自动控制，集中控制室设置CRT上位机实行远方控制，阀门使用气动阀门和电动阀门，就地设置电磁阀箱，即可以实现就地控制，又能实现远方远传信号控制。系统配备在线监控仪表，具备远方信号功能，所有数据都可在上位机上实现数据监控及报表打印。
8、使用方法
投加药量：投加药量和药液配置浓度均按标准液的质量计算。其加药量与进水水质、水温、系统水的回收率等参数有关，初始加药量为6mg/L，运行30天以后，正常加药量为2.5～3.5mg/L之间。
药剂配置浓度及配置时间：加药箱中的药剂浓度按标准液的质量配制，配制浓度一般要求控制在10％～30％范围内；加药箱中的药剂贮存时间最长不得超过7日。配置水为反渗透产品水或化学除盐水。
加药位置选择：为达到最佳的快速混合效果，建议首选加药位置设置在水泵入口处，其次为多介质过滤器入口。
药液投加流量的控制：RO杀菌剂采用计量泵连续投药，为保证药液投加流量的最佳连续性，建议计量泵的加药隔膜或柱塞往复运动频率不得低于30次/min，泵的吸程高度≥0.6m。
危害及对策：本品无毒，但对人的皮肤有中等刺激作用，操作人员应穿长袖工作服，如不慎沾染了皮肤或溅入眼睛，用大量清水冲洗即可。

河北中创蓝星助剂有限公司
2013、07、20
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编制日期:二零一三年七月