1.1原水水源（yuán）及水質

原（yuán）水水源：自來（lái）水，原水水（shuǐ）質檢（jiǎn）測

 

2工藝係統描（miáo）述工藝流程（chéng）

工藝（yì）流程圖詳見見附（fù）圖，主要工藝路線如下：

 

原（yuán）水（shuǐ）→原水（shuǐ）箱→原水泵→氧化劑加藥裝（zhuāng）置→UF裝置→UF原水箱→RO原水泵→還原劑（jì）加（jiā）藥裝置→5μm保安過濾器（qì）→阻垢劑加藥裝（zhuāng）置→一（yī）級高壓泵→一級反滲透膜組（zǔ）→一級RO產水箱→NaOH加藥裝置→二級高（gāo）壓（yā）泵→二級反滲（shèn）透膜組→RO產水箱→RO增壓泵→TOC去（qù）除器→脫氧膜組1→EDI裝置→氮（dàn）封EDI產水箱→超（chāo）純水泵→TOC去除（chú）燈→拋光混床→終端精密過（guò）濾器→超純水使（shǐ）用（yòng）點。

 

用水點（diǎn）1：純水（shuǐ）泵（bèng）1→換（huàn）熱器→TOC去除器→脫氧膜組2→一級拋光混床→二級拋光混床→終端（duān）濾（lǜ）器→去用戶終端（duān）工藝用水點

 

用水點2：→純水泵2→TOC去除器→精濾（lǜ）器→去用（yòng）戶其它工（gōng）藝用水點

 

用水點3：→二級RO產水箱→去用戶（hù）其它工藝用水點  

2.2工藝係統（tǒng）簡述

工藝流程分（fèn）為超濾預處理係統+反滲透初除（chú）鹽（yán）係統+EDI精除（chú）鹽係統+循環精（jīng）處（chù）理係統四（sì）部分，即UF+RO+EDI+循環精處理 。各部（bù）分（fèn）功（gōng）能簡述如下：

 

3.2.1超濾預處理係統（UF）

超濾預處理（lǐ）係（xì）統作為反滲（shèn）透（tòu）的前處理，主要（yào）目的是（shì）去除（chú）原水中的懸浮物、膠（jiāo）體、色度（dù）、濁度、有機物等妨礙後續反滲透運行的雜質。原（yuán）水（shuǐ）為自來水（shuǐ），水溫受季節變化的（de）影響較（jiào）大。

 

預處理的設備主要包（bāo）括原水（shuǐ）箱、原水泵、板式換熱器、氧化劑加藥裝置、超濾裝置（zhì）（UF）和反洗（xǐ）泵（bèng）等。

3.2.1.1超濾裝置

預處理的主要處理裝置為超（chāo）濾裝置。超濾膜分離技術具有（yǒu）占地麵積小（xiǎo）、出水水質好（hǎo）（出水（shuǐ）SDI15小於3）、自動化程度高等（děng）特點。本係（xì）統（tǒng）采（cǎi）用超（chāo）濾作為除鹽係（xì）統的預處理，超濾膜（mó）采用材質為（wéi）PVDF的（de）中空纖維，其表麵活（huó）化（huà）層（céng）致（zhì）密，支撐層為海（hǎi）綿狀網絡結（jié）構，故耐壓、抗（kàng）汙染、使用壽命長，且能長期（qī）保證產水水質， 對（duì）膠體、懸浮顆（kē）粒、色（sè）度、濁度、細菌、大分子有機（jī）物具有良（liáng）好的分離（lí）能力（lì）。

 

超濾裝置（zhì）采用全流過濾、頻（pín）繁反洗的全自動連續運行方式，運行（háng）30分鍾，反衝洗30秒。氣（qì）洗時間（jiān）間隔為24--48小時。係統（tǒng）采用（yòng）PLC控製。化學清洗頻率2～3個月，化（huà）學清（qīng）洗時間10分鍾，和反滲透共（gòng）用一套化學清洗係統（tǒng）。

 

l）UF主要特點

 

1）中（zhōng）空（kōng）纖維（wéi）外表麵活化層孔（kǒng）隙（xì）率（lǜ）高，故（gù）纖維單位麵積產水量大（dà）；

 

2）中空纖維強度高，采用反向衝洗和（hé）氣濟工藝，使組件可在（zài）全流過濾狀態（tài）下工作，化（huà）學清洗周期大大（dà）延長：

 

3）UF裝置操作成本低；

 

4）UF裝置（zhì）操作和維（wéi）護簡單（dān）。

 

2）超濾係統技術先進性

 

1）過濾膜（mó）采用PVDF，化學性能穩定，耐酸堿，易清洗。

 

2）膜表麵（miàn）經過（guò）親水改性，水通量大（dà），水（shuǐ）量衰（shuāi）減小。

 

3）外壓式中空纖維（wéi）膜，耐壓高，壽命長。

 

4）外壓式運行方式與內壓式膜．相比（bǐ），進水條件寬，截留物不（bú）易堵塞進（jìn）水流道，當原水懸浮物含量高（gāo）時，不會象內壓式那樣造成汙染物（wù）濃縮並堵死在絲（sī）的中（zhōng）空通道中。外壓式膜即使在原水（shuǐ）懸浮物含量（liàng）較高的情（qíng）況下，也（yě）能進行全（quán）流過濾，而內壓式則**采用循（xún）環錯流過濾（lǜ），水回收率低（dī），動力消耗大。

 

5）采用（yòng）氣（qì）水混（hún）合反衝洗方式，反洗效（xiào）果好，性能恢複能力（lì）強。

 

6）超濾作為反滲（shèn）透預處理同常規的（de）過（guò）濾工藝相比具有（yǒu）以下優點：

 

●過濾水質顯（xiǎn）著提高，大大延（yán）長（zhǎng）反滲透的清洗周期，減（jiǎn）少反滲透（tòu）係統的投資量和運行費（fèi）用（yòng）

 

●隻需一步處（chù）理，減少（shǎo）運行費（fèi）用（yòng），提（tí）高效（xiào）率減少了化學藥劑投（tóu）加量（liàng）

 

采用超（chāo）濾係統作為反滲透的預（yù）處（chù）理，係統可適應較大範（fàn）圍的（de）進水水（shuǐ）質變（biàn）化，濁度小（xiǎo）於（yú）50的情（qíng）況下均（jun1）可使用，且產水水質較好，產水SDI15值小於3。超濾的采用可以（yǐ）更有效地保（bǎo）護反滲透裝置，使反滲透膜免（miǎn）受汙染，使用壽命可從3年延（yán）長至5年（nián），甚至更長時間（jiān）；同時可提高反（fǎn）滲透膜（mó）的設（shè）計（jì）水通量，即在產水量不變的（de）前提（tí）下（xià）可（kě）減少膜（mó）的使用數量，從而減少反滲透裝置的設備投資（zī）。超濾裝置的運行工況（kuàng）：

 

l）設（shè）計溫度：25℃

 

2）設計進水量（liàng）：30 m3／h／套

 

3）設計產水量：28m3／h／套（tào）

 

4）係統回（huí）收率（lǜ）：≥95％（三年內）

 

5）組（zǔ）件清（qīng）洗周期：2～6個（gè）月／次

3.2.2反滲（shèn）透初除鹽係統（RO）

反滲透初除鹽（yán）係統承擔了主要的脫鹽任（rèn）務。反滲透係統設備（bèi）包括超濾產（chǎn）水箱、UF水增（zēng）壓（yā）泵、還原劑加藥裝置、阻垢（gòu）劑加藥（yào）裝（zhuāng）置、NaOH加藥裝置、5μm保安過濾器、高（gāo）壓泵、反滲透膜組（zǔ）等。

3.2.2.1還原劑加藥裝置

在反滲透（tòu）高壓泵前（qián）加（jiā）入還原劑，用（yòng）以還原水中的氧化劑，如剩餘氯（lǜ）［CI］，使水（shuǐ）中的剩餘氯［CD＜0.1mg／L，使RO進水滿足RO裝置的（de）進水要求。

3.2.2.2阻垢劑加（jiā）藥裝置

阻（zǔ）垢劑加藥係統在（zài）反滲透進水中加入阻垢劑，防止反滲透濃水中（zhōng）碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等難（nán）溶鹽濃縮後（hòu）析出（chū）結垢，堵（dǔ）塞反滲透膜。從而損壞（huài）膜元件的（de）應（yīng）用特性，因此在進（jìn）入膜元件之前設置了阻垢劑投（tóu）加裝置（zhì）。阻垢劑是一種有機（jī）化合物（wù）質，除了能在（zài）朗格利爾（ěr）指數（shù）（ LSI）=2.6情況下運行之（zhī）外，還能阻止SO2-的結垢，它的（de）主（zhǔ）要作用（yòng）是相對增（zēng）加水中結垢物質的溶解（jiě）性，以（yǐ）防止碳酸鈣、硫酸鈣等物質對膜的阻礙，同（tóng）時它也可以降低（dī）鐵離子堵塞（sāi）膜的微孔。

 

 

本係（xì）統推薦使用進口複合阻（zǔ）垢劑，它具（jù）有：

 

1）抑製（zhì）析（xī）出作用。

 

2) 分散作用。

 

3）晶格扭曲（qǔ）作（zuò）用。

 

4) 絡合（hé）作用。

3.2.2.3NaOH加藥裝置

在二級反滲透高壓泵前加入NaOH，用以調節其進水pH值，不（bú）僅可以提高RO裝（zhuāng）置（zhì）對鹽離子和TOC的脫除，而（ér）且能使RO產（chǎn）水的pH值滿足IONPURE的（de）EDI裝置（zhì）進水（shuǐ）要求。

3.2.2.4反滲透裝置

反滲透（tòu）係統主（zhǔ）要去除水（shuǐ）中溶解鹽類，同時去除一（yī）些有機大分子，前階段未去除的（de）小顆（kē）粒等。包括5μm保安過濾器、高壓泵、反滲（shèn）透裝置、反滲透清洗係統（tǒng）等。本工（gōng）程中，擬采用陶氏（shì）公司的BW30－400型反滲透膜，單根膜脫鹽（yán）率可大於 99. 7％。

 

預處理係統產水（shuǐ）進入反滲透膜組，在壓力作（zuò）用下（xià），大部分（fèn）水分子和微量其它離子透過反滲透膜，經收集後成為產品水，通過產水管道（dào）進入後（hòu）續設備（bèi）；水中的大部分鹽分（fèn）和膠體、有機物（wù）等不能（néng）透過反滲透膜，殘留在（zài）少量（liàng）濃（nóng）水中，由濃水（shuǐ）管排出。

 

在反滲透裝置停運時（shí），自動衝洗3～5分（fèn）鍾，以去除（chú）沉（chén）積在膜（mó）表麵的汙垢，使裝置和反滲透膜得到有效保養。

 

反（fǎn）滲透膜（mó）經過長期運行後，會積累（lèi）某些難以衝洗（xǐ）的汙垢，如有機物、無機鹽結垢等，造成反滲透膜性能（néng）下降。這類汙（wū）垢**使用化學藥品進行清洗才能去除，以（yǐ）恢複反滲透膜的性能（néng）。化學清（qīng）洗使用（yòng）反滲透清洗裝（zhuāng）置進行，裝置包括（kuò）一台清洗液箱、清洗過濾器、清洗泵以（yǐ）及配套管（guǎn）道、閥門和儀表。當膜組件（jiàn）受汙（wū）染時，可以用它進行RO係統的化學清洗。反滲透裝置的運（yùn）行工況：

 

1）設計溫度：25℃

 

2）設計進水量：56m3／h

 

3）設計產水量：

 

一級反滲透產水量：48m3／h

 

二級反滲透產（chǎn）水量：38.5m3／h

 

4) 係統（tǒng）回（huí）收率（lǜ）

 

一級反滲透回（huí）收率：≥75％（三年內（nèi））

 

二（èr）級反（fǎn）滲透回收率：≥80％（三年內）

 

5）係統脫鹽率: ≥ 97％（三年內）

 

6）組件清洗周期：3～6個月／次

3.2.3EDI精（jīng）除鹽係（xì）統

EDI精除鹽（yán）係統（tǒng）主要功能是為了（le）進一步去（qù）除（chú）水中的離子。EDI精（jīng）除鹽係統設（shè）備主要包括RO產水（shuǐ）箱（xiāng）、RO水增（zēng）壓（yā）泵、紫外（wài）光殺菌器、脫氧（yǎng）膜裝置、EDI裝置等。

3.2.3.1脫氧膜裝置1

脫氧膜裝（zhuāng）置采用脫氧膜2級串聯，配置真空泵，以抽真（zhēn）空和氮（dàn）氣（qì）吹掃同時進行的方式，去（qù）除水中的CO2和溶解氧，裝置出力32m3／h,，滿足係（xì）統出水溶（róng）解氧＜5ppb的要求。

3.2.3.2EDI裝置

EDI技（jì）術是（shì）將電滲析（xī）和離子交換相（xiàng）結（jié）合的除鹽新工（gōng）藝（yì），該（gāi）設備取電滲析和混床離子交（jiāo）換兩者之長，彌補（bǔ）對方（fāng）之短，即（jí）可利用離子（zǐ）交換做深（shēn）度處理，且（qiě）不用藥劑進行再生（shēng），利用電離產生的H+和OH-，達到再生樹脂的目的。 

 

 

IONPURE裝（zhuāng）置主要技術參（cān）數：

 

l）設計進水量：30.5 m3／h

 

2）設計產水量：29.0 m3／h

 

3）回（huí）收（shōu）率：≥90－95％

 

4）產水電阻率：≥16MΩ.cm

 

EDI的如下特點：

 

1）可連續生產符（fú）合用戶要求的合格超純水，產水穩定;

 

2）無需化學藥品（pǐn）進行再生，沒有化（huà）學物（wù）排放，屬綠色環保（bǎo）產品;

 

3）結構緊（jǐn）湊，占地麵積（jī）小，製水成本低;

 

4）出（chū）廠前完成裝置調（diào）試，現場安裝調試簡單;

 

5）運行操作簡（jiǎn）單，勞動強度（dù）極（jí）低，培訓容易

 

6）模塊化（huà）組合，便於係統水量的（de）調整;

 

7）運行電壓低能耗（hào）小（xiǎo）。

3.2.4循環（huán）精（jīng）處（chù）理係統

循（xún）環精處理係統主（zhǔ）要功能是為（wéi）了（le）保（bǎo）證（zhèng）係（xì）統出水的水質、水量的穩（wěn）定性以及各（gè）項指（zhǐ）標在通常（cháng）狀態下滿足業主要求，本（běn）係統水量循環比例為1.5。係統設備主要（yào）包括氮封EDI產水箱、純水（shuǐ）泵、電加熱器、TOC去除器、拋光混床、樹脂捕捉器、終端（duān）精密過濾器和（hé）終（zhōng）端超濾等。

3.2.4.1脫氧膜裝置2

脫氧（yǎng）膜裝置采（cǎi）用脫氧膜（mó）2級串（chuàn）聯，配置（zhì）真空泵，以抽（chōu）真空和氮氣（qì）吹掃同時（shí）進行的（de）方式（shì），去除水中（zhōng）的CO2和溶解氧，裝置出力 23.0 m3／h，溶解氧去除（chú）率 99.96％， CO2去除率92.30％。滿足係統（tǒng）出水溶解氧＜5ppb的要求。

3.2.4.2TO去除器

TOC去除器的主要功能是利用185μm 波長紫（zǐ）外線將水光解成氫（qīng）氧根（gēn）離（lí）子和氫離子，氫（qīng）氧（yǎng）根離子能氧化和裂（liè）解有機物，使其被（bèi）氧化形成碳酸氫根離子後，被後續混（hún）床去除。TOC去除器出力23.0m3／h，TOC可（kě）減少到（dào）5ppb以下。

3.2.4.3拋光混床（chuáng）

設置拋（pāo）光混（hún）床是為了進一步去（qù）除超純（chún）水循環係統中可能引（yǐn）入的微（wēi）量離（lí）子（zǐ），保證（zhèng）出（chū）水電阻率（lǜ） ＞ 18.1MΩ.cm，以滿足用戶要求（qiú）。拋光（guāng）混（hún）床內裝填的樹脂為超純水（shuǐ）級樹脂，失效後無需再生，直接更換（huàn）。更（gèng）換周期約為6～8個月。

3.2.4.4終（zhōng）端精過濾

本係統采（cǎi）用精密過（guò）濾器及濾芯組件，此過濾器能（néng）有效（xiào）截留超純水中的微細顆粒，保證出水（shuǐ）水質。

3係統控製與（yǔ）電氣3.1控製係統概述

係統中的（de）控製（zhì）對（duì）象主要是開（kāi）關量，涉及到的控製（zhì）對象除了（le）開（kāi）關閥以外，主要是泵設備（bèi）的控製。也就（jiù）是說係統是一個以（yǐ）開關（guān）量（liàng）控（kòng）製為主的係統；所以本控（kòng）製（zhì）係統采用可編程邏輯（jí）控製器（PLC）完成電氣和（hé）儀表（biǎo）部分的自動（dòng）控製，同時可（kě）顯（xiǎn）示工藝（yì）過程中的主要監測指（zhǐ）標以及係（xì）統運行狀態。

 

根據係統特（tè）點，把工藝流程分為預處理係統、反滲透係（xì）統、精（jīng）處（chù）理係統、循環精處理四部分。采用PLC集中控製。

3.2PLC控製原理

PLC即可編程邏輯（jí）控製器，它根據編製的程序以及采得的數據信息進行（háng）邏輯運算，並將運算（suàn）結果通過信號輸（shū）出到執（zhí）行（háng）機構來控（kòng）製係統設（shè）備的（de）運（yùn）行。

 

 

采（cǎi）集的數據信（xìn）號（hào）（如流量、液位、閥門和（hé）馬達（dá）的（de）反饋（kuì）信號等）通過開關量（liàng）輸（shū）入、模擬量輸入等（děng）卡件（jiàn）傳送（sòng）至中央處理器CPU，CPU經過邏輯運算（suàn），將運算結果（guǒ）通過開關量輸出、模擬量輸出等卡件以及配合的外圍電（diàn）路，驅動執行機構（如（rú）閥門、馬（mǎ）達等），用（yòng）戶將編製的程（chéng）序下傳至CPU，CPU按（àn）用戶指（zhǐ）令進行運算，實現可編程控製。

3.3設備控製原理（lǐ）

3.3.1水泵（bèng）控製

 

原水泵、超（chāo）濾反（fǎn）洗泵（bèng）、UF水增壓泵、RO水增壓泵、EDI水增壓泵等均（jun1）根據相應的水箱液位控製後（hòu）停，同時聯鎖整個係（xì）統設備的啟停。

 

RO裝置的高壓（yā）泵進出（chū）口（kǒu）均（jun1）裝有低壓和高壓保護開關。當供（gòng）水量不（bú）足使高壓泵入（rù）口（kǒu）的水壓（yā）低於某一（yī）設定值（通常為（wéi） 0.1MPa）；會自動發出信號（hào）停止高壓泵（bèng）運（yùn）行，保護高壓泵不（bú）在無水情況下工作。當係（xì）統因（yīn）其它的原因或誤操作，使高壓泵的出口壓力超過某設定（dìng）值時（通常為2.0MPa），高壓泵出（chū）口（kǒu）壓力保護會自動（dòng）切斷高壓（yā）泵供電，同時停運相應的RO裝置，保護（hù）係（xì）統設備不受損害。

3.3.2加藥控製

對於配比（bǐ）加（jiā）藥的（de）控（kòng）製，本係統（tǒng）是根據（jù）對應（yīng）反滲透裝置的（de）啟停（tíng）控（kòng）製對應計量泵的啟停，從而實現定量（liàng）投加。

 

氧化劑（jì）、還原劑、阻垢（gòu）劑計（jì）量泵和對應的（de）工（gōng）藝流程（chéng）泵（bèng）聯鎖啟停。

3.3.3超濾控（kòng）製

超（chāo）濾裝置的啟動、運行、反洗、氣洗、正洗、停機備用（yòng）等過程均可由PLC實（shí）現自動控製（zhì）。同（tóng）時，設置一塊就地儀表盤（pán）和（hé）一塊就地操（cāo）作盤，在就地盤上可讀出（chū）其有關工藝參（cān）數，以及能在（zài）就地操作盤上操作相關的水泵和自動閥門（mén）。對重要（yào）參（cān）數如（rú）流量（liàng）等（děng）設有在線檢（jiǎn）測（cè）儀表，並設定有超（chāo）限（xiàn）報警功能。

3.3.4反（fǎn）滲透係統( RO）控（kòng）製

RO係統（tǒng）的啟動、運行、衝洗（xǐ）、停機備用等過程均（jun1）可由PLC實現自動控（kòng）製。同時（shí），RO係統還設置一塊就地儀（yí）表（biǎo）盤和一塊就（jiù）地操作盤，在就地（dì）盤上可讀出RO有關工藝參數，如（rú）電導率、流量、pH值、壓（yā）力等；以及能在（zài）就地（dì）操作盤上啟停RO進（jìn）水高壓泵（bèng）及相關的自（zì）動閥門。對重要參數如流量、電導率、pH值、壓力等設有在線檢測儀表，並設（shè）定有超（chāo）限報警功能。

3.3.5反滲透（ RO）啟停保（bǎo）護

當RO投入運行（háng）時，為了（le）防止高（gāo）壓泵突然（rán）啟動升壓，產生對RO膜元件的高壓衝擊破壞反（fǎn）滲（shèn）透（tòu）膜，在RO裝置的高壓泵出口至RO膜組件間設（shè）置一個漫開閥門，由可編程（chéng）序控製器（PL）控製打開（kāi）閥門，使反滲（shèn）透膜元件逐（zhú）漸升壓至（zhì）一定的壓力。在RO停止使用時（shí），應用原水（shuǐ）對（duì）RO膜組件（jiàn）自動衝洗3～5min左（zuǒ）右，以避免濃（nóng）水中的高濃度鹽類（lèi）在RO膜（mó）表麵沉積結垢（gòu）而影響膜（mó）的性能。

3.3.6 EDI裝置（zhì）的控（kòng）製

EDI裝置的啟動、運行、停機備用等過程均可（kě）由 PLC實現（xiàn）自動控（kòng）製，同時（shí）， EDI裝置還設置一（yī）塊就地儀表（biǎo）盤和操作盤。對 EDI係統（tǒng）的（de）重要參數如（rú）電阻率（lǜ）、流（liú）量等設在線檢（jiǎn）測儀表，並設定有超限報警功能；可在就地（dì）操（cāo）作盤調節整流器電流、濃水泵及（jí）相（xiàng）關的自（zì）動閥門（mén）。

3.4控製（zhì）係統（tǒng）配（pèi）置

3.4.1硬件

 

控製（zhì）係統硬件（jiàn）組成包括1套可（kě）編程控製器（PLC）和1台程控櫃構成的（de）控製係統（tǒng）。PLC采用性（xìng）能可靠、廣泛應（yīng）用於工業控製領域的產（chǎn）品。

3.4.2軟件

我公司在大（dà）量實踐（jiàn）運用的（de）基礎上開發的控製軟件（jiàn），能為係統的運行和（hé）保護提供可（kě）靠的工作程序。

 

 

（1）PLC應用（yòng）軟件：運行（háng）於PLC，實現各種控（kòng）製功能。

 

（2）監（jiān）控軟件（jiàn）：基於WINDOWS9X／NT平台，功能強、使（shǐ）用簡單、運用可靠（kào）的（de）軟件。 作為人機界（jiè）麵，用於操作、調試人員監視裝置運行狀態、控製現場（chǎng）設備的接口。

3.5儀表

3.5.1概述

 

現場儀（yí）包括溫度、壓力、液位、流量、在線分析（xī）儀表和（hé）控製閥等（děng）。分（fèn）析儀表有電導率、pH表等檢測（cè）儀表

3.5.2儀（yí）表選型

現場儀表的（de）選（xuǎn）型原則是滿足工藝要求、質量（liàng）可靠（kào）。

3.6電氣

3.6.1供配電

 

超（chāo）純（chún）水站用電（diàn）設備電壓等級（jí）為（wéi）380／220VAC。設低壓配電櫃即MCC櫃，向（xiàng）超純水（shuǐ）工藝係統（tǒng）動力設備供電（diàn）。

3.6.2電氣設備（bèi）控製

電機采用自動／手（shǒu）動兩種操（cāo）作方式。集控操作在PLC相統一（yī）進行，控製（zhì）由PLC實現。控製室上位機用於監控電氣設備（bèi）的運（yùn）行狀態、參數、電氣設備故障報警等。