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水处理方案

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2×30m3/h超纯水处理系统技术方案(上)

2020-2-17 00:00|发布:武汉流川水处理有限公司|点击数: 774


 述:

根据客户需求,本方案采用全膜法处理方案,具有自动化程度高,运行费用低,环境友好等***点。采用盘式过滤+超滤+双***反渗透+EDI的处理方案。预处理采用盘式滤器+超滤,预脱盐采用双***反渗透,EDI产水为精脱盐水。综合以上因素,经过多方面比较,设计出以下系统:

盘式过滤器采用2x70m3/h设计,超滤系统采用2x60m3/h设计,产水进入超滤水箱,反渗透系统采用双***2x32m3/h设计一***2x45m3/h二***2x32m3/h,产水进入反渗透水箱,加压进入EDI系统,EDI系统采用2x30m3/h设计产水水质可达15兆欧。

一、 原水***性

1.设计水源:用户提供

  2.设计水温:25℃。

二、 系统出力(25℃)

1.预处理设备后满足

盘式过滤器:2x70m3/h

超滤:2x60m3/h    

2.反渗透装置脱盐率:一年内≥98%;三年内≥95%

   一***反渗透装置产水量:2x45m3/h

   一***反渗透装置回收率:65%~75%

   二***反渗透装置产水量:2x32m3/h   

***反渗透装置回收率:75%~80

3.EDI回收率90-95%

    EDI产水量:2x30m3/h

产水水质:15兆欧

设计标准与规范

4.1  国产设备的制造和材料符合以下标准、规范:

4.1.1   GB150-1998《钢制压力容器》;

4.1.2   JB/T 4735-1997《钢制焊接常压容器》;

4.1.3   JB2932-86《水处理设备制造技术条件》;

4.1.4   JB2880-81《钢制焊接常压容器技术条件》;

4.1.5   劳动部《压力容器安全技术监察规程》;

4.1.6   JB4730-94《压力容器无损检测》;

4.1.7   JB1157-1164《压力容器法兰标准》;

4.1.8   GB113-9128《钢制管法兰》;

4.1.9   ZBJ98003-87《压力容器油漆、包装技术条件》;

4.1.10  HGJ33-90《衬里钢壳设计技术规定》;

4.1.11  HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计条件》;

4.1.12  HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》;

4.1.13  DC130A16《橡胶衬里设备技术条件》;

4.1.14  HGJ 17-89《钢制压力容器结构设计规定》;

4.1.15  HGJ 15-89《钢制压力容器材料选用规定》;

4.1.16  HGJ 18-89《钢制压力容器制造技术要求》;

4.1.17  GB5575-85《化工设备衬里用未硫化橡胶》;

4.1.18  接口法兰符合JB/T81-94《平焊法兰》;

4.1.19  压力容器封头符合JB/T 4737-95《椭圆形封头标准》;

4.1.20  电控系统符合GB50054-95《低压配电设计规范》。

工艺流程及说明

1、工艺流程如下

                           还原剂加药               阻垢剂加药

                           ↓    

 原水箱原水泵盘式过滤器超滤超滤水箱超滤水增压泵一***精密过滤器

 

一***高压泵一***反渗透装置一***RO水箱一***RO水增压泵二***精密过滤器      

         ↑          

           膜清洗系统                                       加碱装置

   

二***高压泵二***反渗透装置二***RO水箱二***RO水增压泵EDI精密过滤器

 

EDI装置除盐水箱除盐水泵→用户用水点

                   

加氨装置

 

2.清洗工艺流程

清洗水箱→清洗水泵→清洗保安过滤器→超滤/RO装置/EDI

2.工艺设备简介

2.1 原水箱与原水泵

原水箱用于储存进入过滤器系统的原水,其目的是为了调节来水流量的变化,防止进水流量波动对系统稳定运行的影响,保证系统的进水量稳定。

2.2盘式过滤器

 盘式过滤器主要作用是过滤原水中的大颗粒杂质,防止对后续超滤膜的堵塞。 盘式由过滤单元并列组合而成,其过滤单元主要是由一组带沟槽或棱的环状增强塑料构成。过滤时水从外侧进入,相邻滤盘上的沟槽棱边形成的把水中固体物截留下来;时水自环状滤盘内部流向外侧,将截留在滤盘上的污物冲洗下来,经排污口排出。

盘片在单元内为紧密压实叠加在一起,上下两层盘片中间沟槽起到过滤拦截的作用。属于自清洗过滤器的一种,安装使用更加安全、高效,节水、省地、日常维护少。滤芯无设计,过滤时巧妙利用来水压力压紧盘片组,使得反洗的压力要求大大降低。内置,保证滤芯在过滤时的***大出水量,同时反洗时起到很好的逆止功能。分体组装式的滤芯骨架,可根据要求灵活调整滤芯高度,达到调整过滤面积的作用,满足不同的系统配套要求。每个过滤单元均配有过滤和反洗状态指示装置及自动排气装置,在避免水锤破坏的同时还可以提高滤芯的反洗效果。

2.3 超滤系统

超滤膜可以去除水中的悬浮物、胶体、微生物等。在水压的作用下水分子及小分子物质透过超滤膜,水中的悬浮物、胶体、微生物等则被截留在超滤膜的表面。所以需要定期对超滤膜进行反冲洗和加药清洗。超滤膜对水中的胶体和细菌微生物的的脱除率可以达到99%,能有效的降低出水SDI值,所以超滤膜现在已经被广泛的应用于反渗透设备的前置预处理。

超滤的工作原理:超滤是一种介于纳滤与微滤之间的膜分离技术。超滤分离过程以筛滤机理为主,可把不同截留分子量的超滤膜看做是不同孔径的系列筛网。在一定的压力下,它只允许溶剂和小于膜孔径的溶质透过,而阻止水中的悬浮物、微粒、胶体、大分子有机物和细菌等大于膜孔径的溶质通过,以完成水的净化过程。

超滤(UF)作为反渗透的预处理,可以保证预处理的出水满足反渗透的进水要求。超滤是利用由聚丙烯、聚醚砜、聚砜等材料制成中空纤维膜能去除和分离有效直径在0.005-0.1um 的微粒和分子量在5000-150000道尔顿范围的杂质,广泛应用于地表水、海水及废水中有机物、胶体、细菌及其他悬浮物、微细颗粒杂质的去除。中空纤维膜又能提供大面积反洗的性能来达到系统连续、稳定的出水。

超滤系统设置有冲洗和反冲洗功能,设定时间当UF超滤膜运行到设定值时,反洗阀门打开进行反洗,同时设定加药反洗频率,进行NaOH和次氯酸钠和盐酸的交替加药。这样能使膜表面的沉积的有机物胶体及细菌冲洗掉,回复膜的性能,提高产水量,延长膜的使用寿命。

2.4超滤水箱

   超滤水箱的作用主要是存储超滤的产水,确保反渗透供水的稳定。同时为超滤的反洗提供水源,通过液位开关控制超滤和反渗透的启动和停止,液位低时自动保护停止反渗透设备,保护高压泵。

2.5超滤水增压泵

   主要作用为反渗透设备提供稳定的压力。

2.6还原剂加药装置

   配备加药箱和加药计量泵,主要作用是还原水中的氧化物质余氯等,保护反渗透膜不被氧化。配备OPR在线检测仪表,控制加药量。

2.7阻垢加药

   在精密过滤器前设置阻垢加药装置,防止反渗透膜结垢,减少清洗频率,提高运行周期。该装置配备阻垢剂为美国博克公司反渗透专用药剂。具体型号及加药量应根据实际原水水质来确定。

2.8 精密过滤

为防止反渗透膜元件在高压运行过程中被泄漏过来的较大固体颗粒划伤,在进入反渗透装置之前设有5mm保安过滤器,其作用是截留来自预处理出水中大于5mm的颗粒进入膜元件。这种颗粒经高压泵加压后可能击穿膜组件,造成大量漏盐的情况,同时可能会划伤高压泵的叶轮。保安过滤器的滤元采用可更换的PP滤芯,当过滤器进出口压差大于设定值时予以更换。

1过滤器上盖采用密封圈密封,连杆螺栓紧固,摇臂支撑的结构满足快速更换滤芯的要求;

2过滤器的***部设排气口、底部设排放口;

3过滤器的过滤精度为5μm;

4过滤器本体为不锈钢。

2.9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。一***RO和二***RO装置各配置1台高压泵。泵和前后的设备为联动设置,一旦出现状况可作出相应的反应并传动后续系统。泵进出口加装压力开关,压力低时报警及停泵,压力高时报警及停泵,对膜进行保护。

1高压泵及附件的材料采用不锈钢。

2密封方式考虑耐腐蚀、机械密封。

2.11反渗透部分辅助配置:

反渗透浓水侧配置自动控制的阀门,在反渗透运行前和停机后进行低压冲洗时。清除反渗透膜表面的污染物,置换压力管内的浓水。

反渗透装置设置就地直接显示装置运行工况的压降、产水量、脱盐率、回收率等重要参数的就地仪表。

系统设置低压保护开关,保证反渗透系统自动或手动安全可靠运行。

反渗透产水设不合格产水排放阀门,反渗透装置停机后新投入运行时产生的不合格产水通过此阀门排放,不进入下道工序。

反渗透每支压力膜管产水侧设有取样口,方便取样。

2.12清洗系统

反渗透清洗系统的作用:在反渗透膜组长期运行后,会受到些难以冲洗掉的污染,如长期的微量盐分结垢和有机物的累积,而造成膜组件性能的下降,所以必须用化学药品进行清洗,以恢复其正常的除盐能力。

1化学清洗系统包括清洗箱、清洗泵、保安过滤器及和反渗透装置连接的管道、接头、监测仪表等。

2清洗系统清洗箱材质PE,清洗管道材质PVC,水泵及清洗保安过滤器均为符合适用于所有的清洗液相应耐腐等***。

2.13仪器仪表

为了控制、监测反渗透系统正常运行,在RO装置上,还配置一系列的在线或就地测试仪表,其中包括电导率表、流量表、压力保护等。

2.14一***反渗水箱和二***反渗透水箱

Ø 一***反渗透水箱为二***反渗透进水起缓冲作用,不锈钢组合水箱。

Ø 二***反渗透水箱为后置EDI提供充足的供水。EDI给水泵为后置EDI提供稳定的压力。

2.15 EDI设备(二***除盐系统

EDI是一种将电渗析和离子交换相互结合在一起的除盐新工艺,英文名称electrodeionization,缩写EDI,该工艺过程取电渗析和离子交换两者之长,弥补对方之短,即利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H+OH-实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷。因而EDI技术是一种完美的除盐工艺。

五、电气控制系统

控制系统采用PLC+上位机控制系统。可实现手动/自动的切换,并预留以太网接口,可接入中控室进行远程操作。整个系统包括(水箱和水泵)的实现就地控制。乙方提供的PLC对系统过程进行集中监控。即脱水处理站生产过程的监控、操作及状态监控、故障报警、显示、累计和调节、程序的控制、报警的确认、消音和复位,均由乙方提供的PLC实施。同时部分参数送至甲方的DCS系统进行显示。

3.1控制系统功能的要求

成套提供的控制系统至少提供一下功能:

自动启用备用泵;

根据各水箱液位高低自动开停上下游水泵;

反渗透高压泵与反渗透进出水的个联动;

反渗透浓水排放需要装流量控制阀,以控制回收率。

3.2 主要控制回路

3.2.1水泵控制

原水泵、反洗泵、一***RO水泵、中间水泵、除盐水泵等均根据相应的水箱液位控制低于某一设定值(通常为0.1MPA);会自动发出信号停止高压泵运行,保护高压泵不在无水情况下运行。当系统由于其他原因或误操作,使高压泵出口压力高于某一设定值(通常为2.0MPA),高压泵出口压力保护会自动切断高压泵供电,同时停运相应的RO装置,保护系统设备不受损害。

11.3.2 加药控制

 对于配比加药的控制,本系统是根据对应反渗透系统的启停控制对应的计量泵的启停,从而实现定量投加。

 阻垢剂、碱、加氨计量泵和对应的工艺流程泵联锁启停。

11.3.3 超滤的控制

 超滤的启动、运行、正洗、反洗、停机、备用等过程均自动控制。

11.3.4 反渗透系统(RO)的控制

 反渗透系统的启动、运行、冲洗、停机、备用等过程均可由PLC实现自动控制。同时,RO系统还设置了一块就地仪表盘和一块就地操作盘,在就地盘上可以读出RO的相关工艺参数。如电导率、流量、压力等。以及能在就地操作盘上启停RO高压泵及相关的自动阀门。

  当反渗透投入运行时,为了防止高压泵突然启动升压,产生对RO膜元件的高压冲击破坏反渗透膜,在RO高压泵出口与膜元件之间设置一个慢开阀门,由可编程序控制器(PLC)打开阀门,使反渗透膜元件逐渐升压至一定的压力。在RO停止使用的同时,应用产品水对RO膜元件进行冲洗3-5MIN左右,以免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。

11.3.5 EDI的控制

 EDI的启动、运行、再生、停机、备用等过程均自动控制。 



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