超滤反渗透系统设计.docx

XXXXX 污水处理1 万方/天污水处理工程超滤、反渗透系统设 计 文 件10设备描述表设备名称： 超滤装置和反渗透装置无故障运行时间：3 年。设备型号：UF 产水量：270m3/h(25时净出力) +RO 产水量：202.5m3/h寿命：反渗透膜元件的使用寿命不小于 3 年；投标方应保证：其它配套设施、主体设备能安全、经济运行 30 年。主体设备使用寿命为 30 年。技术性能、设计方案及制造工艺描述：设备的技术文件及图纸由设备卖方供给。一、设计根底1、工程概况：本方案是专为 XXXX 污水水处理系统而制定。所涉及的工艺流程是以用户供给的当地环境和原水、产水状况为依据，并结合我公司多年来在纯水工程处理成功设计、生产阅历，完全能够满足用户的要求，并能长期安全牢靠运行。由于水资源日趋紧缺，因此本工程水处理必需选择节水工艺。依据现有供水条件，本着投资合理，技术牢靠，运行经济，节水环保的原则，承受自清洗过滤器+超滤+一级反渗透膜过滤技术，过滤后的纯水供后续工艺使 用。反渗透浓水收集至浓水池内供车间清洗及其他用途。在工艺装备的设计和配置上可实现连续制水，即系统在确定的检修、清洗和再生处理等状况下能够持续不连续供水。本系统包括Q=150m3/h 的自清洗过滤器2 套，Q=135m3/h的超滤装置 2 套，Q=100m3/h 的反渗透系统 2 套。系统之间承受单元制连接工作，并可相互独立，又可相互切换，产水汇流入共用纯水池。2、设计依据说明：（1） 用户所供给的本厂原水水质。工程水量自清洗过滤器150T/H×2超滤系统135T/H×2RO 系统100T/H×2（2） 产水量及水质： 1.水量需求2.水质保证(系统最终出水)膜出水水质单位：mg/L序工程数值号1PH无量纲6.59.02悬浮物SS测不出3氯离子204总硬度155铁测不出6锰测不出7溶解性固体508电导率s/cm9025（3） 本设计遵循的设计、制造标准1. 反渗透水处理设备(GB/T1919-2023)2. 工业用水软化除盐设计标准GB/T50154-20233. 泵站设计标准GBT50365864. 建筑给水排水设计标准(GB0015-2023)5. 给水排水管道工程施工及验收标准 GB50268-1997 6. 工业金属管道设计标准 GB50316-2023 7. 工业企业噪声把握设计标准GB178858. 建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2023)9. 建筑电气设计标准JGJ16-8310. 低压成套开关柜OB7251-8711. 低压成套开关设备及把握设备IEC-43712. 低压开关和把握装置的出厂组装件IEC43913. 电气装置安装工程低压电器施工及验收标准(GB50254)14. 电气装置安装工程 1KV 及以下配线施工及验收标准(GB50258)15. 外壳防护等级的分类GB4208-8416. 国外选购的设备和部件的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会ASME和美国材料试验学会ASTM的工业法规中涉及的标准或相当标准。17. 国产设备的制造及材料应符合以下标准和规定的最版本的要求，但不仅限于此。· GB150 钢制压力容器· JB2932 水处理设备制造技术条件· HGJ32 橡胶衬里化工设备· JB2536-80 压力容器油漆、包装、运输18. 对外接口法兰符合以下要求· JB/T74-94 管路法兰技术条件· JB/T74-94 管路法兰类型· JB/T81-94 凸面板式平焊钢制法兰· JB/T87-94 管法兰用石棉橡胶垫片19. 管道、容器、填料以及管道等的连接方式符合行业水处理标准。20. 假设上述标准或标准对某些专用材料不适宜时，则可承受材料生产厂的标准。4.操作和把握：系统承受 PLC 操作方式，能够进展手动/自动切换操作、资料显示、故障显示和声光报警等操作功能。5.供水及动力需求1.供水：1) 水温：10-302) 供水量：约 270m3/h。2.供电：1) 电源：380/220V±5%，50HZ，三相五线。2) 同时使用系数：0.70 3.供气：1) 供气量：1.6m3/min。2) 气压：0.1Mpa二、工艺流程简图原水原水池原水泵自清洗过滤器清洗系统超滤装置超滤水池超滤水泵保安过滤器加阻垢剂装置清洗系统反渗透主机 浓水池纯水池纯水输送泵用水点三、工艺性能说明3.1. 原水池用以储存原水，为后续工艺系统供给水源，起到缓冲水量的作用，原水池为甲方自备。3.2. 原水泵原水箱的出水经泵提升至后续处理单元自清洗过滤器。依据预处理各设备设计压力降，以及高压泵前压力不能小于 0.5kg/cm2，来确定原水泵的工作点，从而选择最正确的型号。设计提升泵 2 台，三台供给动力和维持系统正常工作，另一台备用。单台力气为 Q=300m3/h,H=37m。本系统选用单级卧式清水离心泵，泵相应设置有过宠保护器。3.3. 自清洗过滤器本系统选用以色列amiad CBR 系列自清洗过滤器作为预处理装置，原水由入口进入，首先经过粗滤网，滤掉较大颗粒的杂质，然后到达细滤网。在过滤过程中，细滤网渐渐累积水中的赃物、杂质，形成过滤杂质层，由于杂质层积存在细滤网的内、外两侧就形成了一个压差。当这压差到达预设值时，过滤器将开头自动清洗过程，此间不断流反洗阀翻开，由液压活塞释放压力并将水排出，液压马达舱及吸污器内的压力大幅度下降，由此通过吸嘴及液压马达舱外端产生一个吸污过程。当水流经液压马达时，带动吸污器进展轴向运动并旋转，渐渐将污水排出。轴向运动与旋转运动合成螺旋运动，可将整个滤网内外外表完全清洗干净。整个过程只需 6-10 秒钟，反冲洗阀在冲洗完毕是关闭，增加的水压会使水力活塞回到其初始位置。过滤器开头预备下一个清洗周期。过滤后的水有出口流出。3.4. 超滤系统 3.4.1、设计依据1、水源：甲方供给的水质报告2、每套产水量：135T/H253、利用率： 923.4.2 、工艺设计原则1、膜组件的选型超滤膜元件拟承受外压式超滤膜元件，材质为经亲水性处理的 PVDF，本工程选择旭化成、超滤膜。每套超滤装置产水量135m3/h，供设两套25，错量过流。2、 超滤反洗、清洗装置超滤装置配制反洗、化学清洗装置各一套。3、运行方式超滤系统承受PLC 程序把握。4、仪表设置(1) 超滤产品水设流量表、CODcr 在线监测仪、油分仪、浊度仪、ORP 变送器、PH 变送器。(2) 反洗水、清洗水(在清洗过滤器后)装设流量表。(3)超滤进口、产品水装设压力变送器。（4） 超滤进口、产品水装设压力开关。(5)水泵出口装设压力表。(6)各类药液箱设置液位开关，低液位报警和相应的泵联锁。超滤系统进出水管道应设必要的测量仪表，满足本系统的安全、稳定、牢靠运行之需要。CODcr 在线监测仪油分仪浊度仪ORP 变送器PH 变送器压力变送器流量计3.4.3 、超滤机组说明：1、本方案为出水 135t/h25超滤机组方案，承受旭化成超滤膜元件， 具有如下特点 UNA-620A,面积 50m2，膜壳材料：ABS 魔壳直径：165mm 膜丝材质：高结晶度 PVDF，过滤精度：0.1 微米。该机组共计承受 108 支超滤膜。水利用率为 92%以上。承受错流过滤，该超滤膜特点如下：A.0.1 微米过滤精度指对 0.1 微米的颗粒去除率>99.98%,B. 其他膜柱膜壳一般为PVC,ABS 具有更好的抗脆性及抗老化作用C. 原有的亲水性增加，膜抗污染力气提高，单位膜面积水通量增加30%;D. 滤膜孔径分布范围变窄，提高了过滤精度；E. 储运条件可在 545之间储存。F. 旭化成压力式膜、浸没式膜及MBR膜的PVDF膜丝完全全都；旭化成压力式PVDF膜从1998年用于中水回用领域至今超过10年还没有被更换；旭化成PVDF 膜用于MBR至今已超过4年没有被更换。G. 旭化成MBR膜是旭化成浸没式膜的一种特别应用，膜丝直接分别的SS浓度一般在10000mg/L左右；2、当运转的超滤系统到达预期的工作时间工作值时，把握阀将由过程把握器PLC传输把握其开启、关闭，利用储槽内的进水自动进入反冲洗程序操作。当超滤器被反洗时，水流向上通过的水道清洗掉附着于滤材上的杂质。冲洗用水取自超滤水。总进水量为135t/h。3、本超滤系统电气把握方式为自动把握，制水、反冲洗，正冲洗均有程序自动把握，依据预先设定的程序电动阀门自动开关，完成整个运行过程，本系统在正常状况下系采自动把握模式，把握系统主要包括一系列过程把握器PLC，整个把握系统的核心为过程把握器PLC，全部的在线自动化把握都由PLC 进展把握操作，整个超滤水处理系统的把握模式设有自动、停顿、手动选择开关来选择各种模式。4、药洗系统由于使用频率很低半年到一年药洗一次，考虑到投资本钱，故设为手动把握3.5. 加阻垢剂系统阻垢剂是一种有机物化合物质，除了能在朗格利尔指数 Lsi3.0状况下运行之外，还能阻挡 SO2-的结垢，他的主要作用是相对增加水中结垢4物质的溶解性，以防止碳酸钙，硫酸钙等物质对膜的危害。在反渗透产水过程中，浓水侧由于水的不断浓缩，无机盐当到达超饱和状态时，盐简洁析出，在膜外表分散，如不准时冲洗掉就形成了垢，长期使用会使反渗透膜的脱盐率下降，工作压力上升，导致频繁清洗或损坏，为了防止反渗透膜浓水端特别是反渗透装置最终一根膜元件浓水侧消灭 CaCO 、3MgCO 、MgSO 、CaSO 、BaSO SrSO 、SiO的浓度积大于其平衡溶解度常数而3444、42结晶析出，损坏膜元件的应有特性，在进入膜元件之前，投加适量的阻垢剂阻挡碳酸盐、SiO、硫酸盐的晶体析出。使用陶氏公司推举的美国 KINGLEE2公司生产的 PTP-0100 阻垢剂，不仅能够在很大的浓度范围内有效地把握Ca2+,Mg2+等无机物的结垢，还能有效地抑制硅的聚合与沉积，并且对防止铁、铝、有机物及重金属胶体污染特别有效，同时当膜外表已经结垢时但不严峻还能够使已经形成的垢渐渐溶解，从而提高了设备的使用效果以及膜的使用寿命，降低清洗频率，由于该设备占地面积小、设备投资和运行费用低、操作简洁、不易产生故障，而在水处理系统中广泛使用。为了增加加药的混合效果，加药点设置在高压泵之前，以使阻垢剂和原水充分混合，满足阻垢机阻垢机理以及充分发挥所加药剂的性能。本系统主要解决膜面结垢问题， 配置计量泵定量投加药剂，美国米顿罗公司产品。阻垢剂加药的速度约为原水流量的 2.5-5.0PPM，阻垢剂具体加药量在现场调试时确定，加药泵的把握方式是与原水泵联动，药箱低液位时自动报警停机。3.6. 高压泵反渗透膜元件对水中的离子具有选择透过性，因而在反渗透浓水侧和产水侧存在着渗透压差，反渗透膜是利用浓溶液侧施加高压来实现溶剂由高浓度向低浓度处流淌的。这样就必需要有外界的压力来抑制渗透压差才能够使反渗透装置正常工作并到达设计要求，外界的压力通过高压泵来供给。高压泵承受格兰富品牌多级离心泵，该泵具有运行压力稳定，噪音小，使用寿命长等特点，泵相应设置高过宠保护，消灭故障时泵能够自动报警停机。3.7. 单级反渗透系统反渗透系统利用反渗透膜的高度选择透过性去除水中大局部金属盐类、有机物、悬浮物、细菌等。水经高压泵加压进入装于压力容器内的膜组件， 水分子和极少量的小分子有机物由于反渗透压而通过膜层，经收集管道、产水管注入纯水箱。反之，不能通过者就经由另一组管道通往浓水管排出系统之外。由于反渗透运行压力较高，膜壳尺寸较长，受压后膜壳易延长度方向伸缩变形，为了防止这种变形对整个 RO 系统脱盐率的影响，本公司承受变形程度最小的玻璃钢膜壳，保证了主机除盐的长期、稳定牢靠性到达设计要求。本反渗透主机设计反渗透进水水温为 25，水的利用率为 75%，系统总脱盐率大于 98%。本反渗透把握系统承受 PLC 全自动程序把握，实现 RO 膜组的顺洗、制水、水箱满、高压泵的凹凸压保护、启停定时反冲洗等全自动把握，并有流量、压力、电导率的实时在线显示；并配备膜组件定期化学清洗装置。构造特性反渗透膜：反渗透膜组是整个脱盐系统的重要执行机构。它主要负责脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。膜组件承受世界上最先进的陶氏低压芳香族聚酰胺复合膜。压力容器：每套反渗透选用 28 支 80S300-6W 型玻璃钢膜壳，直径 8， 内可装 8反渗透膜元件 6 支，共用 114 支 8040 膜元件，二套 228 支。把握仪表阀门：本主机系统设计宗旨为全自动把握，以实现生产无人值守为目标。为了把握、监测反渗透系统正常运行，还需配置一系列在线测试仪表。包括电导率表、流量计、压力变送器、ORP 变送器等。把握系统承受PLC 集中把握，利用PLC 对整个系统中的设备进展数据采集和把握。3.8. 药洗系统：反渗透装置的预处理设计越趋于完善，膜元件清洗的次数就可以削减， 但是完全保证膜元件不被污染是不行能的，当系统消灭压力上升，产水量降低，脱盐率下降等特征时，就必需考虑对反渗透膜的化学清洗，首先应推断发生污染的性质和位置，然后承受相应配套的化学药剂溶液通过每段反渗透组件留有的清洗接口进展清洗。使膜的使用寿命延长，也可以稳定反渗透膜的出水水质。清洗装置由清洗泵、清洗箱以及相关的流量计、压力表、阀门、管路系统等。一般当系统压力上升 15%以上时，需要进展化学清洗，通常 4-6 个月清洗一次。所以本装置配备了膜药洗系统，便于准时处理已受到污染的反渗透膜， 并且操作者可以定期对反渗透膜进展清洗作为对膜的日常维护，使膜的使用寿命延长，也可以稳定反渗透膜的出水水质。3.9. 纯水池用以储存反渗透产水，为后续用水系统供给水源，起到缓冲水量的作用， 纯水池甲方自备。3.10. 浓水池为了充分利用水资源，本方案中将反渗透浓水收集至浓水池，用于其他用途。浓水池甲方自备。四、把握简要说明一系统把握简要说明1. 设备配制工作仪表及监视仪表；2. PLC 全自动把握主机的运行和膜冲洗,主机把握面板上显示系统的运行工况进、出水电导、高压泵的启停、进出水流量、压力等参数；3. 反渗透设置高压泵进口设低压保护器，当高压泵进水压力小于某一设定值时，高压泵自动停顿工作。4. 反渗透高压泵出口设高压保护器，当工作压力大于某一设定值，高压泵停顿运行，以防损坏后级管道及膜元件。5. 进水、浓水、淡水调整阀：主要调整RO 进水量、产水量、进水压力、浓水压力及回收率。6. 电导仪：电导仪用于监测RO 进出水电导率的变化状况。7. 高压泵：增压满足 RO 膜元件进水压力要求，高压泵削减对反渗透膜的冲击，延长膜的使用寿命。8. 止回阀：主要用于停机后,防止 RO 压力管中的回压而损坏高压泵及高压泵前低压管道。9. 冲洗：反渗透系统按设定时间自动进展膜外表的冲洗,以保持膜外表清洁度，削减反渗透装置的化学清洗次数，有利于延长膜元件的使用寿命。10. 液位自控：主要用于防止停水状况下，高压泵连续运行而使高压泵损坏，另一作用是如水箱水满时，可使 RO 停顿运行，防止产品水箱外溢。当纯水箱低于 3/4,启动 1#RO 设备，当水位低于 1/2,启动 1#和 2#RO 设备制水。11. 整个反渗透主机系统由可编程把握器把握，能实现自动/手动操作整个系统的功能。在中心把握盘上还装有各种工艺参数的报警系统，对泵过载和高压泵高，低压报警显示。12. 系统具备本地把握及显示和远程监控报警两种模式；二本地机旁把握实现的操作和显示1.本地把握:手动把握和液位自动把握三台设备单独及按预定挨次分别开启、手动/ 自动对每台反渗透设备的开停选择，RO 膜停机期间自动处于自维护状态保持膜处于水浸泡状态；2. 本地仪表显示:对出入口的电导率、出入口流量及累计值、反渗透膜组入口段压力仪表显示、前处理段各单元入口压力及流量管道仪表显示、设备运转开停状态等。3. 本地报警内容：系统故障报警、电导率超高报警、原水池/纯水池低液位报警、各段压力超高报警；远程监控报警模式的电控要求：远程监控报警模式指的是通过 PLC 信号联网实现总把握室远程监控显示和报警，PLC 硬件选用西门子，PLC 供给TCP/IP 工业以太网接口及远传数据，以便由总控室组网实现远程监控。远程监控内容：三台制水设备的自动或手动状态显示、每台造水设备的工作状态、反渗透膜各段入口压力、出入口的电导率、流量显示等；远程报警内容：系统故障报警、电导率超高报警、原水池/纯水池低液位报警、反渗透各段入口压力超高报警等；