脱盐水讲义1.pdf

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1、公用工程公司一级脱盐水处理概况公用工程公司一级脱盐水处理概况公用工程公司一级脱盐水站的任务，是向园区各装置和热电二级脱盐水站等提供合格的一级脱盐水。一级脱盐水处理系统总出力 1200t/h。一、一级脱盐水装置用原水水质见下表一、一级脱盐水装置用原水水质见下表：序号一12345678910合计二123456789分析项目阳离子K+Na+Ca2+Mg2+NH4+AL3+Sr2+Cu2+As总铁阴离子OH-HCO3-CO32-SO42-PO43-Cl-NO3-NO2-F-单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/

2、Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L数值2.25112.5170.5431.590.020.130.70.040.00140217780203.240212.290116.16900.38合计三123456789101112131415161718192021其它外观气味浊度总硬度非碳酸盐硬度碳酸盐硬度总碱度甲基橙碱度酸度全硅活性硅（COD）Mn氨氮pH电导率（电导率（2525）悬浮物总固形物总溶解固形物总溶解固形物灼烧减少固体灼烧残渣总磷mg/LNTUmmol/Lmmol/Lmmol/Lmmol/Lmmol/Lmmol/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Ls/cms/cmmg/Lmg/Lmg/L

3、mg/Lmg/Lmg/Lmg/L54107清亮无16.122.793.333.333.330.18.461.5440.028.011500150036766766761814940.47园区所有装置投运后，一级脱盐水处理系统进水将采用回用水处理合格的水回用水站出水水质项目SS浊度含量10mg/L5NTUPHCODcr项目60 mg/L含量氯离子总硬度总碱度250 mg/L450 mg/L350 mg/LBOD5氨氮TDS10 mg/L1 mg/L1000mg/L一级脱盐水处理装置生产的脱盐水符合下列标准：项目25时电导率PH 值在 25单位s/cm数值105-7一级脱盐水送出界区压力确定为：1

4、.2 MPa（G）。二、有关名词解释二、有关名词解释溶解固形物：溶解固形物：是指溶解在水里的无机盐和有机物的总称。其主要成分有钙、镁、钠、钾离子和碳酸离子、碳酸氢离子、氯离子、硫酸离子和硝酸离子。溶解性总固体的量与饮用水的味觉直接有关。以下列出了不同 TDS 浓度与饮用水的味道之间的关系：极好，少于 300mgL；好，300600mgL；一般，600900mgL；差，9001 200mgL；无法饮用，大于 1 200mgL。所谓溶解固形物含量，是指饮用水中所含有的矿物质的数量。饮用水中矿物质含量越多，水质也就越硬。具有一定溶解性固体含量的井水和自来水首先容易被人体吸收，并能补充人体所需要的一些

5、微量元素。CODCODCrCr：采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量。计量单位为mgL。是评定水质污染程度的重要综合指标之一。COD 的数值越大，则水体污染越严重。BOD5BOD5：是五日生物耗氧量。指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量。也就是说用生物降解水中有机物 5 天所消耗的氧的总量。SSSS：即水质中的悬浮物。指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。浊度：浊度：是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有

6、关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。电导率：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。电导的单位用姆欧又称西门子。用 S 表示，由于 S 单位太大。常采用毫西门子1uS/cm=0.001mS/cm；1000uS/cm=1mS/cm总硬度：总硬度：是指水中 Ca2+、Mg2+的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，称之为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，不能够通过加热的方式除去，故称为永久硬度。总碱度：总碱度：是指水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受

7、 H+的物质的总量。氨氮：氨氮：是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。全硅：全硅：是指水中的包括可溶性二氧化硅和不溶性二氧化硅。活性硅：活性硅：是指二氧化硅溶解于水所形成的硅酸，因此也称溶解硅。三、一级脱盐水制备工艺流程要求三、一级脱盐水制备工艺流程要求1）原水原水箱原水提升泵（氧化剂、絮凝剂加药装置）多介质过滤器过滤水箱超滤给水泵（每套超滤设置一个旁路，当超滤故障时，过滤水箱出水由超滤给水泵送入一级反渗透高压泵入口端，直接进

8、反渗透处理）板式换热器自清洗网式过滤器超滤装置超滤产水箱一级反渗透增压泵（还原剂、阻垢剂加药、加酸装置）保安过滤器一级反渗透高压泵一级反渗透装置一级反渗透淡水箱二级反渗透增压泵（加碱装置）二级反渗透高压泵二级反渗透装置成品脱盐水箱一级脱盐水泵外送。2）反渗透装置最终排的浓水由管架接出外送，送出压力不小于 0.5MPa（G）。3）设备反洗排水、化学清洗废液等排入清净废水池，经加酸碱中和（空气搅拌）后由废水输送泵送往回用水站。一级脱盐水处理装置控制系统采用DCS。所有系统的运行均能实现自动控制。各系统的工艺运行参数、设备状态、报警信号、泵的过载及高低压报警等信号（420mA）发送至 DCS 系统，

9、系统正常运行、冲洗、清洗以及系统的所有保护等均由 DCS 控制，实现就地和控制室内控制，并最终达到无人值守的目的。正常生产所需各种水处理药剂：絮凝剂化学成份外观有效含量包装配制浓度加药量年用量投加方式执行标准杀菌剂化学成份外观有效含量（以 Cl 计）包装配制浓度原水投加量超滤反洗投加量年用量执行标准还原剂化学成份外观有效含量包装配制浓度加药量年用量投加方式NaHSO3白色粉末98%袋装10%4ppm73 吨计量泵连续投加NaCLO浅黄色液体10%桶装10%6ppm200ppm1000 吨HG/T2498-93PAC淡黄色或棕褐色半透明液体10%袋装10%5ppm700 吨计量泵连续投加GB15

10、892-95执行标准阻垢剂型号外观有效含量包装配制浓度加药量年用量执行标准盐酸化学成份外观有效含量包装配制浓度超滤反洗投加量超滤反洗年用量执行标准液碱化学成份外观有效含量包装配制浓度超滤反洗投加量超滤反洗年用量执行标准清洗剂HG/T2967-2000琥珀色液体100%桶装50%3ppm43 吨生产企业标准HCl淡黄色液体31%罐装31%400ppm40 吨GB320-93NaOH透明液体30%罐装30%400ppm1 吨GBT111991989化学成份外观有效含量包装配制浓度NaCLOHCLNaOHEDTA 四钠盐白色粉末99%袋装RO：1%GB/T1401-1998淡黄色液体淡黄色液体片状白

11、色固体10%桶装UF：0.5%31%桶装UF：1-2%RO：1%GB320-9399%桶装UF：1%RO：1%GB209-93执行标准HG/T2498-93工艺流程图如下：化学清洗系统原水杀菌剂、絮凝剂多介质过滤器板式换热器反洗超滤超滤产水箱还原剂、HCl、阻垢剂一级反渗透增压泵一级保安过滤器回用水处理系统一级高压泵一级反渗透一级反渗透淡水箱碱二级反渗透增压泵化学清洗系统二级保安过滤器一级反渗透浓水箱二级反渗透高压泵二级反渗透脱盐水箱脱盐水泵/工艺水泵四、主要工艺单元介绍：四、主要工艺单元介绍：（一）多介质过滤器：外送过滤的含义过滤的含义在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂、无烟煤等过滤材料层

12、截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。多介质过滤器多介质过滤器：既采用两种以上的过滤介质作为滤层的介质过滤器，在工业循环水处理系统中，用以去除污水中杂质、吸附油等，使水质符合循环使用的要求。过滤的作用，主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，BOD5和 COD 等也有某种程度的去除效果。在水处理上使用的多介质过滤器，常见的有：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂过滤器，石英砂-陶瓷过滤器等。过滤器结构组成：过滤器结构组成：多介质过滤器主要由过滤器体、配套管线和阀门构成。其中过滤器体主要包括以下组件：罐体

13、；布水组件；支撑组件；反洗压缩空气管；过滤材料；排气阀(外置)等。过滤材料的选择依据：过滤材料的选择依据：(1)必须有足够的机械强度，以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎；(2)化学稳定性要好；(3)不含有对人体健康有害及有毒物质，不含有对生产有害、影响生产的物质；(4)滤料的选择，应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。在滤料中，卵石主要是起支撑作用，在过滤工艺过程中，因其强度高，相互之间的间距缝隙稳定，孔隙大，便于正洗工序中，滤后水顺利通过；同样，反洗工序中，反洗水和反洗空气等能顺利通过。（二）超滤装置：（二）超滤装置：超滤：超滤：超滤是利用超滤膜为过滤介质，以压力为驱动

14、的一种膜分离过程。在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、微生物等物质透过，以达到水质净化的目的。超滤是膜分离技术中的一部分，它是介于微滤和纳滤之间的一种膜处理技术。超滤膜孔径通常在 5nm 和 0.1m 之间。由于超滤的出水水质稳定良好，可满足反渗透进水，一般用在反渗透前的预处理；超滤膜可通过定期反洗和化学清洗，保持长期使用。超滤膜的材质超滤膜的材质：材质主要分为：聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF），PES 主要用于内压式膜丝，PVDF 主要用于外压式膜丝。膜丝的性能特点：膜丝的性能特点：一支超滤膜由成百到上千根细小

15、的中空纤维膜丝组成，一般中空纤维膜丝的内径在 0.6-6mm 之间。超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用PH 值范围等。超滤膜按进水方式的不同，超滤膜又分为内压式和外压式两种：内压式：即原液先进入中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出。外压式：中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部，超滤膜的工作原理：超滤膜的工作原理：图 1 超滤膜的工作原理超滤膜元件：超滤膜元件是超滤装置的最主要基本单元。超滤

16、膜元件是指具有端部密封的中空纤维式的膜丝束与外壳组成的元件，有时包括两端连接器和接头。图 2 超滤膜元件超滤膜组件：超滤膜组件是按一定技术要求将超滤膜与外壳、连接器等其他部件组装在一起的组合构件，一般还应包括产水取样或用于检测完整性的透明管等。图 3超滤膜组件超滤装置：超滤装置是指将若干个超滤膜组件并联组合在一起，并配备相应的水泵、自动阀门、检测仪表、支撑框架和连接管路等附件，能够独立进行正常过滤、反洗、化学清洗等工作的水处理装置。图 4 超滤装置（三）反渗透装置：（三）反渗透装置：反渗透脱盐的原理在一定的温度下，用一张易透水而难透盐的半透膜将淡水和盐水隔开如图1(a)，淡水即透过半透膜向盐水

17、方向移动，随着右室盐水侧液位升高，产生一定的压力，阻止左室淡水向盐水侧移动，最后达到平衡，如图1(b)所示。此时的平衡压力称为溶液的渗透压，这种现象称为渗透现象。若在右室盐水侧施加一个超过渗透压的外压如图1(c)，右室盐溶液中的水便透过半透膜向左室淡水中移动，使淡水从盐水中分离出来，此现象与渗透现象相反，称反渗透现象。图 1反渗透现象图解(a)渗透；(b)渗透平衡；(c)反渗透反渗透膜的主要特性：反渗透膜的主要特性：膜分离的方向性和分离特性：膜分离的方向性和分离特性：实用性反渗透膜均为非对称膜，有表层和支撑层，它具有明显的方向性和选择性。所谓方向性就是将膜表面置于高压盐水中进行脱盐，压力升高膜

18、的透水量、脱盐率也增高；而将膜的支撑层置于高压盐水中，压力升高脱盐率几乎为0，透水量却大大增加。由于膜具有这种方向性，应用时不能反向使用。反渗透水处理装置：反渗透水处理装置：反渗透水处理装置是包括从保安过滤器的进口法兰至反渗透淡水出水法兰之间的整套单元设备。包含保安过滤器、高压泵、反渗透本体装置、电气、仪表及连接管线、电缆等可独立运行的装置。此外包含化学清洗装置和反渗透阻垢剂加药装置。1 1、保安过滤器、保安过滤器为保证反渗透本体的安全运行，即使有良好的预处理系统，仍需要设置精密过滤设备，起安全保障作用，故称之为保安过滤器（也有技术资料中称精密过滤器）。保安过滤器通常设在高压泵之前。保安过滤器

19、有多种结构形式，常用如图 2所示滤元进水出水室排污阀出水图 2 保安过滤器保安过滤器滤元的种类也有多种，常见的有线绕式、熔喷式和碟片式。以线绕式滤元为例，线绕式滤元又称蜂房式滤元，它是由聚丙烯纤维纺成的线，按照一定规律缠绕在聚丙烯多孔管上制成。目前国内生产的线绕式滤元尺寸为65(2501000)mm，滤元的过滤精度一般为 5m。这种滤元的优点是过滤精度高，制造方便，价格便宜，使用安全，杂质不易穿透，但反洗和化学清洗效果不明显，只能一次性使用，当运行压差达到 0.2MPa 左右时需要更换滤元。2 2、高压泵、高压泵反渗透膜运行时，需要经高压泵将水升至规定的压力后送入，才能完成脱盐过程。目前火电厂

20、使用的高压泵有离心式、柱塞式和螺杆式等多种形式，其中，多级离心式水泵使用最广泛。这种泵的特点是效率较高，可以达到 90%以上，节省能耗。选择高压泵时，应使泵的扬程、流量和材质符合要求。一般高压泵过流部件应选用不锈钢材质，以防止高含盐量和低pH 值的原水对钢材发生腐蚀，增加铁对膜的污染。3 3、反渗透本体、反渗透本体反渗透本体是将反渗透膜组件用管道按照一定排列方式组合、连接而成的组合式水处理单元（图3 某火电厂反渗透本体照片）。单个反渗透膜称膜元件，将一只或数只反渗透膜元件按一定技术要求串接，与单只反渗透膜壳组装构成膜组件。膜组件图 3 某火电厂反渗透本体照片（1 1）膜元件）膜元件反渗透膜元件

21、由反渗透膜和支撑材料等制成的具有工业使用功能的基本单元。目前在火电厂中应用的主要是卷式膜元件（图 4 卷式膜元件断面图）。进水淡水进水出水淡水出水超薄脱盐层支撑织物刚性支撑层图 4 卷式膜元件断面图（2 2）膜壳）膜壳反渗透本体装置中用来装载反渗透膜元件的承压容器称为膜壳，在有些文献中又称“压力容器”。膜壳的外壳一般由环氧玻璃钢布缠绕而成，外刷环氧漆。也有部分生产商的产品为不锈钢材质的膜壳。由于玻璃钢具有较强的耐腐蚀性能，目前，国内大多数火电厂选用玻璃钢材质的膜壳。（3 3）反渗透本体装置）反渗透本体装置膜元件膜壳1 段膜组件2 段膜组件反渗透本体图 5一级二段反渗透水处理装置系统图（4 4）

22、阻垢剂加药装置）阻垢剂加药装置反渗透的工作过程中，原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，浓水经浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中 Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3、SO2SiO2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4、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。为防止结垢现象的发生，在反渗透系统中通常需要通过阻垢剂加药装置向系统中加入阻垢剂。（5 5）化学清洗加药装置）化学清洗加药装置反渗透膜元件内的膜片在长期的运行过程中，会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性有机物的污染，这些污染物沉积在膜表面会导致反渗透装置产水量和系统脱盐率下降。因此，在膜受到污染后，需要对反渗透装置进行化学清洗。当遇到下述情况，则需要清洗膜元件：a 产水量低于初始运行值的 1015%；b 反渗透本体装置进水压力与浓水压力差值超过初始运行值的 1015%；c 脱盐率增加初始运行值的 5%以上。工业水及清洗回流精密过滤器清洗箱加热器清洗泵图图 6 6 化学清洗装置系统流化学清洗装置系统流程图程图