10噸超純水設(shè)備
10噸超純水設(shè)備設(shè)計依據(jù)及處理水標準:
1. 設(shè)計依據(jù)
1.1原 水:市政自來水
1.2産水用途:生産用水
1.3産 水 量:≥10.0 m3/h
1.4出水水質(zhì):反滲透出水電導(dǎo)率≤10μs/cm;混床出水電導(dǎo)率≤1μs/cm
1.5系統(tǒng)配置:預(yù)處理+反滲透除鹽+混床
1.6運行方式:自動控制運行
1.7設(shè)計界線:從原水池出口至純水箱入口(詳見工藝流程圖)
1.8設(shè)備工藝參數(shù)滿足《工業(yè)用水軟化除鹽設(shè)計規(guī)范》(GBJ109-87);
1.9設(shè)備安裝調(diào)試滿足《給水排水工程施工驗收規(guī)范》(GB1328-1995)。
1.10其他涉及的設(shè)計基礎(chǔ)條件將在技術(shù)討論中確定
2、系統(tǒng)對外界要求:
2.1進 水 管:進水管接至原水池入口。
2.2供 電 纜:根據(jù)算出的容量,用戶將動力電分別送至操作控電控柜上。
2.3出 水 管:純水箱出口至純水用水點。(詳見工藝流程圖)。
2.4濃水處理:排至廢水池(用戶考慮)。
2.5系統(tǒng)水溫:常溫。
2.6地基要求:過濾器直徑大于1000mm地基要求加固
工藝流程示意圖
3、工藝流程說明
本工藝包括預(yù)處理部分、反滲透部分、混床部分。
1、預(yù)處理及反滲透部分組成和目的:爲反滲透裝置提供合格的進水。
A.反滲透系統(tǒng)進水要求:
1) 污染指數(shù) SDI≤4
2) 余氯 <0.1 ppm
3) 濁度 <1NTU
4) 供水Fe3+ ≤0.01ppm
5) 供水水溫適宜范圍 10~30℃
6) 碳酸鈣飽和指數(shù)LSI 0
B.預(yù)處理就是通過絮凝、過濾、吸附等方法使反滲透進水達到以上要求,實現(xiàn)以下目的:
防止反滲透膜面結(jié)垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等);
防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒對反滲透膜的污堵;
防止有機物質(zhì)的對反滲透膜的污堵和降解;
防止微生物對反滲透膜的污堵;
防止氧化性物質(zhì)對反滲透膜的氧化破壞;
C.預(yù)處理系統(tǒng)的組成:
原水中含有多種雜質(zhì),如懸浮物、膠體、有機物和無機物。爲去除水中的懸浮物、膠體、有機物等,原水預(yù)處理部分設(shè)置機械濾器、活性炭濾器、保安濾器、絮凝劑加藥等裝置。
機械濾器、活性炭過濾器可有效去除水中的懸浮物、膠體、有機物等雜質(zhì),并吸附自來水中的腐殖質(zhì)、色度、嗅味、余氯等,可降低水的濁度和污染指數(shù),經(jīng)其處理后的水潔凈,無--異--味,稱之爲清水。機械濾器內(nèi)裝填石英砂,活性炭濾器內(nèi)裝填優(yōu)---質(zhì)活性炭。
2、原水預(yù)處理部分:
原水中含有多種雜質(zhì),如懸浮物、膠體、有機物和無機物。爲保證本系統(tǒng)中反滲透預(yù)除鹽部分的正常運轉(zhuǎn),必---須先去除水中的懸浮物、膠體、有機物等,使反滲透的進水達到要求,故本系統(tǒng)設(shè)置原水預(yù)處理部分。原水預(yù)處理部分包括機械濾器、活性炭濾器、保安濾器、絮凝劑加藥等裝置。
(1)絮凝加藥裝置:
在天--然水中存在著一---定量的膠體物質(zhì),它們的粒徑范圍是10-4—10-6mm。由于其本身的動力穩(wěn)定性和帶電性,在水中是穩(wěn)定的,直接過濾幾乎不起作用。爲了除去這些膠體,必---須在原水進入多介質(zhì)機械濾器前投加高分子絮凝劑ST或復(fù)合絮凝劑,高---效絮凝劑ST(季胺型聚丙烯酰胺)在水中水解,可形成帶電荷的分子長鏈,并在長鏈兩端吸附膠體,從而形成大顆粒雜質(zhì)利于濾除,以保證多介質(zhì)機械濾器更有效去除水中的膠體。另外,在絮凝的過程中,部分有機物可被絮凝物吸附下來。
ST的投加量一般在0.4-1ppm左右。根據(jù)原水中的測試值調(diào)節(jié)加藥量。必---要時可用投加堿式氯化鋁提高混凝效果。
(2)機械濾器:
反滲透設(shè)備對進水的濁度有較高的要求,特別是反滲透進水的污染指數(shù)SDI值要求小于4,濁度小于1NTU。多介質(zhì)濾器中的濾料包括五種規(guī)格的石英砂,用于除去原水中的懸浮物及脫穩(wěn)后的膠
(3)活性炭濾器
反滲透設(shè)備要求進水的余氯含量小于0.1mg/l,因此采用活性炭濾器脫除原水中的余氯,防止反滲透膜受到污染。
同時可以進一步吸附原水中的有機物?;钚蕴繛V器內(nèi)填精制耶殼型活性炭,用于吸附原水中的余氯、有機物、部分色素和有害物質(zhì),降低化學(xué)耗氧量COD?;钚蕴勘粡V泛應(yīng)用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化,由于活性炭的比表面積很大,其表面又布滿了平均爲20—30埃的微孔,因此,活性炭具有很高的吸附能力。此外,活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團,可以對各種性質(zhì)的有機物質(zhì)進行化學(xué)吸附,以及靜電引力作用,因此,活性炭還能去除水中腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機物質(zhì),還可去除象余氯一類對反滲透膜有害的物質(zhì),防止反滲透膜被氧化。通常能夠去除63%—86%膠體物質(zhì),50%左右的鐵,以及47—60%的有機物質(zhì)。
活性炭脫出余氯的過程是一個簡單的氧化還原過程。此過程有可能使活性炭破碎,但破碎的活性炭并不影響脫出余氯的效果,因此活性炭脫出余氯的效果非常強。
(4)保安濾器:
保安濾器屬于微濾設(shè)備,在預(yù)處理系統(tǒng)中起保險作用,當(dāng)機械濾器工作狀態(tài)不正常時把關(guān),爲保證任何情況下都能夠提供合格的供水,防止水中及管道中的微粒進入水泵和反滲透系統(tǒng),特設(shè)置保安濾器作爲---后的過濾裝置。當(dāng)濾器進出囗壓差大于0.1Mpa時需更換濾芯(由于被過濾的介質(zhì)直接進入到微孔濾膜的空隙中,因此很難通過酸堿清洗恢復(fù)通量)。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求。
3、反滲透除鹽部分
水中含有各種無機鹽,用通常的過濾是無法去除的,而用傳統(tǒng)的離子交換法去除,卻面臨著酸堿耗量大,再---生周期短,工人勞動強度大及環(huán)境污染嚴重等問題,反滲透技術(shù)是近二十幾年來新興的,它利用逆滲透原理,采用具有高度選擇透過性的反滲透膜,能使水中的無機鹽去除率達到98%。因此它具備操作簡單,能耗低、無--污--染等優(yōu)點,在純水制備方面得以廣泛采用。
反滲透除鹽系統(tǒng)的構(gòu)成和功能:
(1)高壓泵:
高壓泵的設(shè)置是爲了使反滲透的進水達到一---定的壓力,讓逆滲透過程得以進行,即克服滲透壓使水分子透過反滲透膜到達淡水層。
(2)反滲透膜元件和壓力容器:
反滲透裝置可以去除水中絕大部分無機鹽、微粒、細菌、病毒以及其他溶解性物質(zhì)等。
反滲透膜元件采用美---國海德能公司生産的CPA3低壓反滲透膜,材質(zhì)爲芳香族聚酰胺復(fù)合膜。
該膜元件的使用條件爲:高溫度45OC,pH范圍3.0—10.0,高操作壓力4.14MPa,大壓力損失爲0.07 Map,進水高污染指數(shù)SDI爲5,進水高濁度1.0NTU,進水高余氯含量0.1ppm,,單根濃水與透過水的流量比爲5:1。
在正常使用的情況下,該膜元件的平均使用壽命爲3年。
該膜元件設(shè)計工作壓力在1.4—1.7 Map的范圍內(nèi)。
壓力容器即爲反滲透膜元件提供工作壓力環(huán)境的外殼,采用不銹鋼8"-2W的壓力容器,額定工作壓力120PSI,即0.9Mpa,一根壓力容器可以裝2根反滲透膜元件。
(3)自動沖洗裝置:
反滲透在運行的過程中,濃縮過程和濃差極化將導(dǎo)致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠遠大于原水的本體濃度。因此配備自動低壓沖洗裝置在開機前、停機后或連續(xù)運行一個可調(diào)整的期間后對反滲透膜進行定時的低壓沖洗,將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后,系統(tǒng)自動恢復(fù)到?jīng)_洗啓動前的狀態(tài)。 反滲透裝置設(shè)有德國產(chǎn)自動低壓沖洗保護裝置,當(dāng)反滲透開機時該裝置自動發(fā)生沖洗膜的動作,以確保膜污染降到低程度。
4、混床精除鹽部分:
混床:即混合離子交換器,出水水質(zhì)電導(dǎo)率≤10μs/cm,利用充分混和的優(yōu)---質(zhì)強酸強堿性陽陰離子交換樹脂,分別將逆滲透出水中未去除的陽離子換爲H+離子,陰離子換爲OH-離子,并迅速合成水,相當(dāng)于無數(shù)級陽床和陰床。