本項(xiàng)目原水自來水。設(shè)計通過精密過濾+超濾+反滲透+DI混合床+15兆歐超純水系統(tǒng)+18兆歐超純水系統(tǒng)，使出水達(dá)到18兆歐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)的產(chǎn)水量為2T/H。

1、工藝流程具有合理性、先進(jìn)性和可靠性；

2、工程投資省、工期短、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、操作管理方便；

3、工藝效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理過程沒有二次污染的產(chǎn)生；

4、設(shè)備布置緊湊合理，充分節(jié)約占地面積。

  1、貴公司提供的原水為經(jīng)過簡單前處理的自來水，水質(zhì)資料不詳細(xì)。參考同類水質(zhì)，水中主要的污染物為重金屬Cu（以金屬氫氧化物、絡(luò)合物和Cu²⁺的形式存在）、銅，鋅，氟化物，鉬少量有機(jī)物、微生物、懸浮固體、膠體物質(zhì)以及其他污染成分。

處理后的純水量為2T/H，出水電導(dǎo)率維持在17.8—18兆歐以上，水質(zhì)達(dá)到純水標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足工業(yè)用水的要求。

  2、系統(tǒng)運(yùn)行及供水方式：20小時連續(xù)運(yùn)行。

  3、設(shè)計范圍：

水處理工程的總體設(shè)計，包括工藝流程設(shè)計、設(shè)備選型和配置等。

本方案提供預(yù)處理系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)兩部分。不含廠房土建、照明等有關(guān)的工作，不含現(xiàn)場安裝時設(shè)備就位、用水、用電和其它相關(guān)費(fèi)用。

  4、安裝范圍：

回用水處理設(shè)施，即從原水進(jìn)原水箱到回用水出口的所用設(shè)備、管道、閥門和儀表。

根據(jù)原水的水質(zhì)情況以及水處理目標(biāo)，選擇如下的工藝流程：

原水泵－一級多介質(zhì)過濾器－二級活性炭過濾器－三級陽樹脂過濾器—精密過濾器－高壓增壓泵—－反滲透系統(tǒng)－反滲透水箱-DI混合床-10兆歐純水水箱+純水水泵+15兆歐超純水系統(tǒng)+超濾系統(tǒng)+殺菌系統(tǒng)+15兆歐超純水水箱+18兆歐超純水系統(tǒng)+18兆歐超純水水箱+精密過濾器+純水水泵+用水點(diǎn)。

設(shè)計進(jìn)水量為5T/H，超濾產(chǎn)水量為4T/H，反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水量為2T/H，18兆歐超純水系統(tǒng)為2T/H。

1、工藝流程圖

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反滲透增壓泵

 

2、工藝流程說明

    本工藝流程包括四大部分，即反滲透系統(tǒng)，DI混合床，超濾系統(tǒng)和超純水部分。

（1）原水預(yù)處理部分

反滲透系統(tǒng)對原水的預(yù)處理有特殊的要求。由于原水為經(jīng)過前處理的工業(yè)廢水，其成分比較復(fù)雜，水中含有少量重金屬離子Cu²⁺、懸浮固體、膠體物質(zhì)以及少量有機(jī)物質(zhì)等，同時由于有機(jī)物的存在不可避免地會滋長微生物，這些物質(zhì)會對反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害。

為了保證反滲透系統(tǒng)的水回收率、透過水質(zhì)量、透過水流量的穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用的最低化、膜使用壽命的最佳化等，必須對原水進(jìn)行完善的預(yù)處理。預(yù)處理的具體目標(biāo)為：

防止膜表面發(fā)生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、膠體物質(zhì)及有機(jī)物，從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污堵在膜元件水流通道；防止膜表面發(fā)生結(jié)垢，即必須盡量抑制難溶鹽、重金屬氫氧化物如Cu(OH)₂等化合物在膜表面的沉積；防止膜承受物理和化學(xué)損傷，即必須盡量避免高溫、極端的酸性水和堿性水、氧化劑等對膜的影響。

預(yù)處理出水水質(zhì)滿足反滲透系統(tǒng)如下的進(jìn)水要求：

 

1）  原水箱

原水箱的設(shè)置是為了調(diào)節(jié)原水的水量和均衡水質(zhì)，設(shè)計采用2臺容積為10m³，PE材質(zhì)的水箱作為原水箱。

在原水箱設(shè)置一套pH調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)整原水的pH值充分促進(jìn)水體中的重金屬離子生成重金屬難溶鹽；同時配置一套混凝裝置，通過投加混凝劑和助凝劑，促進(jìn)原水中的金屬沉淀、膠體物質(zhì)和懸浮顆粒的凝聚和絮凝，從而將其充分的沉降和去除；另外在原水箱設(shè)置一套加氯裝置，定時投加NaClO溶液以殺滅微生物，并利用氯化物的持續(xù)殺菌作用防止預(yù)處理過程中微生物再次滋生。

2）  原水泵

原水泵為預(yù)處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定、均衡的流量和適宜的壓力。采用2臺型號為CDLF42-20的南方泵（一用），其流量為4m³/h，揚(yáng)程為32m。

3）  多介質(zhì)過濾器

一級多介質(zhì)過濾器主要是利用石英砂和無煙煤來降低水中濁度，截留除去水中的懸浮物、有機(jī)物、膠體顆粒以及部分金屬離子。采用一臺直徑為320mm的立式機(jī)械過濾器，應(yīng)用優(yōu)質(zhì)石英砂多層過濾的工藝，上層使用1.0～2.0mm砂粒，中層使用2.0～4.0mm砂粒，下層使用4.0～8.0mm的砂粒，正常工作情況下，過流量為4T/h，過濾流速為8m/h。

4）  精密過濾器

為了防止水中的微小粒子進(jìn)入中空纖維超濾膜，特設(shè)保安過濾器，其采用成型的濾材，在壓力的作用下使水通過濾材，濾渣留在管壁上，濾液透過濾材流出，從而確保超濾器的穩(wěn)定運(yùn)行，延長超濾膜的使用壽命。設(shè)置一臺直徑為500mm的精密過濾器，內(nèi)置5支20’的PP濾芯，精度為5μm，產(chǎn)水量為6T/h。

精密過濾器后設(shè)置一套還原加藥裝置，通過向水體中投加過量的NaHSO₃溶液，徹底消除余氯以防止其對膜系統(tǒng)的損壞。

5）  超濾器

超濾技術(shù)是通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。超濾膜的孔徑在0.002～0.1μm之間，應(yīng)用超濾作為反滲透的預(yù)處理能顯著降低反滲透膜對膠體、有機(jī)物和微生物的污染負(fù)荷。

設(shè)計采用90中空纖維超濾膜6支，其過濾精度高，能有效去除水體中絕大部分的懸浮物質(zhì)、膠體、有機(jī)物和微生物，抗污染和抗氧化能力強(qiáng)，適應(yīng)的pH值范圍廣。超濾器的水回收率達(dá)到80％以上，產(chǎn)水量為4T/h，其工作壓力為0.1~0.4Mpa。

超濾器的出水管道上裝有流量計，可以顯示產(chǎn)水和濃水的流量。

7）中間水箱

中間水箱用來盛裝超濾出水，調(diào)節(jié)后續(xù)工序流量。采用2臺容積為5m³，PE材質(zhì)的水箱作為中間水箱。中間水箱前設(shè)置一臺紫外線殺菌器徹底殺滅細(xì)菌，防止細(xì)菌滋生并進(jìn)入反滲透系統(tǒng)污堵反滲透膜。

8）精密過濾器

為了防止超濾系統(tǒng)脫出的細(xì)微粒子進(jìn)入反滲透系統(tǒng)堵塞反滲透膜，特設(shè)一臺精密過濾器作為反滲透系統(tǒng)的最后一級處理，其直徑為500mm，內(nèi)置35支40’的PP濾芯，精度為5μm，產(chǎn)水量為2.8T/h。

（2）反滲透系統(tǒng)

反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)、最節(jié)能、效率最高的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到純凈水的目的。反滲透是工藝的核心部分，經(jīng)反滲透系統(tǒng)處理能去除水體中99%無機(jī)鹽類和有機(jī)物、微生物、細(xì)菌等。RO裝置在水質(zhì)分離過程中具有無相變，脫鹽率高，設(shè)備體積小，自控運(yùn)行，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

1）  反滲透裝置

考慮到原水為工業(yè)生產(chǎn)廢水，雖然經(jīng)過了比較嚴(yán)格的預(yù)處理，但原水中仍然含有有機(jī)物等污染物的可能，因此反滲透膜采用日本東麗公司生產(chǎn)的低污染反滲透膜元件，它既具有低壓運(yùn)行、產(chǎn)水量高、除鹽性能好的特點(diǎn)，同時又具有耐污染性的特點(diǎn)。由于采用了專利技術(shù)在復(fù)合膜的表面涂加了特殊物質(zhì)，改善了膜表面的電荷以及光滑度，同時在結(jié)構(gòu)上縮短了膜片的長度，增加了膜袋的頁數(shù)，可減少有機(jī)物及微生物在膜表面的吸附，大大提高了膜元件在高生物污堵條件下的性能和化學(xué)清洗的恢復(fù)性能。TML20-370膜元件的標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率為99.7%，操作壓力為1.0MPa。

設(shè)計系統(tǒng)的回收率為60％以上，反滲透的產(chǎn)水量為4m³/h，需配置TML20-370膜元件8支；壓力容器采用不銹鋼材質(zhì)4080-4芯型膜殼，每支膜殼裝2支反滲透膜，共需4支膜殼。

2）  高壓泵

反滲透系統(tǒng)需要在較高的反滲透壓下生產(chǎn)純水，因此設(shè)置一臺型號為CDLF4-110-2的南方泵為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量和所需的壓力。其流量為4m³/h，揚(yáng)程為84m，功率為8KW。

3）  輔助配置

反滲透機(jī)組中配備著相關(guān)的壓力、流量、電導(dǎo)等儀表，可以反映出膜的工作狀況：在出水管道上流量計，可測出產(chǎn)品水和濃水流量；設(shè)有壓力表，顯示膜的工作壓力和產(chǎn)品水壓力；設(shè)有電導(dǎo)儀，可以顯示進(jìn)水和產(chǎn)品水電導(dǎo)率。

機(jī)組中設(shè)有高低壓保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)高壓泵進(jìn)口壓力低于限定值或高壓泵出口壓力高于限定值時將自動停止高壓泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。此外，在高壓泵出口處裝有止回閥與高壓泵連鎖控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

采用PLC自動控制器控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行：包括閥門的啟閉，液位、流量、壓力的自動調(diào)節(jié)，超濾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，全自動水質(zhì)監(jiān)測，加藥和清洗裝置的控制等。

（3）自動沖洗和化學(xué)清洗系統(tǒng)

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，中空纖維超濾膜和反滲透膜的表面將會由于原水中亞細(xì)微粒、膠體、有機(jī)物、微生物等污染物質(zhì)的存在及運(yùn)行過程中對難溶鹽如重金屬氫氧化物的成倍濃縮而產(chǎn)生沉積，形成對超濾膜和反滲透膜的污染。膜被污染后，就會出現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)水量減少、脫鹽率下降等膜性能方面的變化。因此，裝置啟停和運(yùn)行每隔一定周期，啟動自動沖洗系統(tǒng)對超濾膜進(jìn)行順流直沖和反沖洗、對反滲透膜進(jìn)行低壓正沖洗，將膜壁上截留、吸附的污染物以及堵塞在膜孔中的細(xì)小微粒沖走，以維持膜的最佳性能。