210m3h脱盐水处理系统工艺方案
今天水博网小编给大家带来210m3h脱盐水处理系统工艺方案:
210m3h脱盐水处理系统工程
一、项目概述
1.1 设计基础资料
2.1.1 系统进水水质特性
2.1.1.1 设计水源:
2.1.1.2原水水质:原水水质分析资料(见表一,表二)
2.1.2 产水要求
2.1.2.1系统出水:210m3/h
2.1.2.2数 量:1套
2.1.3 系统产水水质要求:硬度≈0umoL/L,电导率<0.2μs/cm,SIO2<20ug/L
2.1.4 设计界限:从原水箱(包括加药装置)至除盐水泵出口。
2.1.5 系统对外界的要求
2.1.5.2供电:根据系统的用电量要求,由需方将动力电源送至供方提供的动力配电盘上。
额定电压 : 380/220 V
频 率 : 50 Hz
2.1.5.3 出水管:需方按供方要求接至除盐水泵出口。
2.1.5.4 废水处理:排至地沟。
2.1.5.5药品:调试过程的所有消耗品由需方提供。
化学药品规格
化学药品由需方负责提供,由供方按照水质情况经计算或试验确定药
工艺配置功能介绍
根据“原水水质资料及用水要求”。该工艺系统主要由预处理部分+反渗透除盐部分(RO)+混合床部分(IX)及自动控制部分构成。
4.1.1设计反渗透系统进水水质要求
SDI值: ? 5
浊度 ? 1NTU(最好? 0.2NTU)
残余氯: <0.1 mg / L(控制为0.0)
化学耗氧量(以O2计): <1.5 mg / L
Fe(总): <0.05 mg /L
TOC ? 3 ppm
PH 连续 2-11
短期(30min) 1-12
最高运行温度 ? 45℃
最大运行压力 ? 4.1MPa
4.1.2反渗透装置产水水质、水回收率
反渗透装置产水量: 210 m3 / h
系统脱盐率: 正常运行≥97%
反渗透装置水回收率: 75%
4.2工艺说明
4.2.1、原水泵: 原水泵的作用是为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。本系统设置3台原水泵,其中2用1备,每台原水泵正常出力为145m3/h,扬程53m。
4.2.2、加热器
加热器的作用是将原水维持在一定的温度范围之内,以利于保证反渗透系统出力的稳定。反渗透系统的出力受进水水温的变化影响较大,在进水压力稳定的条件下,水温每变化1℃,其产水量大致增减2.7%。为了避免因水温较低而造成反渗透系统产水水量的下降的情况出现,就必须加热进水使其维持在一定温度。本系统设置1套加热器,热源采用需方提供的饱和蒸汽,出力为290m3/h。加热器的出水水温由温度控制调节单元完成,考虑到冬季工程现场水温较低,所以加热器出水水温控制在17-20℃左右。
4.2.3、 加药系统
4.2.3.1、凝聚剂(PAC)加药装置
该装置的作用是为系统投加适量的凝聚剂,将原水中的悬浮物、有机物、胶体等凝聚成大颗粒的矾花,以便其在多介质过滤器中被有效地去除。
由于系统进水为地表水,水中含有一定杂质,如悬浮物和胶体等杂质,这些杂质往往带有一定量的同性电荷,它们相互排斥,难以自动聚集成大颗粒。PAC(聚合氯化铝)是长链的高分子聚合物,在水中可形成带电荷的 Al x (OH) y 3x - y 长链多功能基团,它具有压缩胶体双电层的作用,同时对异性电荷也可以起到中和的作用,而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使其凝聚成大颗粒的矾花,然后通过多介质过滤器将其除去。
为了增加水中杂质颗粒到达凝聚剂Al x (OH) y 3x – y基团表面而被吸附的机会,应适当地进行搅动混合,因此本系统PAC的加入点选择在多介质过滤器的进水母管上,且随后装设静态管道混合器。
4.2.3.2、助凝剂PAM(聚丙烯酰胺)加药装置
该装置的作用是协助PAC在较短的时间内促进矾花迅速增大,提高凝聚效果,以便多介质过滤器更有效地去除杂质颗粒。
PAM是长链的有机聚合物,通过它可以在小矾花之间起到桥架的作用,桥架之后形成的一张网状的污泥层又起到网捕的作用。
目前市场供应的PAM有三种:一是阳离子型;二是中性;三是阴离子型的。由于目前常用的复合反渗透膜表面一般都带有负电荷,若遇到阳离子型的有机物就会把它吸引过来而附着在膜表面,从而造成反渗透膜的污染,并且这种污染无法通过化学清洗的方法有效地恢复反渗透膜的运行性能。因此作为反渗透装置之前的加药品种必须采用中性的或阴离子型的PAM助凝剂。
4.2.3.3、杀菌剂(NaClO)加药装置
由于本系统的原水供给是地表水,含有一定量的有机物、微生物。故设置杀菌剂加药系统。
加杀菌剂的作用是提供足够量的氧化性的NaClO,用于氧化原水中的有机物,同时杀菌灭藻,其目的是保证反渗透系统免遭有机物和生物的污染。为了达到以上目的,一般需加入1~3ppm的有效氯。一般投加市场上出售的NaClO溶液,其有效氯浓度为8~12%。
4.2.4、多介质过滤器
反渗透系统的重要预处理装置。它的作用是通过投加混凝剂后滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质,以及经加药后形成的矾花,从而保证反渗透进水水质。
特性:
能够有效地去除原水中对反渗透膜组件非常敏感的胶体、悬浮物及有机物。
具有独特的均匀布水方式,使过滤达到最大效果。
反洗装置带空气擦洗,能力强、时间短、水耗低。(气源来自罗茨风机)。
采用较低的运行流速,以适应将来水质变坏的可能性。
采用进口双速水帽,专门用于反渗透预处理系统,填料选用优质滤料,以保证良好的过滤效果,且不会出现反洗乱层现象。
根据需方反渗透系统产水水量要求,本系统设置5台直径3000mm的立式多介质过滤器,其中4台运行,1台备用,每台出力73m3/h,总出力为290m3/h,运行流速10.2m3/h。
多介质过滤器对于自来水的运行周期在24小时以上,当任何一台过滤器在进出口在压差达到一定值或出水SDI大于4时,。则退出使用进行反洗,同时将过滤器备用台投入运行。
4.2.5、活性炭过滤器
设置活性炭过滤器的目的是利用活性炭的大量孔隙吸附原水中的有机物及余氯。活性炭对水中杂质物的去处作用,是基于活性炭的活性表面所具有的不饱和化学键。活性炭的表面积很大(500~1500m2/g),加之表面又布满了平均直径为20~30? (1?=10-8cm)的微孔,这样,由于处于活性炭的表面的碳原子在能量上是不等值的,这些原子含有不饱和键(有些文献上称为“剩余键”),因此具有与外来分子或基团发生化学作用的趋势,对某些有机物有较强的吸附力。研究表明,活性炭对氯的吸附,不完全是其表面对氯的物理吸附作用,而是由于活性炭表面起了催化作用,促使游离氯的水解,和产生新生态氧的过程加速。
Cl2 + H2O HCl + HClO
HclO HCl + [O]
这里产生的[O]可以与活性炭中的碳,或其他容易氧化组分相作用,而得到去除:
C + 2[O] CO2
特性:
可以极为有效地去除水中低分子有机物,游离氯,也能有效防止反渗透和离子交换树脂表面的有机物污染。
具有独特的均匀布水方式,使过滤达到最大效果,能长期满足反渗透膜对有机物污染要求。
带反洗装置,能力强、时间短、水耗低。
选用较低的流速,以适应将来水质变坏的可能性。
采用专门用于反渗透系统的进口水帽,填充精选的均匀滤料,以保证良好的过滤效果,且不会出现反洗乱层现象。
本系统设置5台直径为3000mm的立式活性炭过滤器,采用动态备用方式运行,总出力为290m3/h,流速为10.2 m/h。当过滤器运行一定的时间或达到一定的产水量时,则进行反洗,其余4台出力290m3/h,当反洗结束后再投入使用。
4.2.6、反冲洗水泵
多介质过滤器的反冲洗水量较大,每台每次反洗强度90m3(每次反冲洗约15分钟),但所需的扬程低,因此本系统单独设置1台出力为415m3/h,扬程为0.3MPa的反冲洗泵,同时用于活性炭过滤器反洗。
4.2.7、气洗系统
系统利用罗茨风机产生的压缩空气,在多介质过滤器反冲洗时进行空气擦洗。在多介质过滤器运行过程中,其滤料表面会粘附大量的杂质,甚至造成滤料结成泥球。若只用水进行冲洗很难凑效;而采用压缩空气进行鼓泡擦洗,同时借助水的作用,则很容易将滤料表面粘附的杂质或泥球剥落或打散,然后由水流带出,从而提高多介质过滤器反冲洗的效果。
本系统配置罗茨风机1台,风量22m3/min,风压0.07MPa。
4.3、反渗透部分
4.3.1、阻垢剂(MDC)加药
预处理来水在进入反渗透装置之前,首先加入高效阻垢剂,以防止Ca、Mg、SiO2、Sr、Ba等物质在反渗透膜元件浓水侧产生结垢。阻垢剂推荐采用高效阻垢剂MDC220,正常情况下,阻垢剂的加药量为2.00ppm。
4.3.2、保安过滤器
为了防止膜元件在运行过程中被水中固体颗粒损害,在进入RO装置前设置5um的保安过滤器,利用具有变纤径滤层梯度结构的超细纤维熔喷纺棉滤芯进一步截留前级水中的微细颗粒,确保膜元件安全运行。当过滤器进出口压差大于设定的值(通常为0.07-0.1MPa)时,应当更换。保安过滤器采用耐腐蚀的不锈钢材质外壳。其特点:
⑴孔形呈锥形结构;
⑵过滤能进入深处,形成深层过滤;
⑶纳污量大、寿命长;
⑷便于快速更换。
4.3.3、高压泵
高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力,保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性,需有一定的推动力去克服渗透压等阻力,才能保证达到设计的产水量。根据反渗透的配置,经专用软件计算后,设计温度为17℃,反渗透回收率为75%时,要求提供的进水压力不小于1.40Mpa。
本反渗透装置设置的高压泵4台出力为73m3/h,扬程为137m的高压泵。从反渗透系统的运行和操作安全出发,高压泵,反渗透装置都呈一对一的串联设置,即一套反渗透配置一台高压泵。
4.3.4、反渗透本体装置
反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置,反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。
本系统的主要作用是通过以压力为推动力,进行膜分离脱盐,同时可除去水中溶解性有机物、微生物、细菌、热原、病毒等,RO法分离时不需加热,无相的变化,具有能耗少、体积小、操作简单、适应性强、自动化程度高、应用范围广等优点。
经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件,水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入反渗透水箱。反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管,排入反洗水箱或排出系统之外。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门,监控仪表及程控操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。
根据生产中便于调节水量的需要,本系统反渗透系统共设置2套出力为105m3/h的反渗透装置,并联运行,运行时通过后续水箱水位调节反渗透装置投运的套数。
本装置反渗透膜组件均采用世界上最先进的复合反渗透膜,单根膜脱盐率达99. 5%,根据买方提供的原水水质分析报告和水源情况,采用海德能最新产品CPA3型复合膜。上述膜元件脱盐率高,膜面积达37m2,同时,该膜元件通道较宽,达34mil,抗污染能力大大提高。操作压力低、水通量大、脱盐率高,水量平均,容易清洗,使用寿命长的特点。经过反渗透膜专用计算软件计算,当设计反渗透装置的回收率为75%时,每套配置144支上述型号型的膜组件,分别安装在24根FRP压力容器内。
4.3.5清洗装置
反渗透清洗系统作用是根据反渗透膜运行污染的情况,配制一定浓度的特定的清洗溶液,清除反渗透膜中的污染物质,以恢复膜的原有特性。无论预处理如何彻底,反渗透经过长期使用后,膜表面仍会受到结垢的污染。所以本系统设置一套反渗透清洗系统,当膜组件受到污染后,可进行化学清洗。
冲洗的作用是反渗透停机时用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水,防止浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢,以保护反渗透膜。本系统中设置的一台冲洗水泵,其出力为110m3/h,扬程为40m。
4.4、中间水泵
反渗透产水带有一定的压力,可以自行进入中间水箱暂存;其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力,避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏;并通过中间水泵给后级混床供水。本系统设置3台出力为112m3/h中间水泵,其中2用1备,扬程为59m。
4.5、脱碳器
脱碳器的作用是在反渗透产水被进一步处理之前,先去除水中含量较高的游离CO2,从而减轻后级离子交换系统中阴树脂的负担,延长其运行周期,减少再生频率。
本系统在中间水箱上设置2台直径为1600mm的脱碳器,材质为钢衬胶,内装填PE空心球填料,同时每台脱碳器配置一台配套离心风机。
4.6、混床部分:
原水通过预处理和反渗透装置的处理,水中的仍然含有一定盐,必须通过混合离子交换进行进一步的提纯。它的原理是利用阴、阳树脂与水中的阴、阳离子发生置换反应,生成水分子,从而降低水的电导频率(增大电阻率)。要使出水电阻率稳定达到10MΩ?cm以上,必须设置二级混床,所以在本系统中设置了两级混床,以满足客户用水要求。
混床树脂失效后,采用盐酸溶液和氢氧化钠溶液进行再生,恢复阴、阳树脂的交换能力。另配置20 m3酸贮槽一台和20 m3碱贮槽一台以及1.0m3酸计量箱一台和1.0m3碱计量箱一台以及卸酸碱泵各一台以及酸碱喷射器和再生专用泵,用于每次再生时使用。
4.6.1、一级混床
本系统设置3台直径为2200混合离子交换器,2用1备,每台出力为110m3/h,流速30m/h。离子交换器内装填001×7强酸阳树脂和201×7强碱阴树脂,层高比例为500/1000mm(阳/阴)。
4.6.2、二级混床
系统设置直径为2200mm的混合离子交换器2台,动态备用。离子交换器内装填001×7强酸阳树脂和201×7强碱阴树脂,层高比例为500/1000mm(阳/阴)。4.6.3、再生系统
本系统的作用是当混床内树脂饱和时用以再生,其酸、碱分别来自于需方。另外配置20 m3酸贮槽一台和20 m3碱贮槽一台以及1.0m3酸计量箱一台和1.0m3碱计量箱一台以及卸酸碱泵各一台以及酸碱喷射器和再生专用泵,用于每次再生时使用。
4.7、除盐水泵
除盐水泵的作用是为锅炉系统提供稳定的压力和水量。本系统中设置3台除盐水泵,其中2用1备,每台出力为108m3/h,扬程为45m。
4.8、压缩空气贮罐
配置的压缩空气贮罐作用是为本系统提供仪表和混床用压缩空气,设备配置为1套压缩空气贮罐,气源来自需方压缩空气系统。
该文档还包含以下内容:
项目概述
设计原则、范围及依据
工艺流程
工艺配置功能介绍
工艺设备选型及性能参数描述
控制系统说明
设备清单
运行成本分析
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