RO+EDI纯水设备设计方案

工艺流程

工艺说明

工艺系统简述:

自来水进入原水箱,由原水泵加压,经加药装置加絮凝剂,先进入多介质过滤器、活性碳过滤器以去除原水中的悬浮物及有机物、余氯等来保护反渗透膜的预处理工艺,首先保证了整个工艺具有良好的基础。

预处理后的水经加药装置加阻垢剂后进入保安过滤器,防止膜组件表面结垢,延长膜组件的使用寿命,保证EDI的正常运行。采用软水器对原水进行预软化处理,降低原水的硬度。再由高压泵送入一级反渗透(RO)系统,在压力的作用下透过反渗透膜离子级过滤原理,可以脱除98%以上的无机盐类,99%的细菌和热源。最后RO出水进入中间水箱,由中间水泵加压后进入EDI装置,EDI出水进入纯水箱,由纯水泵送至用水点。而一级RO的浓水(经浓缩的原水中的盐份、机械杂质、胶体物质及小部分未透过水汇集成浓水)排入下水道排放。

I、予处理系统

因反渗透系统进水对污染指数要求比较高,而原水水质一般,为保证原水经处理后符合RO装置进水要求,在RO装置前设置预处理系统。

预处理系统包括原水箱、原水泵、絮凝剂、多介质过滤器、活性炭过滤器、软水器。确保进入RO系统的原水水质污染指数达标,根据源水水质,工艺设置RO工艺,确保出水水质达到业主要求。

◆ 反渗透系统的进水要求:

(1)污染指数 SDI≤5;

(2)余氯(ppm) <0.1;

(3)浊度 <1.0度;

(4)浓水郎格利指数 LSI<0

(5)水温范围 5-35℃

◆ 原水预处理设置的目的和用途:

(1)防止膜面结垢(包括CaCO3、CaSO4、MgSO4、SiO2、铁铝氧化物等);

(2)防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵;

(3)防止有机物、微生物的污堵;

(4)防止氧化性物质对膜的氧化破坏;

(5)保持反渗透装置产水量稳定;

◇原水箱、原水泵

反渗透系统要求进水流量、压力稳定,避免系统的波动。原水箱、原水泵用来提供足够的进水流量和压力及保证系统的平稳运行。

原水箱材质采用不锈钢,该水箱配备液位控制装置。

原水泵选用二台丹麦格兰富的不锈钢泵,其具有体积小、效率高、耗电少、噪声低等特点。

◇絮凝剂投加装置

一般情况下,原水中含有一定数量的悬浮物和胶体物质,较大颗粒的物质可以通过过滤直接滤除,较小颗粒不能直接滤除,这些物质表面带负电荷,投加的絮凝剂为PAC,用于原水中的胶体、颗粒形成絮凝体矾花,提高过滤效果,降低出水浊度,保证RO进水的污染指数≤3。PAC投加量在3mg/L左右,具体投加量视现场情况而定。

加药装置由加药箱、加药泵及配套管道等组成;加药箱采用PE材质。

◇多介质过滤器

原水由原水泵送入多介质过滤器,为了保证RO进水污染指数有效控制,在RO装置前设置多介质过滤器,以保证RO进水污染指数达标。过滤器内装填优质石英砂、无烟煤,能有效地截留原水中的有机物及机械杂质,确保进入RO系统的污染指数达标。

多介质过滤器为带有椭圆形封头的圆柱形筒体装置。筒体内部设有进水、排水装置。筒体材质为不锈钢。阀门采用美国富莱克公司28505T-600。全自动运行。

多介质过滤器定期进行反洗,以除去积附在表面的悬浮物及杂质。

◇活性炭过滤器

活性炭过滤器为了保证RO系统的长期运行和设备的使用寿命,进一步降低RO进水的污染指数,予处理系统设置了活性碳过滤器,内装高效净水活性碳,能有效吸附去除原水的有机物和原水中的氯根,并使进RO系统中FI≤3。

活性炭过滤器为带有椭圆形封头的圆柱形筒体装置。筒体材质为不锈钢。阀门采用美国富莱克公司28505T-600。

过滤器定期进行反洗,以除去积附在表面的悬浮物及杂质。

◇软水装置

原水先经多介质、活性炭过滤,保证了软水器进水水质的颗粒在允许的进水范围内。

软水系统为双罐,同时运行,轮流再生,全自动运行,由美国富莱克公司的多路控制阀自动控制。原水经多路阀流经装有离子交换树脂的树脂罐,树脂中所含的可交换离子Na+,与水中阳离子(Ca2+ 、Mg2+)进行离子交换,使软水器出水硬度≤0.03mmol/L,当系统运行达到设定流量后,控制头自动启动系统再生。再生时间约需2小时,再生过程是由控制系统通过设定的程序自动完成的,主要有以下几个过程:

①反洗:水通过底部下布水器向上对树脂进行反冲,使树脂层松动,同时清除树脂层表面的积累悬浮物。

②吸盐再生:饱和盐溶液通过注水器,经稀释成5-8%浓度后注入树脂罐,盐液自上而下顺流经过失效树脂层,将树脂还原再生,使其恢复原有交换能力。

③置换:置换分为二步,第一步再生液进完后,树脂罐中上部空间尚有部分未参与的再生盐液,为了充分利用这部分盐液,用相同再生液流速的清水将上部未参与的再生盐液通过树脂层进行彻底再生。进行置换。

第二步将树脂孔隙中的再生废液顶出树脂层。

④正洗:目的是彻底清除树脂层中残留的再生废液,清洗至出水合格。

⑤补水:补充盐箱中的水,保证下一罐再生有足够的盐溶液。

设备主要技术特点

(1)材质:树脂罐体采用玻璃钢,盐罐(箱)采用高密聚乙稀塑料;

(2)设备连续出水量保证大于额定产水量要求。

(3)控制方式:采用微电脑自动控制,可根据累积流量自动控制软水器的再生周期。

(4)运行方式:全天24小时连续运行生产软化水,无人化值守。

(5)出水残总硬度:≤0.03mmol/l;

(6)配美国FLECK公司进口全自动控制器集阀门;

(7)树脂罐有放树脂口;

(8)生产工艺采用顺流再生固定床产水工艺;

(9)树脂采用罗门哈斯公司生产树脂。

工艺系统特性

1、全自动软化水处理装置(流量型一用一备)。

2、玻璃钢罐体2个(内装阳树脂),富莱克微电脑控制阀组(流量型)2套、盐阀盐液罐2套。

3、控制方式:进口美国富莱克微电脑控制阀组。独立的自动控制系统,根据设定的周期产水量自动切换运行/再生,同时备有手动强制再生功能。

4、再生方式:顺流再生。

II、反渗透系统

◇阻垢剂加药系统

为了保证膜元件表面不结垢,保证膜的长期运行效果,延长膜的使用寿命,本工艺在反渗透装置前设置阻垢剂加药装置。通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀的过程,促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。同时阻垢剂有分散剂作用,能使反渗透浓水中难溶盐或沉积在膜表面上污物,随浓水排到反渗透装置外。阻垢剂采用美国通用贝迪MDC220新型阻垢剂。

◇保安过滤器

为防止水中微粒进入反渗透组件,特在反渗透前设置1台保安过滤器。它能有效截留预处理设备中泄漏的微细机械杂质、破碎活性炭颗粒,保证这些颗粒不进入RO系统,过滤器内装孔径5μmPP熔喷滤芯。

在正常工作条件下,当滤器进出口压差1kg/cm2时需更换滤芯,过滤器结构满足快速更换滤芯的要求。

保安过滤器耐压0.4MPa,耐污量大、通量大、耐温60℃、无毒无味、无二次污染,顶部设排气阀,底部设排放阀。

◇高压泵

高压泵是反渗透系统的主要运转设备,为反渗透装置的运行提供动力来源。本系统选用GRUNDFOS公司生产的CR系列不锈钢立式多级泵,具有结构紧凑、噪声低、占地面积小的特点。系统共设置1台高压泵。高压泵出口设进口电动慢开阀,与泵启动时联锁。

高压泵进水口设置低压保护开关,当进水压力底于设定值(0.05Mpa)时,停止高压泵,防止高压泵抽空损坏。

高压泵出水口设置高压保护开关,当出口压力持续高于设定值(2.1Mpa)时,停止高压泵,保护高压泵、压力容器、膜组件不受损坏。

◇反渗透主机

反渗透装置是脱盐的核心部分,经反渗透处理的水,能有效去除水中的盐类。设计的合理与否直接关系到投资费用,整个系统运行经济效益,使用寿命,操作可靠简便性。反渗透主机由膜元件、压力容器、仪表、管道、阀门、控制箱、仪表箱、电气控制系统、机架等组成。

(1)反渗透装置工艺设计

为了保证RO系统的经济运行,节约运行成本,反渗透配置一套2.3m3/h,系统配5根2芯不锈钢压力膜管,10支美国ESPA4040膜元件,脱盐率98%,水的回收率75%。

(2)设备及膜元件的选型

RO是目前国内外最先进、实用的脱盐设备,本系统采用美国海德能公司生产的ESPA4040膜,其优点为该元件由三层簿复合膜,表面层为芳香聚铣胺材质,厚度约为2000埃,并由一层微孔聚砜层支撑,可承受高压力,对机械张力及化学侵蚀具较好抵抗性,该元件具有较大的膜面积,相对较大的产水通量,单支膜元件具有99%的脱盐率。其技术性能和产品质量深得用户好评。与其他公司所生产的反渗透膜元件相比具有对各种水质的适应性广、对温差限制小、单位面积的通水量大、脱盐率高、化学稳定性好、机械强度好的特点。

(3)阀门仪表机架配置

a、反渗透系统中电导、流量仪表安装方便、可靠性高,可满足客户各种工艺要求,具备信号输入输出功能,便于实现系统自动化。

b、开机/停机自动低压冲洗;反渗透装置开机前,用预处理水自动进行低压冲洗;

c、反渗透入口管道设置电动慢开阀,当高压泵启动时,电动慢开阀缓慢开启,以防止高压泵启动时产生水锤对膜足见造成损坏。

d、反渗透淡水侧设置不合格排放电动阀,当淡水电导率不符合要求时,自动打开排放阀冲洗,电导达标后自动关闭。

e、设有浓水侧定时冲洗系统。反渗透正常运行时,由PLC控制器定时打开浓水侧电动排水阀,对膜组件表面进行高流速冲洗,防止结垢物质在膜表面沉积,有效防止结垢。

g、反渗透装置设由就地操作盘、就地仪表盘。在就地操作盘上可启动/停止每台泵及电动阀;在就地仪表盘上可方便地读流量、电导等运行参数;取样装置可对每支压力容器淡水取样,便于故障检测。

h、反渗透装置的机架采用不锈钢材质。

i、配套高压管道阀门采用不锈钢材料;低压管道阀门采用UPVC材料。

j、反渗透的运行采用PLC集中控制,包括系统的正常运行、所有保护、报警、自动低压冲洗、浓水定时冲洗等。

◇反渗透清洗装置

经过长期运行,反渗透膜面上会积累各种污染物,从而降低反渗透装置的性能(产水量和脱盐率),进水与浓水压差升高。因此除日常的低压冲洗外,还需设置一套清洗装置,定期进行化学清洗,一般半年应进行一次。

Ⅳ、EDI深度除盐部分

本系统配置一台EDI装置,产水量:2m3/h,选用加拿大Canpure产品。

E-CELLTM是EDI技术的一次革命。E-CELL装置是应用在RO系统之后,取代离子交换设备,具有水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。

EDI技术采用直流电迫使污染性离子持续从进水中迁移出来,并穿过树脂床和离子交换膜汇集到浓水室。同时直流电能够将水分子电离成氢离子和氢氧根离子,持续地对树脂再生。EDI技术替代了传统的水处理系统中初级混床,能够连续地、可预知地生产高纯水。

①水进入EDI模块后被分配至一系统的淡水室(D室中)

②直流电附加在EDI模块的两极,驱使污染离子连续地向相应的电极迁移。

③污染离子首先吸附在对应的离子交换树脂表面。接着,由于受电压驱动,污染离子透过相应的离子交换膜进入浓水室(C室)。淡水室(D室)中的去离子水侧成为产品水流出。在这一过程中,只有污染离子在其中迁移运动并透过离子交换膜进入浓水室。

④通过EDI模块两极附加电压,水分子被电离成氢离子和氢氧根离子,以连续地对离子交换树脂进行再生。而各种污染性离子则透过离子交换膜进入浓水室。

Ⅵ、纯水系统

◇纯水箱、纯水泵

反渗透出水进入纯水箱,水箱材料为不锈钢。水箱内设高低液位控制器,与除盐水泵联动。选用1台丹麦格兰富的不锈钢离心泵,其具有体积小、效率高、耗电少、噪声低等特点。

◇管道阀门

所有管阀件采用不锈钢材质。

Ⅶ、运行及控制系统

PLC控制能够对设备对各参数进行实时的智能控制,信号传输。

(1)预处理部分

多介质过滤器、活性炭过滤器采用富莱克微电脑控制阀组自动控制,所有水箱内设置液位控制装置,与水泵联动。采用全自动控制,能够设备自动运行、清洗,可以转换为现场手动操作。

(2)反渗透部分

系统设中央集中控制屏,整套系统的控制由集中控制屏负责, RO系统运行中调整相应的阀门,既可实现自控又可手控,自控由PLC微机完成。 反渗透高压泵出水设高压保护,当出水压力高于2.0Mpa时,停止高泵运行,装置进入低压冲洗状态。反渗透浓水侧设一电磁阀,每隔二小时或在高压泵运行前、停止后,自动进入低压冲洗状态。

控制功能包括泵的运行和停止。报警信号包括:反渗透进水温度超高报警、高压泵入口低压报警、高压泵出口高压报警、反渗透产水不合格报警、加药箱低液位报警、各个水箱的高液位和低液位报警、高压泵故障报警。

(3)EDI部分

EDI由EDI模块和整流器、控制箱组成,采用PLC编程控制。