1000吨锅炉回用水系统设计方案.docx

1000m3/D中水回用锅炉补给水处理系统

目录
第一部分：系统设计参数及标准 10
1 系统设计能力及出水水质要求 10
2 设计原则 10
2.1 技术先进性 10
2.2 设备可靠性 10
2.3 运行安全性 10
2.4 成本经济性 10
3 设计依据 10
4 设计导则 11
5 设计及供货范围 11
6 系统进水水质分析 11
6.1 进水水质说明 11
6.1.1 原水水质分析 11
6.2 原水水质分析结论 12
6.3 基本设计处理思路 12
第二部分：方案设计说明 14
1 系统工艺流程 14
1.1 系统工艺流程 14
1.2 反渗透系统工艺流程简介 14
2 反渗透预处理流程介绍 15
2.1 前级供水方式 15
2.2 预处理加药系统 15
2.2.1 混凝剂投加装置 15
2.2.2 絮凝剂投加装置 15
2.2.3 杀菌剂投加装置 15
2.2.4 药剂的投加导流及混合 16
2.3 高效纤维过滤器 16
2.3.1 高效纤维过滤器特点 16
2.3.2 纤维过滤器配置及运行方式 17
2.4 多介质过滤器 17
2.4.1 多介质过滤器工作原理 17
2.4.2 多介质过滤器配置及运行方式 17
2.4.3 多介质过滤器滤料及布水形式 17
2.4.4 多介质过滤器的加工及其它配置 18
2.4.5 多介质过滤器的反洗 18
2.5 全自动超滤装置 18
2.5.1 超滤技术介绍 18
2.5.2 超滤长期运行运行的条件 19
2.5.3 超滤元件选型 19
2.5.4 超滤膜选择 19
2.5.5 美国KOCH公司V1072-35-PMC膜组件特性 19
2.5.6 亲水性聚醚砜超滤膜的优点 20
2.5.7 美国KOCH V1072-35-PMC膜组件超滤膜特点 20
2.5.8 美国KOCH公司超滤运行模式 22
2.5.9 运行模式选择 24
2.5.10 膜组件的计算 24
2.5.11 超滤装置配置 24
2.5.12 超滤膜运行说明 24
2.5.13 超滤装置的其它配置及产水指标 25
2.5.14 超滤装置综述 25
3 预除盐系统流程介绍 25
3.1 活性炭过滤器 25
3.1.1 活性炭过滤器工作原理 26
3.1.2 活性炭过滤器配置 26
3.1.3 活性炭过滤器滤料及布水形式 27
3.1.4 活性炭过滤器的反洗 27
3.2 自动加阻垢剂装置 27
3.2.1 反渗透装置加阻垢剂的原因 27
3.2.2 本系统水质情况 27
3.2.3 阻垢剂的分路投加 27
3.2.4 TRISPE1000简介 28
3.3 多级离心高压泵 28
3.3.1 高压泵是反渗透能量馈入部分，是反渗透的“心脏” 28
3.3.2 丹麦格兰富高压泵是可靠的保证 28
3.3.3 丹麦格兰富高压泵选型 28
3.4 保安过滤器 29
3.4.1 保安过滤器过滤机理 29
3.4.2 保安过滤器配置 29
3.5 反渗透装置 29
3.5.1 反渗透原理 29
3.5.2 反渗透膜过滤属于横流过滤的范畴 30
3.5.3 设计优良反渗透透系统能完成良好的自身清理过程 30
3.5.4 较好的横向流速能能有效地控制反渗透系统的污染速度 30
3.5.5 较好的膜选择和膜性能能有效地控制系统的污染 30
3.5.6 反渗透装置性能指标 30
3.6 反渗透的化学清洗 32
3.6.1 反渗透膜化学清洗的依据 32
3.6.2 反渗透的标准化 32
3.6.3 系统化学清洗 33
4 后处理系统 33
4.1 钠离子软化器 33
4.1.1 钠离子软化器的交换过程 33
4.1.2 钠离子软化器的出水特点及产水水质变化规律 34
4.1.3 采用逆流再生方式有利于提高产水水质 34
4.1.4 逆流再生能提高产水水质和降低再生剂使用量 34
4.1.5 钠离子软化器配置 35
4.1.6 再生方式 35
4.2 纯水泵 35
第三部分：系统控制 36
1 预处理加药系统 36
1.1 控制信号 36
1.2 控制方式 36
2 高效纤维/多介质过滤器自动控制 36
2.1 控制信号 36
2.2 过滤器自动阀门组成 36
2.3 过滤器工艺 36
2.4 工艺运行及阀门开关表 37
2.5 过滤器的自动/手动控制 37
2.6 过滤器的计算机操作 38
3 超滤装置自动控制 38
3.1 控制信号 38
3.2 超滤装置自动阀门组成 38
3.3 超滤装置的运行工艺 38
3.4 工艺运行及阀门开关表 39
3.5 超滤装置的自动/手动控制 39
3.6 超滤装置反洗 40
4 活性炭过滤器自动控制 40
4.1 控制信号 40
4.2 活性炭过滤器自动阀门组成 40
4.3 活性炭过滤器工艺 40
4.4 工艺运行及阀门开关表 40
4.5 活性炭过滤器的自动/手动控制 41
4.6 活性炭过滤器的计算机操作 41
5 反渗透装置的控制 42
5.1 控制连锁 42
5.1.1 同超滤产水箱和反渗透产水箱液位连锁 42
5.1.2 高压泵同高低压保护连锁 42
5.1.3 产水电动阀同产水电导仪连锁 42
5.2 反渗透装置的控制方式 42
5.2.1 反渗透就地控制盘上的手动控制 42
5.2.2 反渗透就地控制盘上的自动控制 43
5.3 系统仪表及保护 43
5.3.1 系统仪表 43
5.3.2 程序自诊断功能 44
第四部分：DCS控制系统及配电 44
1 系统概述 44
2 系统网络拓朴结构 44
2.1 智能现场仪表网 44
2.2 工业以太网 44
2.3 分布I/O 44
3 系统设计主要特点 45
3.1 处理器热备冗余 45
3.2 双电缆远程I/O 45
3.3 双电源设计 45
3.4 UPS系统 45
3.5 操作员站管理 45
4 硬件说明 45
4.1 SIMATIC S7-400H系统控制器 45
4.1.1 功能强大，适用于中高性能控制领域 45
4.1.2 多种解决方案 46
4.2 灵活的系统结构 46
4.2.1 本地I/O 46
4.2.2 分布式I/O结构 47
4.3 重要模块简介 47
4.3.1 中央处理器 47
4.3.2 电源 47
4.3.3 I/O模块 48
5 软件说明 48
5.1 SIMATIC PCS7 实现全集成自动化的过程控制系统 48
5.1.1 横向集成和纵向集成 48
5.1.2 灵活性和扩展性 49
5.1.3 各个层级的冗余 49
5.1.4 批量过程的自动化 49
5.2 操作和监控 49
5.3 操作员站基本功能及配电 49
第五部分：主要设备规范 53
1 总进水仪表 53
1.1 总进水流量计 53
1.2 总进水压力表 53
1.3 进水压力传感器 53
2 高效纤维过滤器 53
2.1 过滤器 53
2.2 气动蝶阀及差压计 54
3 多介质过滤器 54
3.1 过滤器 54
3.2 石英砂填料 56
3.3 无烟煤填料 56
3.4 气动蝶阀及差压计 56
4 反洗系统 56
4.1 反洗水泵 56
4.2 出口慢开门 56
4.3 反洗水池压差液位计 57
5 全自动超滤装置 57
5.1 过滤器进水浊度仪 57
5.2 前置金属膜过滤器 57
5.3 超滤膜 57
5.4 自动阀门 58
5.5 浓水循环泵 59
5.6 超滤仪表 59
5.6.1 产水流量计 59
5.6.2 清洗/反洗流量计 59
5.6.3 监测仪表 59
5.7 超滤反冲洗金属膜过滤器 59
5.8 超滤反冲洗水泵 60
6 反渗透加压泵 60
7 活性炭过滤器 60
7.1 活性炭过滤器 60
7.2 石英砂填料 61
7.3 活性炭填料 62
7.4 气动蝶阀及差压计 62
7.5 过滤器流量计 62
8 阻垢剂自动投加装置 62
8.1 阻垢剂计量泵 62
8.2 阻垢剂溶液箱 63
9 保安过滤器 63
10 高压泵 64
11 反渗透装置 64
11.1 反渗透膜元件 65
11.2 压力容器 65
11.3 反渗透仪表及液位计 65
11.3.1 进水流量计 65
11.3.2 产水流量计 65
11.3.3 浓水流量计 66
11.3.4 产水电导仪 66
11.3.5 总进水电导仪 66
11.3.6 进水PH仪 67
11.3.7 进水ORP表 67
11.3.8 电动阀 67
11.3.9 防震压力表 68
11.3.10 爆破膜 69
11.4 反渗透取样盘 69
11.5 反渗透支架 69
11.6 管材管件 69
11.7 RO化学清洗+冲洗系统 69
11.7.1 清洗保安过滤器 69
11.7.2 化学清洗+冲洗水泵 71
11.7.3 化学清洗水箱 71
11.7.4 化学清洗流量计 71
11.7.5 配套管阀件 71
12 钠离子软化器 72
13 配电系统 73
13.1 DCS操作系统配置表（初步配置） 73
13.2 电器控制柜体 75
13.3 电器元件、控制电缆及管道辅件 75
第五部分：工程技术服务及售后服务 76
第七部分：供货、施工及质量管理 76
1 供货要求及范围 76
1.1 供货要求 76
1.2 包装运输 77
1.3 货物检验 77
1.4 安装和调试要求 78
2 施工方案 78
2.1 工程承包合同 78
2.2 设计文件 79
2.3 项目实施方案（提纲） 79
3 质量管理 80
3.1 总体质量要求 80
3.2 采取的质量控制标准 80
3.2.1 与土建工程有关的标准规范 81
3.2.2 与设备、管道安装有关的标准规范 81
3.2.3 与电气、自动化仪表施工有关的标准规范 81
4 安全管理 81
5 试车方案 82
5.1 单机试运转 82
5.2 联合试运转 83

第一部分：系统设计参数及标准
1 系统设计能力及出水水质要求
l 系统预处理整体设计能力为1800m3/h，其中悬浮物小于0.5mg/l，浊度小于1.0NTU，COD小于20mg/L，SDI15指数小于4，无色、无味、透明；
l 反渗透处理整体设计能力为50 m3/h，分为两套，单套25 m3/h，其中初始脱盐率大于98%，三年后大于97%，回收率65%；
l 钠离子软化器设计能力为50 m3/h，其中产水总硬度≤0.03meq，含油量小于2mg/L，符合锅炉进水要求；
2 设计原则
为了更好地体现本公司的工程特色，系统设计遵循以下准则：
2.1 技术先进性
采用最佳的工艺线路和自控方案，选择性能优异的设备，关键设备全进口，以保证工艺系统的水质、水量和消耗比最优。
2.2 设备可靠性
保证设备24小时连续稳定运行。所选用国内外生产产品均有在反渗透系统中长年运行的实例，保证设备连续24小时运转能力，可实现无人值班。
2.3 运行安全性
本公司承诺设计科学、合理，所选用的设备质量可靠，配备自动操作系统，在工作参数异常时及时报警或关机。
2.4 成本经济性
在保证质量安全可靠的前提下，尽可能地降低系统造价和产水成本，达到性能价格比最优。
3 设计依据
GB150-98《钢制压力容器》
JB2932-86《水处理设备制造技术条件》
JB2880-81《钢制焊接常压力容器技术条件》
劳动部《压力容器安全技术监察规程》
JB4730-94《压力容器无损检测》
GB113-9128《钢制管法兰》
JB2532-80《压力容器油漆、包装、运输》
SDDZ037《电厂水处理设备制造质量分等标准》
HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计条件》
HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》
DC130A16《橡胶衬里设备技术条件》
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）
87GB《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》
DL/T5068-1996《火力发电厂化学设计技术规程》
GB12145-89《火力发电机组及蒸气动力设备水气质量标准》
ZBJ98020-90《水处理设备系列图谱》
GB6567-86《管道系统的图形符号》
GB4270-84《热工图形符号与文字代号》
GB2625-81《过程检测和控制流程用图形符号和文字代号》
JB/T2932-1999《水处理设备制造技术条件附》
ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》
GB/T13384-92《机电产品包装通用技术条件》
JBJ29-96《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收标准》
世韩CSM的反渗透设计导则
4 设计导则
给水类型 RO产水 井 水 地 表 水 废 水 海 水
(过滤市政污水)
MF1 传统过滤 MF1 传统过滤 沉井/MF1 表面取水
给水SDI SDI<1 SDI<3 SDI<3 SDI<5 SDI<3 SDI<5 SDI<3 SDI<5
元件最大回收率％ 30 19 17 15 14 12 13 10
典型通量gfd(l/m².h) 23(39) 19(32) 16(27) 15(25) 12(20) 10(17) 8.8(15) 7.3(12)
5 设计及供货范围
l 报价范围内水处理系统设备并包括系统设备的供货、运输、安装、调试；
l 原水箱出口开始至外供水泵出口后1米以内；
l 控制系统（包括配电）；
l 含所有设备填料、膜元件。
6 系统进水水质分析
6.1 进水水质说明
系统进水为经过深度处理并达标排放的废水，主要检测指标如下：
实际检测出水水质为pH值为7.0~7.5； SS为40~70mg/L； COD为30~100mg/L； BOD5为10~20mg /m3。
6.1.1 原水水质分析
根据系统进水水质检测的数据来分析，基本上可以确定以下几个方面的问题：
1) 系统进水中含有的悬浮物含量比较高；
2) 系统进水中的COD含量比较高，超过了后续反渗透系统的指标以及工艺回用水指标；
3) 由于采用生化处理，水中的有机物、微生物及胶体含量比较高，且随着工艺的运行情况、污水水质情况的变化会有较大的变化；
4) 其它的指标需要对水质进行全分析，特别是系统的含盐量、硬度、铁、硫酸根以及特殊离子如锶、钡等，这样才能对系统进行更加系统的针对性设计。但是根据我公司的实际工程经验来分析，因为前级污水的影响以及加药的影响，进水的含盐量将会比较高，对超滤装置以及反渗透装置将产生比较严重的影响。
6.2 原水水质分析结论
针对于本系统进水为深度处理的污水，需要从设计上、从最坏的角度上考虑并从工艺上予以预防；
l 悬浮含量较高，超出了一般的预处理设备的进水条件；
l 细菌微生物将对后续的设备产生比较严重的影响；
l 经过处理达到合格排放后的污水将具有一定的色度和臭味；
l 经过反渗透近3倍的浓缩，反渗透浓水侧应具有比较高的结垢倾向，将不利于反渗透系统的长期安全稳定运行；
以上几个水质特点，都是不利于反渗透和后处理系统的长期稳定运行的，因此在本系统的设计方案中，必须充分考虑到各个因素，充分调研，才能做好一流的系统设计、提供一流产品质量和达到优越的系统性能。
6.3 基本设计处理思路
针对于上述水质分析情况，以及稳妥的工艺流程，基本上采用如下设计处理思路：
1) 首先以最差水质作为本系统的参考水质，并在此基础上得出详细的计算以及充分考虑到水质变化后系统所产生的相应变化；
2) 投加高效絮凝剂以凝聚悬浮物、胶体、腐殖质、有机物以及铁；投加杀菌剂以抑制细菌、微生物的繁殖；
3) 使用高效纤维过滤器作为第一级预处理装置，去除泥沙、悬浮物颗粒以及对部分的有机物进行吸附；高效纤维过滤器采用气擦洗的方式以及定期碱洗的方式来降低系统的COD、BOD以及色度、浊度的含量；
4) 采用多介质过滤器作为系统的第二级预处理装置，进一步去除系统进水中的悬浮物、泥沙以及部分有机物；
5) 采用超滤膜装置，其对细菌、微生物的截留率达到4-6log，在超滤装置中做好在线清洗和在线消毒功能，当超滤装置在受到细菌污染后进行杀菌和清洗工作；
6) 协调设计好系统操作压力，特别是对预处理给水进行恒压控制处理，在降低系统运行费用的同时保障超滤装置的安全运行；
7) 利用超滤装置对悬浮物、胶体、腐殖质、有机物以及铁胶体等进行去除，特别是对微生物也进行截留，在降低预处理各成分含量的同时，大大提高反渗透装置运行的安全性；
8) 超滤装置采用浓水循环，提高超滤膜的抗污染性能；
9) 增加活性炭过滤器装置，对超滤产水中的有机物、水池内的灰尘、游离氯进行吸附，保障反渗透膜元件的安全；同时大大降低预处理产水的浊度、色度，以满足工艺用水的要求；
10) 投加高效阻垢分散剂以加强对铁、硅、有机物的分散作用和控制浓水侧LSI指数；特别是当水质发生变化的时候保障反渗透的安全；采用阻垢剂依据流量自动投加以最大限度地降低系统的运行费用；
11) 高压泵采用高低压保护的控制方式，在提高系统运行品质的同时，最大限度地保障系统的安全；
12) 反渗透装置采用一级一段的排列方式，同时为了最大限度地提高进水的水利用率，反渗透装置设置了浓水循环；
13) 采用钠离子软化器作为后处理装置，将反渗透产水中的剩余硬度进一步去除，使硬度达到小于0.03meq要求处理，符合锅炉补给水的水质要求；
14) 系统采用PLC+上位机的方式实现系统的全自动控制，大大提高系统的操作自动化程度以及最大限度地保障系统的安全运行。

第二部分：方案设计说明
1 系统工艺流程
1.1 系统工艺流程
综上所述，本系统采用如下工艺流程：

其中：
l 原水及预处理产水：100m3/h；
l 超滤产水100 m3/h；
l 反渗透产水2×25m3/h；
l 外供锅炉补给水：50 m3/h，外供压力0.5MPa；
l 系统采用全自动PLC+上微机控制方式，可实现无人值守。
1.2 反渗透系统工艺流程简介
本系统工艺以高性能设备为依托，以自动控制为保障，实现了多介质过滤器+超滤代替传统预处理的工艺过程，使整个预处理工艺及其设备具有投资费用省、占地面积小、适应水质变化广、自动化程度高等特点，为反渗透的长期稳定运行做好坚实的基础。
预处理部分主要解决以下问题：
l 适应地表水的水质变化，达到截污能力强，处理精度高；
l 防止超滤、反渗透膜元件产生胶体物质、悬浮物固体颗粒、泥沙、大分子有机物质、微生物污堵及无机盐结垢（包括因浓缩而出现铁铝氧化物等的结晶）；
l 保持超滤、反渗透长期稳定运行和装置产水量稳定。
反渗透及后处理主要解决以下问题：
l 反渗透脱除98%以上无机盐、二氧化硅；
l 钠离子软化器去出剩余硬度，使终端水复合锅炉用水要求；

2 反渗透预处理流程介绍
2.1 前级供水方式
本系统采用了过滤器和超滤组合式的预处理的方式，因此，原水经过过滤器后会产生一定的压降，一般在0.5bar左右；当多介质过滤器截留的污染物过多的时候，势必将产生比较大的压力差如达到1bar，那么留给超滤装置的净驱动压力将非常地小。
另外，超滤装置对进水压力有着较为严格的要求，防止因为出现超高压的状态而出现超滤膜丝断裂的现象。
因此，对前级的供水的采用如下控制方式：
l 供水压力保持在0.2MPa左右；
l 采用变频恒压的运行模式将最佳，防止原水泵直接启动和超滤在反洗切换的过程中压力波动幅度过大；
原水供水质量（压力指标）的好与坏，直接关系到后续超滤装置的安全稳定运行。
2.2 预处理加药系统
2.2.1 混凝剂投加装置
为了提高絮凝剂的絮凝效果，系统设置了混凝剂投加装置。混凝剂的作用一般表现如下：
a、水中胶体物质的强烈电中和作用。
b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。
c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
通过混凝剂的投加，可以使水中的细小物质凝聚成团，再与絮凝剂反应，成为较大的悬浮物颗粒，从而被后续的多介质过滤器和超滤系统去除，提高预处理的产水水质，保障反渗透装置的安全稳定运行。
混凝剂投加装置于总进水流量连锁，流量大的时候增加投加量，流量小的时候，减小投加量。整个控制部分采用变频调速的方式。混凝剂投加装置安装在一个支架上，计量泵呈一用一备的运行方式，同时，还配备了计量箱、搅拌器、液位计等。
2.2.2 絮凝剂投加装置
为配合过滤器和超滤装置对有机物、腐殖质、胶体、悬浮物及微生物的去除效果，在原水中设置絮凝剂投加装置，配合混凝剂的使用，使上述污染物形成更大的颗粒物质而被过滤器和超滤装置过滤拦截。
由于反渗透膜元件表面带有负电荷，因此，在选择高分子絮凝剂的时候，选择阴离子型，防止絮凝剂穿透进入反渗透后污染膜元件。
絮凝剂投加装置也于总进水流量连锁，流量大的时候增加投加量，流量小的时候，减小投加量。整个控制部分采用变频调速的方式。絮凝剂投加装置安装在一个支架上，计量泵呈一用一备的运行方式，同时，还配备了计量箱、搅拌器、液位计等。
2.2.3 杀菌剂投加装置
为了抑制原水中存在的细菌、微生物等的繁殖，系统设置了杀菌剂投加装置。
杀菌剂投加装置也于总进水流量连锁，流量大的时候增加投加量，流量小的时候，减小投加量。整个控制部分采用变频调速的方式。杀菌剂投加装置安装在一个支架上，计量泵呈一用一备的运行方式，同时，还配备了计量箱、搅拌器、液位计等。
一般而言，系统选择次氯酸钠作为氧化性杀菌剂。
2.2.4 药剂的投加导流及混合
本系统设置了混凝剂、絮凝剂和杀菌剂加药装置，分别由溶药箱、溶液箱、计量泵和相应的管道、阀门组成。为保证系统投加的絮凝剂能与原水充分地混合，我公司在投加点设置了药剂导流管和管道静态混合器，如下图所示：

充分地混合使得药剂将发挥最大的效果：
l 使混凝剂与原水充分地混合，对超细颗粒以及胶体、有机物等物质进行凝聚；
l 使絮凝剂在水中分布的较为平均，达到悬浮物、有机物、胶体等物质报团而被多介质过滤器和超滤装置充分地截留，达到降低预处理产水SDI值的目的（非常重要）；
l 使杀菌剂同原水充分地混合，以杀死或抑制原水中细菌、微生物在水处理设备及管道内的繁殖。
2.3 高效纤维过滤器
GXY型高效纤维过滤器是一种结构新颖的水过滤装置。可广泛应用于电力、石油、化工、煤炭、冶金、电子、食品、化妆品等行业工业用水处理；锅炉水处理；工业污水深度处理；生活用水、浴池、游泳池等行业的用水处理。
本系统进水的悬浮物含量比较高，利用高效纤维过滤器截污容量大的特点，可以有效地防止悬浮物对后续设备正常运行的干扰。
2.3.1 高效纤维过滤器特点
GXY型高效型纤维过滤器经过几年的研究和现场应用表明：
该产品具有结构先进、操作简单、运行稳定、出力大、流速快、过滤精度高、清洗效果好、自耗水率低、运行周期长等特点，其截污容量比石英砂过滤器高出4倍以上。
设备由固定多孔板、活动多孔板、托动板、自助阀、纤维束、布气装置等组成。设备由上部进水、下部出水，由活动多孔板、托动板、自助阀由连接体组成一个整体的压实装置沿着导柱在罐体内上部上下移动，纤维滤料在压实装置和水流的作用下孔隙度由大逐渐变小，纤维密度加大，形成一个特别合理的过滤层。其过滤过程既有横向深层过滤，也有纵向深层过滤，有效地提高过滤精度和过滤速度。清洗时，纤维滤料在自助阀、托动板和气、反洗水的作用下，压实装置向上运动，使得纤维滤料向上伸展，从而达到松散状态，同时采用气、水合洗技术，在气泡聚散和水力冲洗过程中，纤维纵向处于不断抖动状态，由此使得纤维滤料清洗的十分彻底。
2.3.2 纤维过滤器配置及运行方式
本系统配置2台高效纤维过滤器，过滤器直径为2200mm，过滤器过滤面积3.8m2，过滤滤速20-50m/h，单台产水量100m3/h，并列运行时，最大产水量能达到200 m3/h。设备内壁2层衬胶，厚度3mm；设备本体管道衬胶/衬塑一层厚度3mm。
高效纤维过滤器采用一用一备的运行方式。当一台高效纤维过滤器截留污染物产生比较大的压差进行反洗，备用设备投入运行。最大限度地防止因压力差而引起超滤产水量的下降。
2.4 多介质过滤器
本设备适用于清除水中的悬浮物、泥沙以及机械杂质。滤料采用精制石英砂和无烟煤，过滤器在原水悬浮物小于20mg/L的情况下，出水悬浮物小于2mg/L，工作压力小于0.6MPa。
2.4.1 多介质过滤器工作原理
多介质过滤器内填精制石英砂和无烟煤，由于采用不同颗粒的大小滤料，从而形成了从上到下、由小而大的依次排列顺序；当水从上流经滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤层滤料形成了微小的孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表面层所截留。同时这些被截留的悬浮物质之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，就形成了所谓的薄膜过滤。
多介质过滤不仅有薄膜过滤的作用，还有渗透过滤作用。即当水进入中间滤层也有这种截留作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物质颗粒流经滤层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物质在滤料的颗粒表面与絮凝体相互黏附，从而发生接触混凝过程。
2.4.2 多介质过滤器配置及运行方式
本系统配置3台多介质过滤器，过滤器直径为3000mm，过滤器过滤面积7m2，过滤滤速6-8m/h，单台产水量42-56m3/h，并列运行时，最大产水量能达到150 m3/h。设备内壁1层衬胶，厚度3mm；设备本体管道衬塑一层厚度3mm。
多介质过滤器采用并列运行方式和顺序反洗。并列运行时能大幅度地降低过滤器的过滤流速，并列运行时，过滤器流速为4.7m/h，较低的滤速能提高过滤的效果。同时并列运行时，也能最大限度地防止备用过滤器的细菌繁殖，能有利于反渗透装置的长期稳定运行；。
为了防止反洗后刚投入使用时小颗粒杂质进入更深层的滤砂，从而穿透滤层，本过滤器适当地增加了滤层高度，同时采用粒径均匀的精制石英砂和无烟煤就能达到完善的工艺效果。
2.4.3 多介质过滤器滤料及布水形式
î 过滤器内填400mm高度的无烟煤；
î 过滤器内填800mm高度的石英砂滤料；
î 布水装置采用多孔板+水帽形式；
î 正洗时的布水更均匀；
î 反洗更彻底；
î 出水的品质更高，满足UF装置的进水水质要求。
2.4.4 多介质过滤器的加工及其它配置
多介质过滤器的加工及其它配置如下：
l 设备衬胶所采用的胶板为半硬质胶，胶层延至外部法兰结合面，并采用硫化罐硫化。
l 内部管路采用法兰与本体连接，方便检修和部件的更换。内部部件的材质符合规定要求，紧固件等同内部管件材质相当。
l 内部部件固定及加固，能承受水流的冲击。
l 设备窥视镜的材料是透明的、耐腐蚀的，厚度能承受容器的设计压力和试验时的试验压力。窥视镜的内表面与容器的内表面平齐。窥视镜对称设置。并设有照明脚。
l 设备为程序控制、自动运行，但也要保留现场手动操作条件。
l 设备内部布水、布气均匀，无偏流现象，并有足够的强度。人孔和人孔盖的内表面与容器的内表面平齐。人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。
2.4.5 多介质过滤器的反洗
当过滤器的压差达到设定值时，或者达到制水量的时候，自动控制系统按顺序对过滤器进行反洗以恢复过滤器的过滤性能。过滤器的反洗水为反渗透浓水，并设原水补充管道。
反洗水由反洗水泵提供。反洗水泵一用一备，为了防止反洗水泵在反洗的时候产生比较大的冲击，在反洗水泵出口处设置一电动慢开门。其它的仪表配置包括反洗水流量计、反洗水出口压力表。
反洗水箱进口设水力遥控浮球阀与水箱液位联锁，随水箱液位变化自动调节浮球阀，维持水箱液位在设定值。水箱液位信号可在上位机上集中显示。水箱补水采用反渗透的浓水，并设原水补充管线。
反洗水泵与反洗水箱低液位联锁停泵。
2.5 全自动超滤装置
2.5.1 超滤技术介绍
超滤是应用最为广泛的膜技术之一，也是预处理过滤精度最高的膜品种，其过滤精度非常高，过滤孔径为20Å-2000Å（0.02-2um），超滤膜是在一种高分子材料上通过工艺的手段做成孔径很小的微孔。由于孔径做得非常地小，所以超滤设备不仅可以有效地去除微生物、胶体、悬浮物颗粒，还可以有效地去除细菌、病毒以及热源。目前，在反渗透水处理工艺上，超滤多用于以地表水、工业废水为进水的反渗透设备上，作为其预处理装置。同时超滤也用在一些去除有机物、胶体以及热源的场合，但一般前面采用小于100um的微孔过滤器作为其预处理设备，以防止超滤装置产生机械颗粒性污堵。
由于超滤材料为高分子材料，具有比较强的耐腐蚀性能，因此在实际使用过程中可以进行在线的化学清洗处理。
采用错流过滤能缓解超滤膜污染的速度，这是中空纤维超滤膜在处理地表等污水的显著的自清洁性能，而外压式超滤膜则没有这样的特点，因无法及时地取出污染物，因此多般是建议采用全量过滤。对于本系统，采用错流过滤是比较务实和可靠的，为了提高水的利用率，排放的废水可以专门处理后再回流到原水系统。
2.5.2 超滤长期运行运行的条件
超滤作为一种过滤精度最高的预处理设备，对原水中有机污染物、胶体污染物、悬浮污染物等具有非常高的截流效果，正是因其具有非常优越的特性，因此其对其进水也有一定的要求和长期稳定运行的条件：
n 进水小于100um的预处理过滤。
n 进水压力在额定运行压力以内；反洗压力在额定压力以内。
n 自动、频繁地自身清理。
2.5.3 超滤元件选型
超滤元件的选型一般要注意几个方面的选择：
n 截留分子量的选择，截留分子量大，则产水量大，操作压力低。截留分子量小，则产水量小，操作压力高；
n 运行压力的选择，低的操作压力将降低系统的能耗，也能提高系统的稳定运行；
n 反洗压力的选择，耐比较高压力的反洗，将有利于提高超滤的安全性能；
n 膜材料具有比较强的抗污染性能如PVDF、聚醚砜等；
n 采用内压式时冲洗时比较彻底。
n 较为保守的膜通量将有助于系统的长期稳定运行。
基于以上几点要求，本系统选择的超滤元件的性能如下：
n 截留分子量10万道尔顿左右，对细菌、微生物及胶体的去除率比较高；
n 较低的操作压力在30psi（2.1bar）以内；
n 反洗压力在40psi（2.8bar）左右；
n 超滤膜选用立式单根的形式，每根膜都有单独的阀门，在拆卸时不影响其它膜元件的运行。
2.5.4 超滤膜选择
综上所述，系统超滤膜元件采用美国KOCH公司生产的V1072-35-PMC型号的膜组件。该超滤膜由亲水性的聚醚砜的中空纤维组成的，每一根超滤膜元件由数千根中空纤维组成的纤维束，膜元件长度为1.5米，其有效过滤面积为80.9m2，截留分子量为100，000道尔顿，原水是在中空纤维的内部从一端流向另一端，而产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由内壁向外壁透过（称为内压式）收集后从产水端排出。
2.5.5 美国KOCH公司V1072-35-PMC膜组件特性
l 膜型号：V1072-35-PMC
l 超滤膜材质：聚砜
l 超滤膜结构：完全不对称楔型膜结构
l 特点：完全不对称楔型膜结构，与进水接触的一侧膜结构致密，而与透过液接触侧膜结构疏松，呈现楔型（倒喇叭口）形状。这样的结构优点在于：污染只沉积于膜的表面，不会深入至膜孔，堵塞膜。由于污染物在膜的表面，反洗时极容易将沉积物洗下来，保持膜原来的通水性能，即产水量的恢复极佳，膜的使用寿命长。
l 越滤膜过滤方式：内压式
2.5.6 亲水性聚醚砜超滤膜的优点
l 机械强度好
l 抗污染能力强
l 亲水性强
l 可恢复性强，不易被堵塞，产水量不随时间下降
l 出水水质SDI可小于2.0，优于其它的超滤膜
2.5.7 美国KOCH V1072-35-PMC膜组件超滤膜特点
（1）楔型膜结构

l 完全不对称（楔型）结构，可实现最低的膜深层污染和最大的膜清洗恢复效率；
l 膜内部不会产生压力作用；
l 膜表面制作均匀、统一，孔径分布率窄、精确；
l 新型0.9mm纤维内径与0.8mm相比，实现了更低的的膜表面污染。
美国KOCH公司为中空纤维超滤膜完全不对称楔型结构的发明者(ROMICON ，1973)，KOCH 公司的完全不对称楔型膜结构， 与进水接触的一侧膜结构致密，而与透过液接触侧膜结构疏松，呈现楔型(倒喇叭口)形状， 此完美的楔型结构在与水质较差的进水相接触时膜表面不易堵塞。与其他公司的海棉状结构相比，此不对称楔型结构使得污染物会滞留在膜内部形成深层污染。因此KOCH 公司中空纤维膜具有更强的抗污染性能和清洗易恢复性。

（2）0.9 mm (35 mil) 纤维内径的优势
KOCH公司已于四年前淘汰了延用近20 年的旧型0.8mm(30 mil)内径纤维丝的生产，取而代之开发出全新0.9mm 内径纤维膜丝并广泛应用于反渗透膜前处理和工业废水回用。实践证明，0.9mm 比0.8mm 内径纤维的湍动性能及膜表面抗污染性能有很大提高，产水通量更稳定。
（3）场要求低
超滤装置可以安装在任何有足够承重能力的平坦地面上。
（4）运行方便
超滤膜系统完全自动运行：过滤、反洗、化学加强反洗都由控制系统监控。完全不需要人工拆卸清洗。因此运行费用仅包括化学清洗剂的费用和整个系统运行的能耗。
（5）高通量/低压力节省能源
美国KOCH公司超滤膜可以在运行时保持较高的通量。根据用途的不同，通量可以为50~1301/m2/h。由于美国KOCH公司膜的高性能，保证了超滤系统的运行压力非常低，通常为0.31bar。从而系统仅需要非常低的运行能耗。
（6）相同出水量条件下，所需膜面积小
因为超滤系统允许在膜通量较高的条件下运行，因此相同出水量条件下所需的膜面积较少。从而膜的维护和更换费用就会降低。
（7）膜清洗费用低
美国KOCH公司超滤膜技术通常采用常见的化学药品对膜进行清洗。另外在清法时，只需将化学清洗剂浸满膜腔和连接管道即可，因此大大降低了化学清洗剂的使用量。
（8）高耐化学腐蚀
美国KOCH公司超滤膜可以在广泛的化学环境中进行运行和清洗。清洗时PH值可以在1~13之间。并且由于其高耐氧化性，因此美国KOCH公司超滤膜膜可以用来处理加氯后的水，以及用次氯酸钠、双氧水等强氧化剂进行清洗。
（9）持续提供高品质供水
美国KOCH公司超滤膜孔径为0.9mm，并且孔径分布非常均匀。这些特性保证了超滤膜成为了所有悬浮固体的绝对屏障，这些悬浮固体包括细菌、胶体等。无论入水条件如何，都能够持续提供高品质的供水，出水指标如下：
固体悬浮物
<0.5mg/l
浊度
<0.1NTU
细菌去除率