纯水设计方案模板.docx
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1、纯水设计方案332020年4月19日文档仅供参考第一章 概况1.1工程概况:本工艺方案是根据用户要求,以系统运行可靠、经济合理为原则,采用相关设计标准和规范,结合我公司多年工程经验,以地下水做为原水水源而编制的。本系统采用“预处理+反渗透+EDI装置”水处理工艺,该方案设计合理、运行稳定、产水的品质满足要求,并已在多项类似工程中得到应用及检验。设备具有安装方便、使用方便、操作方便、维护方便;运行稳定、节能、环保、自动化程度高,经济实用等特点。1.2工程设计参数(1)安装场所: 水处理车间内,介质温度:545,安装面积: 200m3;(2)原水水质: 按西北地区地下水设计,原水设计温度不小于5;
2、(3)产水技术指标:我公司对超纯水系统作出质量保证:在设计进水温度、水质条件下,过滤器、反渗透、EDI及抛光混床的出水水质及水量满足用户的要求。整个水处理系统按全自动运行方式进行设计。序号检测位置水质指标1多介质+活性碳+软化过滤器SDI4浊度1NTU总硬度(以CaCO3计)400mg/L水利用率98%产水量20m3/h2一级RO系统出水电导率(四年内)10s/cm水利用率75%产水量1m3/h3EDI系统电阻率(三年内)5M.cm水利用率90%产水量1m3/h5终端过滤系统水产量1m3/h电阻率(MW.cm at 25)5 M.cm颗粒度0.22mm 个/ml100使用点压力 MPa0.35
3、0.05出口压力 MPa0.500.051.3公用设施条件1)供水:取水口经过提升泵送至纯水车间。v 正常流量:大于产水流量v 温度:102)供电:依据我方提出容量,由买方将动力线送至电控柜上。v 供电电源:380V/ 50Hz /三相五线制v 使用最大功耗:35KW3)药品供应:调试及运行过程中所用消耗品以及水电由买方提供。预处理、反渗透、EDI 系统采用的絮凝剂、清洗剂、碱等药品由我方根据水质情况计算或试验确定药品种类、配药浓度、加药量,全部药品宜采用汽车运输。A凝聚剂化学成分 :高分子聚合物(SMST)纯度 :30%配制浓度 :10%包装 :25Kg/桶B氢氧化钠化学成份:NaOH纯度:
4、45%包装:桶装或其它运输方式:汽车运输配制浓度:45%加药量:1-2ppm1.5工程范围我方提供一套完整的化学水处理系统,即从原水箱进口母管(包括阀门、仪表)到纯水泵出口1.0 米为止所有的设备,包括过滤器及其加药装置、反洗设备,反渗透装置、EDI 装置及其加药装置、化学清洗系统装置等设备、附件和所供设备内部管道、阀门及其附件、所供设备之间的连接管道、阀门及其附件、和所供设备内部管道、阀门及其附件、所供设备之间的连接管道、阀门及其附件、以及整套工艺流程所要求的热工仪表、化学分析仪表、控制系统、电气设备、电缆与桥架等(买方供电至MCC柜)。控制系 统还包括所有的电缆、桥架、压缩空气管路和所有的
5、硬件、软件等,以及PLC控制柜内的硬件,软件,接线等。根据流程图制订以下分界:1)纯水输送泵出口水管一米内由我方负责。2)水站内的土建工程及预埋件、消防、照明、电气接地、通风、用水由买方负责。3)压缩空气管由买方提供到设备接口处。4)水站总电源由买方接到我方的进线柜上的总电源开关上。5)控制柜到各单体设备的电路由我方负责。本工程为总承包交钥匙工程,系统最终出力为:5M超纯水:大于1吨/小时,0.35MPA ;我方按技术要求进行设备制造、安装、调试、培训直到运行正常达到设计要求的出水水质和水量。第二章:设计原则与依据2.1设计原则1)寻求最佳的工艺设计方案,使系统设备经济、合理、安全、可靠。2)
6、选用先进的进口材料和配件,单体设备结构先进、合理。本套纯水设备中, 主体RO、EDI、水泵、自控阀门、自控电器等均采用国内外知名品牌,保证了系统的先进性和稳定性。3)设备布局合理美观、操作维护方便、减少劳动强度。对各单体设备将进行优化组合,除了保证其运行性能外,尽可能使设备结构更加合理实用、操作维护更加方便、外观更加简洁美观、设备具有较好的防腐能力。4)选用可靠性好的进口仪表,直接显示处理数据。各设备上采用的控制仪表、 显示仪表均采用国际知名品牌,以保证系数设备的运行可靠。5)设备选型留有合理的余量,预处理设备、RO、EDI 装置各级水泵及管路的设计均有一定的设计余量,能保证在必要时系统设备超
7、负荷运行时的需要,同时在正常运行时确保整个系统运行安全、可靠、延长设备使用寿命。2.2设计依据2.2.1进口部件的设计符合下列公司产品技术手册要求。1)美国陶氏公司 反渗透膜和纳滤膜产品技术手册及设计软件;2)南方泵业公司 产品技术手册;3)帕斯菲达公司 产品技术手册;4)美国 IONPURETM 公司 EDI 产品技术手册;5)美国陶氏核级抛光树脂 产品技术手册;2.2.2进口设备或部件的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验学会(ATM)的工业法规中所涉及的标准。2.2.3国产设备制造和材料应符合下列要求:1)给水排水工程结构设计规范GBJ-69-842)水处理设
8、备制造技术条件JB2932-863)反渗透水处理设备标准GJ/T119- 4)钢制压力容器GB150-19985)橡胶衬里化工设备HGJ32-906)水处理设备油漆、包装技术条件GB/T13384-927)焊接件通用技术条件JB/ZQ4000.3-868)工业企业噪音控制设计规范GBJ87-859)活性炭净水器执行CJ30231993,2.2.4水泵、电机符合下列标准:1)离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法GB3216-892)电机外壳防护等级GB49423)机电产品包装通用技术条件GB/T13384-924)旋转电机基本技术要求GB7555)旋转电机冷却方法GB19932.2.5管件符合
9、下列标准的规定要求:1)衬塑(PP、PE、PVC)钢管和管件HG205382)化工设备、管道外防腐设计规定HGJ34-902.2.6电控部分符合下列标准和规定的要求:1)通用电器设备配电设计规范GB50055-932)电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-913)美国国家电气规范NEC- 版4)低压电器外壳防护等级GB/T4942.2-935)ISA 过程操作的二进制逻辑图6)电控设备第一部分:低压电器电控设备7)电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范8)UL 美国保险商实验室标准9)IEE-美国电气电子工程师协会标准10)EIA 美国电子工业协会2.2.7以上规范所
10、使用的各标准如有新版本,以最新版本为准。2.2.8设备符合相应的工业设备抗震鉴定标准。第三章:工艺设计说明3.1 工艺选择3.1.1系统进水水质分析1)原水水质分析根据自来水质检测的数据来分析,基本上能够确定以下几个方面的问题:系统进水中含有的氯化物,盐量含量比较高,同时根据我方在反渗透技术方面的理论和实践经验,反渗透产水PH一般在5-6。2)原水水质分析结论针对于本系统进水,从设计上、从最坏的角度上考虑并从工艺上予以预防;v 悬浮物对后续设备的影响v 需要防止硬度对反渗透膜产生的影响v 氯化物对反渗透膜的影响以上几个水质特点,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
11、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。3)基本设计处理思路 (1)预处理:为保证进入反渗透设备的清水达到入口水水质标准,设计采用多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器进行原水的预处理。各设备的具体功能,如下所述:1.多介质过滤器:主要去除水中悬浮物胶体等物质,使SDI1NTU;2.活性炭过滤器:主要去除水中游离氯和部分有机物,防止游离氯氧化超滤膜。出水游离氯可降至0.05ppm以下。3.软化水过滤器:离子交换软化水处理是利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子(如Na+、H+),把水中所含的钙、镁离子交换出来,这一过程称为水的软化过程,
12、所得的水称为软化水。在软化水处理中,最常见的是钠型强酸性阳离子交换树脂,或称钠离子交换树脂。这种阳离子交换树脂,其交换容量与原水的全溶解固形物含量以及再生水平有关。经过软水器后的水,硬度大大降低或基本消除,出水残留硬度可降至0.03mmol/L以下。原水碱度基本不变,这是由于在钠离子交换过程中,只是水中碳酸盐硬度按照等物质量的规则转变成碳酸氢钠,故水中的HCO3-含量不变,因此水中碱度基本不变。4.保安过滤器:为了防止意外颗粒物进入反渗透设备,影响其稳定运行,设置5保安过滤器进行保安过滤。5.反渗透除盐:利用渗透机理,在泵的压力推动下,使原水中的水分子反向渗透,从而达到除盐的目的。本系统采用美
13、国进口逆渗透膜和美国进口逆渗透壳, 确保水质纯净和反渗透设备在高压下长期安全运行。6.精处理部分设置了去TOC紫外灯、0.45m滤器、EDI等,以进一步去除水中的溶解氧、二氧化碳、剩余的微量离子、TOC等,选用设备和管道等的材料等级也随着纯水纯度的升高相应提高。水箱设置氮封装置,隔离空气污染。3.2工艺流程:地下水原水箱絮凝剂加药原水泵多介质过滤器活性碳过滤器软化水过滤器反渗透增压泵保安过滤器一级变频高压泵一级反渗透装置一级RO水箱EDI增压泵紫外线杀菌器精密过滤器EDI 系统纯水增压泵微孔膜过滤器出水。3.3技术要求为了便于用户对超纯水设备操作和维修,保证在更换和维修部分设备元件时制取超纯水
14、工艺流程不中断,以及适应用户对超纯水产量的不同需求,本套超纯水系统对过滤器、反渗透、EDI、185UV、254UV和终端超滤器等均采用两组并联运行模式,抛光混床采用三组并联运行。关闭其中二组,并联的另一组或两组仍可继续工作。3.3.1 水泵提升机组1)每台水泵进出口设有手动阀、出口设有止回阀。2)每台水泵的应符合给排水设计 9册水泵类设计与安装规范。3)每台水泵的电气接线应符合电机产品安装规范。3.3.2多介质过滤器1) 过滤器采用机械过滤器,填料:石英砂、无烟煤。进出口管道装设取样装置及压力表组件,压力表设隔离阀。运行及反洗方式为全自动PLC控制。 2) 过滤器最大能耐受6bar的压力。 3
15、.3.3活性炭过滤器1)进出口管道装设取样装置及压力表组件,压力表设隔离阀。运行及反洗方式为全自动PLC控制。 2) 过滤器最大能耐受6bar的压力。 3.3.4软化水过滤器1)过滤器内填装软化阳树脂,滤层高度一般1000mm,在正常工作情况时,正常流速20m/h,总产水量为2m3/h。2)软化过滤器反洗周期时间为1624小时。反洗以时间参数来控制反冲洗周期,经过PLC可编程控制器进行滤器顺序定时反洗、正洗及再生过程。3)反洗水由原水泵供水。3.3.5保安过滤器1) 保安过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。2) 进入保安过滤器的水管上设排放阀。3) 保安过滤器滤元表面运行滤速不大于10m3/m
16、2h(以滤芯表面积计)。4) 保安过滤器的滤元过滤精度为5m。3.3.6 RO 高压泵1)高压泵采用变频控制,高压保护开关(均为进口产品),以防膜组件受高压水的冲击,系统压力高时报警和停泵。2)高压泵进口装低压保护开关(进口产品),压力低时报警及停泵。3)高压泵及附件的材料采用不锈钢。4)密封方式考虑耐腐蚀机械密封。3.3.7反渗透装置1)RO装置的设置分别为一套两级多段式,以更好的控制回收率,降低运行费用。排列方式为一级系统2:2排列,二级系统2:1排列,每支膜壳都设有取样阀可随时取样分析水质及诊断故障。2)RO膜元件的设计通量不大于各膜元件制造厂商导则规定的最大通量值,并选择合理的设计通量
17、,保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。3)反渗透装置化学清洗液的选择根据污染情况和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。我方将于交付使用时提供清洗所需药品种类和选用说明。4)RO装置各段给水及浓水进出水管上设有与清洗液进出管相连的接口及阀门,以便清洗时需要。5)反渗透浓水排放装流量调节阀,以控制RO的回收率。6)RO 装置设有程序启停装置,停用后能延时自动冲洗。7)RO 装置产品水管和浓水管设取样点,取样的数量及位置能有效的诊断并确定系统的缺陷。8)RO 膜组件安装在组合支架上,支架上配备全部管道及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。9)RO 组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件
18、的膨胀要求。10) 我公司将提供RO系统的设计计算文件。11) RO 系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。3.3.8 RO 化学清洗系统1) 化学清洗系统包括清洗箱、清洗泵、保安过滤器及和 RO 装置连接的管道接头等(硬管连接)。2) 清洗系统的材质应能适用于所用的清洗液。3.3.9 CEDI 系统1) 采用模块设计,单个模块标准产量为: 3.3 吨 /小时。2) 系统出水水质 1517Mcm,同时设有出水水质超标报警装置。3) 系统进水设有压力、流量等保护装置。4) 系统回收率 90%,浓水可全部循环到RO给水,实现100%回收。5) 每个膜堆的
19、输入电压和电流具有LCD 显示,可独立对单个膜块监控。3.3.10UV 杀菌系统1)设有时间记数器。2)灯管寿命大于9000小时。3)系统出水管设有旁路,便于更换灯管。3.3.11终端绝对过滤器1) 过滤器的结构满足快速更换滤元的要求。2) 进入过滤器的顶部设排气口、底部设排放口。3) 过滤器的滤元过滤精度要求为 0.1 m。3.3.12水箱本系统设置15m3原水箱1个,10m3一级RO水箱1个,20m3浓水箱2个,20m3EDI氮封水箱1个,除EDI氮封水箱由我方选用高品质FRP水箱外,其它水箱均采用国产优质PE水箱。3.4、系统主要设备功能描述3.4.1原水泵系统配置2台原水泵,泵出力为2
20、0.0m3/h、扬程为0.35MPa,材质为304SS,采用南方立式泵(1用1备)3.4.2多介质过滤器本系统预处理采用专门针对中国水质污染的特点而专门设计的多介质过滤器,它能够滤除原水带来的颗粒,并保证其出水SDI(污染指数)符合RO进水的要求。多介质过滤器为碳钢衬胶材质,主要用于清除进水中的大颗粒杂质及悬浮物,有效的降低了出水的浊度,为下一级系统提供合格的水源。同时可抵抗因季节变换所引起的水质变化,多介质过滤器选用1600罐体1个。多介质过滤器的特性:v 能够极为有效地控制反渗透系统非常敏感的胶体、悬浮物。v 具有独特的均匀布水方式,使过滤达到最大效果,能长期满足反透膜对污染指数SDI的要
21、求。v 选用较低的流速,以适应将来水质变坏的可能性。v 过滤器反洗周期长。采用专门用于反渗透系统的布水装置,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。3.4.3、活性碳过滤器主要是吸附有机物、胶体及微生物,去除水中的游离氯。循环清洗反冲罐内活性碳,以达到去除活性碳吸附的有机物及微生物的目的。活性炭过滤器是吸附前级过滤中无法去除的胶体、余氯以防止后级反渗透膜受余氯氧化而降解和受胶体污染,同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质,进一步降低RO进水的SDI值以及浊度。活性炭过滤器选用1600罐体1个,材质碳钢衬胶。经过多介质过滤器和活性炭过滤器处理后,出水水质能够
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