4吨超纯水工程解决方案(去离子水)
第一部分 设计基础
1、 总则
1.1本技术规范书提出了水质净化系统工程的设计、结构、性能、配置、供货、安装和调试等方面的技术要求。本水质净化系统工程包括:原水箱、原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、RO主机系统、纯水箱、EDI系统、去离子水箱、仪表系统及控制系统等。1.2卖方负责的范围包括整个水质净化系统所有工艺、控制系统和低压配电系统成套设备供货及供货范围内相关的设计资料提供。
1.3卖方承诺提供一套满足本规范书和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。
1.4卖方会根据买方提供的资料合理、美观的布置设备。
1.5卖方会根据买方提供的资料,科学选择工艺流程,最大限度地提高水的利用率。
1.6系统工艺选定的基础是需方所提供的水质报告及产水要求。给定的参数和要求越详细,系统的设计将越完善,系统运行也将越稳定。
系统设计的基本观念如下:
Ø 处理水量:必要水量及其变动幅度、必要水压;
Ø 处理水质:电导率、电阻率 ;
Ø 运行方式:自动或手动运行、连续运行或间隙运行;
Ø 安全性: 安全性是指稳定供给纯水的保障,主要零件采用双保障以防万一;
Ø 保养方式:为保障纯水的水质、水量,定期检查水质、更换消耗品、清洗设备等。
2、 原水情况
原水水源: 当地市政供水;进水流量: ≥6吨/小时
原水压力: 0.3Mpa:
原水温度: 5-40℃。
3、 客户需求
产水用途: 生产用水产 水 量: 水温25℃≥4T/H
产水水质: RO产水电导率≤10us/cm EDI产水电阻率≥15MΩ.cm
回 收 率: 50%—75%
脱 盐 率: ≥99%
运行方式: 手动兼自动运行,无需人看守
4、 设计特点
根据贵司提供的设计资料,结合当地地下水特点,本公司采用4T/H水处理净化系统(可同时运行或单独运行)集中供水,以保障以后正常用水需求及设备日常维护方便。5、 系统的优势性:
1 | 设备可靠性 |
① 过滤罐体选用玻璃钢纤维 ,经久耐用、外形美观; ② 过滤罐体设计充分考虑进水水质的变动和维护的方便性,经济性高; |
2 | 控制先进性 |
① 系统压力直观显示,便于运行操作; ② 系统设计缺水、满水、超压、水质等监测,并自动停机保护等; |
3 | 经济性 |
① 在确保质量和安全的前提下,选择经济性强、功能强大的设备配置,降低设备的投资和运行成本,达到性能价格比的最优化,为用户创造最高的经济效益; ② 手动兼自动运行,无需人看守; |
4 | 可靠性 |
① 设备选用高可靠、高性能和高知名度的产品; ② 在确保用水质量和安全的前提下,降低系统制水成本,达到性能价格比的最优化,为用户创造最高的经济效益; ③ 系统化操作,维修简单。 |
5 | 安全性 |
① 采用科学、合理的技术设计,选用设备及元件运行稳定、质量可靠; ② 本公司有着强大的技术团队及成熟的工艺设计 。 |
6、 系统说明
本水质净化系统工程包括:原水箱、原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、RO主机系统、纯水箱、EDI系统、去离子水箱、仪表系统及控制系统等。利用石英砂和活性炭及软化树脂进行粗过滤。再利用精密过滤器去除5微米以上的颗粒,降低水中的浊度。再利用进口反渗透膜除盐、除有机物。再利用EDI 进一步提纯,使产水达到客户用水要求。
整套系统采用全自动兼手动控制方式运行。
第二部分 设计方案
1、 设计原则
水的净化处理就是根据用水的不同需求对原水中的各种杂质进行不同程度的去除,即对原水采用合理的水处理工艺以达到用水的要求,该系统选定工艺的基础是根据当地水质大致情况,结合我公司在水处理净化方面长期积累的经验,针对生活饮用水达到:1.1、符合客户用水水质要求;
1.2、全面规划、合理布局,综合考虑环境效益、经济效益,降低投资和运行费用;
1.3、发展和推广高效节能、易管理、易操作的设备工艺,并具有易操作及维护的系统控制。
2、 设计技术参数
序号 | 项目 | 参数内容 |
1 | 设备名称 | 万泉达水处理设备 |
2 | 设备型号 | 4T/H |
3 | 产水用途 | 生产用水 |
4 | 原水流量 | 进水≥6T/H; |
5 | 原水压力 | 0.3MPa |
6 | 产水量 | ≥4T/H |
7 | 产水水质 | 终端产水电祖率≥15MΩ.cm |
8 | 设备电源 | 380V/50HZ,三相五线 |
9 | 工作环境 | 5~40℃,避免阳光直射 |
10 | 运行方式 | 手动兼自动模式运行,无需人看守 |
11 | 控制方式 | 手动兼自动控制 |
3、 设计范围及原则
3.1、 进入水处理站的水源为当地市政供水水。3.2、 水处理设施具有较大的适应性,应急性,可以满足水质、水量的变化,并考虑在突发或事故 状态下的各种应急用水。
3.3、 采用工艺具有可靠性,成熟性,运行稳定,运转费用低,易管理维护,自动运行。
3.4、 系统处理过程中选用工作泵均为不锈钢离心泵,具有不易腐蚀,抗污染,工作稳定等特点。
3.5、 为确保系统的稳定运行,系统的控制采用手动兼自动运行设计,
3.6、 本工程设计范围
1) 管路为原水进入原水箱起至过滤水箱出水口为止,废水排水管3米内。
2) 提供设备安装相应的场地、原水水量数据及电气相数和总功率。
3) 电气动力柜出线(包括水泵动力线、液位及压力信号线)。
3.7客户提供相应的配套措施
1) 提供相应的平整设备产地、原水管网及水量及易排水的管道或水沟。
2)供水管网及循环管网由客户自行安装,在水处理站留有相应的进出管接口。
3)提供相应的设备动力进线,线到我司设备总控制柜断路器进线端。
4、 工艺流程文字说明
原水箱→原水泵→锰砂过滤器→活性炭过滤器→软化过滤器→保安过滤器→RO主机→纯水箱→EDI增压泵→EDI模块 →去离子水箱→用水点
6、 设备安装平面图(仅供参考,以实际为准)
设备功能及特点
□ 控制:
系统设备全自动运行,而无需专人看管;
系统设备连续产水,运行稳定,操作简单,使用方便;
具备自动产水与待机功能,自动开机与关机;
同时具备自动和手动两种控制模式,保证系统正常运行;
水箱液位全自动控制,泵自动启停;
□ 显示:
运行状态及参数在线实时显示;
;工作压力、产水流量在线显示;
出水水质符合生活饮用水水质要求。
□ 安全性:
具有方便用户操作的系统故障识别系统和安全报警系统;
系统实现联动,局部出现问题,系统自动停机;
各项报警信息、电压安全及过载保护、停电自动复位;
开机自检、缺水保护报警、高低压自动停机保护并处理。
□ 设计特点:
手动兼自动运行,无需专人看管,操作维护简单,运行稳定;
创新科技,采用选进的、成熟的水处理设计工艺,以人为本的设计原则;
最大限度的提高系统设备的性价比,具有广泛的适应性,强大的升级性;
核心部件选用优质产品,保障运行的安全性和稳定性;
采用标准化、模块化、通用化、系统化零部件设计简单,日常保养、操作简单;
设备采用集中模块化布局,外观美观简洁,占地面积小,设备长期运行安静平稳;
出厂前严格的调试和验证,保证质量,确保系统正常运行;
第三部分 主要部件功能介绍
1. 原水箱
由于原水流量与压力不是很稳定,将造成流速不稳定而影响过滤效果,同时为了避免对预处理器造成冲击,所以需配置原水箱以缓冲、平衡水压。配有两组液位控制阀,其中一组到高水位时,通知进水阀关闭,防止水溢出,到低水位时进水阀就打开补水;另一组当到低水位时,通知原水泵停止工作,以防止原水泵缺水而空转,重新补水到高水位时,原水泵才可重新启动,避免其频繁动作。2. 原水泵
主要用于运行时克服预处理器的阻力,同时提供足够的水流量对预处理器进行反洗。通过原水箱的低水位阀可防止其缺水而空转。3. 石英砂过滤器
锰过滤器是系统的重要预处理装置。主要用于去除水中铁锈、泥沙、藻类等杂质和胶体,降低水的浊度,使出水浊度小于0.5NTU,CODMN小于1.5mg/L,含铁量小于0.05mg/L,SDI≤5。可通过控制阀进行正反洗,以冲洗掉其表面的污物,防止其堵塞,恢复其过滤能力。采用润新多路阀控制,性能特点如下:
高平面度、耐磨损、耐腐蚀的端面密封片启闭,密封性能好,使用寿命长。
合理的流道设计:运行---正洗---反洗----正洗----运行。
可带压操作,无泄漏。
4. 活性炭过滤器
活性炭具有极强的吸附过滤性能,对水中的余氯、异色、异味、有机物、微生物等具有很强的吸附作用。由于反渗透膜对余氯、有机物十分敏感,所以必须配置活性炭吸附余氯、有机物,使出水余氯≤0.1mg/L,SDI≤4,满足反渗透膜的给水要求。可通过控制阀进行正反洗,以冲洗掉其表面的污物,防止其堵塞,恢复其处理能力。采用润新多路阀控制,性能特点如下:
采用高平面度、耐磨损、耐腐蚀的端面密封片启闭,密封性能好,使用寿命长。
合理的流道设计:运行---正洗---反洗----正洗----运行。
可带压操作,无泄漏。
5. 软化过滤器
软化树脂具有极强的吸附性能,对水中的钙、镁、铁、钡、等重金属离子具有很强的吸附作用。从而降低原水的硬度,减轻反渗透膜的工作负担,延长反渗透膜的使用寿命。可通过控制阀进行正反洗及再生,以冲洗掉其表面的污物,防止其堵塞,利用再生药剂,恢复其净化处理能力。采用润新多路阀控制,性能特点如下:
采用高平面度、耐磨损、耐腐蚀的端面密封片启闭,密封性能好,使用寿命长。
合理的流道设计:运行---再生--正洗---反洗----正洗----运行。
可带压操作,无泄漏。
6. 保安过滤器
因为反渗透膜的厚度约为10微米左右,原水中较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗透膜表面的脱盐表皮层或可能击穿反渗透膜组件,因而一般反渗透设备前都要安装5微米精密过滤器,以截留住前面流失的滤料等,以保证反渗膜不被大颗粒的物质划伤。过滤器滤芯为5微米30寸溶喷PP滤芯,当过滤器进出口压差大于设定的值(通常为0.07-0.1MPa)时,应当更换滤芯。
7. 高压泵(RO高压泵)
提供反渗透系统所需进水压力及流量,保证反渗透膜的正常运行,并设有高低压保护装置,以及自动定时冲洗功能,去除RO膜表面污浊物,延长RO膜的使用寿命。本系统采用南方立式多级特种离心泵。其管道式结构确保可直接安装在进出口在同一水平线上而且管径相同的水平管路系统中,这种设计使泵的结构和管理更为紧凑。有不同的泵规格和不同的级数以满足所需的流量和压力。
8. 反渗透
将纯水与含有溶质的溶液用一种只能通过水的半透膜隔开,此时,纯水侧的水就自发的透过半透膜,进入溶液一侧,溶液侧的水面升高,这种现象就是渗透。当液面升高至一定高度时,膜两侧压力达到平衡,溶液侧的液面不再升高,这时,膜两侧有一个压力差,称为渗透压 。如果给溶液侧加上一个大于渗透压的压力,溶液中的水分子就会被挤压到纯水一侧,这个过程正好与渗透相反,我们称之为反渗透。我们可以从反渗透的过程看到,由于压力的作用,溶液中的水分子进入纯水中,纯水量增加,而溶液本身被浓缩。本设备使用的反渗透膜是超低压卷式膜,当原水以一定的压力被送至反渗透膜时,水透过膜上的微小孔径,经收集后得到纯水,而水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留,在截流液中浓缩并被去除。一级反渗透可去除原水中97%以上的溶解性固体, 99%以上的有机物及胶体,几乎100%的细菌。
RO设备是目前世界上水处理设备中制取纯水的最先进的设备之一,其运行费用低、经济、操作方便、运行可靠,是用户首选的制取纯水设备。
设备的生产能力是在原水在25℃、标准生产状况下的值。每次造水前后及运行中将自动大流量冲洗膜,可延长其使用寿命。
★反渗透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,选择合理的排列组合,保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。见附件《陶氏反渗透设计软件设计数据》。
★反渗透装置的给水加药种类及加药点,化学清洗液的选择根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。乙方提出所需药品种类和要求。
★反渗透装置各段给水及浓水进出水总管上设有足够的接口及阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。
★反渗透浓水排水装流量控制阀,以控制水的回收率。
★反渗透装置为全自动程序控制,并设有延时程序对反渗透膜自动冲洗。
★反渗透装置产品水管设取样点,取样点的数量及位置能有效地诊断并确定系统的运行状况。
★反渗透装置设计脱盐率≥98%,采用部分浓水回收利用,以节约水资源。
★反渗透膜组件安装在组合架上,组合架上配备全部管道及接头,包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。
★反渗透组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
★反渗透系统测量配置点及数量等满足本系统的安全、稳定、可靠运行。仪表采用仪表盘集中布置。
★反渗透装置的压力容器采用材质为不锈钢,试验压力300Psi。
★反渗透各段进口、一段排水、总浓水出口装设压力指示表。
★反渗透总产品水及浓水排水装设流量计。
★反渗透产品水管装有在线水质显示的电导表。
9. 反渗透膜清洗装置
本系统具备RO膜定时自动冲洗功能 装置。由于即使源水水质很好,预处理设施很完善,出水水质符合反渗透进水水质要求,而反渗透经过长期使用后,反渗透膜表面都会受到结垢或其它的污染,因此反渗透膜需进行清洗或消毒和日常自动冲洗膜的保护工作。自动冲洗RO膜:利用开机启动时,利用高压泵大水量,低压力对RO膜进行冲洗,以去除RO膜表面污浊物,延长RO膜的使用寿命。
10. 纯水箱
为后级用水提供充足的水质。用于储存反渗透纯水。配有两组液位控制阀,其中一组到高水位时,反渗透装置停止工作,防止纯水箱的水溢出,到低水位时反渗透装置就自动启动进行补水;另一组当到低水位时,通知EDI增压泵停止工作,以防止EDI增压泵缺水而空转,重新补水到高水位时,EDI增压泵才可重新启动,避免其频繁动作11. EDI增压泵
保证EDI模块的产水量和压力主要用于将纯水加压至EDI模块,保证流量和压力。通过纯水箱的低水位阀可防止其缺水而空转。
12. 精密过滤器
防止纯水箱中有较大的颗粒经EDI增压泵加速后极易划伤EDI膜片表面的树脂保护层或可能击穿EDI膜片组件,因而一般EDI设备前都要安装0.22微米精密过滤器,以截留纯水箱中的较大的颗粒物及细菌等,以保证EDI膜片不被大颗粒的物质划伤及堵塞。过滤器滤芯为0.22微米20寸的折叠滤芯,当过滤器进出口压差大于设定的值(通常为0.07-0.1MPa)时,应当更换滤芯。
13. EDI系统
电去离子(Electrodeionization,简称EDI)技术是传统的离子交换和电渗析两项技术的有机结合,它既保留了电渗析可连续脱盐及离子交换树脂可深度脱盐的优点,又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响及离子交换树脂需用酸碱再生的麻烦和造成的环境污染。通过离子交换树脂交换吸附给水中的阴、阳离子,同时在电渗析直流电场的作用下,将被交换吸附的阴、阳离子分别透过相邻的选择性阴、阳离子交换膜定向迁移而除去,由于浓差极化,迫使水发生解离,生成H+和OH-,对离子交换树脂起到自动电再生的效果,整个过程相当于连续获得再生的混床离子交换,可连续不间断地生产纯水、高纯水。而EDI技术结合了离子交换和电渗析两种成熟的水处理技术,实现了深度除盐过程的连续进行。与电渗析不同的是,EDI在淡水室中填充了离子交换树脂,而离子交换树脂的存在,一是可以进行离子交换作用,最大限度地减少水中的离子数量,二是可以大大提高离子的迁移速度,实现了过程的连续进行。图1描述的是EDI的工作原理。
图1 EDI工作原理
如图所示,由浓水室、阳离子交换膜、淡水室和阴离子交换膜构成了一个基本的EDI单元—膜对,数个或数十个膜对就组成了除盐单元—模块,两端是正、负电极和夹紧板,在淡水室中填充有阴、阳离子交换树脂。离子交换树脂起到离子交换和离子迁移的作用,而离子交换膜具有离子的选择透过性,阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子透过;而阳膜只允许阳离子透过,不允许阴离子透过。而且离子交换膜是不透水的。
当给水通过淡水室时,给水中的阳、阴离子与离子交换树脂上的、产生离子交换作用,水中的阳、阴离子被交换转移到离子交换树脂上,被交换的阳、阴离子又在两端的直流电场的作用下,沿着树脂球的表面迁移,通过离子交换膜进入浓水室。而树脂上的和离开树脂,进入水中并结合成水,从而达到除去给水中离子、制取纯水的目的。同时,在较高的电势梯度作用下,水会电解产生大量和,这些和可以代替酸、碱对离子交换树脂进行连续的再生。因此,EDI模块中的离子交换树脂不需要用化学物质再生,实现了连续的去离子过程。实际上,EDI模块的淡水室相当于一个边工作(交换)边再生的混床离子交换柱,所以,EDI模块能够连续工作,模块中的离子交换树脂不会饱和,不需停止运转,人为地去再生树脂,并且能够获得高质量的纯水,不会造成环境污染。
14. 去离子水箱
为生产用水提供充足的水。用于储存EDI的产水。配有两组液位控制阀,其中一组到高水位时,EDI停止工作,防止水箱的水溢出,到低水位时EDI装置就自动启动进行补水。第四部分 技术资料及交付进度
1、 一般要求
供方提供的设计文件及图纸满足制水系统的总体设计、设备安装、现场调试运行和维护的需要。如果不能满足,需方有权提出补充要求,供方无偿提供所需要的补充技术资料。2、 进度计划
内容 | 时间(天) | 备注 |
原材料组织 | 4 | 提供平面布置图 |
设备主机组装 | 5 | |
设备运输 | 1 | |
设备现场安装、调试 | 3 | 现场水、电等条件具备 |
设备现场培训及验收 | 1 | 交付技术资料 |
3、 甲、乙双方详细工作范围
3.1、双方详细工作范围如下表【样表,具体内容双方可协商完善】:序号 | 项目内容 | 需方完成 | 供方完成 |
1 | 工地基础工程 | √ | |
(1) | 临时道路 | √ | |
(2) | 现场通水、通电 | √ | |
(3) | 排水沟渠工程 | √ | |
2 | 设备间工程项目 | ||
(1) | 设备间土建 | √ | |
(2) | 设备基础及排水沟 | √ | |
(3) | 设备间地面瓷砖及排水沟防腐 | √ | |
(4) | 预埋管件的敷设 | √ | |
(5) | 设备间废渣清理 | √ | |
(6) | 设备间管道施工 | √ | |
3 | 设备运输、就位及安装 | √ | |
(1) | 设备装运至工地现场 | √ | |
(2) | 设备吊装 | √ | |
(3) | 设备安装 | √ | |
4 | 管道工程 | ||
(1) | 原水供至制水间制定位置 | √ | |
(2) | 制水间内原水进水口至制水系统终端出水口 | √ | |
(3) | 过滤水至用水点 | √ | |
(4) | 各设备排水阀至水沟(3米内) | √ | |
(5) | 水处理站设备本体区内连接配管支撑架 | √ | |
5 | 电气工程 | ||
(1) | 一次侧电源(至配电柜总空开) | √ | |
(2) | 设备间内外照明 | √ | |
(3) | 配电柜至各用电器配线 | √ | |
(4) | 设备仪表配线 | √ | |
(5) | 各用电器配线管 | √ | |
6 | 系统调试 | ||
(1) | 设备单体调试 | √ | |
(2) | 设备联调及培训 | √ | |
(3) | 产水水质分析 | √ | √ |
(4) | 调试期间的药品和消耗品 | √ | √ |
7 | 其它 | ||
(1) | 备品备件 | √ | √ |
(2) | 消防设备和其它公共工程 | √ | √ |
3.2、供方提供有经验的现场服务代表或技术指导人员。
3.3、设计文件资料
(1)供方提供下述设计文件:
a、工艺系统流程图、说明书(包括设备结构介绍、系统运行要求等)。
b、仪表和控制系统图(PID图),配套仪表设备清单。
c、选用的其它设备、仪表等产品样本或说明书。
d、其它需要向需方声明的内容或文件。
(2)供方在合同生效后约定时间内提供下述投标文件:
a、工艺系统P&ID图、说明书(包括设备结构及防腐要求)、程控步序表。
b、系统计算书。
c、设备布置图、基础设施资料(包括荷载资料)、管接口资料图、电负荷资料。
d、电气资料:电动机清单及供电点位置。
e、仪表控制部分资料:
仪表和控制系统图(PID图),配套仪表设备清单,I/O清单。
仪表和控制设备安装接口清单(包括接口名称,安装方式、接口尺寸等)。需方供应的仪表接口数量、位置由需方提供资料,供方负责配合预留接口。
系统运行说明书和详细的调节、联锁、保护要求。
各就地控制柜的详细控制线路资料(端子排接线图等)。
需方为实现本系统控制所需的其它资料和图纸。
f、设备及材料清单(包括设备型号、规范、数量、产地、厂家及相关设备和本体仪表的样本)。
g、安装、维护和运行手册。
(3)投标文件资料份数:供方在规定时间内提供书面文件2份,同时提供给需方电子版文件1份。
3.4、文件的单位及语言
(1)供方供应范围内的投标文件用中文,配套厂家的投标文件随原配套厂家的投标文件。
(2)投标文件所用的单位应为国际通用的SI公制单位。
3.5、资料交换进度
供方在合同签订10天内提供满足需方施工设计要求的流程图、布置图、基础资料、电气技术条件等资料。
第五部分 培训
1、 现场技术服务
1.1、 供方现场服务人员的目的是使所供设备安全、正常投运。供方派合格的现场服务人员。供方提供包括服务人月数的现场服务计划表(见下表)。如果此人员数不能满足工程需要,供方追加人员数,且不发生费用。n 供方现场技术服务人员具有下列资质:
遵守法纪,遵守现场的各项规章和制度, 遵守安全工作规程;
有较强的责任感和事业心,按时到位;
了解合同设备的设计,熟悉其结构,有相同机组的现场工作经验,能够正确地进行现场指导;
身体健康,适应现场工作的条件。
n 供方现场服务人员的正常来去和更换事先应与需方协商。
n 需方的义务
需方要配合供方现场服务人员的工作,并在生活、交通和通讯上提供适当的方便。
2、培训
2.1、 为使合同设备能正常安装和运行,供方有责任提供相应的技术培训。培训内容应与工程进度相一致。2.2、 培训的时间、人数、地点等具体内容由需方和供方双方商定。
培训内容(样表)
序号 | 项目 | 计划天数 | 职称 | 培训人数 | 地点 |
1 | 锰砂过滤器操作及维护 | 2天 | 工程师 | 1人 | 需方现场 |
2 | 活性炭过滤器操作及维护 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
3 | 软化过滤器操作及维护 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
4 | 精密过滤器更换 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
5 | RO主机运行原理 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
6 | EDI主机运行原理 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
7 | 系统联机运行操作 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
8 | 设备常见故障分析及排除 | 工程师 | 1人 | 需方现场 | |
9 | 仪表校正 | 工程师 | 1人 | 需方现场 |