20吨除盐水系统方案

XXX有限公司

20m3/h除盐水系统

(初步技术方案)

工程项目名称：20m3/h除盐水系统

编制单位：四川金鹰环保工程有限公司编制日期：2012年4月11日

XXXX 有限公司 除盐水处理系统

处理工艺：预处理系统+单级反渗透系统+混合离子交换器

一、设计、制造及安装依据

1、基本资料

（1）用户单位提出的处理水量及出水水质等技术要求。 （2）有关技术答疑的内容和回复。 （3）有关技术洽商的条件和内容。

2、主要设计制造标准和技术规程

《水处理设备制造技术条件》 JB/T2932-1999 《橡胶衬里设备设计技术规定》 CD130A.15-85 《橡胶衬里设备设计条件》

CD130A.16-85

《工业用水软化、除盐设计规范》 GBJ109-87 反渗透膜元件制造公司《RO 设计导则》

《工业“三废”排放（试行）标准》 GBJ4-73

《工业企业厂界噪声标准》 GB12348-90 《钢制压力容器》

GB120-1999 《钢制焊接常压容器》

JB/T4735-1997 《钢制化工容器制造技术要求》 HG20584-1998 《钢制压力容器焊接规程》 JB/T4709-92 《涂漆技术条件》

JB4297 《机电产品包装通用技术条件》 JB2759 《包装储运图示标志》 GB191

《通用技术标准》

JB/ZQ4000.1-10–86

二、设计指导思想

(1) 选用技术合理、成熟的处理工艺，即使是在原水水质变差的情况下，也能基本保证出水水

【20m 3/h 除盐水处理系统】技术方案

〖方案编号〗 JY2012-FA012 〖用户单位〗 xxxx 有限公司

〖编制单位〗 四川金鹰环保工程有限公司

质的稳定。

(2) 系统的处理量在满足目前使用要求的情况下，应考虑设有一定的处理余量，以适应未来用水量增长的需求。

(3) 混床设备采用一用一备制，确保设备日常检修和维护时，系统制水不间断。

(4) 选择的工艺设备运行可操控程度高，配管和阀门设置合理、流畅，较大程度上减少操作的复杂性，减少操作人员的劳动强度。

(5) 选择的工艺设备耐冲击负荷的能力强、环境气候适应性能强。

(6) 选择的工艺设备应具备行业内的当前流行配置。

(7) 工艺设备选型规格合理，减少用户单位初期购置费用。

(8) 在满足出水指标的前提下，尽量避免选用耗材(如药剂、过滤材料等)用量大或更换频繁的设备，以降低运行和制水成本。

(9) 水处理设备布置紧凑、外观协调、尽量节省占地面积。

(10) 选用的设备和材料均为性能稳定优质产品，力求能耗低、维修率低，确保水处理系统长期稳定运行。

三、产品设计制造总要求

1、工艺设计要求

采用经济、合理、技术合理的水处理工艺，满足用户单位的技术要求。

2、设计和制造要求

所提供的设备功能完整，安装、运行使用可靠，并保证为技术成熟的、全新制造的产品，符合国家有关安全及环保要求。所提供的设备不带有试制性质的设计和制造。

3、零部件的采购和选用要求

设备选用的零部件均为有资质、有能力的专业厂家制造。易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的零部件，均能方便的拆卸、更换和维修。

4、主要部件选择要求

设备部件均为四川金鹰环保工程有限公司设计制作的产品，设计图纸或修改设计图纸建档，使得产品具有可复制性，以确保可形成较完善的售后零部件加工供应体系。在设备制作中，对于需外协加工的部件，由本公司参与监制，并对成品进行测绘建档。

5、成套设备使用要求

设备运行维护安全、可靠；设备检修率低，零部件更换率低。

四技术要求

1.主要技术指标

1.1 原水水质

原水水质：地下水（无详细水质报告）。

1.2产水水质标准

出水水质：硬度：≈0 mmol/l；PH值（25℃）：8.8~9.2；SiO2：≤20μg/L；电导率（25℃）：≤0.2μS/cm~0.1μS/cm。

2.系统工艺

（1）反渗透膜分离工艺

（2）离子交换除盐水工艺

（3）混床酸碱再生工艺

3. 主要设备和处理能力

（1）反渗透系统：总处理量20m3/h

（2）混合离子交换器除盐系统：总处理量20m3/h

（3）酸碱液制备及再生系统：配套

4.主要设备配置数量

（1）单级反渗透装置：1台套（制水量20m3/h）

（2）混合离子交换器：2台套（一用一备，单台处理量20m3/h）

（3）酸碱液制备及再生系统：1套

（4）氨液投加计量装置：1套

5.主要设备运行控制方式

（1）单级反渗透系统：手/自动控制运行

（2）混合离子交换器：一用一备手动控制运行

（3）酸碱液制备及再生系统：手动控制运行

（4）氨液投加计量装置：全手动控制运行

6. 处理系统运行方式

（1）系统全自动运行方式

（2）具备系统手动运行方式

7. 设计水量

8. 单元设计处理量

五 除盐水处理工艺流程

六工艺系统设备简介

1 多介质过滤器

1.1设备简述

多介质过滤器装填两种规格级配的石英砂滤料和无烟煤，石英砂具有足够的机械强度，在中性和酸性水中化学性能稳定，吸附能力强、截污能力大，主要用于滤除悬浮物质、小分子有机物、部分胶体杂质、粒度大于20um的机械杂质,使出水浊度降低。

1.2过滤原理

压力水自过滤器上部进入，自上而下穿过滤料层之后，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用，悬浮物被截留在滤料表面，使进水得到过滤澄清。随着过滤时间的延续，在滤料表层截留一定量的污物形成滤膜，随累计制水量的增大，过滤器的前后压差将会很快升高，即水头损失增大。

到过滤周期末，水头损失达到极限，截污能力将减弱，继续使用会使出水水质浊度变大，出水量降低，此时便需要利用逆向水流反冲洗石英砂、无烟煤滤料层，从而使粘附于滤料表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤截留性能。

1.3运行控制方式选择

设备操作为就地手动，操作者可根据工艺设计按进出水压力差压ΔP判断是否进行冲洗，当过滤器截污能力减小，临近期终水头时，操作人员即可对关闭的过滤器进行单台反洗、正洗操作，当冲洗操作完成后，可将其投运。

1.4主要配置及技术参数

1.5压缩空气辅助反洗流程

当用压缩空气辅助反洗时：

气反吹洗强度：18~25L/（m2.s）（历时3~5min）

压缩空气压力：0.1~0.2kgf/cm2

水反洗强度：8~10L/（m2.s）（历时3~5min）

先关闭过滤器进出水阀，保持滤料上部水位100~300 mm,进压缩空气强度18L/（m2.s）吹洗

3~5min，停压缩空气后启用反洗泵以强度8L/（m2.s）冲洗水反洗3~5min。

2 活性炭过滤器

2.1设备简述

活性炭过滤器主要是利用粒状活性炭的吸附机理来吸附水中的有机物和余氯，还可以去除胶体、铁化物、悬浮物，降低色度、细菌等。活性碳过滤器应保证出水余氯＜0.1PPM，SDI≤4。

在反渗透膜法工艺中，以自来水、深井水、污废水为原水的预处理系统，活性炭过滤器是常用的前级吸附过滤设备，它的运行效果会直接影响后级超滤装置的出水质量，并影响超滤膜的使用性能和寿命。

2.2吸附过滤原理

压力水自过滤器上部进入，自上而下穿过滤料层，由于活性炭表面积大，表面微孔多，使得进水中的上述物质得到吸附截留。随着吸附过滤时间的延续，在滤料表层截留了一吸附定量的污物形成滤膜，随累计制水量的增大，过滤器的前后压差将会很快升高，即水头损失越来越大。到吸附过滤周期末，水头损失达到极限，吸附能力将减弱，继续使用会使出水水质变差，出水量降低，此时便需要利用逆向水流反冲洗活性炭滤料层，从而使粘附于活性炭表面的截留物剥离并被水流带走，恢复吸附过滤功能。

2.3运行控制方式选择

设备操作为就地手动，操作者可根据工艺设计按进出水压力差压ΔP判断是否进行冲洗，

当过滤器截污能力减小，临近期终水头时，操作人员即可对关闭的过滤器进行单台反洗、正

洗操作，当冲洗操作完成后，可将其投运。

2.4主要配置及技术参数

2.5压缩空气辅助反洗流程

当用压缩空气辅助反洗时：

气反吹洗强度：10~15L/（m2.s）（历时3~5min）

压缩空气压力：0.1~0.2kgf/cm2

水反洗强度：8L/（m2.s）（历时3~5min）

先关闭过滤器进出水阀，保持滤料上部水位100~300 mm,进压缩空气强度15L/（m2.s）吹洗3~5min，停压缩空气后启用反洗泵以强度4L/（m2.s）冲洗水反洗3~5min。

3. 保安过滤器

保安过滤器采用了微孔过滤技术，微孔过滤技术属于筛网状过滤，过滤膜孔径范围一般为0.05um~10um，是以压力为驱动力，过滤分离液体或气体中悬浮物、胶体、细菌及部分病毒的过滤技术。

保安过滤器由过滤器壳体、5um聚丙烯熔喷滤芯及压力表组成，设置于反渗透主机前，主要用于过滤截除5um~20um悬浮颗粒，是保护反渗透的膜组件的重要装置，又称为保安过滤器。

保安过滤器必须按制造商的建议选择过滤流量，在压降超过允许极限前及时更换滤芯，但最好不超过三个月。保安过滤器进出水均装有压力表以提供运行压差指示，可表明滤芯截留污染物的程度。随着制水时间的增长，滤芯因截留物的污堵，其运行阻力逐渐上升，当运行至进出口水压差达0.07~0.1MPa时，应更换滤芯。保安过滤器也作为反渗透膜化学清洗系统的清洗过滤器使用，当化学清洗结束后，需更换滤芯。

4.反渗透系统

4.1反渗透技术原理

反渗透亦称逆渗透（RO），是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

反渗透被认为是分子级的过滤过程，这种“过滤作用”能够从水中除去99％离子，95~97％大多数不溶解性有机物和98％以上的有机物和胶体物质。

4.2反渗透膜的过滤方式

反渗透膜元件采用的是错流过滤方式，进水以一定的流速流经膜面，透过液沿垂直方向透过膜片，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜元件，错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可有效降低膜元件污染。

4.3JYRO单级反渗透装置

金鹰环保JYRO系列反渗透装置采用具有高度选择透过性的反渗透膜，使水中的无机盐、有机物、细菌、病毒、热原等去除率达到98%以上，具有自动化程度高、能耗低、无污染等优点，现已被广泛应用于化工、医药、电子、饮用水等行业。

4.3.1JYRO-20TS单级反渗透装置技术性能

4.3.2JYRO-20TS单级反渗透系统流程配置

JYRO-20TS 20m3/h单级反渗透装置由高压泵、反渗透膜元件、玻璃钢膜壳、仪表系统、电气控制、阀门管道系统、膜化学清洗系统组成。

【反渗透装置膜系统】

(1) 反渗透的级数

采用了单级脱盐方式的反渗透系统工艺。

(2) 膜系统段数

单级反渗透膜系统浓水分段：两段式。

(3) 膜组件的排列

单级反渗透膜组件排列：膜组件采用4:2排列方式。一段共计4个膜组件并联，每个膜组件选用80S30-6玻璃钢膜壳，内装16支美国陶氏BW30-400膜元件；二段共计2个膜组件，每个膜组件选用80S30-6玻璃钢膜壳，内装8支美国BW30-400膜元件。

【化学清洗系统】

反渗透清洗装置的作用是根据反渗透膜运行污染的情况，配制一定浓度的清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物，以恢复膜原有的特性。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，因而反渗透膜需定时进行清洗。反渗透系统由清洗泵、清洗药箱及相关配件组成。

5. 二氧化碳脱气塔（除碳器）

反渗透膜分离系统对HCO3-的脱除率很高，而游离CO2则几乎全部透过膜而存在于反渗透产水中，水中的游离CO2可被混合离子交换器的阴树脂除去，但过高的含量可使阴树脂很快失

效，给后续处理设备增加负担。

二氧化碳脱气塔的作用是在反渗透产水进入混合离子交换器之前，先去除水中含量较高的游离CO2，通过除其处理后水中的游离CO2含量可以降到5mg/L以下，从而减轻混合离子交换器的负荷，延长了其阴树脂的运行周期，减少再生频率。

本系统设置1台Φ800×3580mm×δmm的二氧化碳脱气塔，总出力为20m3/H，材质为碳钢衬胶，内装填空心球填料，和离心风机。除二氧化碳器为钢制焊接的柱形容器，本体材质为碳钢(Q235)，本体内部衬胶3mm。设备顶部进水分配装置型式为支母管式，以保证布水均匀，材质为化工聚氯乙烯UPVC，底部出水装置为锥斗形。

设备配套收水器、填料、出水水封管及风机。填料支撑装置为格栅，材料为不锈钢(1Cr18Ni9Ti)。

6. 中间水箱

反渗透产水进入中间箱。反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入中间箱暂存，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，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动。

本系统设置一只10m3的钢制中间水箱，内衬玻璃钢纤维环氧防腐。

7.中间水泵

中间水泵的作用是为混合离子交换器提供稳定的压力和水量。

本系统配置型号为ZS65-40-200的中间水泵2台一用一备，中间水泵正常出力为20m3/h，扬程为30m，功率5.5KW。

8.混合离子交换器（混床）

将强酸型阳树脂、强碱型阴树脂按一定比例均匀混合在一起，用来去除水中残余的阴、阳离子，而树脂交换下来上的H+、OH- 讯速结合成水，可以防止可逆反应的发生，所以混床运行流速快、出水水质高，从而使出水。当其失效后，可通过配置的再生装置进行处理，然后恢复其交换能力。

混合床设计选用Φ900，每一台出力Q=20T/H。

每台混合床内装填001×7强酸阳树脂和201×7强碱阴树脂，装填阴树脂和阳树脂的体积比。

反渗透的产品水经过混床处理，可进一步去除水中的阴阳离子、CO2和SiO2，保证出水水质达标。水中各种无机盐电离生成的阳、阴离子，在经过离子交换树脂层时，分别被阳树脂中的氢离子和阴树脂中的氢氧根离子取代，进入水中的氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，从而取得去除水中无机盐类的效果，其产水能充分满足工艺用水的要求。

本系统配置Φ900混床2台（1用1备），混床内装填的阳阴树脂分别采用001×7阳树脂和201×7阴树脂。

（1）主要技术参数

规格：Φ900两台

处理量： 每台20m 3/h 产水水质：符合产水的要求 外形尺寸：Φ900×4295mm ,δmm

（2）每台混床配有化工聚氯乙烯UPVC 隔膜阀，进酸、碱阀采用UPVC 隔膜阀。 （3）混床配管采用化工聚氯乙烯UPVC 管材。 （4）混床进出水管设有取样阀、电阻率仪。 （5）设备本体采用碳钢衬胶，衬胶厚度3mm 。

（6）混床系统所配仪器、仪表的性能、测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。 9. 树脂捕捉器

设备简述

树脂捕捉器是用于混合离子交换器的出水口，用以以防止离子交换器故障引起的离子交换树脂泄露，也可用于截留破碎树脂，保证后续设备用水安全。

树脂捕捉器设置有窥视镜，便于观察树脂泄露情况。另外设置有树脂排放口，可在运行中排除截留树脂，不必拆开设备。 10. 离子交换树脂再生单元

10.1酸碱再生系统管线流程

10.2再生系统设备简述 10.2.1 酸计量箱

酸计量箱用于再生时30%HCl 的计量, 阳离子交换器再生时, 由酸喷射器将30%HCl 自酸计量箱抽

吸与再生压力水混合稀释为2-5%浓度HCl溶液送至交换器内再生阳树脂。

10.2.2碱计量箱

碱计量箱用于再生时30~40%NaOH的计量, 阴离子交换器再生时, 由碱喷射器将30~40%NaOH自碱计量箱抽吸与再生压力水混合稀释为2-5%浓度NaOH溶液送至交换器内再生阴树脂。

10.2.3酸储罐

储存浓度30%HCl，以供混合离子交换器阳树脂再生时使用。酸液储罐容积5m3。

酸液贮罐本体材质为碳钢(Q235-B) ，衬胶一层(衬胶总厚度δ3mm)；设备本体内部，外部接管衬胶(衬胶厚度δ3mm) 。设备本体上开设有人孔两个，并设有支腿和相应的接管。

10.2.4碱储罐

储存浓度40%NaOH，以供混合离子交换器阴树脂再生时使用。碱液储罐容积5m3

碱储罐本体材质为碳钢(Q235-B),衬胶一层(衬胶总厚度δ3mm)；设备主焊缝为埋弧自动焊焊接；设备本体内部，外部接管为钢衬胶(衬胶厚度δ3mm) 。设备本体上开设有人孔两个，并设有支腿和相应的接管。

10.2.5再生水泵

再生泵为稀释浓度30%盐酸液和30%NaOH碱液提供压力水源，再生泵取水自除盐水箱，压力水通过喷射器时产生负压，将盐计量箱中的饱和盐液吸入，混合到预定再生浓度（酸5%、碱5%）送入混合离子交换器进行阳、阴树脂再生。

11. 压缩空气储罐

压缩空气储罐用于储备压缩空气，供给设备仪表程序控制、混合离子交换器阴阳树脂再生用气，它的气源来自压缩空气站，在系统中可起到稳定气源压力和贮备气量的作用，属于一类压力容器。

12.加氨装置

氨液投加系统主要作用是在不增加软化水及除盐水含盐

量的情况下提高出水PH值，以满足生产用水要求。

氨水由水射器吸入计量系统，然后按比例加入溶配系统与

除盐水或凝结水混合均匀，由计量投加系统投加到软化水中。

投加控制可采用手动方式，也可依据二次仪表输出的控制信

七20m3/h除盐水系统设备配置清单及投资估算（预处理+单级反渗透装置+离子交换混床）