吨一级反渗透脱盐设备技术方案

25m3/h脱盐水处理设备

设

计

方

案

一、概述 0

二、设计依据 0

三、设计原则 (1)

四、工艺流程 (1)

五、工艺说明 (1)

六、设备选型及主要技术参数 (8)

七、运行成本分析 (16)

八、电气控制 (17)

九、售后服务 (19)

十、设备报价清单 (20)

十一、附图 (21)

一、概述

业主因生产需要，需购置一套反渗透装置，产水量为25m3/h。根据业主未提供详细的水质资料，我公司根据业主的出水要求，采用目前国内外先进的成熟可靠的予处理+一级RO制水工艺进行方案设计。

二、设计依据

1、处理水量：25m3/h

2、原水水质：

3、出水水质：

脱盐率≥95%

4、JB2932-86《水处理设备制造技术条件》；

5、GJ32-90《橡胶衬里化工设备》；

6、ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》；

7、工艺设计计算按《给排水设计手册》；

8、RO设计按《反渗透膜设计导则》。

9、ZBJ98004-87《水处理设备原材料入厂检验》；

10、GB150-89《钢制压力容器》；

11、劳锅字［1990］8号《压力容器安全监察规格》；

12、GBJ87《工业企业噪音设计规范》；

13、进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）工业法规中涉及的标准或相当标准。

三、设计原则

1.本设计力求一次性投资小、运行费用低、操作简便。

2.本工艺出水水质好，且可连续供水。

3.本工艺设计范围包括工艺方案、设计计算、经济技术指标及工艺流程图。

四、工艺流程

PAC 阻垢剂

↓↓

原水箱→原水泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→板式换热器→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除盐水箱→脱盐水泵→用水点

五、工艺说明

I、预处理系统

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。

预处理系统包括絮凝剂、多介质过滤器、活性炭过滤器。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CaCO

3、CaSO

、MgSO

、SiO

、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；

◇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

多介质过滤器能有效去除原水中存在的机械杂质，有效抵卸突发事故造成的原水浊度增高，以保证反渗透进水污染指数达标。过滤器内装填不同级配的优质石英砂、无烟煤，能有效地截留原水中的颗粒物，从而降低原水浊度。

多介质过滤器为带有椭圆形封头的圆柱形筒体装置。筒体上部设有进水装置，下部设有排水装置，运行时，水经上部进入，流经滤层，从底部流出。过滤

器包括进出水阀、排水阀、反冲洗阀、排气阀等；过滤器设有反洗窥视镜，人工取样阀，取样装置等。

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。反洗时，水从底部进入，自上部排出。

容器侧面设有直径500mm的门形人孔，确保内部构件进出容器需要。人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。

设备窥视的材料采用透明，耐腐蚀的厚30mm有机玻璃，能承受容器的设计压力和试验压力。窥视镜的内表面与容器的内表面平齐。

过滤设备加工完毕，作严密性和水压试验，试验压力0.75Mpa，保压5分钟无泄漏。试压完毕后，内壁除净毛刺、焊渣后作喷砂除锈处理，衬天然橡胶。表面除锈、刷底漆一层，面漆二层。

设备的本体管道、阀门和多介质过滤器一起提供。所有的管道设有牢固的支吊架，以经受水的冲击。

多介质过滤器上部进水装置采用喇叭式布水装置；下部排水装置为多孔板+排水帽。其内部管道的设计使通过整个多介质过滤器的流量的收集和分配均匀。避免在局部产生过高的流速和偏流，下部排水系统的设计满足均匀地集水。

◇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。

过滤器为带有椭圆形封头的圆柱形筒体装置。筒体上部设有进水装置，下部设有排水装置，运行时，水经上部进入，流经滤层，从底部流出。过滤器包括进出水阀、排水阀、反冲洗阀、排气阀等；过滤器设有反洗窥视镜，人工取样阀，取样装置等。该过滤器采用电动衬胶蝶阀实现全自动运行。

过滤器定期进行反洗，以除去积附在表面的悬浮物及杂质。反洗时，水从底部进入，自上部排出。

容器侧面设有直径500mm的门形人孔，确保内部构件进出容器需要。人孔配有人孔盖、垫圈、螺栓、螺母和起吊杆等全套部件。

设备窥视的材料采用透明，耐腐蚀的厚30mm有机玻璃，能承受容器的设计压力和试验压力。窥视镜的内表面与容器的内表面平齐。

设备的本体管道、阀门和多介质过滤器一起提供。所有的管道设有牢固的支吊架，以经受水的冲击。

活性炭过滤器上部进水装置采用消能栅布水装置；下部排水装置为多孔板+排水帽。其内部管道的设计使通过整个多介质过滤器的流量的收集和分配均匀。避免在局部产生过高的流速和偏流，下部排水系统的设计满足均匀地集水。

◇板式换热器

原水水温变化较大，不能满足反渗透装置的需要。为保证反渗透正常高效工作，需换热器原水水温调节25±2℃，加热器形式采用板式热交换器，工作原理是根据热力学定律“热量总是由高温物体自发地传向低温物体，二种流体存在温度差，就必然有热量进行传递”。两种存在温度差的流体，在受迫对流传热过程中，由于热传递板表面采用瓦椤波纹结构优化设计，其热交换率达92%，即使流体流速在雷诺准数值以下，流体在板片之间的运行亦呈三维运行，促使流体形成剧裂紊动，减少边界层热阻，强化传热效率。

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。

◇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。

保安过滤器的结构材质选用SUS304不锈钢材质。外表面抛光处理，内表面涂四层环氧防腐。

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。每套系统前设置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。

反渗透装置工艺设计

反渗透的回收率、脱盐率及使用寿命取决于原水的水质，盲目的提高回收率将直接导致膜元件的提前衰老和污堵的可能性，所以合理的选择系统的回收率至关重要，考虑本系统的长期稳定运行，减少膜元件的更换次数。本方案设计反渗透主机一级系统进水水量33m3/h，按进水温度20℃，水利用率为75%，产水量按25m3/h，系统脱盐率大于等于96%，并有电导率的随机显示。

为考虑系统的正常运行及清洗维修过程的不间断运行，设计分成1套25m3/h 反渗透装置，一级反渗透系统单套膜元件数量设计为30支，每支容器装6支膜元件，共5支，膜容器按3：2排列。

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，本系统采用陶氏生产的BW30-400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98%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。

（5）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；停机后，自动启动冲洗泵，用反渗透淡水进行低压冲洗。

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。

f、反渗透淡水侧设置超压爆破膜，当淡水背压超过限值，自动爆破，防止膜元件损坏。

g、反渗透装置设由就地操作盘、就地仪表盘和集中取样装置。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；集中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槽钢焊接，外涂环氧树脂漆防腐。

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。

本系统配置一套化学清洗装置，其流程如下：

清洗水箱→清洗泵→清洗过滤器→反渗透装置

↑↓

◇脱盐水泵

脱盐水泵选用2台水泵（一用一备），不锈钢材质。具有运行性能稳定，耗电少、体积小、效率高、噪声低等特点。

◇管阀件

予处理部分阀门采用衬胶蝶阀，RO系统采用电动阀、电磁阀；管道予处理部分采用碳钢衬胶+UPVC、RO系统采用高压采用不锈钢管道、低压部分采UPVC 管道,清洗系统采用UPVC管道

六、设备选型及主要技术参数

1、原水泵

数量： 2台（1用1备）

型号： ISG65-200（I)B

流量： 43m3/h

扬程： 37m

功率： 7.5KW

材料：铸铁

2、多介质过滤器

数量：2台（1用1备）

型式：压力式

产水量：30-35m3/h

滤速：10-11m

外形尺寸：φ2000×3600mm

材质： Q235A衬胶

防腐：天然半硬橡胶

布水装置

型式：喇叭式

集水装置

型式：多孔板+排水帽

材料：Q235A/ABS

反冲洗强度(水) ：14 l/s.m2

反冲洗强度(气)：15-18m3/m2h

反洗空气压力：0.4Mpa

设计压力：0.6Mpa

工作压力：0.3-0.4Mpa

滤料：石英砂、无烟煤

装填料高度：800mm/400mm

滤料：石英砂、无烟煤

配套蝶阀

进水口：DN100

出水口：DN100

反洗排水口：DN125

正洗排水口：DN100

反洗水进口：DN125

3、活性碳过滤器

数量：2台（1用1备）

型式：压力式

产水量：30-35m3/h

滤速：10-11m

外形尺寸：φ2000×4600mm

材质： Q235A衬胶

防腐：天然半硬橡胶

布水装置

型式：喇叭式

集水装置

型式：多孔板+排水帽

材料：Q235A /ABS

反冲洗强度(水) ：10 l/s.m2

反冲洗强度(气)：15-18m3/m2h

反洗空气压力：0.4Mpa

设计压力：0.6Mpa

工作压力：0.3-0.4Mpa

滤料：活性炭

装填高度：2000mm

配套蝶阀

进水口：DN100

出水口：DN100

反洗排水口：DN125

正洗排水口：DN100

反洗水进口：DN125

4、板式换热器

数量：1台

型号：BR0.15

板片传热面积：0.3m2

板片厚度：0.7mm

角孔直径：125mm

蒸汽压力：0.2MPa

工作压力：P=0.3~1.0Mpa

最高工作温度：150℃

流量截面积：0.0016m2

板间距：4mm

流体流向：单侧流

传热系统：2000-6000w/m2K

材质：不锈钢

附：温控系统一套

制造商：无锡市科技发展总公司5、保安过滤器

数量：1台

型式：立式圆筒式

规格：φ550×1500mm

处理水量：33m3/h

设计压力： 0.6MPa

水压试验压力： 0.75MPa

工作温度： 5-50℃

设备材质：壳体： 304SS

滤元骨架： ABS

滤芯：材质：PP熔喷棉

过滤精度： 5μm

滤芯长度： 1000mm

内部装置

进水配水型式/材料：挡板/SS304

出水装置型式/材料：多孔板/SS304

6、高压泵

型式：立式

数量： 1台

型号： CR45-7

流量： 40m3/h

扬程： 155m

电机功率：30kw

材料：

泵壳： 304

叶轮： 304

制造商及产地：丹麦GRUNDFOS公司7、RO装置

设备数量： 1套

产水量：25-30m3/h

设计回收率：75-85%

脱盐率：98%

膜元件

数量：30支

型号及形式：BW30-400

尺寸： 8″×40″

膜面积：400m3

脱盐率：≥98%

型式：涡卷式

材料：聚酰胺复合膜

制造商及产地：美国陶氏

压力容器

数量：5根

规格：6芯

型号： 8-S-300

排列方式：3/2

材料：

壳体： FRP

高压管道：不锈钢

低压管道： UPVC

工作压力： 1.6Mpa

规格：

直径200mm，长度5000mm，最大压力：300psi 电控盘

材质： 304不锈钢，1.5mm外箱体

控制：全自动运行

附件

钢支架 1套

直进水电动慢开门 1套

高压管道：不锈钢

低压管道： UPVC

8、脱盐水泵

数量：2台（一用一备）

型号： CDL32-50

流量： 36m3/h

扬程： 60m

电机功率： 11KW

材质：不锈钢

制造商：杭州南方泵业9、反洗水箱（浓水箱）

数量：1只

规格：5000×3500×3000mm

容积：52.5m3

材质：304不锈钢

10、反洗水泵

数量：2台

型号：IS125-80-160

流量： 140m3/h

扬程： 24m

电源： 380V/3ph/50HZ

电机功率：15KW

材质：铸铁

11、反渗透清洗系统

11.1清洗水泵

数量： 1台

型号： CDL20-3

出力：24m3/hr

扬程：30m

材质： SS304

电机功率：4.0kw

制造商：杭州南方泵业

11.2清洗保安过滤器

数量： 1台

规格：φ400

工作压力：0.7Mpa

控制方法：根据压力差更换滤芯

设备本体材料：

滤壳： SS304

滤芯：熔喷聚丙烯

孔径：5μm

11.3清洗药箱

数量： 1个

形式：垂直圆筒

容积： 3m3

工作压力：常压

设备本体材质：PE

12、絮凝剂、阻垢剂加药装置

数量：各1套

溶液箱：

型式：垂直圆筒

数量：1台

容积：200L

材质：PE

计量泵：（进口设备）

型式：隔膜泵

数量：1台

型号：P056

功率：0.25kw

材料：泵壳：铸铁

隔膜：PVDF

制造商及产地：美国米顿罗公司

搅拌机：各1台

材质：不锈钢

功率：0.55kw

七、运行成本分析

1、设备运行功率

总装机功率：102.6KW，运行功率为53.3KW，电费按每度0.5元计，吨水耗电费为55.3KW×0.5÷25=1.06元

2、运行费用：

药剂费：0.3元/吨水

3、人工费

按三班制运行，管理人员3名轮流管理，月工资2000元/人计：

2000×3÷30÷24÷25=0.33元

总运行费用：1.06元/吨水+0.3元/吨水+0.33元/吨水=1.69元/吨水

八、电气控制

9.1概述

预处理系统采用手动操作。反渗透装置采用PLC自动控制。

9.2系统程序控制

本控制系统中，程序的任务主要是针对反渗透装置、加药装置的程序控制及其它水泵与液位的连锁。控制系统中的PLC根据工艺运行要求，以完成以下控