本項(xiàng)目原水自來水。設(shè)計(jì)通過精密過濾+超濾+反滲透+DI混合床+15兆歐超純水系統(tǒng)+18兆歐超純水系統(tǒng)，使出水達(dá)到18兆歐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)的產(chǎn)水量為2T/H。

1、工藝流程具有合理性、先進(jìn)性和可靠性；

2、工程投資省、工期短、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、操作管理方便；

3、工藝效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理過程沒有二次污染的產(chǎn)生；

4、設(shè)備布置緊湊合理，充分節(jié)約占地面積。

  1、貴公司提供的原水為經(jīng)過簡單前處理的自來水，水質(zhì)資料不詳細(xì)。參考同類水質(zhì)，水中主要的污染物為重金屬Cu（以金屬氫氧化物、絡(luò)合物和Cu²⁺的形式存在）、銅，鋅，氟化物，鉬少量有機(jī)物、微生物、懸浮固體、膠體物質(zhì)以及其他污染成分。

處理后的純水量為2T/H，出水電導(dǎo)率維持在17.8—18兆歐以上，水質(zhì)達(dá)到純水標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足工業(yè)用水的要求。

  2、系統(tǒng)運(yùn)行及供水方式：20小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。

  3、設(shè)計(jì)范圍：

水處理工程的總體設(shè)計(jì)，包括工藝流程設(shè)計(jì)、設(shè)備選型和配置等。

本方案提供預(yù)處理系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)兩部分。不含廠房土建、照明等有關(guān)的工作，不含現(xiàn)場安裝時(shí)設(shè)備就位、用水、用電和其它相關(guān)費(fèi)用。

  4、安裝范圍：

回用水處理設(shè)施，即從原水進(jìn)原水箱到回用水出口的所用設(shè)備、管道、閥門和儀表。

根據(jù)原水的水質(zhì)情況以及水處理目標(biāo)，選擇如下的工藝流程：

原水泵－一級多介質(zhì)過濾器－二級活性炭過濾器－三級陽樹脂過濾器—精密過濾器－高壓增壓泵—－反滲透系統(tǒng)－反滲透水箱-DI混合床-10兆歐純水水箱+純水水泵+15兆歐超純水系統(tǒng)+超濾系統(tǒng)+殺菌系統(tǒng)+15兆歐超純水水箱+18兆歐超純水系統(tǒng)+18兆歐超純水水箱+精密過濾器+純水水泵+用水點(diǎn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)水量為5T/H，超濾產(chǎn)水量為4T/H，反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水量為2T/H，18兆歐超純水系統(tǒng)為2T/H。

1、工藝流程圖

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反滲透增壓泵

 

2、工藝流程說明

    本工藝流程包括四大部分，即反滲透系統(tǒng)，DI混合床，超濾系統(tǒng)和超純水部分。

（1）原水預(yù)處理部分

反滲透系統(tǒng)對原水的預(yù)處理有特殊的要求。由于原水為經(jīng)過前處理的工業(yè)廢水，其成分比較復(fù)雜，水中含有少量重金屬離子Cu²⁺、懸浮固體、膠體物質(zhì)以及少量有機(jī)物質(zhì)等，同時(shí)由于有機(jī)物的存在不可避免地會滋長微生物，這些物質(zhì)會對反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害。

為了保證反滲透系統(tǒng)的水回收率、透過水質(zhì)量、透過水流量的穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用的最低化、膜使用壽命的最佳化等，必須對原水進(jìn)行完善的預(yù)處理。預(yù)處理的具體目標(biāo)為：

防止膜表面發(fā)生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、膠體物質(zhì)及有機(jī)物，從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污堵在膜元件水流通道；防止膜表面發(fā)生結(jié)垢，即必須盡量抑制難溶鹽、重金屬氫氧化物如Cu(OH)₂等化合物在膜表面的沉積；防止膜承受物理和化學(xué)損傷，即必須盡量避免高溫、極端的酸性水和堿性水、氧化劑等對膜的影響。

預(yù)處理出水水質(zhì)滿足反滲透系統(tǒng)如下的進(jìn)水要求：

 

1）  原水箱

原水箱的設(shè)置是為了調(diào)節(jié)原水的水量和均衡水質(zhì)，設(shè)計(jì)采用2臺容積為10m³，PE材質(zhì)的水箱作為原水箱。

在原水箱設(shè)置一套pH調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)整原水的pH值充分促進(jìn)水體中的重金屬離子生成重金屬難溶鹽；同時(shí)配置一套混凝裝置，通過投加混凝劑和助凝劑，促進(jìn)原水中的金屬沉淀、膠體物質(zhì)和懸浮顆粒的凝聚和絮凝，從而將其充分的沉降和去除；另外在原水箱設(shè)置一套加氯裝置，定時(shí)投加NaClO溶液以殺滅微生物，并利用氯化物的持續(xù)殺菌作用防止預(yù)處理過程中微生物再次滋生。

2）  原水泵

原水泵為預(yù)處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定、均衡的流量和適宜的壓力。采用2臺型號為CDLF42-20的南方泵（一用），其流量為4m³/h，揚(yáng)程為32m。

3）  多介質(zhì)過濾器

一級多介質(zhì)過濾器主要是利用石英砂和無煙煤來降低水中濁度，截留除去水中的懸浮物、有機(jī)物、膠體顆粒以及部分金屬離子。采用一臺直徑為320mm的立式機(jī)械過濾器，應(yīng)用優(yōu)質(zhì)石英砂多層過濾的工藝，上層使用1.0～2.0mm砂粒，中層使用2.0～4.0mm砂粒，下層使用4.0～8.0mm的砂粒，正常工作情況下，過流量為4T/h，過濾流速為8m/h。

4）  精密過濾器

為了防止水中的微小粒子進(jìn)入中空纖維超濾膜，特設(shè)保安過濾器，其采用成型的濾材，在壓力的作用下使水通過濾材，濾渣留在管壁上，濾液透過濾材流出，從而確保超濾器的穩(wěn)定運(yùn)行，延長超濾膜的使用壽命。設(shè)置一臺直徑為500mm的精密過濾器，內(nèi)置5支20’的PP濾芯，精度為5μm，產(chǎn)水量為6T/h。

精密過濾器后設(shè)置一套還原加藥裝置，通過向水體中投加過量的NaHSO₃溶液，徹底消除余氯以防止其對膜系統(tǒng)的損壞。

5）  超濾器

超濾技術(shù)是通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時(shí)，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。超濾膜的孔徑在0.002～0.1μm之間，應(yīng)用超濾作為反滲透的預(yù)處理能顯著降低反滲透膜對膠體、有機(jī)物和微生物的污染負(fù)荷。

設(shè)計(jì)采用90中空纖維超濾膜6支，其過濾精度高，能有效去除水體中絕大部分的懸浮物質(zhì)、膠體、有機(jī)物和微生物，抗污染和抗氧化能力強(qiáng)，適應(yīng)的pH值范圍廣。超濾器的水回收率達(dá)到80％以上，產(chǎn)水量為4T/h，其工作壓力為0.1~0.4Mpa。

超濾器的出水管道上裝有流量計(jì)，可以顯示產(chǎn)水和濃水的流量。

7）中間水箱

中間水箱用來盛裝超濾出水，調(diào)節(jié)后續(xù)工序流量。采用2臺容積為5m³，PE材質(zhì)的水箱作為中間水箱。中間水箱前設(shè)置一臺紫外線殺菌器徹底殺滅細(xì)菌，防止細(xì)菌滋生并進(jìn)入反滲透系統(tǒng)污堵反滲透膜。

8）精密過濾器

為了防止超濾系統(tǒng)脫出的細(xì)微粒子進(jìn)入反滲透系統(tǒng)堵塞反滲透膜，特設(shè)一臺精密過濾器作為反滲透系統(tǒng)的最后一級處理，其直徑為500mm，內(nèi)置35支40’的PP濾芯，精度為5μm，產(chǎn)水量為2.8T/h。

（2）反滲透系統(tǒng)

反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)、最節(jié)能、效率最高的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到純凈水的目的。反滲透是工藝的核心部分，經(jīng)反滲透系統(tǒng)處理能去除水體中99%無機(jī)鹽類和有機(jī)物、微生物、細(xì)菌等。RO裝置在水質(zhì)分離過程中具有無相變，脫鹽率高，設(shè)備體積小，自控運(yùn)行，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

1）  反滲透裝置

考慮到原水為工業(yè)生產(chǎn)廢水，雖然經(jīng)過了比較嚴(yán)格的預(yù)處理，但原水中仍然含有有機(jī)物等污染物的可能，因此反滲透膜采用日本東麗公司生產(chǎn)的低污染反滲透膜元件，它既具有低壓運(yùn)行、產(chǎn)水量高、除鹽性能好的特點(diǎn)，同時(shí)又具有耐污染性的特點(diǎn)。由于采用了專利技術(shù)在復(fù)合膜的表面涂加了特殊物質(zhì)，改善了膜表面的電荷以及光滑度，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上縮短了膜片的長度，增加了膜袋的頁數(shù)，可減少有機(jī)物及微生物在膜表面的吸附，大大提高了膜元件在高生物污堵條件下的性能和化學(xué)清洗的恢復(fù)性能。TML20-370膜元件的標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率為99.7%，操作壓力為1.0MPa。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)的回收率為60％以上，反滲透的產(chǎn)水量為4m³/h，需配置TML20-370膜元件8支；壓力容器采用不銹鋼材質(zhì)4080-4芯型膜殼，每支膜殼裝2支反滲透膜，共需4支膜殼。

2）  高壓泵

反滲透系統(tǒng)需要在較高的反滲透壓下生產(chǎn)純水，因此設(shè)置一臺型號為CDLF4-110-2的南方泵為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量和所需的壓力。其流量為4m³/h，揚(yáng)程為84m，功率為8KW。

3）  輔助配置

反滲透機(jī)組中配備著相關(guān)的壓力、流量、電導(dǎo)等儀表，可以反映出膜的工作狀況：在出水管道上流量計(jì)，可測出產(chǎn)品水和濃水流量；設(shè)有壓力表，顯示膜的工作壓力和產(chǎn)品水壓力；設(shè)有電導(dǎo)儀，可以顯示進(jìn)水和產(chǎn)品水電導(dǎo)率。

機(jī)組中設(shè)有高低壓保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)高壓泵進(jìn)口壓力低于限定值或高壓泵出口壓力高于限定值時(shí)將自動停止高壓泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。此外，在高壓泵出口處裝有止回閥與高壓泵連鎖控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

采用PLC自動控制器控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行：包括閥門的啟閉，液位、流量、壓力的自動調(diào)節(jié)，超濾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，全自動水質(zhì)監(jiān)測，加藥和清洗裝置的控制等。

（3）自動沖洗和化學(xué)清洗系統(tǒng)

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，中空纖維超濾膜和反滲透膜的表面將會由于原水中亞細(xì)微粒、膠體、有機(jī)物、微生物等污染物質(zhì)的存在及運(yùn)行過程中對難溶鹽如重金屬氫氧化物的成倍濃縮而產(chǎn)生沉積，形成對超濾膜和反滲透膜的污染。膜被污染后，就會出現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)水量減少、脫鹽率下降等膜性能方面的變化。因此，裝置啟停和運(yùn)行每隔一定周期，啟動自動沖洗系統(tǒng)對超濾膜進(jìn)行順流直沖和反沖洗、對反滲透膜進(jìn)行低壓正沖洗，將膜壁上截留、吸附的污染物以及堵塞在膜孔中的細(xì)小微粒沖走，以維持膜的最佳性能。