超純水設備系統(tǒng)設計方案

1．序言

本計劃方案涉及到的步驟及純化水設備是為了更好地考慮貴司生產(chǎn)工藝流程用工業(yè)純水新項目，規(guī)定以下：

2.系統(tǒng)軟件合理布局

預處理一部分、二級反滲透一部分、EDI一部分、18M供電一部分集中化置放在中間水店。為確保工業(yè)純水的水體和水流量，將全部水處理裝置放置PLC控制下運作，并適度監(jiān)管。

3.自動控制系統(tǒng)構(gòu)造

自動控制系統(tǒng)選用分散控制，集中化監(jiān)控的自動控制系統(tǒng)。實際操作站采用PLC控制器操縱，構(gòu)成一個很高的可靠性的自啟動和監(jiān)控操縱的自動控制系統(tǒng)。

4.生產(chǎn)流程示意圖

原儲水箱→原水泵→機械設備濾器→活性炭濾器→防垢加藥設備→保安人員過濾器→一級高壓水泵→一級反滲透裝置→PH調(diào)整設備→二級高壓水泵→二級反滲透裝置→純儲水箱→純水泵→UV設備→高精密濾器→EDI設備→超純水系統(tǒng)箱→直流變頻水泵→除TOC設備→精陽離子樹脂→高精密濾器→自來水點

5.加工工藝表明

5.1預處理一部分目地：為反滲透裝置出示達標的滲水。

5.1.1源水預處理的目地和構(gòu)成

A.反滲透機器設備系統(tǒng)軟件滲水規(guī)定：

（1）霧霾指數(shù)：SDI≤4；

（2）高錳酸鹽指數(shù)：<0.1ppm

（3）渾濁度<1NTU

（4）供電Fe3+≤0.01ppm。

（5）供電溫度適合范疇10～30℃。

（6）碳酸氫鈣飽和狀態(tài)指數(shù)值LSI：<0

B.預處理系統(tǒng)軟件便是根據(jù)過慮、吸咐等方式 使反滲透滲水做到之上規(guī)定，以完成下列目地：

（1）避免 反滲透裝置膜面積垢（包含CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁金屬氧化物等）；

（2）避免 膠體溶液化學物質(zhì)及固體顆粒對反滲透的污堵；

（3）避免 有機化學化學物質(zhì)的對反滲透的污堵和溶解；

（4）避免 微生物菌種對反滲透的污堵；

（5）避免 還原性化學物質(zhì)對反滲透膜的空氣氧化毀壞；

C.預處理系統(tǒng)的組成：包括機械濾器、活性炭濾器。

5.1.2機械濾器:機械濾器中的濾料包括多種規(guī)格的石英砂，用于除去原水中的懸浮物及及脫穩(wěn)后的膠體,以使出水的污染指數(shù)SDI<4達到RO進水要求。

5.1.3活性炭濾器:活性炭被廣泛應用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均為20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質(zhì)的有機物質(zhì)進行化學吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中對陰離子交換劑有害的腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機物質(zhì)，還可去除象余氯一類對陰離子交換劑有害物質(zhì)，從而提高了除鹽水處理能力，防止樹脂被氧化。通常能夠去除63%—86%膠印體物質(zhì)，50%左右的鐵，以及47—60%的有機物質(zhì)。

5.1.4阻垢加藥裝置:自來水中含有一部分鈣、鎂離子等容易結(jié)垢性的物質(zhì)，此類離子在水中的溶解性相對比較小，而反滲透部分對離子的攔截比較充分，必然會加大濃水側(cè)離子的濃度；從而導致影響整個反滲透膜的進水通道。阻垢劑是一種增大難溶解性離子溶解度的一種化學藥品，通常對鈣、鎂離子的溶解度能增加3倍左右；能很好的調(diào)節(jié)由于濃縮而引起的結(jié)垢總問題。阻垢劑的投加量一般在2-5ppm左右。根據(jù)原水水質(zhì)的總硬試值調(diào)節(jié)加藥量。

5.2二級反滲透部分

滲透是水從稀溶液一側(cè)通過半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動的過程。半透膜只允許水通過，而阻止溶解固形物(鹽)的通過，見圖(a)。濃溶液隨著水的流人而不斷被稀釋。當水向濃溶液流動而產(chǎn)生的壓力足夠用于阻止水繼續(xù)凈流入時，滲透處于平衡狀態(tài)，見圖(b)。平衡時，水從任一邊通過半透膜向另一邊流入的數(shù)量相等，即處于動態(tài)平衡狀態(tài)，而此時壓力p稱為溶液的滲透壓(注意：半透膜一邊是純水，另一邊是鹽溶液)。當在濃溶液上有外加壓力，且該壓力大于滲透壓時，濃溶液中的水就會通過半透膜流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過程就是滲透的相反過程，稱為反滲透，見圖(c)。滲透是自發(fā)過程，而反滲透則是非自發(fā)過程。反滲透系統(tǒng)正是利用反滲透的原理，將需要處理的高含鹽水用高壓泵加壓，迫使水透過反滲透膜，以達到脫除鹽份的目的。二級反滲透是對一級反滲透產(chǎn)水的進一步提純。

5.2.1保安濾器:為防止水中及管道中的微粒進入高壓泵和RO膜組件，特設置保安濾器作為較后的預處理手段。作為保險措施，即使多介質(zhì)機械濾器過濾不徹底，也能夠保證反滲透膜不會受到嚴重污染。保安濾器內(nèi)裝5um的聚丙稀微孔濾器。當濾器進出囗壓差大于0.05-0.1Mpa時需更換濾芯（由于被過濾的介質(zhì)直接進入到微孔濾膜的空隙中，因此很難通過酸堿清洗恢復通量）。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求。

5.2.2高壓泵:反滲透膜分離推動力是壓力差，因此設置高壓泵使反滲透的進水達到一定的壓力，讓反滲透過程得以進行。即克服滲透壓使水分子透過反滲透膜到淡水層。高壓泵采用變頻器設置加、減速時間減緩高壓泵啟動時膜的沖擊，變頻器還能進一步起到節(jié)約能量的作用；新系統(tǒng)剛運行的時候?qū)M水的壓力要求比使用一段時間之后對進水的壓力要求要低。采用變頻裝置能更好的控制高壓泵的壓力與進水流量之前的變化。本系統(tǒng)設置了進水低壓保護和出水高壓保護。

5.2.3反滲透本體裝置:反滲透裝置是該項目預脫鹽的心臟部分，經(jīng)反滲透處理的水能去除絕大部分無機鹽、有機物、微生物及細菌等。

5.2.3.1系統(tǒng)設備選型:膜組件選用美國陶氏公司BW30-400卷式組件。該組件由三層的薄膜復合，分別是較上面的超薄脫鹽層（厚度約為0.2μm聚銑胺材質(zhì)）、中間的聚楓內(nèi)夾層和較下面的聚酯支撐網(wǎng)層。該組件膜面積400平方英尺，產(chǎn)水通量大，對無機鹽具有99.5℅的脫除率。壓力膜管選用加拿大海德信公司專用于卷式RO組件的WAVE300P-6型壓力膜管，該壓力膜管是增強FRP材質(zhì)，具有抗腐蝕性，耐壓300psi,管內(nèi)壁光滑裝卸方便等特點。每個壓力膜管可安裝6支膜組件。

5.2.3.2反滲透裝置工藝設計

整套系統(tǒng)反滲透膜裝置安置在一個機架上，并配置控制系統(tǒng)，在進水水溫25℃時二級反滲透產(chǎn)水量22.0T/H，每根膜組件較大的回收率15℅計算，一級反滲透裝置需配膜組件8根，WAVE300P-2壓力膜管4根；二級反滲透裝置需配膜組件6根，WAVE300P-5壓力膜管3根；一級反滲透組合排列形式為2-1-1排列，二級反滲透組合排列形式為2-1。反滲透每支壓力膜管產(chǎn)水側(cè)設有取樣囗，方便取樣。

5.2.3.3自動低壓沖洗裝置:反滲透在運行的過程中，濃縮過程和濃差極化將導致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠遠大于原水的本體濃度。因此配備自動低壓沖洗裝置在停機后、開機前對反滲透膜進行定時的低壓沖洗，將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后，系統(tǒng)自動恢復到?jīng)_洗啟動前的狀態(tài)。

5.2.3.4就地儀表配置:反滲透裝置設置二次儀表顯示裝置，就地顯示產(chǎn)水量、電導率等重要參數(shù)。系統(tǒng)設置高、低壓保護開關，保證反滲透系統(tǒng)安全可靠運行。

5.2.4反滲透純水箱:反滲透產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖，同時配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細菌進入水箱。

5.2.5反滲透化學清洗裝置:無論預處理過程多么完善，在長期運行過程中，反滲透膜面上總會日積月累水中存在的各種污染物。從而使裝置的性能下降，如組件進出囗壓差升高、脫鹽率下降、產(chǎn)水量下降，當這些變化超過原始值的15%時，就要用化學藥品進行清洗。為此，除日常運行中進行的低壓沖洗外，還需進行定期化學清洗，有時還需進行殺菌處理。

5.3EDI一部分

5.3.1TOC脫除器

TOC脫除器選用的是185nm的紫外線，它可以開啟將有機化合物分子結(jié)構(gòu)融合在一起的化合鍵。因而，這一光波長的紫外線可以毀壞水里的有機物、活性氧、氯和氯胺。毀壞造成后造成的化學物質(zhì)用事后的EDI裝置脫除。另外，它也具備一定的抑菌作用。

5.3.2EDI裝置

EDI是持續(xù)電再造除鹽裝置的英文簡寫，是電解法、滲析及離子交換緊密結(jié)合的深層除鹽裝置，由給排水室、濃水室和電級室構(gòu)成。給排水房間內(nèi)填裝基本混和離子交換環(huán)氧樹脂，給排水室和濃水室中間配有陽離子交換膜和陰離子交換膜。給排水室中的陰（陽）正離子在兩邊電級功效下持續(xù)根據(jù)裝置里的陰（陽）離子膜進到濃水室；H2O在直流電源能的功效下可轉(zhuǎn)化成H+和OH-，使給排水室中的混和離子交換環(huán)氧樹脂常常處在再造情況，因此有深度除鹽工作能力。因而EDI在接電源情況下能夠 不斷制成純凈水，其中填的離子交換環(huán)氧樹脂無需強酸強堿再造。

5.3.3超純水系統(tǒng)箱EDI商品水送進儲水箱。該儲水箱設定高矮液位儀操縱裝置能操縱泵的互鎖，另外配置氮封裝置避免 空氣中浮塵顆粒物和病菌進到儲水箱。

5.418M供電一部分EDI產(chǎn)水電阻率較大在17MΩ.cm上下，為做到自來水規(guī)范，在終端設備提升了精混床用于提高水體。

5.4.1TOC脫除器TOC脫除器選用的是185nm的紫外線，它可以開啟將有機化合物分子結(jié)構(gòu)融合在一起的化合鍵。因而，這一光波長的紫外線可以毀壞水里的有機物、活性氧、氯和氯胺。毀壞造成后造成的化學物質(zhì)用事后的精混床脫除。另外，它也具備一定的抑菌作用。

5.4.2精混床精混床是以陽、陰二種離子交換環(huán)氧樹脂按一定占比混和后填裝于同一交換機中，等同于一個多級別的除鹽系統(tǒng)軟件。在其中經(jīng)H型強酸堿性陽環(huán)氧樹脂與水里陽離子交換后產(chǎn)生的H+，和經(jīng)OH型強偏堿陰環(huán)氧樹脂與水里陰離子交換后產(chǎn)生的OH-緊密結(jié)合，產(chǎn)生電離度不大的水，使互換全過程中產(chǎn)生的H+和OH-不可以累積，進而清除了反離子對互換全過程的影響，使離子交換反映徹底,因而，混床出水量水體好。

5.4.3終端設備膜過濾裝置0.22μ過濾裝置是用以阻攔純凈水中細微顆粒物特，以肯定考慮應用點對商品水里顆粒的規(guī)定。設定0.22μ高精密過濾裝置開展深層解決，去除水里固態(tài)細顆粒物，過濾芯過慮精密度（直徑）0.22μm，可合理去除水里飄浮顆粒物，應用的過濾芯具備很多固定不動不規(guī)律直徑（公稱壓力直徑0.22μm），屬微孔板膜過濾，因膜直徑固定不動，可確保過慮的精密度和可信性。過濾裝置內(nèi)裝20支40英寸長，0.22μm的聚丙烯pp微孔板過濾芯，負荷率為25T/H。過濾裝置構(gòu)造能考慮迅速拆換過濾芯的規(guī)定。

6.加工工藝操縱設計理念

6.1自動控制系統(tǒng)簡述

依據(jù)本系統(tǒng)軟件的經(jīng)營規(guī)模及機器設備遍布的詳細情況，決策選用現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)過程管理中較常見的集中化分散型自動控制系統(tǒng)。它又被稱為等級分類自動控制系統(tǒng)，是一種分布式系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)，具備操縱分散化，信息內(nèi)容規(guī)范化管理的特性。本系統(tǒng)軟件分上位操作站，上下位控制站二級。上位操作站由一臺主控制柜做為監(jiān)管站。上下位控制站的設定是依據(jù)提升操縱，布局合理的標準視詳細情況而定的，另外為便捷系統(tǒng)軟件在執(zhí)行環(huán)節(jié)或運作環(huán)節(jié)開展務必的調(diào)節(jié)及拓展，控制站考慮到了一定的容量。

6.2自動控制系統(tǒng)作用介紹

6.2.1上位操作站關鍵進行系統(tǒng)軟件中各實際操作站的監(jiān)控基本參數(shù),機器設備運作等實際操作作用，具備清楚的生產(chǎn)線設備運作狀況，可在流程表上對當場機器設備開展遠處手動式實際操作，完成遠程操作。加工過程的電阻率及導電率能夠 線上顯示信息。

6.2.2可編程控制器PLC各控制站都選用以微控制器為基本的可編程控制器PLC，它具備很高的可靠性，程序編寫便捷，便于應用，與其他裝置配備便捷等特性，各加工過程的程序流程、數(shù)據(jù)信息都儲存PLC的CPU里單獨運作，工作員可根據(jù)計算機知識站來監(jiān)控其運作。PLC具備較強的計算作用，能進行繁雜的實際操作，可相互配合操作工根據(jù)對全部加工過程的運作主要參數(shù)和情況開展集中化監(jiān)管，以完成對全部系統(tǒng)軟件的程序控制，運作，遠操等全過程。各操縱執(zhí)行器均配置限位開關。

6.2.3導電率、電阻率等顯示信息當場配置導電率儀表盤，電阻率儀表盤，便于關鍵導電率、電阻率等指標值可以在污水處理生產(chǎn)車間和主控室另外顯示信息。

5.3  EDI部分

5.3.1 TOC脫除器

TOC脫除器采用的是185nm的紫外光，它能夠打開將有機物分子結(jié)合在一起的化合鍵。因此，這一波長的紫外光能夠破壞水中的有機化合物、臭氧、氯和氯胺。破壞產(chǎn)生后產(chǎn)生的物質(zhì)用后續(xù)的EDI裝置脫除。同時，它也具有一定的殺菌作用。

5.3.2 EDI裝置

EDI是連續(xù)電再生除鹽裝置的英文縮寫，是電解、滲析及離子交換相結(jié)合的深度脫鹽裝置，由給水室、濃水室和電極室組成。給水室內(nèi)裝填常規(guī)混合離子交換樹脂，給水室和濃水室之間裝有陽離子交換膜和陰離子交換膜。給水室中的陰（陽）離子在兩端電極作用下不斷通過裝置里的陰（陽）離子膜進入濃水室；H2O在直流電能的作用下可分解成H+和OH-，使給水室中的混合離子交換樹脂經(jīng)常處于再生狀態(tài)，因而有深度除鹽能力。因此EDI在通電狀態(tài)下可以不斷地制出純水，其內(nèi)填的離子交換樹脂不用酸堿再生。

6.3系統(tǒng)污水處理控制詳細介紹根據(jù)污水處理的加工工藝全過程，本控制對系統(tǒng)每個加工工藝模塊開展立即融洽、管理方法、控制。監(jiān)視系統(tǒng)目標由下列模塊構(gòu)成：

6.3.1預備處理一部分控制預備處理一部分以原水箱為持續(xù)運行控制點。當原水箱液位處在較下限部位,低液位電源開關向PLC鍵入電源開關數(shù)據(jù)信號,PLC即控制源水進水電磁閥打開；當原水箱液位處在下限部位,低液位電源開關向PLC鍵入電源開關數(shù)據(jù)信號,PLC即控制預備處理一部分終止；當水箱液位處在高限部位,高液位電源開關向PLC鍵入開關量數(shù)據(jù)信號,源水進水電磁閥關掉。

6.3.1.1機械設備過濾裝置過濾裝置的運行、軟化器流程由PLC控制的氣動調(diào)節(jié)閥完成，當運行時長大了于預設值，由PLC控制氣動調(diào)節(jié)閥按序開展全自動軟化器實際操作，軟化器完畢后資金投入運行。過濾裝置各閘閥的運行情況能夠 在顯示屏上顯示信息。僅有在反滲水箱液位做到上位時，過濾材料清理才可以剛開始，那樣能夠 確保事后反滲透設備的持續(xù)供電。

6.3.1.2活性碳過濾裝置活性碳過濾裝置設定運行及軟化器流程由PLC控制的氣動調(diào)節(jié)閥全自動實際操作，依據(jù)運行時間主要參數(shù)由PLC控制氣動調(diào)節(jié)閥按序開展全自動軟化器實際操作，軟化器完畢后資金投入運行。各活性炭過濾裝置閘閥的運行情況能夠 在顯示屏上顯示信息。僅有在反滲水箱液位做到上位時，過濾材料清理才可以剛開始，那樣能夠 確保事后反滲透設備的持續(xù)供電。

6.3.2反滲透一部分

6.3.2.1.全自動運行控制：

反滲透全自動運行根據(jù)反滲透純水箱的液位來開展。

當反滲透正中間水箱液位處在較下限部位,較低液位電源開關向PLC鍵入電源開關數(shù)據(jù)信號,PLC即控制高壓泵剛開始運行；當水箱液位處在高限部位,高液位電源開關向PLC鍵入開關量數(shù)據(jù)信號,反滲透高壓泵終止運行，鍵入的數(shù)據(jù)信號將在CRT上顯示信息。

6.3.2.2.反滲透的控制配備

反滲透滲水側(cè)設立導電率測量儀表，將導電率值的模擬量輸入數(shù)據(jù)信號鍵入PLC，并在顯示屏上顯示信息主要參數(shù)。反滲透產(chǎn)水側(cè)設立導電率檢查儀，將產(chǎn)水導電率值的模擬量輸入數(shù)據(jù)信號鍵入PLC，并在顯示屏上顯示信息主要參數(shù)。

反滲透高壓泵滲水設定底壓過載保護器，當工作壓力低于0.1-0.15Mpa時，控制高壓泵終止運行，反滲透設備進到底壓清洗情況，并在顯示屏上顯示信息警報。當工作壓力超過0.1-0.15時高壓泵即啟動，反滲透設備資金投入運行。

反滲透高壓泵出水量側(cè)管道設壓力控制器，當工作壓力超過某一預設值時，PLC輸出電源開關數(shù)據(jù)信號，終止高壓泵運行，并在顯示屏上顯示信息、警報。

反滲透濃水側(cè)設一電動式快沖洗閥門，在高壓泵運行前和高壓泵終止后，接納PLC輸出的開關量數(shù)據(jù)信號，全自動進到底壓清洗情況。

6.3.4EDI除鹽系統(tǒng)軟件

EDI持續(xù)除鹽系統(tǒng)軟件的由PLC控制完成全自動運行，當?shù)馑湟何恍∮谡虚g液位時，EDI開機啟動。當?shù)馑湟何蛔龅礁咭何粫r，EDI系統(tǒng)軟件終止。

為避免 EDI系統(tǒng)軟件空燒，系統(tǒng)配置了流水維護，當無流水根據(jù)時，系統(tǒng)軟件全自動斷開相對開關電源。

UV設備的打開關掉追隨相對EDI系統(tǒng)軟件。

純水箱內(nèi)配有工作壓力撥動開關，當水箱內(nèi)出現(xiàn)負壓力時，系統(tǒng)軟件會馬上打開閥門，并警報和提醒警報的緣故。

6.4關鍵控制機器設備

1、系統(tǒng)軟件PLC采用美國geS5系列可編程控制器控制器，各種I/O包括10%預留點。

2、蒸汽流量計采用浮子流量計。

3、壓力控制器采用中國臺灣凡宜進口商品或非常商品。

4、導電率、電阻率儀采用英國+GF+或非常商品。

6.51噸/時二級反滲透+EDI純化水設備系統(tǒng)軟件機器設備布局

控制臺布局在中間水店控制房間內(nèi)。

生產(chǎn)車間內(nèi)電纜線選用電纜橋架空架或電線管，控制房間內(nèi)電纜敷設走纜溝