純化水工藝系統簡述
【武漢純水設備www.fzsjcw.com /】超濾預處理系統（UF）超濾預處理系統作為反滲透的前處理，主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、色度、濁度、有機物等妨礙后續反滲透運行的雜質。原水為自來水，水溫受季節變化的影響較大。
預處理的設備主要包括原水箱、原水泵、板式換熱器、氧化劑加藥裝置、超濾裝置（UF）和反洗泵等。
3.2.1.1超濾裝置預處理的主要處理裝置為超濾裝置。超濾膜分離技術具有占地面積小、出水水質好（出水SDI15小于3）、自動化程度高等特點。本系統采用超濾作為除鹽系統的預處理，超濾膜采用材質為PVDF的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網絡結構，故耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產水水質， 對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細菌、大分子有機物具有良好的分離能力。純水設備超濾裝置采用全流過濾、頻繁反洗的全自動連續運行方式，運行30分鐘，反沖洗30秒。氣洗時間間隔為24--48小時。系統采用PLC控制。化學清洗頻率2～3個月，化學清洗時間10分鐘，和反滲透共用一套化學清洗系統。l）UF主要特點
1）中空纖維外表面活化層孔隙率高，故纖維單位面積產水量大；
2）中空纖維強度高，純水設備采用反向沖洗和氣濟工藝，使組件可在全流過濾狀態下工作，化學清洗周期大大延長：
3）UF裝置操作成本低；
4）UF裝置操作和維護簡單。
2）超濾系統技術先進性
1）過濾膜采用PVDF，化學性能穩定，耐酸堿，易清洗。
2）膜表面經過親水改性，水通量大，水量衰減小。
3）外壓式中空纖維膜，耐壓高，壽命長。
4）外壓式運行方式與內壓式膜．相比，進水條件寬，截留物不易堵塞進水流道，當原水懸浮物含量高時，不會象內壓式那樣造成污染物濃縮并堵死在絲的中空通道中。外壓式膜即使在原水懸浮物含量較高的情況下，也能進行全流過濾，而內壓式則必須采用循環錯流過濾，水回收率低，動力消耗大。
5）采用氣水混合反沖洗方式，反洗效果好，性能恢復能力強。
6）超濾作為反滲透預處理同常規的過濾工藝相比具有以下優點：過濾水質顯著提高，大大延長反滲透的清洗周期，減少反滲透系統的投資量和運行費用只需一步處理，減少運行費用，提高效率減少了化學藥劑投加量采用超濾系統作為反滲透的預處理，系統可適應較大范圍的進水水質變化，濁度小于50的情況下均可使用，且產水水質較好，產水SDI15值小于3。超濾的采用可以更有效地保護反滲透裝置，使反滲透膜免受污染，使用壽命可從3年延長至5年，甚至更長時間；同時可提高反滲透膜的設計水通量，即在產水量不變的前提下可減少膜的使用數量，從而減少反滲透裝置的設備投資。
超濾裝置的運行工況：
l）設計溫度：25℃
2）設計進水量：30 m3／h／套
3）設計產水量：28m3／h／套
4）系統回收率：≥95％（三年內）
5）組件清洗周期：2～6個月／次
3.2.2反滲透初除鹽系統（RO）反滲透初除鹽系統承擔了主要的脫鹽任務。反滲透系統設備包括超濾產水箱、UF水增壓泵、還原劑加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、NaOH加藥裝置、5μm保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組等。
3.2.2.1還原劑加藥裝置
在反滲透高壓泵前加入還原劑，用以還原水中的氧化劑，如剩余氯［CI］，使水中的剩余氯［CD＜0.1mg／L，使RO進水滿足RO裝置的進水要求。
3.2.2.2阻垢劑加藥裝置
阻垢劑加藥系統在反滲透進水中加入阻垢劑，防止反滲透濃水中碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等難溶鹽濃縮后析出結垢，堵塞反滲透膜。從而損壞膜元件的應用特性，因此在進入膜元件之前設置了阻垢劑投加裝置。阻垢劑是一種有機化合物質，除了能在朗格利爾指數（ LSI）=2.6情況下運行之外，還能阻止SO2-的結垢，它的主要作用是相對增加水中結垢物質的溶解性，以防止碳酸鈣、硫酸鈣等物質對膜的阻礙，同時它也可以降低鐵離子堵塞膜的微孔。
本系統推薦使用進口復合阻垢劑，純水設備具有：
1）抑制析出作用。
2) 分散作用。
3）晶格扭曲作用。
4) 絡合作用。
3.2.2.3NaOH加藥裝置在二級反滲透高壓泵前加入NaOH，用以調節其進水pH值，不僅可以提高RO裝置對鹽離子和TOC的脫除，而且能使RO產水的pH值滿足IONPURE的EDI裝置進水要求。
3.2.2.4反滲透裝置
反滲透系統主要去除水中溶解鹽類，同時去除一些有機大分子，前階段未去除的小顆粒等。包括5μm保安過濾器、高壓泵、反滲透裝置、反滲透清洗系統等。本工程中，擬采用陶氏公司的BW30－400型反滲透膜，單根膜脫鹽率可大于 99. 7％。預處理系統產水進入反滲透膜組，在壓力作用下，大部分水分子和微量其它離子透過反滲透膜，經收集后成為產品水，通過產水管道進入后續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜，殘留在少量濃水中，由濃水管排出。在反滲透裝置停運時，自動沖洗3～5分鐘，以去除沉積在膜表面的污垢，使裝置和反滲透膜得到有效保養。反滲透膜經過長期運行后，會積累某些難以沖洗的污垢，如有機物、無機鹽結垢等，造成反滲透膜性能下降。這類污垢必須使用化學藥品進行清洗才能去除，以恢復反滲透膜的性能。化學清洗使用反滲透清洗裝置進行，裝置包括一臺清洗液箱、清洗過濾器、清洗泵以及配套管道、閥門和儀表。當膜組件受污染時，可以用它進行純水設備RO系統的化學清洗。
反滲透裝置的運行工況：
1）設計溫度：25℃
2）設計進水量：56m3／h
3）設計產水量：一級反滲透產水量：48m3／h二級反滲透產水量：38.5m3／h
4) 系統回收率一級反滲透回收率：≥75％（三年內）二級反滲透回收率：≥80％（三年內）
5）系統脫鹽率: ≥ 97％（三年內）
6）組件清洗周期：3～6個月／次3.2.3EDI精除鹽系統EDI精除鹽系統主要功能是為了進一步去除水中的離子。EDI精除鹽系統設備主要包括RO產水箱、RO水增壓泵、紫外光殺菌器、脫氧膜裝置、EDI裝置等。
3.2.3.1脫氧膜裝置1脫氧膜裝置采用脫氧膜2級串聯，純水設備配置真空泵，以抽真空和氮氣吹掃同時進行的方式，去除水中的CO2和溶解氧，裝置出力32m3／h,，滿足系統出水溶解氧＜5ppb的要求。
3.2.3.2EDI裝置
EDI技術是將電滲析和離子交換相結合的除鹽新工藝，該設備取電滲析和混床離子交換兩者之長，彌補對方之短，即可利用離子交換做深度處理，且不用藥劑進行再生，利用電離產生的H+和OH-，達到再生樹脂的目的。
IONPURE裝置主要技術參數：l）設計進水量：30.5 m3／h2）設計產水量：29.0 m3／h3）回收率：≥90－95％4）產水電阻率：≥16MΩ.cm
EDI的如下特點：
1）可連續生產符合用戶要求的合格超純水，產水穩定;
2）無需化學藥品進行再生，沒有化學物排放，屬綠色環保產品;
3）結構緊湊，占地面積小，制水成本低;
4）出廠前完成裝置調試，現場安裝調試簡單;
5）運行操作簡單，勞動強度極低，培訓容易
6）模塊化組合，便于系統水量的調整;
7）運行電壓低能耗小。
3.2.4循環精處理系統循環精處理系統主要功能是為了保證系統出水的水質、水量的穩定性以及各項指標在通常狀態下滿足業主要求，本系統水量循環比例為1.5。系統設備主要包括氮封EDI產水箱、純水泵、電加熱器、TOC去除器、拋光混床、樹脂捕捉器、終端精密過濾器和終端超濾等。
3.2.4.1脫氧膜裝置2脫氧膜裝置采用脫氧膜2級串聯，配置真空泵，以抽真空和氮氣吹掃同時進行的方式，去除水中的CO2和溶解氧，裝置出力 23.0 m3／h，溶解氧去除率 99.96％， CO2去除率92.30％。滿足系統出水溶解氧＜5ppb的要求。
3.2.4.2TO去除器TOC去除器的主要功能是利用185μm 波長紫外線將水光解成氫氧根離子和氫離子，氫氧根離子能氧化和裂解有機物，使其被氧化形成碳酸氫根離子后，被后續混床去除。TOC去除器出力23.0m3／h，TOC可減少到5ppb以下。
3.2.4.3拋光混床設置拋光混床是為了進一步去除超純水循環系統中可能引入的微量離子，保證純水設備出水電阻率 ＞ 18.1MΩ.cm，以滿足用戶要求。拋光混床內裝填的樹脂為超純水級樹脂，失效后無需再生，直接更換。更換周期約為6～8個月。
3.2.4.4終端精過濾本系統采用精密過濾器及濾芯組件，此過濾器能有效截留超純水中的微細顆粒，保證工業純水設備出水水質。
3系統控制與電氣
3.1控制系統概述系統中的控制對象主要是開關量，涉及到的控制對象除了開關閥以外，主要是泵設備的控制。也就是說系統是一個以開關量控制為主的系統；所以本控制系統采用可編程邏輯控制器（PLC）完成電氣和儀表部分的自動控制，同時可顯示工藝過程中的主要監測指標以及系統運行狀態。根據系統特點，把工藝流程分為預處理系統、反滲透系統、精處理系統、循環精處理四部分。采用PLC集中控制。
3.2PLC控制原理
PLC即可編程邏輯控制器，它根據編制的程序以及采得的數據信息進行邏輯運算，并將運算結果通過信號輸出到執行機構來控制系統設備的運行。
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