系統(tǒng)由絮凝劑加藥系統(tǒng)、多介質過濾系統(tǒng)和多介質反洗及脫鹽系統(tǒng)組成。
1.1.1.1 絮凝劑加藥裝置
原水中含有較高的懸浮物、有機物和膠體等雜質,這些雜質往往帶有一定量的同性電荷,它們相互排斥,難以自動聚集成大顆粒。為了保證預處理的效果,在多介質過濾器前投加絮凝劑,本系統(tǒng)中的絮凝劑采用PAC(聚合氯化鋁)。
PAC(聚合氯化鋁)是無機高分子聚合物,在水解縮合過程中產生高價多核配合物Alx(OH)y3x - y,它具有吸附架橋的作用,同時對異性電荷也可以起到吸附電中和的作用,而且每一個基團都可以吸附水中分散的懸浮物、有機物、膠體等小顆粒雜質,使其凝聚成大顆粒的礬花,以便通過多介質過濾器將其除去。
本系統(tǒng)設置一套絮凝劑加藥裝置,其中溶液箱1臺,計量泵1臺。配置參數(shù)如下:
(1)加藥裝置設計有溶液箱、計量泵、閥門、管道、管道支架、附件、就地控制箱等。
(2)藥品溶液箱的容積至少滿足一晝夜的藥品用量。
(3)計量泵進口設底閥(含濾網(wǎng))等,沖程長度在0~100%范圍內連續(xù)調節(jié)。
(4)計量泵驅動方式為電磁驅動。
(5)溶液箱采用耐腐蝕PE材質。
(6)計量泵設有備用,采用美國米頓羅或帕斯菲達產品。
1.1.1.2 殺菌劑加藥裝置
原水中含有較多的細菌等,為了防止細菌對反滲透系統(tǒng)的污染,造成較高的清洗維護費用,在多介質過濾器前投加殺菌劑,本系統(tǒng)中的殺菌劑采用次氯酸鈉。
次氯酸鈉是一種高效殺菌劑,可以去除水體中大部分的菌類,然后通過多介質過濾器將其去除。
本系統(tǒng)設置一套絮凝劑加藥裝置,其中溶液箱1臺,計量泵1臺。配置參數(shù)如下:
(1)加藥裝置設計有溶液箱、計量泵、閥門、管道、管道支架、附件、就地控制箱等。
(2)藥品溶液箱的容積至少滿足一晝夜的藥品用量。
(3)計量泵進口設底閥(含濾網(wǎng))等,沖程長度在0~100%范圍內連續(xù)調節(jié)。
(4)計量泵驅動方式為電磁驅動。
(5)溶液箱采用耐腐蝕PE材質。
(6)計量泵設有備用,采用美國米頓羅或帕斯菲達產品。
1.1.1.3 多介質過濾裝置
為了去除水中懸浮物、降低濁度,本系統(tǒng)設置1臺多介質過濾器,直徑為Ф1500mm。設備內襯天然橡膠防腐層3mm;每臺濾器內裝石英砂濾料高1200mm。單臺額定產水量為35m3/h,設計流速35~45m/h;當過濾器在進出口壓差達到一定值(一般在0.05MPa),則設備退出產水運行而需進行反洗。本濾器采用汽水混合反沖洗,反洗強度40~49L/m2s。
工藝參數(shù):
罐體材質:鋼襯膠
罐體直徑:Ф1500mm
數(shù) 量:1臺
設計流速:35~45m/h
反洗強度:40~49L/m2s
1.1.1.4 活性炭過濾裝置
為了去除水中懸浮物、降低濁度,本系統(tǒng)設置1臺活性炭過濾器,直徑為Ф1500mm。設備內襯天然橡膠防腐層3mm;每臺濾器內裝石英砂濾料高1200mm。單臺額定產水量為30m3/h,設計流速35~45m/h;當過濾器在進出口壓差達到一定值(一般在0.05MPa),則設備退出產水運行而需進行反洗。本濾器采用汽水混合反沖洗,反洗強度40~49L/m2s。
工藝參數(shù):
罐體材質:鋼襯膠
罐體直徑:Ф1500mm
數(shù) 量:1臺
設計流速:35~45m/h
反洗強度:40~49L/m2s
1.1.1 預脫鹽系統(tǒng)——反滲透系統(tǒng)
反滲透作為傳統(tǒng)離子交換系統(tǒng)的替代產品,承擔了主要的脫鹽任務。反滲透是利用反向自然滲透原理,去除水中的絕大部分溶解固體,同時去除一些大分子和預處理未去除的小顆粒等。反滲透系統(tǒng)包括還原劑加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組、反滲透清洗裝置、反滲透沖洗裝置等。
1.1.1.1 還原劑加藥裝置
因原水水源為循環(huán)水,水中會含有各種氧化劑,并且在預處理中經(jīng)過加氯殺菌處理,而大部分用于水處理領域的膜基本都是有機聚合物,對各種氧化劑比較敏感。因此在原水進反滲透前設置還原劑投加裝置。在化水處理系統(tǒng)中還原劑通常采用亞硫酸氫鈉。
本系統(tǒng)設置一套還原劑加藥裝置,其中溶液箱1臺,計量泵1臺。配置參數(shù)如下:
(1)加藥裝置設計有溶液箱、計量泵、逆止閥、閥門、管道、管道支架、附件、就地控制箱等。
(2)藥品溶液箱的容積至少滿足一晝夜的藥品用量。
(3)計量泵進口設底閥(含濾網(wǎng)),計量泵出口配置
耐腐蝕的逆止閥等,沖程長度在0~100%范圍內
連續(xù)調節(jié)。
(4)計量泵驅動方式為電磁驅動。
(5)溶液箱采用耐腐蝕PE材質。
(6)計量泵設有備用,采用美國米頓羅或帕斯菲達產品。
1.1.1.2 阻垢劑加藥裝置
阻垢劑加藥裝置的作用是在經(jīng)過預處理后的原水進入反滲透系統(tǒng)之前,加入高效率的專用阻垢劑,以防止反滲透濃水側產生結垢。
反滲透的工作過程是原水在膜的一側從一端流向另一端,水分子透過膜表面,從原水側到達另一側,而無機鹽離子就留在原來的一側。隨著原水的流程逐漸增長,水分子不斷從原水中取走,留在原水中的含鹽量逐步增大,即原水逐步得到濃縮,而最終成為濃水,從裝置中排出。濃水受濃縮后各種離子濃度將成倍增加。自然水中Ca2+ 、Mg2+、 Ba2+、 Sr2+、 HCO3-、 SO42-、SiO2等傾向于產生結垢的離子濃度積一般都小于其平衡常數(shù),所以不會有結垢出現(xiàn),但經(jīng)濃縮后,各種離子的濃度積都可能大大超過平衡常數(shù),因此會產生嚴重的結垢現(xiàn)象。
判斷水結垢的標準是:a) 對于碳酸鹽垢以朗格利爾(LSI)為基準;當LSI<0時不結垢,LSI>0時結垢;b) 對于硫酸鹽垢,是以飽和指數(shù)來確定的,水中陽、陰離子的濃度積與飽和平衡常數(shù)的比值即為飽和指數(shù)。當飽和指數(shù)小于1時不結垢,反之就會出現(xiàn)結垢。
本系統(tǒng)推薦選用進口高效阻垢劑,它可以提高水中的難溶物質的飽和度,它主要具有以下功能:1) 抑制析出作用;2) 分散作用;3) 晶格扭曲作用;4) 絡合作用。
采用該種阻垢劑后,具體阻垢能力表現(xiàn)如下:
LSI可以由負值提高至2.6
BaSO4的飽和指數(shù)可達160倍
SrSO4的飽和指數(shù)可達12倍
CaF2的飽和指數(shù)可達120倍
SiO2的飽和指數(shù)最大可達2倍
本系統(tǒng)設置一套阻垢劑加藥裝置,其中溶液箱1臺,計量泵1臺。配置參數(shù)如下:
(1)加藥裝置設計有溶液箱、計量泵、逆止閥、閥門、管道、管道支架、附件、就地控制箱等。
(2)藥品溶液箱的容積至少滿足一晝夜的藥品用量。
(3)計量泵進口設底閥(含濾網(wǎng)),計量泵出口配置
耐腐蝕的逆止閥等,沖程長度在0~100%范圍內
連續(xù)調節(jié)。
1.1.1.3 保安過濾器
5μm保安過濾器設置在反滲透(RO)之前,目的是截留前級過濾中未去除的大于5μm的顆粒,以防止其進入反滲透(RO)系統(tǒng)。這種顆粒經(jīng)高壓泵加速后可能擊穿反滲透膜組件,造成大量漏鹽的情況,同時劃傷高壓泵的葉輪。本系統(tǒng)保安過濾器選用立式柱狀設備,內裝PP噴熔濾芯,過濾精度為5μm。
保安過濾器屬于精密過濾,其工作原理是利用PP濾芯5μm的孔隙進行機械過濾。水中殘存的微量懸浮顆粒、膠體、微生物等,被截留或吸附在濾芯表面和孔隙中。隨著制水時間的增長,濾芯因截留物的污染,其運行阻力逐漸上升,當運行至進出口水壓差達0.15MPa時,應更換濾芯。
本系統(tǒng)設置1臺保安過濾器,分別與1套反滲透裝置對應。其主要的工藝參數(shù)及配置要求如下:
(1)工藝參數(shù)
精度:5μm
工作壓力:0.3-05Mpa
前后工作壓差:<0.15Mpa
進水條件:SDI<3
設計出力:30t/h·臺。
(2)配置要求
1)保安過濾器中的濾元為可更換卡式濾棒。濾芯采用優(yōu)質聚丙烯噴熔濾芯,孔隙為5μm。
2)保安過濾器采用耐腐蝕的SS304不銹鋼或者玻璃鋼材質外殼。
3)每臺保安過濾器的頂部設有排氣閥。
4)保安過濾器濾元表面運行濾速不大于30m3/m2·h(以濾芯表面積計)。
5)保安過濾器的進、出口管上均設手動操作閥,口徑與管徑相同。保安過濾器的進出口設有壓力指示。
1.1.1.4 高壓泵
高壓泵的作用是為反滲透本體裝置提供足夠的進水壓力,保證反滲透膜的正常運行。本系統(tǒng)設置1臺高壓泵,與反滲透裝置對應。
主要的配置要求如下:
(1)高壓泵進口裝設降壓啟動裝置(控制啟動電動機時,輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現(xiàn)平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘,啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低轉數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的沖擊,從而保護了電機,延長了使用壽命)。
(2)高壓泵出口裝設電動慢開門裝置(控制閥門開啟速度,防止高壓泵突然啟動升壓,產生對RO膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜)。
(3)高壓泵的密封方式考慮防腐蝕,機械密封。
(4)高壓泵、進出口管及附件應采用SS304不銹鋼。
(5)高壓泵進口設低壓壓力保護開關,出口設高壓壓力保護開關。
超濾膜 是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.01微米以下的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力,就能篩出小于孔徑的溶質分子,以分離分子量大于500道爾頓(原子質量單位)、粒徑大于10納米的顆粒。
超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一。
1.1.1.5 反滲透裝置
反滲透是1960年美國加利福尼亞大學的洛布(Loeb)與素里拉簡(Sourirtajan)發(fā)明的一項高新膜分離技術,其孔徑很小,大都≤10×10-10(10A),它能去除濾液中的離子范圍和分子量很小的有機物,如細菌、病毒、熱源等。它已廣泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫(yī)藥用純水、飲用水、太空水的生產,還應用于生物、醫(yī)學工程。
反滲透亦稱逆滲透(RO),是用一定的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜(或稱半透膜)分離出來。因為它和自然滲透的方向相反,故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓,就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。
本期系統(tǒng)設置套1套反滲透裝置。其主要的配置要求及設計要點如下:
配置要求:
反滲透裝置由復合膜元件、玻璃鋼壓力容器、碳鋼滑架、就地儀表盤和就地控制箱組成。在就地儀表盤上可讀出有關工藝參數(shù),如流量、電導率,便于隨時檢測裝置的運行情況;在就地控制箱上能啟停高壓泵及有關的自動閥門,實現(xiàn)裝置的自動化運行。
進水對膜要點:
(5)反滲透(RO)進水口設自動沖洗接口,濃水及產水側設自動沖洗排放口。
(6)每套反滲透裝置產品水管上裝設防爆膜。
(7)每套反滲透濃水管裝設流量控制閥(穩(wěn)流閥),以控制水的回收率。
(8)反滲透裝置高壓泵出水設置氣動慢開門,防止高壓泵突然啟動升壓,產生對RO膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜。
(9)反滲透裝置設有程序啟停裝置,停用后能延時自動沖洗。反滲透裝置設置一面就地儀表盤及一臺就地控制箱,在就地儀表盤上可讀出有關工藝參數(shù),在控制箱上能啟停高壓泵及有關的自動閥門。通過水處理系統(tǒng)PLC能實現(xiàn)自動和手動操作整個系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)所配儀器、儀表的性能、配置點及數(shù)量等滿足本系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行的需要。
(10)反滲透裝置產品水管設取樣點,取樣點的數(shù)量及位置能有效地診斷并確定系統(tǒng)的運行狀況,取樣閥門集中設置在一個盤面上。
(11)每套反滲透膜組件單獨安裝在機架上。RO組合架的設計滿足廠址的抗震烈度要求和組件的膨脹要求。組合架上配備全部管道、閥及接頭,還包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件。
(12)反滲透管道的設計考慮膜組件給水的均勻性并避免死角,以防細菌的生長。