RO+EDI純水設備設計方案

工藝說明

工藝系統簡述：

自來水進入原水箱，由原水泵加壓，經加藥裝置加絮凝劑，先進入多介質過濾器、活性碳過濾器以去除原水中的懸浮物及有機物、余氯等來保護反滲透膜的預處理工藝，首先保證了整個工藝具有良好的基礎。

預處理后的水經加藥裝置加阻垢劑后進入保安過濾器，防止膜組件表面結垢，延長膜組件的使用壽命，保證EDI的正常運行。采用軟水器對原水進行預軟化處理，降低原水的硬度。再由高壓泵送入一級反滲透(RO)系統，在壓力的作用下透過反滲透膜離子級過濾原理，可以脫除98%以上的無機鹽類，99%的細菌和熱源。最后RO出水進入中間水箱，由中間水泵加壓后進入EDI裝置，EDI出水進入純水箱，由純水泵送至用水點。而一級RO的濃水（經濃縮的原水中的鹽份、機械雜質、膠體物質及小部分未透過水匯集成濃水）排入下水道排放。

I、予處理系統

因反滲透系統進水對污染指數要求比較高，而原水水質一般，為保證原水經處理后符合RO裝置進水要求，在RO裝置前設置預處理系統。

預處理系統包括原水箱、原水泵、絮凝劑、多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器。確保進入RO系統的原水水質污染指數達標，根據源水水質，工藝設置RO工藝，確保出水水質達到業主要求。

◆ 反滲透系統的進水要求：

（1）污染指數 SDI≤5；

（2）余氯（ppm） ＜0.1；

（3）濁度 ＜1.0度；

（4）濃水郎格利指數 LSI＜0

（5）水溫范圍 5-35℃

◆ 原水預處理設置的目的和用途：

（1）防止膜面結垢（包括CaCO3、CaSO4、MgSO4、SiO2、鐵鋁氧化物等）；

（2）防止膠體物質及懸浮固體微粒污堵；

（3）防止有機物、微生物的污堵；

（4）防止氧化性物質對膜的氧化破壞；

（5）保持反滲透裝置產水量穩定；

◇原水箱、原水泵

反滲透系統要求進水流量、壓力穩定，避免系統的波動。原水箱、原水泵用來提供足夠的進水流量和壓力及保證系統的平穩運行。

原水箱材質采用不銹鋼，該水箱配備液位控制裝置。

原水泵選用二臺丹麥格蘭富的不銹鋼泵，其具有體積小、效率高、耗電少、噪聲低等特點。

◇絮凝劑投加裝置

一般情況下，原水中含有一定數量的懸浮物和膠體物質，較大顆粒的物質可以通過過濾直接濾除，較小顆粒不能直接濾除，這些物質表面帶負電荷，投加的絮凝劑為PAC，用于原水中的膠體、顆粒形成絮凝體礬花，提高過濾效果，降低出水濁度，保證RO進水的污染指數≤3。PAC投加量在3mg/L左右，具體投加量視現場情況而定。

加藥裝置由加藥箱、加藥泵及配套管道等組成；加藥箱采用PE材質。

◇多介質過濾器

原水由原水泵送入多介質過濾器，為了保證RO進水污染指數有效控制，在RO裝置前設置多介質過濾器，以保證RO進水污染指數達標。過濾器內裝填優質石英砂、無煙煤，能有效地截留原水中的有機物及機械雜質，確保進入RO系統的污染指數達標。

多介質過濾器為帶有橢圓形封頭的圓柱形筒體裝置。筒體內部設有進水、排水裝置。筒體材質為不銹鋼。閥門采用美國富萊克公司28505T-600。全自動運行。

多介質過濾器定期進行反洗，以除去積附在表面的懸浮物及雜質。

◇活性炭過濾器

活性炭過濾器為了保證RO系統的長期運行和設備的使用壽命，進一步降低RO進水的污染指數，予處理系統設置了活性碳過濾器，內裝凈水活性碳，能有效吸附去除原水的有機物和原水中的氯根，并使進RO系統中FI≤3。

活性炭過濾器為帶有橢圓形封頭的圓柱形筒體裝置。筒體材質為不銹鋼。閥門采用美國富萊克公司28505T-600。

過濾器定期進行反洗，以除去積附在表面的懸浮物及雜質。

◇軟水裝置

原水先經多介質、活性炭過濾，保證了軟水器進水水質的顆粒在允許的進水范圍內。

軟水系統為雙罐，同時運行，輪流再生，全自動運行，由美國富萊克公司的多路控制閥自動控制。原水經多路閥流經裝有離子交換樹脂的樹脂罐，樹脂中所含的可交換離子Na+，與水中陽離子（Ca2+ 、Mg2+）進行離子交換，使軟水器出水硬度≤0.03mmol/L，當系統運行達到設定流量后，控制頭自動啟動系統再生。再生時間約需2小時，再生過程是由控制系統通過設定的程序自動完成的，主要有以下幾個過程：

①反洗：水通過底部下布水器向上對樹脂進行反沖，使樹脂層松動，同時清除樹脂層表面的積累懸浮物。

②吸鹽再生：飽和鹽溶液通過注水器，經稀釋成5-8%濃度后注入樹脂罐，鹽液自上而下順流經過失效樹脂層，將樹脂還原再生，使其恢復原有交換能力。

③置換：置換分為二步，步再生液進完后，樹脂罐中上部空間尚有部分未參與的再生鹽液，為了充分利用這部分鹽液，用相同再生液流速的清水將上部未參與的再生鹽液通過樹脂層進行徹底再生。進行置換。

第二步將樹脂孔隙中的再生廢液頂出樹脂層。

④正洗：目的是徹底清除樹脂層中殘留的再生廢液，清洗至出水合格。

⑤補水：補充鹽箱中的水，保證下一罐再生有足夠的鹽溶液。

設備主要技術特點

（1）材質：樹脂罐體采用玻璃鋼，鹽罐（箱）采用高密聚乙稀塑料；

（2）設備連續出水量保證大于額定產水量要求。

（3）控制方式：采用微電腦自動控制，可根據累積流量自動控制軟水器的再生周期。

（4）運行方式：全天24小時連續運行生產軟化水，無人化值守。

（5）出水殘總硬度：≤0.03mmol/l；

（6）配美國FLECK公司進口全自動控制器集閥門；

（7）樹脂罐有放樹脂口；

（8）生產工藝采用順流再生固定床產水工藝；

（9）樹脂采用羅門哈斯公司生產樹脂。

工藝系統特性

1、全自動軟化水處理裝置（流量型一用一備）。

2、玻璃鋼罐體2個（內裝陽樹脂），富萊克微電腦控制閥組（流量型）2套、鹽閥鹽液罐2套。

3、控制方式：進口美國富萊克微電腦控制閥組。獨立的自動控制系統，根據設定的周期產水量自動切換運行/再生，同時備有手動強制再生功能。

4、再生方式：順流再生。

II、反滲透系統

◇阻垢劑加藥系統

為了保證膜元件表面不結垢，保證膜的長期運行效果，延長膜的使用壽命，本工藝在反滲透裝置前設置阻垢劑加藥裝置。通過延緩鹽晶體成長來推遲沉淀的過程，促使晶體不會形成一定大小和足夠的濃度而沉降下來。同時阻垢劑有分散劑作用，能使反滲透濃水中難溶鹽或沉積在膜表面上污物，隨濃水排到反滲透裝置外。阻垢劑采用美國通用貝迪MDC220新型阻垢劑。

◇保安過濾器

為防止水中微粒進入反滲透組件，特在反滲透前設置1臺保安過濾器。它能有效截留預處理設備中泄漏的微細機械雜質、破碎活性炭顆粒，保證這些顆粒不進入RO系統，過濾器內裝孔徑5μmPP熔噴濾芯。

在正常工作條件下，當濾器進出口壓差1kg/cm2時需更換濾芯，過濾器結構滿足快速更換濾芯的要求。

保安過濾器耐壓0.4MPa，耐污量大、通量大、耐溫60℃、無毒無味、無二次污染，頂部設排氣閥，底部設排放閥。

◇高壓泵

高壓泵是反滲透系統的主要運轉設備，為反滲透裝置的運行提供動力來源。本系統選用GRUNDFOS公司生產的CR系列不銹鋼立式多級泵，具有結構緊湊、噪聲低、占地面積小的特點。系統共設置1臺高壓泵。高壓泵出口設進口電動慢開閥，與泵啟動時聯鎖。

高壓泵進水口設置低壓保護開關，當進水壓力底于設定值（0.05Mpa）時，停止高壓泵，防止高壓泵抽空損壞。

高壓泵出水口設置高壓保護開關，當出口壓力持續高于設定值（2.1Mpa）時，停止高壓泵，保護高壓泵、壓力容器、膜組件不受損壞。

◇反滲透主機

反滲透裝置是脫鹽的核心部分，經反滲透處理的水，能有效去除水中的鹽類。設計的合理與否直接關系到投資費用，整個系統運行經濟效益，使用壽命，操作可靠簡便性。反滲透主機由膜元件、壓力容器、儀表、管道、閥門、控制箱、儀表箱、電氣控制系統、機架等組成。

（1）反滲透裝置工藝設計

為了保證RO系統的經濟運行，節約運行成本，反滲透配置一套2.3m3/h，系統配5根2芯不銹鋼壓力膜管，10支美國ESPA4040膜元件，脫鹽率98%，水的回收率75%。

（2）設備及膜元件的選型

RO是目前國內外最先進、實用的脫鹽設備，本系統采用美國海德能公司生產的ESPA4040膜，其優點為該元件由三層簿復合膜，表面層為芳香聚銑胺材質，厚度約為2000埃，并由一層微孔聚砜層支撐，可承受高壓力，對機械張力及化學侵蝕具較好抵抗性，該元件具有較大的膜面積，相對較大的產水通量，單支膜元件具有99%的脫鹽率。其技術性能和產品質量深得用戶好評。與其他公司所生產的反滲透膜元件相比具有對各種水質的適應性廣、對溫差限制小、單位面積的通水量大、脫鹽率高、化學穩定性好、機械強度好的特點。

（3）閥門儀表機架配置

a、反滲透系統中電導、流量儀表安裝方便、可靠性高，可滿足客戶各種工藝要求，具備信號輸入輸出功能，便于實現系統自動化。

b、開機/停機自動低壓沖洗；反滲透裝置開機前，用預處理水自動進行低壓沖洗；

c、反滲透入口管道設置電動慢開閥，當高壓泵啟動時，電動慢開閥緩慢開啟，以防止高壓泵啟動時產生水錘對膜足見造成損壞。

d、反滲透淡水側設置不合格排放電動閥，當淡水電導率不符合要求時，自動打開排放閥沖洗，電導達標后自動關閉。

e、設有濃水側定時沖洗系統。反滲透正常運行時，由PLC控制器定時打開濃水側電動排水閥，對膜組件表面進行高流速沖洗，防止結垢物質在膜表面沉積，有效防止結垢。

g、反滲透裝置設由就地操作盤、就地儀表盤。在就地操作盤上可啟動/停止每臺泵及電動閥；在就地儀表盤上可方便地讀流量、電導等運行參數；取樣裝置可對每支壓力容器淡水取樣，便于故障檢測。

h、反滲透裝置的機架采用不銹鋼材質。

i、配套高壓管道閥門采用不銹鋼材料；低壓管道閥門采用UPVC材料。

j、反滲透的運行采用PLC集中控制，包括系統的正常運行、所有保護、報警、自動低壓沖洗、濃水定時沖洗等。

◇反滲透清洗裝置

經過長期運行，反滲透膜面上會積累各種污染物，從而降低反滲透裝置的性能（產水量和脫鹽率），進水與濃水壓差升高。因此除日常的低壓沖洗外，還需設置一套清洗裝置，定期進行化學清洗，一般半年應進行一次。

 

本系統配置一臺EDI裝置，產水量：2m3/h。

E-CELLTM是EDI技術的一次革命。E-CELL裝置是應用在RO系統之后，取代離子交換設備，具有水質穩定、運行費用低、操作管理方便、占地面積小等優點。

EDI技術采用直流電迫使污染性離子持續從進水中遷移出來，并穿過樹脂床和離子交換膜匯集到濃水室。同時直流電能夠將水分子電離成氫離子和氫氧根離子，持續地對樹脂再生。EDI技術替代了傳統的水處理系統中初級混床，能夠連續地、可預知地生產高純水。

①水進入EDI模塊后被分配至一系統的淡水室（D室中）

②直流電附加在EDI模塊的兩極，驅使污染離子連續地向相應的電極遷移。

③污染離子首先吸附在對應的離子交換樹脂表面。接著，由于受電壓驅動，污染離子透過相應的離子交換膜進入濃水室（C室）。淡水室（D室）中的去離子水側成為產品水流出。在這一過程中，只有污染離子在其中遷移運動并透過離子交換膜進入濃水室。

④通過EDI模塊兩極附加電壓，水分子被電離成氫離子和氫氧根離子，以連續地對離子交換樹脂進行再生。而各種污染性離子則透過離子交換膜進入濃水室。

Ⅵ、純水系統

◇純水箱、純水泵

反滲透出水進入純水箱，水箱材料為不銹鋼。水箱內設高低液位控制器，與除鹽水泵聯動。選用1臺丹麥格蘭富的不銹鋼離心泵，其具有體積小、效率高、耗電少、噪聲低等特點。

◇管道閥門

所有管閥件采用不銹鋼材質。

Ⅶ、運行及控制系統

PLC控制能夠對設備對各參數進行實時的智能控制，信號傳輸。

（1）預處理部分

多介質過濾器、活性炭過濾器采用富萊克微電腦控制閥組自動控制，所有水箱內設置液位控制裝置，與水泵聯動。采用全自動控制，能夠設備自動運行、清洗，可以轉換為現場手動操作。

（2）反滲透部分

系統設中央集中控制屏，整套系統的控制由集中控制屏負責， RO系統運行中調整相應的閥門，既可實現自控又可手控，自控由PLC微機完成。 反滲透高壓泵出水設高壓保護，當出水壓力高于2.0Mpa時，停止高泵運行，裝置進入低壓沖洗狀態。反滲透濃水側設一電磁閥，每隔二小時或在高壓泵運行前、停止后，自動進入低壓沖洗狀態。

控制功能包括泵的運行和停止。報警信號包括：反滲透進水溫度超高報警、高壓泵入口低壓報警、高壓泵出口高壓報警、反滲透產水不合格報警、加藥箱低液位報警、各個水箱的高液位和低液位報警、高壓泵故障報警。

（3）EDI部分

EDI由EDI模塊和整流器、控制箱組成，采用PLC編程控制。