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純化水工藝系統(tǒng)簡述
【安徽合肥純水設(shè)備廠家www.m.balaelectric.com】超濾預(yù)處理系統(tǒng)（UF）超濾預(yù)處理系統(tǒng)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(xù)反滲透運行的雜質(zhì)。原水為自來水，水溫受季節(jié)變化的影響較大。
純化水工藝系統(tǒng)簡述，工藝流程分為超濾預(yù)處理系統(tǒng)+反滲透初除鹽系統(tǒng)+EDI精除鹽系統(tǒng)+循環(huán)精處理系統(tǒng)四部分，即UF+RO+EDI+循環(huán)精處理。
預(yù)處理的設(shè)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(yù)處理的主要處理裝置為超濾裝置。超濾膜分離技術(shù)具有占地面積小、出水水質(zhì)好（出水SDI15小于3）、自動化程度高等特點。本系統(tǒng)采用超濾作為除鹽系統(tǒng)的預(yù)處理，超濾膜采用材質(zhì)為PVDF的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產(chǎn)水水質(zhì)， 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。超濾裝置采用全流過濾、頻繁反洗的全自動連續(xù)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(tǒng)采用PLC控制。化學(xué)清洗頻率2～3個月，化學(xué)清洗時間10分鐘，和反滲透共用一套化學(xué)清洗系統(tǒng)。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(chǎn)水量大；
2）中空纖維強度高，純水設(shè)備采用反向沖洗和氣濟工藝，使組件可在全流過濾狀態(tài)下工作，化學(xué)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(tǒng)技術(shù)先進性
1）過濾膜采用PVDF，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐酸堿，易清洗。
2）膜表面經(jīng)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(nèi)壓式膜．相比，進水條件寬，截留物不易堵塞進水流道，當(dāng)原水懸浮物含量高時，不會象內(nèi)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(nèi)壓式則必須采用循環(huán)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(fù)能力強。
6）超濾作為反滲透預(yù)處理同常規(guī)的過濾工藝相比具有以下優(yōu)點：過濾水質(zhì)顯著提高，大大延長反滲透的清洗周期，減少反滲透系統(tǒng)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(xué)藥劑投加量采用超濾系統(tǒng)作為反滲透的預(yù)處理，系統(tǒng)可適應(yīng)較大范圍的進水水質(zhì)變化，濁度小于50的情況下均可使用，且產(chǎn)水水質(zhì)較好，產(chǎn)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(shè)計水通量，即在產(chǎn)水量不變的前提下可減少膜的使用數(shù)量，從而減少反滲透裝置的設(shè)備投資。
超濾裝置的運行工況：
l）設(shè)計溫度：25℃
2）設(shè)計進水量：30 m3／h／套
3）設(shè)計產(chǎn)水量：28m3／h／套
4）系統(tǒng)回收率：≥95％（三年內(nèi)）
5）組件清洗周期：2～6個月／次
3.2.2反滲透初除鹽系統(tǒng)（RO）反滲透初除鹽系統(tǒng)承擔(dān)了主要的脫鹽任務(wù)。反滲透系統(tǒng)設(shè)備包括超濾產(chǎn)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(tǒng)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(jié)垢，堵塞反滲透膜。從而損壞膜元件的應(yīng)用特性，因此在進入膜元件之前設(shè)置了阻垢劑投加裝置。阻垢劑是一種有機化合物質(zhì)，除了能在朗格利爾指數(shù)（ LSI）=2.6情況下運行之外，還能阻止SO2-的結(jié)垢，它的主要作用是相對增加水中結(jié)垢物質(zhì)的溶解性，以防止碳酸鈣、硫酸鈣等物質(zhì)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(tǒng)推薦使用進口復(fù)合阻垢劑，純水設(shè)備具有：
1）抑制析出作用。
2) 分散作用。
3）晶格扭曲作用。
4) 絡(luò)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(diào)節(jié)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(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)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(yù)處理系統(tǒng)產(chǎn)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(jīng)收集后成為產(chǎn)品水，通過產(chǎn)水管道進入后續(xù)設(shè)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(yǎng)。反滲透膜經(jīng)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(jié)垢等，造成反滲透膜性能下降。這類污垢必須使用化學(xué)藥品進行清洗才能去除，以恢復(fù)反滲透膜的性能?；瘜W(xué)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(dāng)膜組件受污染時，可以用它進行純水設(shè)備廠家RO系統(tǒng)的化學(xué)清洗。
反滲透裝置的運行工況：
1）設(shè)計溫度：25℃
2）設(shè)計進水量：56m3／h
3）設(shè)計產(chǎn)水量：一級反滲透產(chǎn)水量：48m3／h二級反滲透產(chǎn)水量：38.5m3／h
4) 系統(tǒng)回收率一級反滲透回收率：≥75％（三年內(nèi)）二級反滲透回收率：≥80％（三年內(nèi)）
5）系統(tǒng)脫鹽率: ≥ 97％（三年內(nèi)）
6）組件清洗周期：3～6個月／次3.2.3EDI精除鹽系統(tǒng)EDI精除鹽系統(tǒng)主要功能是為了進一步去除水中的離子。EDI精除鹽系統(tǒng)設(shè)備主要包括RO產(chǎn)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(lián)，純水設(shè)備廠家配置真空泵，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(tǒng)出水溶解氧＜5ppb的要求。
3.2.3.2EDI裝置
EDI技術(shù)是將電滲析和離子交換相結(jié)合的除鹽新工藝，該設(shè)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(chǎn)生的H+和OH-，達到再生樹脂的目的。
IONPURE裝置主要技術(shù)參數(shù)：l）設(shè)計進水量：30.5 m3／h2）設(shè)計產(chǎn)水量：29.0 m3／h3）回收率：≥90－95％4）產(chǎn)水電阻率：≥16MΩ.cm
EDI的如下特點：
1）可連續(xù)生產(chǎn)符合用戶要求的合格超純水，產(chǎn)水穩(wěn)定;
2）無需化學(xué)藥品進行再生，沒有化學(xué)物排放，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品;
3）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，制水成本低;
4）出廠前完成裝置調(diào)試，現(xiàn)場安裝調(diào)試簡單;
5）運行操作簡單，勞動強度極低，培訓(xùn)容易
6）模塊化組合，便于系統(tǒng)水量的調(diào)整;
7）運行電壓低能耗小。
3.2.4循環(huán)精處理系統(tǒng)循環(huán)精處理系統(tǒng)主要功能是為了保證系統(tǒng)出水的水質(zhì)、水量的穩(wěn)定性以及各項指標在通常狀態(tài)下滿足業(yè)主要求，本系統(tǒng)水量循環(huán)比例為1.5。系統(tǒng)設(shè)備主要包括氮封EDI產(chǎn)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(lián)，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(tǒng)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(xù)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(shè)置拋光混床是為了進一步去除超純水循環(huán)系統(tǒng)中可能引入的微量離子，保證純水設(shè)備出水電阻率 ＞ 18.1MΩ.cm，以滿足用戶要求。拋光混床內(nèi)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(tǒng)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，保證高純水設(shè)備廠家出水水質(zhì)。
3系統(tǒng)控制與電氣
3.1控制系統(tǒng)概述系統(tǒng)中的控制對象主要是開關(guān)量，涉及到的控制對象除了開關(guān)閥以外，主要是泵設(shè)備的控制。也就是說系統(tǒng)是一個以開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)；所以本控制系統(tǒng)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(jiān)測指標以及系統(tǒng)運行狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)特點，把工藝流程分為預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)、循環(huán)精處理四部分。采用PLC集中控制。
3.2PLC控制原理
反滲透設(shè)備，半導(dǎo)體超純水設(shè)備PLC即可編程邏輯控制器，它根據(jù)編制的程序以及采得的數(shù)據(jù)信息進行邏輯運算，并將運算結(jié)果通過信號輸出到執(zhí)行機構(gòu)來控制系統(tǒng)設(shè)備的運行。
采集的數(shù)據(jù)信號（如流量、液位、閥門和馬達的反饋信號等）通過開關(guān)量輸入、模擬量輸入等卡件傳送至中央處理器CPU，CPU經(jīng)過邏輯運算，將運算結(jié)果通過開關(guān)量輸出、模擬量輸出等卡件以及配合的外圍電路，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)（如閥門、馬達等），用戶將編制的程序下傳至CPU，CPU按用戶指令進行運算，實現(xiàn)可編程控制。
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