反滲透系統

反滲透（RO）系統利用反向自然滲透原理，去除水中的絕大部分溶解鹽類(lèi)，同時(shí)去除一些大分子和預處理未去除的小顆粒等。反滲透系統包括1臺5mm保安過(guò)濾器、1臺高壓泵、1套RO膜組、1套阻垢劑投加設備和1套RO清洗設備。RO膜組布置在一個(gè)不銹鋼機架上。成套設備本體上有各種閥門(mén)和各種顯示儀表，便于用戶(hù)現場(chǎng)維護和監控。

RO系統水回收率在75%以上，系統一年內脫鹽率不小于98%。

反滲透采用1套出力15m³/h的反滲透處理膜組。單支膜的脫鹽率脫鹽率達到>99.5%。反滲透裝置配備就地控制盤(pán)，盤(pán)上安裝各種就地儀表和控制按鈕。

保安過(guò)濾器

5μ保安過(guò)濾器設置在RO本體之前，目的是防止水中的大顆粒物進(jìn)入反滲透膜，損壞反滲透膜，確保RO的正常運行。保安過(guò)濾器是立式柱狀設備，內裝長(cháng)40英寸的均孔、PP噴熔濾芯，過(guò)濾精度為5μm。由于水源中Cl-含量較高，過(guò)濾器本體采用不銹鋼外殼。

保安過(guò)濾器屬于精密過(guò)濾器，其工作原理是利用PP濾芯5μm的孔隙進(jìn)行機械過(guò)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(zhù)制水時(shí)間的增長(cháng)，濾芯因截留物的污染，運行阻力逐漸上升，當運行至進(jìn)出口水壓差達0.2Mpa時(shí)，更換濾芯。

保安過(guò)濾器的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高、阻力小、便于更換。

高壓泵

高壓泵為反滲透膜組提供足夠的進(jìn)水壓力，維持反滲透膜的正常運行。反滲透裝置運行時(shí)，高壓泵同時(shí)啟動(dòng)。高壓泵采用丹麥格蘭富公司生產(chǎn)的不銹鋼立式高壓泵。該泵具有以下主要特點(diǎn)：

快裝式軸封

快裝式軸封提高了可靠性并使維修更加方便。

軸封方案

快裝式密封具有多種材料選擇，并且可以采用密封沖洗，雙端面密封及磁力 -40 .C - +180 .C。

耐用的軸承

耐磨材料及多種選擇材料延長(cháng)了軸承的壽命。

電機

電機具有低噪音、高效率的特點(diǎn)。

高壓泵及附件的材料均采用不銹鋼。具有體積小，效率高，噪聲低，維護量小，節省能源的特點(diǎn)。采用EPDM密封，耐腐蝕性高。

1)高壓泵出口裝設慢開(kāi)門(mén)裝置（控制閥門(mén)開(kāi)啟速度）和壓力開(kāi)關(guān)，以防膜組件受高壓水的沖擊延時(shí)，并在壓力高時(shí)報警及停泵。

2)高壓泵進(jìn)口裝壓力開(kāi)關(guān)，壓力低時(shí)報警及停泵。

3)高壓泵采用SS304。

4)密封裝置采用防腐材料、機械密封。

反滲透裝置

反滲透裝置的核心部件是反滲透膜元件，反滲透膜元件是利用半透膜透水不透鹽的特性，去除水中的各種鹽份。在RO的原水側加壓，使原水中的一部分純水沿與膜垂直的方向透過(guò)膜，水中的鹽類(lèi)和膠體物質(zhì)在膜表面濃縮，剩余部分原水沿與膜平行的方向將濃縮的物質(zhì)帶走。透過(guò)水中僅殘余少量鹽份，收集利用透過(guò)水，即達到了脫鹽的目的。

膜元件的水通量越大，回收率越高則其膜表面濃縮的程度越高，由于濃縮作用，膜表面的物質(zhì)濃度與主體水流中物質(zhì)濃度不同，產(chǎn)生濃差極化現象。濃差極化會(huì )使膜表面鹽的濃度增大，膜的滲透壓增大，鹽的透過(guò)率也增大，為提高給水的壓力而需要消耗更多的能量。

預處理產(chǎn)水進(jìn)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(guò)反滲透膜，經(jīng)收集后成為產(chǎn)品水，通過(guò)產(chǎn)水管道進(jìn)入后續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過(guò)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(shí)，自動(dòng)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。

反滲透裝置的運行工況：

1)  設計溫度：                       20-25℃

2)  設計總進(jìn)水量：                   30m³/h

3)  設計產(chǎn)水量：                     15m³/h

4)  系統回收率：                     ≥75%（三年內）

5)  系統脫鹽率：                     ≥98%（一年內）

反滲透膜元件

反滲透膜元件的選型應根據進(jìn)水的含鹽量和進(jìn)水受污染的程度來(lái)選擇透水量大、脫鹽率高、化學(xué)穩定性好、抗污染性能好及機械強度高的膜元件，反滲透膜采用沃頓公司產(chǎn)品，并遵循其相應設計導則及設計軟件，膜通量不大于18LMH。

RO裝置各段給水及濃水進(jìn)出水總管上設有足夠的接口及閥門(mén)，以便清洗時(shí)與清洗液進(jìn)出管相連。

RO裝置產(chǎn)品水管上裝設防爆膜及壓力開(kāi)關(guān)。

RO濃水排水須裝流量控制閥，以控制水的回收率。

RO裝置設有程序啟停裝置，停用后能延時(shí)自動(dòng)沖洗。RO裝置配全套電動(dòng)切斷閥，現場(chǎng)設置一套就地儀表操作箱，在就地箱上可讀出有關(guān)工藝參數，同時(shí)可進(jìn)行相關(guān)閥門(mén)的就地手動(dòng)控制及遠程切換。

RO膜組件安裝在組合架上，RO組合架的設計應滿(mǎn)足其廠(chǎng)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門(mén)及接頭，包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件。

反滲透膜

反滲透裝置膜元件選用沃頓公司生產(chǎn)的聚酰胺復合膜，該元件由三層薄膜復合，表面層為芳香族聚酰胺材質(zhì)，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(xué)侵蝕具較好抵抗性，該元件具有相對較大的產(chǎn)水通量，對NaCl、CaCl2、MgCl2具有99%以上的脫除率。

反滲透裝置配置30支LP22-8040膜元件，產(chǎn)水≥30m³/h，回收率≥75%。

隨著(zhù)系統長(cháng)期運行，任何反滲透膜的性能（產(chǎn)水量、脫鹽率等）必將因時(shí)間的推移而衰減。為了確保三年時(shí)間內無(wú)論產(chǎn)水量和脫鹽率均能得到滿(mǎn)足，本系統在膜品種的選擇、膜元件的數量上都已充分考慮。

進(jìn)水水質(zhì)指標:

RO壓力膜管

膜壓力容器采用專(zhuān)用于卷式RO組件的壓力膜管。選取可裝5支膜元件的，耐壓300psi，長(cháng)度約5.6米。壓力膜管選用FRP材質(zhì)膜管，內壁光滑不易生菌，并防腐。

本系統配置6根FRP壓力容器內，成2：1排列，每支膜管裝膜元件5支。

反滲透清洗裝置

在運行中，RO膜不可避免的受到一些微量的無(wú)機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等的污染或阻塞。這些物質(zhì)沉積在膜表面上，將會(huì )越積越多，從而引起RO膜透過(guò)量下降和脫鹽率降低。因此，為了恢復RO膜的透過(guò)量和脫鹽性能，需要對RO定期地進(jìn)行化學(xué)清洗。

本RO系統配有一套化學(xué)清洗裝置，包括具有防腐性的溶藥箱、清洗過(guò)濾器（5mm保安過(guò)濾器）、清洗泵及連接管路組成。其化學(xué)清洗泵的流量為12m³/h，揚程為0.30MPa，化學(xué)藥箱的容積為500L，保安過(guò)濾器的流量為12m³/h?；瘜W(xué)清洗采用人工配液、人工控制清洗過(guò)程的方式。

產(chǎn)水箱(用戶(hù)自備)

反滲透產(chǎn)水帶有一定的壓力，自行進(jìn)入產(chǎn)水箱暫存，其作用是保證反滲透膜的產(chǎn)水側承受較低的壓力，避免反滲透膜受到背壓而導致?lián)p壞，同時(shí)緩沖由于后級供水系統啟停時(shí)造成的壓力波動(dòng)。

加藥裝置

加藥裝置為反滲透系統阻垢劑加藥裝置。

反滲透設置一套加藥單元，投加阻垢劑。加藥點(diǎn)設在反滲透入口管道上。

加藥裝置設計有計量箱、過(guò)濾器、計量泵、壓力表、逆止閥、閥門(mén)、管道、附件等。

藥品計量箱的容積滿(mǎn)足一晝夜的藥品用量。計量泵進(jìn)口設濾網(wǎng)、逆止閥等，行程0～110％可調，出力為最大加藥量的1.25 倍。在最大行程（相對行程為 110％）點(diǎn)的計量精度不低于1％。

計量泵采用美國米頓羅產(chǎn)品。計量泵設置1臺。

水泵

本系統所需水泵有：原水泵、高壓泵、清洗水泵。水泵的流量、揚程、材質(zhì)及數量應滿(mǎn)足水處理用水運行的要求。

1）水泵加工符合國家相關(guān)標準及相應廠(chǎng)標。

2）水泵性能滿(mǎn)足設計及使用要求，并保證運行安全可靠、密封性能好、啟動(dòng)系統可靠，葉輪無(wú)卡澀、無(wú)異聲。

3）所供水泵運行安全、平穩、可靠，噪聲符合設計要求，距離水泵1米處噪音低于85dB。

4）水泵涂漆及質(zhì)量符合機電部標準，無(wú)脫漆、凹坑、鼓包、硬器刮痕等外部損傷。

5）耐腐蝕泵的材質(zhì)，在使用的介質(zhì)、溫度、工作條件下，保證使用不出現腐蝕情況。

6）水泵在工作時(shí)充分考慮并聯(lián)運行的可能，保證各泵并聯(lián)運行時(shí)揚程統一，流量不變。

管路系統及綜合材料

多介質(zhì)過(guò)濾器采用UPVC管；反滲透高壓部分采用316不銹鋼管；反滲透低壓部分采用UPVC管；輔助管路（清洗/排放等管路）采用UPVC管道；各加藥管線(xiàn)采用UPVC管道。

系統控制與電氣

控制系統概述

系統中的控制對象主要是開(kāi)關(guān)量，涉及到的控制對象除了開(kāi)關(guān)閥以外，主要是泵設備的控制。也就是說(shuō)系統是一個(gè)以開(kāi)關(guān)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)完成反滲透部分的電氣和儀表控制，同時(shí)可顯示工藝過(guò)程中的主要監測指標以及系統運行狀態(tài)。

根據系統特點(diǎn)，把工藝流程分為預處理系統、反滲透系統二部分，采用PLC方式實(shí)現反滲透的自動(dòng)控制。反滲透系統可現場(chǎng)集中控制，可進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)運行方式的切換。

 PLC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(jìn)行邏輯運算，并將運算結果通過(guò)信號輸出到執行機構來(lái)控制系統設備的運行。

采集的數據信號（如液位、閥門(mén)和水泵的反饋信號等）通過(guò)開(kāi)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(guò)邏輯運算，將運算結果通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出、模擬量輸出等卡件以及配合的外圍電路，驅動(dòng)執行機構（如閥門(mén)、馬達等），用戶(hù)將編制的程序下傳至CPU，CPU按用戶(hù)指令進(jìn)行運算，實(shí)現可編程控制。

主要控制回路

水泵控制

原水泵根據相應的水箱液位控制啟停，同時(shí)聯(lián)鎖整個(gè)系統設備的啟停。

RO裝置的高壓泵進(jìn)出口裝有低壓和高壓保護開(kāi)關(guān)。當供水量不足使高壓泵入口的水壓低于某一設定值（通常為0.1Mpa）, 會(huì )自動(dòng)發(fā)出信號停止高壓泵運行, 保護高壓泵不在空轉情況下工作。 當系統因其它的原因或誤操作， 使高壓泵的出口壓力超過(guò)某設定值時(shí)（通常為2.0Mpa）， 高壓泵出口壓力保護會(huì )自動(dòng)切斷高壓泵供電，同時(shí)停運相應的RO裝置，保護系統設備不受損害。

加藥控制

對于配比加藥的控制，本系統是根據對應反滲透裝置的啟?？刂茖嬃勘玫膯⑼?，從而實(shí)現定量投加。

反滲透系統(RO)控制

RO系統的啟動(dòng)、運行、沖洗、停機備用等過(guò)程均可由PLC實(shí)現自動(dòng)控制。同時(shí)，RO系統還設置一塊就地儀表盤(pán)和一塊就地操作盤(pán)，在就地盤(pán)上可讀出RO的有關(guān)工藝參數，如電導率、壓力等；以及能在就地操作盤(pán)上啟停RO進(jìn)水高壓泵及相關(guān)的自動(dòng)閥門(mén)。

反滲透（RO）啟停保護

當RO投入運行時(shí),為了防止高壓泵突然啟動(dòng)升壓，產(chǎn)生對RO膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜，在RO裝置的高壓泵出口至RO膜組件間設置一個(gè)慢開(kāi)閥門(mén)，由可編程序控制器(PLC)控制打開(kāi)閥門(mén)，使反滲透膜元件逐漸升壓至一定的壓力。

在RO停止使用時(shí)，應對RO膜組件自動(dòng)沖洗3-5min左右，以避免濃水中的高濃度鹽類(lèi)在RO膜表面沉積結垢而影響膜的性能。

控制系統配置

硬件

控制系統硬件組成包括1套可編程控制器（PLC）.PLC采用性能可靠、廣泛應用于工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品。

軟件

控制軟件能為系統的運行和保護提供可靠的工作程序。

PLC應用軟件:運行于PLC，實(shí)現各種控制功能。

控制系統功能

整個(gè)控制包括一套PLC、和各種檢測與執行裝置，由控制電纜連結成一個(gè)整體，由控制軟件實(shí)現自動(dòng)功能。

數據采集

采集反滲透系統各個(gè)裝置的重要工藝參數、設備運行狀態(tài)等重要數據。

聯(lián)鎖、報警

對非正常的工藝參數和設備的運行狀態(tài)實(shí)施報警，出現危險和異常狀態(tài)時(shí)對設備進(jìn)行聯(lián)鎖保護，如系統中的液位與相應的泵及閥門(mén)設備的聯(lián)鎖，高壓泵與進(jìn)、出口壓力的聯(lián)鎖。。

手動(dòng)控制

反滲透系統可以實(shí)現手動(dòng)和自動(dòng)的切換，在非正常運行狀態(tài)下，對每臺泵設備和控制閥可以進(jìn)行手動(dòng)控制。

電儀控制一體化

電氣設備和工藝過(guò)程的控制由一個(gè)控制系統完成，提高系統的完整性和可靠性。

儀表

儀表選型

現場(chǎng)儀表的選型原則是滿(mǎn)足工藝要求、質(zhì)量可靠。

電氣

供配電

水處理站用電設備電壓等級為AC380/220V。

防雷與接地

防雷：根據有關(guān)規程、規范，接入全廠(chǎng)避雷系統。

接地：根據有關(guān)規程、規范、所有需要保護接地的電氣設備均可靠接入相應的接地系統。主要包括配電裝置、PLC裝置、機電設備、控制盤(pán)柜等。

裝置設計、制造原則和標準

保安過(guò)濾器

1)  過(guò)濾器結構應滿(mǎn)足快速更換濾元的要求。

2)  進(jìn)入過(guò)濾器的頂部設排氣口。

3)  過(guò)濾器的濾元過(guò)濾精度要求： 5μm

RO高壓泵

1)  高壓泵出口設慢開(kāi)門(mén)裝置（控制閥門(mén)開(kāi)啟速度）和壓力開(kāi)關(guān)（為進(jìn)口產(chǎn)品），以防膜組件受高壓水的沖擊，系統壓力高時(shí)報警和停泵。

2)  高壓泵進(jìn)口裝壓力開(kāi)關(guān)，壓力低時(shí)報警及停泵。

3)  高壓泵及其出口管路的材質(zhì)采用不銹鋼。

4)  密封方式考慮耐腐蝕，機械密封。  

RO膜組

1)   RO膜元件的設計通量不大于各膜元件制造廠(chǎng)商《導則》規定的最大通量值，并選擇合理的設計通量，保證膜元件正常運行和合理的清洗周期。

2)   RO裝置的給水加藥種類(lèi)及加藥點(diǎn)，化學(xué)清洗液的選擇應根據給水水質(zhì)和所選用反滲透裝置膜組件的特性確定。

3)   RO裝置各段給水及濃水進(jìn)出水管上設有接口及閥門(mén)，以便清洗時(shí)與清洗液進(jìn)出管相連。

4)   RO裝置的設計避免膜元件承受反壓。

5)   RO裝置濃水排放裝流量控制閥，以控制RO的回收率。

6)   RO裝置設有程序啟停裝置，停用后能延時(shí)自動(dòng)沖洗。

7)   RO裝置產(chǎn)品水管和濃水管設取樣點(diǎn)，取樣的數量及位置能有效的診斷并確定系統的缺陷。

8)   RO膜組件安裝在組合架上，組合架上配備全部管道及接頭，還包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件。

9)   RO組合架的設計應滿(mǎn)足使用地的抗震列度要求和組件的膨脹要求。

10)  RO系統所配儀器、儀表的性能、配置點(diǎn)及數量等將滿(mǎn)足本系統的安全、穩定、可靠運行之需要。

化學(xué)藥品加藥裝置

1)   各類(lèi)藥品計量箱的容積應滿(mǎn)足一晝夜的藥品用量。

2)   加藥計量泵進(jìn)口設濾網(wǎng)。

RO反滲透裝置化學(xué)清洗系統

化學(xué)清洗系統包括清洗箱、清洗泵、保安過(guò)濾器及和RO裝置連接的閥門(mén)。

清洗系統的材質(zhì)能適用于所用的清洗液。

15T/H單級反滲透主機設備清單  
一 反滲透系統 　 　 　 　 　
1 阻垢劑加藥系統 　 　
　 計量箱 V=100L  PE MC-100L 個(gè)
　 計量泵 0-3.8L/h，P=0.7MPa P056
2 5μm保安過(guò)濾器 Q=20m3/h, 精度5μm 不銹鋼 ∮400×1200
　 濾芯 PP,精度5μm， 　 　
　 壓力表   測量范圍：0-0.6MPa 　
3 高壓泵 Q=20m3/h, P=1.42MPa，N=15kW 304SS   CDL20-12
4 反滲透裝置 Q≥15m3/h CLPR-RO-15T
4.1 反滲透膜元件 8”   2:1排列   LP22-8040
4.2 壓力容器 300PSI， 內裝5支膜 80S300-5W
4.3 反滲透裝置儀表 　 　
　 濃水流量表 測量范圍：1-10m3/h LZS-50
　 產(chǎn)水流量表 測量范圍：2-16m3/h LZS-50
　 總進(jìn)水電導率表 測量范圍：1-2000μs/cm CCT5320
　 產(chǎn)水電導率表 測量范圍：1-2000μs/cm CCT5320
4.4 RO機架 不銹鋼 　
4.5 配管及手動(dòng)閥門(mén) 高壓304SS，低壓 UPVC 　
4.6 控制閥門(mén)：電動(dòng)蝶閥 　 　 　 　 　
　 進(jìn)水閥 DN50,PN1.6/Q235閥體/304SS閥板 　
　 濃水排放閥 DN40,PN1.6/Q235閥體/304SS閥板 　
4.7 儀表及控制盤(pán) 不銹鋼
5 清洗裝置 　 　　
　 清洗水泵 Q=12m3/h,H=30m, N=1.8kw，304 CDLF12-3
　 清洗過(guò)濾器 Q=12m3/h, 精度5μm 不銹鋼 ∮300×1200
　 清洗水箱 V=500L  PE PT-500L
　 配管及手動(dòng)閥門(mén) UPVC 　
二 控制系統 　 　 　 　 　
低壓電氣 　 　
　 PLC