工艺技术_高纯水处理工艺培训

主讲 柯国洲日期 2017 2 21 高纯水处理工艺培训 目录 二 高纯水主要处理设备 一 储水设备 一 储水储药箱 1 水箱 1 材质 PE 聚乙烯 FRP 玻璃钢 SS304 不锈钢 PE水箱 FRP水箱 SS304水箱 一 储水设备 2 作用 污染物初步沉降分离 调节进水水质 缓冲调节水量 3 设计要求 水量 30t h FRP水箱 水量 30t h PE水箱 一 储水设备 2 超纯水工艺中所用到的水箱对比 二 高纯水主要处理设备 1 MMF Multi mediafilter 多介质过滤器 碳钢衬胶MMF 玻璃钢MMF 不锈钢MMF 1 2作用常用于水处理除浊 软化水 纯水的前级预处理 去除水中的泥砂 悬浮物 胶体等杂质和藻类等生物 降低对反渗透膜元件的机械损伤及污染 1 1简介利用一种或几种过滤介质 在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料 从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程 二 高纯水主要处理设备 1 3构造多介质过滤器主要由以下部分构成 配套管线和阀门 其中过滤器体又包括 筒体 反洗气管 布水组件 支撑组件 滤料 排气阀 外置 等 单介质 单一石英砂或无烟煤 特点上小下大 上层0 8 1 2mm 中间层1 0 2 0mm 底层4 0 8 0mm 双介质 上层大粒径低密度无烟煤 下层小颗粒高密度石英砂 二 高纯水主要处理设备 1 4MMF设计规则 1 膨胀高度 反冲洗时 为了保证滤料颗粒有足够的间隙使污物迅速随水排出滤层 滤层膨胀率应大一些 双层滤料 膨胀率为40 50 2 反洗水量和压力 反洗水的强度为16 20m3 m2 h 反洗水的压力 0 15MPa 3 反洗空气量和压力 反洗空气的强度为8 12m3 m2 h 反洗空气的压力 0 15MPa 4 滤料装填 过滤层石英砂粒径0 8 1 2mm 高度 500mm 支撑层石英砂粒径1 0 2 0mm 高度200mm 垫层石英砂粒径4 0 8 0mm 高度200 400mm 总高度不高于上视镜中心线 当罐体直径 2000mm时 垫层用鹅卵石 二 高纯水主要处理设备 1 5MMF过滤及冲洗 注 表中O表示阀门打开 标注 阀门关闭 正冲 反冲 气冲 反冲 正冲 制水 二 高纯水主要处理设备 2 ACF Activecarbonfilter 活性炭过滤器 2 1简介活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备 作为水处理脱盐系统前处理能够吸附前级过滤中无法去除的余氯 防止后级反渗透膜 离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染 同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质 对水中异味 胶体及色素 重金属离子等有较明显的吸附去除作用 还具有降低COD的作用 可以进一步降低RO进水的SDI值 保证SDI 5 TOC 2 0ppm 二 高纯水主要处理设备 2 2设计参数 注意事项 在使用活性炭的初期 或者更换过活性炭运行初期 少量的极细微的粉末活性炭有可能随水流进入RO系统 而造成反渗透膜流道的污堵 引起操作压力升高 产水量下降和系统的压降上升 而且这种破坏作用很难用常规的清洗方法恢复 所以必须将活性炭冲洗干净 去除细小粉末后才能将过滤水送至后续RO系统 二 高纯水主要处理设备 2 3ACF过滤及冲洗 运行 反冲 排水 反冲 正冲 制水 注 表中O表示阀门打开 标注 阀门关闭 二 高纯水主要处理设备 3 ASS Discfilter 盘式过滤器3 1盘式过滤器组成结构 盘片叠加组成滤芯滤芯 一组相同精度的叠片相叠加 滤芯和过滤外壳组合成单元单元 2 3 4 之分单元由管道阀门连接组合成设备阀门 2 3 4 之分 离心螺旋盘 阿速德独家专利 过滤盘片由一组双面带不同方向沟槽的聚丙烯盘片构成 相邻两盘片叠加 其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点 交叉点构成大量的空腔和不规则的通路 从而导致紊流使固体颗粒拦截在交叉点 工作原理 SPINKLIN盘片规格如下表 3 1盘式过滤器组成结构 工作原理示意图 二 高纯水主要处理设备 叠片式滤芯把一摞相同精度的盘片固定在骨架上 再用压盖压紧便成为滤芯 滤芯骨架 采用聚酰胺构成紧固弹簧 把叠片压紧 反洗时弹簧打开 压盖上升 可松开盘片 骨架侧端延切线方向设有喷嘴 反洗时沿切线方向喷水 内设单向导水橡胶椎斗结构 3 1盘式过滤器组成结构 滤芯 过滤单元 过滤单元根据单元进出水口尺寸大小主要有2 单元 3 单元 4 单元 二 高纯水主要处理设备 过滤器用管路 两位三通阀门把不同数量的过滤单元连接起来组成不同型号的过滤设备 套设备采用一个专用的控制器进行全自动控制 标准控制器最多接10个单元 如接上扩展输出 最多可接22个单元 3 1盘式过滤器组成结构 二 高纯水主要处理设备 3 2盘式过滤器过滤及反洗过程 过滤 过滤时原水从外面通过叠片 过滤叠片在弹簧力和水力的作用下被紧紧地压在一起 杂质颗粒被截留在叠片交叉点和叠片外缘 反洗 反冲洗时反冲水压抵消弹簧力使叠片被松开 位于SPIN上的喷嘴沿切线喷射 使叠片旋转 将截留在叠片上的杂质冲洗甩出时 二 高纯水主要处理设备 3 3盘式系统反洗模式 以ARKAL产为例 内源水力反冲洗模式 二 高纯水主要处理设备 特点 反洗水来自过滤水出水压力和流量满足反洗所需的最小值以上对过滤单元逐一反洗当出水压力机流量偏低时 安装背压阀 提高反洗压力及流量 适用范围 进水压力大于 最小反冲洗压力 1 2公斤 过滤流量大于反冲洗流量的5倍 可选择内源反冲洗模式 可以不用背压阀 进水压力大于 最小反冲洗压力 1公斤 过滤流量大于反冲洗流量1 5倍以上的 可以选择内源反冲洗模式 但必需含自动背压阀的 3 3盘式系统反洗模式 以ARKAL产为例 外源水力反冲洗模式 二 高纯水主要处理设备 特点 反洗水来自外源水压力由外源水泵或其他压力清洁水源提供对过滤单元逐一反洗当出水压力机流量偏低时 安装背压阀 提高反洗压力及流量适用范围 进水压力偏低过滤单元数偏少过滤流量较小 3 3盘式系统反洗模式 以ARKAL产为例 空气辅助反冲洗模式 二 高纯水主要处理设备 特点 通过压缩空气驱动水罐的水 并和水混合后 高速反冲洗每个过滤单元空气压力为6Bar 流量为300L min适用范围 应用于外源反冲洗模式中不方便采用外泵或外接高压水源的应用点 二 高纯水主要处理设备 3 4盘式过滤器品牌 二 高纯水主要处理设备 3 5盘式过滤器应用领域 3 6盘式过滤器选型 选型依据盘式过滤器基本过滤单元分为2 3 和4 三种 每个过滤单元正常产水量决定于 进水水质应用要求即过滤精度的要求设计选型可以根据这两个条件和系统总水量确定过滤器的单元数目 水质分类优良水质 城市自来水 从稳定的含水层抽取的井水 浊度小于3度 一般水质 循环冷却水 经有效沉淀处理过的地面水 一般井水 经过有效沉淀和完全生物处理过的排水 一般悬浮物小于30mg L 较差水质 从水质很差的含水层抽取的地下水 经过有效沉淀 但未经或经很少的生物处理的排水 比较好的地面水 一般悬浮物小于75mg L 很差水质 很差的井水 地面水 未经沉淀及生物处理的排水 为保证过滤系统较好的工作状态 4类水质需要进行预处理以提高一个等级 过滤精度 二 高纯水主要处理设备 二 高纯水主要处理设备 3 7过滤系统主要设计参数 功能项目应用类型 冷却塔 旁滤 在线 喷嘴保护 喷嘴口径 离子交换前 后处理 一般进水处理 废水排放前过滤废水回用过滤 其他非水介质过滤 预处理 盐水 其它项目情况 新安装设备 已有系统改造完善 已有系统的更换 被更换的系统是 更换的原因水质水源 污染物状况 固体含量 水质分析 化学物质 进水温度要求过滤的精度 技术参数工作流量 是否是持续流量 流量Max Min Mean 反洗时最小流量压力 反洗时最小压力要求2 8Bar 工作压力Max Min Mean压头损失 设计最大允许连接尺寸 进水 出水设备占地 长 宽 高 反洗及控制反洗 流量 最小流量为8m3 h最小压力 2 8Bar外源反洗 反洗压力 流量用于正冲的增压泵 冷却塔旁滤 压缩空气其他控制 控制源 水动 压力 气动 压力控制电源 220V控制器控制方式 Arkal压差 时间电磁阀和继电器 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤定义 是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术分离对象 悬浮物 胶体 蛋白质和微生物等大分子物质机理 筛分 以工作压力和膜的孔径大小来进行水的净化处理 内压式 外压式 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤膜膜材料 聚合物如聚砜 PSU 聚丙烯腈 PAN 聚醚砜 PES 聚偏氟乙烯 PVDF 聚氯乙烯 PVC 等 无机材料如氧化铝 氧化锆 氧化钛 硼硅玻璃 热解碳 锆 不锈钢 锆 碳膜形状 平板膜 管式超滤膜 孔径 10微米 毛细管式超滤膜 孔径0 50 10 00微米 中空纤维超滤膜 孔径 0 5微米 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤膜组件 卷式组件 疏松 缠绕组件 清洁流道网 标准螺旋式组件 板框式组件 料液侧压力5 20bar 流道为0 6mm的能耗比0 3mm的能耗高20 40 中空纤维 0 5 2 5mm 其内径必须是需过滤系统中最大粒径的10倍 陶瓷膜 蜂窝状组件 单管组件 圆盘式组件 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤膜组件品牌 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤设备 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤典型工艺流程 NaClO 产水箱 加药泵 反洗泵 原水泵 反洗排污水 正洗排污水 HCl NaOH 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤典型几种运行状态 停止状态产水状态气水反洗 HBW 化学加强反洗 CEB 通量保持清洗 EFM 在线化学清洗 CIP 二 高纯水主要处理设备 超滤典型几种运行状态超滤气水反洗 HBW 周期 30 60分钟持续时间 2分钟化学药剂 不使用主要去除的污染物 悬浮物步骤 针对高浊度原水 空气擦洗 30秒排空30 45秒气洗 水反洗 45秒正向水洗 30秒针对低浊度原水 空气擦洗 30秒气洗 水反洗 30秒正向水洗 30秒 二 高纯水主要处理设备 超滤典型几种运行状态化学加强洗 CEB 周期 3 8次气水反洗持续时间 4 7分钟化学药剂 氧化剂 酸 碱等 取决于污染物种类主要去除的污染物 有机物 微生物 酸可溶结垢 步骤 空气擦洗 30秒排空30 45秒反洗注药30 45秒浸泡60 180秒气水反洗 30秒正冲洗 30秒产水冲洗 15秒 二 高纯水主要处理设备 超滤典型几种运行状态超滤通量维持清洗 EFM 周期 1 5天持续时间 60分钟化学药剂 氧化剂 酸 碱等 取决于污染物种类主要去除的污染物 有机物 微生物 酸可溶结垢 悬浮物 步骤配药空气擦洗60秒排空30 45秒原水侧注入药剂 循环30 60分钟清水置换正冲洗30 60秒产水冲洗15 30秒 二 高纯水主要处理设备 超滤典型几种运行状态在线化学清洗 CIP 周期 30 180天持续时间 2 12小时化学药剂 氧化剂 酸 碱 还原剂 表面活性剂等 取决于污染种类主要去除的污染物 有机物 微生物 酸可溶结垢 悬浮物 油 金属氧化物等步骤 与EFM相似 区别是 根据不同的污染类型 更长的时间 最高的药剂浓度及更多的药剂种类 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤膜清洗药剂 碱洗溶液 0 5 的氢氧化钠 NaOH 200ppm次氯酸钠 NaClO 或50ppm氯 Cl2 pH 10酸洗溶液 2 柠檬酸或盐酸 pH 2 0 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤系统产水及反洗 A进水 全量过滤 正冲 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤系统反洗 反洗加药 C反洗进水 B NaClO HCl NaOH 排水 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤系统设计步骤 第二步中试确定最佳透量确定反洗频率操作压力选择合理的化学清洗 第三步实际设计确定控制系统设计清洗系统操作方式计算投资量和运行成本 第一步小试原水来源 自来水 地表水 地下水 废水 操作方式 错流 死过滤 过滤通量操作压力 二 高纯水主要处理设备 4 UF Ultrafiltration 超滤超滤系统设计参数 二 高纯水主要处理设备 5 离子交换器软化器 钠离子交换器 原理软化 利用钠型阳离子交换树脂 与水中的阳离子 Ca2 Mg2 Fe2 等 进行离子交换 去除水中钙镁离子 降低原水硬度 以达到软化硬水目的 从而避免管道 容器 锅炉产生结垢现象 再生 用饱和浓盐水浸泡树脂层 把树脂所吸附的钙镁离子再生置换出来 恢复树脂的交换能力 水硬度表示方法德国度 1度相当于1L水中10mg的CaO英国度 1度相当于0 7L水中10mg的CaCO3法国度 1度相当于1L水中10mg的CaCO3美国度 1度相当于1L水中1mg的CaCO3 二 高纯水主要处理设备 5 离子交换器水硬度硬度 主要是描述钙离子和镁离子的含量 包含暂时硬度和永久硬度 水硬度分类如下表所示 水硬测量方法化学法 钙和镁总量的测定EDTA滴定法GB7747 87仪器 原子吸收 液相色谱 电化学分析法等软化目的 防止水结垢 堵塞管道 二 高纯水主要处理设备 5 离子交换器硬水软化设计用户提供数据包括产水量原水硬度出水硬度交换器计算反洗计算再生计算置换计算正洗计算再生水消耗计算阻力损失计算 二 高纯水主要处理设备 5 离子交换器阴阳床 复床 阴阳床 全称是阴阳离子交换床 也就是复床 它是由阳 阴离子交换器串联使用 达到水的除盐的目的 混床 Mixedbed 混合床是把阴 阳离子交换树脂装填在同一个交换器内 再