毕业设计原水纯化工艺设计

1、中国矿业大学银川学院本 科 毕 业 设 计（ 2015 届）题 目 原水纯化工艺设计 系 别 专业班级 学生姓名 指导教师 教务处制2015 年 5 月 18 日中文题目：原水纯化工艺设计毕业设计共35页图纸共4张完成日期：2015年4月8日答辩日期：2015年5月16日摘要纯水又称去离子水，是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法，制得的密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用的水.本设计方案是以反渗透膜技术为核心，辅以合适的前处理手段和后处理措施，设计了制取高质量桶装饮用纯水以及去离子水的完整系统。整个纯水系统各

2、设备相互补充、相辅相成，系统设计先进、运行可靠、操作简单、监控自动化程度高。关键词：原水；纯化水;过滤器；反渗透目录1绪论11.1 纯水的分类11.2纯水的应用11.1.1纯水的应用范围11.2.1 纯水在电子工业中的应用21.2.2 纯水在医药工业中的应用21.2.3 纯水在能源工业中的应用41.2.4 纯水在化工工业中的应用41.2.5 纯水在其他工业中的应用51.3 本课题的目的52 原水纯化工艺流程62.1预处理62.1.1 原水箱62.1.2原水泵62.1.3 多介质过滤器62.1.4 活性炭过滤器72.1.5精密过滤器72.2 反渗透脱盐72.2.1 RO反渗透72.2.2 EDI

3、（Electronic Data Interchange）72.2.3 阻垢剂投加系统82.2.4 NaOH投加系统82.2.5 化学清洗系统82.3 后段处理部分92.3.1 纯水箱92.3.2 气液混合泵92.3.3 微滤器92.3.4 臭氧发生器92.3.5 混床92.4 控制部分93纯水制备系统设计计算113.1前处理系统设计113.1.1原水箱设计113.1.2 砂滤器设计123.1.3活性炭过滤器133.1.4软化器143.2中段143.2.1精滤143.2.2 RO反渗透153.3终端173.3.1紫外线杀菌173.3.2臭氧杀菌173.3.3终端水箱183.3.4洗瓶灌装设备1

4、83.3.5工艺参数一览表184.1水处理车间布置的内容与要求204.2水处理车间布置示例215设备安全操作、维护及保养225.1 设备操作225.1.1 开机准备225.1.2生产操作225.1.3停机225.2安全常识235.2.1设备介质特性235.2.2系统运行安全要点235.3设备维护及保养24参考文献28致谢29附录30附录A30附录B30附录C30附录D30中国矿业大学银川学院毕业设计1绪论1.1 纯水的分类在工业用水中，根据对水的不同要求可按其纯度进行分类。（1）软化水 一般是是指将水中的Ca2+、Mg2+等离子的含量降低或去除至一定程度的水。水在软化过程中，硬度降低，软化水一

5、般广泛用于低压工业锅炉用水。软化方法通常为离子交换法和药剂软化法。（2）纯水 又称去离子水。一般是指用物理、化学的方法将水中易于去除的强电解质去除之外，还将水中难以去除的硅酸即二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。25时纯水中的电导率一般为0.11S/cm，剩余含盐量一般应在1mg/L以下。纯水制备的常用方法有离子交换、灭菌、膜分离等方法。（3）高纯水 又称“超纯水”。一般是指将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体即有机物均去除至极低程度的水。高纯水中剩余含盐量应在0.1mg/L以下，25时的电导率在0.1S/cm以下。（4）理论水 又称理想水，即不含任何杂质的水，这样的

6、水是不存在的。（5）脱盐水（包括一级脱盐与二级脱盐） 一般是指用物理、化学等方法将水中易于去除的强电解质去除至一定程度的水。在除盐过程中亦除去了部分机械杂质和有机物质。脱盐水中的剩余含盐量一般应在15mg/L，25时的电导率为110S/cm。常用的脱盐方法有蒸馏、膜分离、离子交换或几种方法的组合使用。将水中易于去除的强电解质去除之外，还将水中难以去除的硅酸即二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。25时纯水中的电导率一般为0.11S/cm，剩余含盐量一般应在1mg/L以下。纯水制备的常用方法有离子交换、灭菌、膜分离等方法。1.2纯水的应用1.1.1纯水的应用范围水一向被称为工业系统的“血液”。随

7、着高新技术的发展，工业部门对水、气、化学试剂及环境这些基础条件提出了越来越高的要求。这也促进了相应产业和技术的进步，水作为一种应用量最大、面最广的基本材料，其发展的速度尤为迅速。当今，纯水和超纯水已成为现代工业部门必不可少的基础材料之一，它们在电子、医药、能源、化工、汽车、机械、电镀、电池、冶金等几乎全部的工业及实验室领域中已得到了广泛的应用。1.2.1 纯水在电子工业中的应用 纯水在电子工业中主要用作超大规模（VLSI）和甚大规模集成电路芯片（ULSI）清洗水。自1958年世界上第一块集成电路问世以来，尤其是最近20年来，几乎每隔23年就有一代产品问世，其集成度达到0.15m以下，不断地给人

8、类生活和现代科学技术的发展产生深远的影响。在集成电路的生产过程中有几百道工序，其中80%以上的工序要使用高纯水进行清洗。水中的各种微量杂质（电解质、颗粒、有机物、细菌、硅、溶解气体）对产品质量都会有重要影响，因此高品质的纯水对集成电路的生产直至关重要。VLSI和ULSI对水质的要求成为当代高纯水水质的极限。可以说没有高纯水就没有现代电子工业。1.2.2 纯水在医药工业中的应用纯水在医药工业中有着十广泛的应用。在商品生产中，不论容器的洗涤，还是原料、制剂的生产均离不开水。水师药物生产中用量最大、使用最广的一种原料。其质量好坏直接关系到药品质量。一般讲的制药用水，是指药用纯水。各国的药典对药用的纯

9、水的规定各不相同。中国药典1995版收载有蒸馏水、注射用水和灭菌注射用水，美英等国的药典则收载有精致用水、注射用水、灭菌注射用水、抑菌剂注射用水、灭菌吸入用水和灭菌冲洗用水。2000版的中国药典取消了“蒸馏水”的名称而代之“纯化水”。纯化水可用作配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水，注射用水用作配制注射剂。根据制药工艺所提出的水质要求，医药用水可分为饮用水、纯水、注射用水和灭菌注射用水。不同的水质级别可满足不同的工艺用途，表1-1给出了中国医药用水的水质要求和用途。表1-1中国医药用水的水质要求和用途水 质 类 别水 质 要 求纯水去离子水参照中国药典, 蒸馏水质量标准, 电阻率0.5Mcm（导

10、电率2）。制药用水对纯水电阻率要求并不高，一般大于等于1Mcm即可，但对纯水中的细菌、毒性物质要求很严，对水的浊度、铁、锰等金属离子以及氯离子、二氧化硅等也有严格控制。水被选作包括洗涤剂、润肤霜等大多数药剂的溶剂，当然，水也是在严重疾病和致伤事故中代替自然人体体液的静脉输液的主要成分。在这些应用中，任何污染物的存在都会导致药物治疗的负面影响，干扰药物治疗的化学效应，甚至直至伤害病者。需要高纯水的医药产品包括药典规定的和无需医师处方的两大类，后者如眼药水或隐形眼镜清洗液。医药工业的各种实验室的研究也需要较少量的高纯水。此外，血液透析也需要大量的纯水。在血液透析中，患者的血液流过血液透析机，和仅被

11、半透膜隔开的水贴近。血液中的污物扩散通过膜浸入水中，因此净化了患者体内的血液。血液透析机中使用的水通常是由经仔细地去除可能干扰透析过程的大多数离子无知制得的。表1-2给出了AAMI血液透析用纯水标准.表1-2 AAMI血液透析用纯水标准序号项目单位最高容许值12345钙镁钠钾氟化物mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L2.04.070.08.00.2678910氯氯胺硝酸盐硫酸盐铜、钡、锌mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L0.50.12.0100.0各0.11112131415铝砷、铅、银镉铬硒g/Lg/Lg/Lg/Lg/L10.0各5.01.014.090.016171819汞悬浮颗

12、粒细菌电阻率25g/Lm个/mLMcm0.25.0小于等于100大于等于120盐透过率25%若采用RO法，盐透过率不应超过该设备开始实验时盐透过量的两倍1.2.3 纯水在能源工业中的应用能源工业如火电厂和核电公司在电能生产的过程中需要用大量的高纯水作为锅炉的供水，因此电力公司也是高纯水的主要用户。电厂锅炉的补给水有着较严格的质量标准，不合格的水进入水汽循环系统，将有可能导致热力设备结垢、腐蚀、过热器和汽轮机的积盐等各种危害。随着高参数、大容量火电机组的迅速发展，对高压锅炉和超高压锅炉的补给水水质提出了更高的要求。1.2.4 纯水在化工工业中的应用纯水、超纯水在化学工业中的应用也十分广泛。化学工

13、业中也常常需要涉及锅炉用水，纯水的应用可以保证锅炉及整个系统的正常运转。除了锅炉补给水以外，化学工业生产中的工艺用水也需要纯水，通常水量较大。在精细化工产品的生产中，反应用水、洗涤用水、结晶用水等对水质要求高，需要大量的纯水。这些工艺用水对水质要求通常为15Mcm，单机制水能力也较小，通常为120t/h。在离子膜法制碱工艺中的许多工序都需用无离子水，如电解工段离子膜碱浓度的调节，过滤二精工段树脂的再生，高纯酸工段高纯盐酸的生产等。在化工高纯材料，如电子工业用MOS级试剂高绝缘性能的微粉及纳米级化工材料的生产工艺中需要用18Mcm的超纯水。1.2.5 纯水在其他工业中的应用纯水在轻工业如造纸厂、

14、食品加工厂中也有着广泛的应用。在只讲和造纸厂、化学加工工厂、食品加工系统中需要用锅炉来生产仅供加热的蒸汽。在这些应用中，所需蒸汽的质量不同于电厂所需的蒸汽质量。二氧化硅的沉淀和涡轮机叶片的腐蚀不是问题，比较而言，返回管线中冷凝液的酸性腐蚀才是最重要的。这涉及去除水中的碳酸氢盐和碳酸盐的碱度，避免这些化合物在锅炉中的解离，以及产生的二氧化碳进入冷凝管线。在这些工业过程中，提高锅炉用水的纯度是十分必要的。1.3 本课题的目的本系统设计思路:生产饮用纯净水和制药厂用水两类使用标准不同的用水，创新点在于设置共用的前置反渗透处理设备，出水旁路再设置一台生产去离子混床，达到一套系统两个用途的生产目的。2

15、原水纯化工艺流程本水处理系统设计由预处理、反渗透脱盐、终端处理三大部分组成。2.1预处理图2-1工艺流程框图2.1.1 原水箱 贮存中转，供后道预处理使用。2.1.2原水泵原水泵的主要作用是对原水增压到0.3Mpa左右供后道使用，本原水泵选用南方特种泵，叶轮为304不锈钢材料，该泵外型漂亮，体积小，效率较高，噪音低。反冲泵可作为多介质过滤器、活性炭过滤器反洗时用。2.1.3 多介质过滤器多介质过滤器的设计应充分考虑反洗周期、流量及强度，如反洗不彻底，会导致上层滤层结块，影响过滤效果。反洗周期以过滤器进出水压差来确定，反洗应使滤层膨胀20%左右，强度为18-20L/s.m2，和压缩空气混合反洗效

16、果最佳，并能节约反洗用水。本系统配置一台600的不锈钢过滤器，内装优质无烟煤和精致石英砂，运行流速为11m/h，产水量为3.5m3/h。2.1.4 活性炭过滤器活性炭过滤器的工作是通过碳床来完成的，组成碳床的活性炭颗粒有非常多微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理能力。水通过碳床，水中的有机污染物、余氯被活性炭有效吸附，从而防止反渗透膜被污染及氧化损伤，延长膜的使用寿命。本系统配置一台600的不锈钢过滤器，内装8-12目优质颗粒果壳活性炭，活性炭滤层高度为1.2米，活性炭过滤器具有大流量反洗功能。2.1.5精密过滤器精滤器的作用主要是拦截有可能从活性炭过滤器漏出的细小颗粒，以 防止损伤高压泵机械

17、密封和划伤反渗透膜表面。2.2 反渗透脱盐2.2.1 RO反渗透RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术, RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5s/cm， 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2M .cm，超过国家实验室一级用水标准（GB 668292）。 2.2.2 EDI（E

18、lectronic Data Interchange）EDI是电渗析与离子交换有机结合形成的新型膜分离技术，它既保留了电渗析可连续脱盐及离子交换树脂可深度脱盐的优点，又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响及离子交换树脂需用酸、碱再生的麻烦和造成的环境污染。与传统的离子交换树脂相比，EDI具有树脂用量少，占地面积小，不用酸碱再生，无废酸、废碱排放，产水水质好，容易实现自动化等特点。将EDI装在双级反渗透器（TFC膜）的后面，在高纯水装备中，脱盐率可达99%，能除细菌和热原，水的电阻率能达17M cm（25）。将EDI和RO联用可省去一般制水系统中的复床和混床，若要达到电阻率18M cm（25）以

19、上，可在末端增加一级不再生的精混。2.2.3 阻垢剂投加系统反渗透装置在长时间运行后，会在膜表面逐渐形成结垢物，严重时对产水量影响较大，为降低反渗透膜结垢的倾向，减少化学清洗的次数，固本系统设置了阻垢剂投加系统，选用进口美国阻垢剂MDC系列。本系统的计量泵选用德国普罗敏特公司（大连）产品，另配50L计量箱1只。2.2.4 NaOH投加系统因反渗透膜对CO2截留率低，且一级反渗透脱盐装置产水pH值小于6.0，在此条件下，CO2溶解度较高，使一级反渗透装置产水中含有较高的CO2，经二级反渗透装置处理后，产水pH值和电导率达不到技术指标，因此二级反渗透装置进水需要进行pH值调节。在二级反渗透进水处注

20、入NaOH溶液，调节进水的pH值至7.0左右。这样，一方面CO2和OH-反应生成HCO3-，反渗透对HCO3-有很高的去除率，使产水电导率指标得到了保证，另一方面，调整进水pH值在7.0左右，使反渗透处在最佳工作条件，同时使产水的pH值符合要求。2.2.5 化学清洗系统无论预处理多么完善。反渗透装置运行较长时间后，总会出现产水量下降，脱盐率下降和压差上升等现象，这是由于水中的污染物在膜面结垢引起的，需用化学药剂进行循环清洗。在化学清洗箱中配制好一定浓度的化学药剂，然后切换相应的阀门，就可对某台需清洗的设备进行化学清洗。清洗系统由清洗溶液箱、清洗泵、管阀件等组成。本系统反渗透装置的给水采用较为合

21、理的预处理，膜的化学清洗的频率将大大减少。2.3 后段处理部分2.3.1 纯水箱纯水箱的主要作用是贮存反渗透的产水，其中一部分水供混床使用生产实验用水，另一部分通过气液混合泵冲入臭氧生产纯净水.2.3.2 气液混合泵气液混合泵的主要作用是把纯水箱的水和臭氧完全混合，供后道灌装使用，该泵选用南方泵业产品，泵叶轮为304不锈钢材料，该泵外型漂亮，体积小，效率较高，噪音低。2.3.3 微滤器微滤器的主要作用是去除纯水中残留的微小颗粒以及细菌。因微滤器的过滤孔径为0.22微米，比细菌要小的多。该微滤器外壳采用304不锈钢制作，滤芯为耐臭氧滤芯。2.3.4 臭氧发生器臭氧发生器的主要作用是杀菌、保鲜。便

22、于纯水的储存。2.3.5 混床为了使产水符合实验用水，电阻长时间达到1M.CM，（实际最高可达5M.CM）满足用户的使用要求，必须在反渗透后加混床处理。混床床身采用透明有机玻璃材料，耐酸碱，而且能方便观察交换树脂的颜色变化，极大方便再生工作。树脂采用混床专用型阴阳树脂，由于之前反渗透已脱除98%的离子，此时的混床交换负荷非常小，因此再生周期将大大延长，降低了再生费用。2.4 控制部分本水处理系统的控制分手动及PLC7（可编程序控制器）控制两部分： （1）手动部分 多介质过滤器、活性炭过滤器反洗时阀门切换采用手动操作； 反渗透主机的化学清洗采用手动； 混床的再生过程采用手动操作。（2）自动部分

23、原水箱进水采用浮球液位控制； 投加药剂与RO主机联动，自动投加； 反渗透主机系统采用PLC程序控制，与纯水箱液位实现连锁，当纯水箱达设定高液位时，反渗透主机自动执行关机程序，反之则开机，并设置如下功能：a低压断水保护； b 开机自动膜面冲洗；c 混床出口采用自动高压防爆装置，以免误操作引起局部压力过高，损坏交换柱303 纯水制备系统设计计算3.1前处理系统设计3.1.1原水箱设计以城市自来水为原水生产纯净水时，有时由于水压不足需设贮水箱（池）调节水量，以便加压泵吸取，在设计中考虑预处理水量的大小，可按11.5h的生产水量计算调节水箱以地下水自备水源生产纯净水或矿泉水，调节池主要作用是调节水量，

24、可按24h的生产水量计算调节水箱（池）。设计条件：（1）某纯净水厂以尝试自来水为原水，生产水量Q=6m3/h（2）储备时间 T=1h 水箱容积 V=QT=32=6（m3）表3-1 PE 塑料水箱（水塔）规格尺寸表型号容量/T等级底部直径/mm垂直高度/mm口径/mm总高/mm重量/kg参考壁厚、重量PL2000.25407503709104.82.1/5.5PL3000.3A710760450920102.5/70.3B73.5/8.5PL5000.5A8559004501100153.5/100.5B105/13PL8000.8特厚96010404501280205/150.8A184/14

25、0.8B145/17PL10001特厚108011404501400255.9/291A203.4/171B174.2/20PL15001.5120012504501530305.3/30PL20002133014204501680404.7/40PL30003149016006601900657.8/80PL500051840187065022001208.5/125PL8000822602060600250020010/200PL1000010A22402490650280026513/255B25011/260PL150001527302830650330042014/390PL2000

26、020A27303460650385060015.2/560B56020/700PL3000030A313039006504360100017/940B96019/1100PL4000040320050006005700146020.8/1330PL5000050320063006007000172022.7/1720锥形PL -1000L1107013201610224.2/22锥形PL -1500L1500L11001000450150040产品型号容量上外径下外径高度边宽总高重量吨桶大口1200*10001200*1000116026查表可知选用PT3000L型PE塑胶水箱2个，尺寸 1

27、490mm1900mm，立式柱形平底，进水设浮球阀，底部设排污阀，内设低液位控制报警器，水位低时原水泵停止，系统保护。3.1.2 砂滤器设计在纯净水生产中，粗滤主要是去除水中少量悬浮物（浊度在10度以下）以及部分细菌，由于水量较小，常用压力过滤器，又常称为机械过滤器或称多介质过滤器。1设计条件：自来水水浊度在35度（浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。），水量为4.5m3/h。由于纯净水生产后续工艺反渗透原水利用率一般在75%左右，则Q=4.5/0.75=6m3/h（1）选用1台钢制压力过滤器，内凃防

28、腐材料，每台产水量为Q=6m3/h，滤速取v=8m/h，则过滤器直径为：D= 0.0.489(m)，取D=490mm实际滤速为v= = =37.8（m/h）滤料选用粒径0.51.0mm的石英砂，厚度1000mm，需滤料1.9m3。配水系统采用小阻力配水，上设25多缝滤帽，缝宽在0.250.4mm，滤帽布置数50个/m2， 开孔比1.5%，本过滤器需滤帽数n=50S=50()2=50()23.14=10(个)原水进水管和清水出水管采用Dg80钢管，并设同规格的阀门2个。反冲洗进水和排水采用Dg100钢管，设同规格的阀门2个。底部设Dg50排污管和阀门。反冲洗强度q=6L/(sm2)，则反冲洗水量

29、Q洗=q=()23.146=1.13L/s=4.1m3/h，反洗阻力一般不大于20m，选用IS100-80-125离心清水泵一台两辆100m3/h，扬程20m。（2）压力式玻璃钢过滤罐多路阀控制设计10。预处理设备流量Q=6m3/h采用压力式玻璃钢过滤罐，滤速按15m/h,则罐体直径为：D=0.714（m），则D=800mm。进水与反冲洗阀采用AUTO TROL 180/440多路阀，全自动运行。滤料选用精制石英砂粒径0.95mm，滤层高度1000mm，需滤料0.28m3。3.1.3活性炭过滤器活性炭吸附装置与粗滤基本相同，滤速范围较大，一般820m/h。冲洗强度89L/(sm2)。设计条件：

30、同砂滤器，试设计活性炭吸附装置。选用1台钢制压力式活性炭过滤器，每台产水量为Q=6m3/h，滤速取v=15m/h，则过滤器直径为：D=0.36（m），取D=360mm实际滤速为：v=58.97(m/h)粒径13mm果核壳活性炭，进出水管Dg80 APS管，反冲洗进出水管Dg100 APS管，采用小阻力配水系统，上设25多缝滤帽，滤帽数 n=50S=500()2=50()23.14=5（个）反冲洗强度按q=9L/(sm2)， 则 反洗水量：Q洗=SQ=()23.149=10.2（L/s）=37(m3/h)小于粗滤反洗水流量可与粗滤共用反洗泵，但要控制好流量，以免活性炭流失。3.1.4软化器在纯净

31、水生产中为了防止钙、镁盐在反渗透膜表面结垢，一般采用离子交换预软化，可以起到保护RO膜，延长其使用寿命的作用。离子交换剂用量计算2设计条件：水处理量Q=6m3/h，原水总硬度H0=10m mol/L，离子交换剂的全交换容量E全（重）=4.5mmol/g（干），离子交换剂的含水率P=50%，离子交换剂的表现密度=0.8g/ml，工作周期T=10h。 （1）以容量法单位表示全容量E全（容）= E全（重）（1-P）湿视=4.5（1-0.5）0.8=1.8mmol/ml(湿)=1800mol/m3(湿) （2）工作交换容量E工工作交换容量E工取交换容量E全的60%即 E工=0.6E全=0.61800=

32、1080（mol/m3）（3）一个工作周期应除去的硬度值 E=QTH0=6 10 10=600（mol）（4）所需树脂的容积 W=0.56（m3）3.2中段3.2.1精滤水在进入反渗透或电渗析前必须经过微孔过滤器，即精滤，又称保安过滤器，一般采用孔径1-20m的滤芯，目前最常用的事5m过滤器。PE烧结管过滤器计算。（1）已知：某反渗透器为6m3/h。试计算和选用精密过滤器。（2）设计计算：选用内径10，外径20的PE烧结管，每根长1m，正常通量为0.2m3/(hm)则工需烧结管：n=6/0.2=30（根）选用100聚丙烯硬塑料管式压力容器30根烧结管安装在内，承压力0.5MPa，当过滤器阻力大

33、于0.05MPa时可对PE管进行酸洗或更换。3.2.2 RO反渗透（1）反渗透组件：产水能力6m3/h，总脱盐率98，水回收率75.考虑本项目的水质特点、设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率、出水含盐率等因素，反渗透组件选择美国海德能公司ESPAL-4040型卷式膜，共12只，3-2-1排列。装置上设流量计、电导仪、压力表、高低压开关。（2）有关膜组件参数表3-2不同膜元件规格所具有的膜表面积不同膜元件规格所具有的膜表面积膜元件类型膜表面积/ft2膜元件类型膜表面积/ft2440(长)80840(长)325460(长)120860(长)525（3）RO高压泵：高压泵的作用是为反渗透本体

34、装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。选用CDLF16-6型立式多级离心泵，流量Q=6m3/h，扬程为160m（4）RO清洗系统：清洗水箱、水泵：水箱为PE-200L一只，水泵为离心泵CHL4-40卧式不锈钢泵，Q=4m3/h，扬程H=30m。表3-3美国海德能公司反渗透膜元件的设计导则美国海德能公司反渗透膜元件的设计导则不同水源的透水量及其变化水源SDI透水量/gal/(ft2d)每年透水量下降%地表水248147.39.9井水214184.47.3RO渗透水120302.34.4每年透盐率的增加量膜类型透盐率每年增加量CA膜1733超低压复合膜317复合膜317海水膜317每个压

35、力容器组建的最大给水流量和最小浓水流量膜元件直径最大给水流量/（m3/h）最小浓水流量/(m3/h)43.6(16gal/min)0.7(3gal/min)68.8(30gal/min)1.6（7gal/min)817.0(75gal/min)2.7（12gal/min)浓水中难溶盐过饱和度极限值难溶盐过饱和度/%CaSO4230SrSO4800BaSO46000SiO2100LSISDSI极限值不加阻垢剂时浓水中LSISDSI值-0.2加SHMP时浓水中中LSISDSI值0.5加有机阻垢剂是浓水中LSISDSI值1.8选用8 40ESPAL,3.3终端3.3.1紫外线杀菌在纯净水和矿泉水生产

36、中当采用紫外线杀菌消毒时，可直接根据水量选择杀菌器，下表为北京华意适高商贸有限责任公司经销的加拿大产紫外线杀菌器的技术参数供参考。表3-4紫外线杀菌器的技术参数紫外线杀菌器的技术参数型号产水流量/(m3/h)灯管功率/W总长/mm进出口尺寸S-61.36297003/4S-81.82327751S-122.72399051S-153.40409301S-204.545012251S-255.68809301S-4510.22120122523.3.2臭氧杀菌在纯净水与矿泉水中臭氧浓度达0.32mg/L时，在0.51min内就可以致死细菌。在设计中需合理掌握四个因素，即Q（流量）、A（接触面积）

37、、V（流速）和t（时间）。一般可采用喷射器混合或钛板空气，利用纯净水箱进行接触杀菌。纯净水箱容积一般按1h以上的生产水量设计，就能满足A、v、t三个因素的要求。纯净水臭氧杀菌装置选择计算。（1）已知：某纯净水厂，产水量为6m3/h，试设计杀菌装置，（2）设计计算：采用臭氧杀菌，利用引射器（射流器）将臭氧混合并引入纯净水箱。臭氧投加量按q=1mg/L，则需臭氧量为Q03=Q q=16=6（g/h）。选用广州佳环电器科技有限公司YT-015臭氧发生器一套，该型号臭氧发生器技术参数为：O3 产量10g/h，整机功率680W。3.3.3终端水箱纯净水和矿泉水终端水箱，一般采用食品级不锈钢水箱，利用臭氧

38、消毒时不可使用塑料水箱。水箱容积按水处理生产水量与灌装线水量调节容量设计，一般按生产水量的11.5h水量设计。3.3.4洗瓶灌装设备纯净水和矿泉水终端水箱，可按生产水量和用户要求直接选用灌装机。纯净水洗瓶灌装设备选择计算。（1）已知：纯净水生产水量6m3/h，试选择5gal桶的灌装线，（2）设计计算据1gal=3.785L，5gal=53.785L=18.925L考虑洗瓶等耗水量，按每桶20L设计，则6000/20=300（桶/h）选用山东川一水处理设备有限公司生产的桶装全自动灌装机300桶/h一台。3.3.5工艺参数一览表表3-5工艺参数一览表序号项目数值单位备注1原水箱2（1490mm19

39、00mm）个2砂滤器罐体直径490mm3砂滤器水帽数10个4活性炭过滤器罐体直径360mm5活性炭过滤器水帽数5个6软水器填料0.56m27烧结管30根8反渗透膜8 40ESPAL型号9臭氧量6g/h4 实验室平面布置图4.1水处理车间布置的内容与要求（1）吹处理车间布置的内容 吹处理车间一般安装有预处理、中段处理、终端处理及灌装等设备，及其附属设施，包括水泵、清洗、控制化验等设备仪器。 净水车间设有给水、排水、电路等管线和沟槽。 净水车间应有通风、采光、取暖、空气净化、杀菌等设施。 净水车间应有清洗液、工业盐以及纯净水桶和成品水的移动和暂存空间。 净水车间必须设有工作人员更衣、清洗、消毒的空

40、间和设施。（2）布置原则 水处理设备布置尽量按工艺流程一字形成或L形排列，便于管理和减少占用空间。 操作阀门，控制仪表尽量集中，并面向外侧，以便操作。 给水及工艺管线按工艺流程走向排列力求管线短，附件少，避免迂回。管线布置不得影响设备的起吊、检修。 地面上要设排水沟，排水沟要充分考虑最大排水量的情况，考虑清洗房面、地面的排水量。 所有表面、地面、墙面、天花板都应可以用水冲洗，地面还应有防酸作用，最好使用环氧树脂材料，如用瓷砖应用防酸材料接缝。 四壁应设紫外线杀菌灯管，并要求能照到每个角落以防止霉菌生长。 车间内要有值班检修通道和空间，如设备离墙应不小于500mm的空间。 配电盘应与水处理设备保

41、持设当距离，或布置在单独的房间，就地控制盘应有防水措施，灯具要防水、厂房上方的吊灯必须设有防爆装置，以免玻璃碎了直接掉在生长线上。 车间设有可供小型汽车出入的大门，主巡回通道净距一般不小于2m，相邻两台设备净距不宜小于0.4m。 灌装线设备要有较大的操作空间，出入桶口要有桶瓶流转的空间，且出桶口尽量离大门或暂存处近些，以便外运。4.2水处理车间布置示例B厂水处理车间布置L形见附录D中国矿业大学银川学院毕业设计5设备安全操作、维护及保养5.1 设备操作5.1.1 开机准备系统放气(1)开总进水阀，砂滤器排气阀及上进水阀，并打开增压泵，当有水从砂滤器排气阀溢出时，说明介质过滤器已完成排气，这时，打

42、开砂滤器出水阀，关闭排气阀。(2)打开活性碳过滤器排气阀和进水阀，当有水从排气阀溢出时，即打开碳滤器出水阀，并关闭排气阀。(3) 开高压泵排气阀排气，完成各级放气工作后，设备即可进入工作状态。5.1.2生产操作先打开总电源开关。依据预处理操作,打开阀,观察原水流量及压力，如果流量及压力不能满足要求，再打开增压泵，调节原水流量，使流量在6T/h左右，待水多介质过滤器排污阀流出时,打开高压泵前后阀门和浓水阀、淡水阀,此时打开高压泵开关，调节浓水阀门，使高压泵压力保持在0.81MPa,淡水流量在4.5T/h。统计淡水流量与浓水流量,使其总和与总进水量保持平衡。淡水流入淡水箱,浓水则排放出去,由主机出

43、来的水已满足饮用纯水标准,一级出水电导率在10s/cm左右.一级出水经二级膜后，再经紫外杀菌器和臭氧发生器杀菌后罐装饮用。5.1.3停机（1）正常停机关闭增压泵；关掉砂滤器进水阀；关原水阀；关总进水阀和总电源。（2）非正常停机：如遇紧急情况，例如突然停电、停水或突遇一些无法估计的事件发生，首先关总电源。原水泵，然后再关所有阀门和水源。5.2安全常识5.2.1设备介质特性石英砂的机械强度大，相对密度为2.65左右，稳定性好。活性炭的内表面积大，吸附能力强，水处理效果好。5.2.2系统运行安全要点（1）设备在第一次使用时必须在砂滤、碳滤、鹅卵石过滤器冲洗后，才能正式生产。（2）在开机前,要确保本系

44、统和其他设备都接通，并进入准运状态。（3）设备运行过程中，应经常观察设备是否运行正常，发现问题或出现故障时立即关机，及时维修。（4）在操作时，应先打开阀门，然后打开泵，以免损坏泵。 工作结束时，应先关闭泵，然后关闭相应阀门，确保泵不出故障。（5）操作人员必须严格按操作步骤进行操作。（6）系统在日常运行过程中，用户每天应根据运行记录表作必要的运行记录，以作为我公司日后对系统维护及维修的依据。（7）设备在规定时间内须对各部件进行维护，包括滤芯的更换，树脂的再生，反渗透的清洗等操作。（8）反渗透设备不可长期停机。 若短期停机，介质过滤器等预处理系统每天应进行冲洗，并关掉所有阀门，保持有水状态。若停机

45、较长，应向膜内灌注专用溶液，防止细菌侵入。（9）必须保证混床中有一定的水垫层，以保证树脂的使用寿命。（10）常用备件更换周期 滤芯约1个月更换一次； 活性碳处理水量是其体积约6000倍时需更换一次； 反渗透膜自动清洗周期：每运行6小时冲洗一次；化学药剂清洗，产水3个月到半年清洗一次； 备注：因无法控制操作人员的操作方法、原水性能、产品水量，上述提供的设备维护周期仅供参考，详细情况应根据各部件污染状况而定。5.3设备维护及保养为了保证本装置的使用效果以及利益，给予必须的维护及保养。（1）砂滤器应经常进行反冲洗，可安排在班前或班后，反冲洗水流量较大，但切记以不把滤料冲掉为度。（2）若砂滤器反冲洗完

46、，出水指标仍不能达到要求时,则应对活性碳过滤器进行反冲洗,但应使反冲洗水流由小到大以不将碳粒冲走。（3）酸、碱箱的使用和维护本系统设有酸、碱箱，其主要作用是再生时用，材料为PVC，亦可为其它材料，为保持清洁，应定期进行清洗,在再生配液时,必须先将水箱清洗干净.再生结束须将水箱中剩余酸碱排净，以备下次使用。（4）砂滤器、炭滤器反冲洗 关闭进水阀，打开下排水阀，使水降到视镜位置，关掉下排水阀，此时，打开压缩空气进口阀及排气阀，将压缩空气从底部送入，松动滤层3-5分钟，气体从排气阀排出。 缓慢的打开反冲洗进水阀，水从底部进入筒体，当水从排气阀溢出时，关掉排气阀，打开上排阀，水即排放掉，流量逐渐增加，

47、最后保持一定的反洗强度，使滤层膨胀10%左右。保持2-3分钟，关闭压缩空气进口阀，并加大反洗流量，使滤层膨胀40%左右，保持1-2分钟，然后关闭反洗进水阀及上排阀。但应注意的是，反洗是不应有跑砂现象，若遇到反冼时间超过规定时间，而出水仍然不清的异常现象时，应检修设备，而不应尽量加大反洗速度，以免损坏设备。 反冲洗完成后，一般还要进行不少于十分钟的正洗。正洗时，打开进水阀及正洗排水阀，水由上住下冲洗，正洗流速6米/时，至出水透明时，即关闭排水阀，打开出水阀，投入正常运行。（碳滤器反冲与其相似）（5）洗膜随着运转时间增加，膜表面将附着沉淀物，影响出水量，导致脱盐率明显降低，电导率偏高，产水量逐渐下

48、降等症状时，必须进行清洗反渗透膜元件。一般是膜运行3个月左右，为保持水质，必须进行洗膜了，当电导率上升10%时，产水量下降10%时，膜就要清洗了。一般情况下，膜正常运行2年后，性能下降，不能符合使用要求，必须进行更换。冼反渗透膜组件：a清洗液的配制：采用纯水配制，在酸箱中加入一定的纯水，加入柠檬酸调节PH值，使其PH值在2左右。b关闭高压泵进口阀门，打开出口阀门，先打开高压泵开关，调节浓水阀门，使其压力保证在4-12Kg之间，并进行适当的调整，使洗膜后的溶液一部分经浓水阀门排放出去，另一部分经阀门回流至清洗箱中循环使用，以达到节省清洗液的目的。（在进行清洗过程中，应适时地对清洗液进行PH值的测

49、量，并进行调整，保证PH值维持在2左右，以确保清洗的效果）。洗膜后应进行冲洗。系统恢复至正常开机状态，用纯水冲洗反渗透系统，冲洗膜的水经浓水阀门全部排放出去，应反复冲洗，保证化学清洗液全部被排出，直至出水澄清，水的PH值达到中性。洗膜时的注意事项a 配制清洗溶液：一般使用反渗透产品水（至少是软化水），配制成专用溶液，并调节至所需温度：3040。b 反渗透进水入口处最大压力为60pa；单只膜元件最大压降1015pa；以防止膜卷突出，将置换出的水排入下水道。c 将最初2%已污染的化学清洗溶液排入下水道。d 低流量循环循环时间约为515分钟，每根压力容器流量为11.4升/分钟,尽量减少冲洗下来的污染物对进水管的阻塞。 e 中等流量的循环：循环时间约为515分钟，每根压力容器为22.7升/分钟。f 大流量循环循环时间3060分钟，每根