纯水制备系统毕业设计

1、成都工业学院毕业设计目:系部名称：学生姓名：专业：环境检测与治理技术班级：学号：指导教师：期： 2 0 14年5月30日目录摘要IABSTRACT!绪论1第一章设计容31.1设计目的31.2设计要求31.3设计容包括: 31.3原水水质分析3第二章除盐方案的比较与选择42.1反渗透法42.2离子交换法52.3电渗析法52.4纳滤62.5连续电除盐62.6处理工艺的确定72.7反渗透系统发展状况72.8反渗透的进水水质要求92.8 影响反渗透膜的因素10第三章预处理及后处理工艺的确定及设计计算133.1絮凝剂添加过程143.2多介质过滤器143.2.1多介质过滤器的说明143.2.2多介质过滤器

2、的设计计算153.2.3多介质过滤器的反冲洗参数控制和确定163.3活性炭过滤器163.3.1活性炭过滤器的说明163.3.2活性炭过滤器的设计计算173.3.3活性炭过滤器的反洗设计173.4阻垢剂加药装置183.4.1阻垢加药装置的说明183.5保安过滤器183.5.1保安过滤器的说明183.5.2保安过滤器的设计计算193.6后处理工艺紫外线杀菌193.6.1紫外线杀菌装置的说明19第四章系统工艺设计204.1工艺流程图214.2工艺流程中各设备单元简要说明及计算214.2.1原水箱214.2.2原水箱的设计计算214.2.3反渗透系统224.2.4膜元件的选择及排列方式设计计算224.

3、2.6泵流量及扬程计算244.3控制系统244.3.1高压泵保护系统254.3.2反渗透控制系统254.4水量平衡计算264.5水量平衡图26总结27参考文献28致29附表一原水水质分析报告26附表二出水水质标准31摘要现今社会人民的生活水平的逐渐提高，人们对水的质量要求也越来越高。如 今在很多领域都需要纯度极高的水。而以高分子功能膜为代表的膜分离技术，40 年来取得了令人瞩目的发展。在1953年美国佛罗里达大学Reid等人首次提出反 渗透技术淡化海水的构想，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研 制出第一可使用的反渗透膜，标志着现代膜科学技术的诞生。本处理工艺主要以反

4、渗透膜处理技术为主，以合适的前处理和后处理技术制 取合格的纯净饮用水的处理工艺。预处理过程中加入絮凝剂，除去水中的小颗粒， 再经过活性炭过滤器吸附过滤，使原水浑浊度降低，使原水中带有的杂质得到处 理，过滤。再通过加入阻垢剂，使原水硬度降低，之后经过保安过滤器过滤处理。 预处理后，满足反渗透进水要求，进行反渗透工艺处理。出水还需要消毒杀菌过 滤的后处理，最终出水。原水经过一系列的工艺处理最终达到国家饮用纯净水水 质标准 GB17323-1998。关键词：反渗透；饮用水；反渗透设备：水处理工艺ABSTRACTNowdays people living standards has gradually

5、 improved the quality of water is bound to put forward higher requirements.Today,all fields are required high purity water. While represented by functional polymeric membrane membrane separation technology,forty years achieved remarkable development . In 1953, the American University of Florida Reid

6、 , who first proposed the idea of a reverse osmosis seawaterdesalination technology in 1960, the University of California, Loeb and Sourirajan developed the first reverse osmosis membrane can be used , the film marks the birth of modern science and technology .The treatment process is mainly with re

7、verse osmosis membrane treatment technology is given priority to, with appropriate pretreatment and post-treatment technology qualified bottled drinking water treatment processes. To join in the process of pretreatment of coagulant, remove the small particles in the water, after activated carbon fil

8、ter filtration, adsorption to lower raw water turbidity, are processed with the impurities in the raw water, filtering. Again through softener processing, lower the raw water hardness, then through the security filter processing. After pretreatment, meet the requirements of reverse osmosis water, re

9、verse osmosis process. Also need water disinfection sterilization filtration of post-processing, finally out of the water. Raw water through a series of process water quality meet the national drinking water standard GB17323 eventually - 1998.Keywords: reverse osmosis; Drinking water; Reverse osmosi

10、s equipment: water treatment process绪论反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液 渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由 于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解 盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水 设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子围和分子量几 百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（ED） 技术都属于膜分离技术。二级反渗透装置是借助压力使水分子强迫透过对水分子 有选择透

11、过作用的反渗透膜，即是反渗透净水的原理，这种装置为反渗透装置根 椐各种物料的不同渗透压，可以大于渗透压的反渗透法进行分离、提取、纯化和 浓缩。反渗透技术应用很广如电子、医疗、食品、锅炉补给水等工业中纯水、超纯 水的制备，太空水、蒸馏水的制备及啤酒和饮料用水的净化，高压锅炉补给水的 预脱盐处理，海水、苦成水的脱盐淡化，制药、轻纺、化工、食品等工业用于分 离、浓缩、液体脱色为目的的工艺，其它以分离细菌、热源、胶体微粒及有机物 为目的的分离过程等。.总结资料第一章设计容1.1设计目的根据对原水水质分析，以产水水质要求为标准，最终达到国家饮用水 GB17323-1998标准，设计一套适合该原水水质处理

12、工艺的水处理系统。1.2设计要求一、要求该套二级反渗透终端产水水量为15m3/h；二、要求该套二级反渗透系统产水水质达到国家饮用纯净水水质标准 GB17323-1998 及 GB17324-1998 的规定。1.3设计容包括：一、系统工艺路线的确定二、水量平衡计算，并据此作水量平衡图三、系统设备技术参数的设计计算1.3原水水质分析通过对原水水质的检测分析，该水质的含盐量、浑浊度、可落性固体的含量、 息硬度比较高。其中含盐量为：527mg/l，需进行脱盐处理，浑浊度为：7NTU， 需进行絮凝再过滤，可落性总固体的含量为：546.3mg/l，原水总硬度为：315.3mg/l， 水的硬度是弓1起反渗

13、透结垢的原因之一，因此需要添加阻垢剂来达到保护膜的目 的。根据原水含盐量，硬度，浊度，有机物含量，HCO3 -含量，以及少量的游离 CO2，不含Fe2+、而含有少量Fe3+。初步判断该水源为地表水。所以，本工艺的设计的主要目的是对原水中的含盐量、不溶解微粒(浑浊度)、 可落性总固体等的处理。故该设计的主要任务为水的除盐。通过一系列处理，使 原水中的各种盐价达到纯净饮用水的国家标准。第二章除盐方案的比较与选择第二章除盐方案的比较与选择2.1反渗透法反渗透法，目前它是一种应用最广的脱盐技术。反渗透膜虽在1977年就有 了，但其规模化生产和广泛用于脱盐却是近几年的事情。反渗透膜能去除无机盐、 有机物

14、(分子量500 )、细菌、热源、病毒、悬浊物(粒径0.1m )等。产出水 的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。优点：具有较高透水率和脱盐率；去除杂质围广；可连续运行，产品水水质稳定；安装简单、安装费用低廉；原水含盐量较高时对运行成本影响不大，单位体积产生量高，体积小。缺点：预处理要求较高；膜件需要定期清洗；原水利用率只有75-80%2.2离子交换法离子交换法是以圆球形树脂（离子交换树脂）过滤原水，水中的离子会与固定 在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬 水软化主要是用在反渗透（RO）处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。 软化机里面的球状树脂，以两个钠

15、离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水 质。优点：（1）无机离子的去除能力优良。（2）具再生能力，且装置简单。缺点：（1）纯化（交换）容量有一定的限制、水质会起伏；（2）树脂会有有机物落出的情形；（3）树脂表面会有微生物的增殖；（4）树脂的崩解碎片等会造成水中颗粒的增加；（5）树脂的再生过程较麻烦。2.3电渗析法电渗析法ED是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。离子交换膜是一种功 能性膜，分为明离子交换膜和阳离子交换膜，简称明膜和阳膜。阳膜只允许阳 离子通过阴膜只允许阴离子通过，这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场 的的作用下，水溶液中的明，阳离子会分别向阳极和阴极移动，如果中间再加上 一

16、种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。电渗析法就是利用了这样的原理。优点：能量消耗低；药剂耗量少，环境污染小；对原水含盐量变化适应性强；操作简单易于实现机械化、自动化缺点：出水含盐率过低时易出现极化现象，脱盐率较低离子交换过程中总会有少量的相反离子透过交换膜；运行前提是直流电场的作用和具有选择透过性的离子交换膜，成本较 高。2.4纳波缺点：纳滤膜较反渗透膜疏松、孔径大，价格较高，对NaCl的截留率有较 大不同，纳滤对NaCl的截留率一般只有40%-90%，故整体脱盐率不高。不宜采 用。2.5连续电除盐连续电除盐(EDI，Electro-deionization 或 CDI，Continuous

17、Electrode ionization )， 是利用混和离子交换树脂吸附给水中的明阳离子，同时这些被吸附的离子又在直 流电压的作用下，分别透过明阳离子交换膜而被去除的过程。此过程离子交换树 脂不需要用酸和碱再生。优点：水质稳定；容易实现全自动控制；不需化学再生；厂房面积小；无污水排放缺点：操作复杂，而且设备极易损坏。2.6处理工艺的确定结合出水水质情况，出水要求达到国家瓶装饮用水的具体规定。饮用水涉及 人体健康，其要求较严格，其中具体的感官要求、质量理化指标、污染物理化指 标等规定作为本工艺设计处理的目标；要求电导率w10S/cm,浊度W1度。那 么这里就需要采用二级反渗透来处理水，使其电导

18、率能够达标。2.7反渗透系统发展状况人类发现反渗透现象的历史已有250多年，但直到1953年美国C.E Reid教 授在佛罗里达大学发现醋酸纤维素类具有良好的半透性，反渗透才作为一项新型 膜分离技术问世。同年，在Reid的建议下，反渗透被列入美国国家计划。1960 年加利福尼亚大学的Loeb和、。血咆2门等采用氯酸镁水溶液作为添加剂，首次研 制出具有高脱盐率和高通量的非对称醋酸纤维素反渗透膜，使得反渗透膜分离技 术进入实用阶段。在1748年法国学者阿贝诺伦特(Abble Nellet)发现，水能自然 地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱，首次揭示了膜分离现象，证实了这种膜的渗透 过程，并创造7“Osm

19、osis”一词来描述半透膜的这种现象。1854年，Graham通 过对动物膀胱的一系列演示实验。发表了第一篇证实存在膜渗透现象方面的论文，并于1866年第一次提出了透过膜的机理。该机理至今仍具有实用价值。而 关于渗透膜的发现及应用是从I860年开始的。1953年，美国佛罗里达大学的Reid在美国务部盐水局（OSW ）开始反渗透的研究，并向美国国会提交了脱盐报告， 首次建议把反渗透用于脱盐。1954年，世界上第一台离子交换膜电渗析的工业 装置在美国诞生。同年，沙特阿拉伯也开始使用离子交换膜电渗析装置进行地下 水除盐。1960年洛布和索里拉金制成了第一高通量和高脱盐率的醋酸纤维索膜。为反渗透和超滤

20、膜的分离技术奠定了基础。同年，Loeb和Milstein用他们研制成 功的醋酸纤维索反渗透膜研究并组装成功第一个实验室规模的版框式反渗透膜 装置。1961年美国Hevens公司首先提出管式膜组件的制造方法；1964年美国通 用原子公司研制出螺旋式反渗透组件；1965年美国加利福尼亚大学制造出用于 苦成水淡化的管式反渗透装置，生产能力为19t/d； 1967年美国社邦公司首先研 制出以尼龙一66为膜材料的中空纤维膜组件；1970年又研制出以芳香聚酰胺为 膜材料的“Permasep-9 ”中空纤维膜组件，并获得1971年美国柯克帕特里克化 学工程最高奖。近年来反渗透技术在我国巳得到广泛应用。反渗透

21、技术最初只用于海水淡,后来大到昔成水方面，产生了很高的经济化藐水药卫料净化、超生、.饮 压力水水制备r:lyt-l w,后来大到昔成水方面，产生了很高的经济化藐水药卫料净化、超生、.饮 压力水水制备rl半透膜透膜半透膜la）渗透b）律透平衡tc）反渗通图3.2反渗透的原理图2.1反渗透原理图2.8反渗透的进水水质要求表2.1反渗透进水水质要求导致膜污染指标允许值解决亦法浊度1NTU过滤，絮凝沉淀，微滤，超滤SDI悬洋物等5过滤，絮凝沉淀，微滤，超滤颗粒物100 个/ml过滤，絮凝沉淀，微滤，超滤微生物1 个 /ml杀菌，微滤，超滤铁，Fe3+ 金属氧化物50ug/l氧化+沉淀或过滤锰50ug/

22、l使用分散剂碳酸钙LSI0回收率，PH值，阻垢剂硫酸钙230%回收率，阻垢剂结垢物质硫酸钡6000%回收率，阻垢剂硫酸锶800%回收率，阻垢剂氟化钙浓水侧浓度1.7mg/l回收率浓水侧浓度不能超过磷酸钙回收率溶解度二氧化硅100%二氧化硅100%油0TOC10mg/l有机物COD10mg/lBOD5mg/lPH 值3-10温度5-450书余氯0.1mg/l氧化剂臭氧0气洋，吸附活性炭，过滤，吸附树脂活性炭，过滤，吸附树脂活性炭，过滤，吸附树脂加入酸或碱调节换热器还原剂，活性炭吸附其他0表面活性剂选择阳离子或两性表面活性剂时要注意酒精10%N/A原水中的部分指标不能满足反渗透的进水要求，所以在原

23、水进入反渗透系统之前需要对其进行预处理，以保证反渗透系统的安全运行。2.8影响反渗透膜的因素进水压力对反渗透膜的影响进水压力本身并不会影响盐透过量，但是进水压力升高使得驱动反渗透的净 压力升高，使得产水量加大，同时盐透过量几乎不变，增加的产水量稀释了透过 膜的盐分，降低了透盐率，提高脱盐率。当进水压力超过一定值时，由于过高的 回收率，加大了浓差极化，义会导致盐透过量增加，抵消了增加的产水量，使得 脱盐率不再增加。如下图（来自百度文库贡献者mengxiangxia02 ）图2.1进水压力对反渗透的影响进水温度对反渗透膜的影响反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，水通量也线性

24、的增加，进水水温每升高1,产水通量就增加2.5%3.0% ;其原因在于透过 膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加 和脱盐率的下降，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。 如下图.（来自百度文库贡献者mengxiangxia02 ）图2.2温度对反渗透的影响进水pH值对反渗透膜的影响进水pH值对产水量几乎没有影响；而对脱盐率有较大影响。由于水中溶解的CO2PH值影响较大，pH值低时以气态CO2形式存在，容易透过反渗透膜，所以PH低时脱盐率嶂低，随PH升高，气态CO2转化为H叫和冲一离子脱盐率也 逐渐上升，在pH7.58.5间，脱盐率达到最高。如下

25、图（来自百度文库贡献者mengxiangxia02 )图2.3 PH值对反渗透的影响进水盐浓度对反渗透膜的影响渗透压是水中所含盐分成有机物浓度的函数，含盐量越高渗透压也增加，进水压 力不变的情况下，净压力将减水，产水量降低。透盐率正比于膜正反两侧盐浓度 差，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，从而导致脱盐率下降。如下 图：（来自百度文库贡献者mengxiangxia02 ）林草螺）织水古迂里对反法透F.初向产北矿=片水含盐冒.ripm ）平为脱数率t-立灼玉通运MFD.图2.4进水含盐量对反渗透的影响第三章预处理及后处理工艺的确定及设计计算3.1絮凝剂添加过程该工艺主要采用高分子絮凝剂一

26、聚丙烯酰胺（PAM），使不落性颗粒絮凝, 再通过过滤器去除。影响PAM絮凝作用的主要因素：絮凝剂的用量：最佳的絮凝剂用量是絮凝剂全部被吸附在固相粒子表面上, 且絮块的沉降速度达到最大值。最佳用量随着絮凝剂的离子性质、分子量、悬浮 液的pH值而变化，可用试验方法确定。当絮凝剂超过最佳用量时，絮凝效果反 而下降。3.2多介质过滤器3.2.1多介质过滤器的说明在水处理上使用的多介质过滤器，常见的有：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器， 活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂过滤器，石英砂-瓷过滤器等。而 对于饮用水，-般禁止使用无烟煤，树脂等滤料。该工艺主要采用活性炭-石英砂过滤器。多介质过滤器广泛

27、用于水处理工艺中，主要用于水处理除浊、软化水、电渗 析、反渗透的前级预处理，也可用于地表水、地下水的除泥沙等。过滤介质一般 使用D=0.5-1.0mm的滤料介质.根据水中的杂质成份可以采用单层过滤、双层过 滤和多层过滤。多介质过滤器在过滤过程中，原水中的悬洋物等被滤料层截留吸附并不断地 在滤料层中积累，于是滤层孔隙逐渐被污物堵塞，在滤层表面形成滤饼，过滤水 头损失不断增加。当达到某一限度时，滤料需进行清洗，使滤层恢复工作性能， 继续工作。3.2.2多介质过滤器的设计计算多介质过滤器主要采用石英过滤，由加压装置和稳压装置调解。设计参数：设计流速815 (取11m/h),反冲洗强度412 (取8

28、L/m2.s ),活性炭层高 ，相对密度为 0.5-0.55 (取 0.53m3/t)。该水质的浊度在7度，水量为30m/h。滤料选用Sg0.51.0mm 的石英砂, 石英砂相对密度为2.62.65，设计厚度为1500mm，活性炭选用8-16目的，其 吸附效果最好。填料高度设计为700mm，滤料的粒径和装填高度之间的关系， 滤床的高度和滤料的平均粒径的比值为800 1 000(设计规)。，过滤器直径设计 为1000mm。筒体高度为2600mm。过滤器底面积为：S =2 = 3.14X0.52 = 0.785m2( 5-41 )则所需活性炭质量为：M = pxV = 0.53x0.785x0.7

29、 = 0.291 t=291kg (取 300kg )( 5-42 )石英砂质量为：M = pxV = 2.63x0.785x 1.5 = 3.0971=3097 (取 3100 ) kg( 5-43 )活性炭的重量为25kg/袋，需活性炭15袋；石英砂的重量为50kg/袋，需石英砂62袋。3.2.3多介质过滤器的反冲洗参数控制和确定采用双层滤料，膨胀率为40%-50%,膨胀率过大时，单位体积中滤料 的颗粒数变少，颗粒碰撞的机会也减少，所以对清洗不利。在生产运行中，对滤 料的填充高度、膨胀高度等随机进行检查，因为正常反洗过程中，会有部分滤料 的跑失或磨损，需要进行补充。反洗水量和压力：一般设计

30、要求，反洗水的强度为40m3/(m2h),反洗水的 压力 w0. 15MPa。反洗空气量和压力：反洗空气的强度为15m/(mh),反洗空气的压力w0. 15MPa。3.3活性发过滤器3.3.1活性炭过滤器的说明活性炭过滤器中装填的活性炭是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，而且 炭粒中还有更细小的孔一毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒 的表面积很大，所以能与有机物质杂质充分接触。当这些有机物杂质碰到毛细管 被吸附，起净化作用。使用初期的吸附效果很高，但时间一长，活性炭的吸附能 力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水质混浊，水中有机物含量高， 活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，

31、活性炭应定期清洗或更换。3.3.2活性炭过滤器的设计计算对于活性炭过滤器通常设计参数：设计流速612 m/h,反冲洗强度412 L/m2.s,活性炭层高1.22 m。取过 滤流速为10 m/h；反洗强度8 L/m2.s。活性炭过滤器的出水即反渗透的进水为：27m/h；过滤器有效面积：S = 27 + 10 = 2.7m2。( 5-51 )过滤器的直径为D；D =竺=；27 = 1.9m ( 5-52 )兀 3.14一般情况下，底部承托层和石英砂滤料层高度为0.20.3 m,活性炭滤料层 高度为1.01.5 m,反洗空间约为滤料层高度的50%。设填料高度为1.2 m；承托层高度为0.3 m；反洗

32、空间高度为0.6 m。所以活性炭过滤器设计高度为2.1m。活性炭密度0.5-0.55m/t则所需活性炭的质量为：M = pxv = px = 1.7t=1700kg( 5-53 )活性炭的重量为25kg/袋，需活性炭68袋3.3.3活性炭过滤器的反洗设计假设活性炭过滤器的反洗周期为一天一次，每次反洗时间为20 min ，而活 性炭过滤器为24 h运行。活性炭过滤器的反洗水来自活性炭的出水。过滤器进行一次反洗所需水量：8 L/m2.sx2.7m2x20 minx60 =25920L = 25.92m3。( 5-54 )设过滤器反洗水平均分配到每小时，即系统在正常产水的同时也在对反洗水 进行积累。

33、则每小时所需反洗水总量为：25.92-24=1.08m3；( 5-55 )则活性炭过滤器的进水总量出水水量+反洗水量为：27 + 1.08= 28.08m3/h( 5-56 )3.4阻垢剂加药装置3.4.1阻垢加药装置的说明原水中，总硬度且主要是暂时硬度较高，SiO3含量较高。为保证反渗透装 置正常运行，避免钙，镁，硅酸物质等在反渗透膜浓水侧发生结垢现象，使膜受 到污染，在原水进入反渗透主机之前对其预先进行处理，以预防或缓减结垢现象 的发生。3.5保安过滤器3.5.1保安过滤器的说明注意事项：保安过滤器设在反渗透系统本体进口之前，顾名思义是为了保证反渗透系统 的安全，而起作用的就是其滤芯，由于

34、滤芯是消耗品，有一定的纳污量，具有一 定的使用寿命，所以我们要注意滤芯的更换。一般当过滤器进出口压差大于设定 的值(通常为0.07-0.1MPa )时，应当更换。通常保安过滤器的更换周期为36 月，要根据其进水水质来确定其更换周期。3.5.2保安过滤器的设计计算保安过滤器采用耐腐蚀的304不锈钢材质外壳，滤棒采用5Mm平压式滤芯。 选用外径2.75英寸，长度4 0英寸的滤芯，单只滤芯的过滤能力为2吨/小时，那 么所需滤芯数量为：30 15 支(5-61 )23.6后处理工艺紫外线杀菌在水质处理过程中，大部分微生物已被去除，但即使是采用微滤、超滤等方 法处理水时，水中的细菌物质也不能全被去除。而

35、一般的水质处理方法更不能除 尽微生物。为确保产品在保质期合格，保证消费者的健康，在制造饮料，特别是 制造碳酸饮料、矿泉水、纯净水以及包装后不再进行二次灭菌的果汁饮料时，必 须对水进行消毒处理，并要注意贮罐、管道、阀门等卫生状态，防止对水产生二 次污染。水消毒的目的是杀灭水中的致病菌，并使水中的细菌含量符合规定标准。3.6.1紫外线杀菌装置的说明紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫射线端的外侧，故称紫外线。 紫外线系来自太阳辐射电磁波之一，通常按照波长把紫外线分为四类加下是物质运行的一种特殊形式，是一粒粒不连接的粒子流。每一粒波长253.7nm 的紫外线光子具有4.9eV的能量。当紫外线照

36、射到微生物时，便发生能量的传递 和积累，积累结果造成微生物的灭活，从而达到消毒的目的。当细菌、病毒吸收 超过360065000uW/c吊剂量时，对细菌、病毒的去氧核醣核酸（DNA）及核醣核 酸（RNA）具有强大破坏力，能使细菌、病毒丧失生存力及繁殖力进而消灭细菌、 病毒，达到消毒灭菌成效。紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁 及蛋白质的合成；另一方面，产生自由基可弓1起光电离，从而导致细胞的死亡。紫外线杀菌器杀菌原理是利用紫外线灯管辐照强度，即紫外线杀菌灯所发出 之辐照强度，与被照消毒物的距离成反比。当辐照强度一定时，被照消毒物停留 时间愈久，离杀菌灯管愈近，其杀菌效果愈好，反之愈差

37、。章系统工艺设计4.14.1工艺流程工艺流程图，原水箱组反渗 透FH调节中间水箱末端出水处原水箱组反渗 透FH调节中间水箱末端出水处图4.1工艺流程图4.2工艺流程中各设备单元简要说明及计算4.2.1原水箱用于储存原水，进水缓冲，稳定水量，为后续设备用水提供稳定的充足的水 源。配备原水箱，可以避免因原水供水管网的供水压力和流量波动较大，而影响 后续设备运行的现象4.2.2原水箱的设计计算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。选取储备时间 为1小时。则水箱容积：V=27x1+1.08=27.8m3( 5-3

38、1 )考虑到在与处理过程中可能会存在水量损耗，那么选取水箱为30m3 可选用铝台金水箱，进水设洋球阀，底部设排污阀，设低液位控制报警器，水位 低时原水泵停止，达到系统保护目的。4.2.3反渗透系统反渗透膜外壳：反渗透装置的膜压力容器选用不锈钢外壳，外壳外精抛光处 理，壁光滑，没有死角，不易长菌，且拆装反渗透膜简易方便。反渗透清洗系统：反渗透系统的清洗分为物理冲洗和化学清洗两部分组成。物理冲洗：冲洗时要使用此正常运行时更高的流速。因为污染物堆积在膜表 面，若冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低，则很难把污染物从膜元件中冲 洗出来。通常，单支压力容器(8英寸的膜)的清洗流速为：712 m3/h。冲

39、洗 时要使用此正常运行时更低的水压。因为，污染物是在高压运行的情况下被压在 膜表面上的，如果采用同样的高压，污染物仍会被压在膜表面上，冲洗的效果不 会太理想。压力通常控制在0.3MPa以下。化学清洗：主要采用酸洗和碱洗，酸洗用柠檬酸，碱洗用草酸。4.2.4膜元件的选择及排列方式设计计算反渗透膜材料的选择选用芳香聚酰胺复合膜，芳香聚酰胺复台膜与醋酸纤维膜相比：1、不容易滋生细菌、病毒等，不容易造成膜的损害。2、芳香聚酰胺复合膜对pH的适应围较高。3、复合膜水通量比醋酸纤维膜大、其系统运行压力仅需醋酸纤维膜的RO系统 的一半左右。尽管如此，透水量任不比醋酸纤维膜水，这样节省了系统的能耗。所以选用芳

40、香聚酰胺复合膜。一般认为5t/h以上的反渗透系统采用8040膜元件比较合适，3t/h以下的反 渗透采用4040膜元件比较合适，3-5t/h的反渗透系统采用8040或者4040膜元 件都可以。根据产水量选择膜元件，此处产水量为15t/h时，选用8040膜元件。 且8040膜每支产水量平均为1t左右。膜元件排列方式的计算:当系统回收率为80%时，根据进水量=产水量+回收率：即 1580% = 18.75m3/h( 5-12 )即二级进水流量为18.75m/h，也就是一级产水量。取二级进水流量为20t/h。确定二级需要反渗透膜15支。其排列方式采用2:1的方式排列，那么 15x- = 10 ；( 5

41、-13 )31，一15 x - = 5 ,( 5-14 )3采用一支膜壳五芯装，共三支膜壳。则一级的进水量为：20-0.75=27t/h( 5-15 )那么排除掉过滤器消耗的水量，设计原水进水流量为30t/h。确定一级反渗 透膜需要20支，其排列方式为3:1的方式排列，即四支膜壳，每支膜壳五芯装。4.2.6泵流量及扬程计算根据反渗透膜的数量及排列方式，输入反渗透膜的模拟设计软件，可以得出（见附件-两级系统数据设计结果）通过数据分析：反渗透膜系统的进水压力为6.8bar，即原水泵的流量为：30m/h，扬程为：6.8x10=68m；（ 5-21）RO高压泵推荐压力为7.6bar（ 1bar=1kg

42、=10m），流量为：20m，/h则高压泵的理论扬程为：7.6x10=76m（ 5-22）反渗透清洗泵的压力在0.4-0.7Mpa （取0.55Mpa），查反渗透运行技术手册的8040膜清洗流速为5.8-9.1m3/h （这里取7m/h ）。则：清洗泵的流量：3x7=21（ 5-23 ）清洗泵的理论扬程：5.5x10=55m（ 5-24 ）4.3控制系统采用？催可编程控制系统对部分装置系统的控制。4.3.1高压泵保护系统为保证高压泵的安全运行，反渗透系统的高压泵进口和出口分别设置低压保 护开关和高压保护开关。当进水压力低低于某一设定值时，低压保护开关发生作 用，使高压泵自动停止运行，防止高压泵缺

43、水空转。当高压泵出水压力超过某设 定值时（一般超过最高运行压力的30%以上），高压保护开关动作，使高压泵自 动停止运行，防止高压泵憋压运行。4.3.2反渗透控制系统原水箱进水采用洋球液位控制。反渗透主机系统采用PLC程序控制，通过控制高压泵的起停来实现，而 高压泵的起停是通过反渗透后的水箱的液位变化来决定的，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。当预处理系统故障停机时，一级反渗透系统自动停止工作。启动和停止时，流量和压力会有波动。过大流量和压力波动可能会导致 膜元件破裂。故在启动和停止操作时需要缓慢增加和降低流量。当反渗透投入运行时，为了防止高

44、压泵突然启动升压，产生对RO膜元件 的高压冲击破坏反渗透膜，在RO装置的高压泵出口至RO膜组件间设置一个慢 开阀门，通过控制阀门大小，使反渗透膜元件逐渐升压至一定的压力，从而减少 高压冲击造成膜的破坏。自动清洗系统由反渗透控制系统自动控制，在反渗透系统每次停止运行 后立即启动一段时间，然后自动停止运行。4.4水量平衡计算原水进入该水处理系统，原水去向有最终产水、软化器自身消耗用水、过滤 器的反洗用水、反渗透浓水排放。该系统为二级反渗透，反渗透出水为15m/h,反渗透进水量为30m/h。一级反渗透浓水水量为：30 x25% =7.5m3/h。（ 5-71）保安过滤器出水等于反渗透进水水量，为27

45、m/h。活性炭过滤器出水水量等于保安过滤器器进水水量，为27m/h。活性炭过滤器反洗用水为28.08 m3/h，由于反洗用水来自过滤器出水收集，所以活性炭过滤器进水水量为：27 + 1.08 =28.08m3/h（ 5-72 ）原水流量在进入活性炭过滤器之前无流量损失，所以，系统进水流量为31.08 m3/h。最终产水+反渗透浓水+活性炭过滤器反洗用水：15+7.5+1.08=23.58m3/h（ 5-73 ）原水流量=最终产水（两级）+反渗透浓水（两级）+活性炭过滤器反洗用水。即30m/h ；即系统的水量平衡。4.5水量平衡反洗水排放t 1.08m反洗水排放t 1.08m3/h28.92m3/h28.92m3/h5um保安过滤器|2