15m3/h水處理系統(tǒng)（二級(jí)反滲透+CDI）二0—一年三月五日原水水質(zhì)：城市自來(lái)水。符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。純水產(chǎn)水量：15m3/h一套。運(yùn)行條件：24小時(shí)/日出水水質(zhì)：電阻率95%時(shí)間N10MQ?cm（25°C）,符合中華人民共和國(guó)電子級(jí)水EW-II標(biāo)準(zhǔn)GB/T11446.1-1997。設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想：預(yù)處理系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，全自動(dòng)反洗，預(yù)處理部分一用一備，預(yù)處理產(chǎn)水能力30m3\h；二級(jí)反滲透系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，其中一級(jí)反滲透系統(tǒng)2套，一用一備，每套額定產(chǎn)水能力22m3\h；二級(jí)反滲透系統(tǒng)1套，額定產(chǎn)水能力18.7m3\h，二級(jí)反滲透濃水全部回用。配套反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗裝置；設(shè)置大容量一級(jí)反滲透水箱應(yīng)急緩沖儲(chǔ)水；二級(jí)反滲透淡水直接進(jìn)入后級(jí)CDI機(jī)組，CDI機(jī)組額定產(chǎn)水能力15m3\h°CDI機(jī)組濃水全部回用°CDI機(jī)組同時(shí)設(shè)置應(yīng)急混床備用，應(yīng)急狀態(tài)CDI/混床功能手動(dòng)切換，失效的應(yīng)急混床通過(guò)更換樹(shù)脂恢復(fù)功能。設(shè)置氮封純水箱保證儲(chǔ)存水水質(zhì)。供水變頻控制，車(chē)間用不完的水循環(huán)回至純水房。設(shè)計(jì)界面：進(jìn)水動(dòng)球閥至純水站出口；水站內(nèi)循環(huán)管路；不包括后級(jí)二次管道。設(shè)計(jì)與制造采用的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GBJ13-86《室外給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》。GBJ109-87《工業(yè)用水軟化除鹽設(shè)計(jì)規(guī)范》。進(jìn)口反滲透（RO）膜元件設(shè)計(jì)導(dǎo)則及計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行軟件。JB2932-86《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》。CJ/T119-2000《反滲透水處理設(shè)備》。工藝簡(jiǎn)圖：（參見(jiàn)工藝流程圖）15m3/h純水系統(tǒng)絮凝劑殺菌劑還原劑III進(jìn)水電磁閥一原水箱一變頻原水泵一自動(dòng)控制多介質(zhì)過(guò)濾器一全自動(dòng)控制活性炭過(guò)濾；tt一反洗泵——————————————————器一5u精密過(guò)濾器一過(guò)濾水箱一一級(jí)高壓泵一一級(jí)RO反滲透jPH調(diào)節(jié)阻垢劑^RO清洗系統(tǒng)f一一級(jí)RO水箱一二級(jí)高壓泵一二級(jí)RO反滲透一TOC—CDI一氮封純水箱一變頻純水泵一精混床組合一紫外殺菌器一終端膜過(guò)濾一水站出水口一使用點(diǎn)循環(huán)水循環(huán)至氮封純水箱Ta概EH?.卜仁.-王-*妃一昨豚一妙:Hc：n.iI:|蝕"I工藝說(shuō)明：本純水處理系統(tǒng)由預(yù)處理設(shè)備、除鹽（去離子）設(shè)備和后處理三部分組成。預(yù)處理設(shè)備主要由砂濾器、炭濾器、精密過(guò)濾器組成，輔以絮凝劑和殺菌劑。設(shè)置預(yù)處理設(shè)備的目的主要是為了滿足反滲透器的進(jìn)水水質(zhì)要求。a）自動(dòng)控制機(jī)械過(guò)濾器工藝簡(jiǎn)述：自來(lái)水經(jīng)過(guò)水廠的處理后，雖然大部分懸浮雜質(zhì)已被除掉，但仍殘留少量的懸浮顆粒。為除去這部分雜質(zhì)，需要采用砂濾器進(jìn)行過(guò)濾處理。過(guò)濾是把濁度較高的水，通過(guò)一定厚度的粒狀或非粒狀材料而有效地除去懸浮雜質(zhì)的過(guò)程。這種過(guò)濾材料簡(jiǎn)稱為濾料，由濾料堆積起來(lái)的過(guò)濾層簡(jiǎn)稱濾層。濾層在過(guò)濾過(guò)程中并不是簡(jiǎn)單的攔截懸浮顆粒的過(guò)程，濾料也具有表面活性作用，懸浮雜質(zhì)在水力作用下靠近濾料表面時(shí)就發(fā)生接觸混凝，并且水是在濾層孔隙中曲折流動(dòng)的，懸浮雜質(zhì)與濾料具有更多的接觸機(jī)會(huì)，除濁作用更徹底。當(dāng)濾層中截留的懸浮雜質(zhì)較多時(shí)，濾層的孔隙被堵塞，水流阻力增大，濾速減慢，最后過(guò)濾被迫停止。為了恢復(fù)過(guò)濾能力，需要自下而上沖洗濾料，該過(guò)程稱為反洗。砂濾器每天需要定時(shí)反洗一次，手動(dòng)反洗。砂濾器內(nèi)裝填的濾料由40?70目石英砂組成，墊層由6?10、30?50目石英砂構(gòu)成。砂濾器規(guī)格：①2000X1500SH（直段高）。材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)碳鋼內(nèi)襯天然硬橡膠。上布水器材質(zhì)：UPVC管。下布水器材質(zhì)：傘狀布水器。荷重：約14噸。砂濾器內(nèi)裝填的濾料由40?70目石英砂組成，墊層由6?10、30?50目石英砂構(gòu)成。約7噸。PLC程序控制自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)反洗。絮凝劑的作用是加快水中的懸浮顆粒凝聚成大顆粒，以使砂濾器最大效率截留。殺菌劑的主要作用是防止原水中的細(xì)菌對(duì)后級(jí)系統(tǒng)造成不必要的麻煩。b）活性炭過(guò)濾器工藝簡(jiǎn)述：吸附處理是指當(dāng)氣體或液體的流動(dòng)相與多孔的固體顆粒相接觸時(shí)，流動(dòng)相中的一種或幾種組分選擇性地吸附在固體顆粒相內(nèi)部或從固體顆粒相內(nèi)部解析出來(lái)的一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移過(guò)程。由于自來(lái)水中殘留的余氯是強(qiáng)氧化劑，對(duì)反滲透膜等會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的危害，在預(yù)處理中必須考慮除去余氯。活性炭不僅吸附能力強(qiáng)，而且吸附容量大，其主要原因就是其多孔結(jié)構(gòu)，其比表面積高達(dá)500-700皿/g。正是由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因此可以完全接觸、分解自來(lái)水中的游離性余氯及吸附部分有機(jī)物，而且對(duì)色度、嗅味也有較好的去除效果。為了維持活性炭處于疏松不板結(jié)狀態(tài)，活性炭過(guò)濾器每周需要定時(shí)反洗一次，手動(dòng)反洗。當(dāng)活性炭吸附有機(jī)物飽和后就將失去吸附能力，需要及時(shí)更換活性炭。活性炭過(guò)濾器規(guī)格：①2200X1500SH（直段高）。材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)碳鋼內(nèi)襯天然硬橡膠。上布水器材質(zhì)：UPVC管。下布水器材質(zhì)：傘狀布水器。荷重：約14噸。活性炭過(guò)濾器內(nèi)裝填物：椰殼活性炭2.7噸，約5.4m3。PLC程序獨(dú)立控制自動(dòng)運(yùn)行、反洗。c）精密過(guò)濾器工藝簡(jiǎn)述：另外，為了防止石英砂、軟化器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、再生和反沖洗的水力摩擦所產(chǎn)生的細(xì)小顆粒物以及前道過(guò)濾所未能去除的雜質(zhì)進(jìn)入反滲透膜，預(yù)處理中還安排了一道精密過(guò)濾器，其過(guò)濾精度為5&精密過(guò)濾器濾芯的深層網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)使其具有較強(qiáng)的濾渣納污能力，從而有效地降低了反滲透器進(jìn)水的SDI值。除鹽（去離子）設(shè)備：本例主要采用反滲透作為除鹽手段。1）反滲透是利用滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，即一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用各種液體的提純與濃縮，應(yīng)用反滲透技術(shù)可以將水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除。對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過(guò)溶劑而有能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜稱為理想的半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液（例如淡水）和濃溶液（例如鹽水）分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí)，稀溶液中的溶劑將自動(dòng)穿過(guò)半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個(gè)壓差，此壓差即為滲透壓。若在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來(lái)的滲透方向相反，開(kāi)始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過(guò)程稱為反滲透。反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助于半透膜原選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用各種液體的提純與濃縮，應(yīng)用反滲透技術(shù)可以將水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除。因?yàn)樗腥芙獾腛2、CO2等氣體自由透過(guò)半透膜，其中溶解于水中的CO水解產(chǎn)生HCO-和H+會(huì)造成電導(dǎo)率的升高，所以如要制取超純水23還需增加II級(jí)反滲透，并要在I級(jí)反滲透出水加入PH精密伺服調(diào)整，以保證II級(jí)反滲透產(chǎn)水合格。2）本公司選用進(jìn)口商品膜及高性能高壓泵、FRP膜殼、流量計(jì)、不銹鋼壓力表、在線電導(dǎo)率儀等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)行組裝，輔以反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件及AUTOCAD制圖設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。3）反滲透膜的產(chǎn)水能力主要受兩個(gè)方面的影響，一是膜組件內(nèi)流水道及膜表面污堵，這將通過(guò)可靠的預(yù)處理手段及定期的清洗來(lái)解決（以下分述），二是水溫，通常每下降1°C,產(chǎn)水量將減少2%左右。為此，本設(shè)計(jì)在反滲透膜型式和數(shù)量選擇上已充分考慮了這一因素，采用20C為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度，使系統(tǒng)具有可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。4）滲透膜長(zhǎng)期使用過(guò)程中不可避免的污堵主要由濃水道難溶性金屬鹽類(lèi)的沉積和有機(jī)污染物產(chǎn)生的粘泥所致。此外，市政自來(lái)水中的殘留余氯，亦將對(duì)反滲透膜的性能造成惡劣的影響，所以，在反滲透法純水系統(tǒng)中，除了加強(qiáng)必要的預(yù)處理外，還可配有定期清洗的裝置以及定時(shí)沖洗反滲透膜濃水道的手段等，來(lái)減少或消除這些污堵和損害的可能性。5）二級(jí)反滲透的運(yùn)用能進(jìn)一步提高反滲透出水水質(zhì)，為后級(jí)設(shè)備提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。一般認(rèn)為在二級(jí)反滲透之前通過(guò)有效控制進(jìn)水PH值，能使二級(jí)反滲透出水水質(zhì)達(dá)到0.5?2MQ?cm，已完全滿足后級(jí)EDI的工作條件，所以在本方案中運(yùn)用了PH儀精密伺服投藥系統(tǒng)，控制NaOH的投加。6）一級(jí)反滲透機(jī)組共2套，每套一級(jí)反滲透機(jī)組用27支反滲透膜（海德能ESPA1超低壓膜），9支膜殼（FRP），每支膜殼內(nèi)裝3支膜，按5-2-2分三段組裝，第一段的五支膜的濃水作為第二段的二支膜的進(jìn)水，第二段的二支膜的濃水作為第三段的二支膜的進(jìn)水，濃水由第三段排放。一級(jí)反滲透機(jī)組的回收率達(dá)75%。濃水部分回用，以滿足75%的回收率。冬天一級(jí)反滲透機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)水量22ms/h，運(yùn)行壓力1.1MPa。夏季考慮撤銷(xiāo)第三段一支反滲透膜殼。7）PH伺服調(diào)節(jié)：依靠在線PH計(jì)輸出數(shù)字信號(hào)，控制NaOH投藥量，精確控制進(jìn)入二級(jí)反滲透的水的PH值。8）二級(jí)反滲透機(jī)組共用16支反滲透膜（海德能ESPA1超低壓膜），4支膜殼（FRP），每支膜殼內(nèi)裝4支膜，按3-1分二段組裝，第一段的三支膜的濃水作為第二段的一支膜的進(jìn)水，濃水由第二段排放。二級(jí)反滲透機(jī)組的回收率達(dá)85%。濃水全部回用，以滿足85%的回收率。二級(jí)反滲透機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)水量18.7m3＜，設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力1.75MPa，其中二級(jí)反滲透淡水由于直接進(jìn)入CDI機(jī)組，所以存在0.4MPa背壓。9）二級(jí)反滲透系統(tǒng)回收率85%。后處理設(shè)備：為了進(jìn)一步提高水質(zhì)，使出水達(dá)到使用要求，后處理裝置主要采用降TOC、CEDI連續(xù)電除鹽裝置、氮封保溫水箱、拋光混床及紫外線、膜微過(guò)濾器等，以滿足終端出水對(duì)水質(zhì)及細(xì)菌、顆粒的要求。a）降TOC器：為了CEDI的穩(wěn)定運(yùn)行，后處理系統(tǒng)加入了降TOC器，以減輕CEDI負(fù)擔(dān)，降低CEDI維護(hù)成本。利用185nm的紫外線強(qiáng)光照射，可以有效地降低水中的TOC，該解決方案目前已得到一致的認(rèn)可。b）CEDI連續(xù)電除鹽裝置

CEDI（Electrodeionization）系統(tǒng)是目前兼顧高純度功能與環(huán)保概念，為當(dāng)今水處理行業(yè)的最先進(jìn)科技，與普通混床相比具有水質(zhì)穩(wěn)定、不需要使用化學(xué)藥品進(jìn)行再生符合環(huán)保要求、全自動(dòng)操作維護(hù)方便，尤其對(duì)其他工藝很難去除的硅、硼具有明顯效果，非常適合半導(dǎo)體等工業(yè)的純水要求。CEDI連續(xù)電除鹽裝置，是將電滲析和離子交換相互有機(jī)組合在一起的除鹽制取純水的新工藝，其特點(diǎn)是，在普通的電滲析器的淡水室中填充陰、陽(yáng)樹(shù)脂，既利用離子交換能深度除鹽來(lái)克服電滲析過(guò)程因發(fā)生極度化而除鹽不徹底；又利用電滲析極度化而發(fā)生水電離產(chǎn)生H和OH離子，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂自再生來(lái)克服樹(shù)脂失效后通常要用酸堿再生的缺陷，因而連續(xù)電除鹽器（CEDI）具有連續(xù)運(yùn)行，交換劑能自行再生，無(wú)環(huán)境污染，運(yùn)行管理方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。CEDI連續(xù)電除鹽裝置之所以能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，制得高純水，是因?yàn)樵谥绷麟妶?chǎng)作用下，設(shè)備內(nèi)的離子交換膜和混合離子交換樹(shù)對(duì)水中電解質(zhì)離子綜合作用的結(jié)果，一般有以下四個(gè)作用同時(shí)存在：電滲析過(guò)程離子通過(guò)離子交換樹(shù)脂的遷移過(guò)程離子交換樹(shù)脂的交換過(guò)程電化學(xué)再生過(guò)程在本方案中共運(yùn)用了IONPURE公司的LXM45ZCDI模塊4個(gè)，每個(gè)模塊單獨(dú)控制。該產(chǎn)品為IONPURE公司原裝進(jìn)口，質(zhì)量由西門(mén)子（中國(guó)）公司提供保證。模塊標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水流量：4.5m3/h，產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)：電阻率N16MQ.cmSiO2去除率N進(jìn)水的90%回收率N90%c）氮封水箱純氮?dú)飧艚^空氣，避免純水被污染。d）混合離子交換器（混床）混合離子交換除鹽，就是把陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按一定比例裝填于同一交換器中，在運(yùn)行前，先把它們分別再生成OH型和H型，然后混合均勻。所以，混合離子交換器可以看作是由許許多多陰、陽(yáng)樹(shù)脂交錯(cuò)排列而組成的多級(jí)式復(fù)床。在混合離子交換器中，由于運(yùn)行時(shí)陰、陽(yáng)樹(shù)脂是相互混勻的，所以其陰、陽(yáng)離子的交換反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行的?；蛘哒f(shuō)，水中陽(yáng)離子交換和陰離子交換是多次交錯(cuò)進(jìn)行的，因此經(jīng)H+離子交換所產(chǎn)生的H+和經(jīng)OH-離子交換所產(chǎn)生的OH-都不會(huì)累積起來(lái)，而是馬上互相中和生成H2O,這就使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底，出水水質(zhì)很好?！–a2RH+2ROH+'晚〃Ca2RH+2ROH+'晚[SO4一-2NaIC12(HCO)32(HSiO)32rCaR「MgI2Na+R2SO4Cl2(hco3)2+2H2O(HSiO)32混合離子交換器中的樹(shù)脂失效（出水品質(zhì)逐漸變差，直至小于規(guī)定的產(chǎn)水品質(zhì)）后，通過(guò)更換高品質(zhì)的混合樹(shù)脂，可以重新投入使用。在本方案中采用了混床作為CDI機(jī)組故障應(yīng)急供水，應(yīng)急狀態(tài)手動(dòng)切換，以應(yīng)付CDI機(jī)組故障檢修等。e）紫外線殺菌器紫外線殺菌器具有殺菌能力強(qiáng)、速度快，對(duì)所有菌種均有效，不向水中投加藥劑，不改變水的化學(xué)成分等優(yōu)點(diǎn)，是一種最簡(jiǎn)便的滅菌方法，因而較適合于純水制備系統(tǒng)。紫外線殺菌的原理是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，一般認(rèn)為是生物體內(nèi)的核酸吸收了253.7nm波畏紫外光的能量而改變了自身的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而破壞了核酸的功能所致。當(dāng)核酸吸收的能量達(dá)到致死量而紫外光的照射又能保持一定時(shí)間時(shí)，細(xì)菌便大量死亡。f）絕大部分細(xì)菌或細(xì)菌尸體的直徑都大于0.45^m（最小的綠膿桿菌為0.3^m），微孔濾芯（0.22^m）可以將殺死的細(xì)菌尸體濾除。g）出水終端使用了相當(dāng)于0.1^m精度的超濾膜終端過(guò)濾，保證過(guò)濾的絕對(duì)精度。系統(tǒng)控制說(shuō)明：全自動(dòng)控制系統(tǒng)（點(diǎn)檢管理模式）:預(yù)處理：砂濾器、炭濾器均為自動(dòng)運(yùn)行、切換及反洗。1.1原水泵變頻控制。反滲透器（PLC獨(dú)立控制）：全自動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)化學(xué)清洗。CEDI自成系統(tǒng)（PLC獨(dú)立控制），接受中央PLC控制。系統(tǒng)控制4.1水箱液位控制：高液位時(shí)自動(dòng)停運(yùn)前級(jí)設(shè)備，降至中液位時(shí)