工業凈水處理&中水回用

一(yi)、水中存(cun)在難溶無機鹽類成(cheng)份的反滲透系統設計

       （1）離(li)子交(jiao)換軟化：此(ci)工藝(yi)在系(xi)統未選擇加有機阻垢劑(ji)時(shi)且原水(shui)硬度含量(liang)較(jiao)低及有一定的鋇(bei)、鍶(si)離(li)子含量(liang)水(shui)源(yuan)時(shi)，被經常采用(yong)。一般說來，目(mu)前此(ci)工藝(yi)在小 型反滲透(tou)裝置(zhi)的預處理系(xi)統和(he)用(yong)于(yu)飲用(yong)水(shui)凈化的反滲透(tou)純凈水(shui)制備系(xi)統應用(yong)較(jiao)多。

       （2）石灰軟化(hua)(hua)輔助投(tou)加(jia)鎂(mei)劑(ji)：此工藝在原(yuan)水(shui)碳酸鹽硬度和(he)溶(rong)解(jie)二氧(yang)化(hua)(hua)硅含量較高(gao)的(de)大(da)型(xing)反滲透系統中(zhong)往往被采用。一般說(shuo)來，該方法可將原(yuan)水(shui)碳酸鹽硬度降低到(dao)100mg/L左右(you)，與此同時原(yuan)水(shui)中(zhong)溶(rong)解(jie)的(de)二氧(yang)化(hua)(hua)硅含量也可以去(qu)除 50~ 60％左右(you)。此工藝(yi)在處(chu)理水質較差(cha)的地表水和(he)工業(ye)循環(huan)水時應用居多。

二(er)、反滲透脫鹽系統的運行和監控由PLC、儀表、計算機系統和工藝流(liu)程模擬屏執(zhi)行，同時(shi)設有(you)手(shou)動操作(zuo)按(an)鈕(niu)和控制室橾作(zuo)按(an)鈕(niu)，系統具(ju)有(you)聯鎖保(bao)護功能(neng)及報(bao)警(jing)指示(shi)功能(neng)。

RO系(xi)統設計過程(cheng)(cheng)對(dui)儀表和(he)程(cheng)(cheng)控的工藝要求

       （1） 確定系列（單元）

根(gen)據用戶(hu)用水情況，RO裝置的總(zong)容(rong)量可(ke)分為(wei)(wei)幾個單(dan)元，因(yin)為(wei)(wei)RO單(dan)元的清洗和維(wei)修需要停運。

       （2） 確定(ding)膜的型式和型號

       對于(yu)容(rong)量較大的反(fan)(fan)滲(shen)透系統(tong)，均(jun)選用(yong)渦卷型反(fan)(fan)滲(shen)透膜(mo)，對于(yu)大型電站水處理系統(tong)反(fan)(fan)滲(shen)透之后要進行(xing)精處理，經詳(xiang)細技術經濟論(lun)證，往往會得出宜(yi)選用(yong)復合膜(mo)元(yuan)件(jian)的結論(lun) ，然后確定采用(yong)哪個廠家的膜(mo)元(yuan)件(jian)及其型號。

       （3） 確定(ding)系統(tong)回收率，選定(ding)壓力容器

       根據(ju)系統回收(shou)率選用(yong)壓(ya)力(li)容器(qi)。如(ru)系統回收(shou)率為75%，則考慮采(cai)用(yong)六個1米長膜元(yuan)件裝(zhuang)一個壓(ya)力(li)容器(qi)，或者4個1.5 米長的(de)膜元(yuan)件裝(zhuang)一個壓(ya)力(li)容器(qi)。一般采(cai)用(yong)“一級兩(liang)段(duan)＂的(de)排列方式。

       RO系(xi)統回收率的(de)(de)(de)定義(yi)是RO產(chan)水(shui)(shui)量與給水(shui)(shui)量之比，回收率越(yue)高消耗的(de)(de)(de)水(shui)(shui)量越(yue)少(shao)，但回收率過高會存在以下問題：產(chan)品水(shui)(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)鹽率下降；可能發生微溶鹽的(de)(de)(de)沉淀，濃水(shui)(shui)的(de)(de)(de)滲(shen)透壓過高，膜元件的(de)(de)(de)產(chan)水(shui)(shui)量降低。

       一般(ban)苦堿(jian)水脫(tuo)鹽(yan)(yan)系統(tong)回收(shou)率多采(cai)(cai)用(yong)75%，即濃(nong)水濃(nong)縮了四倍，當(dang)原(yuan)水含鹽(yan)(yan) 量較低時(shi)有時(shi)也(ye)可(ke)采(cai)(cai)用(yong)80%，如(ru)原(yuan)水中(zhong)某(mou)種(zhong)微溶鹽(yan)(yan)含量高，有時(shi)也(ye)采(cai)(cai)用(yong)較低的 系統(tong)回收(shou)率以防結垢。

       （4）確定膜(mo)元件(jian)的數(shu)量

       根據膜元件生產廠家提供(gong)的設計導則，根據原水(shui)(shui)水(shui)(shui)源和給水(shui)(shui)的SDI確定采用的水(shui)(shui)通量數值。

       以每單元指定的RO的產水量除以每支膜元件的平均產水量即估出膜元件的數量，如采用六個膜元件的壓力容器，則除以六，同上取整數得出壓力容器總數，再將壓力容器總數分為兩段，使兩段壓力容器總數之比接近2 : 1, 然后利用廠家提供的軟件，將每個壓力容器內膜元件數、膜元件型號、產水量、回收率、水文、水質、使用年限等輸入即可求出給水壓力、濃水壓力、給水滲透壓、濃水滲透壓、濃水的LSI、產品水和水中離子含量等數據。每輸入一個各段壓力容器的數量，即可得出一組計算結果。對比相應膜元件的設計通量、系統溫度、系統壓力、各報警參數等就可以確定膜元件的數量和膜組件的排列方式。

       （5）壓力容器(qi)的安裝(zhuang)

       大型(xing)(xing) RO 裝(zhuang)置，壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)組件(jian)(jian)應(ying)單獨布(bu)置在(zai)滑架上，壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)布(bu)置的(de)(de)最高(gao)高(gao)度應(ying)便于裝(zhuang)卸膜(mo)(mo)元件(jian)(jian)。裝(zhuang)有6個8040型(xing)(xing)(φ8英寸，長40英寸）膜(mo)(mo)元件(jian)(jian)的(de)(de)壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)，當運行時（受壓(ya)時）將(jiang)約伸長13mm, 直徑將(jiang)增大0.5mm, 因此不能限制壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)膨脹，否則引(yin)起壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)翹曲(qu)，發生膜(mo)(mo)元件(jian)(jian)O型(xing)(xing)密封圈(quan)的(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)而產生溝流，以(yi)及膜(mo)(mo)元件(jian)(jian)連(lian)接件(jian)(jian)“O”型(xing)(xing)圈(quan)的(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)，并且(qie)與壓(ya)力容(rong)(rong)器(qi)(qi)連(lian)接的(de)(de)管也應(ying)采(cai)取軟管連(lian)接。

       （6）加(jia)藥系統

       加藥量應采用比例(li)調節方式，根據(ju)給水流量計(ji)發出的(de)信號自動調節計(ji)量泵 進(jin)行比例(li)加藥。計(ji)量箱(xiang)應裝有(you)就地液(ye)位(wei)計(ji)，并有(you)低(di)液(ye)位(wei)信號進(jin)行報警(jing)，以保證 不會因藥液(ye)箱(xiang)無藥而使加藥中斷。

       計(ji)(ji)量(liang)(liang)泵應與高壓(ya)泵聯(lian)鎖，反(fan)滲透系(xi)統(tong)包括兩(liang)套RO裝置(zhi)和一套加藥系(xi)統(tong),每套RO裝置(zhi)配(pei)備(bei)一臺(tai)高壓(ya)泵。當有一臺(tai)高壓(ya)泵啟動時加藥系(xi)統(tong)計(ji)(ji)量(liang)(liang)泵聯(lian)鎖啟動,當兩(liang)臺(tai)高壓(ya)泵都停(ting)運(yun)時，加藥系(xi)統(tong)計(ji)(ji)量(liang)(liang)泵聯(lian)鎖停(ting)運(yun),高壓(ya)泵一臺(tai)運(yun)行；一臺(tai)停(ting)運(yun)時，計(ji)(ji)量(liang)(liang)泵正(zheng)常(chang)工作(zuo)。

       （7）就(jiu)地儀表盤

       應設(she)有(you)就地給(gei)水(shui)儀表(biao)(biao)盤(pan)，盤(pan)上裝(zhuang)有(you)流(liu)(liu)量(liang)(liang)指(zhi)示和流(liu)(liu)量(liang)(liang)積累表(biao)(biao)、電(dian)導(dao)率表(biao)(biao)、pH 值(zhi)指(zhi)示表(biao)(biao)。另外(wai)還應設(she)有(you)給(gei)水(shui)壓(ya)力(li)表(biao)(biao)、流(liu)(liu)量(liang)(liang)表(biao)(biao)、電(dian)導(dao)率表(biao)(biao)和pH表(biao)(biao)所(suo)發(fa)出的參數信(xin)號(hao)(hao)送(song)至中(zhong)央控制室進(jin)行(xing)連續記錄，同時流(liu)(liu)量(liang)(liang)計發(fa)出的信(xin)號(hao)(hao)控制計量(liang)(liang)泵進(jin)行(xing)比例加藥(yao)，pH計發(fa)出的高、低報警(jing)信(xin)號(hao)(hao)送(song)至中(zhong)央控制室進(jin)行(xing)報警(jing)。

       每套RO裝置(zhi)設置(zhi)儀表(biao)(biao)盤一(yi)塊(kuai)，盤上裝有(you)RO一(yi)段、二段產(chan)品(pin)水、排水的流量(liang)表(biao)(biao)各一(yi)塊(kuai)（流量(liang)及累積流量(liang)值(zhi)顯示(shi)），產(chan)品(pin)水電(dian)導率(lv)表(biao)(biao)一(yi)塊(kuai)。流量(liang)表(biao)(biao)和電(dian)導率(lv)表(biao)(biao)所發出的參數信號(hao)送(song)中央控(kong)制室進行連(lian)續記錄，并具有(you)電(dian)導率(lv)值(zhi)高報(bao)警就地(di)盤上裝有(you)高壓泵(beng)啟動 、停止按鈕(niu)和指示(shi)燈，系統緊急停止按鈕(niu)和指示(shi)燈，電(dian)動慢(man)開(kai)門開(kai)、關(guan)按鈕(niu)和指示(shi)燈。

       每套RO裝置設置壓力表盤一塊，盤上裝有RO 一段(duan)進水、二段(duan)進水和(he)排水壓力指示表。

       中央控制盤上設有高壓泵、計量泵、沖洗水泵的三位操作開關（自動一關一手動），系統程序啟、停按鈕 ，可實現上述裝置的自動啟動控制室遠操和就地手操功能。當三位開關打至“自動”位置時，上述裝置不能就地橾做。

       (8) 中(zhong)央(yang)控制盤

       應裝(zhuang)有(you)發光(guang)字牌和音響器，可(ke)(ke)對報警信號進行(xing)聲(sheng)、光(guang)顯(xian)示(shi)；裝(zhuang)有(you)系統模擬 屏(ping)，可(ke)(ke)顯(xian)示(shi)RO系統的運(yun)行(xing)，可(ke)(ke)對需記錄的各種參數(shu)進行(xing)連續記錄。裝(zhuang)有(you)電流表顯(xian)示(shi)高壓泵(beng)電機電流。

       (9) 保安過濾(lv)器

       保安(an)過濾(lv)(lv)器進(jin)、出(chu)口裝有壓(ya)力(li)指示(shi)表，當保安(an)過濾(lv)(lv)器進(jin)出(chu)口壓(ya)差達到一定值或(huo)運行一定時(shi)間(jian)后(hou)，需更換濾(lv)(lv)芯 。應考慮在5μm過濾(lv)(lv)器之(zhi)前裝有不符合 RO 進(jin)水(shui)要求的不合格水(shui)排放(fang)。在RO停運后(hou)需要進(jin)行沖(chong)洗，對復合膜元(yuan)件(jian)最好采(cai)用反滲(shen)透產水(shui)進(jin)行沖(chong)洗。

       (10) 高壓泵(beng)

       進、出(chu)(chu)口側分別裝有(you)低(di)、高壓(ya)(ya)開(kai)關(guan)，當高壓(ya)(ya)泵進口壓(ya)(ya)力低(di)于(yu)限定(ding)值時，低(di)壓(ya)(ya)開(kai)關(guan)閉合并(bing)發送(song)信(xin)號(hao)(hao)至PLC,由(you) PLC進行報(bao)警(jing)并(bing)自動停止(zhi)高壓(ya)(ya)泵的(de)運行，當高壓(ya)(ya)泵出(chu)(chu)口壓(ya)(ya)力高于(yu)限定(ding)值時，高壓(ya)(ya)開(kai)關(guan)閉合，發出(chu)(chu)信(xin)號(hao)(hao)送(song)至PLC,PLC延時一定(ding)時間后，如高壓(ya)(ya)泵高壓(ya)(ya)側壓(ya)(ya)力仍高于(yu)限定(ding)值，則(ze)PLC輸出(chu)(chu)報(bao)警(jing)并(bing)自動停止(zhi)高壓(ya)(ya)泵的(de)運行，如在(zai)延時范圍內高壓(ya)(ya)開(kai)關(guan)恢(hui)復(fu)至斷開(kai)狀態，則(ze)PLC自動取消輸入信(xin)號(hao)(hao)。

       高(gao)(gao)壓(ya)泵出(chu)口裝有電動(dong)慢開(kai)(kai)門，高(gao)(gao)壓(ya)泵啟動(dong)后，慢開(kai)(kai)門自動(dong)緩慢打開(kai)(kai)以確保RO膜元件不受水錘破壞，如慢開(kai)(kai)門發(fa)生故障而未(wei)能(neng)在規定時間(jian)內打開(kai)(kai)，則高(gao)(gao)壓(ya)泵出(chu)口壓(ya)力增高(gao)(gao)，壓(ya)力開(kai)(kai)關輸出(chu)報警信號并(bing)經(jing)PLC自動(dong)停(ting)止高(gao)(gao)壓(ya)泵的運行。

       (11) 沖洗系統(tong)

       RO裝置停(ting)止運行(xing)一定(ding)時間后，可自動(dong)啟(qi)動(dong)沖(chong)(chong)洗(xi)水泵(beng)、開(kai)啟(qi)沖(chong)(chong)洗(xi)進水及排放閥對RO膜元(yuan)件進行(xing)低壓沖(chong)(chong)洗(xi)。

       (12)產(chan)水背壓問題

       防止(zhi)膜孔袋(dai)粘(zhan)接線破裂(lie)，在(zai)設計(ji)上(shang)就必須考(kao)慮靜背壓(ya)問題。對(dui)醋酸膜元(yuan)件(jian)，任(ren)何時候產品水(shui)側的(de)壓(ya)力(li)都不能高于(yu)(yu)(yu)給水(shui)及排(pai)水(shui)的(de)壓(ya)力(li)膜不允許承受反壓(ya)，對(dui)于(yu)(yu)(yu)復合膜元(yuan)件(jian)靜背壓(ya)必須小于(yu)(yu)(yu)5psi。粘(zhan)接線的(de)破裂(lie)是(shi)由(you)于(yu)(yu)(yu)膜口袋(dai)兩側的(de)壓(ya)差而非(fei)流量，由(you)于(yu)(yu)(yu)逆止(zhi)閥(fa)不能瞬(shun)間關閉，不能保證絕對(dui)嚴密，所以在(zai)系統中設置逆止(zhi)閥(fa)等(deng)均不能徹底解決(jue)背壓(ya)問題。

       為防止膜(mo)卷伸出，要求(qiu)設(she)計時給水的(de)流量(liang)不(bu)能超過設(she)計導則規(gui)定的(de)數值，運行(xing)時單個膜(mo)元件的(de)壓降不(bu)允許超過規(gui)定值。

       （13）RO 裝置啟動和(he)運行過程

       RO裝置程序啟動和運行：先將高壓泵 、計量泵的自動一關一手動，三位開關扳至“自動”位置，然后按下每套RO裝置的程序啟動按鈕,此時PLC按程序自動對所有計量箱液位、高壓泵入口側壓力進行檢測，當有低液位或高壓泵入口側壓力“低”報警時，PLC進行聲光報警并停止程序運行。消除報警后，按程序啟動按鈕，程序恢復運行，并自動啟動加藥計量泵 、高壓泵 、開啟電動慢開門，延時一定時間后 ，如高壓泵高壓側壓力仍高于限定值，則PLC 輸出報警并自動停止高壓泵、計量泵的運行，同時自動關閉電動慢開門，如在延時范圍內高壓開關恢復至斷開狀態，則PLC自動取消高壓開關輸入信號，系統進入正常運行階段。

       RO 裝置控(kong)制(zhi)室手(shou)(shou)動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)和運行：當高壓泵、計量泵 、沖(chong)洗水泵的“自動(dong)(dong)一(yi)關(guan)一(yi)手(shou)(shou)動(dong)(dong)”三(san)位(wei)開關(guan)扳至“手(shou)(shou)動(dong)(dong)”位(wei)置時，上(shang)述設備可在控(kong)制(zhi)室內操作。

       RO 裝置(zhi)(zhi)(zhi)就地(di)手動啟(qi)動和(he)運(yun)行(xing)：當(dang)高壓(ya)泵(beng)、計(ji)量泵(beng)的“自動一(yi)關一(yi)手動，三位(wei)開關扳至“關”位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)時，上述設(she)備可在就地(di)手動啟(qi)動和(he)運(yun)行(xing)。在任何情(qing)況下 ，都可以(yi)通過設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)在就地(di)儀(yi)表盤上的系統緊急停止按鈕，停止RO裝置(zhi)(zhi)(zhi)的運(yun)行(xing)。

       RO 裝置自動(dong)停(ting)止運(yun)行(xing)或由(you)操作人員按程序停(ting)止按鈕(niu)停(ting)運(yun)時，高(gao)壓泵(beng)停(ting)止運(yun)行(xing),計(ji)量(liang)泵(beng)聯鎖停(ting)止運(yun)行(xing),自動(dong)關閉高(gao)壓泵(beng)出口電動(dong)慢開(kai)門。

三、儀表及 PLC 系統(tong)的構成(cheng)

       儀表(biao)及 PLC 控(kong)制系(xi)統的(de)構成根據(ju) RO 系(xi)統對儀表(biao)和控(kong)制的(de)要(yao)求確定(ding)。

       (1) 液位(wei)開(kai)關:給 出低液位(wei)信號(hao)。

       (2) 流(liu)量計:瞬時流(liu)量指示(shi)及(ji)流(liu)量累積值顯示(shi)。

       (3) 電(dian)導率儀(yi)數(shu)字顯示，具有(you)電(dian)導率值高(gao)報警輸出和4~20 mA信號輸出。

       (4) pH計數(shu)字(zi)顯(xian)示(shi)，具有用戶(hu)可設定的 pH 值(zhi)高、低報警輸(shu)出和4~ 20mA信(xin)號輸(shu)出。