电路科技有限公司超纯水工艺运营毕业论文1.doc

市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 1 市政技术学院市政技术学院 毕业论文毕业论文 课题名称：课题名称：电路科技有限公司超纯水工艺运营电路科技有限公司超纯水工艺运营 系 部 环境工程系 专 业 环境工程技术 班 级 11 环工 2 班 姓 名 指导教师 2014 年 4 月 24 日 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 2 摘要摘要 电路科技有限公司以印制电路板样板、快件和小批量板的设计、制造 服务商，主要生产高密度互连积层板高层快件和 hdi 刚挠板。在生产过程中要供应 超纯水，现受该公司邀请，对其超纯水项目进行日常运行管理。 本论文主要讲述通过运营管理预处理阶段、反渗透阶段和 edi 处理阶段三个 主要的过程确保超纯水生产系统正常运行，使出水水质达到生产用水的要求。进水 是采用市政自来水管网的供水，或使用废水站回用水作为原水供水，进水电导率小 于 300s/cm (25 1)c。根据业主提供的资料，超纯水总需求量为 51m3/h。 其中，一期工程需求量为 42m3/h。edi 系统供水处水质要求达到电子级水标准 gb/t11446.11997 中的 ew-（电阻率为 12.0 15.0mcm(251)），而 车间用水点水质达到电阻率为 510mcm(25 1)c。本论文主要讲述运行管理 过程中预处理阶段、反渗透阶段和 edi 阶段的工作原理与作用、问题分析以及解决 措施等。 关键词： 超纯水，运营管理，预处理阶段，反渗透阶段，edi 处理阶段 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 3 summarysummary guangzhou xing efficient circuit technology limited to printed circuit board prototype, express and small batch of design and manufacturing service providers, mainly the production of high density interconnect laminate top courier and hdi rigid-flex boards. to supply water in the production process, is invited by the company to its ultra pure water through the day-to-day operation and management of the project. operation and management of this thesis focuses on the adoption stage of pretreatment, reverse osmosis and edi processing phases of three major process ensures that ultrapure water production systems up and running, so that water quality meets the requirements of production water. water is the use of municipal water supply pipes, or use a water station with water as the raw water supply water conductivity is less than 300 g/s/cm (25 1) c. according to the information provided by the owners, total water demand for 51m3/h. among them, the first phase of demand for 42m3/h. edi system water quality requirements to meet the standards of electronic grade water gb/t11446.1-1997 ew- (12.0 per cent resistance 15.0m . cm (25 1 c), while the workshop water points water resistivity 510m cm(25 1) c. this thesis focuses on operational management during the stage of pretreatment, reverse osmosis edi phases of work and functions, problems analysis and solving measures. keywordskeywords: ultra pure water, operations management, pretreatment stage, stage reverse osmosis, edi processing stages 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 4 目录目录 1.工程概况 7 1.1.工程背景 7 1.2.设计资料 7 1.2.1. 依据.7 1.3.设计水质水量 7 1.3.1. 进出水质.7 1.3.2. 出水水质.7 1.3.3. 纯水水量.7 2.工艺介绍 8 2.1.预处理系统 8 2.1.1. 组成.8 2.1.2. 作用.8 2.2.反渗透系统 8 2.2.1. 组成.8 2.2.2. 作用.8 2.3.edi 与终端系统 .9 2.3.1. 组成.9 2.3.2. 作用.9 2.4.工艺流程说明 9 3.工艺参数说明 .12 3.1.预处理系统 .12 3.1.1. 原水箱12 3.1.2. 多介质过滤器12 3.1.3. 活性炭过滤器12 3.2.反渗透系统 .13 3.2.1. 保安过滤器 1 13 3.2.2. 一级 ro 膜系统.13 3.2.3. 中间水箱 a 13 3.2.4. 保安过滤器 2 14 3.2.5. 二级 ro 膜系统.14 3.3.edi 与终端系统 14 3.3.1. 中间水箱 b 14 3.3.2. edi 膜堆 15 3.3.3. 氮封水箱15 3.3.4. uv 杀菌器 .16 3.3.5. 终端精密过滤器16 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 5 4.系统运行规律 .17 4.1.系统启动规律 .17 4.2.多介质过滤器和活性炭过滤器运行规律 .17 4.3.保安过滤器运行规律 .17 4.4.ro 系统运行规律 .17 4.4.1. ro 系统影响因素分析 .17 4.4.2. ro 系统控制规律 .19 4.5.edi 与终端系统 19 4.5.1. edi 系统影响因素分析 19 4.5.2. edi 系统控制规律 21 4.5.3. 终端系统22 4.6.药剂 .22 5.系统运行管理分析 .24 5.1.系统的启动 .24 5.2.过滤器的反冲洗控制 .24 5.3.安保过滤器的滤芯更换 .25 5.4.ro 反渗透系统管理 .25 5.4.1. 监控参数25 5.4.2. ro 日常三个主要监控参数及原因分析 .25 5.4.3. 一般故障原因分析及解决措施26 5.5.edi 与终端系统 27 5.5.1. edi 系统问题分析与解决措施 27 5.5.2. 氮封水箱30 5.5.3. uv 杀菌器和终端过虑器 .30 5.6.系统设备日常管理 .31 5.7.运营管理效果结论 .31 致 谢 .33 参 考 文 献 .34 附录： 35 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 6 前前 言言 现在很多的行业、领域都应用到超纯水，超纯水的水质已成为影响产品质量和 生产成本的重要因素之一。例如，在生物化学、医药、电子和半导体行业电路板生 产等行业都有利用到超纯水进行生产，所以超纯水工艺的运营管理正常与否已成为 影响企业正常生产的重要因素。 现阶段超纯水的生产工艺一般应用的有：“预处理、阳/阴床、混床”；“预 处理、反渗透、混床”；或“预处理、反渗透、edi”这三种。随着技术的发展， 现在前两种超纯水生产工艺的应用逐渐减少，edi 技术的发展日渐成熟，其在纯水 生产方面的应用也日益广泛。而本次课题主要研究的是：“预处理、反渗透、 edi”这工艺的运营管理内容，分析其工艺本身的特点，以及生在产运营中出现的 问题，分析总结其中原因和解决方法。在这个工艺当中，运行管理的重点在于预处 理系统、ro 反渗透系统和 edi 系统三者的管理控制，确保车间供水点的电阻率在 510mcm(25 1)c。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 7 1.1. 工程概况工程概况 1.1.1.1. 工程背景工程背景 广州电路科技有限公司一期建设项目选址于广州科学城科丰路与光谱中路交界 以北地块，作为亚洲规模最大的印制电路板样板、快件和小批量板的设计、制造服 务商，主要生产高密度互连积层板高层快件和 hdi 刚挠板。现计划投资建设新项目， 在生产过程中要供应超纯水，受该公司邀请，对其的超纯水生产工场进行日常运营 管理。 1.2.1.2. 设计资料设计资料 1.2.1. 依据 1)业主提供的超纯水水质要求； 2)当地水质特征和自来水供应状况； 3)反渗透设备行业标准-cj/t119-2000； 4)业主提供的资料； 5)其他相关资料。 1.3.1.3. 设计水质水量设计水质水量 1.3.1. 进出水质 进水是采用市政自来水管网的供水。或使用废水站回用水作为原水供水。进水 电导率小于 300s/cm (25 1)c。 1.3.2. 出水水质 edi 系统产水出口处电阻率 1215m(25 1)c； 超纯水系统设备出水口电阻率为 510mcm(25 1)c。 1.3.3. 纯水水量 根据贵公司提供的资料，超纯水总需求量为 51m3/h。其中，一期工程需求量为 42m3/h。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 8 2.2. 工艺介绍工艺介绍 2.1.2.1. 预处理系统预处理系统 2.1.1. 组成 原水箱、多介质过滤、活性炭过滤器。 2.1.2. 作用 预处理主要是去除以下几个这些物质： 易导致膜面结垢的物质，包括 caco3、caso4、srso4、caf2、sio2、铁铝氧化 物等； 胶体物质及悬浮固体微粒； 水中残留的有机物及微生物； 通过预处理，可以达到如下 ro 系统进水水质的要求： 供水污染指数 sdi 4 供水余氯 ppm 0.1 供水浊度 1ntu 浓水饱和指数 lsi 0 供水 fe3+ 0.01ppm 供水水温适宜范围 535 2.2.2.2. 反渗透系统反渗透系统 2.2.1. 组成 保安过滤器 1、一级 ro 膜系统、中间水箱 a、保安过滤器 2、二级 ro 膜系统。 其中：膜组件选用美国陶氏公司生产的卷式膜元件。该元件由三层的薄膜复合， 表面层为聚酰胺材质，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压，对机械张力及化学 侵蚀具较好抵抗性。压力膜管选用专用于卷式 ro 组件的 pve-8040-5 型压力膜管， 管内壁光滑装卸方便。每个压力膜管可安装 5 支膜元件。压力膜管选用英国 wavecyber 品牌。 2.2.2. 作用 1)保安过滤器 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 9 为防止水中微粒进入膜组件，特设置保安过滤器。ro 装置前配置一台不锈钢 保安过滤器，5m 的聚丙稀微孔滤器。 2)反渗透 ro 系统 反渗透装置是该项目预脱盐的心脏部分，经反渗透处理的水能去除绝大部分无 机盐、有机物、微生物及细菌等，它能阴挡所有溶解性盐及分子量大于 100 的有机 物，但允许水分子透过。 2.3.2.3. ediedi 与终端系统与终端系统 2.3.1. 组成 中间水箱 b、edi 膜堆、氮封水箱、uv 杀菌器、终端过滤器。 其中：本项 目 edi 膜堆选用牌美国 electropure(伊乐科)的 exl-700 膜堆 7 组，并配备进口电源， 每组膜堆产水量 78m3/h，以确保产水水质及水量。 2.3.2. 作用 1)edi 膜堆 edi 技术是借助离子交换树脂的离子交换作用以及阴阳离子交换膜对阴、阳离 子的选择性透过作用，在直流电场的作用下，实现离子定向迁移，从而完成对水的 深度除盐。由于离子交换、离子迁移及离子交换树脂的电再生相伴发生，犹如一个 边交换边再生的混和离子交换树脂柱，可以连续不断地制取高纯水。 2)氮封水箱 减少超纯水与空气的接触机会，防止超纯水容器被空气污染。 3)uv 杀菌器 利用紫外灯发出的紫外线作用于细菌的细胞，使超纯水的细菌无法生存，从而 达到彻底消除纯水中的细菌目的。 4)终端过滤器 在车间的供水端前设置一台 1um 的聚丙稀微孔滤器，防止水中的微小颗粒、细 菌等杂质进入到车间的用水端。 2.4.2.4. 工艺流程说明工艺流程说明 自来水或废水站回用水经管道输送至原水箱，经增加泵提升经过多介质过滤器 及活性炭吸附过滤器进行过滤，出水进入保安过滤器 1，后经高压泵输送至 ro 系 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 10 统 a， ro 系统 a 产水进入 ro 中间水箱 a，浓水排放至集水箱，并泵送至废水站， 向 ro 中间水箱 a 中投加一定量 naoh 溶液，将水中 co2转变成碳酸，进而被下一 级 ro 膜有效截留，ro 中间水箱 a 出水经泵输送至保安过滤器 2，后经高压泵输 送至 ro 系统 b，同时中间水箱 a 的水也用于多介质过滤器和活性炭过滤器的反冲 洗，反冲洗污水排放到集水箱， ro 系统 b 产水进入 ro 中间水箱 b，浓水回流至 原水箱。ro 中间水箱 b 出水经泵提升进入 edi 系统，edi 产水进入氮封水箱，浓 水回流至 ro 中间水箱 a，氮封水箱出水经高压泵提升经过 uv 杀菌仪消毒及终端 精密过滤器过滤，超纯水供应至车间。本系统反洗水及 ro 系统 1 浓水排放水经集 水坑排水泵排放至废水站指定位置。 另外反渗透装置系统和 edi 装置系统附属系统包括药洗系统。药洗系统包括药 洗水箱、药洗水泵和药洗保安过滤器各 1 台，及必要的管道、阀门及仪表。 工艺流程图：（见下图） 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 11 3.3. 工艺参数说明工艺参数说明 3.1.3.1. 预处理系统预处理系统 3.1.1. 原水箱 表：一 处理量：70m3/h有效容积：30m3 数量：1 座停留时间：25min 规格： 2.805.50(h)m 材质：frp 1) 原水泵：2 台，cdl-65-30-2 ，70m3/h，50m，15kw，sus304，一用一备； 2) 液位控制器：3 点控制，1 套； 3) 手动蝶阀：dn150，u-pvc，2 套； 4）在线电导率仪：配套 ph 电极，在线式前置放大器，1 套。 1) 原水箱提升泵的运行压力参数范围为 00.45mpa； 2) 进水水质对电导率的要求,电导率小于300us/cm； 3) 水箱高水位 hh/2=2.75m。 3.1.2. 多介质过滤器 表：二 处理量：70m3/h规格：2.80m4.60m(h) 数量：1台材质：碳钢+衬胶 1）滤料：石英砂、无烟煤； 2）压力表： 2只； 3）sdi仪：1套； 4）管件及阀门：一宗； 5）自动反洗系统： 1套。 设计流速控制在 6-10m/h；进水与出水的压力差0.05mpa；反冲洗时间 510 分钟；冲洗周期 7 天。 3.1.3. 活性炭过滤器 表：三 处理量：70m3/h规格：2.80m5.00m(h) 数量：1台材质：碳钢+衬胶 附件： 1）滤料：果壳活性炭； 2）压力表： 2只； 3）管件及阀门：一宗； 4）自动反洗系统： 1套； 5）反洗泵：3台，zs100-80-160，147m3/h，17m，11kw ，sus304材质。 设计流速控制在 6-10m/h；进水与出水的压力差0.05mpa；反时间冲洗 510 分钟；冲洗周期 7 天。 活性炭过滤器出水母管上设有管道混合器，用于在一级 ro 前给水中加阻垢剂 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 12 和还原剂。 3.2.3.2. 反渗透系统反渗透系统 3.2.1. 保安过滤器 1 表：四 处理量：35m3/h材质：sus304 数量：2台形式：滤芯式 过滤精度：5m 附件： 保安过滤器出水压力 00.45mpa； 安保过滤器前后的压力差控制在 0.05-0.1mpa。 3.2.2. 一级 ro 膜系统 表：五 产水量：25m3/h数量：2套 附件： 1）化学清洗系统： 1套； 2）加药系统： 2套； 3）膜架：2套； 4）高压泵：2台，cr45-6-2，35m3/h，140m，22kw ，sus304材质； 5）变频器：2台，acs-510，22kw； 6）电磁流量计： 2套，lyw-80-ssn，一体式， sus304。 1) orp 200（mv） 2) 进水电导率300us/cm 3) 一段进水压力 01.5mpa 4) 二段进水压力 01.3mpa 5) 二段产水压力 00.1mpa 6) 二段浓水压力 0.11.2mpa 7) 产水电导率为 120us/cm 8) ro 进出水压力差在 0.2mpa0.3mpa 9) 产水流量 025m3/h（一组 ro 的产水量） 10) 浓水流量10m3/h(一组 ro 的浓水产量) 3.2.3. 中间水箱 a 表：六 处理量：70m3/h有效容积：50m3 数量：1座停留时间：43min 规格：3.60m5.50m(h)材质：frp 附件： 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 13 1）液位控制器： 3点控制，1套； 2）ph计：ph：014 ，2724-00电极，1套； 3）增压泵： 2台，cdl-120-20 -1，60m3/h，34m，18.5kw，sus304材质，一用一备。 1) 提升泵的运行压力参数范围为 00.5mpa 2) 水箱高水位 h1h/2=2.75m。 3.2.4. 保安过滤器 2 表：七 处理量：35m3/h材质：sus304 数量：2台形式：滤芯式 过滤精度：5m 附件： 保安过滤器出水压力 00.5mpa； 安保过滤器前后的压力差控制在 0.05-0.1mpa。 3.2.5. 二级 ro 膜系统 表：八 产水量：25m3/h数量：2套 附件： 1）化学清洗系统： 1套； 2）加药系统： 2套； 3）膜架：2套； 4）高压泵：2台，cr45-6-2，35m3/h，140m，22kw ，sus304材质； 5）变频器：2台，acs-510，22kw； 6）电磁流量计： 2套，lyw-80-ssn，一体式， sus304。 1)进水 ph 值 69 2)一段进水压力 0160psi 3)二段进水压力 0150psi 4)二段产水压力 012psi 5)二段浓水压力 0140psi 6)产水流量 025m3/h（一组 ro 的产水量） 7)浓水产水流量10m3/h(一组 ro 的浓水产量) 8)ro 进出水压力差在 0.2mpa0.3mpa 9)产水电导率为 120us/cm 3.3.3.3. ediedi 与终端系统与终端系统 3.3.1. 中间水箱 b 表：九 处理量：50m3/h有效容积：20m3 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 14 数量：1座停留时间：24min 规格： 2.405.50(h)m 材质：frp 附件： 1）液位控制器： 3点控制，1套； 2）增压泵： 2台，cdl-42-20，50m3/h，34m，7.5kw，sus304材质，一用一备。 1) 提升泵的运行压力参数范围为 00.6mpa。 2) 水箱高水位 h1h/2=2.75m。 3) 电导率16us/cm。 3.3.2. edi 膜堆 表：十 产水量：42m3/h每组膜堆产水量：7m3/h 数量：1套膜堆总数量：6组 附件： 1）仪器仪表：一宗 ； 2）涡轮流量计： 1套，lyw-65-ssn，一体式， sus304。 1) 进水的电导率 015us/cm 2)产水电阻率 1215 m/cm 3) 产水量 180200 加仑 4) 总产浓水电导率（不设定） 5) 电压 0400v 6) 电流 05a 7)淡水进水压力（mpa）00.5 8) 浓水进水压力（mpa）00.5 9) 极水进水压力（mpa）00.5 10) 淡水出水压力（mpa）00.15 11) 极水出水压力（mpa）0 12) 浓水出水压力（mpa）0 13) 淡水流量(m3/h)6 14) 浓水流量(l/h)400800 15) 极水流量(l/h) 3080 3.3.3. 氮封水箱 表：十一 处理量：42m3/h有效容积：10m3 数量：1座停留时间：15min 规格： 2.003.70(h)m 材质：frp 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 15 附件： 1）液位控制器： 一体式，3-2450-2，1套； 2）增压泵：2台，gld42-40-2，42m3/h，75m，15kw，sus304材质，一用一备 ； 3）变频器：2台，acs510，15kw。 水箱高水位 h11.7m。 3.3.4. uv 杀菌器 表：十二 产水量：42m3/h材质：sus304 数量：1台形式：压力式 附件： 3.3.5. 终端精密过滤器 表：十三 处理量：42m3/h材质：sus304 数量：1台形式：滤芯式 过滤精度：0.1m 附件： 1）仪器仪表：一宗 进出水前后的压力差在 0.05-0.1mpa 之间。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 16 4.4. 系统运行规律系统运行规律 4.1.4.1. 系统启动规律系统启动规律 本系统采用的“三点一量”的控制方式，即是：通过前后两水箱的液位高低来 控制，当后者的处于低水位时前者的提升泵开始工作，给后者补充水量直至其处于 高水位时停止运作或前者本身处于低水位停止运作，所以这“三点”指的是前水箱 的低水位点、后水箱的高水位点与其的低水位点；“一量”指的是水的电导率大小， 当其的电导率不符合泵的要求时，当级的提升泵会停止工作。其中，一级 ro 系统 要求其进水的电导率小于 300us/cm，当原水箱内水的电导率超过 300us/cm 时，原 水箱的提升泵会停止工作。edi 系统的要求的进水电导率小于 16us/cm，当中间水 箱 b 的水电导率大于 16us/cm 时,中间水箱 b 的提升泵会停止工作。 4.2.4.2. 多介质过滤器和活性炭过滤器运行规律多介质过滤器和活性炭过滤器运行规律 进出水压差及运行周期（由实验测试得污染指数值确定）来控制反冲洗周期。 其中，当进出水的压差0.05mpa 时，进行反冲洗；或运行 7 天一个反冲周期后进 行反冲洗。 4.3.4.3. 保安过滤器运行规律保安过滤器运行规律 当各个保安过滤器的进出水压力差在 0.05-0.1mpa 之间时，应更换保安过滤器 的滤芯。 4.4.4.4. roro 系统运行规律系统运行规律 4.4.1. ro 系统影响因素分析 1) 压力对 ro 运行的影响 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 17 2) 温度对 ro 运行的影响 3) 给水的含盐量影响 4) ph 值的影响 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 18 5) 回收率对 ro 运行的影响 a) 回收率降低，出水水质提高，但水浪费增加。 b) 回收率提高，水浪费减少，但浓水可能结垢，并且，由于浓水流量低，污 染物更容易沉积。 4.4.2. ro 系统控制规律 ro 产水流量下降 10%或者 ro 段间进出水压力差增加 50%时，须进行化学清洗。 ro 膜长期停止运行要用还原剂或甲醛溶液保护。 4.5.4.5. ediedi 与终端系统与终端系统 4.5.1. edi 系统影响因素分析 系统运行中的主要影响因素进行分析,包括进水电导率、进水流量、电 压与电流、水的值、温度及压力的影响等。 1) 进水电导率对脱盐效果的影响 在保证其它条件不变的前提下,随着原水电导率的上升,脱盐效果变差。这是因 为进水电导超过一定范围后,模块的工作区间往下移动,乃至再生区消失,工作区穿 透,模块内的填充树脂大部分呈饱和失效状态。同时水中的离子浓度增加,在电压恒 定不变的情况下,电流增加,从而电离水的过程减弱,相应的水电离出的+,-减 少,直接导致树脂的再生变差。这样,在进水水质变差的情况下,模块会由弱电离子 开始慢慢穿透;系统的电流会增加,因为存在水的电离现象。 2) 进水流量的影响 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 19 进水流量与模块的处理能力,进水水质以及进水压力有关。在模 块产水能力恒定条件下,进水水质越差,模块的单位处理负担就越重,进水流量应当 调节的越小。在模块的启动阶段,应注意当瞬间流量过大时,会造成膜的穿孔。 由于模块中的电子流主要通过填充树脂传递的,所以浓水电流在一定程度上成 了影响模块中电子流迁移的关键。在实际的试验中可以发现,减少浓水的流量可以 提高系统的电流,并且在一定程度上提高水质。但是浓水流也并非越小越好,当浓水 流量过小时会导致膜两侧浓度差过大,而形成浓差扩散,影响水质。另一方面,由于 弱电离子及其离子态化合物的溶解度很小,所以容易在低流量的浓水中形成饱 和,从而影响弱电离子的去除。 电极水的作用主要是给电极降温和带走电极表面产生的气体。一般电极水的流 量是进水的%左右。当电极水过小时,不能及时带走电极表面的气体,会影响整个 模块的运行。 3) 电流电压的影响 电压的确定和模块的设计有关,电压是使离子迁移的动力,它使得离子从进水中 迁移到浓水中,同时电压也是电解水用于再生树脂的关键。在规定范围内如果电压 过低,会导致电解水减少,产生的+和-离子不足以再生填充树脂,同时电压太 低使得离子的迁移动力减弱,最终使模块的工作区间下移,产水水质变差。如果电压 过高,就会电解出过剩的+和-,使电流升高的同时也使离子极化和扩散加剧, 导致产品水水质变差。电压是否过高可以从电极水出水中的气泡多少加以判断。最 佳电压范围的确定主要由进水电导和浓水的流量决定,比如当进水电导变大,浓水的 浓度也变大的情况下由于系统的电阻减少,所以系统的电压也应当相应的下调。 电流与进水电导及总的离子迁移数有直接关。总的离子迁移包括水中原来的离 子如+,-等,也包括新生成的+和-,而+和-与电压有直接关系, 所以电压升高,电流也升高,但是两者的变化不是线性的,因为电流一部分用于杂质 离子的迁移,一部分用于水的解离。 4) 进水的值、温度及压力的影响 进水的值表示了进水中+的含量,一般进水控制在 6之间。通常情况 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 20 下值偏低是由于的溶解所引起的。由于是弱电离物质,也是导致 水质恶化的因素之一,水中值和存在一定溶解关系,理论上当 时,去除效率最佳,对于弱电离子,也是同样的道理,因为硅酸的是 。高值有助于去除弱电离子,但是前提是必须在进系统前除去 +,+等离子。 温度对系统压力,产水电阻有直接影响。通常的进水温度应控制在 之间,最佳温度是在左右。温度的降低会使水的活性降低,即水中 离子的布朗运动减弱,宏观上表现为水的黏性增加,系统压力上升。离子迁移减弱的 另一个结果是离子和填充树脂及膜的交换速度降低,浓差极化将成为影响速度的瓶 颈。而且膜的交换能力一般也随着温度的下降而降低。如果温度上升,则会表现出 大致相反的现象。此时水中的离子活性增加,运动剧烈,水的电导相应增加,此时如 果给定电压不变的话,电流就会上升。当温度超过一定温度以后,产水水质会逐渐变 坏,这主要是由于离子和填充树脂、离子交换膜的交换过程受离子活性等影响而减 弱,所以进水温度低时,我们要适当提高电压,以增加离子迁移的动力和更有效的电 离水分子;而当我们使用相对温度较高的进水来运行时,也可以以节能降低电压的方 式来取得同样的出水水质。压力的变化和控制是使得模块能够正常运行的另 一个重要因素。 通常情况下产品水的压力浓水压电极水压。这样才能有效防止浓水扩散污 染产品水的现象。压力的变化还是判断模块是否被污染,管路是否被堵的有 效手段。特别是当浓水进出口压力差变大时,常伴随的问题是浓水管路有堵,此时就 需要人为的清洁管路,进行化学清洗或其他手段来降低压差。因此在系统进 口,应保证进水的污染指数在合格范围。 4.5.2. edi 系统控制规律 系统在运行中可调因素大致有进水流量、浓水流量、电压等。 进水流量增加,模块的工作压力也相应增加,如果超过的处理范围,出水 水质会显著变差。所以当进水的电导比较高时,适当地调节进水的流量是必需的。 当进水的电导比较小时,也可以在系统压力允许的范围内增加进水的流量,以 提高产水的效率。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 21 浓水流量的变化是另一个调节系统平衡的要素,特别是对于系统中的电流有直 接影响。浓水的流量对去除弱电离子也有一定关系。由于在, 值是的水体中的溶解度是。所以进水的浓缩倍率达到一定程 度后,在浓水中就会饱和,导致不能进行更深度的除硅,这也是确定浓水流量下 限的条件之一。 如果电压降低或是进水的总离子水平提高的话,那么系统中的树脂会更多的和 离子发生交换,相应的工作区间就往出水侧移动,直至达到新的平衡,或是穿透,这一 过程中,出水电导会发生一定的变化,出水的弱电离子增加是最明显的表现。如果电 压上升或是进水离子减少,则系统的工作区间会向进水侧发生移动,表现为出水水质 变好,弱电离子的含量减少。所以判断系统的平衡状态可以通过出水水质变化,弱电 离子的漏出多少来实现,并可以通过工作区间的移动来解释。 4.5.3. 终端系统 终端系统包括氮封水箱、uv 杀菌器和终端精密过滤器。 1) 氮封水箱（略） 2) uv 杀菌器 紫外线灯管损坏，须更换。 3) 终端精密过滤器。 同保安过滤器操作规律一样。 4.6.4.6. 药剂药剂 本系统主要应用到药剂有氢氧化钠溶液、专用 ro 膜阻垢剂、还原剂（亚硫酸 氢钠） 、药洗剂和保护剂。 1)氢氧化钠溶液主要去除是去除水中的二氧化碳气体。因为二氧化碳气体能够穿 过 ro 膜，而不被过滤，会加重后面的 edi 系统的运行负担，并且 edi 对二氧化 碳的去除有限，影响出水的水质，而氢氧化钠与二氧化碳的生成物则能被 ro 膜 有效截留。氢氧化钠溶液配制标准：3 公斤分析纯级氢氧化钠溶入 500 升 ro 产水中。在二级防渗透设备入口加入 naoh，调整出水的 ph 值为 69。 2)ro 膜的专用阻垢剂主要是防止 ro 膜因长期运行而堵塞。因为水中的 caco3、caso4、srso4、caf2、sio2、铁铝氧化物等物质易至垢，同时也减少 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 22 水中的胶体物和微生物对 ro 膜的影响。阻垢剂配制标准：25 公斤阻垢剂加入 500 升 ro 产水中。 3)还原剂（nahso3）的主要作用是减少水中的氧化性物质和余氯对 ro 膜腐蚀作 用。在一级反渗透设备入口 nahso3 溶液，维持氧化还原反应电位在200mv 使出水的余氯含量0.1ppm。还原剂配制标准：25 公斤亚硫酸氢钠溶入 500 升 ro 产水中。 4) 药洗剂：酸：2%柠檬酸，用于清洗无机盐垢（如碳酸钙）和金属氧化物（如铁） ； 0.2%盐酸，用于清洗无机盐垢（如碳酸钙）和有机物，适合作为第二步清洗。 碱：0.1%氢氧化钠，用于清洗硫酸盐垢、无机胶体（淤泥） 、硅、微生物膜和有 机物适合作为第一步清洗。 5) 保护液：1%亚硫酸氢钠，用于清洗金属氧化物，也作为 ro 系统停运之后的系统 保护液。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 23 5.5. 系统运行管理分析系统运行管理分析 5.1.5.1. 系统的启动系统的启动 1) 原水箱提升泵 原水箱的提升泵启动异常原因分析。一：检查原水箱的水位，确保其水位位于 高水位之上，即高于 2.75m。若处于低水位的情况下，应开启原水箱的市政自来水 的电动阀，补充进水。二：检查中间水箱 a 的水位情况，若其处于高水位，则应等 二级 ro 系统运行后降低中间水箱 a 的水。三：检查原水箱的进水的电导率，若高 于 300us/cm 时，则应开启原水箱的排空阀，将其所有的水排空后，再补充进水。 四：若前三项均无问题时，则应检查提升泵是否有问题以及其电控系统。 2) 中间水箱 a 提升泵 中间水箱 a 的提升泵启动异常原因分析。一：检查中间水箱 a 的水位，确保其 水位位于高水位之上，即高于 2.75m。若处于低水位的情况下，应等一级 ro 运行后 产水，补充进水。二：检查中间水箱 b 的水位情况，若其处于高水位，则应等 edi 系统运行后降低中间水箱 b 的水位。三：若前两项均无问题时，则应检查提升泵以 及其电控系统是否有问题。 3) 中间水箱 b 提升泵 中间水箱 b 的提升泵启动异常原因分析。一：检查中间水箱 b 的水位，确保其 水位位于高水位之上，即高于 2.75m。若处于低水位的情况下，应等二级 ro 运行后 产水，补充进水。二：检查氮封水箱的水位情况，若其处于高水位，则应等车间用 水后降低氮封水箱的水位。三：检查中间水箱 b 的进水的电导率，若高于 16us/cm 时，则应排空中间水箱 b 的水，再补充进水。四：若前三项均无问题时，则应检查 提升泵以及其电控系统是否有问题。 4) 氮封水箱提升泵 氮封水箱的提升泵启动异常原因分析。检查氮封水箱的水位，确保其水位位于 高水位之上，即高于 1.7m。若处于低水位的情况下，应等 edi 系统运行后产水，补 充进水。若非此问题时，则应该检查提升泵以及其电控系统是否有问题。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 24 5.2.5.2. 过滤器的反冲洗控制过滤器的反冲洗控制 当进出水的压力差达到 0.05mpa 时，或系统连续运行一周后，进行反冲洗。反 洗程序：关闭进出水电动阀，开启排气阀，然后同步开启反洗泵自动、反洗进出水 电动阀自动，水流自下而上，松动滤料、冲洗掉滤层上方的截留物，排气完毕关闭 排气阀，510 分钟后，反洗完成，关闭反冲洗提升泵和反洗进出水电动阀。反洗后 让滤料沉淀下来。 5.3.5.3. 安保过滤器的滤芯更换安保过滤器的滤芯更换 当各保安过滤器前后的压差达到 0.05-0.1mpa 时，证明保安过滤器内的滤芯堵 塞了，应更换相应规格的滤芯。更换程序：停止相应阶段的提升泵，关闭进水阀门 和出水阀门，然后开启排空阀和排气阀。更换完滤芯后，再开启相应阶段的进水阀 门、出水阀门和提升泵。 5.4.5.4. roro 反渗透系统管理反渗透系统管理 5.4.1. 监控参数 ro 反渗透系统主要的监控参数主要有：产水流量、浓水流量、进出水压力、段 间压差和产水电导率。另外，其中一级 ro 要注意的是进水的电导率和 orp 计的电 位（200mv） ；二级 ro 进水的 ph 值（69）不能太低。 5.4.2. ro 日常三个主要监控参数及原因分析 1. 产水量下降 1) 低产水量正常脱盐率：微生物或天然有机物污染。 2) 低产水量低脱盐率：胶体污染、金属氧化物污染或结垢。 3) 低产水量高脱盐率：高压力导致膜压密化。 2. 脱盐率下降 1) 低脱盐率正常产水量：“o”形圈泄漏或产水背压导致膜损坏。 2) 低脱盐率高产水量：膜氧化或机械损坏泄漏。 3. 压差增加 1）一段压差增加：胶体污染、生物污染、阻垢剂污染。 2）二段压差增加：结垢。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 25 5.4.3. 一般故障原因分析及解决措施 1) 压力过低 原因：给水流速不当；系统泄漏；高压泵入口水压力不足或泵部漏气、漏水； 保安过滤器滤芯污堵；高压泵故障。 解决措施：调整泵的转速；检查 ro 系统膜壳的进出水口是否泄漏，以及膜壳 两端的密封是否坏了，若是则需更换新密封橡胶圈；若是高压泵出现泄漏或故障， 则需停机维修或请专人来维修；若是保安过滤器滤芯堵塞，则需更换新的滤芯。 2) 压力过高 原因：高压泵出口门调节不当；从高压泵到反渗透器之间的管道堵塞（很少出 现此类状况） ；浓水调节门关的太紧，浓水排放流量小，回收率太高。 解决措施：适当增大高压泵出口阀门的开度；更换管道或进行管道的清洗；适 当把浓水的产水阀门打开些，降低系统的回收率。 3) 回收率太低 原因：膜元件被污染堵塞；给水压力较低。 解决措施：进行药洗；调整高压泵的频率。 4) 回收率太高 原因：给水流速较低；给水压力过高。 解决措施：调整高压泵的频率。 5) 反渗透器两端压差较大 原因：膜元件堵塞。 解决措施：进行药洗。 6) 高压泵停止运转 原因：泵出口水压力过高（高限报警） ；泵入口水压力过低（低限报警） 。 7) 产水流量降低 原因：给水的温度低；给水的压力低；浓水的浓度较高引起较高的渗透压。 解决措施：“温度”这一要在本系统中不考虑；调整高压泵的进水压力。 8) 产水流量增加 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 26 原因：给水的温度较高；进水的压力较大。 解决措施：“温度”这一要在本系统中不考虑；调整高压泵的进水压力。 9) 产水和浓水的电导率同时升高 原因：浓水的调节阀或管道污；回收率过高。 解决措施：适当增大浓水产水调节阀的开度，降低回收率；或检查管道是否堵 塞，若是则需对管道进行冲洗或更换。 10) 产品水电导率高，浓水电导率也高，每段压力降也高 原因：膜元件污染，限制了浓水流速 解决措施：ro 系统进行药洗。 11) 产品水电导率高，每段压力容器两端压降增大，产品水流量低 原因：膜元件污染 解决措施：ro 系统进行药洗。 12) 段压力容器两端压降大，产品水流量低，产品水电导有所增加 原因：膜元件通道污染、堵塞 解决措施：ro 系统进行药洗。 13) 只是产水的电导率升高，其他参数不变 原因：产水端的出水口处密封橡胶圈已坏（ro 系统主要出现这个问题） ；或二 级 ro 的氢氧化钠加药系统出现问题，导致水中的二氧化碳不能有效去除。 解决措施：更换新的密封橡胶圈；检查氢氧化钠加药系统是否有问题，及时维 修或补充药剂。 5.5.5.5. ediedi 与终端系统与终端系统 5.5.1. edi 系统问题分析与解决措施 在本工艺中，edi 系统可调节的参数有：淡水进出水流量、浓水进出水流量和 极水进出水流量，以及电流。 1. edi 膜堆运行监测项目： 1) 产水电阻率。 2) 电压、电流和浓水的电导率。 3) 每模块的产水流量及淡水室的进出水压力差。 4) 每模块的浓水流量及浓水室的进出水压力差。 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 27 5) 淡水室与浓水室的压差。 6) 系统回收率。 2. 污染的征兆： 1) 模块的压差增大。 2) 淡水、浓水或极水的流量减少。 3) 电压增大。 4) 产水水质下降。 3. 特殊情况分析： 1) 产水电导率大于进水电导率原因： 模块的电极反向，导致浓水反向进入淡水室。 浓水室压力大于淡水室， 2) 电流增加，但产水水质下降： 离子交换膜损坏。如，热损坏或机械损坏。 3) 保险丝烧断的原因： 浓水的电导率过高或浓水存在金属颗粒导致模块短路。 4. 日常运行应注意的现象： 1) 极水中有汽包。 （好现象） 2) 浓水中有汽包。 （坏现象） 3) 电流升高，而产水水质下降。 （坏现象） 4) 淡水室进出口太高。 （坏现象） 5) 浓水室流量太低。 （坏现象） 6) 压差不变，流量降低。 （坏现象） 7) 运行参数随时间而变化。 5. 常见问题分析 表：51 问题可能原因解决方法 模块被污染根据污染情况选择合理方法进行清洗 模块压差高 流速太高根据要求调整流量 模块压差低流速太低根据要求调整流量 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 28 模块被污染根据污染情况选择合理方法进行清洗 阀门关闭检查并确认所有所需阀门已开启 流量开关设定不正确 检查流量开关设定点，并确认动作正 常 进水压力过低确认升压泵流量及压力 产水流量低 流量设定低调节流量调节阀门 进水水质不正常 检查进水水质，如co2 经常引起产水 水质变差 电极接线不正确立即切断系统电源并检查接线 一个或多个模块没有电 流或电流太小 检查所有保险、接线、整流器输出， 确认整流器阴极接地 电流太小 检查浓水电导率是否太低，检查整流 器设定 浓水压力高过进水和产 水压力 重新设定浓水压力比淡水压力低0.35- 0.69bar 管路系统有死角 在未安装模块的地方或管路系统形成 死角，低质量的水从死角进入产品水 中，冲洗这些死角 edi 产水水质差 电阻率仪故障 检查仪表，并保证电阻率仪可进行温 度补偿 回收率低检查浓水排放流量，可能太高 进水电导下降提高加盐泵加盐量浓水电导率低 加盐系统故障确认加盐系统工作正常 模块被污染根据污染情况选择合理方法进行清洗浓水流量低 流量开关设定不正确检查开关设定点，并确认动作正常 极水流量低 模块被污染根据污染情况选择合理方法进行清洗 市政技术学院 2014 届毕业论文 环境工程技术专业 29 流量开关设定不正确检查开关设定点，并确认动作正常 阀门开度不正确检查极水排放阀开度 流量开关设定不正确检查开关设定点，并确认动作正常浓水排放流量低 阀门开度不正确检查浓水排放阀开度 5.5.2. 氮封水箱 当 edi 产水水质正常（电阻率 1215m） ，但氮封水箱出水的电阻率降低， 就可能是氮封水箱的氮封装置出现故障导致空气进入罐内所致。 5.5.3. uv 杀菌器和终端过虑器 1. uv 杀菌器故障分析 1) 灯管在使用中突然曝裂；电流过大（如电容线路短路） 、吸风时有脏东西打 在管壁上、电极钼铂等封接不良。 2) uv 灯灯管变形； uv 灯变形的主要原因是温度过高，轻微变形不