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江苏苏净集团苏州苏净环保工程有限公司 1 太仓协鑫光伏科技有限公司 全自动超纯水制备系统 投 标 文 件 （技 术 部 分） 江苏苏净集团苏州苏净环保工程有限公司 2010 年 12 月 28 日 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 2 目目 录录 1. 项目概述项目概述 2 设计基础设计基础 3. 工艺概述工艺概述 4. 工程范围划分工程范围划分 5. 重要段水质控制标准及水量重要段水质控制标准及水量 6. 主要设备设计计算主要设备设计计算 7. 设备技术规范设备技术规范 8. 控制系统说明控制系统说明 9. 设备设计制造标准和技术要求设备设计制造标准和技术要求 10. 水、电、气及材料消耗水、电、气及材料消耗 11. 本项目提供的技术文件本项目提供的技术文件 12. 培训培训 13. 售后服务售后服务 附件一 超纯水制备系统工艺流程图 附件二 超纯水设备清单 附件三 超纯水备品备件及化学品清单 附件四 项目人员表 附件五 项目日程安排表 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 3 1. 项目概述项目概述 本工程项目为太仓协鑫光伏科技有限公司新上太阳能光伏制品所需超纯 水的自动纯水制备系统工程。该项目采用当地的自来水为水源，水质一般。 依据业主的推荐及使用点水质要求，采用“砂滤砂滤 + 反渗透（）反渗透（）+反渗透（）反渗透（） +EDI” 的超纯水制备工艺流程。 本工艺流程以及采用的技术与设备具有以下特点： 针对项目的具体情况专门设计， 选择最适合本项目水质的 SF、 RO、 EDI 等膜元件， 所选元件的数量和设计运行工况均满足本项目要求。 出水水质、水压、水量完全满足用户提出的技术要求。 采用先进的水制备技术。性能指标完全达到进口系统的要求。 采用性能安全可靠的设备与装置。部分进口，部分国内配套，进口及配套供应商 均为本行业国内外最知名供应商。设备与装置性能指标完全达到国外进口系统同 类产品的要求。 由于采用一级 RO 浓水作为砂滤器反冲洗用水，系统用水十分节约。 建设工期短，可在 76 天左右完成工程项目。 系统全自动运行。 设备运行维护费用较低，操作简便。 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 4 2. 设计基础设计基础 2.1 设计规模 纯水处理系统工程设计规模为及出水水质要求(25C)： 砂滤出水 71m3/h 一级 RO 出水 61m3/h 二级 RO 出水 55m3/h EDI 出水 50m3/h 电阻率12M.CM (25) 2.2 设计依据 业主提供的原水水质检测报告及要求的出水要求。 2.2.1 原水水源条件 原水水质以业主提供的水质报告为准。 (单位：mg/l) CATIONS ANIONS Calcium 钙 Bicarbonate 重碳酸盐 Magnesium 镁 Chloride 氯化物 Sodium 钠 Sulfate 硫酸盐 Potassium 钾 Nitrite 亚硝酸盐 总硬度 Nitrate 硝酸盐 Total cations 总阳离子 Total Anion 总阴离子 OTHER(as the ion) TOC(ppm) Silica(ppm)硅 Strontium(ppm)锶 Barium(ppm)钡 Iron(ppm)铁 Copper(ppm)铜 Aluminum(ppm)铝 Turbidity NTU 浊度 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 5 Carbon Dioxide(ppm)CO2 Free Chlorine(ppm)余氯 Manganese(ppm)锰 Conductivity(Mho/cm) NH4(PPM) COD(ppm) PH Temperature(Celsius) TDS(ppm) 2.2.2 水温 原水水温设定为最低 10，最高 30。 其余指标参照：GB/T1146.1-1997 3. 工程范围划分工程范围划分 3.1 水站工程范围 水处理部分包括原水泵、砂滤器、活性炭滤器、高压泵、反渗透（RO）系统 、高压泵、反渗透（RO）系统、RO 产水箱、增压泵、紫外杀菌器、EDI 系 统、去 TOC 仪（备选）、0.1m 精密过滤器，同时包括 RO（EDI）清洗系统等。 3.2 苏净公司工程范围 苏净公司工程范围详见附件一：纯水制备系统工艺流程图 3.2.1 包括原水池出水口， 0.1m 精密过滤器后 2M 出水管的纯水站内所有纯水设备、 纯水管道、纯水设备间电气控制、纯水系统的 MCC 柜及工控上位机。 3.2.2 纯水制备系统的培训。 4. 工艺概述工艺概述 4.1 工艺流程简述 采用的水制备工艺流程为：SF+反渗透（RO）+EDI。 预处理：预处理原水首先由原水泵加压，经砂过滤器去除水中的固体颗粒、胶 体，而后经活性炭吸附水中余氯，加入阻垢剂。 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 6 反渗透：经预处理后的含盐水由高压泵加压后送入二级反渗透膜组进行脱盐处 理。去除水中的各种阴、阳离子及有机物之后进入 RO 产水箱。 EDI：反渗透脱盐水由传送泵进入 EDI，进一步去除离子， EDI 出水进入纯水 箱。 4.2 主要设备功能简述 4.2.1 絮凝剂加药装置 在预处理前加入絮凝剂，以便去除原水中悬浮物和胶体等杂质。 为了增强盘式过滤器的过滤效果，降低其出水的浊度，在盘式过滤的进水中添 加一定量的絮凝剂，使原水中大量的微小颗粒或胶体吸附架桥成絮状物，从而在盘 式过滤器中被去除。 本系统中絮凝剂采用 ST 絮凝剂，加药量一般为 3ppm，加药箱配药浓度为 1% 左右。聚阳离子电解质类型的 ST 絮凝剂，在水处理中，主要的作用机理是电荷中 和，它与无机絮凝剂相比，由于分子链上有较多的吸附活性点，因此具有优良的性 能，它还可以与带有电荷的溶解物如：木质素磺酸、腐植酸等进行反应，生成不溶 性盐。 ST 絮凝剂组成：二烯丙基季铵盐聚合物。 ST 絮凝剂是水溶性高分子电解质，具有离子度高、水溶性好，不受水温低的影 响， 不成凝胶， 水解稳定， 能降低水中的三卤甲烷前体作用， 使水中总含碳量 （TOC） 降低，特别对低浊度水和水中有机物的处理，沉降速度快，处理后水质好，成本低 等特点，是一种理想的新型净水剂。 使用 ST 絮凝剂时先稀释，稀释比为絮凝剂的百分之一左右为宜，最好用中性 不含金属盐的水来配制。配置时必须搅拌均匀。 在实际运行过程中，若需改变实际加药量，只需改变改变计量泵的冲程百分数 即可。冲程百分数可以如下计算： B C A = 10 D E 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 7 式中： A 计量泵冲程百分数，单位为% B 运行流量，单位为 m3/h C 加药量，单位为 mg/l（ppm），建议为 3ppm D 计量泵的最大加药量，单位为 l/h E 配药浓度，单位为% 10 单位换算系数 本系统采用美国计量泵。 4.2.2 多介质过滤器 采用引进的美国技术制造。设备由本体及内填介质组成。本体外壳采用优质碳 钢衬天然橡胶，内填介质采用精制石英砂。工作期间，带压力的原水由上部进入上 集水腔，均匀的经介质层的过滤后进入下集水腔流出设备成为过滤水。反洗冲刷介 质，以洗脱介质上部及床层中吸附截流的污垢，以便反洗时去除这些污垢，提高出 水水质并延长设备工作周期。 在砂过滤器的进水口装有流量计，以观察工作及反洗时的流量。 必须定期反洗， 以去除沉积在石英砂过滤床层上部的颗粒物质。 在反洗工作中， 设计了压缩空气冲刷步骤，以去除可能粘附在介质上的物质。 气冲的目的是将介质粒子间磨擦，以松动粘住介质颗粒物质。无油压缩空气或 氮气从底部进入容器，经过容器向上均匀地通过床身，由容器顶部排出。 如果管道中压力太大或水流量不稳定，可能容器中有空气，可以打开排气阀排 气。 本滤器设有上视镜，能清楚看到纳污情况，及反洗效果。 4.2.3活性碳过滤器 采用引进的美国技术制造。结构与介质过滤器基本相同，内装优质纯水专用椰 壳活性碳。其主要作用是对水中TOC和残存的余氯进行脱除，避免对RO膜的影响。 进出口处装有压力表以指明工作压力情况。活性碳过滤器主要是去除水中的有 机物及降低水中的余氯。应定期测定水中的余氯含量，初期每 3 月测一次，中期每 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 8 一月测一次，后期每半月测一次，或根据活性炭吸附量计算值，确定总运行时间， 运行达到该时间，应及时更换活性炭。 活性炭去余氯可工作很长时间，公式如下： C+2Cl2+2H2O 4HCl+CO2 活性炭一般半年或一年更换一次。 正常工作后，活性炭过滤器一般不需反洗！ 如果管道中压力太大或水流量不稳定，可以打开排气阀排气。 本滤器设有上视镜，能清楚看到纳污情况，及反洗效果。 4.2.4 阻垢剂加药装置 因进水的高盐份及铁化合物而产生的无机物沉淀是造成膜分类系统中结垢污染 的主要原因，必需控制此现象来防止反渗透系统膜表面沉积产生，并避免升高的压 力差而导致反渗透膜表面损伤。 在中间水箱前加入阻垢剂，以水中的胶体、铁、钙、镁等在膜上积剂，可延长 系统清洗的周期，使膜寿命延长而降低成本。本系统中阻垢剂选用美国 GE 公司产 Argo Scientific Hypersperse MDC 754 阻垢剂。MDC 754 是高效能的液状阻垢剂 配方，用于控制膜分离系统中控制碳酸钙、硫酸盐及氧化铁沉淀所造成的结垢。使 用此阻垢剂后可延长系统清洗的周期，使膜寿命延长而降低成本。本系统采用美国 计量泵。 4.2.5 高压泵: 采用丹麦 GRUNDFOS 公司 SUS-316 产品。RO 高压泵给进入反渗透系统的预 处理水加压，克服水中阴、阳离子浓度造成的渗透压，从而使反渗透系统正常工作。 由于反渗透为二套系统，本系统设置 2 台高压泵，一用一备。采用施耐德软启动控 制器控制。 4.2.6 反渗透系统 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 9 采用美国 DOW 公司的 BW30-400 低压复合膜元件、 仿美国 CODELINE 压力容 器、国产的精密计量仪表，构建本水处理工程的性能优异的反渗透系统。 反渗透是当代最先进的水处理技术之一。其工作原理为：含离子（通常称为盐） 的水在得到了一个大于其渗透压的压力作用下，其中的水将透过一张半透膜，成为 无盐的淡水；含盐的水在逐步浓缩后成为浓水，排出设备。其特点为出水水质好， 可去除水中绝大部分颗粒物质、细菌及有机物。 附：反渗透技术基础 主要膜分离过程 膜的种类 膜的功能 分离驱动力 透过物质 被截留物质 微 滤 多孔膜、 溶液的 微滤、 脱微粒子 压力差 水、 溶剂、 溶 解物 悬浮物、细菌类、微粒子 超 滤 脱除溶液中的 胶体、 各类大分 子 压力差 溶剂、 离子和 小分子 蛋白质、各类酶、细菌、病 毒、乳胶、微粒子 反渗透 和纳滤 脱除溶液中的 盐类及低分子 物 压力差 水、溶剂 无机盐、 糖类、 氨基酸、 BOD、 COD 等 透 析 脱除溶液中的 盐类及低分子 物 浓度差 离子、 低分子 物、酸、碱 无机盐、尿素、尿酸、糖类、 氨基酸 电渗析 脱除溶液中的 离子 电位差 离子 无机、有机离子 渗透气化 溶液中的低分 子及溶剂间的 分离 压力差、 浓度差蒸汽 液体、无机盐、乙醇溶液 气体分离 气体、 气体与蒸 汽分离 浓度差 易透过气体 不易透过气体 按孔径分类的分离膜 P21 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 10 反渗透膜原理 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 11 膜透过操作方式 目前， 主要的 RO 膜元件有美国 HYDRANAUTICS、 DOWS、 FLUILD SYSTEM， 日本 TORAY 等品牌。根据工作压力的不同，采用的 RO 元件分为超低压、低压、 中压与高压元件等；按水中含盐量的不同，元件分为海水型、苦咸水型及普通型； 按水的回收率需求，分为高回收率型与低回收率型；按脱盐率的不同，又分为高脱 盐率型与低脱盐率型。RO 膜元件的选择及配置十分重要。 根据业主的使用要求，本系统设计时，除严格的预处理保护措施，还对 RO 系 统的运行参数进行严格控制，如进水的 PH、离子浓度、温度、水中易产生极化沉 淀的物质、胶体等。通过将业主的原水水质参数由专门的计算软件进行反复模拟运 算，本系统最终选择美国 DOW 公司的 BW30-400 低压复合膜。它具有低的运行压 力（较常规复合膜的运行压力降低了 25-40%）、更高的水通量（在大通量时有着与 其它复合膜相同的高脱盐率）、更宽的水质适用范围和压力适应范围等优点。 附：RO 部分资料： 陶氏 FILMTEC BW30-400 型反渗透元件 陶氏 FILMTECBW30-400 膜元件的公称有效膜面积为 400 平方英尺，标准测试条 件下的产水量 40m3/d(10,500 gpd)，其外径与其它标准 8 英寸元件相同。BW30-400 通过增加膜面积， 而不是通过增加膜通量及给水压力来提 高产水量， 故能保持很低 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 12 的污堵速率，从而维持长期高产水量，延长膜元件寿命。该元件运行压力低，增加 了系统运行的经济性。增加了膜面积的 BW30-400 可使新设计的 RO 系统使用更少 的元件，从而使系统更紧凑，节省 安装费用。 产品规范 产品名称 产品编号 有效膜面积 ft2 (m2) 产 水 量 gpd (m3/d) 稳定脱盐率 Cl- BW30400 98650 400 (37) 10,500 (40) 99.5 1. 产水量和脱盐率是基于测试条件：2000ppm NaCl，225psi(1.55MPa)，25C，pH=8，15%回收率。 2. 单只元件的 产水量可能有变 化，但不会低于上述表值的 7。 3. 单只元件的最小脱盐率 98.0%。 4. 产品更新换代后，产品规范有可能变化。 运行极限值 膜的类型 聚酰胺复合膜 最高运行温度45oC(113oF) 最高运行压力600psi (41bar) 最大压差 15psi(1.0bar) 连续运行 pH 范围 a 211 短时清洗 pH 范围(30 分钟) b 112 最大给水流量 85gpm(19m3/h) 最大给水污染指数SDI 5 最大给水浊度1NTU 游离氯容忍量 c 10 时，连续运行的最高温度为 35C(95F)； b 请参阅文件号 609-23010 的清洗导则； c 在某些条件下，进 水含有游离氯 和其它氧化剂会引起严重的膜破坏，由于氧化破坏不属于产品质保条款范围，FilmTec 推荐在膜前的预处理中 除去残余游离氯，请参阅技术资料 609-22010 以获得更多帮助 外形尺寸英寸(毫米) 产品名称 单只元件 回收率% A B C BW30400 15 40.0 (1016) 1.125 (29) 7.9 (201) 1. 回收率指产品水流量除以给水流量的百分比值。 1 英寸25.4 毫米 2. 设计多元件系统时请参考 Film Tec 的设计指南，并根据给水类型遵循相应的回收率限值。 3. 元件配公称内径 8 英寸(203mm)的压力容器。 浓水 盐水密封 安装示意图 抗应力器 浓水 A B C产水 进水 进水 玻璃钢外壳 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 13 4.2.7 换热器 当水温下降时，反渗透出水量会随着温度降低而下降（如附表）。我们利用工厂 45 热循环水，把进 RO 进水加热至 252。 附： 陶氏膜温度校正系数(TCF) 温度 oC 温度校 正系数 TCF 温度 oC 温度校 正系数 TCF 温度 oC 温度校 正系数 TCF 温度 oC 温度校 正系数 TCF 温度 oC 温度校 正系数 TCF 10.0 1.711 14.0 1.475 18.0 1.276 22.0 1.109 26.0 0.971 10.1 1.705 14.1 1.469 18.1 1.272 22.1 1.105 26.1 0.968 10.2 1.698 14.2 1.464 18.2 1.267 22.2 1.101 26.2 0.965 10.3 1.692 14.3 1.459 18.3 1.262 22.3 1.097 26.3 0.962 10.4 1.686 14.4 1.453 18.4 1.258 22.4 1.093 26.4 0.959 10.5 1.679 14.5 1.448 18.5 1.254 22.5 1.090 26.5 0.957 10.6 1.673 14.6 1.443 18.6 1.249 22.6 1.086 26.6 0.954 10.7 1.667 14.7 1.437 18.7 1.245 22.7 1.082 26.7 0.951 10.8 1.660 14.8 1.432 18.8 1.240 22.8 1.078 26.8 0.948 10.9 1.654 14.9 1.427 18.9 1.236 22.9 1.075 26.9 0.945 11.0 1.648 15.0 1.422 19.0 1.232 23.0 1.071 27.0 0.943 11.1 1.642 15.1 1.417 19.1 1.227 23.1 1.067 27.1 0.940 11.2 1.636 15.2 1.411 19.2 1.223 23.2 1.064 27.2 0.937 压力 （ psi ） 产水量 (gpd) 30 40 50 60 70 80 90 2 3 4 5 6 温度 （ o F ） 50 60 70 80 90 10 15 20 25 30 温度 （ o C ） 压力对产水量的影响（恒定温度和回收率） 温度对产水量的影响（恒定压力和回收率） 压力 （ bar ） 180 160 140 120 100 80 60 40 20 200 产水量(lph) 28 25 22 19 16 12 9 6 3 31 TW30-1812-100 TW30-1812-36 TW30-1812-50 TW30-1812-75 产水量 (gpd) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 200 产水量(lph) 28 25 22 19 16 12 9 6 3 31 TW30-1812-100 TW30-1812-36 TW30-1812-50 TW30-1812-75 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 14 11.3 1.630 15.3 1.406 19.3 1.219 23.3 1.060 27.3 0.934 11.4 1.624 15.4 1.401 19.4 1.214 23.4 1.056 27.4 0.932 11.5 1.618 15.5 1.396 19.5 1.210 23.5 1.053 27.5 0.929 11.6 1.611 15.6 1.391 19.6 1.206 23.6 1.049 27.6 0.926 11.7 1.605 15.7 1.386 19.7 1.201 23.7 1.045 27.7 0.924 11.8 1.600 15.8 1.381 19.8 1.197 23.8 1.042 27.8 0.921 11.9 1.594 15.9 1.376 19.9 1.193 23.9 1.038 27.9 0.918 12.0 1.588 16.0 1.371 20.0 1.189 24.0 1.035 28.0 0.915 12.1 1.582 16.1 1.366 20.1 1.185 24.1 1.031 28.1 0.913 12.2 1.576 16.2 1.361 20.2 1.180 24.2 1.028 28.2 0.910 12.3 1.570 16.3 1.356 20.3 1.176 24.3 1.024 28.3 0.908 12.4 1.564 16.4 1.351 20.4 1.172 24.4 1.021 28.4 0.905 12.5 1.558 16.5 1.347 20.5 1.168 24.5 1.017 28.5 0.902 12.6 1.553 16.6 1.342 20.6 1.164 24.6 1.014 28.6 0.900 12.7 1.547 16.7 1.337 20.7 1.160 24.7 1.010 28.7 0.897 12.8 1.541 16.8 1.332 20.8 1.156 24.8 1.007 28.8 0.894 12.9 1.536 16.9 1.327 20.9 1.152 24.9 1.003 29.9 0.892 13.0 1.530 17.0 1.323 21.0 1.148 25.0 1.000 29.0 0.889 13.1 1.524 17.1 1.318 21.1 1.144 25.1 0.997 29.1 0.887 13.2 1.519 17.2 1.313 21.2 1.140 25.2 0.994 29.2 0.884 13.3 1.513 17.3 1.308 21.3 1.136 25.3 0.991 29.3 0.882 13.4 1.508 17.4 1.304 21.4 1.132 25.4 0.988 29.4 0.879 13.5 1.502 17.5 1.299 21.5 1.128 25.5 0.985 29.5 0.877 13.6 1.496 17.6 1.294 21.6 1.124 25.6 0.982 29.6 0.874 13.7 1.491 17.7 1.290 21.7 1.120 25.7 0.979 29.7 0.871 13.8 1.486 17.8 1.285 21.8 1.116 25.8 0.977 29.8 0.869 13.9 1.480 17.9 1.281 21.9 1.112 25.9 0.974 29.9 0.866 校正后流量实测流量x对应于进水温度的温度校正系数(TCF值)。 4.2.8 NaOH 加药系统 在二级反渗透高压泵前加入 NaOH，用以调节其进水 pH 值。产水电导率在多 数情况下是产水品质最重要的参数，由于二氧化碳无法被膜所脱除，它会存在于成 品水中，形成碳酸引起电导率的上升，通过将进水 pH 加碱调节到 8.2 左右，就可以 阻止 CO2透过反渗透膜，在此 pH 条件下，所有的二氧化碳会转化成碳酸，而碳酸 能被膜很好地除去。 4.2.9 高压泵: 采用丹麦 GRUNDFOS 公司 SUS-316 产品。RO 高压泵给进入反渗透系统的预 处理水加压，克服水中阴、阳离子浓度造成的渗透压，从而使反渗透系统正常工作。 本系统设置 2 台高压泵，一用一备。采用三菱变频控制器控制。 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 15 4.2.10 反渗透系统 采用美国 DOW 公司的 BW30-400 低压复合膜元件、 仿美国 CODELINE 压力容 器、国产的精密计量仪表，构建本水处理工程的性能优异的反渗透系统。 图为多级 RO 系统的示意图， 第二级(RO 2)的浓水回流到第一级(RO 1)的进水端， 这 是因为， 其品质仍比进入 系统原水水质好， 同时 RO 2 的进水水质高(RO 1 的产水)， 因此 RO2 可比 RO1 有更高的水回收率，就可以使用较 少的膜元件。 图 二级反渗透系统 原水 高压泵 保安滤器 一级浓水排放 二级产水 二级浓水回一级 一级产水 RO 1RO 2 只要不超过膜元件最高允许进水压力(对于 BW 系列元件，41bar)，整个系统可以只 设置一台高压泵，而不需要每一级单独设泵，此时，第二级由第一级 RO1 的产水压 力来推动，但是在任何时间和条件下，同一级的产水压力与同一级的进水或浓水压 力的差值(即背压)不得大于 0.3bar。 也可以设置一个中间过渡水箱以收集第一级的产 水，然后再利用高压泵向第二级反渗透装置供水，但该水箱要采取细致的措施防止 受灰尘和微生物的污染。 产水电导率在多数情况下是产水品质最重要的参数，由于二氧化碳无法被膜所 脱除，它会存在于成品水中，形成碳酸引起电导率的上升，通过将进水 pH 加碱调 节到 8.2 左右，就可以阻止 CO2透过反渗透膜，在此 pH 条件下，所有的二氧化碳 会转化成碳酸，而碳酸能被膜很好地除去，在 RO1 的进水或产水中均可以加入 NaOH，在产水中加 NaOH 时，加入量非常小，这是因为 RO1 产水几乎不存在缓冲 能力，但在第一级 RO1 的进水中加碱要千万小心，防止碳酸钙沉淀，在 pH8.2 左右 最容易发生碳酸钙沉淀。采用加碱处理方法，一般情况下，原水含盐量不高时采用 二级反渗透工艺，系统产水电导率可达2s/cm(25oC)。 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 16 4.2.11EDI 系统 EDI 技术是离子交换和电渗析技术相 结合的产物，因此 EDI 的除盐机理具有很 强的离子交换和电渗析的工作特怔。 因此我 们先对离子交换和电渗析的工作原理作一 简单介绍。 离子交换除盐过程： 所谓离子交换就是水中的离子和离子 交换树脂上的功能基团所进行的等电荷反 应。 它利用阴、 阳离子交换树脂上的活性基 团对水中阴、阳离子的不同选择性吸附特 性，在水与离子交换树脂接触的过程中，阴 离子交换树脂中的氢氧根离子（OH ）同溶 解在水中的阴离子（例如 CI 等）交换，阳离子交换树脂中的氢离子（H）同溶解 在水中的阳离子（例如 Na 等）交 换。 从而使溶解在水中的阴、阳离 子被去除，达到纯化的目的。 电渗析脱盐过程： 电渗析技术利用多组交替排列 的阴、阳离子交换膜，这种膜具有 很高的离子选择透过性， 阳膜排斥水中阴离子而吸附阳 离子，阴膜排斥水中的阳离子，而吸附 阴离子。在外直流电场的作用下，淡水 室中的离子做定向迁移， 阳离子穿过阳膜向负极方向运行，并被 阴膜阻拦于浓水室中。 离子交换脱盐过程示意图 电渗析脱盐过程示意图 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 17 阴离子穿过阴膜而向正极方向运动， 并被阳膜阻拦于浓水室中。从而达到脱盐的目的。 EDI 的脱盐过程： EDI 的核心实际上就是在电渗析的淡水室填装了阴、阳离子交换树脂，示意图 如下： EDI 的脱盐过程示意图 EDI 的这种结构上的变化，使淡水室的脱盐过程发生了质的变化，EDI 的这种 结构特点确保了它在运行过程中能同时进行着三个主要过程： 在直流电场作用下，水中电解质通过离子交换膜发生选择性迁移； 阴阳离子交换树脂对水中电解质进行着离子交换，并构成“离子通道”； 离子交换树脂界面水发生极化所产生的 H 和 OH对交换树脂进行着电化学 再生。 EDI 对离子的脱除顺序与离子交换树脂对离子的吸附顺序相同，如上图所示。 同时我们可以这样认为，在 EDI 组件中的离子交换树脂，沿淡水流向按其工作状态 可以分为三个层面，第一层为饱和树脂层，第二层为混合树脂层，第三层为保护树 脂层。饱和树脂层主要起吸附和迁移大部电解质的作用，混合树脂层则承担着去除 象弱电解质等较难清除的离子的任务，而保护树脂层树脂则处于较高的活化状态， 它起着最终纯化水的作用。 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 18 由于 EDI 进水是二级 RO 淡水，电导率小，导电性较差，不容易极化，一般都 采用 EDI 浓室加盐的方法，但浓水电导不稳定，容易引起出水电阻率的不稳定。现 在一般采用加导电树脂的方法。 4.2.12 紫外杀菌器 紫外线是一种波长范围为 136010-10m390010-10m 的不可见光线。按波 长范围可分为 A.B.C 三波段和真空紫外线： A 波段 320nm-400nm B 波段 275nm-320nm C 波段 200nm-275nm 真空紫外线 100nm-200nm。 紫外线在波长为 240010-10m-280010-10m 范围最具杀菌效能。尤其在波长 为 253710-10m 时紫外线的杀菌作用最强。紫外线杀菌原理是通过紫外线对微生物 的照射，以改变及破坏微生物的组织结构（DNA-核酸），导致核算结构突变，生物 体丧失复制、繁殖能力，功能遭受破坏，从而达到消毒、杀菌的目的。 水处理紫外杀菌器能有效和快速地对水进行杀菌消毒。它利用具有杀菌作用的 波长为 254nm 的紫外线，快速可靠的破坏消灭水中细菌、病毒和其它微生物。 绝大部分的细菌或细菌尸体的直径都大于 0.45M（最小的绿脓杆菌为 0.3 m），因此用微孔孔径小于或等于 0.22m 的微孔滤膜过滤、反渗透、超过滤，均 可滤除细菌。通过超滤器或精密过滤器虽然可以除去水中的部分细菌，但却不能抑 制细菌的滋生和繁殖，由于紫外线可以抑制细菌的繁殖并可以杀死细菌，因此，紫 外线杀菌灯在纯水制备中已被广泛应用。 1910 年，紫外线首次被 Cernovedeow 和 Henvi 运用于饮用水消毒杀菌。目前， 紫外线已被广泛应用于饮用水、纯水、电子、医疗、空气净化消毒、环保污水处理 等领域，是目前世界上公认的最佳净水方式之一。至今在欧洲采用紫外线杀菌消毒 的饮用水处理厂已超过 2000 多座。 紫外线杀菌具有杀菌能力强、速度快，对所有菌种均有效，不需向水中投加药 剂，不改变水的化学成分等优点，因而较适合于纯水制备系统。紫外线杀菌的特点： 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 19 1、紫外杀菌速度快，效率高、效果好。一般经 3KW 的紫外灯照射 10 秒后， 对水中大肠杆菌的去除率达 98%左右。 2、紫外线照射不会改变水的物理、化学性质，对纯水不会带入附加物所引入的 污染。 3、能适用于各种水的流量下使用，操作简单，使用方便，只需定期地清洗石英 玻璃套管即可。 4、体积小，轻便、耗电低、寿命长。 另外，低压石英紫外线灯 185nm 的紫外线会产生羟基（OH）自由基，自由基 能将大部分有机物氧化成二氧化碳（CO2）和水（H2O），如下所示： TOC+UV185nm CO2 +H2O 本项目设置波长为 185nm（备选）和 254nm 的紫外线器各一台。 4.2.13精密过滤器： 精密过滤器是一种用于去除水中微小颗粒的亚微米级超精度过滤器。其精密的 孔径可控制残留的粒子，并能去除水中绝大多数细菌。在本水处理工程中，0.1m 精密过滤, 确保出水颗粒度的要求。 4.2.14 反渗透清洗系统（兼 EDI 清洗系统） 预处理系统不可避免的泄漏，随时间的积累会逐渐污堵膜表面，使 RO 装置的 产水量下降，透盐量增加。为此设置一套 RO 清洗系统，在必要时对装置进行化学 清洗。在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质 或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、 硅沉积物及有机或生物沉积物。 污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期 采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。 定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会 对膜元件性能造成不同程度的损害。 污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 20 来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。 1. 在正常压力下如产品水流量降至正常值的 1015%。 2. 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了 1015%。 3. 产品水质降低 1015%，盐透过率增加 1015%。 4. 使用压力增加 1015%。 5. RO 各段间的压差增加明显。 4.2.15 其它 系统中的无油压缩空气、氮气和加热用热水等由业主提供。 5.重要段水质控制标准及水量重要段水质控制标准及水量 本系统主要分为四个重要控制段，既预处理、RO 处理、EDI 处理。 5.1 预处理段的水量控制主要通过流量计来监测，使水量满足 71m3/h；判断反 渗透进水胶体和颗粒污染程度的最好技术是测量进水淤积指数(SDI 值)，有时 也称为污染指数(FI 值)。 它是设计 RO/NF 预处理系统之前应该进行测定的重要 指标，同时在 RO 日常操作时也需定时地检测(地表水一般建议每天三次)。淤 积指数的测定方法在美国材料工程协会 ASTM 标准测试方法 D 4189-82 中已作 了规 定。水质控制通过 SDI 仪来监测，SDI 与余氯的数值直接决定了 RO 膜的 使用周期及出水水质，预处理段的出水 SDI2。根据我公司多年的经验，本系 统配置完全能满足要求。 当采用 FT30 膜元件时，为了防止膜被氧化，RO 的进水应进行脱氯处理。 在出现明显的脱盐下降之前，FT30 膜具有一种程度的抗氯性，大约为与 1ppm 余氯接触 2001,000 小时后，可能会出现膜的降解(简称 2001,000ppm hr 的抗 氯能力)。氯对膜的攻击速率取决于进水特征，在碱性条件下，氯的攻击速度比 在中性或酸性条件下快。不管怎样，采用氯化灭菌工艺的话，酸性 pH 条件更 为适宜，当重金属含量高（如铁）、高水温条件，氯的攻击也会加快，它们催 化了膜的降解反应。 余氯可以通过活性炭或化学还原剂将其还原成无害的氯离子，由下述反应 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 21 可知，活性炭柱是非常有效的对 RO 进水脱氯： C+2Cl2 + 2H2O ? 4HCl + CO2 余氯监测仪，若有需要可另配。 5.2 RO 处理段的水量控制主要通过流量计来监测，使一级 RO 淡水水量满足 61m3/h；水质控制通过电导仪控制， RO 系统脱盐率97%，二级 RO 淡水水 量满足 55m3/h。 5.3 EDI 处理段的水量控制主要通过流量计来监测，出水水量满足 50m3/h，水质控 制通过电阻率仪监测出水电阻率12M.cm。 6. 主要设备设计计算主要设备设计计算 6.1 二级 RO 系统设计计算 EDI 纯水处理系统工程设计规模为 50m3/h，因此二级反渗透出水为 55m3/h。表 征 RO 膜系统的性能通常采用两个参数：产水流量和产水品质，而这些参数总是针 对给定的进水水质、进水压力和系统回收率而言的，RO 的设计者的主要职责是针 对所需的产水量，使所设计的系统尽可能降低操作压力和膜元件的成本，但尽可能 提高产水量和回收率以及系统的长期稳定性与清洗维护费用(故障率低， 可采用低廉 药品进行有效清洗)。 对膜系统设计影响最大的因素是给水的污堵倾向，膜污堵是由于给水中存在有 机物、颗粒物和胶体物质并在膜面浓缩造成沉积，污堵物的浓度随着产水通量(单位 膜面积上的产水流量)和元件回收率(元件产水流量与其给水流量之比)的增加而增 加。因此，高产水通量的系统很容易产生更高的污堵速率和更频繁的化学清洗。预 处理后的给水 SDI 值与污堵物的数量紧密相关。 查 8 英寸 FILMTEC 元件 BW30-400 在进水为 RO 产水应用中的设计导则： RO 产水元件最大回收率为 30； 典型通量为 23(39)gfd(l/m.h)； 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 22 400ft元件最大产水流量为 11000(42)gpd (m/d)； 最小浓水流量为 16(3.6)gpm(m/h)； 最大给水流量为 85(19) gpm(m/h)。 将产水量设计值 QP除以设计通量 f，再除以所选元件的膜面积 SE， 就可以得出 元件数量 NE： E P E Sf Q N . = 由多少支压力容器串联在一起就决定了段数，而每一段都有一定数量的压力容 器并联组成， 段的数量是系统设计回收率、 每一支压力容器所含元件数量和进水水 质的函数。系统回收率越高，进水水质越差，系统就应该越长，即串联的元件就应 该越多。 系统回收率(%) 串联元件的数量 含 6 元件压力容器的段数 6070 8090 6 12 1 2 相邻段压力容器的数量之比称为排列比，例如第一段为 4 支压力容器，第二段 为 2 支压力容器所组成的系统，排列比为 2:1，而一个三段式的系统，第一段、第 二段和第三段分别为 4 支、3 支和 2 支压力容器时，其排列比为 4:3:2。当采用常规 6 元件外壳时，相邻两段之间的排列比通常接近 2:1，如果采用较短的压力容器时， 应该减低排比。另一个确定压力容器排列的重要因素是第一段的进水流量和最后一 段每支压力容器的浓水流量，根据产水量和回收率确定进水和浓水流量，第一段配 置的压力容器数量必须为每支 8 英寸元件的压力容器提供 812m3/h 的进水量，同 样，最后一段压力容器的数量必须使得每一支 8 英寸元件压力容器的最小浓水流量 大于 3.6m3/h。 本项目一般情况如下： 水源为 RO 水，SDI151 要求产水量 1272m3/d 采用 6 芯压力容器（外壳） 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 23 第 1 步：SDI151 的 RO 水，总产水量 1272m3/d 第 2 步：选择进水一次通过式结构 第 3 步：BW30-400(苦咸水膜元件，有效膜面积 400ft2，即 37m2) 第 4 步：建议平均通量 23gfd(39LMH)，查阅设计导则 第 5 步：元件总数=(1272m3/d)(41.67L/h)/( m3/d)/( 37m2)/(39L/ m2/h) =36.7 圆整到 42 第 6 步：压力外壳总数 = 42/6 = 7 第 7 步：对于 6 芯外壳 90%回收率 段数选 2 第 8 步：段排列比 5:2 二级 RO 用 BW30-400 元件 67=42 支 6.2 一级 RO 系统设计计算 二级 RO 系统工程设计规模为 55m3/h，因此一级反渗透出水 61m3/h。由于一级 RO 系统采用 2 套装置，故这里只计算一套。 表征 RO 膜系统的性能通常采用两个参数：产水流量和产水品质，而这些参数 总是针对给定的进水水质、进水压力和系统回收率而言的，RO 的设计者的主要职 责是针对所需的产水量，使所设计的系统尽可能降低操作压力和膜元件的成本，但 尽可能提高产水量和回收率以及系统的长期稳定性与清洗维护费用(故障率低， 可采 用低廉药品进行有效清洗)。 对膜系统设计影响最大的因素是给水的污堵倾向，膜污堵是由于给水中存在有 机物、颗粒物和胶体物质并在膜面浓缩造成沉积，污堵物的浓度随着产水通量(单位 膜面积上的产水流量)和元件回收率(元件产水流量与其给水流量之比)的增加而增 加。因此，高产水通量的系统很容易产生更高的污堵速率和更频繁的化学清洗。预 处理后的给水 SDI 值与污堵物的数量紧密相关。 查 8 英寸 FILMTEC 元件 BW30-400 在进水为传统过滤水应用中的设计导则： 连续微滤元件最大回收率为 15； 太仓协鑫光伏科技有限公司 超纯水处理工程 投标文件 江苏苏净集团苏净环保工程有限公司 24 典型通量为 14(25)gfd(l/m.h)； 400ft元件最大产水流量为 7900(30)gpd (m/d)； 最小浓水流量为 16(3.6)gpm(m/h)； 最大给水