纯水备用资料.doc

原水、纯水、超纯水1 基础原水：取自天然水体或蓄水水体，如河流、湖泊、池塘或地下蓄水层等，用作供水水源的水；或者指流入水处理厂的第一个处理单元的水。水厂用以调节供水网水压的蓄水池中的水不是原水。原水的水质因水源不同而异。纯水：纯水又称纯净水、去离子水，是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法，制得的密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用的水，也可以称为纯净物（在化学上），在试验中使用较多，又因是以蒸馏等方法制作，故又称蒸馏水。纯水的含盐量在1.0mg/L以下,电导率小于50s/cm。超纯水：既将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率大于18M*cm，或接近18.3M*cm极限值。超纯水,是一般工艺很难达到的程度，采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理四大步骤，多级过滤、高性能离子交换单元、超滤过滤器、紫外灯、除TOC装置等多种处理方法，电阻率方可达18.25M*cm .2 工艺设计纯水工艺流程：预处理+二级RO+EDI+抛光混床。1) 预处理：砂滤、碳滤、超滤、多介质过滤.。助凝剂：国内常用的助凝剂:当原水污染严重时,原水加氯用以破坏对混凝作用有干扰的有机物质，同时也可用于帮助亚铁离子（Fe2+）氯化成高铁离子，促进亚铁混凝结出絮粒。预处理水质要求砂滤器进水的原水来自地表水地下水两种（达到生活饮用水标准）后的水源，当原水悬浮物含量小于500mg/L时，宜采用过滤或接触凝聚（即加入混凝剂）后，经水泵或管道直接进入过滤设备）过滤。当原水悬浮物含量大于500mg/L时，采用混凝沉淀澄清过滤处理，本系统对混凝剂采用碱氯化铝（PAC），其化学式为Al2（OH）nCl6-nm，式中n5，m10，是当前国内外使用比较广泛的一种。以铝灰或铝矿物作原料，采用酸或碱溶法制的，由原料和生产工艺不同，产品规格也不一样，它对各种水质适应性较强，混凝过程中最优PH值范围较广，对低温效果也较好絮粒，形成较快且颗粒大而重，投加后原水碱度降低较少，投量也较少（投量：国家建设部制定的产品质量暂行标准规定：在20时，密度（p）1.2g/cm3.Al2O3 10%盐基度为5%8%，PH值在3.54.5,水不溶物1%）。砂滤器处理后的出水水质：经过混凝、沉淀、澄清处理后的水浊度已降到10NTU，要进一步提高则需要采用过滤法来除去细小的颗粒和细菌，根据水量大水的不同，有多种不同形成的过滤装置，本系统所用的滤料是石英砂煤双层滤料，这样过滤出的水浊度可达3NTU。炭滤器处理：即是活性炭吸附器，炭滤器的进水是面碳滤器的出水容器内盛装活性炭，活性炭是用木质，煤质，果壳（核）等含碳物质通过高温下隔绝空气碳化，再进行活化制成，它有非常多的微孔和巨大的比表面积，因而具有很强的物理吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物和有毒致癌物质卤代甲烷（THM）及多环芳烃（PAH），此外，在活性炭活化过程中活性炭表面的非结晶部位上形成一些含氯官能团，如羧基（-COOH）羟基（-OH）羰基（7C2O），这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化还原的性能，能有效去除水中一些金属离子。超滤：超滤是一种膜分离技术。能够将溶液净化，分离或者浓缩。超滤是介于微滤与纳滤之间，且三者之间无明显的分界线。一般来说，超滤膜的孔径在0.05 um1 nm之间，操作压力为0.10.5 Mpa。主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上，造成严重的浓差极化和堵塞，这是超滤法最关键的问题，要克服浓差极化，通常可加大液体流量，加强湍流和加强搅拌。多介质过滤器：是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。多介质过滤器是常用的水质深度净化的预处理装置，可根据工艺要求填加不同的滤料。2) RO系统：原理:渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的. 反渗透设备就是将高压泵和反渗透膜组合在一起的技术设备。特点：可除去大于0.0001m的颗粒杂质、分子量大于150 200的有机物，除盐率高达99.5%以上。主要去除水中的电解质杂质，须通过预处理去除不溶于水的悬浮物等机械杂质、游离氯损害膜元件、电解质的价位起高，排斥作用越大，如Ca2+、Mg2+。品牌：进口品牌：陶氏 海得能 GE 世韩 东利 国产品牌：汇通源泉（现在改名为时代沃顿）北斗星 上海加尼特 惠灵顿规格：反渗透膜的一般规格：8040、4040、8060、8540、2540、2521、2514、4021最常用规格：8040：用于较大型工业反渗透系统中（产水量7m3/hr，膜芯用量 8根的系统）4040：用于中小型工业反渗透系统中（产水量7m3/hr，膜芯用量30根的系统）膜外管规格：8040系列：80401、80402、80403、80404、80405、80406、80407通常最常选用的为每根压力管2根膜芯6根膜芯。4040系列：40401、40402、40403、40404通常最常选用的为每根压力管1根膜芯3根膜芯。膜外管材质：316L不锈钢、304SS不锈钢、玻璃钢、PVC膜外管接口：侧开口式、径向端板开口式3) 混床系统：混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备。所谓混床，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。混床处理工艺的设备包括混合离子交换器和体外再生设备。其中体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。树脂的分离再生工艺：当混床失效后，再生步骤如下：1.反洗分层：开启上排水阀，逐渐开启反洗进水阀（先小后大，避免损坏中排管），逐渐使树脂呈浮动状态，水流速度约15m/h（流量=流速树脂罐截面积）左右，排水阀取样观察，不可漏出树脂。2030分钟后，快速关闭反洗进水阀，同时打开下排水阀，使树脂快速降落，下视镜观察，阴阳树脂分界在固定位置，分层完成。同时放水至中视镜中间位置。待再生。2.再生：(1)进碱：开启再生泵，打开碱管路再生阀，同时打开污水阀，调节排水量，保证进水排水平衡。打开碱计量箱阀门，调节碱液浓度约3%；（2）进酸：开启酸管路再生阀，同时调节污水阀，保证进水排水平衡，开启酸计量箱阀门，调节酸浓度约3%；再生约40分钟完毕。3.置换：酸碱按计量进完后，关闭酸碱计量箱阀门，除盐水流量不变，开始置换，约1小时。4.冲洗：置换完毕后，关闭再生系统及阀门，打开进水阀及放空阀，满水后，关闭放空阀，开启中排水阀，小正洗至PH=78，关闭中排水阀；开启排污阀冲洗至PH=78，关闭排污阀；开启下排阀冲洗，PH=56；停止进水，排水至中视镜中间位置。5.混床：开启空气泵，混合2次，3分钟/次，下视镜观察混合均匀即可。6.正洗：化验合格待用。 设备优点1、出水水质优良，出水pH值接近中性。2、出水水质稳定，短时间运行条件变化（如进水水质或组分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。3、间断运行对出水水质的影响小，恢复到停运前水质所需的时间比较短。4、回收率达到100%应用范围混床一般放置在电渗析器或反渗透装置之后（或直接应用于含盐量较低的水），对水进一步脱盐可制取较高纯水，广泛使用在电子、化工、医药、原子能、电力等行业。构成及性能混床外壳制作材质有玻璃钢、有机玻璃、不锈钢、碳钢、防腐等，外型为园柱型，直径2002500mm，产水量从0.5t/h98t/h。阳床装载强酸阳离子交换树脂，阴床装载强碱阴离子交换树脂，装载高度一向在10002400 mm，小型滤帽式设备底部没有承托层，中大型设备底部有粒度不同多级别石英砂承托层，逆流再生固定床树脂顶层有200 mm厚石英砂压脂层。有机玻璃柱运行压力0.15MPa，其他材质的设备运行压力0.6MPa。阳床配备有酸箱、酸泵再生系统，阴床配备有碱箱、碱泵再生系统。树脂：品牌 争光、漂莱特、罗门哈斯、陶氏。品牌型号类型体积权交还容量eq/L争光0017MB强酸性阳树脂1.8 2017MB强碱性阴树脂1.4 漂莱特C100EDL强酸性阳树脂1.7 A600MB强碱性阴树脂1.4 罗门哈斯1200Na强酸性阳树脂2.0 4200Cl强碱性阴树脂1.3 UP 1400超纯强酸性阳树脂2.0 UP 4000超纯强碱性阴树脂1.1 陶氏650C强酸性阳树脂2.0550A强碱性阴树脂1.1650C(UPW)超纯强酸性阳树脂1.9550A(UPW)超纯强碱性阴树脂1.0再生系统：提供离子交换处理设备所需的各种再生液，通常具有贮存、溶解、计量、配置个输送等功能。长江的再生剂有：烧碱、盐酸、硫酸。再生系统的选择和设计应考虑：1 水处理规程的要求（贮存量的大小、系统的设计能力及计量槽的容积）2 有关安全、环保、卫生、防腐和防火等要求;(再生剂一般具有强烈的腐蚀性和毒性)4) EDI系统：原理：利用离子交换膜对离子的选择透过性，在直流电场作用下，以电位差作推动力，产生水中离子的定向迁移，使一部分水中的离子进入另一部分水中去，从而达到除盐的目的。EDI是一种将电渗析和离子交换相互结合在一起的除盐工艺，即利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底，又利用电渗析极化而发生水电离产生H+和OH-，实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷。要使EDI处于最佳工作状态、不出故障的基本要求就是对EDI进水要求进行适当的预处理。进水中的杂质对去离子模组有很大影响。并可能导致缩短模组的寿命。 特点：分离组分选择性高，能量消耗低，装置设备与系统应用灵活，操作维护方便，装置寿命长，原水回收率高和不污染环境。无需化学药剂的再生，可以连续运行 。水的利用率可高达90%以上，产水电阻率大于或等于15M.cm5) 管阀件材质要求：金属全金属管材、HT-铸铁管、C.S-碳钢管、SGP-镀锌管、S.S-不锈钢管、B.P-铜管复合管材内衬橡胶管道、内衬FRP管道、内衬PVC管道、非金属PVC-聚氯乙烯、ABS-增强性工程塑料、UPVC-改性聚氯乙烯、CPVC-氯化聚氯乙烯、PVDF-聚偏氟乙烯、FRP-环氧树脂玻璃纤维(俗称玻璃钢)、PP聚丙烯、PE聚乙烯、PTFE-偏聚二氟乙烯、工业纯水制备系统中常用管材金属管材、C.S-碳钢管、SGP-热镀锌钢管、S.S-不锈钢管、C.S/R.L-碳钢衬胶管、非金属管材PVC-聚氯乙烯、UPVC-改性聚氯乙烯、CPVC-氯化聚氯乙烯、PVDF-聚偏氟乙烯、PP聚丙烯、PE聚乙烯、PFA-偏聚二氟乙烯、纯水系统设计中管材的选用预处理系统SGP镀锌管道、C.S/R.L钢衬胶管道、UPVC管道、S.S不锈钢管道、初级处理系统(一级除盐)C.S/R.L钢衬胶管道、UPVC管道、CPVC管道、PP管道纯水系统设计中管材的选用终端处理系统(超纯水)CPVC管道、PP管道、PVDF管道、PFA管道、SS316L不锈钢管道废水排放系统PVC管道(含有腐蚀性液体)、HT铸铁管道、C.S碳钢管道 纯水处理系统中管道的设计工程案例题目：水站纯水制备系统排放水回收改造工程设计一 关键词预处理、反渗透系统、水质、排放水改造、回收水二 背景人们的生活离不开水，工业生产同样离不开水，当前中国经济的持续发展正面临严重的水荒威胁、环境污染和水资源的紧缺，所以企业完全拥有节约水资源的能力和义务。三 概况离子交换器（除旧复床）的排放水和反渗透系统的高低排放水与原水混合后送入预处理系统的第一道过滤设备（砂滤器） 炭滤器 反渗透系统 离子交换器，合格水送储水水箱。四 预处理水质要求砂滤器进水的原水来自地表水地下水两种（达到生活饮用水标准）后的水源，当原水悬浮物含量小于500mg/L时，宜采用过滤或接触凝聚（即加入混凝剂）后，经水泵或管道直接进入过滤设备）过滤。当原水悬浮物含量大于500mg/L时，采用混凝沉淀澄清过滤处理，本系统对混凝剂采用碱氯化铝（PAC），其化学式为Al2（OH）nCl6-nm，式中n5，m10，是当前国内外使用比较广泛的一种。以铝灰或铝矿物作原料，采用酸或碱溶法制的，由原料和生产工艺不同，产品规格也不一样，它对各种水质适应性较强，混凝过程中最优PH值范围较广，对低温效果也较好絮粒，形成较快且颗粒大而重，投加后原水碱度降低较少，投量也较少（投量：国家建设部制定的产品质量暂行标准规定：在20时，密度（p）1.2g/cm3.Al2O3 10%盐基度为5%8%，PH值在3.54.5,水不溶物1%）。 五 助凝剂:国内常用的助凝剂:当原水污染严重时,原水加氯用以破坏对混凝作用有干扰的有机物质，同时也可用于帮助亚铁离子（Fe2+）氯化成高铁离子，促进亚铁混凝结出絮粒。对于以上要求的整个投加设计，本系统的预处理部分采用自动投加混凝剂的方法（流动电流法）不同的原水水位，其流动电流与混凝剂加注率有密切关系，同时自己备变频调速，调冲程活塞加药泵，测污染指数设备不定时检测污染指数、控制沉淀水浊度等。以上要求均属于预处理系统的第一部分，即砂滤器处理砂滤器处理后的出水水质：经过混凝、沉淀、澄清处理后的水浊度已降到10NTU，要进一步提高则需要采用过滤法来除去细小的颗粒和细菌，根据水量大水的不同，有多种不同形成的过滤装置，本系统所用的滤料是石英砂煤双层滤料，这样过滤出的水浊度可达3NTU。炭滤器处理：即是活性炭吸附器，炭滤器的进水是面碳滤器的出水容器内盛装活性炭，活性炭是用木质，煤质，果壳（核）等含碳物质通过高温下隔绝空气碳化，再进行活化制成，它有非常多的微孔和巨大的比表面积，因而具有很强的物理吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物和有毒致癌物质卤代甲烷（THM）及多环芳烃（PAH），此外，在活性炭活化过程中活性炭表面的非结晶部位上形成一些含氯官能团，如羧基（-COOH）羟基（-OH）羰基（7C2O），这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化还原的性能，能有效去除水中一些金属离子。六 反渗透进出水质要求1 碳滤器处理后流出的水，作为反渗透前得要过滤器而本反渗透系统所采用的是中空纤维式膜组件结构是一级二段形成，第一段采用三组串联和第二段并联组合，但第一段的浓水作为第二段组件的进水，第一段和第二段的淡水同理组混合后作为原水进下一处理设备工序，即复合床（阳床）第二段的浓水直接经过排放管道向外排放。2 反渗透膜文件对水中的离子具有选择透过性，固而在反渗透浓水和产水侧存在差渗透压差，这样就必须要有外界的压力来克服渗透压差才能够使反渗透装置正常工作并达到列设计要求，外界压力是通过高压泵来提供，所选用RO膜对水质的适应能力强，尤其是水温和PH值（进水PH为211范围）但本系统对PH值的控制是浮动，主要是利于反渗透的保护，通常是由季节和水源水质的情况而进行调控并作好相应的数据记录。目前，最佳PH值为66.6之间。在进水的常规水温下不影响其处理效果，水经过RO膜，经过筛分和理可除去各种大颗粒（20m）有机物，各种细菌，如最小的细菌之一绿脓杆菌（300010m-10）,也能除去各种病毒，如流感病毒（80010m-10），脑膜炎病毒（20010m-10），还能滤除热源（105010m-10）膜的选择透过性，严格讲，膜的脱盐率对水中不同盐是不同的，对不同盐有不同的脱盐规律；1 对电解质：离子价数越高或同价离子水合半径越大者，脱除效果越好，如：Al3+Fe3+Mg2+Ca2+Li+Na+K+Po43-So42-Hco3Cl-Br-I-2 对有机物：分子量越大脱除效果越好，小分子量有机物脱除效果不好，解离的比不解离的脱除效果好。3 对水中溶解气体：如CO2，NH3，N2，H2S，Cl2等去除效果很差，几乎100%通过膜进入产品水中，故处理除气工作交给下一级脱气塔，去除。反渗透的产水一般主要成分是Na+，Cl-，Hco3-及Co2由于含量高，用此产水PH值低，呈酸性有一定的腐蚀倾向，在反渗透产水作为复床原水，而在产水进入复床之前，本系统要求每周为一个周期对产中反渗透产水进行含盐量的检测（如下表）纯水站含盐量临测记录表（每周一次）含盐量(ppm)1#膜产水2#膜产水3#膜产水4#膜产水5#膜产水阳床进水9月27日19.0115.2615.237.849.3714.1310月 4日18.4715.1517.158.259.8615.6010月11日19.2015.6817.137.599.0614.1510月18日18.1514.5416.676.918.0513.2910月25日19.6015.818.297.859.1714.52上表的含盐量属于正常使用周期范围，如含盐量急剧上升，则要对整层反渗透膜进行清洗，清洗后含盐量若不下降，如下表：含盐量(ppm)1#膜产水2#膜产水3#膜产水4#膜产水5#膜产水阳床进水8月 9 日28.0528.2117.3134.6030.2227.638月16日28.9329.1517.8535.9331.2028.608月23日27.4024.9225.6422.4722.2424.588月30日28.8028.7216.6434.7429.9327.829月 7 日28.5929.2418.5839.8631.9329.47则需更换组件膜。七 复床除盐复床是指水依次通过装有氢型阳交换器（阳床）和装有氢氧型阴交换器（阴床）的系统，通过复床可将水中各种矿物盐除去，为了获取较好的除盐效果，阳床内应装载强酸性阳树脂，阴床内应装强碱性阴树脂。水中常含Ca2+，Mg2+，K+，Na+等阳离子和HCO3，SO4，Cl-等阴离子，还含有H2cO3和H2siO3等电解质，水流经阳床时，发生如下交换反应： Ca 2（CHO3） R2 Ca 2H2CO3 Mg 2CL R2 Mg 2HCL2RH + + 2Na SO4 2R Na H2SO4 2K 2RK阳床出水中含有与进水中强酸性阴离子含量相当的强酸H2SO4和HCl，还含有弱酸性H2CO3和H2CO3，包括进水中原有的CO2和交换生成的与进水相当的部分水源继续流向阴床，交换反应如下： H2SO4 R2SO4 2HCL 2RCL2ROH + + 2H2O 2H2CO3 2RHCO3 阴树脂中交换出的OH-+H+H2O，这样水中的阴阳离子基本被除去，从而得到纯净的除盐水。在每天的实际操作中，平均每天3次，要将本系统中的阳床中的水溶液排出（2.03.0 m3下面按2.5计算）后，才将阳床工作中处理的水送到阴床，其后阴床中隔夜浸泡的水同样也要排出(正向冲洗至电阻率上升至2.0M,按正常冲洗要排掉2m3左右)后,阴床产水才送往下一个工作系统单位。而当今水资源的溃乏，为从水资源和企业长期的经济节约考量，可以把反渗透低压冲洗隔夜浸泡膜的水（1 m3），阳、阴床正向冲洗排出的水（除再生处理排出的再生溶液，因该部分溶液中含有大量的Na+、Ca2+、Mg2+、K+、CL-、HCO3-等离子）经过蓄储水箱后在预处理的入口处与自来水源一起送往1#砂滤器，从而进行循环处理，在不影响企业用水水质的前提下，同时节约经济和水资源。反渗透浓水与再生处理（含次日冲洗）水溶液必须排放至污水处理系统外，其它像反渗透高、低压冲洗（平均每天3次），阴、阳床冲洗的水溶液都可再次利用为原水。整套排放水回收的流程如下：阴、阳复床排水 储水水箱 升压泵（原装） 砂滤器（原装） 反渗透高、低压八 排放水回收再利用改造设计主要技术条件及