直饮水工艺及介绍.doc

1 管道直饮水概述1.1 管道直饮水简介何谓管道直饮水？它是说在整个城市供水系统中，饮水（含烹调用水）只占城市供水的1%-5%。如果我们将所有的供水都净化到优质水的标准，无疑是对资源的浪费，因为“喝的和冲马桶的是同一种水”，更何况要对整个供水系统都进行深度水处理本身就很难做到。因此，要提高生活质量和健康水平，就只需提高这1%-5%的水的质量。将一般生活用水和饮用水分开处理，或对部分自来水进行深度处理以用于饮水，这就是管道直饮水。管道直饮水在发达国家以是普遍存在的现象，目前在我国也已得到了社会的广泛认可，并正由政府大力提倡实施。 管道直饮水系统（或称为管道净水系统）是采用管道分质供水的方式，在一居住小区或单体建筑中设置净水装置，利用特殊的水处理设施和技术，对自来水作进一步深度处理和加工，在原有的自来水设施基础上，再建一条独立的优质供水管道系统，将与饮食有关的1%-5%的饮用水与95%-99%的日常生活用水分质分管供应。实现管道净水供应，是解决当前饮水问题最为科学有效的途径。由于采用特殊的高科技过滤技术，新型管道材料，严格定期检测和独特的封闭式管网，并使净水在管网内全循环。所以其设计方案和控制系统可绝对保证用户的饮用水水质达到直接饮用水的国家标准。管道分质供水系统无论是从水处理技术上，还是从供水观念和形式上都是一次革命，可提高生活品质，与国际接轨。 1.2 管道直饮水系统的特点 1、由于不对现有自来水管网、设备进行改造、变动，因此，进行分质供水工程对市政、交通等影响小，且工期短、见效快。 2、在除去自来水中各种有害物质的同时，保留水中对人体有益的物质及人体必需的微量元素，长期饮用，有益健康。 3、饮水与日用杂水分开输送，避免高质低用的浪费现象。 4、与桶装水相比，具有明显的价格优势。目前市场上的桶装水是管道直饮水价格的2-3倍。 5、直饮水管道入户，用户即开即用，省去了桶装水的运输、搬运等环节，减轻了城市压力。 6、管道直饮水出水水质符合国家饮用水卫生标准，设备运行检测与卫生防疫部门定期检测相结合，提高了饮水安全性。 7、管道直饮水管网采用符合国家卫生要求的无污染管材，并采用全循环系统，定期消毒，防止了“二次污染”。 8、提高生活品质，与国际接轨。大多数先进国家的城市生活饮用水水质都达到直接饮用标准。 2 工艺流程2.1 制水设备工艺流程图：2.2 管道直饮水管网示意图2.3 直饮水传输图3 制水设备技术描述3.1 反渗透的历史反渗透技术起源于美国。这项技术在美国航天器中的应用得到了令人满意的成功。在此以后，美国原子能研究中心和净水工业界对该项净水技术和其它应用投入了大量人力和资金，进行了广泛的研究。至90年代，反渗透技术在海水淡化、电厂锅炉补给水、电子工业生产用高纯水、科学研究用高纯水、医疗、医药用高纯水和饮用水等生产方面都得到了广泛的应用。3.2 渗透与反渗透在一个U型管的底部安装一个半透膜，将U型管隔离为两部分。假设这里所用的半透膜只允许水分子透过。如果在该U型管的两端分别加入等体积的纯水和盐水，此时纯水将透过半透膜向盐水方向渗透，盐水端的水位将升高，而纯水端的水位将降低。这一现象称为渗透现象。一定时间以后，两端的水位将不再继续变化。这时盐水和纯水两端水位差所代表的压力称渗透压。如果在上述盐水端增加压力P （P ），盐水中的纯水将从盐水端透过半透膜反向渗透到纯水端得到纯水。如果仅在盐水端加盐水或其他物质污染的水并在该端施加大于渗透压的压力，就可以在另一端得到纯水，从而实现从盐水、苦咸水或污染水中提取纯水的过程。这个过程就是反渗透过程。反渗透纯化过程是指水分子在压力作用下透过反渗透膜而与杂质分离的过程。反渗透膜是反渗透技术的关键。3.3 反渗透膜的功能3.3.1 电排斥机能：反渗透膜表面的电性可以将溶于水中的正负带电离子排斥开，而使不带电的水分子在压力作用下透过。因此，经反渗透法净化的纯水不含如铅、砷、镉、汞、铬、钙、镁、钠等各种金属离子（俗称水碱：钙、镁盐类）以及使水产生苦咸味的盐分等等均可以被除去。3.3.2 超微过滤机能反渗透膜中有众多的微孔（隙），这些微孔（隙）的直径为10-10mm，与水分子的直径相当，水分子可以通过。最小的细菌和病毒的直径分别为0.2和0.02微米，杀虫剂666的直径约为0.0015微米。因而，这些污染物和其它生物污染物以及众多的有机污染物包括热源物质等均 不能通过，而与纯水分离。对于锅炉补给水、医用注射用水和微电子生产用超纯水等，二氧化硅含量相当重要。反渗透可以提供超微过滤机能除去二氧化硅。离子交换在清除细菌、病毒、热源物质、二氧化硅等方面无法与反渗透相比。另外，盐类在水中是以水合离子形式存在的，而这些水合离子的体积一般比水分子大1025倍，因此，除了以上提及的电排斥机能外，反渗透膜也可以通过其超微过滤机能除去溶解的盐类。清洗机能：一般滤水设备在除去污染物的同时，将这些污染物留在其中。在此后过滤的水都要经过这些污染物，从而对水产生再次污染。同时，细菌也会在滤水器中繁殖，从而对水产生生物再污染。与此不同，反渗透装置在净水过程中将污染物全部留在被排除的废水中，以实现自我清洗机能。3.4 反渗透设备产水量与其它物理量的关系3.4.1 反渗透膜出水量与温度的关系反渗透设备出水量与原水水温有相当密切的关系。一般地说温度每升高一度，同样的反渗透膜在压力不变的情况下，出水量将增加34。25时产水率为1.0；12时为0.66。换句话说，同样数量的反渗透膜，在12时出水量是20吨，在25时出水量将为约30吨。反之如果一组反渗透膜在25出水量为20吨，那么12时将仅为约13.2吨。3.4.2 反渗透膜出水量与压力的关系反渗透设备出水量与加在反渗透膜上的有效压力成正比关系.该有效压力是高压泵压力与原水渗透压的差值。总盐度是1000ppm的原水渗透压约0.6kg/cm2。膜生产厂用浓度为2000ppm氯化纳标准溶液对工业用普通水反渗透膜进行测试。在此浓度下，压力强度每增加1kg/cm2,出水量约增加8%。通过增加压力来提高反渗透膜的出水量一般是有限度的，主要决定于泵、高压管路承压能力和压力容器的承压能力。另外在增加压力来提高出水量的同时也减少了反渗透膜的寿命。对于一般水，压力选择在8.1-14kg/cm2(130-200psi),特殊情况时可高达17.5kg/cm2(250psi).3.4.3 反渗透膜出水量与反渗透膜使用时间的关系对于正常使用的反渗透膜随着使用时间的延长，反渗透膜的出水量将逐渐减少。这一现象在反渗透系统被使用的前几个月较为明显。值得指出的是，以上现象不包括由于反渗透膜结垢带来的出水量减低。4 制水设备流程总体描述4.1 源水供水系统描述由于反渗透系统要求稳定供水,为了避免供水管网的压力变化对反渗透系统入水造成影响,所以采用原水泵.原水泵为预处理提供必要的运行压力.4.2 预处理系统描述预处理由自动反冲多介质过滤装置、自动反冲活性炭装置、阻垢剂添加设施、精密过滤器和除氯系统组成。反冲多介质过滤装置由不锈钢过滤罐、自动控制阀、过滤介质和必要的管路管件组成。该装置具有对多介质进行反冲洗功能。多介质过滤器可以有效去除源水中的胶体、悬浮物等较大颗粒的悬浮物。同时通过选择不同介质兼有除去水中部分带电金属离子的作用。（如：以锰砂作为介质，对去除水中的铁锰有显著效果。）具有独特的均匀布水方式，使过滤达到的效果，能长期满足反渗透膜对污染指数的要求，自动控制阀可以实现过滤罐的自动运行与反冲洗。反冲活性炭装置由不锈钢过滤罐、自动控制阀、果壳活性炭和必要的管路组成，该装置具有反冲洗功能。活性炭过滤器主要吸附水中有机物和游离氯，以保护反渗透膜不受损害。其自动控制阀可以实现过滤罐的自动运行与反冲洗。阻垢剂添加设施由一个计量泵和一个药箱组成，可以按预先设定添加阻垢剂，防止反渗透膜结垢，由于反渗透膜脱盐原理，为了防止浓水端，特别是最后一根膜元件的浓水室出现诸如CaC3、CaSO4浓度大于其平衡溶解度指数时，可能会有结晶析出，从而在膜面上结垢，损坏其应用特性，因此在源水进入膜元件之前设置阻垢添加装置，阻止结垢现象的产生。计量泵选用美国进口产品，能实现自动添加，不需人为控制。精密过滤装置采用一只PVC过滤器，内安装5微米过滤芯，主要目的是截留膜前水中的颗粒、胶体、悬浮物等，以防止大颗粒物通过预处理进入反渗透膜。在正常工作情况下，滤芯可工作68个月，通过过滤器前后的压力表读出的压力差大于设定值时，应更换滤芯。添加除氯装置是由于市政供水（自来水）中含有一定量的游离氯（一般都大于0.3ppm），而反渗透膜允许进水中游离氯含量最高不能大于0.1ppm，否则会严重破坏反渗透膜，造成不可逆转的损坏，所以必须保证进入反渗透膜的原水中游离氯含量不能超过0.1ppm。4.3 反渗透系统描述本系统采用单级反渗透设计，是经过专业计算软件计算后，得到的最合理的组合设计，以满足用水要求。该系统的主要功能是脱盐，它利用反渗透膜的特性来去除水中的绝大部分可溶性盐、胶体、有机物及微生物等。经过预处理后合格的源水，进入反渗透，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，到达纯水口，此时不能通过的部分作为系统浓水可排放，部分反馈到反渗透前再利用，以提高水的利用率，节约能源，反渗透入水管道安装压力开关和电磁阀，对反渗透给水实行低压保护。当给水停水或出现给水问题时，压力开关对设施施行断水断电保护。 反渗透设备设施配备高压泵，对反渗透膜提供必要的压力。高压泵后安装调节阀，保证系统平稳增压。 反渗透装置由3支反渗透压力容器、6支美国海德能ESPA2-8040反渗透膜及必要的配件组成。各压力容器依次串联，入水顺序通过每一段的压力容器，产生的浓水为系统浓水，该浓水部分排放，部分反馈到高压泵前再利用，以提高系统水的利用率。各段产生的纯水合并成系统纯水，为用户供水。反渗透装置入水前、出水后安装高压压力表，指示反渗透膜的运行压降