UPW-Training解析.ppt

中电投 西安太阳能 UPW系统 2011 2 27 超纯水系统 超纯水 将水中的导电介质几乎完全除去 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 18M CM或接近18 3M CM极限值 处理工艺 预处理 反渗透 离子交换 高性能离子交换 超滤 紫外杀菌 除TOC装置 出水水质 18 2M CM 控制指标 温度 22 3 电阻率 18 2M CM 总有机碳 TOC 5ppb 供水压力 4bar0 1um以上的颗粒物 100pcs ml阴 阳离子 50ppt 总硅 2ppb 细菌数 10Cfu ml UPW工艺流程图 原水箱 热交换器 PAC加药 软化器 软化水箱 UV 2100 热交换器 UV 3100 抛光混床 一级RO 超纯水箱 初级混床 UV 1100 RO水箱 二级RO 多介质 活性炭过滤器 超滤 纯水用户 NaOH储罐 HCL储罐 预中和水箱 PLBP1100 PNP1100 PLP1100 MAFP1100 MBFP1100 ROP2100 ROP1100 ROFP1100 FIWP1100 自来水 RWP1100 BWP2100 软化器再生水箱 预处理单元 启动与停止 原水箱 25m3 进水由液位指示器控制并产生报警 98 HH报警 95 H报警 2 0bar 原水泵和反洗泵由原水箱液位和软化水箱控制 软化水箱 12 7m3 液位90 时 原水泵停止 反洗泵由多介质过滤器和活性炭过滤器的处理水量及出水水质来控制 设定多介质过滤器反洗间隔通过水量360m3 活性炭过滤器反洗间隔通过水量600m3 或SDI 4 PAC加药单元和原水泵连动 当软化器的产水量达到380m3或出水硬度 1 5ppm时 软化器再生系统启动 预处理单元由原水箱 原水泵 反洗泵 PAC加药单元 热交换器 多介质过滤器 活性炭过滤器 软化器 软化器再生水箱 软化水箱组成 原水箱 热交换器 MMF ACF 软化器 PAC 软水箱 软化器再生水箱 PAC加药单元 PAC化学名为聚合氯化铝 是一种无机高分子混凝剂 使用时pH控制在5 5 8 5之间 一般为7 8 接近8最佳 PAC投加装置主要是由储液箱 投药计量泵 控制电源 投加管道等组成 投加PAC的作用是 PAC作为絮凝剂加入水中 使水中的胶体颗粒物相互黏结变为大颗粒物质 并使其更快的凝聚成较大的絮凝物 从而加速沉淀 再通过多介质过滤器过滤时能被充分截流下来 投加的计量是 2 4ppm l 根据实际运行情况进行调整 本系统使用的PAC浓度为10 的溶液 投药计量泵为自动加药 但加药量为手动调整 如果多介质过滤器出水SDI升高 可适量调整加药量并观察出水水质情况 热交换器HX HeatExchanger 热交换器 使两种流体间经行热量交换而实现加热或冷却等目的的设备 一般是用固体间壁将不同温度的流体隔开 也有的使两种流体在器内直接接触而进行热量交换 主要组成 换热器片 进出水管道 温度表 温度自控阀门 主要流通介质 锅炉热水 进水80 C 出水30 C 压力进口为3bar 出口为2bar 原水 进水常温 出水25 C 2 压力进口为4bar 出口为3bar 被加热的自来水对于UPW系统有什么作用呢RO的正常运行需要一定的温度 小于35 C为宜 温度升高 水的粘度减小 透盐率增加 出水水质相应下降 多介质过滤器MMF Multimediafilter 罐体 外部材质为碳钢内部衬天然橡胶 过滤器内部装填介质分为三层 1 最底层微直径1 5mm 3mm的硅砂 作为上两层介质的支架 厚100mm 2 中间装填直径为0 45 0 6mm的硅砂 厚度为500mm 3 顶部装填有直径为0 8 1 2mm的无烟煤 厚度为300mm 运行参数进出水压力 3bar 2 5bar 进水流量 10 12m3 h 反洗指标 进出口压差 0 5bar反洗流量 4 6m3 h 压缩空压力 4bar 压缩空气流量 35m3 h SDI 4 进水阀 反洗排水阀 反洗进水阀 正洗排水阀 CAD进气阀 出水阀 常闭阀门 原理 当水从上流经滤层时 水中的固体悬浮物质进入上层滤料形成的小孔眼 受到吸附和机械阻留作用被滤料的表面层所截留作用 除去水中的细小颗粒物杂质 还可以大量去除水中的有机物 细菌 病毒等 为活性炭过滤器及RO处理减轻压力 反洗 本系统设定设备产水360m3自动反冲 进出水压差增大 0 5bar 或出水SDI 4时需进行手动反冲 将介质与介质之间和介质表面的泥沙 污垢除去 活性炭过滤器ACF Activatedcarbonfilter 活性炭过滤器主要数据罐体 外部材质为碳钢内部衬天然橡胶 过滤器内部主要装填介质为 1 直径为0 8 1 2mm的高吸附性活性碳厚度为800mm 2 直径为0 45 0 6mm的硅砂 厚度为100mm 运行参数 进出水压力 2 5bar 2bar 进水流量 10 12m3 h 反洗指标 进出口压差 0 5bar反洗流量 4 6m3 h SDI 4 进水阀 反洗排水阀 正洗排水阀 出水阀 反洗进水阀 常闭阀门 工作原理活性炭制造工艺包括两个过程 一是脱水和炭化 二是活化 由此形成了特有的多孔隙结构 而产生巨大的表面积 具有强大的物理吸附能力 此外 在活化过程中 活性炭表面的非结果部位上形成一些含氧官能团 如羧基 羟基 羰基 这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化 还原的性能 活性炭过滤器利用活性炭自身具有的吸附和脱色能力 去除液体中的杂质 使液体得到净化 作用 1 能吸附水中的有机物 细菌 胶体微粒 微生物 2 可吸附氯 氨 溴 碘等非金属物质 3 可吸附金属离子 如 银 砷 铋 钴 六价铬 汞 锑 锡等离子 4 可有效去除色度和气味 而多介质只能拦截水中的细小颗粒物杂质 对水中的有机物 细菌去除能力并不佳 反洗 本系统设定设备产水600m3自动反冲 进出水压差增大 0 5bar 或出水SDI 4时需进行手动反冲 将介质与介质之间和介质表面的泥沙 污垢及其失效的活性炭除去 运行中需要注意 进水浊度 SDI 反洗周期 多久反洗一次 反洗强度等 频繁反洗会使压缩空气和活性炭介质在外力的作用下进行摩擦 次数多或者外力强度大容易将活性炭颗粒破碎 从而降低活性炭的吸附拦截能力 软化器SF Softener 软化水装置 SF 是应用离子交换技术 通过树脂上的功能离子与水中的钙 镁离子进行交换 从而吸附水中多余的钙 镁离子 达到去除水垢 碳酸钙或碳酸镁 的目的 运行参数 进出水压力 2bar 进水流量 4 6m3 h 反洗指标 进出口压差 0 5bar 硬度 1 5ppm 标注有多少阀门是常闭 如果常闭状态阀门是最少的 反之 标注常开 所有手动阀为常开状态 而气动阀是根据设备处于不同状态 阀门的开关也不同 原理 钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂 使水中的硬度成分Ca2 Mg2 与树脂中的Na 交换 从而吸附水中的Ca2 Mg2 使水得到软化 其交换过程如下 2RNa Ca2 R2Ca 2Na 2RNa Mg2 R2Mg 2Na 再生 当钠离子交换树脂失效之后 为恢复其交换能力 就要进行再生处理 再生剂为26 的食盐溶液 本系统设定产水量380m3自动再生 出水硬度 1 5ppm或压差达到 0 5bar时需要手动再生 再生过程的反应如下 R2Ca NaCl 2RNa CaCl2R2Mg NaCl 2RNa MgCl2特点 1 除去水中的硬度但碱度不变 即pH不变 2 经软化后的水中含盐量基本不变 水中溶解固形物也没大变化 常见故障及如何处理 反渗透单元 预处理单元由RO传输泵 5um过滤器 一级RO高压泵 一级反渗透 NaOH投加系统 二级RO高压泵 二级反渗透 反渗透产水箱组成 软水箱 5um过滤器 一级RO 二级RO RO水箱 氢氧化钠储罐 启动与停止 RO水箱 35m3 进水由液位指示器控制并产生报警 98 HH报警 95 H报警 90 时 泵停止 当软化水箱液位 50 时 RO传输泵依然不启动 一级RO高压泵和二级RO高压泵与RO传输泵连动 当RO传输泵启动后使进水压力达到3bar一级RO高压泵启动 0 5bar时L报警 当二级RO高压泵达到1 5bar时启动 NaOH加药单元动 由二级RO进水pH控制 5um过滤器 在高压下 原水通过保安过滤器时 5um的颗粒将被滤芯拦截下来 而 5um的颗粒则进入RO进行更深一步的过滤 反渗透 RO 原理 在有盐分的水中 原水 施以比自然渗透压力更大的压力 使渗透向相反的方向进行 把原水中的水分子压到膜的另一边 变成洁净的水 从而到达除去水中盐分的目的 淡水 浓溶液 淡水 浓溶液 淡水 浓溶液 渗透压 半透膜 半透膜 加压 a 正常渗透 b 渗透平衡 c 反渗透 RO膜的外型与结构 b 内部结构 a RO膜外型 反渗透膜日常运行示意图 多级处理 两级 反渗透系统是两个传统RO系统的组合工艺 第一级的产水作为第二级的进水 每一级既可以是单段式或也可以是多段式 一级的浓水排掉 二级的浓水回用 一般二级产水电导率 3us cm 这样大大减低连续去离子器的负荷 延长数值使用寿命 运行参数 进水压力 11bar 进水pH 二级RO要求7 8 5 进水温度 23 2 C出水电导率 一级 10us cm 二级 4us cm 清洗 压力升高10 产水水量下降15 应进行反渗透膜清洗操作 或者停机24h以上时 RO的清洗请参考右图 陶氏膜清洗适合我们现场吗 本系统使用的RO膜牌子是陶氏的 RO日常运行注意事项及异常故障处理 除盐与抛光单元 离子交换单元 抛光单元由混床加压泵 紫外线杀菌灯 再生混床 混床再生设备 纯水箱 纯水加压泵 紫外线杀菌灯 热交换器 抛光混床 0 1UM过滤器 紫外线杀菌灯 超滤加压泵 超滤系统组成 用水点 预中和水箱 UV 3100 UV 2100 再生单元 0 1um过滤器 抛光混床 热交换器 超纯水箱 超滤 初级混床 UV 1100 RO水箱 Pcw MAU 单元启动与停止 超纯水箱 15m3 进水由液位指示器控制并产生报警 98 HH报警 95 H报警 90 时 混床加压泵停止 而纯水加压泵则是根据生产需要 连续工作 因特殊原因超纯水水箱液位低于20 时 设备自动停机 而回水则进入RO水箱 超滤加压泵与纯水加压泵连动 进口压力 1bar 为UF供水 超滤加压泵的频率则由回水压力控制 4 0bar 运行参数 温度 22 3 电阻率 18 2M CM总有机碳 TOC 5ppb 供水压力 5bar0 1um以上的颗粒物 100pcs ml总硅 2ppb 阴 阳离子 50ppt 回水压力 4bar细菌数 10Cfu ml 紫外杀菌器 TOC UV UV 原理 uv灯管在工作时 会产生254nm波长的紫外线 可以破坏DNA 使细菌死亡 而TOC UV杀菌器主要是将水中的碳元素分解为酸和碱 避免水中滋生细菌 防止污染树脂 影响紫外线杀菌效果的因素 1 灯管的功率 2 水体在壳体内停留的时间 3 水受辐射的距离 1cm最佳 4 稳定的供电电压 再生混床 mixedbed 再生混床主要由 交换介质 树脂 管路 阀门 气动蝶阀 气动隔膜阀 电磁阀 控制单元 监控仪表 再生剂储存输送单元 氮气输送系统组成 混床 是将阴阳树脂按一定比例 一般2 1 装置填在同一交换器中 运行前将它他混合均匀 此时被处理水在通过混合离子交换床后 所产生的氢离子和氢氧根离子立即生成溶解度很低的水 很少形成阳离子或阴离子交换时的反离子产水原理 Ca2 SO42 Ca2 SO42 Mg2 CL Mg2 CL RH Na HCO3 RNa H HCO3 K HSi03 K HSi03 SO42 SO42 CL CL ROH H HCO3 RHCO3 H2OHSi03 HSi03 再生混床再生步骤讲解 1 反洗 目的通过反洗将树脂松动 有利再生 静置分层 经过反洗后树脂悬浮在罐体内 由于阴阳树脂密度不同 下降的速度不同需要静置分层 有利于再生剂酸碱的进入 进酸碱 同时从进酸 进碱口加入5 HCL 4 NaOH 排水从中排口排出 观察面管进 出口压力表基本保持一致 用PH试纸测试中排口排出液先呈酸性后呈碱性 表明酸 碱已同时通过阳阴树脂 再生操作30 45分钟 目的是让树脂先完全失效有利于下一步再生 如何进酸碱 酸和碱是是利用喷射器将酸碱计量箱抽为真空后 将低位酸碱吸入混床的酸由下进中出 而碱则是上进中出 流量分别为300L h 600L h 置换 酸 碱口同时进水 从中排口排出 目的将阴 阳树脂中的碱 酸置换出来 此操作步骤需要约40分钟 冲洗 上下冲洗口同时进水 从中排口排出 目的将阴 阳树脂中的碱 酸完全冲掉 此步骤大约需要5 10分钟完成排放 将罐体内水排至树脂层上200mm高氮气混合 从罐体底部通入经过净化的高纯度氮气5 10min 使之混合均匀 高纯度氮气压力0 1 0 15MPa 进水 将进水阀开启在较小开启度 慢慢进水 将罐内空气从排气阀排出 观察排气阀有水出 表示空气已完全排完 目的是将混床内部空气全部排出 正冲 将进水阀开大 水从树脂上部通过 将树脂压实 冲洗至要求电阻率即可投入精制状态运行 再生剂补充 当一个混床再生循环步骤结束后 及时地给再生剂储存单元补充NaOH HCL以备下次再生使用 再生混床再生步骤讲解 2 运行与再生注意事项 混床再生步骤进行到进酸碱步骤时 运行人员应到现场确认观察酸碱的进入情况 混床再生步骤进行到置换步骤时 运行人员应到现场确认观察酸碱的阀门是否关闭 观察树脂静止分层情况 如果树脂分层不好会直接影响混床再生效果 观察混床再生时个气动阀门动作情况 再生时观察混床管道有无漏水 漏液现象 如有及时进行维修 及时正确的记录混床产水电阻率 流量 准备充足的再生剂 以确保混床失效后可以及时得到再生 在混床产水电阻率低于14M 时