水处理基础知识1

水处理基础知识[1]PAGEPAGE3宁波禾元化学有限公司水处理基础知识培训教材1版SKCC-007-T-0101第1页共90页 水处理基础知识1供培训用许胜先孙可峰姜涛版次说明编制人审核人批准人批准日期编制部门公用工程发布日期实施日期本文件知识产权属宁波禾元化学有限公司所有，未经授权许可或批准，不得对公司以外任何组织或个人提供；任何外部组织或个人擅自获取、使用、转让文件的行为均属侵权。宁波禾元化学有限公司水处理基础知识培训教材1版SKCC-007-T-0101第3页共90页站设计规模14400m3/h,2﹟雨水提升泵站设计规模9000m3/h（其中雨水监控设施与2﹟雨水提升泵站合建）.2系统设计基础本系统为宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目的配套的公用工程项目，本系统为项目提供全厂生产、生活用水和消防用水，循环冷却水以及全厂污水处理，其设计基础主要依据如下：2.1浙江天圣控股集团有限公司《宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目可行性研究报告委托书》；2.2专利商提供相关技术资料；2.3宁波禾元化学有限公司提供的可行性研究报告基础资料及双方往来传真、会议纪要及电子邮件等。2.4《宁波禾元化学有限公司提供的与该项目有关的基础资料》。2.5国家、行业、地方有关的标准规范；2.6浙江天圣控股集团有限公司宁波禾元化学有限公司与中国石化洛阳石化工程公司签订的《设计合同》；2.7相关会议纪要；3系统设计原则3.1严格遵循国家、行业、地方的法律法规、标准规范和相关规定。3.2给排水及消防设计采用国内外先进可靠的工艺技术，在技术经济上达到世界先进、国内一流的水平。3.3满足安全、卫生、环保的要求，落实环境影响报告书及其批文对环保的要求；遵循项目业主的投资效益和当地的社会效益协调统一、经济效益和环境效益协调统一的原则。在做好主装置设计的同时，注重节能、环保、安全、消防、抗震、劳动安全及工业卫生的配套设计。“三废”排放必须符合国家有关标准的要求。3.4坚持工厂设计模式改革，优化工艺方案，合理设置操作岗位，尽量做到节约占地，节省工程投资、减少定员。3.5采用集中管理监视、分散控制的控制手段，提高自动化水平，降低劳动强度.3.6力求运行可靠，操作简单，维修方便。3.7优化用水工艺，一水多用、重复利用。如采用酸性水汽提净化水替代新鲜水，用作装置注水和洗涤水等。并采用污水回用技术，节约淡水资源，减少排污。3.8设备、材料选型可靠，降低能耗，降低生产成本，节省能源。3.9充分依托利用宁波化学工业区公用工程及辅助设施，以节省工程投资、提高经济效益。3.10“预防为主，防消结合”的消防工作方针，依托工业园区现有消防站宁波禾元化学有限公司水处理基础知识培训教材1版SKCC-007-T-0101第35页共90页二、除盐水、凝结水站1水站概述1.1简介除盐水、凝结水站为宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目配套的除盐水系统，由中国石化集团洛阳石油化工工程公司设计。站内包括除盐水站、凝结水站，给水（及消防）加压站。除盐水、凝结水站为DMTO等主装置、高温高压锅炉及化验室提供除盐水，给水（及消防）加压站为全厂提供生产生活用水及全厂的消防用水。1.2设计能力1.2.1除盐水站除盐水站设计能力为340m3/h,主要由预处理系统、反渗透装置及二级混床离子交换系统及配套的加药装置以及化学清洗装置组成;其中预处理系统有多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器组成。本站原水是宁波碧海公司供给的工业水，在原水进入预处理系统前管道中加入絮凝剂，在管道混合器中均匀混合后，水中的胶状物凝聚，降低了悬浮物含量，提高了过滤效果，减轻了反渗透膜污染。预处理出水在列管式换热器中与蒸汽换热后由反渗透高压泵进入反渗透膜除去大部分盐类。反渗透产水在脱碳塔中去除水中的二氧化碳后至中间水池，然后由中间水泵升压至二级混合离子交换器深度除盐后送达除盐水箱。除盐水站内预处理出水水质：SDI≤4，浊度≤1NTU,余氯＜0.1mg/L,Fe＜0.05mg/L;混床出水水质：pH7-8，Cond≤0.2μs/cm,SiO2≤0.02mg/L，铜≤5μg/L,Fe≤0.03mg/L。1.2.2凝结水站凝结水站的设计能力为400m3/h,来自主装置的高温凝液在换热器中与送往用户的二级除盐水换热后，进入凝液缓冲水箱，然后通过凝液提升泵经过除铁过滤器去除水中的水中悬浮物及氧化铁颗粒物质，然后再经过活性碳过滤器，混合离子交换器，到除盐水箱，凝结水站来水指标：总铁≤250mg/L，Cond≤10μs/cm，SiO2≤0.1mg/L，COD≤10mg/L，SS≤5mg/L；凝结水站产水指标：Cond≤0.2μs/cm,SiO2≤0.02mg/L，铜≤5μg/L,Fe≤0.03mg/L。1.2.3给水（及消防）加压站给水站内生产给水设计规模1850m3/h，正常用水量为1025m3/h，最大用量为1802m3/h，生产给水泵的能力为620m3/h（三用一备）生产水泵0515-P-04A～D基本参数：流量Q：620m3/h，扬程H：40m，电机功率：110KW。。消防供水系统采用独立的稳高压环状供水系统，系统压力为0.7～1.2Mpa，消防水设计规模450L/S，厂区最大一处消防火灾时用水量450L/S，消防系统保有水量12000m3，消防水泵设置为一台电动消防泵，两台柴油泵，两台稳压泵，在平时由消防稳压泵维持消防管网压力。本消防水给水泵由1台电动消防给水泵、2台柴油机消防给水泵、2台消防稳压泵组成，基本参数如下：序号位号名称型号单位数量10515-P-01电动消防泵Q=225L/S，H=120m，N=400KW台120515-P-02A/B柴油机消防泵Q=225L/S，H=120mN=450KW台230515-P-03A/B消防稳压泵Q=15L/S，H=80m，N=22KW台2生活用水有两台无负压增压泵（一用一备）供给。生活水泵0515-MP-01基本参数：流量Q：40m3/h，扬程H：40m，电机功率：7.5KW。2生产工艺原理2.1除盐水处理单元2.1.1多介质过滤器多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物，滤料高度为1200mm属于普通快滤设备。主要用于滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质，保证预处理出水浊度≤1NTU，保证RO系统进水的污染指数(SDI)≤4。含有悬浮物颗粒的水在管道混合器中与絮凝剂充分混合，使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜，随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高，直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动，从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。正常情况下，当进出口压差达到一定值时停止运行进行反冲洗，反洗后再通过正洗投入运行，反洗采用反渗透浓水，反洗时，在进水同时送入压缩空气，擦洗滤料，压缩空气强度为18～25升/秒·米保证了多介质过滤器的反洗质量，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并防止滤料板结，使其充分恢复截污能力。过滤器底部布水装置采用多孔板＋水帽，内装填料，使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂。石英砂滤层高度800mm，无烟煤滤层高400mm，这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力保证良好的过滤效果，且不会在反洗过程中出现乱层现象。本装置选用7台多介质过滤器（6用1备），单台正常出力80m3/h，平均运行流速7.0m/h。2.1.2活性碳过滤器活性炭可以吸附水中的有机物、余氯和少量油污，降低COD含量，去除水中的臭味、色度以及残留的浊度，防止余氯对复合膜的氧化。活性碳过滤器运行一段时间后活性炭表面被吸附质所占据，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了,这时将通过逆流反洗和气水擦洗的方式把吸附在活性炭表面的，反洗水也是采用反渗透浓水，本装置由5台活性炭过滤器（4用1备），单台正常出力120m3/h，平均运行流速12.0m/h。吸附的机理溶质从水中移向固体颗粒表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者相互作用的结果。引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大，则向表面运动的可能性越小。相反，溶质的憎水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或键力所引起。与此相对应，可将吸附分为三种基本类型：交换吸附、物理吸附、化学吸附。在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在，难于区分。影响吸附的因素影响吸附的因素是多方面的，吸附剂结构、吸附剂性质、吸附过程的操作条件等都影响吸附效果。.1吸附剂的性质由于吸附现象发生在吸附剂的表面上，所以吸附剂的比表面积越大，吸附能力就越强，吸附容量也就越大，因此比表面积是吸附作用的基础，在能满足吸附质分子扩散的条件下，吸附剂比表面积越大越好。例如，粉状活性炭比粒状活性炭性能好，主要原因就在于它的比表面积比粒状活性炭的大。吸附剂的种类不同，吸附效果就不同。一般来说，极性分子型吸附剂易吸附极性分子型吸附质，非极性分子型吸附剂易吸附非极性的吸附质。另外，吸附剂的颗粒大小、孔隙结构及表面化学性质对吸附也有很大影响。.2吸附质的性质某种吸附剂对不同的吸附质的吸附能力是不同的。吸附质在水中的溶解度对吸附有较大影响。一般吸附质的溶解度越低，越容易被吸附，而不易被解吸。通常有机物在水中的溶解度是随着链长的增长而减小的，而活性炭的吸附容量却随着有机物在水中溶解度的减少而增加，因此活性炭在原水中对有机物的吸附容量随着同系物分子量的增大而增加。如活性炭从水中吸附有机酸的吸附容量的次序是：甲酸<乙酸<丙酸<丁酸。吸附质分子大小和不饱和度对吸附也有影响。用活性炭处理原水时，对大分子有机化合物的吸附效果较小分子的有机化合物好。吸附质的浓度对吸附也有影响。当原水中吸附质的浓度很低时，随着浓度的增大，吸附量也增大，但浓度增大到一定程度后，再增加浓度，吸附量所有增加，但很慢，这说明吸附剂表面已大部分被吸附质所占据。当全部吸附剂表面被吸附质所占据时，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了。.3吸附操作条件的影响在原水处理中，进水水质和选用的吸附剂确定后，吸附效果主要取决于吸附过程的操作条件，如温度、吸附接触时间、原水的pH值等。原水处理的吸附过程主要是物理吸附，是放热反应，温度高则不利于吸附过程，而温度低则有利于吸附，所以往往是常温吸附、升温解吸。在吸附过程中，应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。吸附平衡所需的时间取决于吸附速率，吸附速率越高，达到吸附平衡所需的时间越短。在实际操作中要控制进水的流速不宜过大或过小。流速过大，不利于两相充分接触，流速过小，影响设备的生产能力。原水处理中，pH值对吸附的影响主要由于pH值对吸附质在水中的存在形式（分子、离子、络合物）有影响，进而影响吸附效果。吸附剂及其再生a．吸附剂从广义而言，一切固体物质的表面都有吸附作用，但实际上，只有多孔物质由于具有很大的比表面积，才能有明显的吸附能力，才作为吸附剂。原水处理过程中应用的吸附剂主要是活性炭。活性炭是一种非极性吸附剂，是由含碳为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前工业上大量采用的是粒状活性炭。活性炭主要成分除碳以外，还有少量的氧、氢、硫等元素，以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。b．吸附剂的再生吸附剂达到一定的吸附饱和度之后，必须进行再生，以达到重复使用的目的。所以再生是吸附的逆过程。目前，吸附剂的再生方法有热处理、化学氧化、溶剂法等。在水处理中，应用较多的是热处理法。热处理再生活性炭一般分三个步骤进行：干燥加热到100～150℃，将吸附在活性炭细孔中的水分（含水率将近40%～50%）蒸发出来，同时部分低沸点的有机物也随着挥发出来。(2)炭化水分蒸发后，继续加热到700℃，这时，低沸点有机物全部脱附。高沸点的有机物由于热分解，一部分成为低沸点的有机物被脱附，另一部分被炭化，残留在活性炭微孔中。（3）活化将炭化后留在活性炭微孔中的残留碳通入活化气体（如水蒸气、二氧化碳及氧）进行气化，达到重新造孔的目的。活化温度一般为700～1000℃。2.1.3自清洗过滤器系统在长期运行过滤过程中，有可能出现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并影响反渗透正常进行。活性碳过滤器出出水首先经过自清洗过滤器粗滤网滤掉较大颗粒的杂质，然后到达细滤网。在过滤过程中，细滤网逐渐累积水中的脏物、杂质，形成过滤杂质层，由于杂质层堆积在细滤网的内侧，因此在细滤网的内、外两侧就形成了一个压差。当过滤器的压差达到预设值时，将开始自动清洗过程，此间净水供应不断流，清洗阀打开，清洗室及吸污器内水压大幅度下降，通过滤筒与吸污管的压力差，吸污管与清洗室之间通过吸嘴产生一个吸力，形成一个吸污过程。同时，电力马达带动吸污管沿轴向做螺旋运动，吸污器轴向运动与旋转运动的结合将整个滤网内表面完全清洗干净。系统在长期运行过滤过程中，有可能出现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并影响后续工艺的正常进行。可保证整个工艺能连续正常运行，确保万无一失。2.1.4保安过滤器保安过滤器学名精密过滤器，因为精密过滤器一般放在其他过滤设备后面保障系统安全防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒及铁锈等进入反渗透系统是原水进入反渗透前去除颗粒的最后保障。反渗透膜的厚度约为10μm左右，如颗粒浓度过高，容易堵塞反渗透膜；如颗粒粒径过大，在颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成漏盐，同时划伤高压泵的叶轮。滤芯采用大流量折叠滤芯过滤精度为5μm。2.1.5除二氧化碳器（脱碳塔）CO2的存在会增加离子交换特别是阴离子交换的负担，缩短阴离子交换的再生周期，增加运行成本，影响产水水质。因此，利用脱碳器去除水中的游离CO2是十分必要的。采用大气式脱碳器，即来水从上部进入，经布水装置淋下，通过填料层后，从下部排入中间水池。用来除CO2的空气是由鼓风机从脱碳器底部送入，通过填料层后由顶部排出。在脱碳器中，由于填料的阻挡作用，从上面流下来的水被分散成许多小股水流、水滴或水膜，以增加空气与水的接触面积。由于空气中的CO2的的量很少，它的分压约为大气压的0.03%，所以当空气和水接触时，水中CO2便会析出被空气带走，排至大气。脱气后，出水的CO2含量可降低到5mg/L以下，脱气水流入塔底的储水池中，由泵提升进入至混床。2.1.6反渗透装置反渗透简介反渗透是二十世纪后期迅速发展起来的膜法水处理方式，它是苦咸水处理、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方法之一。它中心技术是反渗透膜，该膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力的作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的。早在1748年就法国人AbbleNellet就发现了渗透现象。1950美国人Hassler提出了利用与渗透相反的过程进行海水淡化的设想。但是，只有当1960年洛布(Loeb)与素里拉简(Sourirtajan)用醋酸纤维素作材料、研制成第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜以后，反渗透技术才从可能变为现实。1960年世界第一张不对称醋酸纤维膜的出现使反渗透膜应用于工业上制水成为可能。初期是板式膜、管式膜，在六十年代中、后期出现了卷式、中空纤维膜，七十年代初期又研制出海水淡化膜。在1972至1977的五年间，世界范围内的反渗透装置数量增加了15倍，制水容量增加了41倍，直至八十年代以后仍以14-30%的速度递增。反渗透除在苦咸水、海水淡化中使用外，还广泛应用于纯水制备、废水处理以及饮用水、饮料和化工产品的浓缩、回收工艺等多种领域。反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点：反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化，产水中的二氧化硅少，去除率可达99.5%，有机物、胶体等物质，去除率可达到95%；

依靠水的压力作为动力，其能耗在众多处理方法中最低；

化学药剂量少。无需酸、碱再生处理；

无化学废液及废酸、碱排放，无酸碱中和处理过程，无环境污染；

系统简单、操作方便，产水水质稳定；

适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、海水以至污水的处理，也适用于低含盐量的淡水处理。

设备占地面积少，需要的空间也小；

运行维护和设备维修工作量少。反渗透原理.1半透膜半透膜是广泛存在于自然界动植物体器官上的一种选择透过性膜。严格地说，是只能透过溶剂（通常指水）而不能透过溶质的膜。工业使用的半透膜多是高分子合成的聚合物产品。.2渗透、渗透压当把溶剂和溶液（或把两种不同浓度的溶液）分别置于此膜的两侧时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液（或从低浓度溶液向高浓度溶液）侧流动，这种现象叫渗透，如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐份，当用理想半透膜将他们分隔开时，纯水侧会自发地通过半透膜流入盐水侧，纯水侧的水流入盐水侧，盐水侧的液位上升，当上升到一定程度后，水通过膜的净流量等于零，此时该过程达到平衡，与该液位高度差对应的压力称为渗透压。一般来说，渗透压的大小取决也溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身无关。通常可用下式计算渗透压。△∏＝△CRT△∏

渗透压

R

气体常数△C

浓度差

T

温度.3反渗透系统流量和物料守衡在反渗透系统中，水体流量和水体中的各项物质的量总是保持不变的，它存在着两个平衡方程：原水原水Q1反渗透装置置产水Q2浓水Q3Q1=Q2+Q3

（1）

Q1×C1=Q2×C2+Q3×C3

（2）Q1——原水流量

Q2——产水流量

Q3——浓水流量C1——原水中物质浓度

C2——产水中物质浓度

C3——浓水中物质浓度从平衡方程（1）我们可以看出，在保持原水水量恒定的话，要提高产水，可以通过减少浓水来实现，反之亦然；同理，在流量不变的情况下，由平衡方程（2）可以看出，产水水质越好，浓水的水质就越差。.4反渗透膜膜的分离透过特性指标包括脱盐率、回收率、水流通量及流量衰减系数（或膜通量保留系数）脱盐率（SaltRejection）指给水中总溶解固体物（TDS）中未透过膜部分的百分数。脱盐率=（1-产品水总溶解固形物/给水总溶解固形物）X100%回收率（Recovery）指产水流量与给水流量之比，以百分数表示。回收率=（产品水流量/给水流量）X100%一般影响回收率的因素，主要有进水水质，浓水的渗透压、易结垢物质的浓度、污染膜物质等因素。

水通量（Flux）为单位面积膜的产水流量，与进水类型有关。膜的水通量和脱盐率是反渗透过程的关键的运行参数。这两个参数将受到以下因素的影响，主要有：压力给水压力升高，水通量增大，产品水含盐量（TDG）下降，脱盐率提高。温度在提高给水温度而其它运行参数不变时，产品水通量和盐透过量均增加。温度升高，水的粘度减小，一般产水量可增大2-3%；但同时温度升高，膜的盐透过率系数Ks变大，因而盐透过量有所增加。膜生产厂家提供的膜水通量参数,是在水温25℃条件下测定.而RO膜的水通量与进水水温关系极大,水温每下降1℃,水通量下降3%.回收率增大回收率，产品水通量下降，是因为浓水盐含量增大，导致渗透压升高，在给水压力不变的情况下，ΔP-Δπ变小，因而Qw减小。同时，与与浓水盐浓度升高，使ΔC增大，故盐透过量Qs增大，产品水含盐量升高。给水含盐量给水含盐量增加，产品水通量和脱盐率都下降。由于给水TDS增加，ΔC增加，故Qs增加，即盐透过量增加；而且，渗透压也增加，在给水压力不变的情况下，ΔP-Δπ变小，故Qw减小。溶解扩散理论在反渗透水处理中是把膜视作无孔的，按溶解扩散方程计算的。这一理论是将膜当作溶解扩散场，认为水分子、溶质都可溶于膜内，并在推动力下进行扩散，淡水分子和盐分的溶解和扩散速度不同，因而表现了不同的透过性。定量的描述反渗透过程中的产水量和盐透过量是剂压差（ΔP）和浓度差（ΔC）为扩散传质作为推动力。其扩散方程是：

QW=KW(ΔP-Δπ)A/τ式中：Qw-产水量，Kw-系数，ΔP-膜两侧的压差，Δπ-渗透压A-膜的面积，τ-膜的厚度Kw与膜的性质和水温有关，Kw越大，说明膜的渗水性能越好。.5反渗透装置反渗透系统主要配置有非氧化性杀菌剂装置、还原剂加药装置、阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、反渗透装置，配套清洗、冲洗装置。整个高压泵采用格兰富立式多级离心泵，过流件材质为316不锈钢，该泵为反渗透装置专用泵，具有绝缘等级高、运行效率高的特点。反渗透系统由四套反渗透装置组成，每套产水量为90～100m3/h，回收率为75%，脱盐率≥98%。反渗透主体设备采用美国DOW公司生产的BW30系列低压芳香聚酰胺复合膜，该膜由三层薄膜复合，表面层为芳香聚酰胺材质，厚度为200埃，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具有较好抵抗性，该组件具有较大的膜面积，较大的产水量，对NaCl、CaCl2、MgCl2、SiO2具有99%的脱除率。反渗透膜主机包括膜元件、以一定方式排列的元件压力外壳、给膜压力外壳供水的高压泵、仪表、管道、阀门和装置支架等。系统设计还应包括设置就地清洗系统，对膜进行化学清洗。如下清洗膜面的示意图：进水经过阀进入膜系统，首先流过保安滤器，然后进入高压泵，通过高压泵升压后，再进入膜组件的入口，产品水离开膜组件时，为防止产水背压造成膜元件的损坏，产水压力不应高于0.3bar。但是现实情况往往要求较高产水压力，例如需要将产水输送到后处理部分或不想再通过安装水泵向用水点供水等等，此时，必须增加高压泵出口压力以补充向后输送产水所需的压力，但需要注意高压泵出口压力不得高于膜元件最大允许进水压力，还应采取特别有效的措施在任何时刻（哪怕是瞬间）尤其是紧急停机时，产水压力超过进水压力的差值（产水背压）均不得大于0.3bar。浓水离开组件浓水端出口的压力几乎与进水压力相当，新系统从进水到浓水出口之间的压差通常在0.3～2bar之间，它取决于元件数量、进水流速和水温。浓水控制阀控制浓水流量和系统的回收率，系统回收率不得超过设计规定值。2.1.7加药与化学清洗装置絮凝剂加药装置为了保证预处理的效果，在多介质过滤器前投加絮凝剂，使水中悬浮物、胶体、有机物等颗粒形成絮凝体，在多介质过滤器上被截留去除。它的作用原理是通过吸附架桥作用使胶体形成大颗粒絮体，从而达到除胶的目的。建议加药量为10-20ppm，加药点设置在多介质过滤器进水母管，计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。杀菌剂加药装置本系统中设置一套氧化剂加药装置，通过投加一定量的氧化剂NaClO（次氯酸钠），通过NaClO这种强氧化剂的氧化、杀菌、消毒，尽可能控制生物及藻类的滋长处于低水平，同时打断有机物的长链，去除部分COD，在整个预处理阶段，游离余氯和化合氯维持一定水平，对提高和保证机械过滤器的处理效果，同时保证后级设备出水中有足够量的活性氯，减少反渗透系统被污染的可能性。为了达到以上目的，一般需加入3～5ppm的有效氯，计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。非氧化性杀菌剂非氧化性杀菌灭藻剂不是以氧化作用杀死微生物，而是以致毒作用于微生物的特殊部位，因而，它不受水中还原物质的影响。非氧化性杀菌灭藻剂通常是氯酚类、季铵盐类的非氧化性化合物。非氧化性杀菌灭藻剂的杀生作用有一定的持久性，对沉积物或黏泥有渗透、剥离作用，受硫化氢、氨等还原物质的影响较小，受水中PH值影响较小。但处理费用相对氧化性杀菌灭藻剂较高，容易引起环境污染，水中的微生物易产生抗药剂型。常见非氧化性杀菌剂有以下几种：JC-412十二烷基苄基季铵盐（1427）、JC-411十二烷基二甲基苄基氯化铵（1427）、JC-402高效杀菌剂（异塞脞磷酮）、双氯酚、二氧氰基甲烷等。还原剂加药还原剂NaHSO3(亚硫酸氢钠)的作用是还原前级处理工艺中存在的余氯。因为反渗透复合膜对余氯十分敏感，总累积承受力仅为1000ppm小时，所以，必须投加过量的NaHSO3，以防止氧化剂对膜产水通量造成的衰减，导致反渗透膜脱盐率的下降。计量泵与进水在线流量计信号联锁的控制方法达到自动调节加药量的目的。阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢现象。阻垢剂在防止难溶盐在反渗透膜上析出是非常有效的，它们通过延缓晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来，它们还有一些分散剂的作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒。这样阻止碳酸盐或硫酸盐在反渗透膜上的沉积，使得系统水的回收率和除盐率不会下降，同时延长反渗透膜的使用寿命。它主要功能概括：1)抑制析出作用；2)分散作用；3)晶格扭曲作用；4)络合作用。RO化学清洗装置（共用一套）本系统RO装置配备自动低压冲洗系统和一套化学清洗装置。由于原水中高价离子的含量比较高，因此当停机时，膜浓水侧的污染物会沉淀在RO膜表面，并且由于RO膜浓水侧的含盐量很高，RO膜会失去与之平衡的反渗透压，RO膜透过水侧的淡水会吸干而造成对膜的严重损害。因此，在高压泵停止运行的同时应开启冲洗装置，由进水置换RO膜内的药品及污物，从而保护膜，本操作过程由控制系统程序控制，自动执行。化学清洗装置用于RO膜的定期化学清洗，以延长RO膜的使用寿命（厂家维护）。它由化学清洗箱、清洗水泵和5μm保安过滤器组成，以达到最佳清洗效果。5μm过滤器可截留清洗液的杂质，防止对膜产生新的污染。（a）运行方式：当反渗透装置压差上升、产水量或脱盐率下降至一定数值时时，该套反渗透装置需进行化学清洗，程序如下：根据污染情况，配制清洗溶液；利用化学清洗泵将清洗溶液打入反渗透装置浸泡和循环清洗；循环清洗结束，进行正冲洗；正冲结束，反渗透膜性能恢复，又可投入运行。本系统共用一套化学清洗装置，当反渗透膜元件受到给水污染、系统性能指标下降到一定程度时可对反渗透装置进行化学清洗，以恢复其应有的优良脱盐、产水性能。2.1．8离子交换深度除盐系统为达到工艺用水要求反渗透产水后设置除二氧化碳器（脱碳塔）、两级混合离子交换器，这样可确保系统产水符合用户需求。两级离子交换深度脱盐系统包括除二氧化碳器（脱碳塔）、中间水箱、中间水泵、一级混床、二级混床及酸碱再生装置等设备组成。反渗透出水经2台除二氧化碳器（脱碳塔）至中间水池，之后经水泵提升进入一级混床，一级混床选用3台混离子交换器（2用1备），单台正常出力180m3/h，平均运行流速34m/h；二级混床选用3台混离子交换器（2用1备），单台正常出力180m3/h，平均运行流速40m/h。1台树脂清洗罐，定期将除盐系统树脂传送至树脂清洗罐进行清洗，清洗后将树脂再传送回树脂床内。预计每三个月进行一次清洗作业，清洗水经排水沟排入中和池。离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和原水中的离子进行交换反应而除去原水中有害离子的方法。离子交换过程是一种特殊的吸附过程，所以在许多方面与吸附相似。但与吸附比较，离子交换过程的特点在于：它主要吸附水中的离子化合物质，并进行等物质的量的离子交换。在水处理中，离子交换法主要去除原水中钠、钾、钙、镁、铁、锰、铜、铝等阳离子；碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯离子、硅酸等阴离子。离子交换交换法的优点是离子去除率高，设备较简单，操作易于控制 混合离子交换器(以下简称混床)是将阳、阴两种树脂(通常为强型树脂)按一定比例（体积比例一般为1：2）装入同一个交换器中，在两种树脂混合状态下，同时进行阳、阴离子交换。水通过混床，同时完成阳、阴离子交换，即：RH+ROH+NaClRNa+RCl+H2O消除了逆反应的影响，使交换进行得更为彻底。。在混床运行中，阳阴树脂均匀混合，树脂颗粒互相紧密排列，在具有一定床层高度的条件下，相当于很多级阳阴离子交换串联运行,阴阳离子交换是同时进行的，反应产物是基本不解离的水，因此有利于交换反应的平衡，不仅反应速度快，而且交换反应进行得比较彻底，故可在高流速条件下得到高品质的水。混合床的作用:除了原水水质中含盐量很低(小于200mg/L)及设备出力非常小的情况，很少用混床单独处理原水，因为这样做不经济(酸、碱耗高)。当原水含盐量达一定值，单用混床不能制出合格的除盐水。混床的作用主要有以下两点：①进一步提高出水水质。经一级除盐系统处理过的水，往往不能满足高压以上锅炉对补给水质的要求，所以将混床串联在一级除盐后，进一步提高出水水质。此时出水电导率可达0.1-0.2μs/cm，Si02含量小于20μg/L，pH值接近中性。②在一级除盐设备监督不及时的情况下，瞬间会造成水质恶化，影响锅炉给水水质。一级除盐后串接混床，作为一个再净化设备，可以保证除盐设备的出水水质一直稳定。混床中的树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗，再生、清洗后，再将两种树脂用压缩空气混合均匀，重新投入运行。

混床的再生方式可分为体内再生和体外再生两种，一般用于锅炉补给水处理的混床，都采用体内再生。体内再生混床内的主要装置有：上部进水装置、下部配水装置、中间排液装置、进酸/碱装置及压缩空气装置。本系统采用水力筛分法对阴阳树脂进行分层，这种方法就是借助反洗的水力将树脂悬浮起来，使树脂层达到一定的膨胀率，利用阴、阳树脂的湿真密度差，达到分层的目的。树脂的失效程度越大越容易分层。再生时，由混床上、下同时送入碱液和酸液，并接着进清洗水，使之分别经阴、阳树脂层后，由中排管同时排出。树脂经再生和清洗后，从底部通入净化的压缩空气进行搅拌混合。为了获得较好的混合效果，混合前把交换器中的水面下降到树脂层表面上100-150mm处。混合后的树脂层，还要用除盐水以10-20m/h的流速进行正洗，直至出水合格后，方可投入运行。出水品质好：正常运行的1级工业混床的出水电导率小于0.2μs/cm，SiO2小于20μg/L，Na＋小于10μg/L，pH值7左右；间断运行时影响出水品质小：间断供水时，水质恢复较快，节约水量；终点灵敏：由于在混床中任意一种离子交换树脂的交换容量“耗尽”开始泄露时，都将引起出水电导率的急剧上升，因此失效终点明显；再生或运行工况改变时，对出水水质无影响。离子交换剂的分类天然海绿砂无机质人造合成沸石碳质磺化煤强酸性磺酸基(-SO3H)阳离子型有机质弱酸性羧酸基（－COOH）强碱性Ⅰ型｛-N(-CH3)3｝OH离子交换树脂阴离子型Ⅱ型｛－N(CH3)2｝OH弱碱性（－(NH3)OH、（＝NH2）OH或（≡NH）OH其他－氧化还原型、有机物清除型等离子交换树脂是一类具有离子交换特性的有机高分子聚合电解质，是一种疏松的具有多孔结构的固体球形颗粒，粒径一般为0.3～1.2mm，不溶于水也不溶于电解质溶液，其结构可分为不溶性的树脂本体和具有活性交换基团（也叫活性基团）两部分。树脂本体为有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物。交联剂的作用是使树脂本体形成立体的网状结构。交换基团由起交换作用的离子和树脂本体联结的离子组成。如：磺酸型阳离子交换树脂R-SO3H中（R表示树脂本体），-SO3H是交换基团。离子交换树脂按离子交换的选择性，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂内的活性基团是酸性的，它能够与溶液中的阳离子进行交换。如R-SO3H，酸性基团上的H+可以电离，能与其它阳离子进行等物质的量的离子交换。阴离子交换树脂内的活性基团是碱性的，它能够与溶液中的阳离子进行交换。如R-NH2活性基团水合后形成含有可离解的OH-离子：R-NH2水合R-NH3+OH-OH-离子可以和其它阴离子进行等物质的量的离子交换。离子交换树脂按活性基团中酸碱的强弱可分为以下四类。（1）强酸性离子交换树脂活性基团一般为-SO3H，故又称为磺酸型阳离子交换树脂。（2）弱酸性离子交换树脂活性基团一般为-COOH，故又称为羧酸型阳离子交换树脂。（3）强碱性离子交换树脂活性基团一般为NOH-，故又称为季铵型离子交换树脂。（4）弱碱性离子交换树脂活性基团一般为-NH3OH、=NH2OH、≡NHOH（未水化时分解为-NH2、=NH、≡N）故分别又称为伯胺型、仲胺型和叔胺型离子交换树脂。阳离子交换树脂中的氢离子（H+）可用离子（Na+）代替，阴离子交换树脂中的氢氧根离子（OH-）可用氯离子（Cl-）代替。因此，阳离子交换树脂又有氢型、钠型之分，阴离子交换树脂又有氢氧型和氯型之分。根据离子交换树脂颗粒内部的结构特点，又分为凝胶型和大孔型两类。目前，使用的树脂多数为凝胶型离子交换树脂。b.离子交换树脂的性能指针离子交换树脂的性能对处理效率、再生周期及再生剂的耗量都有很大的影响，判断离子交换树脂性能的几个重要指针如下。1．离子交换容量交换容量是树脂交换能力大小的标度，可以用重量法和容量法两种方法表示。重量法是指单位质量（重量）的干树脂中离子交换基团的数量，用mmol/g或mol/kg来表示。容积法是指单位体积的湿树脂中离子交换基团的数量，用mmol/L或mol/m3来表示。由于树脂一般在湿态下使用，因此常用的是容积法。2．含水率由于离子交换树脂的亲水性，因此它总会有一定数量的水化水（或称化合水分），称为含水率。含水率通常以每克湿树脂（去除表面水分后）所含水分的百分数来表示（一般在5%左右），也可以折算成相当于每克干树脂的百分数表示。3．密度树脂的密度一般用含水状态下的湿视密度（堆积密度）和湿真密度来表示。湿视密度=湿树脂质量/湿树脂的堆积，各种商品树脂的湿视密度约为0.6～0.86g/ml。湿真密度=湿树脂质量/湿树脂本身体积），一般为1.04～1.3g/ml。通常阳离子交换树脂为1.3，阴离子交换树脂为1.01g/ml。树脂在使用过程中，因基团脱落，骨架中链的断裂，其密度略有减小。4．膨胀性当树脂由一种离子形态转变为另一种离子形态时所发生的体积变化称为溶涨性或膨胀。树脂溶胀程度用溶胀度来表示。如强酸型阳离子交换树脂由钠型转变成氢型时其体积溶胀度约为5%～7%。5．耐热性各种树脂所能承受的温度都有一个高限，超过这个高限，就会发生比较严重的热分解现象，影响交换容量和使用寿命。6．化学稳定性原水中的氧化剂如氧、氯等，由于其氧化作用能使树脂网状结构破坏，活性基团的数量和性质也会发生变化。c.离子交换的基本理论1.离子交换的过程离子交换过程可以看作是固相的离子交换树脂与液相（原水）中电解质之间的化学置换反应其反应都是可逆的。阳离子交换过程可表示为：R-A++B+=R-B++A+（A）阴离子交换过程可表示为：R+C-+D-=R+D-+C-（B）式中R——树脂本体；A、C——树脂上可被交换的离子；B、D——溶液中的交换离子。在反应式（A）中阳离子交换树脂原来被阳离子A+所饱和，当其与含有B+离子的溶液接触时，就发生溶液中B+对树脂上A+离子进行交换反应。但反应也可以反过来进行，变成溶液中A+离子对B+离子进行交换。反应式（B）为阴离子交换树脂的交换反应。离子交换过程通常分为五个阶段：交换离子从溶液中扩散到树脂颗粒表面；交换离子在树脂颗粒内部扩散；交换离子与结合在树脂活性基团上的交换离子反应；被交换下来的离子在树脂颗粒内部扩散；被交换下来的离子在溶液中扩散。实际上离子交换反应的速度是很快的，离子交换的总速度取决于扩散速度。当离子交换树脂的吸附达到规定的饱和度时，通入某种高浓度的电解质溶液，将被吸附的离子交换下来，使树脂得到再生。2.离子交换树脂的选择性由于离子交换树脂对水中各种离子吸附能力并不相同，对于其中一些离子很容易被吸附，而对另一些离子却很难吸附；被吸附的离子在树脂再生的时候，有的离子很容易被置换下来，而有的却很难被置换。离子交换树脂所具有的这种性能称为选择性能。常温下对原水的处理，各种树脂对各种离子的选择性可归纳出如下规律。（1）强酸性阳离子交换树脂的选择顺序为：Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>H+>Li+（2）弱酸性阳离子交换树脂的选择顺序为：H+>Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>Li+（3）强碱性阴离子交换树脂的选择顺序为：Gr2O72->SO42->Gr2O42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HsiO3-（4）弱碱性阴离子交换树脂的选择顺序为：OH->Gr2O72->SO42->Gr2O42->NO3->Cl->HCO3-a、软化与除碱含有硬度成分（Ca2+和Mg2+）的水常用Na和H离子交换器软化。如果原水中碱度不高，软化的目的只是为了降低Ca2+、Mg2+含量，则可以采用单级或二级Na离子交换系统。一级钠离子交换可将硬度降至0.5mmol/L，二级则可降至0.005mmol/L以下。当原水碱度比较高，必须在降低Ca2+、Mg2+的同时降低碱度。此时，多采用H-Na离子联合处理工艺。当对原水进行除盐处理时，则流程中既要有阳离子交换器，又要有阴离子交换器。以去除所有的阳离子和阴离子。原水依次经过一次阳离子交换器和一次阴离子交换器处理，称为一级除盐。通过一级除盐处理，出水电导率可达10μs/cmm以下，SiO2<0.1mg/L。当处理水质要求更高时，则需要二级复床处理。除盐系统都采用强碱型树脂。弱碱性树脂只能交换强酸阴离子，而不能交换弱酸阴离子（如硅酸根），也不能分解中性盐。但它对OH-的吸附能力很强。因此极易用碱再生，不论用强碱还是弱减作再生剂，都能获得满意的再生效果。因此含强酸阴离子较多的原水，采用弱碱性树脂去除强酸阴离子，再用强碱性树脂去除其它阴离子，不仅可以减轻强碱性树脂的负荷，而且还可以利用再生强碱性树脂的废碱来再生弱碱性树脂，既节省用碱量（25%～50%），又减少了废碱的排放量。再生系统有酸、碱贮槽，酸、碱计量箱，再生水泵，酸碱喷射混合器，热交换器及废水中和池所组成。再生剂贮槽容积各两台40m3，并配有卸料泵可进行药品之传送。再生用稀释水由脱盐水供水管线供应，在NaOH稀释水混合前设有1套热交换器以维持阴离子再生温度在30～40℃，提高再生效率。废水中和池有效容积按2次再生废水量以上考虑，中和池内设有空气搅拌混合管及酸碱投加管，使再生废水排放能维持在PH：6～9之间。再生废水经过PH调整后以泵提升至污水处理系统。2.1.9自动加氨装置在脱盐水管上投加氨溶液调整pH，以防止后续设备、管道内腐蚀、结垢。本加药装置全套组装在一个平台上，全套加药装置由减速机、搅拌机、搅拌槽、溶液贮液槽、进口液压型计量泵、Y型管式过滤器、控制阀门、管道系统、控制柜组成。将所需配置药液的浓度，根据溶解槽一次的容量及药剂含量计算出加药量，将一次的加药量加入搅拌槽内，注入脱盐水搅拌均匀后放入溶液箱，然后开启计量泵，调整至所需投药量，进行加药。2.2凝结水处理单元2.2.1除铁精密过滤器除铁精密过滤器，过滤器内装5μm滤芯截留水中悬浮物及氧化铁颗粒物质。精密过滤器滤芯选用大流量折叠滤芯，独特的结构，使滤芯在设备中安装紧凑，插入式安装，O形圈密封，而且流量大并能保证过滤精度。2.2.2活性碳过滤器凝结水站设置5台（4用1备）φ3400mm活性炭过滤器，去除凝结水中有机物。2.2.3混合离子交换器混合离子交换器3台（2用1备）深度去除水中铁离子和其它阴阳离子。处理后的除盐水电导率≤0.2μs/cm进入凝结水除盐水箱。3工艺流程描述3.1除盐水站原水在厂区的原水管网压力作用下由直管进入除盐水站原水罐（1200m3座X1），在原水罐液位不低于可抽水的最低液位情况下，原水经过原水泵（4台3用1备）升压由管道进入多介质过滤器（7台）除去水中大部分悬浮物、胶体和颗粒状机械杂质，出水进入活性碳过滤器（5台）除去水中的有机物、余氯和少量油污，出水经过自清洗过滤器（1台）在列管式换热器（1台）中与主装置来的凝液换热，换热后原水温度可以达到25-26℃，再通过保安过滤器（4台）后由反渗透高压泵（8台）加压进入反渗透膜（4套）除去大部分的盐分由除炭塔（2台）除去水中二氧化碳后进入到中间水池，再由中间水泵（3台）加压至一级混合离子交换床（3台）进一步除去水中的Na+、SiO2、OH-、Fe3+、SO42-、Cl-等离子，为保证高温高压锅炉水质一级混床出水进入二级离子交换床（3台）使出水水质达到Cond≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L后进入除盐水罐（1500m3/座x2座）然后由除盐水泵（4台）送达用户。3.2凝结水站来自主装置的高温凝液水质如下：总铁≤250mg/L，电导率≤10μs/cm，二氧化硅≤100μg/L，COD≤10mg/L，悬浮物≤5mg/L。为了防止回收的凝结水水量波动，先汇集到凝结水水箱（1200m3），经3台（2用1备）凝结水提升泵加压首先进入3台（2用1备）φ1500除铁精密过滤器，过滤器内装5μm滤芯截留水中悬浮物及氧化铁颗粒物质，在经过5台活性炭过滤器去除水中的有机物，活性炭出水进入混合离子交换床除掉剩余盐分进入除盐水箱。4装置主要设备简介除盐水、凝结水站序号设备名称规格单位数量备注1原水罐碳钢1200m3座12原水泵Q=180m3/h，H=50m，N=45kW台43次氯酸钠杀菌剂50L/h台24加药箱PEφ1060X1380,1m3台25絮凝剂隔膜泵50L/h台26絮凝剂加药箱PEφ1060X1380,1m3台27多介质过滤器Q235-Bφ3824X5050mm台78活性碳过滤器Q235-Bφ3624X6200mm台59自清洗过滤器304不锈钢φ800X2900mm台110换热器SS304φ700X3878mm，卧式台111阻垢剂隔膜泵9L/h台412还原剂隔膜泵50L/h台213非氧化性杀菌剂加药箱台14还原剂加药箱PEφ1060X1380,1m3台215阻垢剂加药箱PEφ1060X1380,1m3台216非氧化性杀菌剂台17保安过滤器304不锈钢φ1000mm台418反渗透高压泵Q=60m3/h，H=155m，N=45kW台819反渗透膜元件卷式BW30-365TFC套420除碳风机Q=5000Nm3/h，N=5.5KW台221除二氧化碳器Q235-Bφ2200mm，H5725mm台222中间水池300m3钢砼结构座123中间水泵Q=200m3/h，H=41m，N=37kW台224一级混床Q235-Bφ2624X5400mm台325二级混床Q235-Bφ2424X5300mm台326凝结水罐环氧沥青漆防腐1200m3座127凝液提升泵Q=250m3/h，H=50m，N=75kW台328除铁精密过器304不锈钢φ1500mm台129活性碳过滤器Q235-Bφ3424X6000mm台330混床Q235-Bφ2524X5400mm台331除盐水罐V=1500m3座232除盐水泵Q=200m3/h，H=120mN=110kW台433换热器套134加氨隔膜泵94L/h台235自动加氨装置溶解槽316L，V=0.6m3，不锈钢台136溶液箱316L，V=1.4m3，不锈钢137过滤器反洗水泵Q=380m3/h，H=30m，N=55KW台238混床反洗水泵Q=55m3/h，H=40m，N=15KW台239混床再生水泵Q=40m3/h，H=40m，N=11KW台340卸料泵Q=12.5m3/h，H=25m，N=4.0KW台241废水泵Q=100m3/h，H=25m，N=15kW台242酸储罐Q235-Bφ2500X6500mm，40m3台243碱储罐Q235-Bφ2500X6500mm，40m3台244酸计量箱Q235-Bφ1400H1500,2.0m3台145碱计量箱Q235-Bφ1400H1500,2.0m3台146再生列管换热器卧式不锈钢50m3/h台147喷射器UPVCDN80台248反渗透清洗水箱碳钢衬胶，10m3,φ2250mm台449RO清洗水泵Q=100m3/h,H=30mN=18.5KW台150化学清洗过滤器不锈钢φ1000mm台151浓水箱200m3座152浓水泵Q=50m3/h，H=50m，N=15kW台253树脂捕捉器钢衬胶DN500X1000内部不锈钢丝网缝隙度0.25mm只954树脂清洗罐Q235-Bφ2524mm台1给水（及消防）加压站序号设备位号设备名称规格单位数量10515-P-01电动消防给水泵Q=225L/S，H=120m，N=400KW台120515-P-02A/B柴油机消防给水泵Q=225L/S，H=120m，N=450KW台230515-P-03A/B消防稳压泵Q=15L/S，H=80m，N=22KW台2附:反渗透膜污染特征及清洗注意事项：（1）反渗透膜污染特征反渗透膜经长期使用，在膜上会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，而造成膜污染，各种不同的膜污染引起的性能变化不同，一般现象列于下表：污染物类型RO系统性能变化盐透过率Sp压△p产水量Vp1金属氧化物（Fe、Mn）迅速增加＞2（2）迅速增加＞2X（1）迅速降低（1）20%-30%）2.钙镁沉淀（CaC03、CaSO4）明显增加10%-20%缓慢增加≥2X（2）略有降低10%3.胶体无或缓慢增≥2X（2）缓慢增加≥2X（2）缓慢减少降≥40（2）4.混合胶体（有机物、硅酸铝）迅速增加≥2-4X（1）缓慢降低下降≥40%（2）5.细菌无或稍微增加增加≥2X下降≥30-50%6.阳离子性聚合物无无或微增加当反渗透装置随着运行时间的延长，在膜面上会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机胶体、水垢等物质，性能会有下降，当性能下降到一定值时即：1)水量比初始或上一次清洗后降低≥10～20%;2)产水脱盐率下降≥10%;3)装置压力差增加≥15%RO系统出现上述任何一种情况，RO系统就要清洗。（a）表示发生在1-2天之内 X─初投运或上一次清洗后的值（b）表示发生在2-3周以上 △p─为反渗透装置进出口压差(2)清洗注意事项清洗操作时要有安全防护措施，如穿戴带防护镜、手套、鞋和衣等。用到酸液清洗时要考虑到通风。固体清洗剂必须充分溶解后，再加其他化学试剂，进行充分混合（用清洗泵自行循环搅拌）后才能进入反渗透装置。清洗剂用量为50升/只元件，清洗液流量为6.8-9m3/h左右，清洗压力为0.14-0.42Mpa，清洗时间为2小时。防止清洗过程中清洗液温度超过极限温度30℃，条件许可时，一般选室温10℃左右进行清洗为宜。清洗过程中应观察清洗水箱液位、清洗液的pH值和颜色变化，必要时应补充清洗液或更换新配清洗液。清洗结束后，可取残液进行分析，确定主要污染物种类，为日后清洗提供依据。清洗液循环结束后应立即用符合RO进水要求的预处理水进行低压冲洗操作，将清洗液从反渗透装置内置换干净。凝结水站示意图：凝结水凝结水除盐水、凝结水换热器除盐水、凝结水换热器凝结水箱凝结水箱凝结水提升泵凝结水提升泵反洗水池反洗水池活性碳过滤器活性碳过滤器酸、碱再生系统混合离子交换床酸、碱再生系统混合离子交换床除盐水箱除盐水箱全自动加氨装置全自动加氨装置用户用户除盐水站示意图：原水箱原水箱絮凝剂加药絮凝剂加药反洗水反洗水多介质过滤器多介质过滤器活性碳过滤器活性碳过滤器清净废水系统清净废水系统自清洗过滤器自清洗过滤器换热器换热器加药装置加药装置反渗透浓水（反洗水池反渗透浓水（反洗水池）反渗透装置反渗透装置化学清洗装置化学清洗装置除炭塔除炭塔中间水池中间水池酸碱再生系统再生废水酸碱再生系统再生废水一级混床一级混床二级混床二级混床中和水池中和水池除盐水箱除盐水箱用户用户附：宁波碧海供水有限公司从2009年1月到2010年8月期间水质分析项目平均值附：宁波碧海供水有限公司工业水质控制指标分析项目总碱mg/L总硬度mg/L氯离子mg/L悬浮物mg/LpH氨氮mg/L平均值62.62138.6789.899.467.170.54控制项目指标值测定方法方法来源pH6.5～8.5玻璃电极法GB/T6920SSmg/L≤30重量法GB/T11901浊度（NTU）≤5比浊法GB/T13200铁mg/L≤0.4火焰原子吸收分光光度法GB/T11911锰mg/L≤0.3火焰原子吸收分光光度法GB/T11911色度倍≤15目测稀释倍数比色法GB/T11903-1989氯离子mg/L≤250硝酸银滴定法GB/T11896总硬度（以GaCO3计）mg/L≤450乙二胺四乙酸二钠滴定法GB/T7477-87总碱度（以GaCO3计）mg/L≤350容量法GB/T6276.1-865装置主要控制回路简介1.除盐水站系统检测和控制系统检测仪表1）就地显示仪表：换热器：进、出水母管压力指示；出水温度指示；加热蒸气压力指示；多介质过滤器、活性炭过滤器：各台过滤器进、出口压力指示。流量指示保安过滤器：各过滤器进、出口压力指示。高压泵：高压泵前、后压力指示。各加药箱：药箱水位指示。清洗水箱：水箱水位指示、温度指示。一级混床：各床进、出口压力指示；进水流量指示。二级混床：各床进、出口压力指示；进水流量指示。再生系统：各储槽、计量箱液位指示；再生水泵出口压力指示，再生流量指示。其它水泵：各泵出口压力指示2）可监视的参数和报警信号①多介质过滤器、活性炭过滤器：进水流量（模拟量，低值报警）；进水母管压力（模拟量，低值报警）；②自清式过滤器：进、出水压差（模拟量，高值报警）③换热器：温度（模拟量，高低值报警）④保安过滤器：进口总管压力（模拟值，低值报警）；进口母管余氯值或氧化还原值（模拟值，异常报警）；出水管压力（模拟值，低值报警）⑤高压泵：高压泵前、后压力（数字值，低、高值报警）⑥反渗透膜组件：膜组件前压力（模拟量，高低值报警）；产水流量（模拟量）；浓水流量（模拟量）；产水与浓水差压（数字量，高值报警）；产水电导率（模拟量，高值报警）。⑦各水箱：水箱水位。⑨一级混床：进水流量（模拟值，高值报警）；产水电导（模拟值，高值报警）；出水二氧化硅值（模拟值，高值报警）⑩二级混床：进水流量（模拟值，高值报警）；出水电导（模拟值，高值报警）；出水二氧化硅值（模拟值，高值报警）阀门开关状态；气动调节控制电源故障；控制系统故障。（2）控制功能及要求①控制系统应对整个工艺系统进行集中监视和自动程序控制并可实现远方手操（远控）和就地手动控制。②控制系统采用DCS进行顺序控制，程序逻辑设计符合工艺系统的控制要求。③监视控制系统具有数据采集、CRT画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等功等。④除了在控制室远控外，对于电动阀门、气动阀门，泵等转动机械能就地进行控制。⑤对换热器出口温度实现自动连续调节。⑥过滤器程序控制包括投运、停止、反洗及自动加药。过滤器失效停运可根据各过滤器的运行累积流量确定，当运行过滤器失效时，能自动反洗、正洗等，能将备用过滤器自动投入运行。⑦反渗透装置的程序控制包括膜组件的投运、停机、低压冲洗及自动连锁加药。⑧离子交换器程序控制包括投运、停止、反洗及自动再生。树脂失效停运再生，可根据各混床的运行累积流量或电导确定，当运行交换器失效，能自动反洗分层，再生、置换，备用床能自动投入运行。2.凝结水站系统检测和控制系统检测仪表1）就地显示仪表①冷凝器：进、出水母管压力指示；出水温度指示；冷却水压力指示；②精密过滤器：各台过滤器进、出口压力指示、流量指示③活性碳过滤器：各台过滤器进、出口压力指示、流量指示④混合离子交换器：各台混床进、出口压力指示、流量指示⑤水泵：各水泵出口压力2）可监视的参数和报警信号①冷凝器：温度（模拟量，高低值报警）②精密过滤器：进水流量（模拟量，低值报警）；进出压差（模拟值，高值报警）；进水母管压力（模拟量，低值报警）；③活性碳过滤器：进水流量（模拟量，低值报警）；④混床：进水流量（模拟值，高值报警）；出水电导（模拟值，高值报警）；出水二氧化硅值（模拟值，高值报警）⑤阀门开关状态；气动调节⑥控制电源故障；控制系统故障。（2）控制功能及要求凝结水站主要系统采用DCS系统来完成各种数据采集、过程监控、报警、记录、打印、流程图画显示及系统自诊断等功能，控制系统具有自动控制、手动控制、就地手动控制三种方式。3.给水（及消防）加压系统检测和控制系统（1）生活水自来水进入调节罐，罐内的空气从真空消除器内排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当用水量较小时由自来水管网（0.2MPa）直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器给出起泵信号起动水泵运行，即泵出口压力低于0.35MPa时，无负压泵软启动，由控制变频器调节电机频率运行，维持管网压力0.42MPa（2min之内），2min后无负压泵停止；若管网压力持续下降，且单台无负压泵工频（满负荷）运行时都不能满足用水要求时备台启动，维持管网压力。提供全厂生活用水和洗眼器用水。（2）生产水厂区正常生产水由四台水泵正常供应，生产水泵三用一备。提供循环水场补水及其他装置生产用水。（3）消防水1.正常情况下，消防稳压泵保持消防冷却水管网压力为0.8Mpa。如果管网压力低于0.7Mpa，消防稳压泵自开直到消防管网的压力达到0.8Mpa；如果管网压力高于或等于0.8Mpa时，消防稳压泵自停。2.在消防冷却水管网的起始端(消防泵房附近)和远端(储罐区附近)分别设置压力传感器，当任一处的压降信号判断管网压力降为0.65Mpa时，电动消防泵自动启动，同时报警至消防控制室、消防泵站值班室，主用泵的另一台（柴油机泵）依靠人工启动。如果主用泵任一台自动启动失败，备用泵能够自动切换、自动启动，其自动启动压力值跟主用泵相同。（包括电动消防泵启动失败时，柴油机泵自动启动）3.消防及安全水储罐(0515-TK-01A/B)设液位测量，并传至控制室；液位与补水阀（阀1/阀2）及生产给水泵（0515-P-04A-D）连锁，高液位（19.00m）自动停补水阀；当液位降低至(18.50m)时自动开补水阀；当液位降低至安全低液位(9.40m)自动停生产给水泵（0515-P-04A-D）；当液位降至最低液位（1.20m）时报警6装置主要三废排放装置主要三废为混合离子交换床再生后的酸碱废水，以及RO化学清洗废水，集中收集在中和水池；正常情况下再生废水的pH值接近中性，可以直接由泵提升到污水处理场处理，其他情况下中和水池内的水经过加碱或酸调节pH值达到中性或接近中性后由泵提升打到污水处理场，在污水处理工段集中处理，多介质过滤器和活性碳过滤器及自清洗过滤器的反洗水打到清洁雨水系统处理。宁波禾元化学有限公司水处理基础知识培训教材1版SKCC-007-T-0101第90页共90页三、循环水场1循环水场概述1.1简介及水处理基本知识循环水场是宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目配套公用工程项目，由中国石化集团洛阳石油化工工程公司设计，负责禾元项目全部循环冷却水的处理和供给。1.1.1水中杂质天然水中杂质，按其粒径大小可分为悬浮物、胶体和溶解性物质三类。粒径大于100nm的为悬浮体；1～100nm的为胶体；小于1nm的为溶解介质，包括离子和溶解气体。悬浮物：颗粒直径较大，悬浮于水中，极不稳定，在静置或流速小时，比重小的可悬浮于水面，比重大的沉于水底。胶体：胶体物质是许多分子和离子的集合体。这些微粒，由于其表面积很大，显示出极强的吸附性。其表面因吸附有多量的离子而带电，结果使同类胶体因相互排斥而稳定在微小的胶体颗粒状态，不能靠自重而自行下沉。在循环冷却水系统中，原来水中并不下沉的胶体在水循环过程中，经加热和浓缩，会互相凝聚而沉降析出，这往往是系统中污泥的主要来源之一。溶解气体：水中溶解气体主要有氮、氧、二氧化碳、氨、二氧化硫和硫化氢，除氮外，其余均对冷却水的性质有较大影响。(1)氧氧是引起碳钢在水中腐蚀的主要物质，溶解氧不仅可引起均匀腐蚀，而且由于氧的浓度差还将导致局部腐蚀。水中溶解氧也可用来防腐，例如不锈钢类金属，在溶解氧充足时，将有利于形成完整的钝化膜，而增加金属的抗蚀性。在敞开式循环冷却水中，由于靠水气充分接触而冷却循环水，氧的供应非常充分，因而氧的腐蚀也严重。(2)氨氨是可以和水相互作用的气体，反应产物氢氧化氨是一种弱碱，由于氨在水中的含量一般很少，对水质影响不大。少量的氨在水中能引起铜和铜合金的应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜中的铜或亚铜离子形成稳定的络合物。(3)二氧化硫和硫化氢它们在水中使碳钢发生腐蚀，其原因是：使水的pH值降低。H2S良好的沉淀剂，可以和许多二价金属离子生成硫化物沉淀，使一些缓蚀剂失效，如锌。（4）水中离子水中主要离子有K+、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Zn2＋、SO42－、Cl－、CO32－、OH－、HCO32－等。1)钾和钠钾、钠离子是水中最多的阳离子，常见的钾、钠盐类在水中溶解度都很大，不会形成沉淀物。但用一般方法也很难去除水中的钾、钠离子．其对金属的影响主要是腐蚀。在工业水的软化处理中，由于除去了成垢的钙、镁离子，致使水中主要含钾、钠盐，导致腐蚀明显比软化前加大。2)铁水中三价铁通常是氢氧化物或铁的氯化物的水合物，呈胶体态而悬浮于水中，通常称为胶态铁。水中游离铁主要是亚铁离子。总铁是胶态铁和亚铁的总称。由于胶态铁能稳定地悬浮于水中，当循环水通过热交换器时，在受热面胶体互相凝集沉淀。沉淀的三氯化二铁由于它的不连续性和不致密性而对金属没有保护作用。而且由于其具有磁性，粘着力强和比重大，清除也较困难。亚铁离子是铁细菌的营养源，而且可以和冷却水的磷酸根相互作用，生成粘着力很强的磷酸亚铁污垢。它还加快碳酸钙垢的生长速度。因此，冷却水中要控制总铁含量在0.2～0.5mg/l。3)氯氯离子是水中常见离子，由于目前冷却水的杀菌处理普便采用氯气作为杀生剂，所以冷却水中氯离子含量将大于淡水中的含量.它在水中对不锈钢设备起点蚀作用。4)硫酸根和磷酸根它们在冷却水中的危害性一般不大，如含量过高会形成磷酸钙和硫酸钙垢，也很难清除。1.2水中溶解物质的化学指标1.2.1氢离子浓度和pH值水的电离反应式：H2O=H++OH-水在任何时候都保持着电离平衡，H+和OH-离子的浓度积都是常数，称之为离子积常数，用Kw表示。在室温下：Kw=［H+］×［OH-］=10-14由于水电离时［H+］和［OH-］浓度相等。所以，［H+］=［OH-］＝10-7克离子／升．为了计算方便，将［H+］以负对数表示．称之为PH值，即：pH=-log［H+］在中性溶液中；pH=－log（10-7）=7在碱性溶液中，pH＞7在酸性溶液中，pH＜71.2.2酸度和碱度酸度是指水中能与强碱发生中和反应的物质总量。在中和前溶液中已电离生成H+的数量称为离子酸度，它与PH值相对应。强酸能在溶液中全部电离。所以它构成的酸度都是离子酸度。弱酸的分子在水溶液中只部分电离，大部分在中和前是分子态，这些分子在中和进行过程中才陆续电离参与反应。这部分在中和前并未电离而只在反应中才电离的H+的离子数量称为分子酸度。离子酸度和分子酸度之和为酸度。碱度水中能和强酸发生中和反应的全部物质含量称为碱度。在水中碱度可有五种不同组合类型。（l单独的OH-碱度；（2OH-＋C032-碱度；（3单独的C032-碱度；（4C032-+HC03-碱度；（5单独的HC03-碱度。1.2.3硬度硬度的最初含义是指水本身消耗肥皂的一种特性，由于一般水中Ca、Mg离子远大于Fe、Al、Mn，故把水中钙、镁离子总浓度称为硬度。考虑到水中阴离子的组成，又可把硬度区分为碳酸盐和非碳酸盐硬度。非碳酸盐硬度又称永久硬度，碳酸盐硬度称为暂时硬度。硬度的表示方法常用当量浓度，也用以CaCO3、CaO计的重量浓度表示。1.3设计能力循环水场是禾元化学甲醇制烯烃项目配套建设的公用工程装置。循环水场主要供给全厂装置循环冷却用水，统计水量为65960m3/h，设计规模为68000m3/h，循环冷却水中Cl-≤600mg/L，循环冷却水给水温度≤33℃，循环冷却水回水温度≤43℃，碳钢腐蚀速率＜0.1mm/a，污垢系数为1.72～3.44×10-4m2K/W，供水压力≤0.45MPa，回水压力≤0.25MPa。实际用水水量表如表1-1所示表1-1序号工艺装置循环水正常量最大量130万吨聚丙烯装置650090002DMTO1826028426350万吨乙二醇19346205004凝结水站05005动力站2042046空压站2203807空分站480068008储运100100合计49430659601.4技术方案本厂循环水装置为敞开式循环冷却水系统，采取逆流通风机械冷却塔，空气与水直接接触换热，这种冷却方式换热温差大、占地面积小，投资省，建设周期短，保证率高，适合于大型化工联合企业的生产特点。尤其是这种循环水系统允许