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1、 100t/h 反渗透设备安装调试手册 一、反渗透设备运行原理 膜的两侧是两种不同浓度的液体，自然状态下，水作为溶剂会从浓度低的一方通过膜而到达浓度高的一方，原因在于膜的两侧存在浓度差。利用膜法过滤水中的杂质，在含杂质的水的一方（浓度高的溶液一方）对溶液施加一定的压力，水经过膜到达浓度低的一侧，水质得到净化。反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定
2、于反渗透半透膜的选择性。反渗透优点:*连续运行，产品水水质稳定*无须用酸碱再生，不会因再生而停机*节省了反冲和清洗用水*以高产率产生超纯水（产率可以高达 95%）*无再生污水，不须污水处理设施*无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施*减小车间建筑面积*使用安全可靠，避免工人接触酸碱*减低运行及维修成本*安装简单、安装费用低廉 二、反渗透设备的运行参数 当原水的水质为地表水时，以一般的化水处理工艺为例。位于主管上的设备一般为一用一备式，这样既保证系统长期有效运行，又为设备维修提供便利。多见于预处理段如：请水泵，多介质过滤器。反渗透设备中的保安过滤器过滤精度一般选用 5m 或者 10m 两种。一般对应 1
3、00t/h 的系统出力，选用两台 5m 的保安过滤器，型号为 800 的，其滤芯装填数量约为 90 支/台。当保安过滤器的压差达到 0.1MPa 左右的时候，说明保安过滤器的滤芯的纳污能力已经接近饱和，需要更换。高压泵选型由反渗透产水量和管道流速决定。反渗透的低压管道的流速一般1.5-2m/s，而高压管道的流速一般为 3m/s。为进水流量的实际要求为100/75%=134t/h 左右，我们选用出力为 150t/h 的高压泵，留有一定的余量，一般选用高压泵不宜将高压泵得满载工况对应于系统的处理要求，设置高压泵时留有一定得余量是保护高压泵良好运行得保证。同时也能够适应系统运行中出现的波动。高压泵前
4、后设置高低压保护开关，在反渗透和高压泵之间设置电动满开门。这样的设置在启动高压泵的时候起到了保护高压泵和反渗透系统的作用。反渗透的进水温度一般须控制在 20左右（对于卷式膜来说 45是其温度上限），如果达不到这个温度需要在工序前端加装换热器。反渗透对进水水质的要求一般为进水浊度1NTU,进水的 SDI 值不大于 5。一级两段式工艺为反渗透的传统工艺，其回收率一般可达到 75%80%，如果需要更高的回收率时则需要反渗透的级数更多。而系统脱盐率一般可以达到97%以上，单只膜的脱盐率一般可以高达 99.5%以上。系统的进水压力一般在10bar 左右，单只膜的最大容许压差为 10psi，如果压差增大，
5、则说明系统内膜原件可能被污染。当系统正常运行时，产品水的通量一般为 8-14gfd，产水量下降可能表明膜原件发生污堵。反渗透主体设备中的压力容器为玻璃钢材质，这样可以避免在外部环境温度的变化而导致的压力膜壳的伸缩而带来的泄漏。单套的反渗透系统中所需要的膜原件数量要根据对应膜原件的设计软件来确定，在此之前需要明确的是原水的水质以及系统的出力，还有就是设备的具体流程。现在一般的八英寸的压力容器可以填装六只膜原件。设计对应100 吨出力的系统在采用传统的一级两段式排列之后对应的压力容器的排列大致上为 12：6（级段式中压力容器排列的具体比值需要通过设计软件得到），即一段为 12 支压力容器，二段为
6、6 支压力容器。对应原水水质为地下水，选用陶氏的BW30-400型膜原件。共用反渗透膜原件 108 支，每只膜的有效膜面积为 35m2 左右，单只 膜原件的出力约为 0.9 吨/支小时。可以按此值大概估算对应产水量所需要的膜原件数量。每套 RO 系对应的基本的阀门有:RO 进水电动慢开门，产水送出电动门，产水排水电动门，浓水排水电动门，产水逆止阀，浓水调节阀，清洗进、回水阀，清洗水箱进水阀。一般单套系统对应的表记有:产水、浓水流量表，进水产水电导表，RO 本体压力表。其中流量表和电导率一般采用 signet 的 8550+探头(液晶数显)，便于控制。气动阀门的工作压力为 0.5MPa 左右。管
7、道设计中涉及到高压管道和低压管道之分，低压管道的设计流速一般为1.5m/s，且水压一般不高于 10kg 压力。而高压管道的流速一般不低于 2.5m/s。根据反渗透计算书中得出的数值，当系统运行中当设计的系统倾向于结垢时（即 LSI0,或者饱和指数1 时），表明系统运行时需要投加一定的药剂才能保证系统得稳定运行。在反渗透阶段一般投加的药剂为阻垢剂，阻垢剂的投加量可以根据水质的特点而具体算出，一般复合性质的阻垢剂的投加量为 2-3mg/l 左右，此加药剂量不适用于浓缩液型的药剂。系统冲洗的进水量一般为正常运行时的 2 倍左右，系统反洗时的水量需求一般为正常时产水量的 4 倍左右。当用户对反渗透出水
8、水质中 CO2 的含量有特殊要求时，在中间水箱上方优先考虑加装除碳器，便于产水中 CO2 的吹脱。判断根据反渗透设计计算书得出的产水水质为标准，一般的产水中的 CO2 的含量不能大于 5PPm。其选型根据RO 的产水量来决定。三、设备安装须知 1)反渗透设备主体的安装 保安过滤器的安装要注意滤芯的装填尽量保持竖直，卡板在安装的时候以对角式安装为好，这样可尽可能的避免所安装滤芯发生泄漏。将滤芯卡在中间且与外部环境相对隔开，最大限度地发挥滤芯过滤的作用。反渗透主体的安装主要就是膜原件的安装以及管道连接。为了使膜原件和膜壳之间连接的精密，在装填膜原件时须在有密封圈的一端涂些许凡士林或者起润滑作用的材
9、料。这样便于膜原件的整体装入，也有效的起到了密封的作用。传统 的膜与膜之间的连接需要加装连接件，注意在连接处不要涂抹太多凡士林，涂抹太多将可能引起系统运行后的膜原件污染。在膜的安装的过程中，为了防止由于压力容器的内部不平整而导致的泄漏的发生，在安装的过程中要注意检查容器内部，并用细砂纸打磨光滑，再装入膜原件的过程中，适度的旋转装入，这样有利于膜原件和压力容器的有效密封连接。2)泵的安装 泵安装前要先仔细检查流道内有没有硬性的杂质，以免运行时损坏叶轮和泵体。安装时注意不要把管路加装在泵上，这样可以避免泵的变形。装泵时首先要校平泵的基座，然后拧紧泵的基座螺栓，以免震动对泵运行产生不良影响。在泵的进
10、、出口安装流量调节阀，在泵的出口安装压力表，以便控制泵在额定工矿内稳定运行。排出管路如果需要安装逆止阀则需安装在闸阀的外边。3）阀门的安装 焊接与银钎焊：记住阀门的用途，并对所应用的环境进行分析，这样才能决定最适合于安装什么样的阀门。在安装正确的阀门之前，为了防止损坏阀门，并保证充分发挥阀门的工作性能：1.先沿着垂直方向切割管道，并修整、去除毛刺，测量管径。2.使用纱布或钢丝刷清除管道和切割部位，使其金属表面发光发亮。建议不要使用钢丝绒。3.在管道的外面和焊接罩的内部涂上焊剂，焊剂必须完全覆盖焊接表面。请有节制地使用焊剂。4.要确保阀门处于开启状态。先对管道加热。尽可能多的将热从管道传递到阀门
11、。避免延长阀门本身的加热时间。5.银钎焊的方法：对需要进行钎焊的部件进行组装。如果允许涂上焊剂的部件处于直立状态，那么焊剂中的水分会蒸发掉，而干燥的焊剂很容易脱落，致使暴露的金属表面容易被氧化。在进行连接组装时，要将管道插入管套直到遇到阻挡为止。组装是要保证有稳固的支撑，使得整个钎焊操作过程中能够保持在直线位置。注：对于 1 英寸或更大公称通径的阀门，一次性将连接部件加热到所需温度比较困难。为了在整个大面积上保持正常的温度，通常情况下需要两个焊枪。建 议对整个管套区域进行适当的预热。建议采用乙炔火焰对连接部件进行加热。首先从离阀门 1 英寸的地方开始对管道进行加热，然后围绕着管道短距离上下交替
12、对管道进行火焰烘烤，并以适当的角度旋转管道，避免烧穿管道。火焰要连续运动，不允许停留在某一点上。在阀门的套筒底座用火焰进行烘烤。加热要均匀，用火焰对阀门及管道进行火焰烘烤的过程要延续到阀门上的焊剂不再发出声音。不要对阀门过度加热。当焊剂变成液态并且在管道和阀门上呈现半透明状态时，开始将火焰沿着连接部件的轴线进行进退烘烤，以保持连接部件、特别是阀门套筒底座部位的热度。6.使用适量的焊料：如果使用线状焊料，那么对公称通径为 3/4 英寸的阀门就要采用 3/4 英寸的焊料，等等。如果使用的焊料太多，那么有些焊料可能会流过管道阻挡部位，并堵塞密封区域。在安装连接部件时，可以看到焊料和钎焊合金继续流动
13、7.银钎焊法：将焊线或焊杆点在阀门里的管道套座上。当焊杆或焊线进入连接处时要将火焰从其上面移开。当合金流进连接处时，要前后移动火焰。达到适当的温度后，合金将迅速容易地流进管道外壳和阀门套管之间的空间。连接处被充满后，就会看到焊接合金的边缘。8.当焊料处于粘滞状态时，用刷子把多余的焊料清除干净。焊料冷却后，将一条嵌条环绕在阀门的端口。银钎焊：如果采用不同的钎焊材料，其钎焊连接的强度并不见得很好，强度大小取决于管道外壳与阀门套管之间正常的、大范围的清洁维护工作。银钎焊的阀门套管的内部直径的机械公差和表面光滑度要求非常精确，以确保有足够的附着力。注意：在清理和清除过程中，应该细心的观察清洗介质的残留
14、物。在已经弄脏或不正确清洗的表面上进行钎焊，焊接效果就很难令人满意，因为银钎焊合金并不会流过或粘接在氧化物上，而油污的表面及暴露的、容易氧化和导致空隙和杂物排斥焊剂。螺纹连接：硬渣、污物或任何外部物质在管道内积累都可能妨碍阀门的工作效率并严重损坏阀门的关键部件。必须用空气或蒸气对管道内部进行彻底清洗。当对管道进行攻丝时，要测定管道螺纹的尺寸和长度，避免将管道塞满阀座和阀 瓣。彻底清洗螺纹末端，清除任何有害的钢或铁沉淀物。如果要时焊接更牢固，就要使用特氟隆带或管道粘接剂。在管道螺纹上只能少量使用管道粘接剂，但是在阀门螺纹上绝对不能使用管道粘接剂。不要让任何管道粘接剂流入阀体内，以避免损坏阀瓣和阀
15、座。安装前，切断通过阀门的流体，以使阀门工作正常。安装前要完全关闭阀门。将扳手套在靠近管道的六角螺栓头上避免可能产生的变形。安装阀门后，要支撑住管道：下垂的管道会使阀门产生变形而导致失败。法兰连接：为了确保正确进行阀兰连接安装，需要遵循如下几个步骤。首先细心地清洗连接处，然后，在底座部松散地装上两个或三个螺栓。接着，小心的将垫片插入连接处。底部螺栓有助于对垫片进行定位，并保持恰当的位置。然后插入螺栓要采用交叉旋紧的方式，不要采用环绕旋紧的方式，这样有助于消除过于集中的压力。在正常使用一段时间后，要检查核对所有的螺栓是否旋紧，并进行必要的再旋紧。【PE 阀门安装问题】1.球阀在安装之前,必须启闭
16、 10 次以上。、2.球阀在关闭状态下，不允许用于管路强压试验。如确需强压试验，必须在球阀后端焊接端帽，并使球阀处于开启状态时进行。3.球阀在关闭状态下进行线路中段打压时，压力不宜超过管道的许用压力。4.当球阀一侧管路已在正常压力下供气使用，另一侧需打压试验时，打压压力不应高于许用压力。5.球阀不允许用于末端吹扫。如球阀需处于吹扫段的末端，必须在管路吹扫之后再焊接球阀。4）控制安装 1 概述 在除盐水系统中的预处理系统中，系统可以通过联络管线进行功能块的切换，这种设计使得除盐水系统的运行方式更为灵活，同时也进一步保证了除盐水系统的运行可靠性。2 控制系统规划及配置说明 2.1 系统规划 采用
17、OMRONPLC+触摸屏的方式完成对整套除盐水系统的连续监测和控制。用户可以在配备的触摸屏上，浏览系统配套设备的状态信息、控制系统内相应的设备、查阅系统最近的故障报警信息。而 PLC 则负责完成系统的控制任务及相关的报警处理。按除盐水系统项目工艺得以统计出其 I/O 点数。综合考虑系统配置的余量要求及C200HE 自身硬件点数限值等因数，为本控制系统选定的卡件及I/O点数如下：信号类型数字量输入数字量输出模拟量输入模拟量输出 DIDOAI 实际设计点数 选择的卡件编号 卡件数量（略）实际选用点数 考虑余量 2.2.PLC 功能 系统中配备有OMRONC200HE系列的 PLC。它是除盐水控制系
18、统的核心部分，主要用以完成除盐水系统的连锁控制、数据通信等功能。3 控制方案 3.1 预处理系统 基于成本及可行性的考虑，在一般的控制系统中，预处理系统的计量泵（次氯酸钠、PAC、阻垢剂等加药计量泵）均不参与 PLC 系统的连锁控制。操作员只可以通过手动方式，即在按动现场控制箱面板的按钮或点击在触摸屏上的动作按键，实现对计量泵的控制。对于原水泵而言，操作者除了可以通过手动方式控制外，还可以实现原水泵自动的连锁控制，具体请参照膜系统控制。在预处理系统中，PLC 还将采集原水储罐的液位信息，并设定有储罐的高低限报警。3.2 膜系统 膜系统是整个除盐水系统的核心部分，为保证除盐水系统的运行稳定及有效
19、的延长膜系统的使用寿命，在此采用了多方面的自动控制保护。3.2.1 除盐水系统的连锁开停车 在除盐水系统设定自动控制方式时，当中间水箱处于中间液位之下，低液位之上且原水储罐液位为非低位，自动启动原水泵，在高压泵进口压力非低压后启动膜系统。当中间水箱高液位或原水储罐水箱低液位持续5 秒后，停止膜系统，在膜系统退出运行 5 秒后停止原水泵。3.2.2 高压泵保护连锁 鉴于高压泵在反渗透系统的重要地位，在本套控制系统中，设立高压泵保护连锁控制。这个控制主要包括高压泵进口压力低保护、高压泵出口压力高保护两部分。a.高压泵进口压力低保护 据以往经验高压泵有超过 25的故障是由于干转引起的。泵中的液体停滞
20、失去后，轴封和轴承会在很短的时间内烧毁。因此正是基于以上的原因为保障高压泵的使用寿命，在高压泵进口处设计有保护用的压力开关。这个压力开关是安装在与高压泵进口呈水平的进口管道上，用以间接反应高压泵进口的液体情况。在压力开关检测到低压力情况时，意味着高压泵里面没有液体或液体极小，PLC系统马上自动下达系统停车指令。保证了高压泵不会干转，避免高压泵的烧毁。b.高压泵出口压力保护 膜系统如果长时间处于高压运行的状况，会导致膜系统的使用寿命降低，甚至会出现生产故障。就此设计有高压泵出口压力保护用以保证膜系统一直运行在恰当的工作压力范围内。当出口压力开关检测到高压力信号，并且这个信号持续超过 4 秒时，P
21、LC 系统自动报警，并下达停车指令，从而确保反渗透系统的安全运行。3.2.3 反渗透膜保护 反渗透膜是反渗透系统的核心部分，因此反渗透膜的保护措施至为重要。为此设计有防冲击保护、防堵塞保护、冲洗保护等 3 套保护以保障反渗透膜的安全运行。防冲击保护 在反渗透系统启动时（高压泵启动时），由于水流的特性，常常会因水锤效应或过分水流冲击，从而造成对膜元件产生水利冲击负荷。这一现象的产生有机会导致反渗透膜元件袋及其连接件破损。因此，在高压泵出口安装有电动慢开阀，在高压泵启动时，连锁开启慢动阀，以避免产生水锤和过分的水流冲击。防堵塞保护 为了保证反渗透膜系统运行在安全的工作压力范围内，设立本套保护。当渗
22、透膜的两端压力差，高于系统所规定的允许值后，PLC 系统自动下达停车指令。并发出警报，提示操作员对反渗透膜进行清洗处理。启停连锁保护 经常性的冲洗是减少反渗透膜堵塞的最有效手段。为此设计有本套冲洗保护。在自动控制方式时，PLC 系统获得膜系统启动指令后，自动顺序打开膜系统的冲洗阀，启动反渗透系统冲洗泵，对反渗透系统进行了 20 秒的冲洗后，顺序关闭冲洗阀及冲洗泵，连锁启动高压泵及慢开阀。PLC 系统获得膜系统停止指令时，自动连锁关闭高压泵及慢开阀，顺序打开冲洗阀及冲洗泵，对反渗透系统完成20 秒的冲洗后，顺序关闭冲洗阀和冲洗泵。同时，设计有长期停运选择（即准备长时间，大于 3 天，停运）。在长期停运方式没被选择时，PLC 系统将每隔 3 小时的期限对停运的反渗透系统进行冲洗。若果长期停运方式被选择，PLC 将不会对系统作定时限的冲洗。3.3 反渗透系统运行数据采集 本套控制系统将完成对除盐水系统的运行数据的采集工作，这些运行数据包括预处理出口水的导电度、纯水导电度、纯水流量、盐水流量、反渗透膜出入口短压力等，以便对系统的产水量即盐透率进行“标准化”。