论文部分内容阅读
本项目为电子公司新厂设计高纯水系统制水量100m3/h,其中一期55m3/h,二期45m3/h.应业主提出的建设方案,并结合多年来的工程经验对方案进行了分析与对比，确定了此方案。
1、高纯水制备概述
1.1、水源（除标明单位外，均以 Mg /L计）
1.1.1、805米井深
钾： 1.3； 钠：291.1； 钙5.0； 锰：0.01； 镁：0.6； 二氧化硅：19.9； 磷酸盐（以磷计）：0.15； 重碳酸盐：553.9； 碳酸盐：12.0； 氯化物：145.3；
氟化物：5.1； 硝酸盐：1.17； 耗氧量：2.41； 总硬度：15.0； 总碱度：457.9； 溶解性总固体：1010.7； 温度（℃）：35-37； pH：8.58
1.1.2 704米井深
钾：1.0； 钠：221.5； 钙：3.0； 镁：1.8； 二氧化硅：18.6； 磷酸盐：0.33； 重碳酸盐：472.9； 碳酸盐：18.0； 氯化物：46.1； 氟化物：3.11； 硝酸盐：0.78； 耗氧量（以氧计）：1.36； 总硬度（以碳酸钙计）：15.0； 总碱度（以碳酸钙计）：417.9； 溶解性总固体：794.9； 温度（℃）：33-35； pH：8.65
1.2设计出水水质：
电阻率（MΩ. cm） 峰值17.5 MΩ.cm 90%时间，25℃，最小17 MΩ.cm
PH值 6.5-7.5
大于1μm颗粒物（个/mL） ≤1
大于0.5μm颗粒物（个/mL） ≤100
细菌个数/（个/ mL） ≤1
总有机碳（μg/L） ≤50
SiO2（μg/L） ≤2
氯（μg/L） ≤0.5
铜（μg/L） ≤0.2
钾（μg/L） ≤0.5
钠（μg/L） ≤0.5
锌（μg/L） ≤0.2
铝（μg/L） ≤0.5
铁（μg/L） ≤0.5
钙（μg/L） ≤0.5
锰（μg/L） ≤0.5
镁（μg/L） ≤0.5
*注：产水指标主要以颗粒物及电导率为主。
2、高纯水制备主要设备与工艺
2.1、超滤
立升超滤膜组件是一种中空纤维内压式超滤膜组件，超滤膜中空丝内径为1.0mm或1.2mm，超滤膜平均截留分子量为80,000道尔顿。超滤膜的材料为改性PVC，经过改性后的PVC具有亲水性好、耐有机污染、耐酸碱等特点。
立升超滤膜的设计参数详见其技术手册，并依据其提供的膜通量参数，选用了20根LH3-1060-V型超滤膜，制备了一台设计流量80吨/时的超滤模块一组，并配置了plc自动控制。辅助系统包括气动蝶阀、流量计、压力表、反冲洗系统、次氯酸钠加药系统各一套。
2.2、反渗透
① 基本原理
当纯水和盐水被半透膜隔开，半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是反渗透处理的基本原理。
② RO反渗透膜
RO反渗透膜采用的是美国陶氏化学公司产品，参考其提供的设计数据，本次选用的为BW30-400型。具体的膜参数详见膜技术手册。
RO系统采用两级排列，分别为一级两段，二级三段排列方式。设计产水量57吨/时。膜的外壳选用的为MEMSHELL的80S300-6型FRP材质的压力容器，配置了相应的电导仪、流量计、高低压开关、高低压泵、安全阀、气动蝶阀、plc电动控制系统、药洗系统、前端保安系统、加药系统、ro水箱等。
2.3、混床
混床是指水依次通过装有氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴子交换树脂的阴床的系统。氢型阳交换床用于除去水中的阳离子；氢氧型阴交换床用于除去水中的阴离子。通过对水中离子置换达到去除水中电解质的效果，从而对水起到净化作用。
混床系统设计三套，每套产水量45吨/时。混床罐体采用碳钢衬胶，尺寸Φ1100x2500，阴阳树脂都是采用美国罗门哈斯提供的4200Cl和1200Na型。配置了就地控制箱、手动蝶阀、压力传感器、电阻仪、流量计、树脂再生系统等。
2.4、高纯水系统工艺流程
2.4.1、主系统
机井→原水池→原水泵→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱→二级反渗透→纯水箱→纯水泵→混床→紫外杀菌→终端过滤器→用水点
2.4.2辅助系统
○Apac注入系统
○B次氯酸钠注入系统
○C阻垢剂注入系统
○D氢氧化钠注入系統
○E膜清洗系统
○F树脂清洗系统
2.5、控制部分
本水处理系统的控制分手动及PLC控制两部分：
（一）、手动部分
1、整个系统的药剂配比部分。
2、反渗透膜组件的化学清洗部分。
3、混床的再生部分。
4、混床系统部分采用手动。
5、系统自动部分不能正常运行情况下，可采用手动运行。
（二）、自动部分
1、原水池进水采用超声波液位控制；
2、自清洗过滤器部分；
3、超滤反冲洗系统及次氯酸钠加药系统PLC自动控制。
4、超滤、反渗透、混床主模块系统采用PLC自动控制。
5、整个系统中采用了仪表自动上传控制。
3、经济效益分析
该项目固定投资300多万元，占地面积在100平以内，年平均运行费用70万，单位运行费用在1.8元/吨水，达到了预期目的。
4、结论
通过实际运行，从安全性、运行稳定性以及运行费用等方面来看，达到了预期的效果，出水电阻率（MΩ. cm）稳定在17.8以上，出水水量达到设计要求，并为将来需求留有足够的空间。
1、高纯水制备概述
1.1、水源（除标明单位外，均以 Mg /L计）
1.1.1、805米井深
钾： 1.3； 钠：291.1； 钙5.0； 锰：0.01； 镁：0.6； 二氧化硅：19.9； 磷酸盐（以磷计）：0.15； 重碳酸盐：553.9； 碳酸盐：12.0； 氯化物：145.3；
氟化物：5.1； 硝酸盐：1.17； 耗氧量：2.41； 总硬度：15.0； 总碱度：457.9； 溶解性总固体：1010.7； 温度（℃）：35-37； pH：8.58
1.1.2 704米井深
钾：1.0； 钠：221.5； 钙：3.0； 镁：1.8； 二氧化硅：18.6； 磷酸盐：0.33； 重碳酸盐：472.9； 碳酸盐：18.0； 氯化物：46.1； 氟化物：3.11； 硝酸盐：0.78； 耗氧量（以氧计）：1.36； 总硬度（以碳酸钙计）：15.0； 总碱度（以碳酸钙计）：417.9； 溶解性总固体：794.9； 温度（℃）：33-35； pH：8.65
1.2设计出水水质：
电阻率（MΩ. cm） 峰值17.5 MΩ.cm 90%时间，25℃，最小17 MΩ.cm
PH值 6.5-7.5
大于1μm颗粒物（个/mL） ≤1
大于0.5μm颗粒物（个/mL） ≤100
细菌个数/（个/ mL） ≤1
总有机碳（μg/L） ≤50
SiO2（μg/L） ≤2
氯（μg/L） ≤0.5
铜（μg/L） ≤0.2
钾（μg/L） ≤0.5
钠（μg/L） ≤0.5
锌（μg/L） ≤0.2
铝（μg/L） ≤0.5
铁（μg/L） ≤0.5
钙（μg/L） ≤0.5
锰（μg/L） ≤0.5
镁（μg/L） ≤0.5
*注：产水指标主要以颗粒物及电导率为主。
2、高纯水制备主要设备与工艺
2.1、超滤
立升超滤膜组件是一种中空纤维内压式超滤膜组件，超滤膜中空丝内径为1.0mm或1.2mm，超滤膜平均截留分子量为80,000道尔顿。超滤膜的材料为改性PVC，经过改性后的PVC具有亲水性好、耐有机污染、耐酸碱等特点。
立升超滤膜的设计参数详见其技术手册，并依据其提供的膜通量参数，选用了20根LH3-1060-V型超滤膜，制备了一台设计流量80吨/时的超滤模块一组，并配置了plc自动控制。辅助系统包括气动蝶阀、流量计、压力表、反冲洗系统、次氯酸钠加药系统各一套。
2.2、反渗透
① 基本原理
当纯水和盐水被半透膜隔开，半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是反渗透处理的基本原理。
② RO反渗透膜
RO反渗透膜采用的是美国陶氏化学公司产品，参考其提供的设计数据，本次选用的为BW30-400型。具体的膜参数详见膜技术手册。
RO系统采用两级排列，分别为一级两段，二级三段排列方式。设计产水量57吨/时。膜的外壳选用的为MEMSHELL的80S300-6型FRP材质的压力容器，配置了相应的电导仪、流量计、高低压开关、高低压泵、安全阀、气动蝶阀、plc电动控制系统、药洗系统、前端保安系统、加药系统、ro水箱等。
2.3、混床
混床是指水依次通过装有氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴子交换树脂的阴床的系统。氢型阳交换床用于除去水中的阳离子；氢氧型阴交换床用于除去水中的阴离子。通过对水中离子置换达到去除水中电解质的效果，从而对水起到净化作用。
混床系统设计三套，每套产水量45吨/时。混床罐体采用碳钢衬胶，尺寸Φ1100x2500，阴阳树脂都是采用美国罗门哈斯提供的4200Cl和1200Na型。配置了就地控制箱、手动蝶阀、压力传感器、电阻仪、流量计、树脂再生系统等。
2.4、高纯水系统工艺流程
2.4.1、主系统
机井→原水池→原水泵→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱→二级反渗透→纯水箱→纯水泵→混床→紫外杀菌→终端过滤器→用水点
2.4.2辅助系统
○Apac注入系统
○B次氯酸钠注入系统
○C阻垢剂注入系统
○D氢氧化钠注入系統
○E膜清洗系统
○F树脂清洗系统
2.5、控制部分
本水处理系统的控制分手动及PLC控制两部分：
（一）、手动部分
1、整个系统的药剂配比部分。
2、反渗透膜组件的化学清洗部分。
3、混床的再生部分。
4、混床系统部分采用手动。
5、系统自动部分不能正常运行情况下，可采用手动运行。
（二）、自动部分
1、原水池进水采用超声波液位控制；
2、自清洗过滤器部分；
3、超滤反冲洗系统及次氯酸钠加药系统PLC自动控制。
4、超滤、反渗透、混床主模块系统采用PLC自动控制。
5、整个系统中采用了仪表自动上传控制。
3、经济效益分析
该项目固定投资300多万元，占地面积在100平以内，年平均运行费用70万，单位运行费用在1.8元/吨水，达到了预期目的。
4、结论
通过实际运行，从安全性、运行稳定性以及运行费用等方面来看，达到了预期的效果，出水电阻率（MΩ. cm）稳定在17.8以上，出水水量达到设计要求，并为将来需求留有足够的空间。