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    匯創環保工業海水淡化設備


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    1.1設計范圍

    本方案設計一套反滲透海水淡化試驗裝置,主要包括海水取水、預處理系統、反滲透系統、沖洗/化學清洗系統、加藥系統,以及整個工藝過程要求的電氣、儀表和控制系統。設計集裝箱3套,一套氣浮設備(20尺標準集裝箱),一套超濾+一級反滲透設備(40尺高柜集裝箱),一套二段反滲透+二級反滲透設備(40尺標準集裝箱)。

    1.2 設計條件

    本方案采用潛水泵取水+氣浮+石英砂過濾+超濾+反滲透淡化工藝。

    設計水溫:20℃

    UF設計回收率:90%

    一級RO設計回收率:60%

    一級RO產水流量:5.3m3/h

    二級RO設計回收率:85%

    二級RO產水流量:4m3/h

    裝置年運行時間:建議系統連續運行,年運行時間≥8000小時

    公用工程規格:動力電源380V,50Hz,防護等級IP54,三相。

    1. 海水淡化設備設計方案

    2.1工藝流程

    海水經取水泵取水,進入氣浮系統,去除大部分海水中的藻類、懸浮物,出水由給水泵加壓進入石英砂過濾器,之后進入超濾裝置,出水達到反滲透膜進水水質要求SDI<3,濁度<1NTU。清潔海水進入保安過濾器,出水保證保安過濾器出水分成兩股,一股進入到高壓泵,經高壓泵加壓后進入到反滲透膜組內,另一股進入到能量回收中利用反滲透濃海水的余壓進行加壓,然后再由增壓泵加壓后進入到反滲透膜組中。經過一級反滲透處理的產水存儲于產水箱,濃水通過能量回收裝置后進入濃水箱。濃水箱中的濃水通過二段提升泵進入保安過濾器,再經過二段高壓泵進入二段反滲透膜進行進一步濃縮。二段反滲透產水和一段反滲透產水在水箱進行混合后,經二級提升泵進入二級保安過濾器,再經二級高壓泵進入二級反滲透膜堆進行再脫鹽處理。

    2.1.1預處理系統

    預處理系統包括取水泵、氣浮設備、氣浮產水箱、供水泵、石英砂過濾器。

    取水泵和供水泵各設置1臺,水箱一個。

    氣浮設備1套,處理水量10m3/h。海水進入氣浮池,與溶氣系統產生的部分帶正電荷的微小氣泡混合,使微小氣泡與絮凝體、海水中的污染物進行吸附,橋聯進行固液分離。氣浮適應于濁度在100NTU以下的原水,懸浮物去除率可達90%-99.5%以上,COD的去除率可達到65%-90%,除油率約90%。整套設備由絮凝室、空壓機、回流泵、溶氣系統、刮渣機等部件組成,可實現自動控制。氣浮裝置可以無藥劑添加或減少藥劑添加量,絮凝和助凝劑加藥系統預留,以備水質波動時啟動。   

    石英砂過濾器2臺并聯。介質過濾器主要去除原水中藻類、膠體、懸浮物、大顆粒雜質等有效去除。石英砂過濾器中填料為兩層不同粒徑級差的石英砂。石英砂過濾器經過使用一段時間的運行后,濾料之間的縫隙被污染顆粒堵塞,會使使過濾器的流量有所下降,降低使用效率。設計石英砂過濾器反洗系統,將原水泵作為反洗泵,采用變頻控制,根據壓差或時間進行反洗。

      

    2.1.2超濾系統

    超濾能夠有效的去除原水中的細菌、微生物、膠體、懸浮物等污染物質,可以保證系統的產水SDI≤3,超濾系統產水達到進入反滲透的要求。運行工藝由過濾、氣水反洗、反沖洗、排污和增強反洗等工藝過程組成,每個工藝過程的切換通過PLC控制自動實現。超濾反洗泵與化學清洗泵共用,反洗及化學清洗均為自動控制,反洗周期一般為每運行4060min,反洗3090s。

    超濾CEB反洗根據污染情況每1-3天進行一次,每次加鹽酸或次氯酸鈉各300ppm,時間30mim;超濾EFM清洗根據污染情況每1-3天進行一次,每次加鹽酸或次氯酸鈉各300ppm,時間30min;化學清洗周期一般為每6090天使用一種(或幾種)藥劑清洗一次,清洗時間一般為25h。

    2.1.3一級反滲透系統

    一級反滲透系統包括一級提升泵、一級保安過濾器、一級反滲透膜組、一級高壓泵、一級增壓泵、能量回收裝置及其附屬設備部件。

    保安過濾器放置于反滲透進水前,降低反滲透膜污染概率,延長使用壽命。保安過濾器的過濾精度為5微米。在正常情況下,濾芯可使用3個月以上,當過濾器進出口壓差達到一定值時,應更換濾芯。

    采用陶氏SW30HRLE海水膜元件,該反滲透膜元件產水量大、脫鹽率較高,可有效減少進水量,降低系統的操作壓力,有助于提高生產效率、降低運行能耗。

    高壓泵選用柱塞泵,高壓泵和增壓泵均采用變頻器調節,過流材質選用SS2205或以上。為了進一步降低能耗,利用能量回收裝置將反滲透膜排出的濃海水壓力直接傳遞給流入的原海水,采用功交換式能量回收裝置,效率高達95%以上。

    2.1.4二段反滲透系統

    二段反滲透系統主要功能是將一級反滲透系統產水的濃水(TDS58500mg/L)進一步濃縮到TDS80000 mg/L。二段反滲透系統包括一級反滲透濃水箱、二段提升泵、二段保安過濾器、二段高壓泵、二段反滲透膜組、能量回收裝置、二段產水箱及其附屬設備部件。

    其中,反滲透膜采用陶氏SW30HRLE海水膜元件,該反滲透膜元件產水量大、脫鹽率較高,可有效減少進水量,降低系統的操作壓力,有助于提高生產效率、降低運行能耗。

    高壓泵選用柱塞泵,采用變頻器調節,過流材質選用SS2205或以上。但因系統設計濃水量為3.5m3/h,在此范圍內沒有合適的能力回收裝置可供選擇,因為二段反滲透系統暫不配置能量回收裝置。

    2.1.5二級反滲透系統

    二級反滲透系統主要功能是對一級反滲透系統和二段反滲透系統的混合產水進行進一步脫硼處理,以達到飲用水標準。

    二級反滲透系統包括一級產水箱、二級提升泵、二級保安過濾器、二級高壓泵、二級反滲透膜組、二級產水箱及其附屬設備部件。

    其中,反滲透膜采用陶氏低壓膜元件,該反滲透膜元件產水量大、脫鹽率較高,可有效減少進水量,降低系統的操作壓力,有助于提高生產效率、降低運行能耗。

    高壓泵選用柱塞泵,采用變頻器調節,過流材質選用SS304或以上。

    二級反滲透和二段反滲透統一布置在一個40尺標準集裝箱內。

     

    2.1.6沖洗/化學清洗系統

    當反滲透停止運行時,用反滲透產水自動沖洗膜內和管道中的濃水,使膜完全浸泡在淡水中,以置換系統內的濃鹽水,可防止系統腐蝕和膜的自然滲透造成的膜損壞、生物污染,同時還可以防止再次運行時加入的藥劑形成亞穩態在膜上沉淀,沖洗還可以帶走部分污垢,形成對膜和裝置的有效保養。為更好的保證系統正常運行,一般情況下,3~6個月進行一次化學清洗。

    沖洗/化學清洗系統主要包括沖洗/化學清洗水箱、水泵、保安過濾器及其附屬設備。其中,一級反滲透系統配套一套沖洗/清洗系統,二級反滲透系統和二段反滲透系統共同配套一套沖洗/清洗系統。一級反滲透和二段反滲透的沖洗水采用各自階段的產水,二級反滲透系統無需沖洗,只需化學清洗。

    2.1.7加藥系統

    氣浮系統配套絮凝劑、助凝劑加藥裝置,強化氣浮效果;在石英砂過濾器前加入絮凝劑強化過濾效果,加入殺生劑(次氯酸鈉)防止生物污堵。在超濾反洗程序中加入次氯酸鈉、鹽酸,增強反洗效果;在進入反滲透膜之前加入阻垢劑、還原劑,防止反滲透膜內結垢并提高水回收率。二級RO進水調節pH值,以強化脫硼效果,并使產水呈堿性。

    2.2 控制系統說明

    控制系統擬采用PLC+觸摸屏的控制方式,具備手動和自動兩種功能。在手動模式下,系統將根據現場操作情況決定各設備的啟停;自動模式下,系統將根據邏輯程序完全自動運行。

    2.2.1系統組成

    控制系統設置1面控制柜,內附低壓配電單元和控制系統。

    2.2.2控制功能

    根據整個工藝流程控制功能的不同,系統可分為預處理系統、超濾系統和反滲透系統三部分。在自動運行模式下,系統采用邏輯程序控制,各部分程序均根據相應水箱的液位高低情況決定相應程序的運行狀況,自動運行。

    同時,為更好的實現對設備運行狀態的監控和儀表數據的采集。

    2.2.3連鎖保護功能

    各個高壓泵的進出口設置低壓保護開關和高壓保護開關。當供水壓力不足使高壓泵入口壓力低于低壓開關設定值時,自動停止高壓泵;當高壓泵出口壓力高于高壓開關設定值時,自動停止反滲透系統。

    另外,各水箱均設置低液位保護開關,要求水箱處于低液位情況下停止相應的水泵或系統。設置淡化水出口旁路閥,當產品水含鹽量超出設定值時,自動把淡化水切換排放。設置反滲透停機淡水置換系統,一旦停機,置換出反滲透組件內的濃縮海水,以防止亞穩態過飽和微溶鹽產生沉淀。


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