光伏工業水處理設備技術方案

一、設計基礎

      1.1 原水水源：常規市政水，水源發生變化時，方案將做出調整。

      1.2 原水水質：根據貴司提供的部分水質指標進行設計，考慮每年的水質隨四季有變化的問題。

      1.3 設計規模：出水水質：產水水質要太陽能電池用水水質，18MQ.CM 。

      1.4 公用工程

      1.4.1 電力：380V 220V 50HZ。

      1.4.2 原水水量： ≥60m3/h。

      1.4.3 壓縮空氣：0.6Mpa（壓縮空氣由客戶自備）。

      1.4.4 高純氮氣：氮封水箱用99.995%高純度氮氣。

      1.4.5 換熱器用熱源：熱水，溫度50-60℃，壓力0.3Mpa；或蒸汽，溫度150℃（熱水或蒸汽由客戶自備）。

      1.5 工程界限：由原水箱到終端用水點止；電氣由業主接電源至純水房內的電源柜；純水房內所需的氮氣、壓縮空氣等由業主負責提供；機房內送排風系統、排水系統、消防系統、照明等由業主負責。

二、工藝概述

      2.1 工藝流程：預處理（盤式過濾+超濾裝置）+二級反滲透+EDI超純水設備+PMB工藝。

      2.2 本水處理設備系統是由預處理（吸吮式網式過濾+超濾裝置）系統、反滲透設備系統、EDI電除鹽系統和拋光混床為核心工藝，預處理系統主要用于去除原水中的懸浮物、膠體硅、有機物、余氯以及含有的雜質，防止原水污染反滲透膜；二級反滲透部分是主要的除鹽裝置，去除原水中大部分的溶解固形物、膠體硅及有機物，使預脫鹽系統的產水滿足EDI的進水要求；EDI連續電除鹽設備針對反滲透的產水進一步進行脫鹽處理，使水的離子去除率達到一個新的水平，同時，末端設置拋光混床確保產水電阻率達到18 MΩ•cm以上，產水經過0.1um的精密過濾器，保證出水的物化指標和生化指標達到客戶的用水要求。

      2.3 特殊說明：使用的自來水隨季節有明顯的變化，根據我司經驗，此時的硬度，SO42-，甚至鋇、鍶離子的濃度都會相對變的很高，而反滲透系統的回收率主要與膜的數量，串聯膜的最大數目，總系統的產水量，進水含鹽量、PH有密切的關系，一味的提高回收率，非常容易導致膜濃水側表面的濃差極化，特別是在枯水時期，對膜是非常嚴重的損壞，同時過高的回收率，會導致濃水量的減少，非常容易引起膜濃水側的結垢，即使是提高濃水量，通過回流的方式提高整體回收率，但濃水側在75%的回收率的情況下，含鹽量是原水的4倍，大量的離子已經超過結垢沉積濃度，在特殊時期，根據實際情況調節合適的回收率，特別應注意的一點是，特殊時期，應根據進水狀況確定各部件設備的詳細操作參數。

      2.4 系統內工藝管道因處理工序的不同而采用了不同等級管道材料，其中超濾系統、反滲透系統的低壓管路部分到EDI裝置進水均采用UPVC管路，EDI裝置產水到拋光混床及供水管路均采用CL-PVC管路，反滲透高壓管路則采用承壓好的不銹鋼管。管道材料的分級采用在滿足工藝系統要求的情況下，兼顧了系統的經濟性、合理性，一定程度上降低了系統造價，節約投資。

      2.5 系統內所有的水泵在不同處理階段，采用不同等級的不銹鋼材質。在超濾系統、反滲透設備系統和EDI系統，選用304SS材質的水泵，而在化學清洗裝置及精處理部分選用的水泵均采用316、工藝說明與設備規范

三、超純水系統的設計和操作參數

      3.1 晨興環保原水進水水質：市政自來水，如有特殊物質含量超標，需增加相關設備

      3.2 操作壓力：

      3.2.1 預處理部分操作壓力值：0.3～0.5Mpa

      3.2.2 反滲透操作壓力值：1.0~1.65Mpa

      3.2.3 EDI操作壓力：0.4~0.6Mpa

      3.3 系統水的回收率

      3.3.1 設計值： ~75%/85%

四、設計依據

      4.1 原水水源：根據使用自來水的水質標準，若由于其他原因超出自來水標準而含有反滲透不允許的含有物，則該設計應做相應調整。

      4.2 供貨界限：系統設備從壓力來水到終端精密過濾器出水口至用水點，甲方將動力電源送至系統設備上。甲方以單獨供電的形式將電源輸送連接至水站主控柜，設備的吊裝有客戶負責，我司全力協助完成；

      4.3 施工條件：施工場地及純水房全部完工，施工用水、用電已接入施工現場，另外，來水距離設備安裝地不得超過壹米，動力電源距離設備安裝地不超過壹米。

五、工藝說明

      5.1 原水箱

      5.1.1 起到緩沖和調節水量的作用，保證原水泵的安全穩定運行，及通過液位控制系統達到與水泵連鎖控制的目的。原水箱的進水采用自動閥控制，根據原水箱液位自動進水，同時設置手動旁路，確保供水的正常，以保證系統的安全穩定運行。該水箱的有效容積滿足預處理設備的反洗水量。

      5.1.2 利用水池液位對相關水泵及自動閥門進行連續指示和高、低液位報警及其實施相應的聯鎖。

      5.1.3 原水箱的進水管上分別設置手動蝶閥、氣動關斷閥、氣動關斷閥由液位控制。

      5.2 原水泵

      5.2.1 系統配置2臺立式不銹鋼原水泵，1用1備，確保系統的安全穩定運行，為預處理設備提供必須的動力。

      5.2.2 原水泵提供給盤濾及超濾的動力輸送，為有效保護超濾系統免受水錘沖擊的影響，同時運行過程中節省電消耗。全部運行狀態由PLC進行自動控制。

      5.2.3 原水泵控制說明控制參數：①原水箱水位；②原水水箱至超濾水箱間設備的保護性信號。

      5.2.4 控制邏輯：原水泵的開啟和關閉受控于：原水箱水位、超濾水箱水位和原水水箱至超濾水箱間設備的保護性信號。僅當滿足：①原水箱水位高于保護性水位；②超濾水箱水位處于上升階段；③沒有發生原水水箱至超濾水箱間設備的保護性信號，此三個條件時原水泵方可啟動。

      5.3 加藥系統

      5.3.1 晨興環保加絮凝劑系統：原水中的膠體粒子和細微懸浮物粒徑較小，由于布朗運動、水合作用，尤其是微粒間的靜電斥力等原因，膠體和細微懸浮物能在水中長期保持懸浮狀態，靜而不沉。該設備向水中投加化學電解質，破壞膠體和懸浮物的穩定性，使水中膠體脫穩，原水中微生物、膠體及有機物在電荷作用下，互相聚集至大顆粒絮凝體，很快沉淀下來，快速形成沉淀，較容易被過濾器去除，從而達到凈化水質的目的。一般情況下加反滲透系統專用的HW-ST絮凝劑，一般加藥量為0.5～1ppm。

      5.3.2 加阻垢劑系統：為了防止RO濃水端，特別是壓力容器最后一根膜元件的濃水側出現難溶性鹽類[Mg（OH）2、CaCO3、CaSO4等]結晶析出，濃水朗格里爾指數LSI＞1.8，在膜表面形成垢層，從而損壞膜元件的應有性能，故在系統中設置加阻垢劑系統。

      5.3.3 還原劑加藥系統：還原劑NaHSO3(亞硫酸氫鈉)的作用是還原水中存在的余氯。因為反滲透復合膜對余氯十分敏感，總累積承受力僅為1000ppm小時，所以，必須投加適量的NaHSO3，以防止氧化劑對膜產水通量造成的衰減，導致反滲透膜脫鹽率的下降。具體的加藥量根據ORP儀的反饋值自動校正。

      5.3.4 PH調節系統：原水中含有大量的CO2，CO2溶解在產水里嚴重的影響的產水電導率，而反滲透對CO2的脫除率幾乎為零，為了使反滲透產水中的CO2含量盡量低，即提高產水質量，防止泄露的CO2導致后期EDI、離子交換器及拋光樹脂失效的過快，影響產水水質，并考慮到過高的PH值會導致結垢的產生，因此選擇合適的PH調節范圍，使水中的CO2轉化成為HCO3-和CO32-以便被反滲透脫除，PH增高同時也會使反滲透膜的脫鹽率升高，因此，增加PH值調節系統，根據水質，調節加藥量，使PH在合適的一個范圍內加藥調節，確保反滲透系統的正常運行。

      5.3.5 以上藥劑在使用過程或更換品牌藥劑的過程中，要注意與膜表面電荷性的匹配，常規反滲透膜表面帶負電荷，因此在選擇藥劑時，不能選擇帶正電荷的藥劑，并且藥劑的兼容性要好，不能產生任何反應，混合使用效果要良好。

      5.3.6 系統由計量箱、計量泵、管道連接及加藥裝置組成。

      5.4 換熱器：根據貴司所處的地理位置的水溫變化情況，由于水溫對反滲透產水量影響非常大，溫度每降低1℃，反滲透的產水量就減少大約3%，相比于設計溫度25℃，溫度變化很大，在相同的進水壓力下反滲透裝置在進水水溫下降時，其產水量相對減少，要獲得相同的產水量就需要相當高的進水壓力，泵的出水揚程也就需要很高，能耗上也不經濟，因此當水溫降低到一定的時候，為了保證反滲透系統產水量達到設計要求，設置板式換熱器，通過熱交換器給反滲透的進水加熱到25℃左右，使反滲透在一般的操作壓力下便能滿足產水量的需求，降低能耗,也降低了運行成本。換熱器的過流材質為304SS不銹鋼材質，熱源為熱水或蒸汽；進熱水管應設電磁閥，手動排放閥，并設就地溫度表、壓力表；換熱器為自動控制，設置自動溫控裝置，包括溫度變送器和氣動調節閥。換熱器為國內知名品牌。其中換熱器在溫度較低時使用，天氣溫度升高時，換熱器可以停止使用。

      5.5 吸吮式網式過濾器：本方案選用AMIAD吸吮式網式過濾器，AMIAD吸吮式網式過濾器具有如下的技術特點： 

      5.5.1 阿米亞德（Amiad）自動過濾器的濾網是唯一采用國際先進技術制成的全不銹鋼、多層、高強度、高精度濾網，正常使用濾網壽命可達10年以上。而其它一些過濾器的濾網是用PVC管鉆孔再粘上一層編織濾網做成的，強度低、易破損。

      5.5.2 是目前唯一的在2.5Mpa的壓力下能可靠工作的過濾器。

      5.5.3 有效過濾面積大，過濾器體積小。同樣過濾水量體積比其它過濾器小1-2倍。

      5.5.4 阿米亞德（Amiad）自動過濾器采用PLC控制，實現高性能，高可靠控制。可實現中央控制室遠程控制，實現無人值守。

      5.5.5 自動記錄清洗次數，反映水質的實時變化。便于操作人員和管理人員及時了解水質變化。

      5.5.6 采用動力式反清洗，附著力強的雜質清除徹底，清洗機構是唯一采用特制全不銹鋼316L制成的，經久耐用。克服了其它反沖洗過濾器對附著力強的雜質清除不了的缺陷。

      5.5.7 耐腐蝕性和耐候性，絕無僅有。機體特殊工藝處理。環氧樹脂涂層厚度達200-220微米，使用8-10年后仍光澤鮮亮，不褪色。是唯一能達到上述性能的產品。

      5.5.8 高可靠、免維護。

      5.5.9 壽命長。

      5.5.10 性能價格比高.是世界公認的性能價格比最高的過濾器產品。

      5.6 AMIAD過濾器的工作原理

      5.6.1 全自動吸吮式過濾器可以以任何角度直接安裝在管道上。

      5.6.2 過濾器通過不銹鋼濾網進行過濾。

      5.6.3 全自動過濾系統通過一個控制箱控制馬達運轉及過濾器清洗的全過程。

      5.6.4 晨興環保細過濾自動清洗步驟主要按照壓差來進行。

      5.6.5 在壓差達到0.5bar時將會引起一個清洗循環。

      5.6.6 提供一個可調的時間控制器允許清洗循環可按照時間進行清洗。

      5.6.7 整個清洗過程需35~40秒左右。

      5.6.8 控制系統具有定時、壓差、手動清洗功能及報警輸出，可與計算機控制系統相聯。

      5.7 AMIAD全自動吸吮式過濾器技術參數

      5.7.1 工作壓力：0.2～1.0MPa

      5.7.2 清洗時間:：35秒可調

      5.7.3 系統壓損：0.001～0.08MPa

      5.7.4 工作溫度：4～80℃

      5.7.5 清洗水用量： 64 升

      5.7.6  過濾精度：50微米

      5.8 AMIAD 全自動吸吮式過濾器安裝說明

      5.8.1 電源：220V、50HZ。進水管道與設備系統法蘭聯接；

      5.8.2 控制箱為專用定型產品，墻掛式；

      5.8.3 進水、出水管應加裝手動閥門，同時配備旁通閥、止回閥；

      5.8.4 設備可以安裝在管道上。

六、超濾裝置

      6.1 概述

      6.1.1 本系統預處理采用了先進的超濾過濾技術。這是因為隨著超濾膜制造技術的提高和應用工藝的不斷完善，其性能可靠性高、抗污染能力強、透水性大、占地面積小、操作簡便、出水水質優異且恒定、使用壽命長等優點，使超濾膜在水處理預處理領域應用的范圍逐漸得到推廣。