光伏工业水处理设备技术方案

一、设计基础

      1.1 原水水源：常规市政水，水源发生变化时，方案将做出调整。

      1.2 原水水质：根据贵司提供的部分水质指标进行设计，考虑每年的水质随四季有变化的问题。

      1.3 设计规模：出水水质：产水水质要太阳能电池用水水质，18MQ.CM 。

      1.4 公用工程

      1.4.1 电力：380V 220V 50HZ。

      1.4.2 原水水量： ≥60m3/h。

      1.4.3 压缩空气：0.6Mpa（压缩空气由客户自备）。

      1.4.4 高纯氮气：氮封水箱用99.995%高纯度氮气。

      1.4.5 换热器用热源：热水，温度50-60℃，压力0.3Mpa；或蒸汽，温度150℃（热水或蒸汽由客户自备）。

      1.5 工程界限：由原水箱到终端用水点止；电气由业主接电源至纯水房内的电源柜；纯水房内所需的氮气、压缩空气等由业主负责提供；机房内送排风系统、排水系统、消防系统、照明等由业主负责。

二、工艺概述

      2.1 工艺流程：预处理（盘式过滤+超滤装置）+二级反渗透+EDI超纯水设备+PMB工艺。

      2.2 本水处理设备系统是由预处理（吸吮式网式过滤+超滤装置）系统、反渗透设备系统、EDI电除盐系统和抛光混床为核心工艺，预处理系统主要用于去除原水中的悬浮物、胶体硅、有机物、余氯以及含有的杂质，防止原水污染反渗透膜；二级反渗透部分是主要的除盐装置，去除原水中大部分的溶解固形物、胶体硅及有机物，使预脱盐系统的产水满足EDI的进水要求；EDI连续电除盐设备针对反渗透的产水进一步进行脱盐处理，使水的离子去除率达到一个新的水平，同时，末端设置抛光混床确保产水电阻率达到18 MΩ•cm以上，产水经过0.1um的精密过滤器，保证出水的物化指标和生化指标达到客户的用水要求。

      2.3 特殊说明：使用的自来水随季节有明显的变化，根据我司经验，此时的硬度，SO42-，甚至钡、锶离子的浓度都会相对变的很高，而反渗透系统的回收率主要与膜的数量，串联膜的最大数目，总系统的产水量，进水含盐量、PH有密切的关系，一味的提高回收率，非常容易导致膜浓水侧表面的浓差极化，特别是在枯水时期，对膜是非常严重的损坏，同时过高的回收率，会导致浓水量的减少，非常容易引起膜浓水侧的结垢，即使是提高浓水量，通过回流的方式提高整体回收率，但浓水侧在75%的回收率的情况下，含盐量是原水的4倍，大量的离子已经超过结垢沉积浓度，在特殊时期，根据实际情况调节合适的回收率，特别应注意的一点是，特殊时期，应根据进水状况确定各部件设备的详细操作参数。

      2.4 系统内工艺管道因处理工序的不同而采用了不同等级管道材料，其中超滤系统、反渗透系统的低压管路部分到EDI装置进水均采用UPVC管路，EDI装置产水到抛光混床及供水管路均采用CL-PVC管路，反渗透高压管路则采用承压好的不锈钢管。管道材料的分级采用在满足工艺系统要求的情况下，兼顾了系统的经济性、合理性，一定程度上降低了系统造价，节约投资。

      2.5 系统内所有的水泵在不同处理阶段，采用不同等级的不锈钢材质。在超滤系统、反渗透设备系统和EDI系统，选用304SS材质的水泵，而在化学清洗装置及精处理部分选用的水泵均采用316、工艺说明与设备规范

三、超纯水系统的设计和操作参数

      3.1 晨兴环保原水进水水质：市政自来水，如有特殊物质含量超标，需增加相关设备

      3.2 操作压力：

      3.2.1 预处理部分操作压力值：0.3～0.5Mpa

      3.2.2 反渗透操作压力值：1.0~1.65Mpa

      3.2.3 EDI操作压力：0.4~0.6Mpa

      3.3 系统水的回收率

      3.3.1 设计值： ~75%/85%

四、设计依据

      4.1 原水水源：根据使用自来水的水质标准，若由于其他原因超出自来水标准而含有反渗透不允许的含有物，则该设计应做相应调整。

      4.2 供货界限：系统设备从压力来水到终端精密过滤器出水口至用水点，甲方将动力电源送至系统设备上。甲方以单独供电的形式将电源输送连接至水站主控柜，设备的吊装有客户负责，我司全力协助完成；

      4.3 施工条件：施工场地及纯水房全部完工，施工用水、用电已接入施工现场，另外，来水距离设备安装地不得超过壹米，动力电源距离设备安装地不超过壹米。

五、工艺说明

      5.1 原水箱

      5.1.1 起到缓冲和调节水量的作用，保证原水泵的安全稳定运行，及通过液位控制系统达到与水泵连锁控制的目的。原水箱的进水采用自动阀控制，根据原水箱液位自动进水，同时设置手动旁路，确保供水的正常，以保证系统的安全稳定运行。该水箱的有效容积满足预处理设备的反洗水量。

      5.1.2 利用水池液位对相关水泵及自动阀门进行连续指示和高、低液位报警及其实施相应的联锁。

      5.1.3 原水箱的进水管上分别设置手动蝶阀、气动关断阀、气动关断阀由液位控制。

      5.2 原水泵

      5.2.1 系统配置2台立式不锈钢原水泵，1用1备，确保系统的安全稳定运行，为预处理设备提供必须的动力。

      5.2.2 原水泵提供给盘滤及超滤的动力输送，为有效保护超滤系统免受水锤冲击的影响，同时运行过程中节省电消耗。全部运行状态由PLC进行自动控制。

      5.2.3 原水泵控制说明控制参数：①原水箱水位；②原水水箱至超滤水箱间设备的保护性信号。

      5.2.4 控制逻辑：原水泵的开启和关闭受控于：原水箱水位、超滤水箱水位和原水水箱至超滤水箱间设备的保护性信号。仅当满足：①原水箱水位高于保护性水位；②超滤水箱水位处于上升阶段；③没有发生原水水箱至超滤水箱间设备的保护性信号，此三个条件时原水泵方可启动。

      5.3 加药系统

      5.3.1 晨兴环保加絮凝剂系统：原水中的胶体粒子和细微悬浮物粒径较小，由于布朗运动、水合作用，尤其是微粒间的静电斥力等原因，胶体和细微悬浮物能在水中长期保持悬浮状态，静而不沉。该设备向水中投加化学电解质，破坏胶体和悬浮物的稳定性，使水中胶体脱稳，原水中微生物、胶体及有机物在电荷作用下，互相聚集至大颗粒絮凝体，很快沉淀下来，快速形成沉淀，较容易被过滤器去除，从而达到净化水质的目的。一般情况下加反渗透系统专用的HW-ST絮凝剂，一般加药量为0.5～1ppm。

      5.3.2 加阻垢剂系统：为了防止RO浓水端，特别是压力容器最后一根膜元件的浓水侧出现难溶性盐类[Mg（OH）2、CaCO3、CaSO4等]结晶析出，浓水朗格里尔指数LSI＞1.8，在膜表面形成垢层，从而损坏膜元件的应有性能，故在系统中设置加阻垢剂系统。

      5.3.3 还原剂加药系统：还原剂NaHSO3(亚硫酸氢钠)的作用是还原水中存在的余氯。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，必须投加适量的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。具体的加药量根据ORP仪的反馈值自动校正。

      5.3.4 PH调节系统：原水中含有大量的CO2，CO2溶解在产水里严重的影响的产水电导率，而反渗透对CO2的脱除率几乎为零，为了使反渗透产水中的CO2含量尽量低，即提高产水质量，防止泄露的CO2导致后期EDI、离子交换器及抛光树脂失效的过快，影响产水水质，并考虑到过高的PH值会导致结垢的产生，因此选择合适的PH调节范围，使水中的CO2转化成为HCO3-和CO32-以便被反渗透脱除，PH增高同时也会使反渗透膜的脱盐率升高，因此，增加PH值调节系统，根据水质，调节加药量，使PH在合适的一个范围内加药调节，确保反渗透系统的正常运行。

      5.3.5 以上药剂在使用过程或更换品牌药剂的过程中，要注意与膜表面电荷性的匹配，常规反渗透膜表面带负电荷，因此在选择药剂时，不能选择带正电荷的药剂，并且药剂的兼容性要好，不能产生任何反应，混合使用效果要良好。

      5.3.6 系统由计量箱、计量泵、管道连接及加药装置组成。

      5.4 换热器：根据贵司所处的地理位置的水温变化情况，由于水温对反渗透产水量影响非常大，温度每降低1℃，反渗透的产水量就减少大约3%，相比于设计温度25℃，温度变化很大，在相同的进水压力下反渗透装置在进水水温下降时，其产水量相对减少，要获得相同的产水量就需要相当高的进水压力，泵的出水扬程也就需要很高，能耗上也不经济，因此当水温降低到一定的时候，为了保证反渗透系统产水量达到设计要求，设置板式换热器，通过热交换器给反渗透的进水加热到25℃左右，使反渗透在一般的操作压力下便能满足产水量的需求，降低能耗,也降低了运行成本。换热器的过流材质为304SS不锈钢材质，热源为热水或蒸汽；进热水管应设电磁阀，手动排放阀，并设就地温度表、压力表；换热器为自动控制，设置自动温控装置，包括温度变送器和气动调节阀。换热器为国内知名品牌。其中换热器在温度较低时使用，天气温度升高时，换热器可以停止使用。

      5.5 吸吮式网式过滤器：本方案选用AMIAD吸吮式网式过滤器，AMIAD吸吮式网式过滤器具有如下的技术特点： 

      5.5.1 阿米亚德（Amiad）自动过滤器的滤网是唯一采用国际先进技术制成的全不锈钢、多层、高强度、高精度滤网，正常使用滤网寿命可达10年以上。而其它一些过滤器的滤网是用PVC管钻孔再粘上一层编织滤网做成的，强度低、易破损。

      5.5.2 是目前唯一的在2.5Mpa的压力下能可靠工作的过滤器。

      5.5.3 有效过滤面积大，过滤器体积小。同样过滤水量体积比其它过滤器小1-2倍。

      5.5.4 阿米亚德（Amiad）自动过滤器采用PLC控制，实现高性能，高可靠控制。可实现中央控制室远程控制，实现无人值守。

      5.5.5 自动记录清洗次数，反映水质的实时变化。便于操作人员和管理人员及时了解水质变化。

      5.5.6 采用动力式反清洗，附着力强的杂质清除彻底，清洗机构是唯一采用特制全不锈钢316L制成的，经久耐用。克服了其它反冲洗过滤器对附着力强的杂质清除不了的缺陷。

      5.5.7 耐腐蚀性和耐候性，绝无仅有。机体特殊工艺处理。环氧树脂涂层厚度达200-220微米，使用8-10年后仍光泽鲜亮，不褪色。是唯一能达到上述性能的产品。

      5.5.8 高可靠、免维护。

      5.5.9 寿命长。

      5.5.10 性能价格比高.是世界公认的性能价格比最高的过滤器产品。

      5.6 AMIAD过滤器的工作原理

      5.6.1 全自动吸吮式过滤器可以以任何角度直接安装在管道上。

      5.6.2 过滤器通过不锈钢滤网进行过滤。

      5.6.3 全自动过滤系统通过一个控制箱控制马达运转及过滤器清洗的全过程。

      5.6.4 晨兴环保细过滤自动清洗步骤主要按照压差来进行。

      5.6.5 在压差达到0.5bar时将会引起一个清洗循环。

      5.6.6 提供一个可调的时间控制器允许清洗循环可按照时间进行清洗。

      5.6.7 整个清洗过程需35~40秒左右。

      5.6.8 控制系统具有定时、压差、手动清洗功能及报警输出，可与计算机控制系统相联。

      5.7 AMIAD全自动吸吮式过滤器技术参数

      5.7.1 工作压力：0.2～1.0MPa

      5.7.2 清洗时间:：35秒可调

      5.7.3 系统压损：0.001～0.08MPa

      5.7.4 工作温度：4～80℃

      5.7.5 清洗水用量： 64 升

      5.7.6  过滤精度：50微米

      5.8 AMIAD 全自动吸吮式过滤器安装说明

      5.8.1 电源：220V、50HZ。进水管道与设备系统法兰联接；

      5.8.2 控制箱为专用定型产品，墙挂式；

      5.8.3 进水、出水管应加装手动阀门，同时配备旁通阀、止回阀；

      5.8.4 设备可以安装在管道上。

六、超滤装置

      6.1 概述

      6.1.1 本系统预处理采用了先进的超滤过滤技术。这是因为随着超滤膜制造技术的提高和应用工艺的不断完善，其性能可靠性高、抗污染能力强、透水性大、占地面积小、操作简便、出水水质优异且恒定、使用寿命长等优点，使超滤膜在水处理预处理领域应用的范围逐渐得到推广。