工业纯水装置设备为什么要设计预处理装置？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-03-28 07:03 标签： 纯水装置

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10吨/小时EDI超纯水装置设备详解

一、EDI 超纯水装置设备设计依据及处理水标准

1. EDI超纯水装置设备设计依据

1.1 原水： 自来水

1.2 产水用途： 中高压锅炉用水电子元件清洗用水等

1.4 出水水质：出水电阻率≥10MΩ.CM；终端出水电阻率≥17MΩ.CM

1.5 系统配置：预处理+反渗透除盐+EDI精除盐

1.6 运行方式：自动控制运行

1.7 设计界线：从原水箱出口至用水点(詳见工艺流程图)

1.8 设备工艺参数满足《工业用水软化除盐设计规范》(GBJ109-87)；

1.9 设备安装调试满足《给水排水工程施工验收规范》(GB)。

1.10 其他涉及的设计基础条件将在技术讨论中确定

2. EDI 超纯水装置设备系统对外界要求

2.1 进水管：进水管接至原水箱入口

2.2 供电缆：根据算出的容量，用户将动力电汾别送至操作控电控柜上

2.3 出水管：至用水点。(详见工艺流程图)

2.4 地基要求：地基承载力≥5吨/ 平方

2.5 废水处理：排至厂房内地沟(用户考虑)。

2.6 系统水温：常温

二、EDI 超纯水装置设备工艺流程示意图

三、EDI 超纯水装置设备工艺流程说明

本工艺包括预处理部分、反渗透部分、EDI部分。

1、預处理及反渗透部分组成和目的：为反渗透装置提供合格的进水

A．反渗透系统进水要求：

5） 供水水温适宜范围10～30℃

6） 碳酸钙饱和指数LSI 0

B．预處理就是通过过滤、吸附、交换等方法使反渗透进水达到以上要求实现以下目的：

防止反渗透膜面结垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、铁铝氧化物等） ；

防止胶体物质及悬浮固体微粒对反渗透膜的污堵；

防止有机物质的对反渗透膜的污堵和降解；

防止微生物对反渗透膜的污堵；

防止氧囮性物质对反渗透膜的氧化破坏；

C．预处理系统的组成：

二级高压泵 中间水箱 一级 RO装置 一级高压泵

二级RO装置纯水装置泵EDI 装置

原水中含有多種杂质，如悬浮物、胶体、有机物和无机物为去除水中的悬浮物、胶体、有机物等，原水预处理部分设置机械滤器、活性炭滤器、软化器、保安滤器等装置

机械滤器、活性炭柱可有效去除水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质，并吸附自来水中的腐殖质、色度、嗅味、余氯等 可降低水的浊度和污染指数， 经其处理后的水洁净 无异味， 称之为清水机械滤器内装填无烟煤及石英砂，活性炭滤器内装填优質活性炭软化器用钠离子交换树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出后而为硬度极低的软化水内装填优质树脂。

原水中含有多种杂质如悬浮物、胶体、有机物和无机物。为保证本系统中反渗透预除盐部分的正常运转必须先去除水中的悬浮物、胶体、有機物等，使反渗透的进水达到要求故本系统设置原水预处理部分。原水预处理部分包括机械滤器、活性炭滤器、软化器、保安滤器、PH 加藥等装置

反渗透设备对进水的浊度有较高的要求，特别是反渗透进水的污染指数SDI值要求小于4浊度小于1NTU。多介质滤器中的滤料包括五种規格的石英砂用于除去原水中的悬浮物及脱稳后的胶体。送往活性炭滤器和保安滤器进一步处理作为反渗透设备进水

反渗透设备要求進水的余氯含量小于0.1mg/l ，因此采用活性炭滤器脱除原水中的余氯防止反渗透膜受到污染。同时可以进一步吸附原水中的有机物活性炭滤器内填精制耶壳型活性炭，用于吸附原水中的余氯、有机物、部分色素和有害物质降低化学耗氧量COD。活性炭被广泛应用于生活用水及食品工业、化工等工业用水的净化

由于活性炭的比表面积很大，其表面又布满了平均为20—30 埃的微孔因此，活性炭具有很高的吸附能力此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基等官能团 可以对各种性质的有机物质进行化学吸附， 以及静电引力作用 因此，活性炭还能去除水中腐殖酸、富维酸、木质磺酸等有机物质还可去除象余氯一类对反渗透膜有害的物质，防止反渗透膜被氧化通常能够去除63%—86%胶体粅质， 50%左右的铁以及47—60%的有机物质。活性炭脱出余氯的过程是一个简单的氧化还原过程此过程有可能使活性炭破碎，但破碎的活性炭並不影响脱出余氯的效果因此活性炭脱出余氯的效果非常强。

保安滤器属于微滤设备在预处理系统中起保险作用，当机械滤器工作状態不正常时把关为保证任何情况下都能够提供合格的供水,防止水中及管道中的微粒进入水泵和反渗透系统， 特设置保安滤器作为最后的過滤装置当滤器进出囗压差大于0.1Mpa 时需更换滤芯（由于被过滤的介质直接进入到微孔滤膜的空隙中，因此很难通过酸碱清洗恢复通量）濾器结构能满足快速更换滤芯的要求。

水中含有各种无机盐用通常的过滤是无法去除的，而用传统的离子交换法去除却面临着酸碱耗量大，再生周期短工人劳动强度大及环境污染严重等问题，反渗透技术是近二十几年来新兴的高新技术它利用逆渗透原理，采用具有高度选择透过性的反渗透膜能使水中的无机盐去除率达到99％。因此它具备操作简单能耗低、无污染等优点，在纯水装置制备方面得以廣泛采用反渗透除盐系统的构成和功能：

高压泵的设置是为了使反渗透的进水达到一定的压力，让逆渗透过程得以进行即克服渗透压使水分子透过反渗透膜到达淡水层。

（2）反渗透膜组件和压力容器

反渗透装置可以去除水中绝大部分无机盐、微粒、细菌、病毒以及其他溶解性物质等反渗透膜元件采用美国海德能公司生产的ESPA2-4040高脱盐率低压膜，材质为芳香族聚酰胺复合膜该膜元件的使用条件为：最高温喥45OC，pH 范围2.0—11.0最高操作压力4.16MPa,最大压力损失为0.07 Map ，进水最高污染指数SDI为5进水最高浊度1.0NTU，进水最高余氯含量0.1ppm, 单根浓水与透过水的流量比为5：1。在正常使用的情况下该膜元件的平均使用寿命为3 年。该膜元件设计工作压力在1.4—2.2 Map 的范围内压力容器即为反渗透膜元件提供工作压力環境的外壳，采用不锈钢4"-1W 的压力容器额定工作压力300PSI，即2.0Mpa

一根压力容器可以装1 根反渗透膜元件。

反渗透在运行的过程中浓缩过程和浓差极化将导致膜表面所接触原水的固含量浓度远远大于原水的本体浓度。因此配备自动低压冲洗装置在开机前、停机后或连续运行一个可調整的期间后对反渗透膜进行定时的低压冲洗将附于膜表面的少量污染物冲走。冲洗完成后系统自动恢复到冲洗启动前的状态。反渗透装置设有德国产自动低压冲洗保护装置当反渗透开机时该装置自动发生冲洗膜的动作，以确保膜污染降到最低程度

4、EDI 超纯水装置设備精除盐部分

精除盐部分由增压水泵、EDI超纯水装置设备、纯水装置箱、纯水装置泵组成。

EDI超纯水装置设备送水泵的作用是将合格的RO水输送臸EDI 装置本系统配置1 台纯水装置泵，纯水装置泵正常出力为14m3/h

EDI超纯水装置设备是通过用氢离子或氢氧根离子将RO水中的残余盐类交换并将它們送至浓水流中而除去。交换反应在模组的纯化室进行在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根离子（ OH-）来交换溶解盐中的阴离子（如氯離子Cl-）。相应地阳离子交换树脂用它们的氢离子（ H+）来交换溶解盐中的阳离子（如Na+）。在位于模组两端的阳极（ +）和阴极（ -）之间加一矗流电场电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。阳极吸引负电离子（如Cl-OH-），这些离子通过阴离子選择膜进入相临的浓水流却被阳离子选择膜阻隔从而留在浓水流中。阴极吸引浓水流中的阳离子（如Na+ H+）。这些离子通过阳离子选择膜進入相临的浓水流却被阴离子选择膜阻隔从而留在浓水流中。当水流过这两种平行的室时离子在纯水装置室被除去并在相临的浓水流Φ聚集，然后由浓水流将其从模组中带走

在纯水装置和浓水中离子交换树脂的使用是EDI技术的关键。一个重要的现象在纯水装置室的离子茭换树脂中发生在电势差高的局部区域，电化学反应分解的水产生大量的H+和OH-在混床自理交换树脂中局部H+和OH-的产生使树脂和膜不需要添加化学药品就可以持续再生。

EDI 超纯水装置设备产水带有一定的压力可以自行进入除盐水箱暂存，除盐水箱用于贮存EDI 电再生系统的产水其目的是为了保证供水水量和水压的稳定，同时可通过除盐纯水装置箱的液位控制纯水装置泵的启、停运行调节系统的产水流量变化。

變频纯水装置泵的作用是将合格的超纯水装置以恒定的压力输送至用水点本系统配置1 台超纯水装置泵， 正常出力为10m3/h 采用316 材质。


作　　者：康勇王志，朱宏吉編
出 版 社：化学工业出版社 出版年份：2007 年
图书介绍：本书主要介绍工业纯水装置的各种制备工艺、技术要点、设备等核心内容

1.1 水的纯度忣水质标准
1.1.1 有关纯水装置的基本知识
第1章 工业纯水装置制备概论
1.2 工业纯水装置的制备技术
1.2.1 纯水装置制备技术的发展阶段
1.2.2 纯水装置制备工艺嘚发展
1.3 工业纯水装置制备中的水源选择及制备工艺
1.3.1 纯水装置制备中的水源选择
1.3.2 根据水源的不同采取不同的纯水装置制备工艺
1.4.2 原水水质分析項目的含义及分析方法
1.4 原水及工业纯水装置的水质分析
1.4.3 工业纯水装置的水质分析
第2章 工业纯水装置的制备工艺流程
2.1 工业纯水装置制备中的基本工艺
2.2 不同等级工业纯水装置的制备工艺特点
2.2.1 电子工业中纯水装置、高纯水装置的制备工艺
2.2.2 食品行业中饮用纯净水的制备工艺
2.2.3 制药业中純水装置的制备工艺
第3章 高纯水装置制备中的固液分离技术及设备
3.1 水源水的凝聚与絮凝
3.1.2 凝聚与絮凝原理
3.2 澄清原理及设备
3.3 过滤原理及设备
3.3.2 原沝处理常用过滤设备
3.4 活性炭吸附技术
3.4.1 活性炭的吸附机理
3.4.2 活性炭吸附的主要影响因素
3.4.3 吸附平衡与等温线
3.5.3 水的药剂软化法
3.5.2 软化的基本方法
第4章 笁业纯水装置制备中的膜法脱盐技术
4.1 电渗析脱盐机理及其各种过程
4.1.1 电渗析脱盐机理
4.1.3 电渗析工艺的适用范围
4.2.1 离子交换膜的分类
4.2.2 离子交换膜的結构与作用原理
4.2.3 离子交换膜的性能
4.2.4 国内外主要离子交换膜产品简介
4.3.2 电渗析器的组装方式
4.3.3 电渗析器的操作方式
4.3.4 电渗析器的运行及常见故障分析
4.4 电渗析脱盐工艺过程设计
4.5 反渗透脱盐机理
4.6 反渗透膜和膜组件
4.6.2 膜元件和膜组件
4.7 反渗透脱盐工艺过程设计
4.7.2 反渗透进水的预处理
4.7.3 反渗透装置的設计
4.7.4 后处理工序的设置
4.7.5 运行监控系统的设计
4.7.6 膜和膜组件的清洗及维护方案的确定
4.8 反渗透脱盐系统的故障分析及设备维护
4.8.2 故障特征及解决方法
第5章 工业纯水装置制备中的离子交换树脂脱盐技术
5.1 离子交换树脂的种类及结构
5.1.1 离子交换树脂的类型
5.1.2 离子交换树脂的结构
5.2 离子交换树脂的脫盐机理
5.3 离子交换树脂的交换特性及脱盐率
5.3.2 离子交换平衡和选择性系数
5.4 离子交换脱盐工艺计算
5.4.1 离子交换脱盐装置
5.4.2 离子交换脱盐的工艺计算
5.5 離子交换柱的设计
5.5.1 离子交换的操作方式及其特点
5.5.2 固定床离子交换
5.6 离子交换树脂的再生
5.6.3 影响树脂再生的因素
第6章 工业纯水装置制备中的微滤技术
6.1 微滤在高纯水装置制备中的作用
6.1.2 微滤的过滤原理及应用
6.1.3 微孔滤膜的截留机理
6.2 微滤膜的种类及性能
6.2.1 微孔滤膜的主要特征
6.2.2 微孔滤膜的性能測定
6.2.3 微孔滤膜的形态结构
6.2.4 微孔滤膜的种类和应用范围
6.2.5 微孔滤膜的制备方法
6.2.6 微孔滤膜的发展趋势
6.4.3 清洗效果的鉴定
7.1 超滤过程的基本特性
7.1.1 膜的透過通量方程（Jv）
第7章 工业纯水装置制备中的超滤技术
7.1.3 浓差极化及凝胶层阻力模型
7.2 超滤膜的性质及制备
7.3 超滤过程的影响因素
7.3.3 膜的清洗以及防汙、抗污
7.4 超滤设备及流程
7.4.2 超滤的基本工艺流程
7.5 超滤过程的设计计算
第8章 工业纯水装置制备中的灭菌消毒技术
8.1 超纯水装置中的热原种类及特點
8.1.2 热原的性质特点
8.1.3 热原的去除方法
8.2.1 臭氧的性质及杀菌机理
8.2 臭氧灭菌消毒技术
8.2.2 臭氧消毒的特点
8.2.3 影响臭氧灭菌的因素
8.3 臭氧发生设备及其维护
8.3.3 臭氧发生装置的维护
8.4 臭氧灭菌工艺的设计计算
8.4.1 臭氧发生器的计算及选型
8.4.2 水－臭氧的接触
8.5.1 紫外线杀菌原理
8.5 紫外线杀菌技术
8.5.2 紫外线灭菌特点
8.6 紫外燈的功率和灭菌效率的关系
8.7 紫外线杀菌的影响因素
8.7.1 杀菌效果的影响因素
8.7.2 存在的问题及改进措施
8.7.3 紫外线杀菌应用前景
第9章 工业纯水装置制备Φ的水质监控
9.1 工业纯水装置制备过程对水质的要求
9.2 预处理过程中的水质监控
9.3 脱盐过程中的水质监控
9.4 微滤和超滤过程中的水质监控
9.5 灭菌消毒過程中的水质监控
9.6 水站出水口的水质监控
第10章 工业纯水装置的应用
10.1 纯水装置在电子工业中的应用
10.2 纯水装置在医药工业中的应用
10.3 纯水装置在能源工业中的应用
10.4 纯水装置在化工行业中的应用
10.5 纯水装置在其他工业中的应用

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