医药化工业双级反渗透纯水系统工程案例
一、 设计方案
1、引用国家标准
《生活饮用水卫生规范》 2001/09/01
《给水排水设计规范》 GBJ15-88
《反渗透水处理设备标准》 CJ/T119-2000
《超滤水处理设备》 CJ/T170-2002
《水处理设备制造技术条件》 JB2932-1986
《实验室用水国家标准》 GB6682-92
《瓶装饮用纯净水卫生标准》 GB17324-1998
《电子级水国家标准》 GB/T11446.6-1997
《电子级水测试方法》 GB/T11446.3-1997
《低压锅炉水质标准》 GB 1576—79
《GMP认证制药用水要求》
《药品生产质量管理规范》
《中华人民共和国药典2000年版对制药用水的要求》
2、系统特点
该系统由单片机（PLC）控制，一切动作均在预设程序下自动进行，具备全自动功能（自动制水、自动冲洗、源水缺水/水箱满水自动停机）。
系统结构布置紧凑，占地面积小，有效节约空间。
系统能耗低，有效节约能源。
耗材寿命长，制水成本低廉。
系统运行可靠，供水管路封闭，出水水质稳定。
3 、工艺流程
根据贵单位原水的水质指标，该原水无法满足贵单位用水需求。必须对该原水进行脱盐处理。本项目推荐选用先进、成熟、出水水质稳定、系统运行稳定的反渗透脱盐装置作为系统的主脱盐设备；系统运行费用低、易于实现自动化。反渗透水处理系统具有很好的经济性。
为保证关键设备反渗透装置的长期可靠稳定运行，则必须设置预处理系统，满足反渗透膜（RO）进水指标：浊度<0.5NTU、SDI<4、余氯<0.1ppm。根据原水水质，预处理系统由多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器、加药系统及相关辅助设备组成。
4、工艺说明
4.1、原水箱
原水首先流入原水箱。原水箱对原水的供给起到缓冲作用，协调原水的供给量与原水泵的输入量。当原水的供应量超过原水泵的输水量时，原水箱水满，通过原水箱的液位控制使用原水供给停止。当原水供应量小于原水泵的输水量时，原水箱空，原水泵停止运行，起到保护原水泵的作用。
4.2、原水泵
本系统配置的卧式CHL水泵用于对原水加压，为预处理系统提供动力源，该泵单台流量1m3/h，扬程34m，功率0.55kw，材质为不锈钢。该泵具有体积小，高效率，低噪音等特点。
4.3、多介质过滤器
本系统是对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除，同时对原水中的浊度、色度起到降低作用，它可滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。
多介质过滤是一种先进的微絮凝过滤方式，本公司提供的多介质过滤器含有材质各异的多层过滤介质，完全能滤除不溶于水中的杂质，保证SDI值不大于4，是后级RO的强有力保护屏。能更好的去除水中的悬浮物或非溶解性粒子（氧化物、浊度、颗粒物等），具有低成本，操作维护、管理方便等特点，特别是在降低原水中的浊度、污染指数等方面具有很好的效果。
该系统设置一台玻璃钢多介质过滤器，规格为1054，过滤器内填精制的具有良好的级配石英砂和无烟煤，滤层高度一般≥1000mm，在正常工作情况时，正常流速8-15m/h，总产水量为1.5m3/hr。
多介质过滤器反洗周期时间为3-4天。反洗以压力参数设备来控制反冲洗周期，当进出水母管上的压力差达到0.7kg/cm2时即停止运行进行反冲洗，通过PLC可编程控制器进行滤器顺序定时反洗、正洗工艺过程。反洗水强度使滤层膨胀15-25%。反洗强度为18-20升/秒·米2，反洗水可以用反渗透的浓水。
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4.4、活性炭过滤器
活性炭工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。
去色：可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度。
脱氯：可去除因余氯所造成的嗅味。
去除有机物：可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及BOD与COD等。
去除有机氯：可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂（如氯气）所产的THMS等“三致”物质。有分析表明，自来水中“三致物质THMS占去大半，有效的去除对于提高水质量十分关键。
去除氨氮和亚硝酸盐：活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。
去除剩余氯或氧化剂：保护超滤、反渗透的滤膜。
另外，它还可以除臭，去除水中的微量重金属离子（如汞、铬等离子），合成洗涤剂及放射性物质等。
为保证系统设备稳定运行、出水水质及出水流量、故障排除、反洗等稳定因素，该系统配置一台玻璃钢活性炭过滤器，规格为1054过滤器内填精制果壳型活性炭，在正常工作情况时，正常流速10-15m/h，滤层高度一般为≥1000mm，总产水量为1.5m3/hr。
4.5、软水器
全自动软水器采用美国Fleck程序控制阀自动控制，控制器工位由运行、反洗、再生、慢洗、快洗、盐箱注水六步组成，功位的转换由自动控制阀发出指令信号给驱动马达，马达转动带动多功能阀阀芯转动，改变进出水的流向，从而实现自动控制。再生盐液靠水射器负压吸入、无须设置盐泵，日常维护只需往盐箱内加盐即可。软化器的作用是去除水中的Ca2+、Mg2+以防止CaCO3及CaSO4等在膜的浓水侧沉积，形成水垢、堵塞膜的浓水通道，影响反渗透的产水量和产水水质。滤料选用优质苯乙烯系001×7强酸性阳离子交换树脂，当水中的Ca2+ 、Mg2+流过树脂层时，Ca2+ 、Mg2+被吸附并置换，反应方程式：
2RNa + Ca2+ → R2Ca + 2Na+
树脂的吸附交换容量是一定的，当树脂饱和以后需要用工业盐将树脂上的Ca2+ 、Mg2+置换出来，使其从新具有吸附能力，这个过程叫再生，反应方程式：
R2Ca + 2Na+ → 2RNa + Ca2+
再生出来Ca2+ 、Mg2+废液经冲洗排掉。软水器出水可达到《低压锅炉进水水质标准》中硬度≤0.03 mmol/L（1.5mg/L）的要求，出水可采用EDTA滴定法测试其硬度。
4.6、保安过滤器
经过前面的石英过滤器、活性炭过滤器及软化器之后，原水中大颗粒悬浮物已基本被除去，而一些小颗粒悬浮物则没有被除去。在这里，再进行一次微滤，去除5μm以上的悬浮物，以保护RO膜不被堵塞。同时，一些活性炭细沫也被截留在反渗透系统之外。保安装过滤器进出口设压力指示表，当压差增大到设定值时更换滤芯。
4.7、高压泵
高压泵的反渗透设备的主要动力设备，高压泵应设置高过热保护，泵前后分别设置低、高压保护开关。当高压泵进水压力低于设定值后，高压泵停运，以保护高压泵，当高压泵出口压力高于设定值后，高压泵停运，以保护反渗透膜。
4.8、反渗透装置
反渗透技术是美国在二十世纪六十代研制成功的，最初用于美国宇航技术，以解决宇航员在太空循环用水问题，后逐渐转为民用，因其高效率、低能耗能、无污染等独特优势，已成为当前海水淡化、纯水制备等行业之首选技术，我们熟悉的瓶（桶）装纯净水几乎都是利用反渗透系统制取的。
RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，其孔径小至纳米级（1纳米=10-9米 ），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压，除水分子可以透过RO膜外，水中的其它物质（矿物质、有机物、微生物等）几乎都被拒于膜外，无法透过RO膜而被高压浓水冲走。
反渗透装置是该项目预脱盐的心脏部分，经反渗透处理的水，能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物等。设计的合理与否直接关系到项目的投资费用，整个系统运行经济效益，使用寿命，操作可靠简便性。反渗透膜均采用世界上最先进的超低压复合膜，单根脱盐率达99.8%。当系统设计温度为25℃时，考虑到原水水质变化以及膜的使用寿命等因素，本系统采用聚酰胺复合RO膜，安装在不锈钢压力容器内。回收率：50-70%，脱盐率：99.5%。
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