2.1 原水预处理系统

供水中含有多种杂质，如悬浮物、胶体、有机物和无机盐等，为保证本系统中反渗透预除盐部分的正常运转，则必须先去除水中的悬浮物、胶体、有机物等，使反渗透的进水达到要求，故本系统设置原水预处理系统。原水预处理系统包括原水箱、原水泵、多介质过器、活性炭过滤器、软化过滤等。

2.1.1原水水箱

原水箱用于贮存进入本系统的原水,其目的是为了防止进水压力波动影响系统运行。

采用调节时间1h，容积为5.0m³，选用pe水箱一只，配有浮球阀一套。

2.1.2 原水泵

为预处理系统提供稳定的压力和水量。

2.1.3 多介质过滤器

    管网水中常含有悬浮物、腐殖质、淀粉、纤维素以及菌、藻等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，通过砂滤和炭滤预过滤除去这些颗粒。在砂滤中所用的滤料多采用大颗粒石英砂，通过多介质过滤器过滤后，使原水的sdi₁₅值可以达到进水条件即sdi₁₅

石英砂过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英沙，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。

滤料的依据：

   (1)必须有足够的机械强度，以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎；

(2)化学稳定性要好；

(3)不含有对人体健康有害及有毒物质，不含有对生产有害、影响生产的物质；

(4)滤料的选择，应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。

在滤料中，卵石主要是起支撑作用，在过滤工艺过程中，因其强度高，相互之间的间距缝隙稳定，孔隙大，便于正洗工序中，滤后水顺利通过；同样，反洗工序中，反洗水和反洗空气等能顺利通过。

2.1.4 活性碳过滤器

在系统中，活性炭过滤器主要具有两个处理功能：①吸附水中的部分有机物，吸附率约为60%左右；②吸附水中残余余氯离子，因为对于粒度在1~2nm左右的无机胶体、有机胶体、深解性有机高分子杂质和残余氯离子，通过机械过滤器是难以去除的。

工作原理

活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度。活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。

活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意:过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺2~3厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用2~3个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。

活性炭过滤器压力容器是一种内装填粗石英砂垫层及优质活性炭的压力容器。在活性炭颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。

活性炭过滤器是我们吸取了广大用户的建议后设计制造出来的，它改变了原来的进水和排污方向，使得净水效果更好，更受广大用户欢迎。 本产品是生活饮用水及食品用水等水处理的必要一道设备。浊度<5毫米/升的清水通过该设备处理后，能得到清澈透明，干醇可口，无毒，无菌，无异味，可直接生饮的净水。净化水符合国家饮用水水质标准。

该设备能去除清水中的异色，异味和汞，铅，镉，锌，铁，锰，铬等重金属物质，还可去除清水中的砷，氢化物，硫化物，余氯等高分子化合物及锶，镭等放射性物质，去除和杀死水中的细菌和大肠杆菌以及其它致癌物质。是生活饮水，食品，饮料，制药，化学等工业净化水的理想给水设备。活性炭过滤器结构简单，操作维修方便。适用与水质要求较高的食品,饮料,化工等企事业单位，还应用于饭店，宾馆，部队，车站，码头。作为工业用水和生活用水的给水设备。

活性炭过滤器的作用主要是去除大分子有机物、铁氧化物、余氯。这是因为有机物、余氯、铁氧化物易使离子交换树脂中毒，而余氯、阳离子表面活性剂等不但会使树脂中毒，还会破坏膜结构，使反渗透膜失效。

活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。

2.1.5软化过滤

软化水定义：

　  软化水设备，顾名思义即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子，软化水设备在软化水的过程中，不能降低水中的总含盐量。

二、软化水设备的工作原理  由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的ca2+、mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内ca2+、mg2+的增加，树脂去除ca2+、mg2+的效能逐渐降低。

　　当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

　　由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分ca2+、mg2+与树脂中的na+相交换，从而吸附水中的ca2+、mg2+，使水得到软化。如以rna代表钠型树脂，其交换过程如下：

　　2rna + ca2+ = r2ca + 2na+

　　2rna + mg2+ = r2mg + 2na+

　　即水通过钠离子交换器后，水中的ca+、mg+被置换成na+。

一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

2.1.6保安过滤器

过滤器的作用是截留原水带来的大于5µm的颗粒,保证水质，过滤器的滤芯为可更换溶喷棉滤芯，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.07-0.1mpa）时，应当更换滤芯。

概述

精密过滤装置(也称作保安过滤器)大都采用不锈钢做外壳，内部装过滤滤芯(例如pp棉)，主要用在多介质预处理过滤之后，反渗透、超滤等膜过滤设备之前。用来滤除经多介质过滤后的细小物质(例如微小的石英沙，活性炭颗粒等)，以确保水质过滤精度及保护膜过滤元件不受大颗粒物质的损坏。精密过滤装置内装的过滤滤芯精度等级可分为0.5μs,1μs,5μs,10μs等，根据不同的使用场合选用不同的过滤精度，以保证后出水精度及保证后级用水的安全。

采用pp棉、尼龙、熔喷等不同材质作滤芯，去除水中的微小悬浮物，细菌及其它杂质等，使原水水质达到反渗透膜的进水要求。

工艺原理

精密过滤器， 其工作原理是利用pp滤芯5μm的孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。随着制水时间的增长，滤芯因截留物的污染，其运行阻力逐渐上升，当运行至进出口水压差达0.1mpa时，应更换滤芯。保安过滤器的主要优点是效率高、阻力小、便于更换。

结构及原理

过滤器采用成型的滤材，在压力的作用下，使原液通过滤材，滤渣留在管壁上，滤液透过滤材流出，从而达到过滤的目的。结构:滤布、滤网、滤片、烧结滤管、线绕滤芯、熔喷滤芯等。因滤材的不同，过滤孔径也不相同。精密过滤是介于砂滤(粗滤)与超滤之间的一种过滤，过滤孔径一般在0.5~120μm范围。同种形式的滤材，按外型尺寸可分为不同的规格。线绕滤芯(又称蜂房滤芯)有两种:一种是聚丙烯纤维---聚丙烯骨架滤芯，最高使用温度60℃;另一种是脱脂棉纤维---不锈钢骨架滤芯，最高使用温度120℃。 熔喷滤芯是以聚丙烯为原料，采用熔喷工艺形成的滤材，最高工作温度60℃。 精密过滤可去除水中的悬浮物、某些胶体物质和小颗粒物。

过滤器滤芯的保护

(1)水源一般是固定的水源，不能轻易改变。

(2)改善预处理运行效果，优化絮凝剂及助凝剂加药量，选择适合水源的阻垢剂，调整各预处理设备达到最佳运行状态，严格按照操作规程要求，保证预处理出水水质合格。

(3)选用质量有保证的滤芯，既能延长滤芯使用周期，又能保证过滤器出水水质。滤芯，其过滤精度在5±0.5µm，在滤芯无负载外壳下，纤维和三维网状物形成多种孔隙，可有效捕捉杂质。在接下来的滤层中，z.plex技术独有的纤维结构中小孔隙的数量越来越多，直到滤芯中心，可限度地提高滤芯寿命和污泥去除效率。

对于精确的微米级过滤而言，内芯是最后一层过滤层。内芯为热熔粘结结构，具有无可匹敌的整体性、下游清洁性和刚性且无需配备支撑芯。同样，渗透性能极强的粘结外表涂层十分光洁，可以防止疏松的纤维移动，这对于纯度要求高的应用十分关键。

特点

精密过滤器具有以下特点:

.能有效除去液体中的悬浮物、铁锈等。

.可承受较高的过滤压力。

.独特的深层网孔结构使滤芯有较高的容渣负荷能力。

.滤芯可用多种材质制作,以适应各种流体过滤的需要。

.外形体积小,过滤面积大,阻力小,使用寿命长

组成部分

过滤器主要由过滤外壳，过滤滤芯等组成，过滤外壳大部分由r304不锈钢材料组成，如用在耐酸碱等特殊场合则可采用r316不锈钢做外壳。可分为法兰式与卡箍式，而法兰式外壳主要用在过滤流量较大的场合。过滤滤壳中间装的过滤滤芯主要以pp过滤棉芯为主，有些场合也可选用线绕滤芯或活性炭滤芯。滤芯的安装数目可从一支到几十支不等，主要是根据处理量的大小来确定。

常见滤芯类型

滤芯材料主要有烧结滤管、熔喷式纤维滤芯和蜂房滤芯等。

烧结管是由粉末材料通过烧结形成的，其滤管材料有陶瓷、玻璃砂、塑料等所种。熔喷式纤维滤芯一般采用聚丙烯为原料，经过加热熔融，喷射、牵引、接收成型而制成，以聚丙烯为原材料的pp滤芯较为常用。蜂房滤芯是由纺织纤维粗纱精密缠绕在多孔骨架上，聚丙烯线绕蜂房式滤芯较常用。

安装方法

1.将包装拆开，分类放好

2.将滤芯装好

3.将滤芯固定到过滤罐中

4.固定好罐盖，上好排气阀。

技术参数

设计压力:0.35-1.6mpa

设计温度:20℃~120℃

密封型式:o型圈及平垫

密封材质:丁腈橡胶、硅胶、氟橡胶以及聚四氟乙稀等，标准配置为硅胶密封

接口形式:牙口、卡箍、gb、hg、din、ansi、jis标准法兰

适用滤芯:平口及222和226插口滤芯

表面处理:亚光喷涂、镜面抛光，电解抛光

过滤精度:0.5μm--100μm

材 质: sus304 316l

2.2 反渗透(ro)除盐系统

2.2.1高压泵

作为反渗透系统动力源的高压泵，配置高、低压保护，以防止泵的损坏，使高压泵的性能稳定可靠，以保证水系统的运行。

2.2.2反渗透装置

反渗透技术利用逆渗透原理，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%，同时，也能脱除水中的各种有机物、微粒，大大提高产品清洗合格率，且无污染。

反渗透系统是本流程中最主要的脱盐装置，它具有极高脱盐能力。为保证系统运行的安全性和灵活性，反渗透系统采用一段配置。反渗透系统包括高压泵、反渗透膜组、冲洗系统、清洗系统及控制仪表等部分。分述如下：

2.2.3 高压泵

高压泵为反渗透膜组提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。其出力为2m³/h，扬程1.3mpa，反渗透系统在使用初期，达到设计产水量的压力只需要1.2mpa，但随着使用年限的增加，膜的水通量逐渐下降，为使系统的产水量达到设计的要求，只有逐渐增加膜的进水压力，所以在选择高压泵时，高压泵的扬程按4年后所需的扬程进行设计。

反渗透膜组

反渗透膜组是整个脱盐系统的执行机构。它主要负责脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物，使出水达到用户要求。根据水质分析表，反渗透装置的膜组件采用世界上先进的高通量低压复合膜，长度为1.0米。系统设置反渗透膜组，正常出力1m³/h。

2.2.4  反渗透冲洗系统

当反渗透装置停机时，因膜内部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需要用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能。

2.2.5  控制仪表

为了控制、监测反渗透系统正常运行，在原水进入反渗透之前，还需配置一系列的在线测试仪表。它包括电导率表、流量表、压力表、ph等。

2.2.6纯水箱

反渗透产水能满足纯水系统的进水水质要求后进入一台8m³容积的纯水箱。

2.2.7 纯水增压泵

纯水箱的水由变频纯水增压泵输送至超纯水系统，设置一台纯水泵增压泵，材质为不锈钢ss304。

2.2.8紫外线杀菌器

尽管整个纯化水系统通过以上的各个流程处理，使水质达到了供水水质的要求，但为了防止管道上的滞留水及容器管道内壁滋生细菌而影响供水质量，在反渗透处理单元进出口的供水管道末端设置大功率的紫外线杀菌器，以保护反渗透处理单元免受水系统可能产生的微生物污染，杜绝或延缓管道系统内微生物细胞的滋生。uv杀菌器采用波长为254nm的紫外线照射，杀死水中的细菌、病毒，防止微生物及有机物污染，本杀菌器选用进口灯管，杀菌效力可高达99%以上，灯管使用寿命>9000小时。

 2.3电气配置

  化学水处理室电源总进线柜动力电源采用单个供电回路，柜底进线。

化学水处理室中照明、检修、通风及其它零星电负荷，由用户统一考虑其供电回路。

 2.4 控制系统

控制系统结构

控制系统的结构方式为：集中plc控制＋触摸屏

   “集中plc控制＋触摸屏”方式，省去以往控制方式使用的模拟屏和硬操作开关，代之以上位机软件操作和灵活、多样、逼真的工艺设备画面。通过画面了解系统的运行情况及各种实时参数，更具有历史趋势及打印功能。

   “plc控制＋触摸屏”的控制方式安全可靠、灵活方便是符合本工艺系统的控制方式。

2.5 控制系统的功能

本控制系统的功能，大致可分为三大类：

类是系统的程序控制

本控制系统中，程序的任务主要是针对于多介质过滤器、活性碳过滤器和反渗透系统程序控制及其他泵与液位的联锁。控制系统中的plc通过现场反馈来的信号，对系统设备的启动、停运、保护实现自动。

第二类是系统的运行操作

在本控制系统中，采用了“集中plc控制＋触摸屏”。在系统的运行操作方面，上位机系统起了人机交互界面的作用。

在本控制中通过触摸屏软件的软手操，实现系统的启动、运行、停运、保护等状态的控制。

本系统的运行操作也可以通过触摸屏的联网通讯进行，在异地进行系统的监控。

第三类是系统参数的采集及数据处理功能

本系统中的各运行及分析数据，通过各在线仪表发出的4～20ma的过程信号，传输到plc中；plc的a/d转换功能，把现场模拟量信号，转换成数字量信号；plc把数字量信号，通过与触摸屏的网络连接，传递到触摸屏的数据库中。

本控制系统中使用的上位机软件是工业监控软件。软件能方便的实现系统的监视及现场实时的即时显示及历史趋势，还具有强劲的数据处理及报表打印功。      

  软件在工艺系统的画面的显示、中文汉化及实时操作功能等诸方面有着良好的表现。完善的位图编辑功能，能使实时画面更贴近于现场实体设备。面的颜色变化及动画，使操作人员能直观的观察到各系统设备的运行及即时显示，能方便准确地反映系统设备的产品指标及过程质量控制。

软件的数据处理功能能实现各现场运行的显示、储存和编辑。软件能与计算机其他功能软件联接，进行专业的数据处理及信息反馈。

触摸屏的打印功能，省去了操作人员现场抄录运行的烦锁工作和可能引起的差错；触摸屏客观的数据打印功能，对于工艺系统运行情况的准确反映和现场事故的分析处理，提供了准确的数据资料。

系统的自诊断功能

系统的自诊断功能是在plc的诊断功能和触摸屏的系统诊断开发功能的基础上，经验实现的，系统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导，以及系统易耗件失效更换的报警，对于系统的维护及维修起了重要的辅助作用。

纯水系统控制方式

    纯水系统采用触摸屏+plc程序控制，实现自动化运行。

预处理系统控制

    系统采用自动阀通过液位连锁控制，自动化运行加手动运行；

当水箱低于中液位时，系统自动启动运行，液位升至高液位时，自动停机；

高压泵的保护系统

每套反渗透装置的高压泵进出口都装有低压保护开关和高压保护开关。当供水量不足时高压泵入口的水压低于某一设定值，会自动发出信号停止高压泵，保护高压泵不在空转情况下工作。当因其它的原因误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时，高压泵出口高压保护开关会自动切断高压泵供电，保护系统不在高压下运行。

 反渗透系统控制

反渗透系统采用plc来完成控制。反渗透装置的投运或备用主要是通过控制高压泵的起动或停止来实现，而高压泵的起、停是通过反渗透后的水箱的液位变化来决定的。在本系统反渗透后的水箱的液位通过三点来控制反渗透装置的运行。

当水箱水位低于中液位时，反渗透系统同时运行。

当水箱的水位继续升至高液位时，反渗透系统停止运行。

当水箱水位低于中液位时，二级反渗透停止运行。

当系统故障停机时，反渗透系统自动停止工作。

 触摸屏

   整套系统工艺流程及运行参数均能在触摸屏上显示，并能实现操作及监控。故障及运行参数等记录实现自动累积功能。

2.6 使用方工艺要求process requirement

所有容积桶液位有效体现，并可传输到屏幕和终端

纯水处理系统自动化程度高，满足自动、手动切换，报警提示等功能。

每个收集桶（并联桶只安装一个）安装三色报警灯，低中高液位采用各色颜色显示，满足目视化管理。

各处理系统满足进水与出水的数据采集功能，并可传输到屏幕和终端（流量，ph，电导率）。

设备突发故障需在各系三色灯提示，控制室显示屏显示具体点位。

各系收集处理流程图需在同一屏幕页面显示。

各处理环节在显示屏上动态显示。

泵体安装固定考虑快拆方式，方便后期维修更换。

自动溶药机满足自动配比需求，浓度需稳定。

设备布置需满足操作、维修等空间要求。

钢结构部分需要进行防腐处理，防腐漆喷涂处理。