醫藥化工業雙級反滲透純水系統工程案例
一、 設計方案
1、引用國家標準
《生活飲用水衛生規范》 2001/09/01
《給水排水設計規范》 GBJ15-88
《反滲透水處理設備標準》 CJ/T119-2000
《超濾水處理設備》 CJ/T170-2002
《水處理設備制造技術條件》 JB2932-1986
《實驗室用水國家標準》 GB6682-92
《瓶裝飲用純凈水衛生標準》 GB17324-1998
《電子級水國家標準》 GB/T11446.6-1997
《電子級水測試方法》 GB/T11446.3-1997
《低壓鍋爐水質標準》 GB 1576—79
《GMP認證制藥用水要求》
《藥品生產質量管理規范》
《中華人民共和國藥典2000年版對制藥用水的要求》
2、系統特點
該系統由單片機（PLC）控制，一切動作均在預設程序下自動進行，具備全自動功能（自動制水、自動沖洗、源水缺水/水箱滿水自動停機）。
系統結構布置緊湊，占地面積小，有效節約空間。
系統能耗低，有效節約能源。
耗材壽命長，制水成本低廉。
系統運行可靠，供水管路封閉，出水水質穩定。
3 、工藝流程
根據貴單位原水的水質指標，該原水無法滿足貴單位用水需求。必須對該原水進行脫鹽處理。本項目推薦選用先進、成熟、出水水質穩定、系統運行穩定的反滲透脫鹽裝置作為系統的主脫鹽設備；系統運行費用低、易于實現自動化。反滲透水處理系統具有很好的經濟性。
為保證關鍵設備反滲透裝置的長期可靠穩定運行，則必須設置預處理系統，滿足反滲透膜（RO）進水指標：濁度<0.5NTU、SDI<4、余氯<0.1ppm。根據原水水質，預處理系統由多介質過濾器、活性炭過濾器、軟化器、加藥系統及相關輔助設備組成。
4、工藝說明
4.1、原水箱
原水首先流入原水箱。原水箱對原水的供給起到緩沖作用，協調原水的供給量與原水泵的輸入量。當原水的供應量超過原水泵的輸水量時，原水箱水滿，通過原水箱的液位控制使用原水供給停止。當原水供應量小于原水泵的輸水量時，原水箱空，原水泵停止運行，起到保護原水泵的作用。
4.2、原水泵
本系統配置的臥式CHL水泵用于對原水加壓，為預處理系統提供動力源，該泵單臺流量1m3/h，揚程34m，功率0.55kw，材質為不銹鋼。該泵具有體積小，高效率，低噪音等特點。
4.3、多介質過濾器
本系統是對原水中懸浮物、顆粒物及膠體等物質進行去除，同時對原水中的濁度、色度起到降低作用，它可濾掉原水帶來的顆粒、藻類等可見物。
多介質過濾是一種先進的微絮凝過濾方式，本公司提供的多介質過濾器含有材質各異的多層過濾介質，完全能濾除不溶于水中的雜質，保證SDI值不大于4，是后級RO的強有力保護屏。能更好的去除水中的懸浮物或非溶解性粒子（氧化物、濁度、顆粒物等），具有低成本，操作維護、管理方便等特點，特別是在降低原水中的濁度、污染指數等方面具有很好的效果。
該系統設置一臺玻璃鋼多介質過濾器，規格為1054，過濾器內填精制的具有良好的級配石英砂和無煙煤，濾層高度一般≥1000mm，在正常工作情況時，正常流速8-15m/h，總產水量為1.5m3/hr。
多介質過濾器反洗周期時間為3-4天。反洗以壓力參數設備來控制反沖洗周期，當進出水母管上的壓力差達到0.7kg/cm2時即停止運行進行反沖洗，通過PLC可編程控制器進行濾器順序定時反洗、正洗工藝過程。反洗水強度使濾層膨脹15-25%。反洗強度為18-20升/秒·米2，反洗水可以用反滲透的濃水。
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4.4、活性炭過濾器
活性炭工藝在水處理領域中占有相當重要的地位，是水深度處理中不可缺少的工藝，它所具有的某些特殊功效是其它水處理工藝所無法替代的。
去色：可去除由鐵、錳及植物分解生成物或有機污染物等所形成的色度。
脫氯：可去除因余氯所造成的嗅味。
去除有機物：可去除由于水源污染而常規工藝又無法去除的水中微量污染物，如農藥，殺蟲劑，氯化烴，芳香族化合物，以及BOD與COD等。
去除有機氯：可去除在原水凈化過程中及自來水出廠前投加預氧化劑和消毒劑（如氯氣）所產的THMS等“三致”物質。有分析表明，自來水中“三致物質THMS占去大半，有效的去除對于提高水質量十分關鍵。
去除氨氮和亞硝酸鹽：活性炭可有效去除氨氮和亞硝酸鹽。
去除剩余氯或氧化劑：保護超濾、反滲透的濾膜。
另外，它還可以除臭，去除水中的微量重金屬離子（如汞、鉻等離子），合成洗滌劑及放射性物質等。
為保證系統設備穩定運行、出水水質及出水流量、故障排除、反洗等穩定因素，該系統配置一臺玻璃鋼活性炭過濾器，規格為1054過濾器內填精制果殼型活性炭，在正常工作情況時，正常流速10-15m/h，濾層高度一般為≥1000mm，總產水量為1.5m3/hr。
4.5、軟水器
全自動軟水器采用美國Fleck程序控制閥自動控制，控制器工位由運行、反洗、再生、慢洗、快洗、鹽箱注水六步組成，功位的轉換由自動控制閥發出指令信號給驅動馬達，馬達轉動帶動多功能閥閥芯轉動，改變進出水的流向，從而實現自動控制。再生鹽液靠水射器負壓吸入、無須設置鹽泵，日常維護只需往鹽箱內加鹽即可。軟化器的作用是去除水中的Ca2+、Mg2+以防止CaCO3及CaSO4等在膜的濃水側沉積，形成水垢、堵塞膜的濃水通道，影響反滲透的產水量和產水水質。濾料選用優質苯乙烯系001×7強酸性陽離子交換樹脂，當水中的Ca2+ 、Mg2+流過樹脂層時，Ca2+ 、Mg2+被吸附并置換，反應方程式：
2RNa + Ca2+ → R2Ca + 2Na+
樹脂的吸附交換容量是一定的，當樹脂飽和以后需要用工業鹽將樹脂上的Ca2+ 、Mg2+置換出來，使其從新具有吸附能力，這個過程叫再生，反應方程式：
R2Ca + 2Na+ → 2RNa + Ca2+
再生出來Ca2+ 、Mg2+廢液經沖洗排掉。軟水器出水可達到《低壓鍋爐進水水質標準》中硬度≤0.03 mmol/L（1.5mg/L）的要求，出水可采用EDTA滴定法測試其硬度。
4.6、保安過濾器
經過前面的石英過濾器、活性炭過濾器及軟化器之后，原水中大顆粒懸浮物已基本被除去，而一些小顆粒懸浮物則沒有被除去。在這里，再進行一次微濾，去除5μm以上的懸浮物，以保護RO膜不被堵塞。同時，一些活性炭細沫也被截留在反滲透系統之外。保安裝過濾器進出口設壓力指示表，當壓差增大到設定值時更換濾芯。
4.7、高壓泵
高壓泵的反滲透設備的主要動力設備，高壓泵應設置高過熱保護，泵前后分別設置低、高壓保護開關。當高壓泵進水壓力低于設定值后，高壓泵停運，以保護高壓泵，當高壓泵出口壓力高于設定值后，高壓泵停運，以保護反滲透膜。
4.8、反滲透裝置
反滲透技術是美國在二十世紀六十代研制成功的，最初用于美國宇航技術，以解決宇航員在太空循環用水問題，后逐漸轉為民用，因其高效率、低能耗能、無污染等獨特優勢，已成為當前海水淡化、純水制備等行業之首選技術，我們熟悉的瓶（桶）裝純凈水幾乎都是利用反滲透系統制取的。
RO（Reverse Osmosis）反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術，其孔徑小至納米級（1納米=10-9米 ），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法透過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。
反滲透裝置主要由高壓泵、反滲透膜和控制部分組成。高壓泵對源水加壓，除水分子可以透過RO膜外，水中的其它物質（礦物質、有機物、微生物等）幾乎都被拒于膜外，無法透過RO膜而被高壓濃水沖走。
反滲透裝置是該項目預脫鹽的心臟部分，經反滲透處理的水，能去除絕大部分無機鹽、有機物、微生物等。設計的合理與否直接關系到項目的投資費用，整個系統運行經濟效益，使用壽命，操作可靠簡便性。反滲透膜均采用世界上最先進的超低壓復合膜，單根脫鹽率達99.8%。當系統設計溫度為25℃時，考慮到原水水質變化以及膜的使用壽命等因素，本系統采用聚酰胺復合RO膜，安裝在不銹鋼壓力容器內。回收率：50-70%，脫鹽率：99.5%。
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