纯水系统流程与操作教育训练资料

纯水设备教育训练纯水系统分为四个子系统纯水系统的总流程预处理系统流程原水泵 位置：H1 作用：向预处理系统及反洗水箱供水 控制方式：目前由出口管道压力控制， 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 改造为由水箱液位控制。A压力控制：管道压力低于2kgf/cm2启动，高于4kgf/cm2停止。B液位控制：脱气塔水箱液位低于中液位启动。反洗水箱在反洗时低于中液位启动。原水泵的就地控制盘开关要设置为“远控”反洗水箱补水阀 位置：原水泵出水管道上。 作用：向反洗水箱补水。 控制：反洗时，如果反洗水箱低于中液位时打开，补到高液位停止。 注意：手动蝶阀不能全开，以免影响预处理用水。PAC加药冲程调节旋钮排气旋钮计算示例：例一：投药浓度1ppm；原水流量40m3/h配药浓度2%计算式：每小时PAC：40×106g×1×10-6=40g加药体积：(40g/h÷2%)÷1g/mL=2000mL/h计量泵规格：4.73L/h@80psi(0.56MPa)≈5L/h@本系统管路压力计量泵冲程：2L/h÷5L/h=40% 水中的胶体是粒径较小的悬浮物质，表面带有的电荷使胶体之间形成静电斥力而不易聚集，难以自然沉降或过滤。 胶体大多带有负电荷，在水中投加PAC这样的阳离子絮凝剂，通过电荷中和作用和大分子架桥网捕作用使胶体互相粘接成较大的悬浮物而被过去除。多介质过滤器 位置：纯水房。 原理：多介质过滤器利用无烟煤、石英砂滤料的吸咐和机械筛网作用，截留水中的悬浮杂质，降低水的浊度。 反洗：截留物的积累，会使多介质过滤器的进出水压差增加，出水水质会因污物穿透而下降，需要定期反洗以去除污物。 出水要求：SDI＜5多介质滤器填料无烟煤鹅卵石d5~25mm石英砂d0.4~5mm进气位置视镜位置多介质滤器阀组正洗进水阀反洗排水阀进气阀进水阀出水阀反洗进水阀正洗排水阀运行排水气洗反洗正洗原水泵反洗泵罗茨风机多介质过滤器的运行多介质过滤器----排水多介质过滤器-----空气擦洗多介质过滤器----反洗 多介质过滤器-----正洗活性炭滤器 位置：纯水房。 原理：活性炭过滤器利用活性炭的吸咐作用，去除水中的氧化性物质（如游离氯）及部分有机物。 反洗：碳粉的泄漏和截留物的积累，会使活性炭滤器的进出水压差增加，需要定期反洗以去除污物。 出水：余氯值＜0.1ppm活性炭过滤的填料活性炭视镜位置鹅卵石d5~25mm活性炭滤器阀组正洗进水阀反洗排水阀进水阀出水阀反洗进水阀正洗排水阀运行反洗正洗原水泵反洗泵阳床活性炭过滤器的运行活性炭过滤器----反洗 活性炭过滤器-----正洗排水阳床 位置：纯水房。 原理：内部装填阳离子交换树脂，可将水的阳离子例如Ca2+和Ma2+转换成H+，防止其在RO膜表面结垢。 再生：阳离子交换树脂吸附饱和后，需要用HCl溶液再生。 出水：总硬度<1ppm阳床填料下视镜位置阳离子交换树脂布水器出水位置阳床阀组反洗排水阀进水阀出水阀正洗进水阀反洗进水阀运行反洗注药置换正洗原水泵阳床再生泵正洗排水阀再生液出口阀顶压进水阀位于阳床侧面阳床反洗阀阳床浓酸阀阳床酸稀释阀位于再生泵出口管道上位于酸计量箱出口脱气塔阳床运行阳床反洗阳床注药阳床置换阳床正洗排水脱气塔 位置：纯水房。 原水经过阳床后，H+与HCO3-结合生成CO2。CO2会透过RO膜，降低RO的脱盐率。 根据亨利定理，如果水中CO2的分压力比空气中大，水中的CO2将向空气中转移 脱气器中填充多面空心球，增加了水与空气的接触面积，使CO2被除去。风机脱气塔水箱脱气塔内部结构阳床出水多面空心球鼓风机排气SDI测定方法 测试仪器 1.包含球阀、调压阀、压力表、膜过滤盒的SDI仪一套。 2.500ml量筒一个。 3.秒表一块。 4.0.45μm滤膜若干。 测试过程 1.将一张0.45um滤膜装在膜过滤盒内。 2.将SDI测试仪进口连接在被测流体管道上，调节调压阀使压力稳定在30Psi。 3.将膜过滤盒内气体排尽。用量筒和秒表测量过滤水达到500ml所用的时间T0。 4.持续过滤15分钟后，再次测量过滤水达到500ml所用的时间T15。 5.按下式计算SDI值：SDI=（1-(T0/T15)）×100/15余氯测定法 一、原理 在酸性溶液中，余氯与联邻甲苯胺反应形成黄色的醌式化合物，用黄色的深浅进行比色定量。 二、试剂及其配制 0.1%联邻甲苯胺(C14H16N2,M=212.46)溶液； 将150ml浓盐酸（AR）用蒸馏水稀至500ml，然后取5ml该稀酸和1g联邻甲苯胺（或1.35g联邻甲苯胺盐酸盐）混合，并在研钵中将混合物研成糊状，用150ml蒸馏水稀释，再加入495ml稀盐酸，最后定溶至1L。 三、仪器 1．余氯比色器； 2．秒表。 四、测定 取200ml水样，加入0.1%联邻甲苯胺1ml摇匀，发色30秒钟与标准相比，读数为C1，发色5分钟再与标准色相比，读数为C2。 余氯=C1+（C2-C1）·0.1mg/L 式中:C1为有效氯,C2为总余氯 五、注意事项 1．溶液应贮于棕色瓶中置于暗处,勿受阳光照射,免与橡胶接触； 2．溶液最长使用期不得超过六个月； 3．此溶液有毒，使用时应谨慎，不得用口含吸管吸取； 4．当被测水样低于20℃，应预热后测定。反渗透系统RO供水泵热换器保安过滤器高压泵NaOH加药系统RO洗装置脱气塔水箱RO膜RO浓水箱RO产水箱A组1#、2#ROB组RO40T/h10T/h30T/hT=25℃pH=8热交换器 当原水水温随季节发生变化时，通过热交换器利用热水或冷却水来恒定反渗透的入口水温，以保证反渗透运行参数稳定，用水点水温合乎要求。 本系统中热交换器采取自动控制。安装在出水管路上的温度传感器感测到水的温度后，输出信号给控制器，控制器经设定后，根据水温的高低自动控制电动阀的开度，从而改变热水/冷水的量来达到自动控制出水水温的目的NaOH加药系统 阳离子交换器的出水pH值在2~4，不能直接进入反渗透，必须调节pH值。且由于二氧化碳气体的膜透过率较高，能够透过反渗透膜进入纯水侧，从而增加混床的运行负载。因此在反渗透入口加入一定量的NaOH溶液，调整其pH值为7.5~8.5。反渗透装置保安过滤器高压泵RO膜容器RO进水压力调节阀RO浓水压力调节阀保安过滤器5um过滤芯进水出水 进出水压差＞1.0Kgf/cm2 截留的污物穿透滤芯。见下图：滤芯更换条件：反渗透（RO）原理渗透现象渗透平衡反渗透反渗透膜术语1.脱盐率：RO脱除水中无机盐的能力，通常在95%-98%。脱盐率=(1－产水含盐量÷进水含盐量)×100%.。含盐量（mg/L)≈电导率(us/cm)×22.回收率:通常为75%。回收率=产水流量÷（产水流量+浓水流量）×100%压力对RO运行的影响温度对RO运行的影响给水含盐量对RO运行的影响pH对RO运行的影响回收率对RO运行的影响 回收率降低，出水水质提高，但水浪费增加。 回收率提高，水浪费减少，但浓水可能结垢，并且，由于浓水流量低，污染物更容易沉积。 推荐将回收率设定在75%。RO的停运保护 短期停运：每天运行1小时。 长期停运：先进行RO碱洗和酸洗，然后在密闭条件下使用1-1.5%亚硫酸氯钠溶液浸泡。每周检查浸泡液pH，在小于3时更换。RO清洗的条件 产水量降低10%。 脱盐率降低10%。 进水与浓水压差增加15%时。RO污染物的判断（一）产水量下降： 低产水量正常脱盐率：微生物或天然有机物污染。 低产水量低脱盐率：胶体污染、金属氧化物污染、结垢。 低产水量高脱盐率：高压力或高温度导致膜压密化。RO污染物的判断（二）脱盐率下降： 低脱盐率正常产水量：“O”形圈泄漏或产水背压导致膜损坏。 低脱盐率高产水量：膜氧化或机械损坏泄漏。RO污染物的判断（三）压差增加： 一段压差增加：胶体污染、生物污染、阻垢剂污染。 二段压差增加：结垢。RO清洗液 碳酸盐垢：0.2%HCl或2.0%柠檬酸。 金属氧化物：1.0%Na2S2O4。 胶体：0.1NaOH或0.025Na-DDS（pH:12，T:30℃）。 微生物膜：同胶体。RO的清洗清洗泵清洗水箱清洗滤器清洗过程1.用RO产水配制清洗液。 提升RO给水温度至30℃，在RO运转时打开产水至清洗水箱的阀门至充满时关闭。 将清洗剂装入，关闭清洗水泵出口阀门，打开自循环阀门，启动清洗泵，将药品混合均匀。2.小流量将清洗液注入系统。 将RO产水、浓水排放至水沟阀打开。启动清洗泵，缓慢开启出口阀至流量约3-4m3/h。 检测排水颜色，有变化时说明清洗液已流出。这时，将返回产水、浓水返回清洗箱的阀门打开.小流量循环15分钟，每只容器3-4m3/h. 如果污染物较多，清洗过程中pH会变化。在清洗箱中加入少量酸或碱，保持清洗液pH稳定。3.浸泡，2～12小时。4.高流量循环45分钟，每只容器6-9m3/h。5.使用清水冲洗1小时，每只容器6-9m3/h。6.恢复运行。运行的前十分钟，打开RO冲洗阀进行冲洗。RO产水箱空气过滤器滤芯更换的条件： 每季度检查过滤芯。 滤芯被污物穿透时需要更换。位于水箱顶部的空气过滤器。混床 阴、阳离子交换树脂按一定比例混合装填于同一交换柱内的离子交换装置称为混合离子交换柱，简称混床（MB）。 混床中装填有阴阳树脂，阳树脂用于去除水中的阳离子，阴树脂用于去除水中的阴离子。 均匀混合的树脂层阳树脂与阴树脂紧密地交错排列，每一对阳树脂与阴树脂颗粒类似于一组复床，故可以把混床视作无数组复床串联的离子交换设备。树脂的变化离子交换过程：阳树脂反应R-H++Na+→R-Na++H+阴树脂反应R-OH-+Cl-→R-Cl-+OH-树脂再生过程：阳树脂反应R-Na++H+→R-H++Na+阴树脂反应R-Cl-+OH-→R-OH-+Cl-混床的特点 优点 1、出水水质优良。一般用强酸强碱树脂装填的混床，出水含盐量在1mg/L以下，电导率小于0.1~0.2μS/cm，SiO2泄漏量在20μg/L左右，出水pH值接近中性。 2、出水水质稳定。短时间运行条件变化（如进水水质或组分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。 3、间断运行对出水水质的影响小。恢复到停运前水质所需的时间比复床短，一般只需3~5min。 4、交换终点明显。混床在失效前，出水电导率上升很快，有利于监督。 缺点 1、树脂层工作交换容量的利用率低，再生剂利用率低。 2、树脂破碎率大于复床。 3、再生操作复杂，每再生一次所需时间较长。混床的特点 混床中树脂层失效后，需先进行分离，然后分别对阴阳树脂进行再生、清洗，恢复交换能力并均匀混合方能继续运行。 混床的再生过程比复床复杂，且再生效率低、再生后树脂的工作交换容量也比较低，再生成本高于复床。因而混床一般用于进水含盐量较低的场合，这样可以延长工作周期、增加产水量、减少再生次数，充分发挥混床出水品质好的优点。混床接口情况 本系统混床罐体有四个接口，如左图。 所有接口在伸进罐体内部部分都设有布水器，使水流在罐体内均匀流动并防止树脂被冲出罐体。混床阀组混床及其再生系统混床再生程序运行 RO产水自上而下流经混床，水中阳离子与阳树脂发生离子交换，阴离子与阴树脂发生离子交换，达到脱盐目的 运行流量30m3/h 以出水水质达不到设计指标为运行终点分层 反洗膨胀率50%~80% 反洗流速8m3/h 以沉降后阴阳树脂界面是否清晰判别分层效果，如一次操作未达要求，可重复操作以获得满意的分层效果 分层时间20min排水 注药前应先将混床内积水排至树脂层面以上100mm处，避免再生液不必要的稀释 排水时间15min注药1 酸碱同步再生 再生液浓度：HCl4~6%；NaOH3~5% 再生液流速4m/h，流量3.2m3/h 时间18min注药2 进碱 再生液浓度：NaOH3~5% 再生液流速4m/h，流量3.2m3/h 时间12min置换 用水将树脂层里的再生液冲洗干净 流量同注药过程3.2m3/h 时间90min，结束时进出水pH值相同排水 混合前将混床内积水排至树脂层面上100mm处，使树脂层有充分的活动空间 排水时间15min混合 应选用氮气或经过净化（去油、去水、去灰尘）的压缩空气，防止压缩空气中的杂质污染树脂 压力0.1~0.15MPa，用量2.5~3.0m3/m2·min。使树脂层得到充分搅动 混合结束时用尽快的速度排水，促使树脂迅速下沉，防止树脂在沉降过程中重新分离，同时注意防止树脂层脱水。 混合时间10min正洗 正洗流量30m3/h 时间30min，使出水符合出水水质指标。达到终点后切换至运行状态终端处理系统流程终端处理系统纯水箱1um过滤器0.1um过滤器纯水泵紫外线杀菌器氮封 氮封是使用氮气将纯水与大气隔离的装置。 如果将大气直接与纯水接触，大气中的灰尘及微生物会进入纯水。 如果将大气直接与纯水接触，大气中的二氧化碳会进入纯水，而溶解的二氧化碳会降低纯水的电阻率，最低达2～3MΩ·cm。一期纯水箱及氮封装置 当纯水箱液位下降时，水箱内压力降低，氮气电磁阀打开。 当纯水箱液位上升时，水箱内压力升高，当压力高于水封槽内水的高度产生的压力时，氮气从水封槽内鼓出。 当水箱内形成负压时，空气可通过真空破坏阀进入水箱。二期纯水箱及氮封装置氮气电磁阀 当纯水箱液位下降时，水箱内压力降低，氮气电磁阀打开。 当纯水箱液位上升时，水箱内压力升高，氮气从呼吸阀溢出。 当水箱内形成负压时，空气可通过呼吸阀进入水箱。压力开关呼吸阀氮气电磁阀为何长时间打开 水封槽内缺水。 压力开关设定过高。 水箱液位下降太快，氮气补充速度慢。 水箱密封不严。 纯水泵 采用变频恒压控制。 压力在变频器的显示板上设定。 直接按“上、下”箭头修改。LED的显示即为当前设定值，单位是kgf/cm2。紫外线杀菌装置 紫外线的波长为254nm。 避免频繁开停紫外装置，否则会减短灯管寿命。 紫外灯管运行8000小时后，光强减弱约50%，需要更换。 注意，紫外线可伤皮肤和眼睛。 由于紫外线产生热量，避免水不流动的情况下开启。累时器终端过滤器 过滤芯采用PP折叠式微孔滤膜。 因细菌一般都大于0.2um，故0.1um的过滤器可去除水中细菌。 因为紫外装置并不能杀死所有细菌，所以滤膜上会有截留微生物生长。 一般每年对滤膜和管道系统进行杀菌清洗一次。采用1%高纯双氧水循环2小时后洗净。 注意：双氧水的氧化性会破坏离子交换树脂，因而，清洗回水避免返回至混床之前。 每两年需要更换一次滤膜。过滤芯进水出水终端系统注意事项 流速低的管道容易生长细菌，因此，停机时间不宜长于24小时。 由于管道及过滤器等不可避免的渗溶，纯水电阻率会随循环时间加长而降低，在低于5M之前请更换新水。电气控制盘的组成MCC马达控制中心MCP主控制盘LCP1原水泵控制盘LIP1温度控制盘位于H1LSP1砂滤电磁阀盘LSP2碳滤电磁阀盘LSP3阳床电磁阀盘LSP4混床电磁阀盘MCC2/MCP2二期控制盘控制系统构成CPU单元Input单元通讯主站单元通讯从站单元一期PLC二期PLCRS485RS485/RS232SCADAOutput单元Input单元Output单元压力开关液位开关面板开关等液位传感器等数字量模拟量电磁阀电动阀水泵等压力开关液位开关面板开关等液位传感器等数字量模拟量电磁阀电动阀水泵等 流程监视 仪表值监视与记录 报警 参数设置 历史曲线MCC/MCP面板电流表、电压表过滤器的步序指示和手动步进操作开关模拟流程板报警指示灯在线仪表水泵、阀门操作区复位、急停、消音按钮MCC/MCP内视变频器总开关空开断路器交流接触器热过载继电器熔丝PLC继电器二期MCC/MCP面板三相指示灯电压表、电流表报警指示灯模拟流程板在线仪表阀门操作区水泵操作区复位、消音、急停按钮二期MCC/MCP内视变频器总开关熔丝PLC继电器空气断路器24V开关电源交流接触器热过载继电器离式心水泵罗茨风机电磁阀开关式电动阀手动操作使用六角板手通气控电磁阀手动操作按下可打开气动隔膜阀气开式气闭式区别气动蝶阀气开气闭式手动操作：使用十字改锥卸下红盖，使用板手板动阀轴开关背压阀作用：使上游压力稳定。操作：使用板手旋转此螺杆，顺时针压力升高，逆时针压力降低。过滤调压阀作用：过滤气体，稳定下游压力。设定值：作为控制气动阀门的气源，压力设定为0.6MPa.。滤芯更换：根据气源洁净程度的不同，一般每年更换一次。调节旋钮：向上拉出，顺时针旋转压力升高，逆时针旋转压力降低。呼吸阀 水箱压力大于180mmH2O，呼吸阀打开排气。 水箱压力低于－30mmH2O，呼吸阀打开，空气进入。温度控制器设定温度实际温度+-增减按钮SEL确定按钮L/R设定时的项目切换按钮使用不同换热介质时的设定更改：1.同时按下增、减按钮，直到出现“Config2”。2.反复按向右箭头按钮，直到出现“Derect”或“Reverse”。按“Sel”使之闪烁，按增减按钮修改。3.热水时设定成“Reverse”，冷水时设定成“Derect”。4.设定完成后，反反复按向右箭头按钮，直到出现工作画面。变频器作用：根据压力控制纯水泵的频率。设定：直接按增减按钮修改压力设定。LED在设定显示的是压力设定值，单位是Kgf/cm2。通常显示输出频率，设定时显示设定值。状态显示增减按钮压力开关切换差调节钮设定值调节钮切换差显示设定值显示1.高压泵入口设定值为0.5Bar。2.高压泵出口设定值为16Bar。3.切换差设定为0.5-1Bar。微压开关切换差显示设定值显示切换差调节钮设定值调节钮作用：控制氮气电磁阀向水箱内补充氮气。设定：设定值100mmH2O，切换差50mmH2O。压力式液位变送器电导率/电阻率传感器作用：测量水的导电能力，近似得到水的离子含量。单位：电导率是us/cm，电阻率是MΩ·cm，两者互为倒数。通常自来水的电导率在100-1000us/cm。理论纯水的电阻率是18.2MΩ·cm。流量传感器预处理系统的启停条件脱气塔水箱高液位低液位启动：低于高液位开关2分钟。停止：高于高液位开关30秒。RO系统的启停条件 启动：低于中液位。 停止：高于高液位。高液位中液位低液位RO产水箱混床系统的启停条件 启动：低于中液位。 停止：高于高液位。高液位低液位低低液位纯水箱中液位高高液位终端系统的启停条件 启动：高于低液位。 停止：低于低低液位。高液位低液位低低液位纯水箱中液位高高液位原水泵 位置：H1 作用：向预处理系统及反洗水箱供水 控制方式：目前由出口管道压力控制，计划改造为由水箱液位控制。A压力控制：管道压力低于2kgf/cm2启动，高于4kgf/cm2停止。B液位控制：脱气塔水箱液位低于中液位启动。反洗水箱在反洗时低于中液位启动。反洗水箱补水阀 位置：原水泵出水管道上。 作用：向反洗水箱补水。 控制：反洗时，如果反洗水箱低于中液位时打开，补到高液位停止。 注意：手动蝶阀不能全开，以免影响预处理用水。砂滤器、炭滤器、阳床的切换和反洗（再生） 累计运行时间到达时： 1.发出“定时到达警报”。 2.切换至另外一台运行。 3.自动进入反洗（再生）状态。 4.直到另一台需要反洗（再生）时再切换回来。 混床的失效切换和再生1.混床根据出水电阻率判断失效，该值在电阻率表上设置，通常设为8M。2.混床运行时，如果出水电阻率低于设定值达到5秒，混床出水超标报警，低于设定值达到15秒，混床失效报警。3.失效报警后，切换至另一台混床运行，但并不立即再生。需要操作员按一下“步进”按钮后再生。4.混床在再生的最后一步正洗时，如果电阻率超过设定值达到15秒，混床失效报警解除。再生开始前，需要按一下“步进”按钮混床的定时冲洗 混床停机时间过长，下一次运行时需要很长时间冲洗，电阻率才能升到正常。 因此，当停机时间达到24小时，混床自动启动运行5分钟。 除停机时间外，还需满足下述条件才可进行冲洗：1.一期、二期纯水箱均满。2.混床未失效。3.处于停机备用状态。4.混床开关处于“自动”状态。混床出水进纯水箱阀、循环阀控制 如果纯水箱低于中液位，并且混床出水电阻率高于设定值（8M），则打开进纯水箱阀，关闭循环阀。 直到纯水箱高于高液位，或混床出水电阻率低于设定值（8M），则关闭进纯水箱阀，打开循环阀。进纯水箱阀循环阀一期纯水箱及氮封装置 当纯水箱液位下降时，水箱内压力降低，氮气电磁阀打开。 当纯水箱液位上升时，水箱内压力升高，当压力高于水封槽内水的高度产生的压力时，氮气从水封槽内鼓出。 当水箱内形成负压时，空气可通过真空破坏阀进入水箱。二期纯水箱及氮封装置氮气电磁阀 当纯水箱液位下降时，水箱内压力降低，氮气电磁阀打开。 当纯水箱液位上升时，水箱内压力升高，氮气从呼吸阀溢出。 当水箱内形成负压时，空气可通过呼吸阀进入水箱。压力开关呼吸阀过滤器的手动操作步序指示灯计时器1.先将此开关设置为“手动”2.再将按“步进”按钮，过滤器可留在任何一步。3.恢复为“自动”，将自动执行后面的步序。