海水淡化--水处理方案设计要点.pdf
实用文案 标准文档 海水淡化 水处理 方案 1、海水淡化 水处理 概述 本文件提供 20 m 3/h 反渗透海水淡化 水处理 系统的设计方案，我 公司将提供满足技术规范和标准要求的高质量水处理及其相关服务。 两套 TC-SW480 海水淡化 水处理设备系统采用国际最先进的反渗 透技术，经过优化系统设计而成， 能将海水直接淡化成热采锅炉用水。 TC-SW480海水淡化 水处理 设备适用于渔船、货轮、油轮、海上 钻井平台、 海岛、驻地及沿海缺水城市。 能够有效地去除海水中的无 机盐、重金属离子、 有机物细菌及病菌等有害成分，将海水淡化为符 合热采锅炉用水标准的优质水。 该套系统预处理中的砂滤 水处理 系统 采用组合阀，实现大流量反冲洗以及正洗全过程。该套水处理 系统管 路全部采用耐腐蚀材料，保证了全套水处理 系统的经久耐用。主机 RO系统是采用了最先进的RO系统软件和优质的膜元件， 根据水处理 设备的产水量结合高效独特的技术设计而成，保证了系统运行的低能 耗。整套水处理 系统的管理中配备了先进的流量、压力等控制仪表和 泄压阀、排放管路，能够保持整个水处理 管路系统运行平稳、安全， 保证了系统维护安全，方便可靠。 3、海水淡化 水处理 基本参数 3.1、本水处理方案主要依据如下： 海水水源：用户提供。 原水水质分析：水质报告。 水处理设计界限：从原水泵至软化器出水口。 实用文案 标准文档 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 3.2、原水 原水水源 TDS ：35000mg/L （由于暂时无法取得该 水处理工程准备使用的原海水水质情况， 暂时 按照世界平均海水含盐量（TDS:total dissolved solid）约 35000 mg/L 作为设计依据。 进水温度： 540 进水流量： 50m 3/h 水处理系统回收率： 40% 3.3、海水淡化 水处理产水 海水经淡化后的水质满足甲方所提要求： 产水流量： 20m 3/h 脱盐率：98% （视情况而定） 产水水质：矿化度 500mg/L 工作压力： 7.0MPa 3.4、海水淡化 水处理电源 电压： 380V/50Hz/三相 功率： 95KW/ 台( 单台 10 m 3/h 海水淡化系统 ) 防护等级： IP55 防爆等级： ExdIIBT4 3.5、海水淡化 水处理工作环境 环境温度： 045 空气湿度： 2095% 实用文案 标准文档 3.6、水处理系统配置 预处理系统、反渗透（RO ）除盐系统、能量回收系统、加药 系统、药洗系统、淡水置换冲洗系统、电气控制系统及相关辅助 系统。 3.7、水处理 系统对外要求： 电路：我方负责防爆电箱下口线安装（箱体内）。 水路：砂滤器进水口至反渗透膜组出水口为止（箱体内）。 水处理药品：调试、运行过程所用药品由用户提供。 环境水处理 ：按标准统一考虑。 4、水处理工艺流程及说明： 海水淡化就是将海水中的盐和水分离的技术，尽管海水淡化 水处 理方法很多，但本水处理 工程选用的是实际可行的反渗透方法作为海 水淡化的技术路线。 整个水处理 工程主要包括： （1）海水预处理； （2）脱盐装置； （3）配套工程。 4.1 、水处理 工艺流程 详见流程图 4.2 、水处理 工艺流程说明 4.2.1 取水情况 实用文案 标准文档 用海水泵将 30m深的海水提升输送到泥浆池中（甲方自备，要求 甲方保证供水量为200m 3/h ，压力控制在 0.4Mpa以内） ，通过我方 提供原水泵加压后输送入预处理水处理 装置。 4.2.2 预处理 水处理部分 4.2.2.1原水泵进水 水处理 要求： （1）污染指数 SDI5（15 分钟） （2）浊度10NTU （3）余氯0.1mg/L（检测不到） （4）Fe 3+ 0.01 mg/L （5）矿化度35000 mg/L （6）PH 59 （7）CL - 20000 mg/L 4.2.2.2反渗透 水处理系统进水要求： （1）污染指数 SDI3（15 分钟） （2）浊度1NTU （3）余氯0.1 mg/L （检测不到） （4）Fe 3+ 0.01 mg/L 4.2.2.3海水水处理 预处理要解决的问题： （1）防止膜面结垢（包括CaCO 3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、铁铝 氧化物等）。 （2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵。 （3）防止有机物质的污堵。 （4）防止微生物污堵。 实用文案 标准文档 （5）防止氧化性物质对膜的氧化破坏。 （6）保持反渗透 水处理 装置产水量稳定。 以保证反渗透 水处理 装置稳定运行和使用寿命。 4.2.2.4本水处理设计采用如下预处理措施： 预处理 水处理 由砂滤器、袋式过滤器、精密过滤器、绝对精度大 流量保安过滤器、加药系统（非氧化性杀菌灭藻剂、加酸、阻垢剂、 PH调节等）等组成。 （1）石英砂 水处理过滤器 石英砂 水处理 过滤器系统由 1 台过滤器组成，水处理 过滤器直径 1.8 米，高 2.1 2.3 米. 水处理 滤料采用优质石英砂， 水处理 过滤 器采用碳钢防腐衬胶材料。 采用新式布水结构及反洗控制方式，使布 水更均匀合理， 使原水的污染指数和浊度降到最低，能够长期满足反 渗透系统对污染指数的要求，过滤效果更好。 水处理 主要去除原水中藻类、锈质等大颗粒物质。通过与滤料的 碰撞和吸附， 被滤料层截留， 可以极为有效的对反渗透系统非常敏感 的胶体、悬浮物、大颗粒杂质等驱除。 石英砂 水处理 过滤器经过使用一段时间的运行后，滤料之间的缝 隙被污染颗粒堵塞， 过滤器阻力增大， 使水处理 过滤器的流量有所下 降，为防止杂质穿透过滤层，因此多介质过滤器设计了冲洗系统，冲 洗过程由控制阀控制，进行正、反冲洗，从而保证了膜系统的进水水 质。 本水处理 设备设计结构紧凑，材质耐腐蚀性好等特点， 安装方便。 日常维护管理费用低，综合投资大大低于其他同类产品。 实用文案 标准文档 （2）袋式水处理 过滤器 袋式水处理 过滤器是一种专业的液体过滤设备， 它能有效地除去 液体中不同大小的颗粒物，从而达到液体过滤、净化、分离、回收的 目的。袋式水处理过滤器主要由三部分组成：过滤容器、支承网篮 和过滤袋。使用袋式 水处理过滤器过滤海水时， 海水从过滤容器侧面 进水口进入， 由被网篮支撑的滤袋上方冲入滤袋中，滤袋因液体的冲 击和均匀的压力面展开，使得海水在整个过滤袋内表面得到均匀分 布，透过滤袋的水沿着金属支承网篮壁，由过滤器底部出水口排出。 滤出颗粒杂质被截留在过滤袋内，完成水处理 过滤过程。为了保持过 滤器高效畅通和过滤精度以及确保下游液体不被污染，运行一段时间 后应打开滤器端盖，把截留物和滤袋一起取出，更换新的滤袋，更换 周期视实际情况而定。 我公司采用一用一备的设计方式，保证了设备 在不停机的情况下及时更换滤袋。 我水处理 公司生产的袋式过滤器采用多袋式，其具有过滤水量 大，更换滤袋周期长等特点。过滤器主体材质为优质不锈钢316，耐 腐蚀性高。袋式过滤器已广泛应用于海水淡化水处理 预处理系统当 中。 10u 袋式水处理 过滤器是分离大于10u悬浮物、胶体。在正常工 作条件下，当水处理 滤器进出口压差大于0.10.2MPa时应及时更换 滤袋，采用快开式设计方式，使滤器能满足快速更换滤袋的要求。 （3）精密水处理 过滤器 进一步去除生水中残留的机械杂质等. 从而使反渗透系统的待处 理水完全符合膜的进水条件，保证反渗透系统的正常运行。 实用文案 标准文档 采用碳钢衬胶材质，滤芯为聚丙烯纤维材质，过滤孔径为5um 。 更换时间根据受污染的程度及水通量大小而定（此滤芯属于易耗品） 。 以使滤过水 SDI3 达到 RO进水要求，并使原水的浊度2NTU 。 （4）保安水处理 过滤器 截留原水中的大于1 微米的颗粒，以保证反渗透膜不被大颗 粒的悬浮物划伤。因为反渗透膜的厚度约为10um左右，原水中 较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗透膜表面的脱盐表皮层 甚至可能击穿反渗透膜组件， 因而一般反渗透设备前都要安装1um 保安过滤器，来保证反渗透膜的安全。 （5）投加水处理 杀菌灭藻剂 海水在进入石英砂过滤器前， 为避免被过滤器截留的杂质滋生微 生物，同时避免产生的菌类影响后续工艺设备的运行性能，在预处理 石英砂过滤罐进水总管加一套杀菌加药系统。 投加方式：连续或间歇式投加非氧化性杀菌灭藻剂； （6）加酸（调节 PH值） 投加酸调节海水中PH值； 在预处理石英砂过滤罐进水总管加一套PH加药系统。 加酸量以调节滤过水PH值在 67。 （7）加阻垢剂 海水在高压驱动下， 淡水经过膜、 盐类和其他杂质被截留在水处 理膜表面，为了防止膜内结垢，通过投加阻垢剂，增加难溶盐物质的 溶解性，防止在水处理 膜表面形成结垢物，保证膜组使用性能和寿命。 阻垢剂防止碳酸盐和硫酸盐类结垢沉淀；在精密 水处理 过滤器进水管 实用文案 标准文档 加一套阻垢剂加药系统。 （8）终端水处理 调节 PH加药 通常反渗透 水处理膜组生产的淡水PH值略微偏酸，为了保证热 采锅炉工艺设备对PH的要求，在进入产品水池前的进水管上设一套 终端 PH调节系统； （9）原水泵 将原水提升送至预处理后续过滤设备，控制与系统联动。 （10）反冲泵 为石英砂 水处理过滤器正反冲洗提供动力，控制与系统联动。 4.2.2.5反渗透部分 反渗透 水处理 装置主要由高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、 压力容器及仪器、仪表等组成。 系统采用一级反渗透脱盐处理工艺，反渗透出水两套10m 3/h 。 （1）高压泵 反渗透 水处理 装置工作动力是压力差， 由高压泵将经预处理的原 水升压达到反渗透的工作压力， 通常为 4.56.9Mpa使反渗透过程得 以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透水处理膜到淡水层。 高 压 泵 选 用 进 口Danfoss品 牌 柱 塞 泵Q=10.6m3/h P=60Mpa N=22KW 。 （2）能量回收 水处理 装置 为降低系统能量消耗， 选用选用进口 Danfoss 品牌 isave 能量回 收装置。能量回收系统是利用RO的浓水压力能源直接转换到输入的 原水，达到 95% 的效率。 isave 能量回收 水处理 装置集成容积式增压 实用文案 标准文档 泵，所有过流部件都有超级双相不锈钢和碳纤维增强的PEEK工程塑 料制成。能量回收 水处理泵配套电机 N=7.5KW 。 （3）反渗透主机 反渗透 水处理膜组 反渗透 水处理 膜组是反渗透系统的“心脏” ，其作用是去除待 水 处理水中的可溶性盐份、胶体、有机物及细菌和热源。该水处理 系统 全部采用美国海德能公司的反渗透水处理 膜，脱盐率达到 98% 以上， 其具有能耗低，除盐率高，PH 值耐受范围宽，操作运行管理简单等 优点。经过反渗透 水处理，水的脱盐率指标可以大于98% 的水平。 海水脱盐反渗透 水处理 技术的基本原理：利用反渗透 水处理 膜的 半渗透，即只透过水，不透过盐的原理，利用外加高压克服海水中淡 水透过膜后浓缩成盐水的渗透压，将水挤过膜。海水分成两部分，一 部分含有大量盐类的盐水，另一部分含有极少量盐类的淡水。 水处理 膜组件选择 本水处理 系统中膜组件采用世界先进的TFC型复合膜（国际著名 品牌美国海德能公司） ，高脱盐率、高通量海水淡化膜元件，膜尺寸 为标准的 8×40。 a、水处理膜元件数量的确定 QP (20m 3/h) ×24 (m3/d) NE= = f·SE 35.3×32% =42.5 按照有设计余量取整数为48（支） 两套 10 m 3/h 反渗透 水处理系统所需膜数。 实用文案 标准文档 b、水处理压力容器数量的确定 选用 6 芯压力容器安装元件数量8 支 NE 48 NV= = =8（支） NEPV 6 选用玻璃钢，哈尔滨乐普1200Psi,8 英寸，6 芯装。 水处理压力容器 采用水处理 玻璃钢制成，具有密封性能高，耐高压, 耐腐蚀，不 会老化 , 安装、清洗膜方便，使用年限长等特点，因此在水处理行业 被广泛使用。 辅助配置 a、反渗透 水处理 装置清洗 反渗透 水处理 装置的预处理设计得越趋完善， 水处理 膜元件的清 洗次数就可减少，但无论预处理过程多么完善，在长期运行过程中， 反渗透 水处理 膜面上总会日积月累截留水中的各种污染物于水处理 膜表面。从而使膜性能下降，组件进、出口压差升高。为此，除日常 启停装置前，进行低压冲洗外，需定期进行化学清洗，有时还需进行 灭菌处理。清洗 水处理 装置配备清洗溶液箱、清洗泵、清洗过滤器。 通过反渗透组件预留的清洗接口进行清洗，开机、停机淡水冲洗，置 换出浓缩海水， 防止在停运期间难溶无机盐类沉淀在膜表面，以保证 系统的高效处理性能。 流程：淡水清洗水箱清洗泵清洗滤器 反渗透装置返回（排放） 清洗水箱：用于日常开机、停机淡水冲洗和定期实行化学清洗。 实用文案 标准文档 1m 3体积，耐腐蚀材料。 清洗水泵：选用流量28m 3/h ，压力 1.5-3.3bar ，材料为不锈钢 316。 清洗过滤器：滤芯1um pp。 以下是化学 水处理清洗通常所用的药剂 名 称浓度比PH 值 产 地 专用清洗液 A型1-23- 4 美国海德能公司提供 专用清洗液 B型1-211 -12 美国海德能公司提供 b、海水 水处理淡化系统选材 反渗透 水处理高压管道件及阀。管道件选用316SS或双相钢。 预处理及低压管道件及阀：选用碳钢衬胶； 高压阀选用 316SS 。 c、反渗透 水处理 每支压力膜管产水侧设置取样口，方便取样。 d、反渗透 水处理 停机冲洗系统 当反渗透系统停机时， 膜元件内部的水处于4 倍的浓缩状中， 在 水流静止的情况下，容易造成膜组的污染，需用淡水冲洗膜表面，防 止表面沉积物的污染。 我公司设计的系统中配有膜冲洗系统，在系统 停机时，冲洗膜元件，保证膜元件的正常寿命。 e、反渗透 水处理 系统的杀菌与保护 在 RO系统运行过程中，一般6 个月用浓度为 0.5 1的反渗 实用文案 标准文档 透膜保护液对 RO系统进行杀菌。 在 RO系统停运三天以上时， 需用反 渗透膜保护液对膜进行浸泡，以防止细菌的滋生。 4.2.2.6控制说明 依据两套10m 3/h 反渗透 水处理海水淡化工艺过程，控制系统对 各个工艺单元进行直接控制。 PLC控制器为中央控制系统， 可完成 RO 系统的运行检测，满足自动运行的各项要求。 （1）加药控制 加药计量泵由事先调节好冲程，确定投加量后， 通过与原水增压 泵，高压泵 水处理实行启动联动，对计量泵实现启动自动控制，实现 药剂的自动投加，亦可退出实行手动投加。 （2）主要水处理 控制设备 a、电导率仪 b、PH计 c、污染指数仪（ SDI） d、浊度仪 e、矿化度分析仪 f 、反渗透控制器（ PLC ） （3）设计原理 电气水处理 设备及其安装、接线遵守IEC标准。 （4）水处理 系统电源 买方为海水淡化系统提供连续稳定电源，将动力电缆接至总配电 箱，要求 AC380V ±10% ，50Hz±10%,总装机功率 95Kw ×2 套，并配有 可靠接地。本项目外部电源落实可靠，电力供给有保障。 实用文案 标准文档 （5）水处理 系统控制 本套水处理 系统采用 PLC全自动控制方式， 高压泵和能量回收泵 采用变频器控制。 （6）水处理 系统功能 水处理 系统有两种操作方式及自动和手动，在运行期间，PLC 实 时监视高压泵进口和出口压力，当压力超过限值，PLC报警，系统停 机。待故障排除后，按复位按钮，水处理系统重新启动；其他故障同 上。 5、水处理 技术服务内容 5.1水处理图纸资料 5.1.1 水处理系统工艺流程图，水处理设备布置图、水处理 土建条件图资料在用户提供水处理设备场地尺寸后25 个工作日内 提供。 5.1.2 水处理设备技术资料 系统操作水处理说明书、电气图、设备合格证书以上文件在水 处理设备安装完成时提供。 5.2 水处理设计联络 在用户提供设备场地尺寸后25 个工作日内，水处理系统工艺流 程图、水处理设备布置图、土建条件图资料，提供用户并由用户确 认。供应方提交设备的电气负荷、 土建埋件、预备孔洞及沟道等资料。 5.3 水处理设备验收 水处理安装调试结束后三天内，由用户组织双方人员进行现场 实用文案 标准文档 验收。 5.4 供方水处理技术人员应对用户操作人员进行培训并进行必要 示范操作。 6、水处理 技术保证 6.1 水处理系统出力： 10m 3/h ×2 套（25） 6.2 RO水处理系统回收率： 3235% 左右 6.3 水处理质量保证期： 12 个月（滤材、滤料、水处理药剂 除外） 6.4 其它 保质期内水处理设备质量问题（非人为因素），供方负责修复或 更换，系统终身维护并承诺优惠价格供应零配件。 7、水处理 环境处理 海水淡化过程产生的废水、 污泥是无毒无害物质， 而且产生量小， 因此不会对周围环境与海域生态产生不良影响。 7.1. 水处理系统排放的浓缩海水浓度在4800058000 之间， 浓水产生量为 1200吨/ 日，相对较小直接排入大海得到迅速稀释，各 组分比例与大量海水迅速达到平衡，因此不会对周边海域生态产生不 良影响。 7.2. 水处理噪音。不存在持续性超标噪音， 而且布置在封闭箱 体内，对周围环境与居住区不会产生影响。 8、水处理 装机容量 序 号 名 称工作 数量 流 量 （m 3/h ） 扬 程 （m ） 电机功率 (KW) 合计 (KW) 实用文案 标准文档 1原水泵2 40 59 11 22 2反冲泵2 160 54 37 74 3高压泵2 10.2 60 22 44 4能量回收泵2 1421 7.5 15 5清洗泵2 28 33 5.5 11 6 加药泵8 0.25 2 7 照明及其他6.0 6 合计174 注：本装置水处理系统总装机容量为190KW, 单套 10m 3/h 总装机容量 95KW. 9、10T/H×2 套海水淡化 水处理 设备清单 序号项目名称规格单位数量备注 海水水处理预处理单元 1 原水泵台2 南方泵， SUS316 4 石英砂过滤器? 1800X2100mm 套2 天磁，碳钢防腐衬胶 6 压力表01.0MPa 个2 余姚 7 滤料石英砂吨7 河北 16 保安过滤器? 700X1200mm 套2 天磁，碳钢防腐衬胶 17 保安滤芯5um 套2 大流量绝对精度，进口 反渗透水处理单元 20 海水淡化高压泵Q=10.2m 3/h ，H=65m 台2 丹麦丹佛斯 电机防爆等级 EXDIIBT4 防护等级 IP55 实用文案 标准文档 22 反渗透膜SWC5 支40 美国海德能 23 压力容器1000Psi,8 英寸， 5 芯装 支8 乐普 24 能量回收装置Isave21 套2 丹麦丹佛斯 电机防爆等级EXDIIBT4 防护等级 IP55 25 流量计015m 3/h 个2 余姚 26 流量计030m 3/h 个4 余姚 27 压力表010MPa 个4 余姚 28 压力表01MPa 个4 余姚 29 压力开关00.6MPa 个2 压力保护 30 泄压阀010MPa 个2 SUS316 31 设备机架配套套2 反渗透机架 33 调节阀配套个2 SUS316 加药水处理单元 34 杀菌剂投加单元 加药泵9L/H,12bar,0.25kw 台2 南方泵，过流材质PVC 防爆等级 EXDIIBT4防护 等级 IP55 注射阀配套个2 天磁 加药箱100L 台2 PE 35 阻垢剂投加单元 加药泵9L/H,12bar,0.25kw 台2 南方泵，过流材质PVC 防爆等级 EXDIIBT4防护 实用文案 标准文档 等级 IP55 注射阀配套个2 天磁 加药箱100L 台2 PE 36 加酸投加单元 加药泵9L/H,12bar,0.25kw 台2 南方泵，过流材质PVC 防爆等级 EXDIIBT4防护 等级 IP55 注射阀配套个2 天磁 加药箱100L 台2 PE 37 PH调节投加单元 加药泵9L/H,12bar,0.25kw 台2 南方泵，过流材质PVC 防爆等级 EXDIIBT4防护 等级 IP55 注射阀配套个2 天磁 加药箱100L 台2 PE 化学清洗水处理单元 38 清洗水箱1m 3 台2 天磁，与冲洗水箱共用 39 清洗水泵 与冲洗水泵共用 Q=28m 3/h,H=33m 台2 南方泵， SUS316 ， 防爆等级 EXDIIBT4防护 等级 IP55 40 清洗过滤器1um 台2 天磁 41 压力表01MPa 个2 余姚 42 截止阀配套个4 SUS316 43 单向阀配套个2 SUS316 实用文案 标准文档 停机冲洗水处理单元 44 截止阀配套个2 SUS316 45 单向阀配套个2 SUS316 电气控制水处理单元 46 低压电气配套套2 ABB或施耐德 47 PLC控制系统配套套2 日本欧姆龙 48 变频器与高压泵配套套2 ABB 49 变频器与能量回收泵配套套2 ABB 51 防爆电控箱配套套2 隆电 52 防爆电缆配套套2 红旗 53 防爆插销配套套2 天津 54 填料函配套套2 天津 55 线排扎带配套批2 天津 56 防爆接线盒配套套2 天津 57 防爆泥配套套2 天津 其他附件水处理单元 58 管道及阀门预处理及反渗透低 压部分 套2 天磁，UPVC 59 管道及阀门反渗透高压部分套2 天磁，SUS316 60 控制、仪表系统配套套2 含电导率仪、PH 、 浊度仪、 SDI仪、矿化度分析仪等 61 气动执行系统配套套2 含气动阀、电磁阀、两联 件及附件等
