一、前言
本項目所處理的水源為好特利電子有限公司線路板綜合達標排放廢水。
達標排放廢水回用進水量100m3/d(5m3/h),回用量(產水量):50m3/d(2.5m³/h),產水電導率≤100μs/cm,主要指標達到工業自來水標準,可回至生產線再利用。
1.本系統本著減少人力操作成本,節能環保為目標。
電子廠PCB線路板廢水回用水處理工程系統采用*的超濾(UF)工藝和反滲透(RO)工藝)技術有機地組合(簡稱集成膜法IMS)在一起作為工業廢水的深度處理工藝,是一種可行的、有效的工藝。
為保證關鍵設備的長期可靠穩定運行,水則必須先經過一系列的污水處理工藝處理,然后進入回用系統的預處理:設置砂濾器、碳濾器、精密過濾器,滿足后續系統的進水指標。
再經超濾(UF)處理,反滲透(RO)作為水的深度處理。
2.基本實現自動控制,環境污染zui小的目標。該工藝具有連續,穩定運行,出水可靠,自動化程度較高,基本不需要酸、堿化學原料再生,無污染等特點。
3.系統采用水位控制、壓力控制、流量控制等安全保護裝置,確保安全、穩定運行。同時系統可以方便地半自動運行或手動操作運行。
4.凈水水質由電導儀和PH儀在線監視,方便可靠。
二、設計依據
(一)標準和規定
1、設備制造和材料符合下列標準和規定要求。
a)GB150《鋼制壓力容器》
b)JB2932《水處理設備制造技術條件》
c)HGJ32《橡膠襯里化工設備》
d)《壓力容器安全技術監察規程》
2、進口設備的制造工藝和材料符合美國機械工程師協會(ASME)和美國材料試驗學會(ASTM)的工業法規中涉及的標準或相當標準。
3、對外接口法蘭符合下列標準要求
a)JB/T74-94《管路法蘭技術條件》
b)JB/T74-94《管路法蘭類型》
c)JB/T81-94《凸面板式平焊鋼制法蘭》
d)JB/T87-94《管法蘭用石棉橡膠墊片》
4、襯里鋼管和管件符合下列標準要求:
a)HG21501《襯膠鋼管和管件》
b)HG20538《襯塑(PP、PE、PVC)鋼管和管件》
5、當上述規范或標準對某些材料不適合時,則采用材料生產廠標準,供方提供反滲透膜所遵循的設計導則及設計和運行標準計算書。
6.其它涉及的設計基礎條件將在技術討論中確定。
(二)設計要求
1.源水:達標排放廢水,回用進水量100m3/d(5m3/h)
其中:COD≤100mg/L,電導率≤5000μS/cm。
2.設計要求及驗收標準:
1).回用產水量:50m3/d(2.5m3/h,在25℃水溫條件下)。
2).產水要求:電導率≤100μS/cm,其它各項理化指標及感觀指標優于當地自來水標準.
a、色度≤15度
b、濁度≤3NTU
c、PH:5.5-8.0
d、Cu≤1.0mg/l
3.控制要求:
運行方式:半自動運行(并具備手動操作功能).
三.工藝設計
工藝流程(采用集成膜法IMS)
簡要說明:
工藝流程(采用集成膜法IMS)
簡要說明:
線路板達標排放廢水流入集水桶,然后由增壓泵將水加壓,泵入多介質過濾器(砂濾器)去除水中的懸浮物,顆粒物;活性碳過濾器去除水中的有機物.顆粒物;精濾器去除微小的顆粒物;超濾裝置可進一步去除水中的有機物.顆粒物.微生物。高壓泵將水的壓力提高,達到反滲透分離壓力,反滲透膜組件有效、穩定地將水中溶解的陽離子、陰離子、有機物、微生物去除,去除率可達99%。反滲透的穿透水即凈水,可以回用;反滲透濃縮水排去原有的綜合廢水調節池進一步處理。整個工藝流程基本上實現自動控制。
線路板達標排放水流入集水桶,然后由源水泵將水加壓,泵入砂濾器(多介質過濾器)去除水中的懸浮物、顆粒物,精濾器去除微小的顆粒物,超濾裝置可進一步去除水中的有機物、顆粒物、微生物。高壓泵將水的壓力提高,達到反滲透分離壓力,反滲透膜組件有效、穩定地將水中溶解的陽離子、陰離子、有機物、微生物去除,去除率可達99%。反滲透的穿透水即凈水,可以回用;反滲透濃縮水排去廢水調節池進一步處理。整個工藝流程基本上實現半自動控制。
反滲透(RO)水處理技術是當今世界上*的水處理技術,其核心組件是進口的反滲透膜(RO膜、太空膜),可去除99%以上的顆粒物、有機物、以及細菌、病毒等微生物,出水綜合指標優良。
反滲透(RO)水處理技術比傳統的技術:如電滲析法、離子交換法、蒸餾法等,具有更高的經濟性、更可靠,可以自動控制,無人值守。同時,不需要酸、堿化學再生,節省成本、無污染,具有良好的環保效益。
本系統采用污染復合反滲透膜PROC10,具有壓、高通量、高脫鹽等特點,同時具有抗污染、耐污堵等特點。
1.砂濾器(多介質過濾器、機械過濾器):內填多層石英砂濾料,去除水中的顆粒物、懸浮物等雜質,降水的濁度。用反沖洗的方法沖洗濾料。
2.活性碳過濾器:內填凈水活性碳濾料,去除水中的有機物、膠體,去除水中異色、異味等,降水的濁度,色度。
3.精濾器(保安過濾器):進一步去除水中的顆粒物、懸浮物等雜質,降水的濁度。為后續的超濾提供合格的水源.
4.超濾裝置(UF):中空纖維超濾膜可截留0.1μm以上的顆粒,進一步去除水中的有機物.顆粒物.微生物,產水濁度小于0.1NTU,為后面的反滲透提供合格的水源.超濾膜材料采用耐污染親水性的改良PVC,通量持續穩定,抗污染能力強.
5.反滲透膜(RO)組件:采用美國進口的抗污染反滲透膜,脫鹽率≥99%,去除水中的鹽份、細菌、病毒等,使水純化,出水優良。
6.膜清洗裝置:反滲透膜(RO)和超濾膜(UF)工作一段時間后,緩慢產生水質、產量下降現象,此時,對反滲透膜(RO)和超濾膜(UF)進行化學清洗,去除膜表面的有機物、無機物和微生物污染,恢復膜的性能。清洗周期:1-3個月。
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膜分離技術是二十一世紀*之一,將超濾(UF)技術和反滲透(RO)以及納濾(NF)技術技術有機地組合(簡稱集成膜法IMS)在一起作為工業廢水的深度處理工藝,是一種可行的、有效的工藝。
1、超濾UF技術
超濾UF膜可用于除去水中的懸浮微粒、膠體、微生物等。在水壓的作用下水分子及小分子物質等透過超濾膜,水中的懸浮微粒、膠體、微生物等則被截留在超濾膜的內表面。由于超濾膜上的微孔很小,可以有效除去各種水中懸浮顆粒、膠體、細菌和大分子有機物等,這些截留物質可能會在膜的內表面集聚,所以需要對超濾膜組件進行定期的反沖洗和加藥清洗。因其具有99%的除去水中膠體和100%的除去水中細菌、微生物的功能,而被廣泛用作凈化水的生產設備和納濾以及反滲透RO裝置的前置處理設備。本超濾裝置采用的超濾UF膜組件為國內技術生產,內壓式中空纖維,過濾精度可以達到0.02μm。
2、反滲透技術
反滲透是上世紀80年代發展起來的一項新的膜分離技術,反滲透膜在一定壓力下使溶液中的溶劑和溶質進行濃縮分離的過程。
要了解反滲透法除鹽原理,先要了解“滲透”的概念。滲透是一種物理現象,當兩種含有不同濃度鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一連的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩連的含鹽濃度融和到均等為止。然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為自然滲透。但如果在含鹽量高的水側,施加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使水向相反方向滲透,而鹽分剩下。因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達除去水中鹽分的目的,這就是反滲透除鹽原理。
反滲透法能適應各類含鹽量的原水,反滲透法的脫鹽率高,產水率高,運行穩定,占地面積小,操作簡便。過去由于反滲透膜組件價格較高,阻礙了反滲透技術的推廣,但近年以來,反滲透膜組件的價格不斷下降,使得反滲透技術廣泛使用在各類除鹽水處理行業中,由于反滲透設備在除鹽的同時,同時將細菌、膠體及大分子量的有機物去除,因此在污水回用水的制取工程中,反滲透設備更是*的。
反滲透(RO)是當今世界上*的水處理技術,其核心組件是進口的反滲透膜(RO膜、太空膜),可去除99%以上的顆粒物、有機物、無機物鹽份以及細菌、病毒等微生物,出水綜合指標優良。系統實際脫鹽率94-98%。
反滲透水處理技術比傳統的技術:如電滲析法、離子交換法、蒸餾法等,具有更高的經濟性、更可靠,可以自動控制,無人值守。同時,不需要酸、堿化學再生,節省成本、無污染,具有良好的環保效益。
原水反滲透膜后,隨著水和少量離子不斷的透過反滲透膜進入淡水側,濃水側各類離子、懸浮物及有機物的濃度不斷升高,當各類物質的濃度升高后,膜表面會產生濃差極化,反滲透設備在運行過程中需要解決以下幾個問題:
結垢
結垢就是水中各類鹽的含量在達到其飽和溶解度后,從水中結晶析出,并且以容器為晶核,使得在容器表面形成一層結晶的現象。如果在膜表面形成一層垢,很明顯會嚴重影響反滲透膜的性能,并且垢的存在還會減小膜內的水流道。因此,反滲透系統設計時,必須采取必要的措施,防止在反滲透的結垢現象發生。
污堵
進入反滲透系統的水中不可避免地會含有懸浮物及有機物,由于膜的孔徑約為10A左右,水中的懸浮物濃度增加后再加上有可能從水中析出的以懸浮物形式存在的晶體,使得反滲透膜非常容易被堵塞,因此,在反滲透系統設計時,必須采取必要的措施,防止堵污現象發生。
對膜的化學侵蝕性
由于反滲透膜是采用高分子有機復合材料制成,具有較好的化學穩定性,但仍有一些物質可能會對反滲透膜造成化學侵蝕,如游離氯雙氧水等強氧化劑。回用水水源為達標排放水,氧化性物質可以不予考慮。
水溫
反滲透膜的性能參數與水溫有密切的關系,當溫度升高或降1℃,反滲透膜的產水通量大致增減3%。
(二).設計參數
1.回用工藝流程及設備滿足如下要求:
回用量:5m3/h(在25℃水溫條件下),產水的電導率≤100μs/cm。經過預處理和超濾,再經過反滲透處理;透過水回至生產再利用。濃水去原有廢水調節池作進一步處理.各部分參數如下:
a.砂濾器
砂濾器產水量5m3/h;
b.活性碳過濾器
碳濾器產水量5m3/h;
c.精濾器
精濾器產水量5m3/h;
d.超濾UF裝置
超濾UF裝置透過水量4.5m3/h;
超濾UF裝置濃水量:0.5m3/h;
超濾UF裝置回收率90%。
e.反滲透膜RO系統
反滲透膜RO系統透過水量2.5m3/h;回至生產線再利用。
反滲透膜RO系統濃水量:2.0m3/h,濃水去原有廢水調節池進一部處理。
反滲透膜RO系統回收率:56%;
(三).工藝流程中主要設備說明
本工藝流程包括預處理系統、超濾系統、反滲透系統,全套設備實行手動運行和半自動運行兩種選擇。
a.缺水、欠壓保護,保護系統。
b.超濾裝置(UF)設置自動正沖洗、反沖洗、等壓沖洗程序,及時沖洗超濾膜,防止污堵,通量持續穩定。
c.開機時自動沖洗反滲透(RO)膜,停機前沖洗反滲透膜;每隔2小時自動沖洗反滲透膜,及時使用干凈的水沖洗RO膜,防止污堵,通量持續穩定。
d.源水箱缺水自動關機,凈水箱水滿自動關機。
e.設有電導、PH值、壓力和流量指示,在線監視水質及設備運行,方便檢查和維護。
設備特點:
設備的關鍵部件:加藥計量泵、反滲透膜、大部分電氣控制元件等均采用進口件,保證設備運行穩定可靠。與水接觸的部件和設備采用不銹鋼和UPVC材料,保證系統水質不被污染和腐蝕。
超濾膜(UF):采用立升超濾膜,通量持續穩定,抗污染能力強。
反滲透膜(RO):采用美國海德能抗污染膜PROC10,除鹽率高,抗污染能力強,壽命長。
1.預處理系統
包括:增壓泵、砂濾器、活性碳吸附、精密過濾器。
預處理主要功能是去除水中的顆粒物、懸浮物、有機物、膠體等,去除藻類、微生物污染及氧化劑對RO膜的損害,防止結垢、污堵等現象發生,使水質達到反滲透的進水要求:濁度≤1NTU,SDI≤5,以使反滲透膜達到或接近設計使用壽命,保護反滲透設施能正常安全地運行。
a.增壓泵:主要滿足后續系統的供水壓力。
b.砂濾器
砂濾器主要作用是去除原水的顆粒雜質,膠體和懸浮物。通過時間或壓差判斷進行反洗。手動反洗.
c.活性碳過濾器:
活性碳過濾器內填活性碳濾料,去除.吸附水中的有機物、異色、異味、余氯等氧化劑,降COD含量。通過時間或壓差判斷進行反洗。手動反洗。
d.精密過濾器:
當活性碳在進行反洗后,可能有一些活性碳的粉末產生,為了保證后面的超濾系統不被大顆粒雜質堵塞,本系統設置過濾精度為10μm的精密過濾器。
通過時間或壓差判斷是否需要更換濾芯。
2.超濾UF裝置
超濾膜可用于除去水中的懸浮微粒、膠體、微生物等
超濾裝置設有正沖洗和反沖洗功能。超濾裝置運行時每10分鐘正沖洗30秒,每30分鐘反洗1次,每次60秒;這樣可以將膜表面的沉積物懸浮微粒、膠體、微生物沖掉,恢復膜的性能,并能延長膜的壽命。反沖洗時兩組超濾膜交替進行。
超濾反洗水泵:
反洗水泵的作用是將合格的凈水(本系統采用UF產水)定期反沖洗UF膜組件,以免
受污染物的污染,懸浮物的堵塞和細菌的繁殖。
配置1臺反洗水泵,流量為產水量的1.5-2倍.
3.反滲透設備
反滲透其核心組件是進口的反滲透膜(RO膜、太空膜),可去除99%以上的顆粒物、有機物、無機物鹽份以及細菌、病毒等微生物。系統實際脫鹽率94-98%。
a.高壓泵:
高壓泵是反滲透設備的主要動力設備,高壓泵應設置過熱保護,泵前應設置水位保護開關,泵后設置高壓保護開關。當泵前水位或高壓泵出口壓力高于設定值后,高壓泵停運。
b.反滲透裝置
經過反滲透處理,使水中雜質的含量降,提高水的純度,并能將水中的細菌,膠體及有機物去除。
考慮到設備的節能、運行壓力、膜的透過率、膜的脫鹽率、出水的含鹽量等因素,反滲透膜采用美國HYDRANAUTICS(海德能)公司污染膜反滲透PROC10,既具有傳統聚酰胺復合膜的壓、高通量、高脫鹽率的優點,同時又有耐污染性的特殊優點。污染膜適用于地表水,江河水及污水等復雜給水的脫鹽處理。
在裝置停運時,用產品水自動沖洗、擠排膜和管道中的高TDS殘水,使膜*浸泡在淡水中,防止膜的自然滲透造成的膜損傷。
c.超濾膜和反滲透膜化學清洗系統
由清洗液箱、清洗泵、5um保安過濾器及連接管閥件組成,當膜組件受污染時,應進行化學清洗。
膜在使用過程中,由于各種因素的影響,不可避免地會有結垢現象或受污染。清洗系統的功能就是當膜出現結垢現象或受污染而導致性能下降,就必須根據情況采用相應化學藥品進行清洗處理,恢復膜的性能。清洗時,將藥液不斷地泵入容器內,對膜進行清洗,清洗后的清洗液循環回清洗液箱,不斷循環,為了防止被清洗下來污染的物質再次污染反滲透膜,設置清洗過濾器,保護膜不被污染。
四.設備制造要點
1、水泵提升泵組
a、每臺水泵進出口設有手動閥、出口設有止回閥和壓力表;
b、每臺水泵的應符合《給排水設計手冊》水泵類設計與安裝規范;
c、每臺水泵的電氣接線應符合《電機產品安裝規范》。
2、砂濾器和活性炭過濾器:
a.過濾器內外應作防腐處理。
b.過濾器筒身應設卸料口。
3、精濾器
a、過濾器的結構滿足快速更換濾芯的要求;
b、過濾器的頂部設排氣口、底部設排放口;進出口壓力表;
c、過濾器的過濾精度要求為5μm。
4、超濾裝置
a、每列都設有取樣閥可隨時取樣分析水質;
b、膜組件的設計通量應不大于各膜組件制造廠商《導則》規定的zui大通量值,并應選擇合理的設計通量,保證膜組件正常運行和合理的清洗周期;
c、化學清洗液的選擇應根據給水水質和所選用超濾膜組件的特性確定。
d、裝置各段給水及濃水進出水管上應設有接口及閥門,以便清洗時與清洗液進出管連。
e、濃水排放需裝流量控制閥,以控制UF的回收率;
f、超濾裝置應設有程序及電動閥門,能夠實現自動正沖洗和反沖洗功能。
g、超濾裝置產品水管和濃水管流量計和應設取樣點,取樣的數量及位置應能有效的診斷并確定系統的缺陷;
h、超濾裝置應安裝在組合架上,組合架上應配備全部管道及接頭,還包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件;
i、超濾裝置配儀器、儀表的性能、配置點及數量等將滿足本系統的安全、穩定、可靠運行之需要。
j.超濾裝置各段給水及濃水進出水管上應設壓力表。
5、反滲透高壓泵
a、高壓泵出口應設壓力開關,系統壓力高時報警和停泵;設出口壓力表。
b、高壓泵進口缺水保護,缺水時報警及停泵;
c、高壓泵泵體采用304不銹鋼材料;
d、密封方式應考慮耐腐蝕,機械密封。
6、反滲透裝置
a、反滲透RO裝置,每列都設有取樣閥可隨時取樣分析水質;
b、反滲透膜組件的設計通量應不大于各膜組件制造廠商《導則》規定的zui大通量值,并應選擇合理的設計通量,保證膜組件正常運行和合理的清洗周期;
c、反滲透RO裝置的給水加藥種類及加藥點,化學清洗液的選擇應根據給水水質和所選用反滲透裝置膜組件的特性確定。
d、反滲透RO裝置各段給水及濃水進出水管上應設有接口及閥門,以便清洗時與清洗液進出管相連。
e、反滲透濃水排放需裝流量控制閥,以控制回收率;
f、反滲透RO裝置應設有程序沖洗裝置,運行開始、中間沖洗及停機時能延時自動沖洗(進水切換為干凈水源);
g、反滲透RO裝置產品水管和濃水管流量計和應設取樣點,取樣的數量及位置應能有效的診斷并確定系統的缺陷;
h、反滲透RO膜組件應安裝在組合架上,組合架上應配備全部管道及接頭,還包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件;
i、反滲透RO系統所配儀器、儀表的性能、配置點及數量等將滿足本系統的安全、穩定、可靠運行之需要。
j.反滲透RO裝置各段給水及濃水進出水管上應設壓力表。
7、超濾(UF)和反滲透(RO)化學清洗系統
a、化學清洗系統應包括清洗箱、清洗泵、保安過濾器及管道、閥門等;
b、清洗系統的材質應能適用于所用的清洗液。
c、密封方式應考慮耐腐蝕,機械密封。
五.控制系統
1、系統控制
?。?)概述
該系統采用半自動運行方式,并可由值班人員進行現場操作,數據的調整需要人工操作。
加藥系統采用自動加手動控制,要人工配置藥液。
?。?)控制系統的功能
本控制系統中,連鎖控制的任務主要是實現電氣聯鎖控制,系統液位均和相關的泵,閥門連鎖;自動運行。
2、主要控制回路
(1)超濾系統的控制
超濾系統設置一塊就地儀表盤,在就地儀表盤上可讀出超濾系統的有關工藝參數,用檢測到的工藝參數回饋控制UF系統的啟、停及監測UF膜的效能。
?。?)反滲透系統控制
反滲透系統設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤,在就地盤上可讀出RO的有關工藝參數,以及能在就地操作盤上啟、停高壓泵及相關的閥門。
?。?)高壓泵的保護
高壓泵進出口缺水保護和高壓保護開關。供水量不足會自動發出信號停止高壓泵運行,保護高壓泵不在空轉情況下工作。當系統因其它的原因或誤操作,使高壓泵的出口壓力超過某設定值時,高壓泵出口壓力保護會自動切斷高壓泵供電,保護系統設備不受損害。
?。?)反滲透膜啟停保護
反滲透裝置停機前,自動打開濃水端排放閥,用RO產水對RO膜組件自動沖洗1-3min,以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積結垢而影響膜的性能,然后自動停止沖洗,系統停機。
3、控制系統配置
?。?)硬件:控制系統硬件組成包括1套可編程控制器(PLC)。PLC采用性能可靠、廣泛應用于工業控制領域的產品。
?。?)軟件:控制系統軟件組成為PLC應用軟件,運行于PLC,實現各種控制功能
?。?)手動控制
系統可以實現手動和自動的切換,在非正常運行狀態下,對每臺泵設備和控制閥可以進行手動控制。
5、儀表現場儀表包括壓力、液位、流量和控制閥。分析儀表有PH儀電導率。現場儀表的選型原則是滿足工藝要求、品質可靠。
6、電氣
?。?)供配電(由用戶提供)
*水處理站用電設備電壓等級為380/220VAC。車間內設動力配電中心。動力中心向全車間動力設備供電。車間動力按一級負荷考慮。
(2)電氣設備控制
電動機采用自動/手動兩種操作方式。同時電氣設備具有故障報警等功能。
?。?)接地
接地:根據有關規程、規范、所有需要保護接地的電氣設備均可靠性接入相應的接地系統。
六、供貨范圍:
?。?)、工藝設備詳見后面的分項報價表。
?。?)、管道及管件材質
a、預處理系統管件:UPVC
b、RO系統:壓管件:UPVC材料,高壓管件:304不銹鋼材料;
c、RO清洗系統管件:UPVC;
d、壓管件:UPVC
?。?)、電氣系統:
控制箱、線槽、電纜橋架。
?。?)、儀表及控制系統:
儀表箱、PLC控制柜。
(5)、技術檔
a、設計圖紙;
b、設備操作說明書;
c、維修手冊;
d、培訓手冊。