净水、纯水方案设计(ppt 61页)
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34
反渗透系统
清洗系统设备组成 清洗水泵 清洗用保安过滤器 清洗水箱
35
反渗透系统
清洗水泵选型 流量：
每支8“压力容器流量：7~9m3/h 每支4“压力容器流量：2~2.3m3/h
例： 高压泵
Q=单支压力容器 流量×2
说明：此处的2指的是一段的压力容器数。
扬程： 30~40m
36
50
EDI系统
系统回收率
系统回收率取决于进水硬度 系统回收率通过产水背压进行调节 回收率参考值
如果进水硬度<0.1ppm，回收率90％ 如果进水硬度<0.5ppm，回收率85％ 如果进水硬度<1.0ppm，回收率80％
51
EDI系统
回收率确定
回收率＝产水水量/淡水进水水量 浓水循环情况下
EDI是电渗析和混床的完美结合
43
EDI系统
EDI系统工作原理 EDI：电渗析与离子交换两者内在的合成一体的
结合，又称为填充床电渗析器
EDI有效弥补电渗析和混床两种技术的不足： 离子通道：减弱了电渗析器的极化现象，提高了
电渗析的极限电流； 电渗析
电再生：利用极化得到的离子进行再生，树脂一
一级反渗透 纯水箱
pH 调 节 纯水泵
紫外线杀菌
终端过滤器
用水点
14
二级反渗透系统流程
说明：
此为二级反渗透系统用于医药纯 水制备的典型流程，用于工业脱盐水 制备可以考虑不使用后段的杀菌、过 滤等步骤。
15
反渗透系统
膜的排列——级与段 级：经过高压泵加压为一级，
增加级数可以提高出水水质
段：相同排列方式、位置、工作状态的膜组件为一段
力越低
6
设计条件
出水水质 饮用净水CJ94-1999：TDS＜500mg/L 瓶装饮用水：电导率＜10μ s/cm 制药用纯水：电导率＜2μ s/cm 工业用脱盐水：电导率＜5μ s/cm
7
设计条件
说明：
以上数值为国家标准或行业内 公认数值，需根据甲方要求最终确定 其系统产水水质指标。
32
反渗透系统
仪器仪表 流量计 压力表 电导率仪
主机架
33
反渗透系统
控制方式 手动控制 自动快冲洗控制
附加配置：电磁阀
全自动控制（自动快冲洗控制，自动加碱控制，）
附加配置：电磁阀，pH探头、传感器1个，自动控制计量泵1台 若附加触摸屏：流量计、电导率仪可输出4~20mA信号
浓水排放方式
浓水直排 适用于较小系统，
浓水经管道循环 强调装高位放空阀
浓水经过水箱循环 适用于较大系统，处理膜堆污染很方便
56
EDI系统
系统主要有4套管路 淡水管路 浓水循环管路 极水管路 再生循环管路
57
EDI系统
管路材质 非金属材料是首选
适合的材料包括：UPVC、CPVC、PP、PVDF 等
8
设计条件
根据出水要求选择工艺 一级反渗透工艺，电导率可达到10~20μs/cm
本工艺可用于饮用净水的生产或出水水质要求 不高的工业用净水的生产
二级反渗透工艺，电导率可达到1~2μs/cm
本工艺可用于瓶装饮用水、工业用脱盐水(水质 要求小于5μs/cm者)、医药用纯水的生产
9
设计条件
适于大系统 回收率按85-90％计算比较合适 浓水直排情况下 适于小系统 回收率按65-90％计算比较合适
52
EDI系统
设计要素
膜堆的最大进水压力 6bar 产水量：
大膜堆：最大产水量1200L/h； 小膜堆：最大产水量600L/h；
产水背压：一般在0.2～0.3bar比较合适
净水、纯水方案设计
1
目录
设计条件 反渗透设计 EDI设计
2
设计条件
3
设计条件
水量 注意甲方所需的产水水量
原水水质 主要水质指标
理化指标：pH值、碱度、硬度、色度、浊度、 电导率(总溶解性固体)、SiO2
4
设计条件
阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Mn2+、 NH4+、Ba2+、Sr 2+
边工作一边再生； 混床
44
EDI系统
淡水
浓水
阴极 极 淡 浓 淡 浓 淡 极 阳极 室 室 室室室室室
原水 原水
极水 原水
45
EDI系统
46
EDI系统
电去离子是电渗析与离子交换有机结合形成的一种新型膜 分离技术。 它既保留了电渗析可以连续脱盐和离子交换树脂可以深度 脱盐的优点，又克服了电渗析不能深度脱盐以及浓度极化所 造成的不良影响和离子交换树脂需用酸碱再生的麻烦和造成 的环境污染。 EDI可以使去离子过程长时间连续运行，并能获得高质量 的纯水，因此在高纯水制备上有着广阔的应用前景。
47
EDI系统
EDI系统组成
EDI膜堆 EDI电源 供水泵：包括淡水供水泵，浓水供水泵 仪表：流量计、压力表、电导率表
48
EDI系统
EDI系统出水水质影响因素 进水水质（≤30μs/cm） 电源电流强度 压力 流量 压差
49
EDI系统
设计要素 确定EDI系统处理水量
EDI系统处理水量=产水水量÷EDI系统回收率 EDI系统回收率约为70%~90%
38
反渗透系统
电控系统 电控柜 PLC控制器 PLC保护（熔断器，阻容吸收器） 水泵保护（断路器，交流接触器，热继电器） 指示灯、按钮
39
反渗透系统
系统管道 低压部分（预处理部分）
小系统可采用UPVC管材 大系统可采用碳钢防腐以及其它满足要求经济合
算的管材
高压部分（反渗透部分）
增加段数可以提高回收率，流道长度↑→回收率↑
16
反渗透系统
一级一段
17
反渗透系统
一级多段
18
反渗透系统
二级
19
反渗透系统
海德能公司反渗透膜常用型号
ESPA2- 4 040
膜型号 膜元件直径4英寸 膜元件长度40英寸 1英寸=25.4mm 说明：此为海德能公司反渗透膜型号，其8寸膜经常 省略后半部“-8040”字样。
反渗透系统
清洗用保安过滤器
处理能力：同清洗泵流量 过滤精度：5μm 滤芯材质：PP喷熔 滤桶材质：304不锈钢 数量：1台
37
反渗透系统
清洗水箱选型 容积：
每支4“膜需配 0.01 m3 药液 每支8“膜需配 0.04 m3 药液
清洗水箱容积＝单支膜所需药液量×膜支数＋余量
材质：PE、UPVC或碳钢防腐
可采用不锈钢管材
40
反渗透系统
阀门
整个二级反渗透系统需各种阀门约30个左右
止回阀（泵出水侧，二级浓水回流，约6个） 截止阀（需流量调节处，约8个） 球阀 电磁阀
41
EDI系统
42
EDI系统
EDI: Electro-De-Ionization 电连续去除离子技术 电：清洁技术 连续：高效 去除离子：纯水制备
不锈钢管道
在不锈钢管道和膜堆之间至少应留出600mm的 非金属管道。这是为了保证在膜堆和不锈钢管道 之间留有足够的安全距离以防电击。
58
EDI系统
电控系统 手动控制 自动控制
淡水产水管路设置合格水/不合格水的转向阀门， 由在线电阻率仪的继电器控制其切换
其他管路一般不需要设置电磁阀门或者压力保 护装置
20
反渗透系统
海德能公司常用的反渗透膜 ESPA：超低压膜元件 CAP ：低压膜元件 SWC：海水淡化膜元件 LFC2 ：低污染膜元件，多用于二级反渗透的第二
级（制药行业用纯化水）
21
反渗透系统
科氏公司反渗透膜常用型号
TFC8832 HR- 575
膜型号 高脱盐率反渗透膜 有效膜面积 说明：此为科氏公司反渗透膜型号，其有效膜面积为
575ft2的反渗透膜比较特殊为1.5m长，其他公司以 及科氏公司的其它反渗透膜均为1m长。
22
反渗透系统
科氏公司常用的反渗透膜 HR：高脱盐率反渗透膜 ULP：超低压反渗透膜 SS：海水淡化反渗透膜 FR：抗污染 反渗透膜
23
反渗透系统
陶氏公司反渗透膜常用型号
BW 30 (LE)- 400 膜型号 FT30系列膜片 低压 有效膜面积 说明：此为陶氏公司反渗透膜型号，其4寸膜的命名
53
EDI系统
极水
确保极水排放管路畅通，并不得有背压 极水通过浓水补充 极水水量一般在1－2LPM，最小不得小于1LPM 在再生过程中应该增大极水流量
54
EDI系统
浓水进水
膜堆的浓水进水压力比淡水进水压力 低0.5～1.0 bar
浓水进水流量占进水流量的10~20 %
55
EDI系统
玻璃钢（进口、国产）
30
反回收率15%
回收率计算
85% 100%
72.25% 浓水
15% 淡水
85%×15%＝12.75% 15%＋12.75%＝27.75%
31
反渗透系统
说明：
在进行计算时要特别注意回收率，反渗 透系统第一级的回收率只有在大中型系统且 进水水质较好时才能达到，如果系统较小、 进水水质恶劣，都需要降低回收率；二级反 渗透系统的第二级可以适当提高回收率。
二级反渗透+EDI工艺，出水电阻率最高可达到
15MΩ·cm（仅指进口产品） 本工艺可用于出水电阻率要求达到 15MΩ·cm的 电子、医药等行业
反渗透+二级混床或二级反渗透+EDI，出水电阻率
最高可达到18MΩ·cm 本工艺可用于出水电阻率要求达到 18MΩ·cm的 电子、医药等行业
10
设计条件
59
EDI系统
阀门 膜堆淡水进水——隔膜阀 膜堆产水——隔膜阀 膜堆浓水进水——隔膜阀 膜堆极水进水——隔膜阀 泵出口——单向阀 浓水循环——球阀 其他——球阀
60
阴离子：CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-、 F-
说明： 如果原水水质较差、存在污染还需要注意原水
中的CODCr、BOD5、细菌总数、大肠菌群数等相关 生化指标。
5
设计条件
碱度 水中碳酸根、碳酸氢根、CO2含量直接影响出水
电导率以及二级反渗透系统的二级进水加碱量 水温 对于反渗透系统温度越高，出水含盐量越高，压
工艺选择，一方面根据出水水质 要求，另一方面根据原水水质 的具体情况而定
11
反渗透系统
12
一级反渗透系统流程
絮凝剂
阻垢剂
原水箱
原水泵
多介质过滤 器
活性炭过滤器
保安过滤器
高压泵
一级反渗透
净水箱
净水泵
用水点
13
二级反渗透系统流程
絮凝剂
阻垢剂
原水箱
原水泵
多介质过滤器
活性炭过滤器
保安过滤器 高压泵
高压泵 二级反渗透
用“4040”字样代替有效膜面积。
24
反渗透系统
陶氏公司常用的反渗透膜 TW：自来水元件 BW：苦咸水元件 SW：海水膜元件 FR：抗污染膜元件
25
反渗透系统
反渗透膜设计
产水量3m3/h以下系统采用4英寸反渗透膜
4英寸反渗透膜单支估算用设计产水量：250L/h
产水量4m3/h以上系统采用8英寸反渗透膜
28
反渗透系统
例：
系统产水量：8m3/h 选用8寸反渗透膜 二级膜数：8m3/h÷1m3/h ＝ 8支 一级产水：8m3/h ÷85% ＝9.4 m3/h 一级膜数：9.4m3/h÷1m3/h ＝ 9.4支≈10支
29
反渗透系统
膜壳 4寸反渗透膜规格：1~4芯 8寸反渗透膜规格：2~6芯 材质： 不锈钢（国产）
8英寸反渗透膜单支估算用设计产水量：1.0m3/h
26
反渗透系统
说明：
此数值为估算时使用或使用膜计 算软件后用此数值进行校核，实际的 数值需要根据进水水质和出水水质， 以及工作条件进行相关调整。
27
反渗透系统
膜支数估算
二级膜数＝系统产水量÷单支膜产水量 一级膜数＝一级产水量÷单支膜产水量 一级产水量＝系统产水量（二级产水量） ÷二级回收率
反渗透系统
清洗系统设备组成 清洗水泵 清洗用保安过滤器 清洗水箱
35
反渗透系统
清洗水泵选型 流量：
每支8“压力容器流量：7~9m3/h 每支4“压力容器流量：2~2.3m3/h
例： 高压泵
Q=单支压力容器 流量×2
说明：此处的2指的是一段的压力容器数。
扬程： 30~40m
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50
EDI系统
系统回收率
系统回收率取决于进水硬度 系统回收率通过产水背压进行调节 回收率参考值
如果进水硬度<0.1ppm，回收率90％ 如果进水硬度<0.5ppm，回收率85％ 如果进水硬度<1.0ppm，回收率80％
51
EDI系统
回收率确定
回收率＝产水水量/淡水进水水量 浓水循环情况下
EDI是电渗析和混床的完美结合
43
EDI系统
EDI系统工作原理 EDI：电渗析与离子交换两者内在的合成一体的
结合，又称为填充床电渗析器
EDI有效弥补电渗析和混床两种技术的不足： 离子通道：减弱了电渗析器的极化现象，提高了
电渗析的极限电流； 电渗析
电再生：利用极化得到的离子进行再生，树脂一
一级反渗透 纯水箱
pH 调 节 纯水泵
紫外线杀菌
终端过滤器
用水点
14
二级反渗透系统流程
说明：
此为二级反渗透系统用于医药纯 水制备的典型流程，用于工业脱盐水 制备可以考虑不使用后段的杀菌、过 滤等步骤。
15
反渗透系统
膜的排列——级与段 级：经过高压泵加压为一级，
增加级数可以提高出水水质
段：相同排列方式、位置、工作状态的膜组件为一段
力越低
6
设计条件
出水水质 饮用净水CJ94-1999：TDS＜500mg/L 瓶装饮用水：电导率＜10μ s/cm 制药用纯水：电导率＜2μ s/cm 工业用脱盐水：电导率＜5μ s/cm
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设计条件
说明：
以上数值为国家标准或行业内 公认数值，需根据甲方要求最终确定 其系统产水水质指标。
32
反渗透系统
仪器仪表 流量计 压力表 电导率仪
主机架
33
反渗透系统
控制方式 手动控制 自动快冲洗控制
附加配置：电磁阀
全自动控制（自动快冲洗控制，自动加碱控制，）
附加配置：电磁阀，pH探头、传感器1个，自动控制计量泵1台 若附加触摸屏：流量计、电导率仪可输出4~20mA信号
浓水排放方式
浓水直排 适用于较小系统，
浓水经管道循环 强调装高位放空阀
浓水经过水箱循环 适用于较大系统，处理膜堆污染很方便
56
EDI系统
系统主要有4套管路 淡水管路 浓水循环管路 极水管路 再生循环管路
57
EDI系统
管路材质 非金属材料是首选
适合的材料包括：UPVC、CPVC、PP、PVDF 等
8
设计条件
根据出水要求选择工艺 一级反渗透工艺，电导率可达到10~20μs/cm
本工艺可用于饮用净水的生产或出水水质要求 不高的工业用净水的生产
二级反渗透工艺，电导率可达到1~2μs/cm
本工艺可用于瓶装饮用水、工业用脱盐水(水质 要求小于5μs/cm者)、医药用纯水的生产
9
设计条件
适于大系统 回收率按85-90％计算比较合适 浓水直排情况下 适于小系统 回收率按65-90％计算比较合适
52
EDI系统
设计要素
膜堆的最大进水压力 6bar 产水量：
大膜堆：最大产水量1200L/h； 小膜堆：最大产水量600L/h；
产水背压：一般在0.2～0.3bar比较合适
净水、纯水方案设计
1
目录
设计条件 反渗透设计 EDI设计
2
设计条件
3
设计条件
水量 注意甲方所需的产水水量
原水水质 主要水质指标
理化指标：pH值、碱度、硬度、色度、浊度、 电导率(总溶解性固体)、SiO2
4
设计条件
阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Mn2+、 NH4+、Ba2+、Sr 2+
边工作一边再生； 混床
44
EDI系统
淡水
浓水
阴极 极 淡 浓 淡 浓 淡 极 阳极 室 室 室室室室室
原水 原水
极水 原水
45
EDI系统
46
EDI系统
电去离子是电渗析与离子交换有机结合形成的一种新型膜 分离技术。 它既保留了电渗析可以连续脱盐和离子交换树脂可以深度 脱盐的优点，又克服了电渗析不能深度脱盐以及浓度极化所 造成的不良影响和离子交换树脂需用酸碱再生的麻烦和造成 的环境污染。 EDI可以使去离子过程长时间连续运行，并能获得高质量 的纯水，因此在高纯水制备上有着广阔的应用前景。
47
EDI系统
EDI系统组成
EDI膜堆 EDI电源 供水泵：包括淡水供水泵，浓水供水泵 仪表：流量计、压力表、电导率表
48
EDI系统
EDI系统出水水质影响因素 进水水质（≤30μs/cm） 电源电流强度 压力 流量 压差
49
EDI系统
设计要素 确定EDI系统处理水量
EDI系统处理水量=产水水量÷EDI系统回收率 EDI系统回收率约为70%~90%
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反渗透系统
电控系统 电控柜 PLC控制器 PLC保护（熔断器，阻容吸收器） 水泵保护（断路器，交流接触器，热继电器） 指示灯、按钮
39
反渗透系统
系统管道 低压部分（预处理部分）
小系统可采用UPVC管材 大系统可采用碳钢防腐以及其它满足要求经济合
算的管材
高压部分（反渗透部分）
增加段数可以提高回收率，流道长度↑→回收率↑
16
反渗透系统
一级一段
17
反渗透系统
一级多段
18
反渗透系统
二级
19
反渗透系统
海德能公司反渗透膜常用型号
ESPA2- 4 040
膜型号 膜元件直径4英寸 膜元件长度40英寸 1英寸=25.4mm 说明：此为海德能公司反渗透膜型号，其8寸膜经常 省略后半部“-8040”字样。
反渗透系统
清洗用保安过滤器
处理能力：同清洗泵流量 过滤精度：5μm 滤芯材质：PP喷熔 滤桶材质：304不锈钢 数量：1台
37
反渗透系统
清洗水箱选型 容积：
每支4“膜需配 0.01 m3 药液 每支8“膜需配 0.04 m3 药液
清洗水箱容积＝单支膜所需药液量×膜支数＋余量
材质：PE、UPVC或碳钢防腐
可采用不锈钢管材
40
反渗透系统
阀门
整个二级反渗透系统需各种阀门约30个左右
止回阀（泵出水侧，二级浓水回流，约6个） 截止阀（需流量调节处，约8个） 球阀 电磁阀
41
EDI系统
42
EDI系统
EDI: Electro-De-Ionization 电连续去除离子技术 电：清洁技术 连续：高效 去除离子：纯水制备
不锈钢管道
在不锈钢管道和膜堆之间至少应留出600mm的 非金属管道。这是为了保证在膜堆和不锈钢管道 之间留有足够的安全距离以防电击。
58
EDI系统
电控系统 手动控制 自动控制
淡水产水管路设置合格水/不合格水的转向阀门， 由在线电阻率仪的继电器控制其切换
其他管路一般不需要设置电磁阀门或者压力保 护装置
20
反渗透系统
海德能公司常用的反渗透膜 ESPA：超低压膜元件 CAP ：低压膜元件 SWC：海水淡化膜元件 LFC2 ：低污染膜元件，多用于二级反渗透的第二
级（制药行业用纯化水）
21
反渗透系统
科氏公司反渗透膜常用型号
TFC8832 HR- 575
膜型号 高脱盐率反渗透膜 有效膜面积 说明：此为科氏公司反渗透膜型号，其有效膜面积为
575ft2的反渗透膜比较特殊为1.5m长，其他公司以 及科氏公司的其它反渗透膜均为1m长。
22
反渗透系统
科氏公司常用的反渗透膜 HR：高脱盐率反渗透膜 ULP：超低压反渗透膜 SS：海水淡化反渗透膜 FR：抗污染 反渗透膜
23
反渗透系统
陶氏公司反渗透膜常用型号
BW 30 (LE)- 400 膜型号 FT30系列膜片 低压 有效膜面积 说明：此为陶氏公司反渗透膜型号，其4寸膜的命名
53
EDI系统
极水
确保极水排放管路畅通，并不得有背压 极水通过浓水补充 极水水量一般在1－2LPM，最小不得小于1LPM 在再生过程中应该增大极水流量
54
EDI系统
浓水进水
膜堆的浓水进水压力比淡水进水压力 低0.5～1.0 bar
浓水进水流量占进水流量的10~20 %
55
EDI系统
玻璃钢（进口、国产）
30
反回收率15%
回收率计算
85% 100%
72.25% 浓水
15% 淡水
85%×15%＝12.75% 15%＋12.75%＝27.75%
31
反渗透系统
说明：
在进行计算时要特别注意回收率，反渗 透系统第一级的回收率只有在大中型系统且 进水水质较好时才能达到，如果系统较小、 进水水质恶劣，都需要降低回收率；二级反 渗透系统的第二级可以适当提高回收率。
二级反渗透+EDI工艺，出水电阻率最高可达到
15MΩ·cm（仅指进口产品） 本工艺可用于出水电阻率要求达到 15MΩ·cm的 电子、医药等行业
反渗透+二级混床或二级反渗透+EDI，出水电阻率
最高可达到18MΩ·cm 本工艺可用于出水电阻率要求达到 18MΩ·cm的 电子、医药等行业
10
设计条件
59
EDI系统
阀门 膜堆淡水进水——隔膜阀 膜堆产水——隔膜阀 膜堆浓水进水——隔膜阀 膜堆极水进水——隔膜阀 泵出口——单向阀 浓水循环——球阀 其他——球阀
60
阴离子：CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-、 F-
说明： 如果原水水质较差、存在污染还需要注意原水
中的CODCr、BOD5、细菌总数、大肠菌群数等相关 生化指标。
5
设计条件
碱度 水中碳酸根、碳酸氢根、CO2含量直接影响出水
电导率以及二级反渗透系统的二级进水加碱量 水温 对于反渗透系统温度越高，出水含盐量越高，压
工艺选择，一方面根据出水水质 要求，另一方面根据原水水质 的具体情况而定
11
反渗透系统
12
一级反渗透系统流程
絮凝剂
阻垢剂
原水箱
原水泵
多介质过滤 器
活性炭过滤器
保安过滤器
高压泵
一级反渗透
净水箱
净水泵
用水点
13
二级反渗透系统流程
絮凝剂
阻垢剂
原水箱
原水泵
多介质过滤器
活性炭过滤器
保安过滤器 高压泵
高压泵 二级反渗透
用“4040”字样代替有效膜面积。
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反渗透系统
陶氏公司常用的反渗透膜 TW：自来水元件 BW：苦咸水元件 SW：海水膜元件 FR：抗污染膜元件
25
反渗透系统
反渗透膜设计
产水量3m3/h以下系统采用4英寸反渗透膜
4英寸反渗透膜单支估算用设计产水量：250L/h
产水量4m3/h以上系统采用8英寸反渗透膜
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反渗透系统
例：
系统产水量：8m3/h 选用8寸反渗透膜 二级膜数：8m3/h÷1m3/h ＝ 8支 一级产水：8m3/h ÷85% ＝9.4 m3/h 一级膜数：9.4m3/h÷1m3/h ＝ 9.4支≈10支
29
反渗透系统
膜壳 4寸反渗透膜规格：1~4芯 8寸反渗透膜规格：2~6芯 材质： 不锈钢（国产）
8英寸反渗透膜单支估算用设计产水量：1.0m3/h
26
反渗透系统
说明：
此数值为估算时使用或使用膜计 算软件后用此数值进行校核，实际的 数值需要根据进水水质和出水水质， 以及工作条件进行相关调整。
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反渗透系统
膜支数估算
二级膜数＝系统产水量÷单支膜产水量 一级膜数＝一级产水量÷单支膜产水量 一级产水量＝系统产水量（二级产水量） ÷二级回收率