1、一 概述1 裝置簡介我司水處理主要由給水站和除鹽水站兩部分組成，提供主裝置生產用水、循 環冷卻水站淡水側補水和全廠消防用水。給水站內設有生產、生活、消防給水加壓工段，提供主裝置生產水、除鹽水 站用水和全廠消防用水。原水水源有城市生活污水廠再生水和市政自來水，生產工藝由雙膜系統和離 子交換系統兩部分組成，生產除鹽水供主裝置生產用水和循環冷卻水淡水側的補 給水；站內還包括主裝置的蒸氣冷凝液回收系統和供全廠采暖的熱力站。中水系統和自來水系統設計日生產一級除鹽水各為9600 m 3，除鹽水裝置總設計日生產純水19200 m 3。蒸汽冷凝液回收水量最大為160m 3/h，經過濾去除雜質及降溫后進混床除鹽

2、 后回收利用。2 給水站工藝說明2.1 生產消防蓄水池和再生水池本裝置水源由市政自來水公司供給，供水為兩條DN700的管道。廠區的生活設施用水是由市政自來水管網直接供給。市政自來水主要用戶包括消防供水，生產純水，主裝置、罐區生產用水、污水處理、海水泵設備密封、冷卻用水、廠 區生活、辦公用水。為了防止市政管網因事故突然停水而影響生產，本站設置了生產消防水池兩 座，再生水池一座。生產消防水池每座有效容積為6000m 3,再生水池有效容積2000 m3。其中生產水的儲備量約 5000m 3，該水量能提供5小時生產用水調節 量。為了保證消防給水量及減少火災發生時對市政管網的用水負荷和防止市政 管網因事

3、故突然停水，本站設置了生產消防水池，作為發生火災時的水源。消防水的儲量為8500 m 3。2.2 生產、消防給水加壓系統生產用水系統設置三個供水系統：生產給水泵P-8104A/B/C (60m3/h*50m*1 臺、120m 3/h*50m*2 臺)、自來水給水泵 P-8105A/B/C (220m 3/h*48m*3 臺)、中水給水系統 P-8106A/B/C ( 330m 3/h*50m*3 臺)。消防給水加壓系統設置消防水泵，提供消防用水；消防水泵包括3臺電動消防 泵 P-8101A/B/C( 1180m 3/h*110m*3臺)、2 臺柴油 機消防(P-8102A/B(1180m 3/

4、h*110m*2臺)、2 臺穩 壓消防P-8103A/B(60m 3/h*135m*2 臺)、消防蓄水池及相關的儀表和自控系統組成。 防管網設計維持壓力為1.10 Mpa。2.3 生產水系統供水流程說明及控制方案2.3.1 主裝置生產給水泵(P8104A/B/C )當生產消防儲水池的水位下降到設定值，浮球閥打開，城市自來水連續不斷 地向水池補水，當生產消防儲水池的水位上升到設定值，浮球閥關閉，自來水停 止補水。主裝置生產給水泵由管網壓力控制，其工作原理：當壓力低于管網壓力時， 啟動第一臺生產水泵向生產水管網供水，供水壓力為0.5Mpa，當系統管網壓力升高到設定的最高壓力(0.8Mpa )時，泄

5、壓閥自動打開，超壓部分回流至生產消防 儲水池進行泄壓，生產水泵P8104平時連續運行一臺P8104A(60m 3/h),主裝置停 車需大量用水或運行的水泵故障時，管網壓力低于設定值時，系統自動啟動備用 泵或人工手動啟動備用泵。2.3.2 除鹽水站原水供水泵(P-8105A/B/C 、P-8106A/B/C )自來水供水泵(P-8105A/B/C ):啟動自來水給水泵向除鹽水站供給自來水， 供水壓力為0.48MPa，當某一臺運行水泵發生故障時，其備用水泵自動啟動運行。 現場/ DCS系統啟停泵。中水供水泵(P-8106A/B/C ):啟動中水給水泵向除鹽水站供給再生水，供 水泵帶變頻。根據超濾系

6、統投用數量進行啟停，并根據畫面設定的變頻值實現自 動調頻。可現場/ DCS系統啟停泵。2.3.3 消防系統流程說明及管網壓力控制方案消防泵組主要為廠區內的消火栓、消防水炮、消防噴淋系統、水幕及泡沫消 防供水。消防系統采用獨立高壓消防給水系統，平時消防水系統由兩臺穩壓泵(穩壓泵設計一用一備，投自動時無法兩臺同時運行)維持管網壓力1.1Mpa，當消防 管網壓力低于1.1Mpa時自動啟動一泵穩壓泵 P-8103A/B,當消防管網壓力高于 1.15Mpa時，自動停止穩壓泵P-8103A/B。當某裝置發生火災，投用室內、室外 消防用水設施，室外專用消防水管網壓力開始下降，當管網壓力下降至設定壓力(1.0

7、5Mpa )時，自動啟動第一臺電動消防泵 P-8101A，當管網壓力繼續下降到 設定壓力(1.0 Mpa)時自動啟動第二臺消防泵 P-8101B，當管網壓力繼續下降至設 定壓力(0.95 Mpa )時啟動第三臺消防泵P-8101C ;如此時廠區停電或電動消防 泵組出現故障，造成消防管線壓力繼續下降至設定壓力(0.90 Mpa )時，啟動柴油泵P8102A ;如繼續下降至設定壓力(0.85Mpa )時啟動第二臺柴油消防泵 P8102B。系統運行時DCS系統及現場控制系統對消防泵組運行參數進行監控， 若出現故障自動進行聲光報警。消防時生產消防蓄水水位開始下降，當降到設定 水位，進水管線上浮球閥自動

8、開啟，向蓄水池補充自來水。電動消防主泵P-8101A/B/C ，現場有就地操作柱，可現場啟停；DCS畫面可選擇“自動”和“手動”兩種狀態，在“自動”狀態時，消防泵組根據管網設定值啟動，在“手動”狀態時，消防泵組可 DCS人工啟動，消防泵采用雙電源供 電。當消防管網超過設定壓力時，系統將自動打開泄壓閥向生產消防水池泄壓。 火災被撲滅后，由人工關閉消防水泵。除鹽水站工藝說明自來水系統自來水供水-PCFM變孔隙纖維過濾器-活性炭過濾器-陽離子交換器-除中間水池中間水泵T陰離子交換器T 混合離子交換器（出水達到一級除33.1碳器鹽水水質標準，可直接旁路到除鹽水箱）。自來水由自來水給水泵P-8105A/

9、B/C送入纖維過濾器F-8121A/B去除懸浮 物、部分有機物后進入活性碳過濾器 F-8122A/B/C進行除臭、除味、脫色及去除 余氯等氧化性物質。當運行時間或進出水壓差達到設定值時，按自動或手動反洗 程序進行反洗，反洗水來自反洗水池中的自來水。活性碳過濾器出水進入陽離子 樹脂交換器去除陽離子，當出口鈉表值達到設定值后手動或自動跳入再生程序再 生，再生劑為HCI,再生液流入廢水池。陽床出水進入脫氣塔頂部，經布水器均勻 噴淋，風機由塔底向上鼓風，水、風逆向接觸，脫去水中CO2，脫氣后水收集在中間水池中，再由水泵送入陰離子樹脂交換床，去除陰離子。當陰床出口電導 10us/cm或出口 SiO2分析

10、儀超過設定值時，手動或自動跳入再生程序進行再生，經 加熱的再生劑（NaOH ）由射流器供給，再生廢液流入廢水池，由泵送污水處理 場排放。陰床出水電導W 2 us/cm時,流入除鹽水箱；出水電導2us/cm時進入混 合離子交換器；出水電導10us/cm時，進行再生操作。3.1.1 PCFM 變孔隙纖維過濾器（F-8121A/B ）用微細且多束的柔軟纖維絲，施以回轉機具或壓榨包等去壓榨，使其孔隙變 小，水中的懸浮物均被擋住留在過濾纖維絲外，經過濾后得到清潔的處理水。當 過濾器內被截留的懸浮污物（雜質）增多，處理水量下降，運行時間達到設定值 時，自動進入反沖洗過程，讓過濾器的壓榨機具放松，使過濾纖維

11、的孔隙在舒張 的狀態下，用壓縮空氣和處理水反沖洗，將污物通過排放管排除，然后又自動進 入過濾程序，從而實現去污存清的原理，運行、反洗過程示意圖如下：43/79過濾過程反沖洗過程纖維束濾料本系統配置2臺流量Q=200 m 3/h、DN1700mm*H4200mm鋼制噴環氧樹脂，內部不銹鋼元件材質為SS304的纖維過濾器。3.1.2 活性炭過濾器(F-8122A/B/C)本系統配置3臺Q=160 m 3/h、DN3200mm*H2000mm的碳鋼襯膠活性炭過濾器。為了防止離子交換系統進水水質的意外惡化有效去除水中的有機物，延長 樹脂的使用壽命，在機械過濾器后設活性炭過濾器，活性炭過濾器內裝填高效凈

12、 水炭，主要去除水中的有機雜質，進一步降低原水的濁度，保證進水水質符合離 子交換系統的要求。過濾器筒體上部設有進水裝置，下部設有排水裝置，運行時， 水經上部進入，流經濾層，從底部流出。活性炭過濾器應定期進行反洗，以除去積附在表面的懸浮物等物質。反洗時, 水從底部進入，自上部排出。活性炭過濾器主要是通過吸附和過濾的作用去除污染物。它能有效去除部 分有機物、游離氯、少量的油及進一步降低水中有機物含量， 也能去除水中異味、 色度。活性碳過濾器出水余氯W 0.1 ppm，SDI <4。進水水質要求：進水濁度W 2NTU，進水余氯< 1mg/L ;出水水質要求：出水COD Mn <2.

13、0mg/L，出水余氯<0.1mg/L ;主要運行機理：a. 吸附的機理溶質從水中移向固體顆粒表面，發生吸附，是水、溶質和固體顆粒三者相互 作用的結果。引起吸附的主要原因在于溶質對水的疏水特性和溶質對固體顆粒的 高度親合力。溶質的溶解程度是確定第一種原因的重要因素。溶質的溶解度越大，則向表面運動的可能性越小。相反，溶質的憎水性越大，向吸附界面移動的可能性越大。吸附作用的第二種原因主要由溶質與吸附劑之間的靜電 引力、范德華引力或鍵力所引起。與此相對應，可將吸附分為三種基本類型：交 換吸附、物理吸附、化學吸附。在實際的吸附過程中，上述幾類吸附往往同時存 在，難于區分。b. 影響吸附的因素影響吸

14、附的因素是多方面的，吸附劑結構、吸附劑性質、吸附過程的操作條 件等都影響吸附效果。(1) .吸附劑的性質由于吸附現象發生在吸附劑的表面上，所以吸附劑的比表面積越大，吸附能 力就越強，吸附容量也就越大，因此比表面積是吸附作用的基礎，在能滿足吸附 質分子擴散的條件下，吸附劑比表面積越大越好。例如，粉狀活性炭比粒狀活性 炭性能好，主要原因就在于它的比表面積比粒狀活性炭的大。吸附劑的種類不同，吸附效果就不同。一般來說，極性分子型吸附劑易吸附 極性分子型吸附質，非極性分子型吸附劑易吸附非極性的吸附質。另外，吸附劑的顆粒大小、孔隙結構及表面化學性質對吸附也有很大影響。(2) .吸附質的性質某種吸附劑對不同

15、的吸附質的吸附能力是不同的。吸附質在水中的溶解度對 吸附有較大影響。一般吸附質的溶解度越低，越容易被吸附，而不易被解吸。通 常有機物在水中的溶解度是隨著鏈長的增長而減小的，而活性炭的吸附容量卻隨 著有機物在水中溶解度的減少而增加，因此活性炭在原水中對有機物的吸附容量 隨著同系物分子量的增大而增加。如活性炭從水中吸附有機酸的吸附容量的次序 是：甲酸 < 乙酸 < 丙酸< 丁酸。吸附質分子大小和不飽和度對吸附也有影響。用活性炭處理原水時，對大分 子有機化合物的吸附效果較小分子的有機化合物好。吸附質的濃度對吸附也有影響。當原水中吸附質的濃度很低時，隨著濃度的 增大，吸附量也增大，但

16、濃度增大到一定程度后，再增加濃度，吸附量所有增加， 但很慢，這說明吸附劑表面已大部分被吸附質所占據。當全部吸附劑表面被吸附 質所占據時，吸附量就達到了極限狀態，以后吸附量就不在隨吸附質濃度的提高 而增加了。(3) .吸附操作條件的影響在原水處理中，進水水質和選用的吸附劑確定后，吸附效果主要取決于吸附 過程的操作條件，如溫度、吸附接觸時間、原水的 PH值等。原水處理的吸附過程主要是物理吸附，是放熱反應，溫度高則不利于吸附過 程，而溫度低則有利于吸附，所以往往是常溫吸附、升溫解吸。在吸附過程中， 應保證吸附質與吸附劑有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。 吸附平衡所需的時間取決于吸附

17、速率，吸附速率越高，達到吸附平衡所需的時間 越短。在實際操作中要控制進水的流速不宜過大或過小。流速過大，不利于兩相 充分接觸，流速過小，影響設備的生產能力。原水處理中，PH值對吸附的影響主要由于 PH值對吸附質在水中的存在形式 (分子、離子、絡合物)有影響，進而影響吸附效果。吸附劑及其再生a .吸附劑從廣義而言，一切固體物質的表面都有吸附作用，但實際上，只有多孔物質 由于具有很大的比表面積，才能有明顯的吸附能力，才作為吸附劑。原水處理過 程中應用的吸附劑主要是活性炭。活性炭是一種非極性吸附劑，是由含碳為主的 物質作原料，經高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其外觀為暗黑色，有粒狀 和粉狀兩種，目

18、前工業上大量采用的是粒狀活性炭。活性炭主要成分除碳以外，還有少量的氧、氫、硫等元素，以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和 穩定的化學性質，可以耐強酸、強堿，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。b .吸附劑的再生吸附劑達到一定的吸附飽和度之后， 必須進行再生，以達到重復使用的目的。 所以再生是吸附的逆過程。目前，吸附劑的再生方法有熱處理、化學氧化、溶劑法等。在水處理中，應 用較多的是熱處理法。熱處理再生活性炭一般分三個步驟進行：（1）、干燥加熱到100150 C,將吸附在活性炭細孔中的水分（含水率將近40%50% ）蒸發出來，同時部分低沸點的有機物也隨著揮發出來。、炭化水分蒸發后，繼續加

19、熱到700 C,這時，低沸點有機物全部脫附。高沸點的 有機物由于熱分解，一部分成為低沸點的有機物被脫附， 在活性炭微孔中。（3 ）、活化將炭化后留在活性炭微孔中的殘留碳通入活化氣體 氧）進行氣化，達到重新造孔的目的。活化溫度一般為另一部分被炭化，殘留（如水蒸氣、二氧化碳及700 1000 C。3.1.3 離子交換系統（V-8124A/B、V-8130A/B、V-8132A/B/C/D/E）A、 陽離子交換器：用于交換水溶液中的陽離子，當離子交換樹脂中的可交換 離子耗盡后，需用鹽酸進行再生。陽床的運行采用以出水鈉表信號控制為主，流量累積信號控制為輔。本系統配置2臺Q=200 m3/h 、DN32

20、00mm，碳鋼襯膠陽離子交換器。罐 體配有進、出水及取樣裝置（包括取樣用閥門和取樣水槽及其固定設置等）；每套出 水管道上配有1臺樹脂捕捉器（DN200 ）;設備本體進出水配有耐腐蝕壓力表及 其隔離閥（包括式壓力表及表前一次閥門）。試壓完畢后，內壁除凈毛刺、焊渣后作 噴砂除銹處理，襯膠厚度為5mm（內層3mm，外層2mm，交叉粘貼）。設備本體配有進、出水及取樣裝置（包括取樣用閥門和取樣水槽及其固定設置 等）。B、陰離子交換塔用于交換通過該交換塔水溶液中的所有陰離子，包括硅酸離子、碳酸離子、硫酸根離子等。陰床出水電導W2 us/cm時，流入除鹽水箱；出水電導 2us/cm時進入混合離子交換器；出水

21、電導 10us/cm 時，進行再生。設備本體上設人孔，以便于設備及設備附件的安裝檢修，同時，設備本體上 設樹脂進出口，每套出水管道上配有1臺樹脂捕捉器（F-8131A/B DN200 ）。設備本體配有進、出水及取樣裝置（包括取樣用閥門和取樣水槽及其固定設施 等）；設備本體進出水配有耐腐蝕壓力表及其隔離閥（包括壓力表及表前一次閥門）0 襯膠厚度為5mm（內層3mm，外層2mm，交叉粘貼）oC、混合離子交換器：在混床運行中，陽陰樹脂均勻混合，樹脂顆粒互相緊密排列，在具有一定床層高度的條件下，相當于很多級陽陰離子交換串聯運行，陰陽離子交換是同時進行的，反應產物是基本不解離的水，因此有利于交換反應的

22、平衡，不僅反應速度快，而且交換反應進行得比較徹底，故可在高流速條件下得 到高品質的水。混合床的作用：除了原水水質中含鹽量很低（小于200mg/L）及設備出力非常小 的情況，很少用混床單獨處理原水，因為這樣做不經濟 （酸、堿耗高）。當原水含鹽 量達一定值，單用混床不能制出合格的除鹽水。混床的作用主要有以下兩點： 進一步提高出水水質。經一級除鹽系統處理過的水，往往不能滿足高壓以 上鍋爐對補給水質的要求，所以將混床串聯在一級除鹽后，進一步提高出水水質。 此時出水電導率可達 0.1-0.2 yS/cm，Si02含量小于20他/L , pH值接近中性。 在一級除鹽設備監督不及時的情況下，瞬間會造成水質惡

23、化，影響鍋爐給 水水質。一級除鹽后串接混床，作為一個再凈化設備，可以保證除鹽設備的出水 水質一直穩定。樹脂的再生：陰陽床樹脂的再生方法采用體內再生方法，再生時壓力水通過 噴射器將計量箱中再生液送進混床進行再生，陽樹脂再生采用3-4%HCL稀溶液，陰樹脂再生采用2-4%NaOH稀堿液。系統設置4臺混床，規格為200m3/hDN2500,進水單筒多孔管式，出水多孔板水帽316L，中排梯型繞絲316L，進堿梯型繞絲1Cr18Ni9Ti,100% 膨脹空 間，鋼制（10mm 壁厚）襯膠厚度（3mm + 2mm ） oD、離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和原水中的離子進行交換 反應而除去原水中有

24、害離子的方法。離子交換過程是一種特殊的吸附過程，所以 在許多方面與吸附相似。但與吸附比較，離子交換過程的特點在于：它主要吸附 水中的離子化合物質，并進行等物質的量的離子交換。在水處理中，離子交換法 主要去除原水中鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋁等陽離子；碳酸氫根、碳酸根、 硫酸根、氯離子、硅酸等陰離子。離子交換交換法的優點是離子去除率高，設備較簡單，操作易于控制。離子交換劑a.離子交換劑的分類離子交換劑分為無機和有機兩大類。無機的離子交換劑有天然沸石和人工合 成沸石。沸石既可作陽離子交換劑，也能用作吸附劑。有機離子交換劑有磺化煤 和各種離子交換樹脂。在水處理中應用比較廣泛的是離子交換樹脂。離子交

25、換樹脂是一類具有離子交換特性的有機高分子聚合電解質，是一種疏松的具有多孔結構的固體球形顆粒，粒徑一般為0.31.2mm，不溶于水也不溶于電解質溶液，其結構可分為不溶性的樹脂本體和具有活性交換基團（也叫活性 基團）兩部分。樹脂本體為有機化合物和交聯劑組成的高分子共聚物。交聯劑的 作用是使樹脂本體形成立體的網狀結構。交換基團由起交換作用的離子和樹脂本 體聯結的離子組成。如：磺酸型陽離子交換樹脂 R-SO3H中（R表示樹脂本體）， -SO3H是交換基團。離子交換樹脂按離子交換的選擇性，可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹 脂。陽離子交換樹脂內的活性基團是酸性的，它能夠與溶液中的陽離子進行交換。 如R-

26、SO3H，酸性基團上的H +可以電離，能與其它陽離子進行等物質的量的離子 交換。陰離子交換樹脂內的活性基團是堿性的，它能夠與溶液中的陽離子進行交換。 如R-NH 2活性基團水合后形成含有可離解的 OH -離子：R-NH 2合 R-NH 3+OH-OH-離子可以和其它陰離子進行等物質的量的離子交換。離子交換樹脂按活性基團中酸堿的強弱可分為以下四類。活性基團一般為-SO 3H ,故又稱為磺酸型陽離（1）強酸性離子交換樹脂 子交換樹脂。活性基團一般為-COOH ,故又稱為羧酸型陽離（2）弱酸性離子交換樹脂 子交換樹脂。活性基團一般為NOH-,故又稱為季銨型離子（3）強堿性離子交換樹脂 交換樹脂。（4

27、）弱堿性離子交換樹脂（未水化時分解為-NH 2、=NH、 子交換樹脂。活性基團一般為-NH 3OH、=NH 2OH、環JHOH-N）故分別又稱為伯胺型、仲胺型和叔胺型離H +）可用離子（N a+）代替，陰離子交換樹脂中的氫氧根離子（OH-）可用氯離子（Cl-）代替。因此，陽離子交換樹脂又有氫 型、鈉型之分，陰離子交換樹脂又有氫氧型和氯型之分。根據離子交換樹脂顆粒內部的結構特點， 又分為凝膠型和大孔型兩類。目前, 使用的樹脂多數為凝膠型離子交換樹脂。b.離子交換樹脂的性能指針離子交換樹脂的性能對處理效率、再生周期及再生劑的耗量都有很大的影響， 判斷離子交換樹脂性能的幾個重要指針如下。1 .離子交

28、換容量陽離子交換樹脂中的氫離子（交換容量是樹脂交換能力大小的標度，可以用重量法和容量法兩種方法表示。 重量法是指單位質量（重量）的干樹脂中離子交換基團的數量，用mmol/g 或mol/kg來表示。容積法是指單位體積的濕樹脂中離子交換基團的數量，用mmol/L 或mol/m 3來表示。由于樹脂一般在濕態下使用，因此常用的是容積法。2 .含水率由于離子交換樹脂的親水性，因此它總會有一定數量的水化水（或稱化合水 分），稱為含水率。含水率通常以每克濕樹脂（去除表面水分后）所含水分的百分 數來表示（一般在5%左右），也可以折算成相當于每克干樹脂的百分數表示。3 .密度樹脂的密度一般用含水狀態下的濕視密度

29、（堆積密度）和濕真密度來表示。濕視密度=濕樹脂質量/濕樹脂的堆積，各種商品樹脂的濕視密度約為0.60.86 g/ml。 濕真密度=濕樹脂質量/濕樹脂本身體積），一般為1.041.3g/ml。通常陽離子交 換樹脂為1.3，陰離子交換樹脂為1.01 g/ml。樹脂在使用過程中，因基團脫落， 骨架中鏈的斷裂，其密度略有減小。4 .膨脹性當樹脂由一種離子形態轉變為另一種離子形態時所發生的體積變化稱為溶漲性或膨脹。樹脂溶脹程度用溶脹度來表示。如強酸型陽離子交換樹脂由鈉型轉變 成氫型時其體積溶脹度約為5%7%。5 .耐熱性各種樹脂所能承受的溫度都有一個高限，超過這個高限，就會發生比較嚴重 的熱分解現象，影

30、響交換容量和使用壽命。6.化學穩定性原水中的氧化劑如氧、氯等，由于其氧化作用能使樹脂網狀結構破壞，活性 基團的數量和性質也會發生變化。c.離子交換的基本理論離子交換的過程離子交換過程可以看作是固相的離子交換樹脂與液相（原水）中電解質之間 的化學置換反應其反應都是可逆的。RA+B+=R-B+A +R+C-+D -=R + D-+C-c樹脂上可被交換的離子;(A)(B)B、D溶液中陽離子交換過程可表示為：陰離子交換過程可表示為： 式中R樹脂本體；A、的交換離子。在反應式（A）中陽離子交換樹脂原來被陽離子 A+所飽和，當其與含有 B+ 離子的溶液接觸時，就發生溶液中B+對樹脂上A+離子進行交換反應。

31、但反應也可以反過來進行，變成溶液中 A+離子對B+離子進行交換。反應式（B）為陰離子交 換樹脂的交換反應。交換離子從溶液中擴散到樹脂顆粒表面；交換離子在樹脂顆粒內部擴散；交換離子與結合在樹脂活性基團上的交換離子反應; 被交換下來的離子在樹脂顆粒內部擴散； 被交換下來的離子在溶液中擴散。離子交換過程通常分為五個階段：（1）（2）（3）（4）（5）實際上離子交換反應的速度是很快的，離子交換的總速度取決于擴散速度。 當離子交換樹脂的吸附達到規定的飽和度時，通入某種高濃度的電解質溶液，將 被吸附的離子交換下來，使樹脂得到再生。離子交換樹脂的選擇性由于離子交換樹脂對水中各種離子吸附能力并不相同，對于其中

32、一些離子很 容易被吸附，而對另一些離子卻很難吸附；被吸附的離子在樹脂再生的時候，有 的離子很容易被置換下來，而有的卻很難被置換。離子交換樹脂所具有的這種性 能稱為選擇性能。常溫下對原水的處理，各種樹脂對各種離子的選擇性可歸納出如下規律。（1） 強酸性陽離子交換樹脂的選擇順序為：Fe3+>Cr3+>AI 3+>Ca2+ >Mg 2+>K +=NH 4+>Na +>H +>Li +（2）弱酸性陽離子交換樹脂的選擇順序為：H + >Fe3+>Cr3+>AI 3+ >Ca2+>Mg 2+>K + =NH 4+>N

33、a +> Li +（3）強堿性陰離子交換樹脂的選擇順序為：Gr2O72->SO42-> Gr 2O42->NO 3->CI ->OH ->F->HCO 3->HsiO 3-（4）弱堿性陰離子交換樹脂的選擇順序為：OH - >Gr 2O72->SO42-> Gr 2O42->NO 3->CI ->HCO 3-離子交換工藝a、軟化與除堿含有硬度成分（Ca2+和Mg2+ ）的水常用Na和H離子交換器軟化。如果原 水中堿度不高，軟化的目的只是為了降低Ca2+、Mg2+含量，則可以采用單級或二 級Na離子交換系統。

34、一級鈉離子交換可將硬度降至 0.5mmol/L，二級則可降至 0.005 mmol/L 以下。當原水堿度比較高，必須在降低 Ca2+、Mg 2+的同時降低堿 度。此時，多采用H-Na離子聯合處理工藝。3.1.4 脫碳塔（V-8127A/B）除二氧化碳器在離子交換水處理過程中的作用在于除去水中的CO2,減輕陰CO2的的量很少，它的分壓約為CO2便會析出被空氣帶走，排至 以下，脫氣水流入塔底的中間水 水的PH值越低，水中的碳酸越離子交換器的負荷，提高水處理系統的經濟性和出水水質，其工作原理：用來除 CO2的空氣是由鼓風機從脫碳器底部送入，通過填料層后由頂部排出。在脫碳器 中，由于填料的阻擋作用，從

35、上面流下來的水被分散成許多小股水流、水滴或水 膜，以增加空氣與水的接觸面積。由于空氣中的 大氣壓的0.03%，所以當空氣和水接觸時，水中 大氣。脫氣后，出水的CO2含量可降低到5mg/L 池中。原水中的碳酸鹽陰離子交換后轉化成碳酸， 不穩定，當水中PH值低于4.5時，水中的碳酸幾乎完全分解為 CO2和H2O，故 只需對水進行空氣吹脫，采用大氣式脫碳器，即來水從上部進入，經布水裝置淋 下，通過填料層后，從下部排入中間水池。本系統配置2臺除二氧化碳器，設備為圓柱形 Q=200m 3/h DN2200*H1800,材質為Q235B碳鋼襯膠，結構形式筒體為三節，上節內裝布水 裝置及排風口，排風口上裝有

36、集水器，材質為耐腐型；布水裝置母支管形式，材 質為UP VC,;中節內裝有填料，填料為50多面空心球，下節內裝有進風裝置及 出水裝置，中節和下節之間裝有花板，人孔采用門型結構，配套玻璃鋼風機(B-8128A/B )。風機和塔體聯接采用軟聯接，以減少塔體的振動和降低風機的噪 聲。3.1.5 中間水池(D-8126)除二氧化碳器出水進入中間水池，中間水池容積為128m 3，水池采用鋼混結 構，中間水池后設置3臺中間水泵P-8129A/B/C(2 用1備)。具有運行性能穩定， 耗電少、體積小、效率高、噪聲低等特點。3.2 中水系統中水來水-PCFM纖維過濾器-絲網式自清洗過濾器(100200um )

37、-換 熱器f超濾裝置f清水池f清水泵f (還原劑、阻垢劑加藥、非氧化性殺菌劑加 藥)f保安過濾器f高壓泵f反滲透裝置f淡水池f淡水泵f混合離子交換器f 除鹽水箱。纖維束過濾出水直接進入100um自清洗過濾器進行過濾，自清洗過濾器通過 自動控制設定反沖洗的頻率和程序，自動進行反沖洗 ，反沖洗廢水排入反洗水池。自清洗過濾器后設置換熱器進行溫度控制，在水溫或環境溫度較低的情況下，通過溫度連鎖開啟換熱器的蒸汽調節閥門，以實現溫度的自動控制，將中水加熱至25 C；換熱器的冷凝水回收到RO純水罐或排放。換熱器的出水，進入超濾膜裝置，超濾系統采用全量過濾方式運行，進水通 過加壓水泵提升進入外壓式膜組件，產水

38、全部進入超濾清水池。整個超濾系統設計為全自動控制，設定程序進行正常過濾、氣水反沖洗和在 線化學清洗；反沖洗水到反洗回收水池，混凝沉淀處理后上清液流入正洗回收水 池，再經提升泵打入再生水池；超濾系統還設置離線化學清洗系統，可以對單個 膜組件進行獨立和成組清洗，膜組件不必要拆離設備本體。離線化學清洗的廢水 排放到廢水池，通過水泵打入污水處理系統進行處理。超濾的產水通過清水泵提升進入5um安全過濾器再進入高壓泵，由高壓泵提 供一定的壓力和流量進入反滲透膜，反滲透膜截留各種有機物、鹽份后的透過液(即最終產水)自然流入淡水池。反滲透系統控制同樣采用全自動控制，根據程序進行過濾產水、加藥、停機 沖洗、以及

39、在線CIP清洗，CIP的清洗廢水則排入廢水池，反滲透濃水排入廢水池。淡水池中的純水通過水泵加壓進入混床單元，混床采用2組平行設置。樹脂飽和后通過水反洗、空氣擦洗、酸堿再生進行恢復。混床反洗和再生周期約為3天進行一次。再生過程中另外一組混床可以繼續運行，輸送200m 3/h的純水產量。再生和清洗產生的廢水流入廢水池進行中和調節后再排放到污水處理系統。正洗 排放水流入正洗回收水池。3.2.1 PCFM 變孔隙纖維過濾器 (F-8139A/B/C 同 F-8121A/B )中水從廠區外管網引到再生水池，再通過中水泵加壓進入纖維束過濾器進行 過濾，去除砂礫、懸浮物、部分有機物等微小顆粒物質；同時設 D

40、N100的旁通閥， 主要是考慮纖維過濾器其中一臺反洗時，可以打開旁通閥，維持水量平衡；反洗 廢水排入廢水池D-8180 。纖維過濾器是用微細且多束的柔軟纖維絲，施以回轉機具或壓榨包等去壓 榨，使其孔隙變小，水中的懸浮物均被擋住留在過濾纖維絲外，經過濾后得到清 潔的處理水。當過濾器內被截留的懸浮污物(雜質)增多，處理水量下降，壓力 達到設定值時，自動進入反沖洗過程，讓過濾器的壓榨機具放松，使過濾纖維的 孔隙在舒張的狀態下，用壓縮空氣和處理水反沖洗，將污物通過排放管排除，然 后又自動進入過濾程序，從而實現去污存清的原理。本系統配置3臺隙纖維過濾器，流量Q=200 m 3/h、DN1700mm*H4

41、200mm鋼制噴環氧樹脂，內部不銹鋼元件材質為 SS304。3.2.2絲網式自清洗過濾器(F-8140A/B/C)自清洗過濾器位于超濾膜組件前，作用是有效去除水中的細小顆粒、懸浮 物等雜質。來自纖維過濾器的水通過入口進入自清洗過濾器，穿過隔板下端的精 過濾網筒內側，于是凈水由精過濾網筒向外流出，同時水中雜質被阻止在精過濾網筒內側，而已過濾的水由出口進入主管道下游端 ，此時電機不工作，逆洗臂及吸嘴處 于初始位置,與逆洗臂和腔體相連通的泄壓閥，也處于關閉狀態，以保持這一系統不 泄壓，也沒有水流動。隨著連續過濾運行，水中懸浮雜質不斷的被精過濾網筒阻攔，使過濾兩端壓 差上升，當上升到設定的壓差時，使電

42、機啟動,逆洗臂也開始轉動，同時電控泄壓閥被 開通，泄壓排水,在逆洗臂吸嘴與網筒內壁相接觸部分出現一個相對壓力低于網筒 外側水壓的負壓區形成吸引力，于是網筒外側的水通過吸嘴被吸入逆洗臂內腔中流 出。過濾器正是利用這股水流才將網壁上的雜質清除掉，廢液經泄壓閥排到地溝里。 在反洗時，由于僅僅是網筒內側相接觸的部分進行反洗，而其他部分仍在進行正常 過濾，這就實現了反洗時過濾不停機。同時設置自清洗過濾器的旁路，在其中某臺 過濾器出現故障時，可以走旁路實現連續供水，同時提高單臺過濾器的出力，故 不設置備用。過濾介質首先經過粗濾濾掉較大顆粒的雜質，然后到達細濾網將較小的顆 粒雜質去除。逐漸，過濾介質中的臟物

43、、雜質在細濾網內側累積，在細濾網的內、 外兩側就形成一個壓差。當細濾網內外的這個壓差達到預設值時，自動清洗過程 被啟動，此間系統的供水不中斷。設備自耗水率低于過濾水流量的1%，正常過濾狀態水頭損失0.010.02MPa，整個自清洗過程完全依靠系統管線內的壓力完成。每臺處理量Q=230 m 3/h，過濾精度為100um，材質為SS304。每臺設備 的進、出水管裝有襯膠蝶閥及設備自帶自動排污閥。設備示意圖如下：8W 9小0g10II1?2； C逛龍電 a于揑和卑云 艮辻洗閩 卜更S茫辜 浹巫馬達X出斗匸323 板式換熱器(E-8141 E-8142 E-8143)地表水溫度隨季節變化較大，采用2臺

44、板式換熱器，其中一臺用于調節原水進 水溫度，保持水溫的相對穩定，能保證反滲透系統在最佳溫度范圍內運行(反滲 透系統進水最佳設計水溫2025 C)；熱源來自廠區主裝置凝液，當主裝置凝液 無法提供時，用廠區4.5kg低壓蒸汽加熱中水。另外一臺換熱器用循環冷卻水換熱 主裝置凝液；當中水不需要加熱時，設有 DN300的旁通閥。換熱器設置溫度自動 調節系統，以恒定其出水的溫度。1 ）啟動操作a）檢查固定板和壓緊板之間的距離，是否與提供的資料相符，拉緊螺栓是否 松動。b）檢查流體入口閥門是否關閉，流體出口閥門是否開啟。C）打開排氣閥門，然后啟動泵。d）緩慢打開流體入口閥門，避免出現水錘。e）空氣排凈后關閉

45、排氣閥門。f）投運后檢查設備是否運行正常，而無泄露、震動等異常情況。2）停機操作a）緩慢關閉流體入口閥門，避免出現水錘。b）關閉閥門后，停止相應的流體輸送泵。C）若換熱器關閉了幾天或更長的時間， 應將換熱器排凈。若周圍溫度低于過流 介質的凝結溫度，也應該將換熱器排凈。3）主要部件（見下頁圖）/支柱ft 口費翳ha定皈的札"A許孔園廊的聖ite用于管遭 與攜集祥注可選用 金或橡我證片加克訪 陰is護.Hi'tt片的腳？決定了總的件熱表面職可移動鋼橄 在簾些fF況下，可1 螢田連接到a養飯上*辱桿持畫詛梅的底岸對斉凝液操作4）E-8141、E-8142、E-8143 板換投用蒸汽

46、、根據現在的實際情況：1 ）現在水處理用蒸汽換熱，因為凝液量不夠，不能滿 足超濾進水溫度。2）但在主裝置停車期間，由于凝液量增大，可以滿足超濾進水 水溫的要求，所以換成凝液換熱。3）夏天中水溫度升高，主裝置富余凝液可滿中 水升溫要求，可用凝液進行換熱。蒸汽切換凝液相對比較簡單。首先關閉現場蒸汽管總閥，然后緩慢開凝液閥門, 保證現場無水錘的情況下，根據超濾溫度調節到適當的開度。凝液切換蒸汽，首先關閉凝液的總閥門，然后打開現場的排放閥，給管道排水,避免蒸汽進入管道與凝液混合，易有水錘。一般排水40-50分鐘后，關閉現場的排放閥，然后緩慢打開蒸汽閥門，根據超濾進水溫度調節蒸汽閥門的適當開度。E814

47、1，E8142、E-8143換熱器的凝液或蒸汽的進口閥門全開，出口閥微開; 循環冷卻水的進出口閥門保持全開(其它單元要求調整除外)。在凝液進行換熱時, 須緩慢調整凝液板換的出口手閥，避免水擊損壞設備。同時，在主裝置開停車期 間凝液量變化較大，現場應有專人監護。324 超濾裝置(UF-8144A/B/C)超濾是一種膜分離技術，其膜為多孔性不對稱結構。過濾過程是以膜兩側壓 差為驅動力，以機械篩分原理為基礎的一種溶液分離過程，使用壓力通常為 0.010.03MPa，篩分孔徑從0.0050.1 阿，截留分子量為1000 500,000 道爾 頓左右。超濾的分離特性：(1) 分離過程不發生相變化，耗能少

48、；(2) 分離過程可以在常溫下進行，適合一些熱敏性物質如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純；(3) 分離過程僅以低壓為推動力，設備及工藝流程簡單，易于操作、管理及維修；(4) 應用范圍廣，凡溶質分子量為 1000500,000 道爾頓或者溶質尺寸大小為 0.0050.1 jjm左右，都可以利用超濾分離技術。此外，采用系列化不同截留 分子量的膜，能將不同分子量溶質的混合液中各組分實行分子量分級。超濾與所有常規過濾及微孔過濾的差別(1) 篩分孔徑小，幾乎能截留溶液中所有的細菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質、 大分子有機物。(2) 能否有效分離除決定于膜孔徑及溶質粒子的大小、形狀及剛柔性外，還

49、與溶液 的化學性質(pH值、電性)、成份(有否其它粒子存在)以及膜致密層表面的 結構、電性及化學性質(疏水性、親水性等)有關。(3) 整個過程在動態下進行，無濾餅形成，使膜表面不能透過物質僅為有限的積聚， 過濾速率在穩定的狀態下可達到一平衡值而不致連續衰減。這種過濾膜對大分 子溶質的分離主要依賴于膜的有孔性，即膜對大分子溶質的吸附、排斥、阻塞 及篩分效應。影響超濾性能的因素超濾膜的化學材料(化學穩定性、親水性等)可以用來制造超濾的材質很多， 包括：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、 聚丙稀腈(PAN)、聚氯乙稀(PVC)等。90年代初，聚醚

50、砜材料在商業上取得了應 用；而90年代末，性能更優良的聚偏氟乙烯超濾開始被廣泛地應用于水處理行業。 因此聚偏氟乙烯和聚醚砜成為目前最廣泛使用的超濾膜材料。聚偏氟乙烯(PVDF)材料的分子結構:-CF2-CH2-nPVDF最突出的特點：抗氧化能力十分出眾。當超濾和微濾用于水處理時，其材質 的化學穩定性和親水性是兩個最重要的性質。化學穩定性決定了材料在酸堿、氧 化劑、微生物等的作用下的壽命，它還直接關系到清洗可以采取的方法；親水性 則決定了膜材料對水中有機污染物的吸附程度，影響膜的通量。1）化學穩定性聚偏氟乙烯（PVDF）材質的化學穩定性最為優異，耐受氧化劑（次氯酸鈉等） 的能力是聚醚砜、聚砜等材

51、料的10倍以上。在水處理中，微生物和有機物污染往 往是造成超濾不可逆污堵的主要原因，而氧化劑清洗則是恢復通量最有效的手段， 此時聚偏氟乙烯（PVDF）材質體現出了其優越性。1 .2二 、一. IPVDFIRAN-Jaoop1 bOOpprr村自CIO F處理1間+小肘2）親水性人們相信，親水性好的膜材料就不容易被污堵，污堵后也容易清洗恢復。親 水性往往采用接觸角來衡量。接觸角的含義如圖所示，值越大，表明材料越疏水, 當等于零時，表明液體（水）能浸潤固體表面，以下是一些數據。引空*12-45-td-ar103=V. «3e-si*PVOF3oee注；不H產帛.不fi人剤:酋S基界戴大&

52、quot;有叱權禪切薩蟒過奈朮盤性，大量的研究結果發現，用接觸角來評價膜的抗污染性有一定的局限性。這是 由于一方面接觸角的測定數據本身不夠準確，它受到被測材質表面的光滑程度、水的純度以及測定技術的影響；另一方面，當濃差極化等問題突出時，膜本身性 質的影響則退居次席。膜絲的微觀結構和孔徑1）超濾膜的不對稱結構超濾膜通常采用不對稱結構，即由致密的皮層和多孔的支撐層構成，通常支撐 層的孔徑要比皮層高一個數量級以上。這種結構有以下的優點：因而其長期通量更穩定。a）致密的皮層提高了過濾的精度；b）多孔的支撐層降低了過濾的阻力，并且使 得穿過皮層的微小雜質被截留的幾率降低到最小。這些優點使得超濾基本實現了

53、 表面過濾，清洗恢復性比微濾有明顯的改善，%' I:衍宀yI 宀 _Th-. 歩-護聲: -BrrA«話二5常«jS2）超濾膜的孔徑其中泡點法是實施最為簡便的一種。超濾膜的孔徑有很多種測定和表征方法。泡點法理論基礎是毛細現象。有如下的定量公式:j - S - cp5 jjD式中P就是泡點壓力。把膜浸入到水中，逐漸增加膜的一側的氣壓，當觀察到氣泡 連續從膜的另一側逸出，此時的氣壓就是泡點壓力。S是液體（水）/空氣的表面張力；0是液體（水）固體（膜）的接觸角；D是毛細管的直徑（孔徑）。可以看到：a）泡點測定方法測得的實際是膜上的最大孔徑；b）膜孔徑，即毛細管直徑D越小，

54、泡點壓力越大。理論上，這個關系和膜的材質 無關。當然，進一步拓展該原理的“氣體滲透法”不僅可以測定膜的最大孔徑，而且能夠測定膜的孔徑分布。超濾膜組件的結構盡量提高膜的填充密度，增加單位體積的產水量；盡量減小濃差極化的影響；對進水水質的要求越寬越好；便于清洗； 制造成本低。組件的結構設計是連接膜絲特點和操作參數的中間紐帶。在眾多的形式中, 目前以中空纖維膜為主，也有管式和卷式膜。組件的結構需要考慮的因素包括:1)2)3)4)5)中空纖維膜以其無可比擬的優勢成為超濾的最主要形式。根據致密層位置不 同，中空纖維濾膜又可分為內壓膜、外壓膜及內、外壓膜三種。；X中卞滬那#外壓式膜的進水流道在膜絲之間，膜

55、絲存在一定的自由活動空間，因而更適 合于原水水質較差、懸浮物含量較高的情況；內壓式膜的進水流道是中空纖維的 內腔，為防止堵塞，對進水的顆粒粒徑和含量都有較嚴格的限制，因而適合于原 水水質較好的工況。J-d.-Y,r1 - - " 1k -.r*4、超濾的運行方式和清洗方式1 )超濾的運行方式超濾的運行有全流過濾(死端過濾)和錯流過濾兩種模式。全流過濾時，進 水全部透過膜表面成為產水；而錯流過濾時，部分進水透過膜表面成為產水，另 一部分則夾帶雜質排出成為濃水。全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運行成本 更低；而錯流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。具體的操作形式宜根據水中 的懸浮物含量來

56、確定。n 產水尹一當超濾的過濾通量較低時，超濾膜的過濾負荷低，膜面形成的污染物容易被 清除，因而長期通量穩定；當通量較高時，超濾膜發生不可恢復的污堵的傾向增 大，清洗后的恢復率下降，不利于保持長期通量的穩定。因此，針對每種具體的 水質，超濾都存在一個臨界通量，在運行中應保持通量在此臨界通量之下。臨界 通量往往需要通過試驗確定。可以清除膜面的 染層。分散化學： 超濾膜表面和內勺濾餅層，而氣洗則利用氣的強力湍動，更有效地清3!表面的污過化學藥劑來清除膠體、有機物、無機!部形成的污。清洗頻率提高、清洗強度增大都有利于更徹清除各類污染物5超濾技術術語1）人工合成聚合中空纖維，由一層均勻致密的、很薄的外皮層及起支撐作用的 海綿狀內層結構構成。這層均勻致密的外皮層起真正截留污染物的作用。2）原水（Feed）進入超濾系統的水。3）產水（Permeate）正常工作時透過濾膜的那部分水，基本上無膠體，顆粒和微生物等。4）通量（Flux）產水透過膜的流率，通常表達為單位時間內單位膜面積的產水量，其單位多用 L/m 2.h。5 ）透膜壓差（Trans-membrane Pressure）簡稱TMP,即產水側和原水進出口壓力平均值差異，即膜兩側平均壓力差。 平均