制药厂纯水制备工艺设计.doc

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1、摘 要随着我国社会主义现代化建设的深入进行、城市化进程的加快以及人民生活水平的不断提高，不仅用水量将迅速增加，而且对水质的要求也会越来越高。而人们对水的认识是随着制水工艺的发展而逐步深化的，早期把蒸馏水当做纯水，在25时其电阻率通常只有0.100.52Mcm，总固形物含量高达15mg/L。随着科技的发展，许多行业如医院、化工，尤其是电子行业对水的质量提出了越来越高的要求。只有水质指标更高的高纯水或超纯水才能满足需求。所谓的高纯水或超纯水是指25时电阻率不低于18 Mcm、总固形物含量不超过每升数十维克的水，而且其中微生物、溶解气体、胶体及固体颗粒物质的含量也接近于零。水处理是对水质成分的变革，

2、亦即采用各种必要的物理、化学或生物学的工艺技术，将水中的污染物质分离出去，使水质达到所要求水质标准的一种加工净化过程。按照原水水质性质类别的不同，水处理通常分为给水处理和污（废）水处理两大类。近些年来，由于天然水源水质不断污染以及污水资源化的逐步实施，使原来两类水处理工艺技术的隶属关系正在模糊，从而也使两类水处理技术的界限日渐淡化。本设计方案是以反渗透膜技术为核心，辅以合适的前处理手段和后处理措施制取高质量桶装饮用纯水以及去离子水的完整系统。整个纯水系统各设备相互补充、相辅相成，系统设计先进、运行可靠、操作简单、监控自动化程度高。关键词：水处理工艺；水质；反渗透膜技术；纯水；AbstractW

3、ith the deepening of Chinas socialist modernization carried out to speed up the urbanization process, as well as the continuous improvement of peoples living standard, not only water use will increase quickly, but also increasing the demand for water.And peoples understanding of water craft along wi

4、th the development of water gradually deepening, early to distilled water as pure water, at 25 , the resistivity is usually only 0.10 0.52M cm, the total solids content of up to 1 5mg / L. With the development of technology, many industries such as hospitals, chemical industry, especially the electr

5、onics industry for the quality of water higher and higher requirements. Only a higher water quality indicators of high water, or ultra-pure water in order to meet demand. The so-called high-pure water or ultra-pure water is 25 , the resistivity of not less than 18 M cm, the total solids content of n

6、o more than tens of Vick per liter of water,and these micro-organisms, dissolved gases, colloidal and solid particulate matter content is also close to zero.Water is a change in water quality component, which is necessary to use a variety of physical, chemical or biological process technology, will

7、separate contaminants in water to make the water reach the required water quality standards of a machining process of purification. In accordance with the nature of raw water types of different water treatment is usually divided into to the water treatment and sewage (waste) water treatment two broa

8、d categories. In recent years, due to natural sources of water pollution and water quality continued the gradual implementation of water resources, so that two types of water treatment technology originally subordinate relationship is ambiguous, and thus the boundaries of two types of water treatmen

9、t technology has gradually faded away.The design is based on reverse osmosis membrane technology as the core, supplemented by the appropriate means of pre-treatment and post-treatment measures for the system to take high-quality bottled drinking water, as well as a complete system de-ionized water.

10、The entire water system equipment, complementary and mutually reinforcing, system design of advanced, reliable, simple operation and monitoring high degree of automation.Keywords: Water treatment process; water quality; reverse osmosis membrane technology; pure water;目 录1、工业纯水制备的概述11.1、纯水的应用11.1.1、纯

11、水的应用范围11.1.2、纯水的分类11.1.3、纯水在医药工业中的应用21.2 本课题的目的32、工业纯水的制备技术及工艺42.1、反渗透42.2、EDI52.3、水处理系统工艺流程52.4水处理工艺设计概论13、 纯水制备系统设计计算63.1、前处理系统设计63.1.1、原水箱设计63.1.2、砂滤器设计63.1.3、活性炭73.1.4、软化器83.2、中段83.2.1、精滤83.2.2、RO反渗透93.3终端113.3.1、紫外线杀菌113.3.2、臭氧杀菌113.3.3、终端水箱113.3.4、洗瓶灌装设备124、实验室平面布置图124.1、水处理车间布置的内容与要求124.2、水处理

12、车间布置示例135、设备安全操作、维护及保养165.1设备操作和安全常识165.1.1设备操作165.1.1.1开机准备165.1.1.2生产操作165.1.1.3停机165.1.2安全常识175.1.2.1设备介质特性175.1.2.2系统运行安全要点175.2设备维护及保养19参考文献22致谢231、工业纯水制备的概述1.1、纯水的应用1.1.1、纯水的应用范围水一向被称为工业系统的“血液”。随着高新技术的发展，工业部门对水、气、化学试剂及环境这些基础条件提出了越来越高的要求。这也促进了相应产业和技术的进步，水作为一种应用量最大、面最广的基本材料，其发展的速度尤为迅速。当今，纯水和超纯水已

13、成为现代工业部门必不可少的基础材料之一，它们在电子、医药、能源、化工、汽车、机械、电镀、电池、冶金等几乎全部的工业及实验室领域中已得到了广泛的应用。 （1）纯水在电子工业中的应用 （2）纯水在医药工业中的应用 （3）纯水在能源工业中的应用 （4）纯水在化工工业中的应用 （5）纯水在其他工业中的应用1.1.2、纯水的分类在工业用水中，根据对水的不同要求可按其纯度进行分类。软化水 一般是是指将水中的Ca2+、Mg2+等离子的含量降低或去除至一定程度的水。水在软化过程中，硬度降低，软化水一般广泛用于低压工业锅炉用水。软化方法通常为离子交换法和药剂软化法。脱盐水（包括一级脱盐与二级脱盐） 一般是指用物

14、理、化学等方法将水中易于去除的强电解质去除至一定程度的水。在除盐过程中亦除去了部分机械杂质和有机物质。脱盐水中的剩余含盐量一般应在15mg/L，25时的电导率为110S/cm。常用的脱盐方法有蒸馏、膜分离、离子交换或几种方法的组合使用。纯水 又称去离子水。一般是指用物理、化学的方法将水中易于去除的强电解质去除之外，还将水中难以去除的硅酸即二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。25时纯水中的电导率一般为0.11S/cm，剩余含盐量一般应在1mg/L以下。纯水制备的常用方法有离子交换、灭菌、膜分离等方法。高纯水 又称“超纯水”。一般是指将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体即

15、有机物均去除至极低程度的水。高纯水中剩余含盐量应在0.1mg/L以下，25时的电导率在0.1S/cm以下。理论水 又称理想水，即不含任何杂质的水，这样的水是不存在的。1.1.3、纯水在医药工业中的应用纯水在医药工业中有着十广泛的应用。在商品生产中，不论容器的洗涤，还是原料、制剂的生产均离不开水。水师药物生产中用量最大、使用最广的一种原料。其质量好坏直接关系到药品质量。一般讲的制药用水，是指药用纯水。各国的药典对药用的纯水的规定各不相同。中国药典1995版收载有蒸馏水、注射用水和灭菌注射用水，美英等国的药典则收载有精致用水、注射用水、灭菌注射用水、抑菌剂注射用水、灭菌吸入用水和灭菌冲洗用水。20

16、00版的中国药典取消了“蒸馏水”的名称而代之“纯化水”。纯化水可用作配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水，注射用水用作配制注射剂。根据制药工艺所提出的水质要求，医药用水可分为饮用水、纯水、注射用水和灭菌注射用水。不同的水质级别可满足不同的工艺用途，表1-1给出了中国医药用水的水质要求和用途。表1-1水 质 类 别水 质 要 求纯水去离子水参照中国药典, 蒸馏水质量标准, 电阻率0.5Mcm（导电率2）。蒸馏水应符合中国药典标准 制药用水对纯水电阻率要求并不高，一般大于等于1Mcm即可，但对纯水中的细菌、毒性物质要求很严，对水的浊度、铁、锰等金属离子以及氯离子、二氧化硅等也有严格控制。水被选作包括

17、洗涤剂、润肤霜等大多数药剂的溶剂，当然，水也是在严重疾病和致伤事故中代替自然人体体液的静脉输液的主要成分。在这些应用中，任何污染物的存在都会导致药物治疗的负面影响，干扰药物治疗的化学效应，甚至直至伤害病者。需要高纯水的医药产品包括药典规定的和无需医师处方的两大类，后者如眼药水或隐形眼镜清洗液。医药工业的各种实验室的研究也需要较少量的高纯水。此外，血液透析也需要大量的纯水。在血液透析中，患者的血液流过血液透析机，和仅被半透膜隔开的水贴近。血液中的污物扩散通过膜浸入水中，因此净化了患者体内的血液。血液透析机中使用的水通常是由经仔细地去除可能干扰透析过程的大多数离子无知制得的。表1-2给出了AAMI

18、血液透析用纯水标准。表1-2序号项目单位最高容许值12345钙镁钠钾氟化物mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L2.04.070.08.00.2678910氯氯胺硝酸盐硫酸盐铜、钡、锌mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L0.50.12.0100.0各0.11112131415铝砷、铅、银镉铬硒g/Lg/Lg/Lg/Lg/L10.0各5.01.014.090.016171819汞悬浮颗粒细菌电阻率25g/Lm个/mLMcm0.25.0小于等于100大于等于120盐透过率25%若采用RO法，盐透过率不应超过该设备开始实验时盐透过量的两倍1.2 本课题的目的本系统设计思路主要针对本院实情，需要

19、生产饮用纯净水、实验用去离子水和制药厂用水三类使用标准不同的用水。创新点在于设置共用的前置反渗透处理设备，出水旁路再设置一台生产去离子混床，达到一套系统两个用途的生产目的。主要流程为：预处理多介质过滤、活性炭过滤、精密过滤、通过二级反渗透脱盐处理，生产饮用纯净水，产量为2.0m3/h，产水电导率:10s/cm；分流出水通过混床进一步脱盐处理，生产去离子水，出水电阻率:1M.CM。再分流出水通过粗、精混床，生产制药厂用水，出水电导率：1.3s/cm。本设计方案是以反渗透膜技术为核心，辅以合适的前处理手段和后处理措施制取高质量桶装饮用纯水以及去离子水的完整系统。整个纯水系统各设备相互补充、相辅相成

20、，系统设计先进、运行可靠、操作简单、监控自动化程度高。2、工业纯水的制备技术及工艺2.1、反渗透 基本原理当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。 RO反渗透膜RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术

21、，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5s/cm（RO膜过滤后出水电导=进水电导除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1s/cm）, 符合国家

22、实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2M .cm，超过国家实验室一级用水标准（GB 668292）。 目前的主要困难是研制价格便宜、稳定、长期受压无损的反渗透膜 。中国从21世纪初开始掌握自主反渗透膜生产技术，在国家的大力支持下，将该计划列入国家计委高新技术产业化重点发展专项计划，由国家海洋局下的杭州水处理研究开发中心的子公司杭州北斗星膜制品有限公司承担并研发成功。目前反渗透膜市场95为进口膜，国产膜只占据了5%左右的市场，中国的反渗透技术还有很长的路要走。应用范围太空水、纯净水、蒸馏水等制备； 酒类制造及降度用水； 医药、电子等行业用水的前期制备； 化

23、工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备； 锅炉补给水除盐软水； 海水、苦咸水淡化； 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。2.2、EDIEDI是电渗析与离子交换有机结合形成的新型膜分离技术，它既保留了电渗析可连续脱盐及离子交换树脂可深度脱盐的优点，又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响及离子交换树脂需用酸、碱再生的麻烦和造成的环境污染。与传统的离子交换树脂相比，EDI具有树脂用量少，占地面积小，不用酸碱再生，无废酸、废碱排放，产水水质好，容易实现自动化等特点。

24、我们将EDI装在双级反渗透器（TFC膜）的后面，在高纯水装备中，脱盐率可达99%，能除细菌和热原，水的电阻率能达17M cm（25）。将EDI和RO联用可省去一般制水系统中的复床和混床，若要达到电阻率18M cm（25）以上，可在末端增加一级不再生的精混。2.3、水处理系统工艺流程根据水质情况，设计水处理系统工艺流程如下：1、主系统原水箱原水泵多介质过滤器活性炭过滤器精密过滤器二级反渗透纯水箱增压泵混床实验水箱辅助系统絮凝剂注入系统絮凝剂溶解计量箱计量泵多介质过滤器进口母管阻垢剂注入系统阻垢剂溶解计量箱计量泵精密过滤器进口母管氢氧化钠注入系统氢氧化钠溶解计量箱计量泵二级反渗透进口母管膜清洗系统

25、清洗溶液箱清洗泵精滤器膜组件清洗接口 加药（絮凝剂）原水箱原水泵多介质过滤器活性炭过滤器 反冲泵 二级反渗透加药（氢氧化钠）加药（阻垢剂）纯水箱一级反渗透精滤器清洗系统臭氧发生器灌装微滤器气液混合泵 精混床实验水箱粗混床增压泵2.4水处理工艺设计概论本水处理系统设计由预处理、反渗透脱盐、终端处理三大部分组成。A、预处理部分：原水预处理的主要作用：防止胶体物质污染堵塞；防止有机物污染堵塞；防止强氧化剂对反渗透膜的氧化损伤；前处理系统出水指标：浊度：0.5NTU污染指数（FI）：3朗格利尔指数：0.5（1）、原水箱贮存中转，供后道预处理使用。（2）、原水泵原水泵的主要作用是对原水增压到0.3Mpa

26、左右供后道使用，本原水泵选用南方特种泵，叶轮为304不锈钢材料，该泵外型漂亮，体积小，效率较高，噪音低。反冲泵可作为多介质过滤器、活性炭过滤器反洗时用。（3）、多介质过滤器多介质过滤器的设计应充分考虑反洗周期、流量及强度，如反洗不彻底，会导致上层滤层结块，影响过滤效果。反洗周期以过滤器进出水压差来确定，反洗应使滤层膨胀20%左右，强度为18-20升/秒米2，和压缩空气混合反洗效果最佳，并能节约反洗用水。本系统配置一台600的不锈钢过滤器，内装优质无烟煤和精致石英砂，运行流速为11m/h，产水量为3.5m3/h。（4）、活性炭过滤器活性炭过滤器的工作是通过碳床来完成的，组成碳床的活性炭颗粒有非常

27、多微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理能力。水通过碳床，水中的有机污染物、余氯被活性炭有效吸附，从而防止反渗透膜被污染及氧化损伤，延长膜的使用寿命。本系统配置一台600的不锈钢过滤器，内装8-12目优质颗粒果壳活性炭，活性炭滤层高度为1.2米，活性炭过滤器具有大流量反洗功能。（5）、精密过滤器精滤器的作用主要是拦截有可能从活性炭过滤器漏出的细小颗粒，以防止损伤高压泵机械密封和划伤反渗透膜表面。B、反渗透部分一级反渗透：（1）、高压泵本系统选用1台南方多级不锈钢高压泵，该泵制作精良，外型美观，体积小，效率较高，噪音低，性价比较高。仿GRUNDFOS泵。（2）、反渗透装置a 、反渗透装置构成一级反

28、渗透装置的作用是对原水进行脱盐、能去除水中大部分无机盐、有机物、微生物等，反渗透装置由高压泵、反渗透膜组件、控制监测仪表等组成。良好的前处理措施，可以使反渗透膜获得相对较高的产水量，单支膜元件脱盐率不小于99.5%。反渗透装置长期运行的脱盐率可达98%，反渗透装置正常运行压力在1.2MPa左右，装置回收率为70%。b、反渗透膜的选型本系统选用美国海德能公司ESPA2聚酰胺复合膜，单支膜脱盐率99.6%。该反渗透膜的脱盐率高，产水量大，性能稳定，在国际水处理行业运用极其广泛，而且它的耐PH值范围可从2-10，便于化学清洗处理。c、反渗透膜外壳本反渗透装置的膜压力容器选用不锈钢外壳，该外壳内外精抛

29、光处理，内壁光滑，没有死角，不易长菌，且拆装反渗透膜简易方便。C、二级反渗透：1）、高压泵本系统选用1台南方多级不锈钢高压泵，该泵制作精良，外型美观，体积小，效率较高，噪音低，性价比较高。仿GRUNDFOS泵。2）、反渗透装置（a）反渗透装置构成二级反渗透脱盐装置的作用是对一级反渗透装置产水进行二级脱盐，保证产水达到纯净水技术指标。反渗透装置由高压泵、反渗透膜组件、控制监测仪表等组成。经一级反渗透脱盐后，可以使二级反渗透膜获得相对较高的产水量，单支膜元件脱盐率不小于99.5%。反渗透装置长期运行的脱盐率可达98%，反渗透装置正常运行压力在1.0MPa左右，二级反渗透脱盐装置产水进入纯水箱，浓水

30、水质较好不需排放，可回流至一级反渗透脱盐装置进水管路，提高水的利用率。该装置回收率为80%。（b）反渗透膜的选型本系统选用美国海德能公司ESPA2聚酰胺复合膜，单支膜脱盐率99.6%。该反渗透膜的脱盐率高，产水量大，性能稳定，在国际水处理行业运用极其广泛，而且它的耐PH值范围可从2-10，便于化学清洗处理。（c）反渗透膜外壳本反渗透装置的膜压力容器选用不锈钢外壳，该外壳内外精抛光处理，内壁光滑，没有死角，不易长菌，且拆装反渗透膜简易方便。3）、阻垢剂投加系统反渗透装置在长时间运行后，会在膜表面逐渐形成结垢物，严重时对产水量影响较大，为降低反渗透膜结垢的倾向，减少化学清洗的次数，固本系统设置了阻

31、垢剂投加系统，选用进口美国阻垢剂MDC系列。本系统的计量泵选用德国普罗敏特公司（大连）产品，另配50L计量箱1只。4）、NaOH投加系统因反渗透膜对CO2截留率低，且一级反渗透脱盐装置产水pH值小于6.0，在此条件下，CO2溶解度较高，使一级反渗透装置产水中含有较高的CO2，经二级反渗透装置处理后，产水pH值和电导率达不到技术指标，因此二级反渗透装置进水需要进行pH值调节。在二级反渗透进水处注入NaOH溶液，调节进水的pH值至7.0左右。这样，一方面CO2和OH-反应生成HCO3-，反渗透对HCO3-有很高的去除率，使产水电导率指标得到了保证，另一方面，调整进水pH值在7.0左右，使反渗透处在

32、最佳工作条件，同时使产水的pH值符合要求。5）、化学清洗系统无论预处理多么完善。反渗透装置运行较长时间后，总会出现产水量下降，脱盐率下降和压差上升等现象，这是由于水中的污染物在膜面结垢引起的，需用化学药剂进行循环清洗。在化学清洗箱中配制好一定浓度的化学药剂，然后切换相应的阀门，就可对某台需清洗的设备进行化学清洗。清洗系统由清洗溶液箱、清洗泵、管阀件等组成。本系统反渗透装置的给水采用较为合理的预处理，膜的化学清洗的频率将大大减少。D、后段处理部分（1）、纯水箱纯水箱的主要作用是贮存反渗透的产水，其中一部分水供混床使用生产实验用水，另一部分通过气液混合泵冲入臭氧生产纯净水；（2）、气液混合泵气液混

33、合泵的主要作用是把纯水箱的水和臭氧完全混合，供后道灌装使用，该泵选用南方泵业产品，泵叶轮为304不锈钢材料，该泵外型漂亮，体积小，效率较高，噪音低。（3）、微滤器微滤器的主要作用是去除纯水中残留的微小颗粒以及细菌。因微滤器的过滤孔径为0.22微米，比细菌要小的多。该微滤器外壳采用304不锈钢制作，滤芯为耐臭氧滤芯。（4）、臭氧发生器臭氧发生器的主要作用是杀菌、保鲜。便于纯水的储存。（5）、混床为了使产水符合实验用水，电阻长时间达到1M.CM，（实际最高可达5M.CM）满足用户的使用要求，必须在反渗透后加混床处理。混床床身采用透明有机玻璃材料，耐酸碱，而且能方便观察交换树脂的颜色变化，极大方便再

34、生工作。树脂采用混床专用型阴阳树脂，由于之前反渗透已脱除98%的离子，此时的混床交换负荷非常小，因此再生周期将大大延长，降低了再生费用。E、控制部分本水处理系统的控制分手动及PLC控制两部分：（一）、手动部分1、多介质过滤器、活性炭过滤器反洗时阀门切换采用手动操作；2、反渗透主机的化学清洗采用手动；3、混床的再生过程采用手动操作。（二）、自动部分1、原水箱进水采用浮球液位控制；2、投加药剂与RO主机联动，自动投加；3、反渗透主机系统采用PLC程序控制，与纯水箱液位实现连锁，当纯水箱达设定高液位时，反渗透主机自动执行关机程序，反之则开机，并设置如下功能：A、低压断水保护； B、开机自动膜面冲洗；

35、C、混床出口采用自动高压防爆装置，以免误操作引起局部压力过高，损坏交换柱3、 纯水制备系统设计计算3.1、前处理系统设计3.1.1、原水箱设计以城市自来水为原水生产纯净水时，有时由于水压不足需设贮水箱（池）调节水量，以便加压泵吸取，在设计中考虑预处理水量的大小，可按11.5h的生产水量计算调节水箱以地下水自备水源生产纯净水或矿泉水，调节池主要作用是调节水量，可按24h的生产水量计算调节水箱（池）。原水调节箱容积计算和选型。1、已知：某纯净水厂以尝试自来水为原水，生产水量Q=2m3/h，试求原水箱容积和选型。2、设计计算：（1）选储备时间 T=1h（2）水箱容积 V=QT=21=2（m3）查表可

36、知选用PT2000L型PE塑胶水箱，尺寸 1300mm1820mm，立式柱形平底，进水设浮球阀，底部设排污阀，内设低液位控制报警器，水位低时原水泵停止，系统保护。3.1.2、砂滤器设计在纯净水生产中，粗滤主要是去除水中少量悬浮物（浊度在10度以下）以及部分细菌，由于水量较小，常用压力过滤器，又常称为机械过滤器或称多介质过滤器。钢制压力过滤器计算1、已知：某自来水水浊度在35度，水量为6m3/h，试设计粗滤设备。2、设计计算：选用1台钢制压力过滤器，内凃防腐材料，每台产水量为Q=6m3/h，滤速取v=8m/h，则过滤器直径为：D= 0.489(m)，取D=490mm实际滤速为v= = =37.8

37、（m/h）滤料选用粒径0.51.0mm的石英砂，厚度1000mm，需滤料1.9m3。配水系统采用小阻力配水，上设25多缝滤帽，缝宽在0.250.4mm，滤帽布置数50个/m2， 开孔比1.5%，本过滤器需滤帽数n=50S=50()2=50()23.14=10(个)原水进水管和清水出水管采用Dg80钢管，并设同规格的阀门2个。反冲洗进水和排水采用Dg100钢管，设同规格的阀门2个。底部设Dg50排污管和阀门。反冲洗强度q=6L/(sm2)，则反冲洗水量Q洗=q=()23.146=1.13L/s=4.1m3/h，反洗阻力一般不大于20m，选用IS100-80-125离心清水泵一台两辆100m3/h

38、，扬程20m。压力式玻璃钢过滤罐多路阀控制设计。1.已知：某纯净水生产商以城市自来水为原水，纯净水生产水量要求3m3/h，试计算砂过滤器。2.设计计算：由于纯净水生产后续工艺反渗透原水利用率一般在75%左右，因此，预处理设备流量Q=3/0.75=4m3/h采用压力式玻璃钢过滤罐，滤速按15m/h,则罐体直径为：D=0.583（m），则D=600mm。进水与反冲洗阀采用AUTO TROL 180/440多路阀，全自动运行。滤料选用精制石英砂粒径0.95mm，滤层高度1000mm，需滤料0.28m3。3.1.3、活性炭活性炭吸附装置与粗滤基本相同，滤速范围较大，一般820m/h。冲洗强度89L/(

39、sm2)。钢制压力式活性炭过滤器计算1、已知：同砂滤器，试设计活性炭吸附装置。2、设计计算：选用1台钢制压力式活性炭过滤器，每台产水量为Q=6m3/h，滤速取v=15m/h，则过滤器直径为： D=0.36（m），取D=360mm实际滤速为：v=58.97(m/h)粒径13mm果核壳活性炭，进出水管Dg80 APS管，反冲洗进出水管Dg100 APS管，采用小阻力配水系统，上设25多缝滤帽，滤帽数n=50S=500()2=50()23.14=5（个）反冲洗强度按q=9L/(sm2)，则反洗水量：Q洗=SQ=()23.149=10.2（L/s）=37(m3/h)小于粗滤反洗水流量可与粗滤共用反洗泵

40、，但要控制好流量，以免活性炭流失。3.1.4、软化器在纯净水生产中为了防止钙、镁盐在反渗透膜表面结垢，一般采用例子交换预软化，可以起到保护RO膜，延长其使用寿命的作用。离子交换剂用量计算。1、已知：水处理量Q=6m3/h，原水总硬度H0=10m mol/L，例子交换剂的全交换容量E全（重）=4.5mmol/g（干），离子交换剂的含水率P=50%，离子交换剂的表现密度=0.8g/ml，工作周期T=10h。2、设计计算。（1）以容量法单位表示全容量E全（容）= E全（重）（1-P）湿视=4.5（1-0.5）0.8=1.8mmol/ml(湿)=1800mol/m3(湿)（2）工作交换容量E工工作交换

41、容量E工取交换容量E全的60%即E工=0.6E全=0.61800=1080（mol/m3）（3）一个工作周期应除去的硬度值E=QTH0=6 10 10=600（mol）（4）所需树脂的容积W=0.56（m3）3.2、中段3.2.1、精滤水在进入反渗透或电渗析前必须经过微孔过滤器，即精滤，又称保安过滤器，一般采用孔径1-20m的滤芯，目前最常用的事5m过滤器。PE烧结管过滤器计算。1、已知：某反渗透器为2m3/h。试计算和选用精密过滤器。2、设计计算：选用内径10，外径20的PE烧结管，每根长1m，正常通量为0.2m3/(hm)则工需烧结管：n=2/0.2=10（根）选用100聚丙烯硬塑料管式压

42、力容器10根烧结管安装在内，承压力0.5MPa，当过滤器阻力大于0.05MPa时可对PE管进行酸洗或更换。3.2.2、RO反渗透反渗透除盐装置的正确设计与否，直接关系到膜元件（组件）的使用寿命。在设计反渗透除盐装置时应充分考虑如下因素。根据用户需要，确定反渗透装置的处理、系统回收率、系统脱盐率。通过技术经济比较，选择合理的膜类型和膜构型。根据已知条件，计算所需膜元件（组件）的数量。测算膜组件合理的排列组合，尽量使各段膜元件的出力和压降相当。选择合适的高压给水泵，确定合适的安装位置。合理选择连接管道，如材质应耐腐蚀、耐高压。合理选择与水接触的就地仪表及探测敏感元件。确定集中控制盘与就地控制盘的内

43、容。合理选择使用阀门的类型，如球阀、蝶阀、截止阀、针型阀等。确定高压给水泵的启动方式。制定反渗透装置本体进水与出水和外部的连接方式与要求。有关RO膜元件（组件）的供应商从实践中总结出来的设计导则，应该很好的遵循。膜组件的排列组合产水量2m3/h的反渗透膜组件的排列组合计算。收率为75%，经计算共需组件20个，每个组件内装4个DOW公司生产的BW30-400型膜元件，试计算膜组件的排列组合。设计计算。根据下表，可得：第一段所需膜组件数62/3=10.04第二段所需膜组件数61/3=6.122故可采用4-2排列。 不同膜元件规格所具有的膜表面积膜元件类型膜表面积/ft2膜元件类型膜表面积/ft24

44、40(长)80840(长)325460(长)120860(长)525美国海德能公司反渗透膜元件的设计导则不同水源的透水量及其变化水源SDI透水量/gal/(ft2d)每年透水量下降%地表水247.39.9井水24.47.3RO渗透水12.34.4每年透盐率的增加量膜类型透盐率每年增加量CA膜1733超低压复合膜317复合膜317海水膜317每个压力容器组建的最大给水流量和最小浓水流量膜元件直径最大给水流量/（m3/h）最小浓水流量/(m3/h)43.6(16gal/min)0.7(3gal/min)68.8(30gal/min)1.6（7gal/min)817.0(75gal/min)2.7（

45、12gal/min)浓水中难溶盐过饱和度极限值难溶盐过饱和度/%CaSO4230SrSO4800BaSO46000SiO2100LSISDSI极限值不加阻垢剂时浓水中LSISDSI值-0.2加SHMP时浓水中中LSISDSI值0.5加有机阻垢剂是浓水中LSISDSI值1.83.3终端3.3.1、紫外线杀菌在纯净水和矿泉水生产中当采用紫外线杀菌消毒时，可直接根据水量选择杀菌器，下表为北京华意适高商贸有限责任公司经销的加拿大产紫外线杀菌器的技术参数供参考。紫外线杀菌器的技术参数型号产水流量/(m3/h)灯管功率/W总长/mm进出口尺寸S-61.36297003/4S-81.82327751S-122.72399051S-153.40409301S-204.545012251S-255.68809301S-4510.22120122523.3.2、臭氧杀菌在纯净水与矿泉水中臭氧浓度达