天宇嘉源公司纯水设备节能降耗设计说明

反渗透制水系统节能降耗设计说明致贵单位：．我公司在同行水处理公司中、同样设备条件下，设备成本不增加的基础上可为贵单位节约以下能量．节约用水量：23760吨/年(自来水)相当费用：47520元/年节约用电量：78520元/年：(同样设备条件下可节约用电量达28．8％)节约药剂量：5—8％经济效益分析：1、节约用水量计算反渗透主机产水20吨设备，产生浓水≥6.6吨/小时(进水26吨以上，回收率75％计算，)每天以20小时计算，浓水产量：6.6吨/小时*20小时=132吨/天每年以300天工作日计算，浓水产量：132吨/天×300天=39600吨/年浓水处理回收装置可收回浓水量：39600吨/年×0.6(浓水回收率60％计算)=23760吨/年直接节省经济费用：237601~吨/年×2元/吨(工业自来水每吨按2元计算)=47520元/年2、节约用电量计算设备名称安装地点功率kw型号备注原水泵预处理前置泵1×7.5D50-40超滤反洗泵超滤设备用1×7.5D50-40超滤清洗泵3.016-30反渗透增压泵4.420-40高压泵反渗透主机3042-70药洗泵膜清洗可不计EDI给水泵增压功能4.420-40合计：56.8kw本套设备电机粗略计算合计：56.8KW/套设备/小时每天以20小时计算，用电量：56.8KW/小时*20小时=1136KW每年以300天工作日计算，浓水产量：1136KW/天*300天=340800KW/年直接节省经济费用：使用电费：340800KW/年*0.8元/KW(工业用电以0.8元/KW计算)=27264.0元/年我公司本套设备节约用电量达28.8%，因此相当于节约电费：节约费用：272640元/年*28.8％=78520元/年3、节约措施由于水资源的日益紧缺，节能降耗已成社会发展所面临的重要问题。企业作为社会生产者，是节能的主体，也肩负着节能义务。节能降耗是企业发展所面临的重要问题，为进一步提高电路板企业生产节能措施，从节电、节水、设备的药剂等方面采取了多项推进节能降耗的具体措施。本设计应用于电路板企业生产用水，主要对针对电路板行业的高纯水设备，即反渗透+EDI制水工艺流程。设计制水流程节能降耗的方法和措施。设计根据当地水质情况和客户要求，本着节能降耗的原则，进行制水系统的流程设计。(附：通过我公司的节能降耗设计，可使设备在原来传统工艺设备的基础上节约用电达28.8%，节约用水达到15%，节约药剂5%；)基于膜分离的反渗透(Reverse0smosis简称R0)水处理是当代比较先进的水处理脱盐技术。该技术以其拥有的自动化，操作简便，高效率脱盐，设备紧凑，可实现单台设备的连续制水和产水量大等众多优势而备受推崇。更由于其水质净化过程属物理过程，正常运行工况下无废酸碱排放而有着比较环保的美誉。因而被广泛应用于电力、制药、电子和咸水淡化等领域。近年来以反渗透为预脱盐，以EDI为精处理的企业生产用水被众多电路板企业所采用，并经过不断的改进和完善而更趋成熟，极大地提高了水处理工艺的自动化程度和运行水平。但在实际运行过程中也暴露出这种组合设备的制水流程存在水耗大、能耗高、维持运行的药剂种类多等问题。解决这些问题成为降低运行成本，成为水处理公司为客户、为环保这一义不容辞的社会责任。l、反渗透+EDI制水流程的设计必需根据其水源情况和水质要求以及客户需求全面恒定。反渗透装置以其98％脱盐率的高脱盐特性而更适用于高含盐量原水的的预脱盐处理。以EDI作为末段精处理则有着能耗低，脱盐彻底，产水水质不受进水水质波动影响的优势。为维持反渗透装置的正常运行，前期的预处理也是依据原水所含杂质情况而配置不同的水处理装置(R0采用不同膜元件，对控制污染物指标的SDI值要求不同。一般R0要求进水SDI≤4)。对于悬浮物和胶质等杂质含量高的(多为地表水)，多采用袋式过滤器、多介质、活性碳过滤器和超滤装置，或是他们的特定组合；而原水杂质含量少的(多为地下水或水质条件较好的自来水)多采用活性碳过滤器、盘式过滤器、超滤等装置。2、RO+EDI处理工艺主要运行成本构成主要由各装置的水耗、电耗和药剂消耗构成(在此不计设备维护费用)。而其中维持反渗透装置正常运行的水、电、材耗占据较大比重。在保安过滤器之前，预处理段各装置的反洗排水也是构成水耗的主要部分。因此在制水流程设计时就应从这些方面入手寻求最佳节能降耗的配置方案。3、RO+EDI水处理工艺节能降耗措施3．1、节水措施水耗是构成RO+EDI制水系统运行成本的主要部分。他们由多介质活性碳过滤器的反洗水耗，超滤装置的定时反洗或浓水排放水耗，R0的浓水和启停冲洗排放，以及EDI再生水耗等构成。其浓水水质一般优于原水水质，通过增加浓水处理回收装置；可回收重复利用，故水耗问题解决很大程度。节水措施就是针对上述耗水装置进行设计。3．1．1、设置综合沉淀集水箱在多介质活性碳过滤器的反洗水，超滤装置的定时反沈或排放水中含有从原水中截留下来的大部分悬浮物、胶体等杂质和维持制水系统正常运行而添加的药剂成份。对在运行过程中添加絮凝剂的系统，多介质活性碳过滤器的反洗水中存留有大量的絮凝体。这些水可通过设置一综合沉淀集水箱进行回收，极易通过其自沉淀后而进入回收装置；回收其中的大部份，并使回收水进入系统入口或原水箱等循环利用。3．1．2、RO浓水的综合利用(进入浓水处理回收装置)凯迪斯反渗透主机产水20吨设备，将产生浓水≥6.6吨/小时(进水26吨以上，回收率75％计算，)每天以20小时计算，浓水产量6.6吨/小时*20小时=132吨/天每年以300天工作日计算，浓水产量：l32吨/天*300天=39600吨/年浓水处理回收装置：39600吨/年木0.6(浓水回收率60％计算)=2376011吨/年23760吨*2元/吨自来水(工业自来水每吨按2元计算)=47520元/年由于浓水排放量较大(≥25％)，反渗透制水系统在设计时一般会考虑浓水利用。但一般仅作为生活、生产上的辅助(冷却、绿化、景观水、冲厕等)用水。作为经过层层过滤基本去除了水中悬浮物、胶体等杂质，而仅仅是盐份含量高的净水，还可用于多介质、活性碳过滤器的反洗用水(若设置有反洗水回收系统，这部分反洗水因盐份高不宜再进入制水回收系统)。3．2、节能措施维持反渗透系统正常运行的能耗主要有各水泵和控制系统的电能消耗构成。在北方地区，(今年气候的变化：武汉冬季气候也有大副下降的事实)冬季水的加热也是能耗的一项主要因素。此外系统自动控制所需压缩空气的能耗也是节能降耗不能忽视的一个环节。3．2．1、冬季采用板换热器循环水加热系统进水反渗透系统正常运行需要一定的水温限定，一般维持在20～25℃。以进水流量30t／h，冬季进水水温与要求水温平均差10℃，并需加热90天计算，需耗热量消耗的电能相当可观，而实际运行过程中，由于设备换热效率和热损，蒸汽消耗量要略高于计算值。如贵方有锅炉，我们建议纯水车间加装暖气即可解决热能问题．3．2．2、节电措施3．2．2．1、高功率泵采用变频调节离心式水泵大量应用于制水系统。其输出特性取决于水泵的种类和制水系统的阻力特性。R0+EDI水处理系统运行参数随运行工况变化需要随时调节。为了实现流量调节，一般采用控制阀门开度的方法人为增减阻力，从而损失大量能量。采用电动机变频调速控制是在管路性能曲线不变的情况下，通过改变泵的工作转速，使其性能曲线变化，从而改变水泵运行工作点来实现调节。当水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，节电率可达20％～40％，节能效果显著。此节电方式适用于流量调节频率大的除盐水供水泵。3．2．2．2、根据系统管路特性选取合适水泵在设定流量范围内选用泵时，其扬程应等于或稍大于外加压头，即根据制水系统管路特性选取合适水泵。水泵的有效功率N有=QHρg(Q：流量，H：扬程)。因此水泵选用时应注意系统外加压头与水泵扬程的匹配，以免多余的功率损耗。3．2．3、自动控制的压缩空气采用国产可靠品牌空压机对空压机选型，必须匹配设备所需即可，选大将造成能耗加大问题．将制水系统控制气路并联至总气源，减少能量消耗。此外应定期进行管道维护，避免因管道泄漏而造成的能量损失。3．3、降低药剂消耗措施维持RO+EDI制水系统正常运行的药剂种类较多。其中有预处理所加的混凝、杀菌剂，去除余氯的还原剂(亚硫酸盐)，调节R0进水PH值的酸或碱，维持R0正常运行的阻垢剂等。降低药剂消耗措施必需根据实际水质情况和设备配置情况进行设计。3．3．1、合理使用混凝、杀菌剂对于直接使用地表水的制水系统，一般在Y预处理设备前加入絮凝剂以去除水中悬浮物、胶体等杂质。但药剂本身或药剂中所含杂质的掺入会使水中带入对R0膜及EDI产水有害的物质，应根据水质实际情况添加。否则非但改善不了水质，相反会损伤R0膜件，增加运行成本。对于原水使用自来水的系统，可视水质情况不加或少加混凝、杀菌剂以减少药剂消耗。(此环节需要高级工程师的精心计算)3．3．2、预处理段设置有多介质活性碳制水系统可不加还原剂水中杀菌剂的活性余氯具有较强的氧化性，会损坏R0膜。故R0系统进水余氯要求≤0.1mg几。对于原水使用地表水的制水系统，一般在预处理段设置有多介质活性碳床。在多介质过滤器上层一般装填无烟煤，与活性碳过滤器中的活性碳主要起到三方面作用：一是吸附水中部分有机物，吸附率约为60％；二是吸附水中余氯；三是担当过滤介质的作用。活性碳脱除余氯并非仅靠单纯的吸附，而是在其表面发生催化反应。所以活性碳对余氯不存在吸附饱和的问题，只是损失碳而己。对于设置有多介质活性碳床预处理的系统，余氯可以控制在要求范围之内而无需添加还原剂或少量添加。此外，由于活性碳对有机物和胶体的吸附特性，会有效延缓后续超滤装置的压差形成，从而减少保安滤芯的消耗。3．3．3、适当控制反渗透系统进水的PH值，减少膜清洗药剂用量为维持反渗透膜的使用寿命，必需保持进水在一定的酸碱度范围，以免膜材的水解或氧化。此外水中的结垢性成分也要求一定的PH条件才可避免在反渗透膜面沉积。对于聚酰胺(PA)膜，要求进水PH在4～11。对于醋酸纤维素(CA)膜，要求进水PH在5～6。故一般反渗透水处理系统要求PH在弱酸性范围。但PH调节引入了电解质会增加反渗透产水电导，从而影响混床制水周期。是否加酸调节或加入量多少，应根据实际水质情况进行试验确定。由于反渗透对CO2气体的透过率几近100％，而HCO3-的透过率随PH值的升高而降低。也有加NaOH进行PH调节，使水中的CO2与，碱反应生成NaHCO3而达到脱除的目的。此法应根据水质情况、实际脱碳效果和由于引入Na+而对产水水质的影响进行综合评定再决定是否添加。3．3．4、合理使用阻垢剂R0阻垢剂是一种多效分散剂。由于其价格昂贵，是构成反渗透系统药剂成本的主要部分。目前使用较多的是含聚丙烯酸脂或有机磷酸盐为主要成分的混合型阻垢剂。应选用可提高饱和临界值(LSI值可达2.5)的阻垢剂。可使绝大部分原水不加酸处理，对小部分原水也可减少酸的投加，从而降低反渗透药剂消耗。，3．3．5、高含盐量原水采用两级反渗透处理反渗透装置具有98％的高脱盐特性。对于电导大于l000μS/cm的水质，反渗透就显示出其经济性上的优势。两级反渗透系统的理想脱盐率可达99.96％，且因二级反渗透基本上无水耗，可不加任何药剂，并可大大延长混床的制水周期，因此，高含盐量原水适合采用两级反渗透预脱盐。4．0、反渗透+EDI制水工艺流程在电路板行业的应用已日趋成熟。不同地区应根据当地水质情况和水质要求，本着节能降耗的原则设计，以节约每一滴水，每一度电的精神认真对待制水系统各个过程的设计和改造。只有这样，点滴的节能降耗成果将汇聚成强大的增效洪流，不仅为企业降低运行费用；同时也为社会经济发展做出贡献。附：签订技术协议后可提供详细节能技术．