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10噸EDI高純水設(shè)備

10噸EDI高純水設(shè)備,10噸/小時(shí)18M二級(jí)反滲透+EDI超純水設(shè)備系統(tǒng)

一．前言

本方案涉及的流程及設(shè)備是為了滿足浙江宸億科技有限公司生產(chǎn)工藝用高純水項(xiàng)目，要求如下：

1、純水水量 18MΩ.cm    10  m3/h

2、二級(jí)反滲透+系統(tǒng)制備的主要技術(shù)參數(shù)：

A.前處理產(chǎn)水量 :   ≥20m3/h；

B.系統(tǒng) 二級(jí)反滲透產(chǎn)水量 :   ≥12m3/h；

C.EDI去離子系統(tǒng)產(chǎn)水量 : ≥10m3/h；

3、產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)

10m3/h     ≥18 MΩ·cm （參照國(guó)標(biāo)EW-Ⅱ）

供水壓力   0.35Mpa

塵粒直徑： 0.5，1ea以下/100ml以下

溫度：     常溫；

4、系統(tǒng)配置：預(yù)處理、二級(jí)反滲透、EDI電再生連續(xù)除鹽裝置。

5、供水方式：連續(xù)產(chǎn)出（24小時(shí)運(yùn)行）。

 

二. 10噸EDI高純水設(shè)備設(shè)計(jì)依據(jù)

1、本電子工業(yè)純水站工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)如下：

1.1.原水水質(zhì)分析資料；

1.2.高純水的品質(zhì)要求（產(chǎn)品水水質(zhì)指標(biāo)），以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

1.3.高純水的生產(chǎn)規(guī)模;

1.4.用戶對(duì)系統(tǒng)整體水準(zhǔn)要求。

 

2、原水水質(zhì)資料和技術(shù)指標(biāo)

2.1 表1. 原水水樣水質(zhì)分析報(bào)告（供參考）：

檢測(cè)報(bào)告表

原水：市政自來(lái)水

檢測(cè)結(jié)果：無(wú)

2.2  電子級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)

 

指標(biāo)/級(jí)別	EW-Ⅰ	EW-Ⅱ	EW-Ⅲ	EW-Ⅳ
電阻率，MΩ·cm（25℃）	18以上（95%時(shí)間）不低于17	15（95%時(shí)間）不低于13	12	0.5
全硅，大值，μg/l	2	10	50	1,000
＞1μm微粒數(shù)，大值，個(gè)/ml	0.1	5	10	500
細(xì)菌個(gè)數(shù)，大值，個(gè)/ml	0.01	0.1	10	100
銅，大值，μg/l	0.2	1	2	500
鋅，大值，μg/l	0.2	1	5	500
鎳，大值，μg/l	0.1	1	2	500
鈉，大值，μg/l	0.5	2	5	1,000
鉀，大值，μg/l	0.5	2	5	500
氯，大值，μg/l	1	1	10	1,000
硝酸根，大值，μg/l	1	1	5	500
磷酸根，大值，μg/l	1	1	5	500
硫酸根，大值，μg/l	1	1	5	500
總有機(jī)碳，大值，μg/l	20	100	200	1,000

 

2.3  本方案設(shè)計(jì)指標(biāo)

2.3.1. 水量：       18MΩ.cm    10m3/h

2.3.2. 電阻率：10m3/h      ≥18 MΩ·cm

2.3.3.15MΩ.cm水其它指標(biāo) SiO2：     ＜50 ppb  TOC：      ＜100  ppb  塵粒直徑： 0.5μm，1ea以下/100ml以下

2.3.4.供水壓力   0.35Mpa

2.3.5.供水溫度   常溫

 

三. 總體設(shè)計(jì)方案

1、系統(tǒng)組成

 

序號(hào)	名稱	處理量	數(shù)量	單位	備注
1	預(yù)處理部分	20 T/H	1	套
2	二級(jí)反滲透部分	12 T/H	1	套
3	EDI部分	10 T/H	1	套
4	18M供水部分	10 T/H	1	套	變頻供水

 

2、布局

預(yù)處理部分、二級(jí)反滲透部分、EDI部分、18M供水部分集中放置在水站。為保證高純水的水質(zhì)和水量，將整個(gè)水處理系統(tǒng)置于PLC控制下運(yùn)行，并適時(shí)監(jiān)控。

 

3、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)采用分散控制，集中監(jiān)視的控制系統(tǒng)。操作站選用PLC控制器控制，組成一個(gè)高可靠性的自動(dòng)運(yùn)行和監(jiān)視控制的控制系統(tǒng)。       

 

4、二級(jí)反滲透+EDI超純水設(shè)備系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖

原水泵→絮凝加藥裝置→石英砂濾器→活性碳濾器→阻垢加藥裝置→保安過(guò)濾器→一級(jí)高壓泵→一級(jí)反滲透裝置→PH調(diào)節(jié)裝置→一級(jí)RO水箱→二級(jí)高壓泵→二級(jí)→二級(jí)RO水箱→中間水泵→UV裝置→精密濾器→EDI設(shè)備→純水箱→變頻水泵→除TOC裝置→精混床→精密濾器→用水點(diǎn)

 

5、工藝說(shuō)明

5.1  預(yù)處理部分目的：為反滲透裝置提供合格的進(jìn)水。

5.1.1原水預(yù)處理的目的和組成

A.反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求：

（1）污染指數(shù)：          SDI≤4；

（2）余氯：              <0.1 ppm

（3）濁度                <1NTU

（4）供水Fe3+             ≤0.01ppm。

（5）供水水溫適宜范圍    10～30℃。

（6）碳酸鈣飽和指數(shù)      LSI：<0

 

B.預(yù)處理系統(tǒng)就是通過(guò)絮凝、過(guò)濾、吸附等方法使反滲透進(jìn)水達(dá)到以上要求，以實(shí)現(xiàn)以下目的：

（1）防止反滲透裝置膜面結(jié)垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化 物等）；

（2）防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒對(duì)反滲透的污堵；

（3）防止有機(jī)物質(zhì)的對(duì)反滲透的污堵和降解；

（4）防止微生物對(duì)反滲透的污堵；

（5）防止氧化性物質(zhì)對(duì)反滲透膜的氧化破壞；

 

C.預(yù)處理系統(tǒng)的組成：包括石英砂濾器、活性炭濾器。

 

5.1.2石英砂濾器

多介質(zhì)過(guò)濾器中的濾料包括多種規(guī)格的石英砂，用于除去原水中的懸浮物及及脫穩(wěn)后的膠體,以使出水的污染指數(shù)SDI<4達(dá)到RO進(jìn)水要求。

 

5.1.3活性炭濾器

活性炭被廣泛應(yīng)用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均為20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團(tuán)，可以對(duì)各種性質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中對(duì)陰離子交換劑有害的腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機(jī)物質(zhì)，還可去除象余氯一類對(duì)陰離子交換劑有害物質(zhì)，從而提高了除鹽水處理能力，防止樹脂被氧化。通常能夠去除63%—86%膠印體物質(zhì)，50%左右的鐵，以及47—60%的有機(jī)物質(zhì)。

 

5.1.4阻垢加藥裝置

自來(lái)水中含有一部分鈣、鎂離子等容易結(jié)垢性的物質(zhì)，此類離子在水中的溶解性相對(duì)比較小，而反滲透部分對(duì)離子的攔截比較充分，必然會(huì)加大濃水側(cè)離子的濃度；從而導(dǎo)致影響整個(gè)反滲透膜的進(jìn)水通道。阻垢劑是一種增大難溶解性離子溶解度的一種化學(xué)藥品，通常對(duì)鈣、鎂離子的溶解度能增加3倍左右；能很好的調(diào)節(jié)由于濃縮而引起的結(jié)垢總問(wèn)題。

阻垢劑的投加量一般在2-5ppm左右。根據(jù)原水水質(zhì)的總硬試值調(diào)節(jié)加藥量。

 

5.2  二級(jí)反滲透部分

滲透是水從稀溶液一側(cè)通過(guò)半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動(dòng)的過(guò)程。半透膜只允許水通過(guò)，而阻止溶解固形物(鹽)的通過(guò)，見圖 (a)。 濃溶液隨著水的流人而不斷被稀釋。當(dāng)水向濃溶液流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力足夠用于阻止水繼續(xù)凈流入時(shí)，滲透處于平衡狀態(tài)，見圖 (b)。平衡時(shí)，水從任一邊通過(guò)半透膜向另一邊流入的數(shù)量相等，即處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，而此時(shí)壓力p稱為溶液的滲透壓(注意：半透膜一邊是純水，另一邊是鹽溶液)。

當(dāng)在濃溶液上有外加壓力，且該壓力大于滲透壓時(shí)，濃溶液中的水就會(huì)通過(guò)半透膜流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過(guò)程就是滲透的相反過(guò)程，稱為反滲透，見圖 (c)。

滲透是自發(fā)過(guò)程，而反滲透則是非自發(fā)過(guò)程。反滲透系統(tǒng)正是利用反滲透的原理，將需要處理的高含鹽水用高壓泵加壓，迫使水透過(guò)反滲透膜，以達(dá)到脫除鹽份的目的。

二級(jí)反滲透是對(duì)一級(jí)反滲透產(chǎn)水的進(jìn)一步提純。

 

5.2.1保安濾器

為防止水中及管道中的微粒進(jìn)入高壓泵和RO膜組件，特設(shè)置保安濾器作為后的預(yù)處理手段。作為保險(xiǎn)措施，即使多介質(zhì)機(jī)械濾器過(guò)濾不，也能夠保證反滲透膜不會(huì)受到嚴(yán)重污染。

保安濾器內(nèi)裝5um的聚丙稀微孔濾器。當(dāng)濾器進(jìn)出囗壓差大于0.05-0.1Mpa時(shí)需更換濾芯（由于被過(guò)濾的介質(zhì)直接進(jìn)入到微孔濾膜的空隙中，因此很難通過(guò)酸堿清洗恢復(fù)通量）。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求

 

5.2.2高壓泵

反滲透膜分離推動(dòng)力是壓力差，因此設(shè)置高壓泵使反滲透的進(jìn)水達(dá)到壓力，讓反滲透過(guò)程得以進(jìn)行。即克服滲透壓使水分子透過(guò)反滲透膜到淡水層。高壓泵采用變頻器設(shè)置加、減速時(shí)間減緩高壓泵啟動(dòng)時(shí)膜的沖擊，變頻器還能進(jìn)一步起到節(jié)約能量的作用；新系統(tǒng)剛運(yùn)行的時(shí)候?qū)M(jìn)水的壓力要求比使用一段時(shí)間之后對(duì)進(jìn)水的壓力要求要低。采用變頻裝置能好的控制高壓泵的壓力與進(jìn)水流量之前的變化。本系統(tǒng)設(shè)置了進(jìn)水低壓保護(hù)和出水高壓保護(hù)。

 

5.2.3反滲透本體裝置

反滲透裝置是該項(xiàng)目預(yù)脫鹽的心臟部分，經(jīng)反滲透處理的水能去除絕大部分無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物及細(xì)菌等。

 

5.2.3.1系統(tǒng)設(shè)備選型

膜組件選用陶氏公司BW30-400卷式組件。該組件由三層的薄膜復(fù)合，分別是上面的超薄脫鹽層（厚度約為0.2µm聚銑胺材質(zhì)）、中間的聚楓內(nèi)夾層和下面的聚酯支撐網(wǎng)層。該組件膜面積400平方英尺，產(chǎn)水通量大，對(duì)無(wú)機(jī)鹽具有99.5℅的脫除率。

壓力膜管選用加拿大海德信公司專用于卷式RO組件的WAVE 300P-6型壓力膜管，該壓力膜管是增強(qiáng)FRP材質(zhì)，具有抗腐蝕性，耐壓300psi,管內(nèi)壁光滑裝卸方便等特點(diǎn)。每個(gè)壓力膜管可安裝6支膜組件。

 

5.2.3.2反滲透裝置工藝設(shè)計(jì)

整套系統(tǒng)反滲透膜裝置安置在一個(gè)機(jī)架上，并配置控制系統(tǒng)，在進(jìn)水水溫25℃時(shí)二級(jí)反滲透產(chǎn)水量12.0T/H，每根膜組件大的回收率15℅計(jì)算，一級(jí)反滲透裝置需配膜組件12根， WAVE 300P-6壓力膜管5根；二級(jí)反滲透裝置需配膜組件10根，WAVE 300P-5壓力膜管2根；一級(jí)反滲透組合排列形式為1-1排列，二級(jí)反滲透組合排列形式為1-1。反滲透每支壓力膜管產(chǎn)水側(cè)設(shè)有取樣囗，方便取樣。

 

5.2.3.3自動(dòng)低壓沖洗裝置

反滲透在運(yùn)行的過(guò)程中，濃縮過(guò)程和濃差極化將導(dǎo)致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原水的本體濃度。因此配備自動(dòng)低壓沖洗裝置在停機(jī)后、開機(jī)前對(duì)反滲透膜進(jìn)行定時(shí)的低壓沖洗，將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到?jīng)_洗啟動(dòng)前的狀態(tài)。

 

5.2.3.4就地儀表配置

反滲透裝置設(shè)置二次儀表顯示裝置，就地顯示產(chǎn)水量、電導(dǎo)率等重要參數(shù)。系統(tǒng)設(shè)置高、低壓保護(hù)開關(guān)，保證反滲透系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

 

5.2.4反滲透脫鹽水水箱

反滲透產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖，同時(shí)配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。

 

5.2.5反滲透化學(xué)清洗裝置

無(wú)論預(yù)處理過(guò)程多么完善，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，反滲透膜面上總會(huì)日積月累水中存在的各種污染物。從而使裝置的性能下降，如組件進(jìn)出囗壓差升高、脫鹽率下降、產(chǎn)水量下降，當(dāng)這些變化超過(guò)原始值的15%時(shí)，就要用化學(xué)藥品進(jìn)行清洗。為此，除日常運(yùn)行中進(jìn)行的低壓沖洗外，還需進(jìn)行定期化學(xué)清洗，有時(shí)還需進(jìn)行殺菌處理。

本系統(tǒng)配置專用的化學(xué)清洗裝置，其組成和流程如下：清洗液水箱——泵——精密濾器——流量計(jì)——反滲透裝置

 

化學(xué)清洗準(zhǔn)則

A、裝置的產(chǎn)水量比初次或上一次清洗后下降5～10℅時(shí)；

B、裝置的鹽透過(guò)率比初次或上一次清洗后提高一倍時(shí)；

C、裝置各段的壓力差或壓力差的差值為初次或上一次清洗后的1～1.5倍時(shí)；

D、裝置運(yùn)行3-4個(gè)月時(shí)；

E、裝置在長(zhǎng)期停止運(yùn)行前用NaHSO3溶液保護(hù)。

 

5.3  EDI部分

5.3.1 UV裝置

紫外光是電磁波譜的一部分，其波長(zhǎng)位于100nm到400nm之間。滅菌波長(zhǎng)位于200nm到310nm之間的波譜區(qū)。微生物被紫外光滅活是由于光化學(xué)反應(yīng)破壞了其體內(nèi)的核酸物質(zhì)的結(jié)果。這一過(guò)程有效的阻止了細(xì)胞和病毒的繁殖從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。紫外光通過(guò)改變細(xì)菌、病毒和其它微生物細(xì)胞的遺傳物質(zhì)（DNA），使其不再繁殖而達(dá)到對(duì)水與廢水進(jìn)行消毒的目的。浸沒(méi)于水下的燈管產(chǎn)生紫外光，當(dāng)水流流經(jīng)紫外燈管時(shí)，其中的微生物受到某一致死劑量紫外能的輻射。紫外劑量為所受UV輻射光強(qiáng)與曝光時(shí)間的乘積。

 

5.3.2 EDI裝置

EDI是連續(xù)電再生除鹽裝置的英文縮寫，是電解、滲析及離子交換相結(jié)合的深度脫鹽裝置，由給水室、濃水室和電極室組成。給水室內(nèi)裝填常規(guī)混合離子交換樹脂，給水室和濃水室之間裝有陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜。給水室中的陰（陽(yáng)）離子在兩端電極作用下不斷通過(guò)裝置里的陰（陽(yáng)）離子膜進(jìn)入濃水室；H2O在直流電能的作用下可分解成H+和OH-，使給水室中的混合離子交換樹脂經(jīng)常處于再生狀態(tài)，因而有深度除鹽能力。因此EDI在通電狀態(tài)下可以不斷地制出純水，其內(nèi)填的離子交換樹脂不用酸堿再生。

運(yùn)用EDI技術(shù)使酸堿污染降低為零，且可降低成本及勞動(dòng)強(qiáng)度。反滲透產(chǎn)水經(jīng)過(guò)EDI裝置深度脫鹽處理后出水電阻率在16.0MΩ.cm（25℃）左右 。                                                                  

本系統(tǒng)配置IONPURE型號(hào)為IPLX30X大處理量為4.95 T/H的膜塊共3塊，每個(gè)膜塊設(shè)置單獨(dú)的電源。

正常情況下3塊同時(shí)工作，每個(gè)模塊處理水量為3.3T/H。為了保障用水安全，每個(gè)模塊可以單獨(dú)關(guān)閉。

本系統(tǒng)設(shè)置了水流保護(hù)開關(guān)，防止干燒導(dǎo)致EDI損壞。

 

5.3.3純水箱

EDI產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖，同時(shí)配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。

5.4  18M供水部分

EDI產(chǎn)水電阻率高在17 MΩ.cm左右，為達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)，在終端增加了精混床用以提升水質(zhì)。

5.4.1 TOC脫除器

TOC脫除器采用的是185nm的紫外光，它能夠打開將有機(jī)物分子結(jié)合在一起的化合鍵。因此，這一波長(zhǎng)的紫外光能夠破壞水中的有機(jī)化合物、臭氧、氯和氯胺。破壞產(chǎn)生后產(chǎn)生的物質(zhì)用后續(xù)的精混床脫除。同時(shí)，它也具有殺菌作用。

5.4.2精混床

精混床是以陽(yáng)、陰兩種離子交換樹脂按比例混合后裝填于同一交換器中，相當(dāng)于一個(gè)多級(jí)的除鹽系統(tǒng)。其中經(jīng)H型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂與水中陽(yáng)離子交換后形成的H+，和經(jīng)OH型強(qiáng)堿性陰樹脂與水中陰離子交換后形成的OH-相結(jié)合，形成電離度很小的水，使交換過(guò)程中形成的H+和OH-不能積累，從而消除了反離子對(duì)交換過(guò)程的干擾，使離子交換反應(yīng),因此，混床出水水質(zhì)好。

（一）、氫型陽(yáng)離子交換樹脂的交換反應(yīng)：

A、與碳酸鹽硬度的交換反應(yīng)：

Ca(HCO3)2 + 2RH → R2Ca + 2HO2 + 2CO2↑

 Mg(HCO3)2 + 2RH → R2Mg + 2HO2 + 2CO2↑

 

B、與非碳酸鹽硬度的交換反應(yīng)：

CaSO 4 + 2RH → R2Ca + H2SO4

CaCl2 + 2RH→ R2Ca + 2HCl

MgSO 4 + 2RH → R2Mg + H2SO4

MgCl2 + 2RH → R2Mg + 2HCl

 

 C、與鈉鹽的交換反應(yīng)：

NaHCO 3 + 2RH → RNa + H2O + CO2↑

NaCl + RH → RNa + HCl

NaSO 4 + 2RH → RNa + H2SO4

 Na2SiO 3 + 2RH → 2RNa + H2SiO3

 

（二）、氫氧型陰離子交換樹脂的交換反應(yīng)：

Cl- + ROH → RCl + OH-

HSO 4- + ROH → RHSO 4 + OH-

SO4- + ROH → R2SO4 + 2OH-

 HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-

HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-

精混床樹脂不同于普通混床的樹脂，陽(yáng)離子交換樹脂氫化率及陰離子交換樹脂氫氧化率幾乎達(dá)到了99%，并按比例充分混合。因此該樹脂無(wú)法再生，不過(guò)由于進(jìn)水含鹽量低，一般可用1年左右時(shí)間。

 

5.4.3  0.22μ精密濾器

0.22μ過(guò)濾器是用于阻擋純水中微小顆粒特，滿足使用點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品水中微粒的要求。設(shè)置0.22μ精密濾器進(jìn)行深度處理，除去水中固體顆粒物，濾芯過(guò)濾精度（孔徑）0.22μm，可有效除去水中懸浮顆粒，使用的濾芯具有大量固定不規(guī)則孔徑（公稱孔徑0.22μm），屬微孔膜過(guò)濾，因膜孔徑固定，可保證過(guò)濾的精度和可靠性。
濾器內(nèi)裝10支40英寸長(zhǎng)，0.22μm的聚丙稀微孔濾芯，出力為10 T/H。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求。
          

 

6.  工藝控制設(shè)計(jì)說(shuō)明

6.1 控制系統(tǒng)概述
   

 根據(jù)本系統(tǒng)的規(guī)模及設(shè)備分布的具體情況，決定采用目前工業(yè)過(guò)程控制中常用的集中分散型控制系統(tǒng)。它又稱分級(jí)控制系統(tǒng)，是一種分布式控制系統(tǒng)，具有控制分散，信息集中管理的特點(diǎn)。本系統(tǒng)分上位操作站，下位控制站兩級(jí)。上位操作站由一臺(tái)主控制箱作為監(jiān)控站。下位控制站的設(shè)置是根據(jù)優(yōu)化控制，合理布局的原則視具體情況而定的，同時(shí)為方便系統(tǒng)在實(shí)施階段或運(yùn)行階段進(jìn)行必須的調(diào)整及擴(kuò)展，控制站考慮了余量。

 

6.2 控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

6.2.1 上位操作站

主要完成系統(tǒng)中各操作站的監(jiān)視參數(shù)設(shè)置,設(shè)備運(yùn)行等操作功能，具有清晰的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況，可在流程圖上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。生產(chǎn)過(guò)程的電阻率及電導(dǎo)率可以在線顯示。

6.2.2  可編程控制器PLC

各控制站都采用以微處理器為基礎(chǔ)的可編程控制器PLC，它具有高可靠性，編程方便，易于使用，與其它裝置配置方便等特點(diǎn)，各生產(chǎn)過(guò)程的程序、數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)PLC的CPU里獨(dú)立運(yùn)行，工作人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)操作站來(lái)監(jiān)視其運(yùn)行。PLC具有很強(qiáng)的運(yùn)算功能，能完成復(fù)雜的操作，可配合操作員通過(guò)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的程控，運(yùn)行，遠(yuǎn)操等過(guò)程。各控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)均配制行程開關(guān)。

6.2.3 電導(dǎo)率、電阻率、等顯示

現(xiàn)場(chǎng)配備電導(dǎo)率儀表，電阻率儀表，以便重要電導(dǎo)率、電阻率等指標(biāo)能夠在水處理車間和控制室同時(shí)顯示。

 

6.3系統(tǒng)水處理控制介紹

依據(jù)水處理的工藝過(guò)程，本控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)工藝單元進(jìn)行直接協(xié)調(diào)、管理、控制。系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象由以下單元組成：

6.3.1 預(yù)處理部分控制

預(yù)處理部分以原水箱為連續(xù)運(yùn)行控制點(diǎn)。
當(dāng)原水箱液位處于較低限位置,低液位開關(guān)向PLC輸入開關(guān)信號(hào), PLC即控制原水進(jìn)水電磁閥開啟；當(dāng)原水箱液位處于低限位置,低液位開關(guān)向PLC輸入開關(guān)信號(hào), PLC即控制預(yù)處理部分停止；當(dāng)水箱液位處于高限位置,高液位開關(guān)向PLC輸入開關(guān)量信號(hào), 原水進(jìn)水電磁閥關(guān)閉。

 

6.3.1.1  石英砂濾器

濾器的運(yùn)行、反洗步驟由人工控制的閥門實(shí)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定值，控制閥門按順序進(jìn)行反洗操作，反洗結(jié)束后投入運(yùn)行。只有在反滲水箱液位達(dá)到高位時(shí)，濾料清洗才能開始，這樣可以保證后續(xù)反滲透裝置的連續(xù)供水。  

 

6.3.1.2  活性炭濾器

活性炭濾器設(shè)置運(yùn)行及反洗步驟由人工控制的閥門操作，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間參數(shù)控制氣動(dòng)閥門按順序進(jìn)行反洗操作，反洗結(jié)束后投入運(yùn)行。只有在反滲水箱液位達(dá)到高位時(shí)，濾料清洗才能開始，這樣可以保證后續(xù)反滲透裝置的連續(xù)供水。

 

6.3.2 反滲透部分

6.3.2.1.自動(dòng)運(yùn)行控制：

反滲透自動(dòng)運(yùn)行通過(guò)反滲透中間水箱的液位來(lái)進(jìn)行。
當(dāng)反滲透中間水箱液位處于較低限位置,較低液位開關(guān)向PLC輸入開關(guān)信號(hào), PLC即控制高壓泵開始運(yùn)行；當(dāng)水箱液位處于高限位置,高液位開關(guān)向PLC輸入開關(guān)量信號(hào), 反滲透高壓泵停止運(yùn)行，輸入的信號(hào)將在CRT上顯示。

 

6.3.2.2.反滲透的控制配置

反滲透進(jìn)水側(cè)設(shè)有電導(dǎo)率檢測(cè)儀表，將電導(dǎo)率值的模擬量信號(hào)輸入PLC，并在顯示器上顯示參數(shù)。反滲透產(chǎn)水側(cè)設(shè)有電導(dǎo)率檢測(cè)儀，將產(chǎn)水電導(dǎo)率值的模擬量信號(hào)輸入PLC，并在顯示器上顯示參數(shù)。

反滲透高壓泵進(jìn)水設(shè)置低壓保護(hù)開關(guān)，當(dāng)壓力小于0.1-0.15Mpa時(shí)，控制高壓泵停止運(yùn)行，反滲透裝置進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài)，并在顯示器上顯示報(bào)警。當(dāng)壓力大于0.1-0.15時(shí)高壓泵即起動(dòng)，反滲透裝置投入運(yùn)行。    

反滲透高壓泵出水側(cè)管路設(shè)壓力開關(guān)，當(dāng)壓力大于某一設(shè)定值時(shí)，PLC輸出開關(guān)信號(hào)，停止高壓泵運(yùn)行，并在顯示器上顯示、報(bào)警。

 反滲透濃水側(cè)設(shè)一電動(dòng)快沖洗閥門，在高壓泵運(yùn)行前和高壓泵停止后，接受PLC輸出的開關(guān)量信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)入低壓沖洗狀態(tài)。

 

6.3.4 EDI除鹽系統(tǒng)

EDI連續(xù)脫鹽系統(tǒng)的由PLC控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)?shù)馑湟何坏陀谥虚g液位時(shí)，EDI系統(tǒng)啟動(dòng)。當(dāng)?shù)馑湟何贿_(dá)到高液位時(shí)，EDI系統(tǒng)停止。

為防止EDI系統(tǒng)干燒，系統(tǒng)設(shè)置了水流保護(hù)，當(dāng)無(wú)水流通過(guò)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷相應(yīng)電源。

UV裝置的開啟關(guān)閉跟隨相應(yīng)EDI系統(tǒng)。

純水箱內(nèi)裝有壓力微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)水箱內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即開啟安全閥，并報(bào)警和提示報(bào)警的原因。

 

6.4 主要控制設(shè)備

6.4.1、系統(tǒng)PLC選用德國(guó)西門子S7系列可編程控制器，各類I/O包含10%備用點(diǎn)。
6.4.2、流量計(jì)選用浮子流量計(jì)。
6.4.3、壓力開關(guān)選用中國(guó)臺(tái)灣凡宜進(jìn)口產(chǎn)品或相當(dāng)產(chǎn)品。
6.4.4、電導(dǎo)率、電阻率儀選用上海誠(chéng)磁公司或相當(dāng)產(chǎn)品。

 

五、 系統(tǒng)設(shè)備布置

控制臺(tái)布置在水站控制室內(nèi)。

車間內(nèi)電纜采用橋架架空或穿線管，控制室內(nèi)電纜敷設(shè)走電纜溝。

氣動(dòng)閥的氣源通過(guò)環(huán)繞車間的氣源母管引到電磁閥柜，從電-氣轉(zhuǎn)換柜到氣動(dòng) 閥的氣管路采用增強(qiáng)軟管。
系統(tǒng)控制方案

 

六、概述
浙江宸億科技有限公司水處理超純水工程，其制水流程為預(yù)處理+二級(jí)反滲透+EDI+精混床的全膜法除鹽工藝方式，其中原水預(yù)處理系統(tǒng)有機(jī)械過(guò)濾器、活性碳過(guò)濾器、軟化器，采用母管制進(jìn)出水控制方式；其運(yùn)行閥門和反洗閥門將使用自動(dòng)氣動(dòng)蝶閥門。除鹽水處理系統(tǒng)采用二級(jí)反滲透+EDI除鹽工藝方式，除鹽采用二級(jí)反滲透裝置；除鹽采用EDI系統(tǒng)，其運(yùn)行閥門和再生閥門將采用自動(dòng)閥門。

 

純水處理是一種較復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，即有泵組等啟停、保護(hù)、設(shè)備相互協(xié)調(diào)和分配，濾器產(chǎn)水運(yùn)行和再生控制；又有水質(zhì)控制量的閉環(huán)控制和大量現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水質(zhì)、水量、壓力、水位等參數(shù)的采集，還有24小時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理。基于以上特點(diǎn)，為提高運(yùn)行的可靠性和水務(wù)管理的可行性，并降低運(yùn)行成本。系統(tǒng)可采用PLC可編程控制系統(tǒng)對(duì)水處理設(shè)備進(jìn)行全自動(dòng)控制。

 

設(shè)計(jì)方案

為了能順利實(shí)現(xiàn)水處理系統(tǒng)監(jiān)控，并提高對(duì)數(shù)據(jù)的充分利用和水處理在線監(jiān)控水平。在總體設(shè)計(jì)思路指導(dǎo)下，利用PLC（可編程序邏輯控制器）完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集及控制。

 

本水處理系統(tǒng)可分為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)水處理控制，由PLC控制完成，其可進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種工作方式操作運(yùn)行。

 

為保證水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)于各生產(chǎn)過(guò)程的重要工藝參數(shù)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行儀表現(xiàn)實(shí)進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)控；配置光字牌報(bào)警裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)重要信號(hào)超限報(bào)警提示；在中控室控制柜上設(shè)置主要程控步序操作的按鈕用于實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程緊急情況的遠(yuǎn)程操作。增加優(yōu)先手動(dòng)操作功能以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急情況處理及控制設(shè)備目的。
本工程終實(shí)現(xiàn)水處理工藝生產(chǎn)過(guò)程PLC自動(dòng)控制

 

控制方案

為能使系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，水處理系統(tǒng)中的泵信號(hào)、控制閥門信號(hào)、反饋信號(hào)及電導(dǎo)率、壓力、液位等各種檢測(cè)裝置信號(hào)均進(jìn)入PLC控制站，由PLC控制站完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)設(shè)備控制。

 

原水箱液位監(jiān)控

原水箱內(nèi)設(shè)有高、中、低點(diǎn)液位檢測(cè)裝置，將液位送至PLC，以方便操作人員隨時(shí)掌握其水位，同時(shí)方便操作人員隨時(shí)進(jìn)行控制。

 

原水泵監(jiān)控

原水泵采用一用一備運(yùn)行方式，由PLC直接控制其啟動(dòng)或停止，本系統(tǒng)可通過(guò)遠(yuǎn)控、近控對(duì)其實(shí)施操作；原水泵運(yùn)行條件必須滿足于原水箱達(dá)到液位；同時(shí)系統(tǒng)在操作臺(tái)上具備手動(dòng)優(yōu)先切換、選擇、啟停原水泵的權(quán)力。

 

機(jī)械過(guò)濾器控制

機(jī)械過(guò)濾器根據(jù)時(shí)間設(shè)定自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)反洗。根據(jù)實(shí)際過(guò)濾效果，可以選擇全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)進(jìn)行控制。

 

活性碳過(guò)濾器控制

活性碳過(guò)濾器根據(jù)時(shí)間設(shè)定自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)反洗。根據(jù)實(shí)際過(guò)濾效果，可以選擇全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)進(jìn)行控制。

 

高壓泵監(jiān)控

高壓泵由PLC直接控制變頻器執(zhí)行其啟動(dòng)或停止，本系統(tǒng)可通過(guò)遠(yuǎn)控、近控對(duì)其實(shí)施操作；高壓泵運(yùn)行條件必須滿足于高壓泵前壓力達(dá)到設(shè)定值。同時(shí)系統(tǒng)在操作臺(tái)上具備手動(dòng)優(yōu)先切換、選擇、啟停高壓泵的權(quán)力。

 

二級(jí)反滲透裝置控制

二級(jí)反滲透裝置，采用停機(jī)自動(dòng)沖洗，到中間水箱液位高時(shí)，原水泵、高壓泵延時(shí)停機(jī)，并開啟大流量沖洗電磁閥，大流量沖洗反滲透膜，使膜表面水的濃度降低。當(dāng)反滲透裝置連續(xù)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定值，開啟大流量沖洗電磁閥，大流量沖洗反滲透膜，使膜表面水的濃度降低。

 

中間水箱液位監(jiān)控

中間水箱內(nèi)設(shè)有高、中、低3點(diǎn)液位檢測(cè)裝置，將液位送至PLC，方便操作人員隨時(shí)掌握其水位，同時(shí)方便操作人員隨時(shí)進(jìn)行控制。

 

中間水泵監(jiān)控

中間水泵2臺(tái)，設(shè)計(jì)為一用一備運(yùn)行方式，由PLC直接控制其啟動(dòng)或停止，本系統(tǒng)可通過(guò)遠(yuǎn)控、近控對(duì)其實(shí)施操作；中間水泵運(yùn)行條件必須滿足于中間水箱達(dá)到液位；同時(shí)系統(tǒng)在操作臺(tái)上具備手動(dòng)優(yōu)先切換、選擇、啟停中間水泵的權(quán)力。

 

中間水泵監(jiān)控

在運(yùn)行期間，當(dāng)檢測(cè)到EDI流量低于設(shè)定值時(shí)，如果熱繼電器有報(bào)警信號(hào)（水泵故障），即刻啟動(dòng)備用水泵。如果熱繼電器無(wú)報(bào)警信號(hào)，即刻報(bào)警。

 

脫鹽水箱及脫鹽水泵控制

通過(guò)脫鹽水箱的液位檢測(cè)器，由控制器對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行采集，從而便操作人員隨時(shí)掌握其水位，并隨時(shí)進(jìn)行控制操作，本系統(tǒng)只有當(dāng)脫鹽水箱達(dá)到所要求液位時(shí)，才能運(yùn)行其出水口的脫鹽水泵，當(dāng)液位在低，禁止運(yùn)行脫鹽水泵。

 

各床隨機(jī)控制

前處理、反滲透、EDI的運(yùn)行除了依據(jù)其對(duì)應(yīng)的差壓開關(guān)電導(dǎo)率等在線檢測(cè)值外，還可根據(jù)產(chǎn)水時(shí)間或產(chǎn)水量大小設(shè)定值來(lái)進(jìn)行綜合判斷。由于采用PLC控制器，大大提高了水處理系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平和對(duì)復(fù)雜工藝情況的適應(yīng)性和各床的靈活性。

 

系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由PLC用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；并進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，監(jiān)測(cè)與控制。

 

控制方式

控制方式分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)。其中手動(dòng)為優(yōu)先控制。

 

手動(dòng)控制

手動(dòng)控制分為操作臺(tái)控制。

在操作臺(tái)中，可利用開關(guān)或按鈕來(lái)選擇啟停某臺(tái)設(shè)備，各床再生和某個(gè)系統(tǒng)的投入與停運(yùn)等。

 

自動(dòng)控制

自動(dòng)可分為半自動(dòng)控制與全自動(dòng)控制。其中半自動(dòng)優(yōu)先于全自動(dòng)。

控制條件主要依據(jù)時(shí)間、電導(dǎo)率、制水量、泵運(yùn)行反饋信號(hào)、馬達(dá)故障反饋信號(hào)、閥門反饋信號(hào)等來(lái)組成系統(tǒng)程序條件。

 

當(dāng)投入全自動(dòng)時(shí)，控制器利用時(shí)間指標(biāo)，制水量指標(biāo)或化學(xué)水質(zhì)指標(biāo)信號(hào)進(jìn)行綜合判斷各系統(tǒng)和運(yùn)行、停止及各床和前處理系統(tǒng)運(yùn)行沖洗等工作。半自動(dòng)控制則由操作人員根據(jù)工藝情況，化學(xué)水質(zhì)指標(biāo)在相應(yīng)的程序中按下某個(gè)按鈕或關(guān)閉某個(gè)閥門或啟動(dòng)停止某組操作完成全自動(dòng)的某一過(guò)程。
當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于全自動(dòng)監(jiān)控狀態(tài)，計(jì)算機(jī)地每一步操作依據(jù)控制器輸入模塊所采集的各種信號(hào)。如化學(xué)水質(zhì)信號(hào)（電導(dǎo)率）；一些設(shè)備（電磁閥、馬達(dá)），故障反饋信號(hào)，當(dāng)某臺(tái)儀表或設(shè)備處于不正常情況時(shí)，出現(xiàn)報(bào)警提示并在閃光報(bào)警器上報(bào)警要求人工來(lái)確定一些判斷結(jié)果，然后會(huì)自動(dòng)處理進(jìn)入下一步工作或要求轉(zhuǎn)入半自動(dòng)工作狀態(tài)，自動(dòng)運(yùn)行投入前需要工程師對(duì)每一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行檢查整定，以便達(dá)到控制要求。

 

實(shí)現(xiàn)功能

監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)工藝設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況監(jiān)督和控制，并對(duì)工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并能對(duì)于一些異常工況或數(shù)據(jù)計(jì)算具有判斷處理，在線診斷提示處理，報(bào)警指導(dǎo)運(yùn)行操作和排除異常工況等功能。工控機(jī)采集的是流量、電導(dǎo)率、電阻率等模擬輸入信號(hào)，在其生成的運(yùn)行記錄中只有上述數(shù)值，壓力、液位等數(shù)據(jù)仍需人工記錄。

 

1、包括設(shè)備啟停狀態(tài)、差壓、閥門狀態(tài)及流速、流量、溫度、壓力、液位、電導(dǎo)率、PH值等檢測(cè)值。

2、產(chǎn)工藝設(shè)備進(jìn)行控制，包括單體設(shè)備啟停、系統(tǒng)啟停、系統(tǒng)選擇、組合操作程序選擇及時(shí)間參數(shù)修改（運(yùn)行時(shí)間與再生時(shí)間）、延時(shí)操作等。

3、歷史數(shù)據(jù)及開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)曲線顯示。

 

10噸/小時(shí)18M二級(jí)反滲透+EDI超純水設(shè)備系統(tǒng),10噸EDI高純水設(shè)備清單配置及商務(wù)報(bào)價(jià)請(qǐng)。