1.1原水水源及水質
原水水源：自來水，原水水質檢測
2工藝系統描述工藝流程
工藝流程圖詳見見附圖，主要工藝路線如下：
原水→原水箱→原水泵→氧化劑加藥裝置→UF裝置→UF原水箱→RO原水泵→還原劑加藥裝置→5μm保安過濾器→阻垢劑加藥裝置→一級高壓泵→一級反滲透膜組→一級RO產水箱→NaOH加藥裝置→二級高壓泵→二級反滲透膜組→RO產水箱→RO增壓泵→TOC去除器→脫氧膜組1→EDI裝置→氮封EDI產水箱→超純水泵→TOC去除燈→拋光混床→終端精密過濾器→超純水使用點。
用水點1：純水泵1→換熱器→TOC去除器→脫氧膜組2→一級拋光混床→二級拋光混床→終端濾器→去用戶終端工藝用水點
用水點2：→純水泵2→TOC去除器→精濾器→去用戶其它工藝用水點
用水點3：→二級RO產水箱→去用戶其它工藝用水點
2.2工藝系統簡述
工藝流程分為超濾預處理系統+反滲透初除鹽系統+EDI精除鹽系統+循環精處理系統四部分，即UF+RO+EDI+循環精處理 。各部分功能簡述如下：
3.2.1超濾預處理系統（UF）
超濾預處理系統作為反滲透的前處理，主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、色度、濁度、有機物等妨礙后續反滲透運行的雜質。原水為自來水，水溫受季節變化的影響較大。
預處理的設備主要包括原水箱、原水泵、板式換熱器、氧化劑加藥裝置、超濾裝置（UF）和反洗泵等。
3.2.1.1超濾裝置
預處理的主要處理裝置為超濾裝置。超濾膜分離技術具有占地面積小、出水水質好（出水SDI15小于3）、自動化程度高等特點。本系統采用超濾作為除鹽系統的預處理，超濾膜采用材質為PVDF的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網絡結構，故耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產水水質， 對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細菌、大分子有機物具有良好的分離能力。
超濾裝置采用全流過濾、頻繁反洗的全自動連續運行方式，運行30分鐘，反沖洗30秒。氣洗時間間隔為24--48小時。系統采用PLC控制。化學清洗頻率2～3個月，化學清洗時間10分鐘，和反滲透共用一套化學清洗系統。
l）UF主要特點
1）中空纖維外表面活化層孔隙率高，故纖維單位面積產水量大；
2）中空纖維強度高，采用反向沖洗和氣濟工藝，使組件可在全流過濾狀態下工作，化學清洗周期大大延長：
3）UF裝置操作成本低；
4）UF裝置操作和維護簡單。
2）超濾系統技術先進性
1）過濾膜采用PVDF，化學性能穩定，耐酸堿，易清洗。
2）膜表面經過親水改性，水通量大，水量衰減小。
3）外壓式中空纖維膜，耐壓高，壽命長。
4）外壓式運行方式與內壓式膜．相比，進水條件寬，截留物不易堵塞進水流道，當原水懸浮物含量高時，不會象內壓式那樣造成污染物濃縮并堵死在絲的中空通道中。外壓式膜即使在原水懸浮物含量較高的情況下，也能進行全流過濾，而內壓式則**采用循環錯流過濾，水回收率低，動力消耗大。
5）采用氣水混合反沖洗方式，反洗效果好，性能恢復能力強。
6）超濾作為反滲透預處理同常規的過濾工藝相比具有以下優點：
●過濾水質顯著提高，大大延長反滲透的清洗周期，減少反滲透系統的投資量和運行費用
●只需一步處理，減少運行費用，提高效率減少了化學藥劑投加量
采用超濾系統作為反滲透的預處理，系統可適應較大范圍的進水水質變化，濁度小于50的情況下均可使用，且產水水質較好，產水SDI15值小于3。超濾的采用可以更有效地保護反滲透裝置，使反滲透膜免受污染，使用壽命可從3年延長至5年，甚至更長時間；同時可提高反滲透膜的設計水通量，即在產水量不變的前提下可減少膜的使用數量，從而減少反滲透裝置的設備投資。超濾裝置的運行工況：
l）設計溫度：25℃
2）設計進水量：30 m3／h／套
3）設計產水量：28m3／h／套
4）系統回收率：≥95％（三年內）
5）組件清洗周期：2～6個月／次
3.2.2反滲透初除鹽系統（RO）
反滲透初除鹽系統承擔了主要的脫鹽任務。反滲透系統設備包括超濾產水箱、UF水增壓泵、還原劑加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、NaOH加藥裝置、5μm保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組等。
3.2.2.1還原劑加藥裝置
在反滲透高壓泵前加入還原劑，用以還原水中的氧化劑，如剩余氯［CI］，使水中的剩余氯［CD＜0.1mg／L，使RO進水滿足RO裝置的進水要求。
3.2.2.2阻垢劑加藥裝置
阻垢劑加藥系統在反滲透進水中加入阻垢劑，防止反滲透濃水中碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等難溶鹽濃縮后析出結垢，堵塞反滲透膜。從而損壞膜元件的應用特性，因此在進入膜元件之前設置了阻垢劑投加裝置。阻垢劑是一種有機化合物質，除了能在朗格利爾指數（ LSI）=2.6情況下運行之外，還能阻止SO2-的結垢，它的主要作用是相對增加水中結垢物質的溶解性，以防止碳酸鈣、硫酸鈣等物質對膜的阻礙，同時它也可以降低鐵離子堵塞膜的微孔。
本系統推薦使用進口復合阻垢劑，它具有：
1）抑制析出作用。
2) 分散作用。
3）晶格扭曲作用。
4) 絡合作用。
3.2.2.3NaOH加藥裝置
在二級反滲透高壓泵前加入NaOH，用以調節其進水pH值，不僅可以提高RO裝置對鹽離子和TOC的脫除，而且能使RO產水的pH值滿足IONPURE的EDI裝置進水要求。
3.2.2.4反滲透裝置
反滲透系統主要去除水中溶解鹽類，同時去除一些有機大分子，前階段未去除的小顆粒等。包括5μm保安過濾器、高壓泵、反滲透裝置、反滲透清洗系統等。本工程中，擬采用陶氏公司的BW30－400型反滲透膜，單根膜脫鹽率可大于 99. 7％。
預處理系統產水進入反滲透膜組，在壓力作用下，大部分水分子和微量其它離子透過反滲透膜，經收集后成為產品水，通過產水管道進入后續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜，殘留在少量濃水中，由濃水管排出。
在反滲透裝置停運時，自動沖洗3～5分鐘，以去除沉積在膜表面的污垢，使裝置和反滲透膜得到有效保養。
反滲透膜經過長期運行后，會積累某些難以沖洗的污垢，如有機物、無機鹽結垢等，造成反滲透膜性能下降。這類污垢**使用化學藥品進行清洗才能去除，以恢復反滲透膜的性能。化學清洗使用反滲透清洗裝置進行，裝置包括一臺清洗液箱、清洗過濾器、清洗泵以及配套管道、閥門和儀表。當膜組件受污染時，可以用它進行RO系統的化學清洗。反滲透裝置的運行工況：
1）設計溫度：25℃
2）設計進水量：56m3／h
3）設計產水量：
一級反滲透產水量：48m3／h
二級反滲透產水量：38.5m3／h
4) 系統回收率
一級反滲透回收率：≥75％（三年內）
二級反滲透回收率：≥80％（三年內）
5）系統脫鹽率: ≥ 97％（三年內）
6）組件清洗周期：3～6個月／次
3.2.3EDI精除鹽系統
EDI精除鹽系統主要功能是為了進一步去除水中的離子。EDI精除鹽系統設備主要包括RO產水箱、RO水增壓泵、紫外光殺菌器、脫氧膜裝置、EDI裝置等。
3.2.3.1脫氧膜裝置1
脫氧膜裝置采用脫氧膜2級串聯，配置真空泵，以抽真空和氮氣吹掃同時進行的方式，去除水中的CO2和溶解氧，裝置出力32m3／h,，滿足系統出水溶解氧＜5ppb的要求。
3.2.3.2EDI裝置
EDI技術是將電滲析和離子交換相結合的除鹽新工藝，該設備取電滲析和混床離子交換兩者之長，彌補對方之短，即可利用離子交換做深度處理，且不用藥劑進行再生，利用電離產生的H+和OH-，達到再生樹脂的目的。
IONPURE裝置主要技術參數：
l）設計進水量：30.5 m3／h
2）設計產水量：29.0 m3／h
3）回收率：≥90－95％
4）產水電阻率：≥16MΩ.cm
EDI的如下特點：
1）可連續生產符合用戶要求的合格超純水，產水穩定;
2）無需化學藥品進行再生，沒有化學物排放，屬綠色環保產品;
3）結構緊湊，占地面積小，制水成本低;
4）出廠前完成裝置調試，現場安裝調試簡單;
5）運行操作簡單，勞動強度極低，培訓容易
6）模塊化組合，便于系統水量的調整;
7）運行電壓低能耗小。
3.2.4循環精處理系統
循環精處理系統主要功能是為了保證系統出水的水質、水量的穩定性以及各項指標在通常狀態下滿足業主要求，本系統水量循環比例為1.5。系統設備主要包括氮封EDI產水箱、純水泵、電加熱器、TOC去除器、拋光混床、樹脂捕捉器、終端精密過濾器和終端超濾等。
3.2.4.1脫氧膜裝置2
脫氧膜裝置采用脫氧膜2級串聯，配置真空泵，以抽真空和氮氣吹掃同時進行的方式，去除水中的CO2和溶解氧，裝置出力 23.0 m3／h，溶解氧去除率 99.96％， CO2去除率92.30％。滿足系統出水溶解氧＜5ppb的要求。
3.2.4.2TO去除器
TOC去除器的主要功能是利用185μm 波長紫外線將水光解成氫氧根離子和氫離子，氫氧根離子能氧化和裂解有機物，使其被氧化形成碳酸氫根離子后，被后續混床去除。TOC去除器出力23.0m3／h，TOC可減少到5ppb以下。
3.2.4.3拋光混床
設置拋光混床是為了進一步去除超純水循環系統中可能引入的微量離子，保證出水電阻率 ＞ 18.1MΩ.cm，以滿足用戶要求。拋光混床內裝填的樹脂為超純水級樹脂，失效后無需再生，直接更換。更換周期約為6～8個月。
3.2.4.4終端精過濾
本系統采用精密過濾器及濾芯組件，此過濾器能有效截留超純水中的微細顆粒，保證出水水質。
3系統控制與電氣3.1控制系統概述
系統中的控制對象主要是開關量，涉及到的控制對象除了開關閥以外，主要是泵設備的控制。也就是說系統是一個以開關量控制為主的系統；所以本控制系統采用可編程邏輯控制器（PLC）完成電氣和儀表部分的自動控制，同時可顯示工藝過程中的主要監測指標以及系統運行狀態。
根據系統特點，把工藝流程分為預處理系統、反滲透系統、精處理系統、循環精處理四部分。采用PLC集中控制。
3.2PLC控制原理
PLC即可編程邏輯控制器，它根據編制的程序以及采得的數據信息進行邏輯運算，并將運算結果通過信號輸出到執行機構來控制系統設備的運行。
采集的數據信號（如流量、液位、閥門和馬達的反饋信號等）通過開關量輸入、模擬量輸入等卡件傳送至中央處理器CPU，CPU經過邏輯運算，將運算結果通過開關量輸出、模擬量輸出等卡件以及配合的外圍電路，驅動執行機構（如閥門、馬達等），用戶將編制的程序下傳至CPU，CPU按用戶指令進行運算，實現可編程控制。
3.3設備控制原理
3.3.1水泵控制
原水泵、超濾反洗泵、UF水增壓泵、RO水增壓泵、EDI水增壓泵等均根據相應的水箱液位控制后停，同時聯鎖整個系統設備的啟停。
RO裝置的高壓泵進出口均裝有低壓和高壓保護開關。當供水量不足使高壓泵入口的水壓低于某一設定值（通常為 0.1MPa）；會自動發出信號停止高壓泵運行，保護高壓泵不在無水情況下工作。當系統因其它的原因或誤操作，使高壓泵的出口壓力超過某設定值時（通常為2.0MPa），高壓泵出口壓力保護會自動切斷高壓泵供電，同時停運相應的RO裝置，保護系統設備不受損害。
3.3.2加藥控制
對于配比加藥的控制，本系統是根據對應反滲透裝置的啟停控制對應計量泵的啟停，從而實現定量投加。
氧化劑、還原劑、阻垢劑計量泵和對應的工藝流程泵聯鎖啟停。
3.3.3超濾控制
超濾裝置的啟動、運行、反洗、氣洗、正洗、停機備用等過程均可由PLC實現自動控制。同時，設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤，在就地盤上可讀出其有關工藝參數，以及能在就地操作盤上操作相關的水泵和自動閥門。對重要參數如流量等設有在線檢測儀表，并設定有超限報警功能。
3.3.4反滲透系統( RO）控制
RO系統的啟動、運行、沖洗、停機備用等過程均可由PLC實現自動控制。同時，RO系統還設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤，在就地盤上可讀出RO有關工藝參數，如電導率、流量、pH值、壓力等；以及能在就地操作盤上啟停RO進水高壓泵及相關的自動閥門。對重要參數如流量、電導率、pH值、壓力等設有在線檢測儀表，并設定有超限報警功能。
3.3.5反滲透（ RO）啟停保護
當RO投入運行時，為了防止高壓泵突然啟動升壓，產生對RO膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜，在RO裝置的高壓泵出口至RO膜組件間設置一個漫開閥門，由可編程序控制器（PL）控制打開閥門，使反滲透膜元件逐漸升壓至一定的壓力。在RO停止使用時，應用原水對RO膜組件自動沖洗3～5min左右，以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積結垢而影響膜的性能。
3.3.6 EDI裝置的控制
EDI裝置的啟動、運行、停機備用等過程均可由 PLC實現自動控制，同時， EDI裝置還設置一塊就地儀表盤和操作盤。對 EDI系統的重要參數如電阻率、流量等設在線檢測儀表，并設定有超限報警功能；可在就地操作盤調節整流器電流、濃水泵及相關的自動閥門。
3.4控制系統配置
3.4.1硬件
控制系統硬件組成包括1套可編程控制器（PLC）和1臺程控柜構成的控制系統。PLC采用性能可靠、廣泛應用于工業控制領域的產品。
3.4.2軟件
我公司在大量實踐運用的基礎上開發的控制軟件，能為系統的運行和保護提供可靠的工作程序。
（1）PLC應用軟件：運行于PLC，實現各種控制功能。
（2）監控軟件：基于WINDOWS9X／NT平臺，功能強、使用簡單、運用可靠的軟件。 作為人機界面，用于操作、調試人員監視裝置運行狀態、控制現場設備的接口。
3.5儀表
3.5.1概述
現場儀包括溫度、壓力、液位、流量、在線分析儀表和控制閥等。分析儀表有電導率、pH表等檢測儀表
3.5.2儀表選型
現場儀表的選型原則是滿足工藝要求、質量可靠。
3.6電氣
3.6.1供配電
超純水站用電設備電壓等級為380／220VAC。設低壓配電柜即MCC柜，向超純水工藝系統動力設備供電。
3.6.2電氣設備控制
電機采用自動／手動兩種操作方式。集控操作在PLC相統一進行，控制由PLC實現。控制室上位機用于監控電氣設備的運行狀態、參數、電氣設備故障報警等。
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