实验室超纯水方案设计

1设计引用相关标准、文献

《中国药典》药用水版

《生活饮用水卫生规范》/09/01

《给水排水设计规范》GBJ15-88

《给水排水设计手册》第四册中国建筑工业出版社

《给水排水管道工程施工及验收规范》GB-97

《反渗透水处理设备》CJ/T-

《反渗透水处理装置》HJ/T-

《反渗透和纳滤膜元件产品与技术手册》DOWSTM版

《水处理设备制造技术条件》JB-

《实验室用水国家标准》GB-92

《高纯水的制备及检测技术》科学出版社

《纯水制备》电子工业第十设计院

2系统特点

4该系统采用集中控制，相关设备通过液位联锁实现自动运行，具备自动功能（自动制水、自动冲洗、原水缺水/水箱满水自动停机、高低压报警等）。

4采用可编程PLC实现集中控制，预留15%I/O接口，便于用户远程控制。

4执行机构的设计采用标准化、通用化、系统化零部件，便于拆装、更换、清洗零件。

4系统结构布置紧凑，占地面积小，有效节约空间。

4系统能耗低，有效节约能源。

4耗材寿命长，制水成本低廉。

4系统运行可靠，供水管路封闭，出水水质稳定。

3工艺流程

为保证关键设备，如反渗透装置、EDI连续电除盐装置的长期可靠稳定运行，设置高纯水预处理系统，满足反渗透膜（RO）进水指标：浊度0.5NTU、SDI4、余氯0.1ppm。根据原水水质，预处理系统由原水水箱、原水泵、多介质过滤器、活性碳过滤器、阻垢加药装置、保安过滤及相关辅助设备组成。

本项目推荐选用先进、成熟、出水水质稳定、系统运行稳定的反渗透脱盐装置作为系统的预脱盐设备；系统运行费用低、易于实现自动化，具有很好的经济性，脱盐率达到99%以上，制取初纯水。

经过反渗透处理后的初纯水再经过EDI连续电除盐装置进行深度提纯，在电场作用下，发生离子迁移，并和EDI膜堆中混合离子交换树脂置换，将水中残余的各种阴阳离子一并去除，保证水质纯度，使出水达到国家实验室一级用水要求。

本水处理系统工艺流程如下：

4流程主要处理设备功能简述

4.1原水水箱

用于原水进水缓冲，调节因原水进水压力及流量的不稳定对设备正常运行带来的影响，同时作为原水的储备，通过原水泵向后续处理设备提供稳定的压力和流量。水箱上装设液位控制器，通过高低液位实现进水电磁阀、原水泵的起停。

4.2原水泵

将原水水箱中的水输送给后续处理设备，提供满足后续处理设备运行需要的压力及流量要求。

4.3多介质过滤器

内装填多介质滤料，如：石英砂等，分级分层填充，利用机械压力过滤原理，将原水中存在的颗粒性杂质、悬浮物等滤除，保证水质澄清。

4.4活性碳过滤器

内装填果壳活性碳滤料，利用活性碳的吸附特性，在压力过滤作用下，将原水中存在的氧化物、有机物、胶体、微生物等杂质吸附过滤，满足反渗透膜元件运行指标要求。

4.5阻垢加药装置

安装在活性碳过滤器与保安过滤器之间，通过计算，计量投加阻垢药剂，避免原水中钙镁垢体在反渗透膜元件浓水端沉积，影响反渗透装置的透水量。加药装置由计量泵和溶液箱组成，计量泵品牌采用美国米顿罗，溶液箱材质为卫生级PE，运行方式为自动运行，与高压泵实现连锁动作，并接入PLC编程器监控。

4.6保安过滤器

过滤精度为5微米，用于拦截上游处理工序过程中可能带来的大于5微米颗粒性杂质，将即将进入反渗透膜元件的水净化，保护反渗透膜元件不会因这些颗粒存在而导致膜元件击穿，影响膜元件产水水质及水量。

4.7一级、二级RO反渗透装置

利用反渗透原理，在高压作用下，将原水通过反渗透膜元件，选择性的透过反渗透膜，使原水得到初步纯化。反渗透装置脱盐率一般可以达到99%以上，同时经过反渗透处理后的初纯水能满足EDI装置的进水水质要求，为EDI装置的运行提供良好的进水条件。

4.8纯水水箱

用于存储反渗透装置的产水，同时为后续设备的处理提供水源。纯水箱上装设液位控制器，通过高低液位实现反渗透装置及纯水泵的起停。

4.9脱气装置

由于反渗透膜元件对水中二氧化碳气体没有脱除效果，又由于有该气体存在于水中会导致产水电阻值衰减，所以在反渗透产水后需要进行脱除二氧化碳气体。脱气装置采用射流方式进行脱气，配备脱气膜、脱气泵及射流器，将反渗透产水中的二氧化碳气体脱去，脱除率达到90%以上。

4.10纯水泵

将纯水箱中的初纯水供给EDI装置，满足EDI装置进水压力和流量的要求。

4.11UV杀菌器

安装与EDI装置进水前，主要目的是杀灭进水中残余的细菌、微生物等，避免EDI膜堆受到这些杂质的影响产生堵塞、损坏，影响产水水质。

4.12精密过滤器

安装与EDI装置进水前，在将反渗透产水供给EDI装置时，有必要装设精密过滤器，将进水中可能存在的颗粒杂质滤除，保护EDI膜堆。

4.13EDI装置

利用电场作用，使得初纯水中残余的各种阴阳离子发生迁移，这些经过迁移后的离子将通过排废去掉，剩余的微小离子再经过膜片与膜片夹层之间的混合离子交换树脂，使初纯水得到深度提纯。EDI装置能连续实现高纯水的制备，无需再生等操作，控制简便，自动化程度高。

4.14高纯水水箱

用以存储EDI装置产水，并为后续输送用水提供水源。高纯水水箱上装设液位控制器，通过高低液位控制EDI装置及高纯水输送泵的起停。

4.15高纯水输送泵

将EDI装置产出的高纯水输送到终端用水点，提供用水点需要的压力和流量。

4.16终端精密过滤器

进一步拦截水中可能存在的颗粒杂质，保证高纯水的清澈。

二、主要设备技术参数

a)原水水箱

品牌：济南双洁

容积：5m

材质：不锈钢

数量：1个

配件：进水电磁阀、液位控制器等

b)原水泵

品牌：杭州南方

型号：CHL8-40

流量：5m/h

扬程：39m

功率：1.5KW

电源：VAC

过流部件材质：SUS不锈钢

数量：1台

c)多介质过滤器

品牌：华夏平安净水

型号：24”×75”

直径：mm

高度：mm

容器材质：不锈钢

试验压力：0.6MPa

运行压力：0.2～0.4MPa

滤料：级配石英砂

装填高度：mm

过滤形式：压力式

数量：1台

配件：TMF67B全自动控制器品牌：润新RUNXIN

d)活性碳过滤器

品牌：华夏平安净水

型号：24”×75”

直径：mm

高度：mm

容器材质：不锈钢

试验压力：0.6MPa

运行压力：0.2～0.4MPa

滤料：果壳活性碳

装填高度：mm

过滤形式：压力式

数量：1台

配件：TMF67B全自动控制器品牌：润新RUNXIN

e）阻垢加药装置

品牌：美国米顿罗

计量泵型号：P

流量：0.79L/H

压力：10.3Bar

电源：VAC

功率：22W

数量：1套

配件：50L溶液箱材质PE

f）保安过滤器

品牌：本公司

型号：UPJM-

过滤器壳体材质：不锈钢

滤芯精度：5m

滤芯材质：PP

处理能力：5m/h

数量：1套

g）反渗透高压泵

品牌：杭州南方

型号：CDLF4-12

流量：5m/h

扬程：85m

功率：2.2KW

电源：VAC

过流部件材质：SUS不锈钢

数量：1台

h）反渗透膜元件

品牌：美国DOW（陶氏）

型号：BW30-

材质：聚酰胺复合膜

形式：卷式

数量：3支

i）反渗透膜壳

品牌：本公司

型号：SS-1

材质：FRP

装填形式：一壳1芯

数量：3套

j）中间水箱

品牌：济南双洁

容积：3m

材质：不锈钢

数量：1台

配件：液位控制器等

l）纯水泵

品牌：杭州南方

型号：CHL4-30

流量：4m/h

扬程：22m

功率：0.75KW

电源：VAC

过流部件材质：SUS不锈钢

数量：1台

m）UV杀菌器

品牌：优威

型号：UV-K12

流量：3m/h

电源：VAC

功率：40W

UV灯管波长：nm

壳体材质：SUS不锈钢

数量：1台

配件：变压器等

n）精密过滤器

品牌：华夏平安净水

型号：UPJM-

过滤器壳体材质：不锈钢

滤芯材质：PP

滤芯精度：5微米

流量：4m/h

数量：1套

o）EDI装置

品牌：西门子

膜堆型号：RMS-

额定产水量：3mL/h

出水水质：≥15MΩ·cm

数量：1台

配套：机架、压力表、流量计、在线显示电导/电阻仪、电磁阀等

p）高纯水水箱

品牌：济南双洁

容积：5m

材质：不锈钢

数量：2台

配件：液位控制器等

q）高纯水输送泵

品牌：杭州南方

型号：CHL4-40

流量：3m/h

扬程：32m

功率：0.75KW

电源：VAC

过流部件材质：SUS不锈钢

数量：1台

配件：稳压罐、压力表、压力差开关、单向阀等

r）终端精密过滤器

品牌：本公司

型号：UPJM-

过滤器壳体材质：不锈钢

滤芯材质：PP

滤芯精度：0.45微米

流量：3mL/h

数量：1套

s）控制系统

RO反渗透装置就地控制箱：1个

EDI装置就地控制箱：1个

PLC集成远程控制柜：1个

PLC编程器：施耐德1个

PLC编程软件：1套

指示灯、开关、继电器等：施耐德品牌1批

t）系统安装管路、管件

品牌：上海佑利

型号：DN15～DN32

材质：U-PVC

数量：若干（系统低压部分）

型号：DN15～DN25

材质：SUS不锈钢

数量：若干（反渗透装置高压部分）