制藥用水站的設計完整

1、設計任務書 一、設計題目 制藥用水站的設計 二、設計參數(shù) 純化水2t/h,注射用水1t/h 三、設計內(nèi)容及要求 1 、確定純化水和注射用水的工藝管道流程； 2、詳細敘述一個制水工藝設備工作原理、結(jié)構(gòu)組成及關于此設 備國內(nèi)外地現(xiàn)狀、研究前沿； 3、設備選型（純化水按2t/h,注射用水按1t/h）; 4、 按規(guī)范要求設計制藥用水站工藝平面圖，并注明其技術(shù)要求； 5、總結(jié)和論述制藥用水站的設計。 四、設計主要成果 1 、設計說明書一份。包括工藝概述、工藝流程及凈化區(qū)域劃分 說明、物量衡算、工藝設備選型說明、工藝主要設備一覽表、工藝平 面布置說明、車間技術(shù)要求。 2、工藝平面布置圖一套（ 1:100）

2、 3、純水生產(chǎn)工藝管道流程圖。 目錄 1 概述 1. 1.1 制藥用水站設計簡介 1. 1.2 制藥用水站設計方案簡介 1. 1.3 工藝流程說明及草圖 2. 1.3.1 工藝流程 2. 1.3.2 純化水工藝流程圖 2. 1.3.3 注射用水工藝流程圖 2. 2 凈化區(qū)域劃分說明 3. 3 多效蒸餾水機介紹 3. 3.1 多效蒸餾水機的工作原理 3. 3.2 國產(chǎn)多效蒸餾水機 3. 3.2.1 列管式多效蒸餾水機 4. 3.2.2 塔式盤管型多效蒸餾水機 4. 3.3 國外多效蒸餾水機發(fā)展狀況 5. 4 物料衡算 6. 4.1 純化水制備工段物料衡算 6. 4.2 儲存分配工段物料衡算 9.

3、 5 工藝設備選型說明 1.0. 5.1 原水儲罐 1.0. 5.2 原水泵 1.0. 5.3 聚凝劑投加器 1.1 5.4 機械過濾器 1.1. 5.5 活性炭過濾器 1.4. 5.6 離子交換軟化器 1.6. 5.7 精密過濾裝置 2.1. 5.8 高壓泵 2.1. 5.9 一級反滲透主機 2.2. 5.9.1 微濾器計算 2.2. 5.9.2 一級反滲透裝置設計 2.2 5.10 一級純化水箱 2.5. 5.11 NaOH 投加裝置 2.5. 5.12 一級純化水泵 2.5. 5.13 精密過濾器 2.6. 5.14 增壓泵 2.6. 5.15 二級反滲透裝置 2.6 5.16 二級純化

4、水箱 2.6. 5.17 二級純化水泵 2.7. 5.18 紫外線殺菌器 2.7. 5.19 微孔過濾器 2.7. 5.20 多效蒸餾水機 2.8. 5.21 純蒸汽發(fā)生器 2.9. 5.22 注射用水儲罐 2.9. 5.23 注射用水泵 3.0. 6 工藝主要設備一覽表 3.0 7 車間布置技術(shù)要求 3.2 7.1 車間布置的重要性和目的 3.2 7.2 車間組成和設計內(nèi)容 3.2 7.3 設備布置的基本技術(shù)要求 3.3 8 對制藥用水站設計的評述及問題分析 3.3 8.1 評述 3.3. 8.2 問題分析 3.4. 參考文獻 3.4. 附錄 3.5. 1 概述 1.1 制藥用水站設計簡介

5、我國藥典規(guī)定制藥用水為飲用水、純水、注射用水、及滅菌注 射用水。 水是藥物生產(chǎn)中用量最大、 使用最廣的一種原料， 用于生產(chǎn)過程 及藥物制劑的制備。 制藥用水的原水通常為自來水公司提供的自來水 或深井水，其質(zhì)量必須符合中華人民共和國國家標準 GB 5749-85 生活飲用水衛(wèi)生標準 。原水不能直接用作藥物制劑的制備或?qū)嶒?用水。純化水為原水經(jīng)蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的 方法制得的供藥用的水， 不含任何附加劑。 注射用水是以純化水作原 料，及經(jīng)特殊設計的蒸餾器蒸餾，冷凝后經(jīng)膜過濾制備而得。 GMP 規(guī)定：純化水、注射用水的制備、貯存和分配應能防止微 生物的滋生和污染。貯存罐和輸送管路

6、所用材料應無毒、耐腐蝕。管 路的設計和安裝應避免死角、盲管。貯存罐和管路要規(guī)定清晰、滅菌 周期。注射用水貯存罐的通氣口應安裝不脫落纖維的疏水性除菌過濾 KB 器。 1.2 制藥用水站設計方案簡介 注射用水是以純化水為原料，故在本設計中（純化水2t/h,注 射用水1t/h）,只采用一套設備用于制藥用水站的設計。 1.3工藝流程說明及草圖 1.3.1工藝流程 原水t機械過濾器t活性炭過濾器t軟水器t保安過濾器t一 級反滲透裝置t加藥裝置t精密過濾器t二級反滲透裝置t純化水 T紫外線滅菌器T精密過濾器T蒸餾水機T注射用水 132純化水工藝流程圖 圖1-1純化水工藝流程圖 133 注射用水工藝流程圖

7、圖1-2注射用水工藝流程圖 2 凈化區(qū)域劃分說明 制藥用水站中生產(chǎn)純化水和注射用水時，細菌的傳播途徑主要 有：工具和容器、人員、原水、空氣中的塵粒。其中工具和容器及人 員可以通過衛(wèi)生消毒、 凈化制度來解決， 原水可以通過水處理來解決， 而空氣中塵粒則是一個很關鍵的污染源， 對這一項的有效保證方法是 測定潔凈度。 本設計中的設備是一個機組， 設置在一個生產(chǎn)車間中。 純化水以 及注射用水的 GMP 要求比藥物制劑的低得多，而且潔凈度高的潔凈 室的造價很昂貴。 因此本制藥用水站設計的凈化區(qū)域的劃分中只劃分 一個 30000 級潔凈室的生產(chǎn)車間。 3 多效蒸餾水機介紹 3.1 多效蒸餾水機的工作原理

8、多效蒸餾水機的工作原理是讓經(jīng)充分予熱的水通過多效蒸發(fā)和 冷凝，排除不凝性氣體和雜質(zhì)，從而獲得高純度的蒸餾水。 3.2 國產(chǎn)多效蒸餾水機 目前國內(nèi)主要有上海、常熟、長春、丹東、寶雞、武漢等地廠家 生產(chǎn)的多種型號規(guī)格的多效蒸餾水機。 3.2.1 列管式多效蒸餾水機 該類產(chǎn)品主要有滬產(chǎn) LD 系列機、 ZDS-500/4A 型機、長春產(chǎn) LD 系列機、常熟產(chǎn) LD 系列機、寶雞產(chǎn) DX 型機。以上列管式多效 蒸餾水機，其結(jié)構(gòu)、性能、工作原理基本相同。其主要結(jié)構(gòu)有 N 只 蒸餾塔、N只換熱器和一臺冷凝器組成。 N只蒸餾塔和一臺冷凝器， 由進料水管、蒸汽管及冷卻水管連接在一起，加壓泵、多種閥、視鏡 等組

9、成。另配有電導儀監(jiān)測蒸餾水質(zhì)量。 列管式多效蒸餾水機的特點： (1)抗壓強高，使用蒸汽壓力在 0.3 0.8MPa范圍內(nèi)。其蒸餾水產(chǎn) 量可隨蒸汽壓力的提高而增大，但供氣壓力低于0.3MPa時，無法產(chǎn) 生蒸餾水。(2)需要部分冷卻水，各種型號規(guī)格的蒸餾水產(chǎn)量與冷卻 水比例不等。效數(shù)增加則冷卻水用量減少；供氣壓力加大，冷卻水用 量也增大，但易引起冷卻水管道結(jié)垢，影響蒸餾水的出量。 (3)機器 高度較大，一般大于3m。因其螺旋分離器需要一定的高度。如果高 度降低，其螺旋分離器長度減小，除熱原的能力降低。(4)機器自重 比塔式盤管型多效蒸餾水機大。 3.2.2 塔式盤管型多效蒸餾水機 該類產(chǎn)品主要有丹

10、東產(chǎn) TDZ 系列機、長春產(chǎn) LDX 系列機、 DX 系列機、常熟產(chǎn) PD 系列機。以上塔式盤管型多效蒸餾水機其結(jié) 構(gòu)原理基本相同，但部分特殊部件設置差異較大。 塔式盤管型多效蒸餾水機由圓筒形外殼、蒸發(fā)盤旋蛇管、分 布器、除沫器及濃液排除節(jié)流孔組成。預熱器由殼體、加熱蛇管、凝 液節(jié)流孔組成。 蒸發(fā)器的各效上下疊成塔型， 兩效之間有預熱熱水的 預熱器，其特點：(1)對所供蒸汽壓力要求較低，在 0.3MPa 以下， 若蒸汽壓力低于 0.3MPa 亦可產(chǎn)生蒸餾水。該特點適合供熱壓力不足 的單位使用。但其耐力壓強較低，使用壓力W 0.3MPa. (2)在生產(chǎn)運 行過程中，不消耗冷卻水，因此管路無結(jié)垢的

11、發(fā)生。( 3)設備由于不 用管板，蛇管中央空間被充分利用，故設備高度降低，其最大高度V 2.7m。(4)設備重量和體積均較相同水產(chǎn)量的列管式多效蒸餾水機小 約 50%。 3.3 國外多效蒸餾水機發(fā)展狀況 60 年代，國外研制出壓汽式蒸餾水機，由于它具有明顯的節(jié) 能節(jié)水的優(yōu)點，所以國外使用較多，但這種機組的耗電大，噪音大， 操作使用維護都很不方便。進入 70 年代，國外又成功研制多效蒸餾 水機，這種設備技術(shù)工藝先進，操作簡便，使用可靠，沒有噪音，很 受用戶歡迎。 芬蘭、意大利、德國、美國等先后研制成功并推出各具特 色的 多 效蒸餾 水 機， 其 中 對我國產(chǎn)生一定 影響的 有：芬蘭 FINN-A

12、QUA 、 意 大 利 STILMAS 公 司 和 OLSA 公 司 、 德 國 PHARMA-PLAN 公司 和 SUDEN 公司 、 瑞 士 HAFER 公司 和 KEMITERM 公司、美國 BARNSTED 等品種。 4物料衡算 4.1純化水制備工段物料衡算 對于純水制備系統(tǒng)，純化水產(chǎn)量一定的情況，采用從后向前計算 來完成物料衡算。 設計要求純化水產(chǎn)量達到2 t/h，注射用水產(chǎn)量達到1 t/h,根據(jù)多 小蒸餾水機蒸餾水生產(chǎn)能力與進料水之間的關系， 要生產(chǎn)1 t蒸餾水, 需純化水量約為1.2 t，因此，實際要求的純化水量為 2.54t/h。 1二級反滲透裝置的進水量計算： 式中: q純化

13、水的產(chǎn)量。m3/h q1 二級反滲透裝置的進水量。m/h P1 二級反滲透裝置的回收率。 由設計條件，純化水的產(chǎn)量為 2.54t/h=2.54 m?/h, 一般二級 反滲透裝置的產(chǎn)水率在90%95%之間，現(xiàn)取90%，代入上式得二 級反滲透裝置的進水流量為：q1 25%0% 2.82 m3/h 2. 一級反滲透裝置物料衡算 不考慮損失一級反滲透裝置的出水流量與二級反滲透裝置的進 水流量相等，對于一級反滲透裝置，其進水流量等于產(chǎn)水與濃水排放 之和 一級反滲透反滲透裝置的進水量: q2 q1p 式中: qi二級反滲透裝置的進水量。m3/h q2 一級反滲透反滲透裝置的進水量。m3/h P2 一級反滲

14、透裝置的回收率。 一級反滲透裝置的產(chǎn)水率在 0%80%之間，現(xiàn)取60%，代入 上式得一級反滲透裝置的進水流量為：q2 282 4.7 m3/h 60% 一級反滲透裝置排放的濃水量： q2 q2 q1 式中： q1 二級反滲透裝置的進水量。m3/h q2 一級反滲透裝置的進水量。m3/h q2 一級反滲透裝置排放的濃水量。m3/h 代入數(shù)據(jù)得反滲透裝置排放的濃水量為：q2 4.7 2.82 1.88 m3/h 3. 離子交換軟化裝置的物料衡算 不考慮損失的話，水軟化器的出水流量和反滲透裝置的進水 流量相等，離子交換軟化裝置的自用水量一般為其產(chǎn)水的10%。 離子交換軟化裝置的自用水用量： q3 q

15、2 p3 式中： q2 反滲透裝置的進水量。m3/h q3 -離子交換軟化裝置的自用水量。m3/h p3, -離子交換軟化裝置的自用水量系數(shù)。 % 代入數(shù)據(jù)得離子交換軟化裝置的自用水量： q3, 4.7 10% 0.47 m3/h 離子交換軟化水裝置的進水流量等于它的產(chǎn)水量與其自用水量 之和，即： q3 q3 q2 式中： q2 反滲透裝置的進水量。 m3/h q3, -離子交換軟化裝置的自用水量。 m3/h q3-離子交換軟化水裝置的進水流量。 m3 /h 代入數(shù)據(jù)，離子交換軟化水裝置的進水流量為： 3 q3 4.7 0.47 5.17 m3/h 4. 活性炭過濾器的物料衡算 活性炭過濾器的

16、出水流量和水軟化器的進水流量相等， 活性炭 過濾器的進水流量等于它的產(chǎn)水量與其自用水量之和，即 q4 q4 q3 式中： q 4 活性炭過濾器的進水流量。 m3 /h q4, 活性炭過濾器的自用水量。 m3/h 活性炭過濾器的自用水量根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)一般占活性炭產(chǎn)水流量 的 10%，即: q4 q3 10% 5.17 10% 0.517 m3/h 活性炭過濾器的進水流量： q 4 q4 q3 5.17 0.517 5.687 m3/h 5. 機械過濾器的物料衡算 機械過濾器的出水流量和活性炭過濾器的進水流量相等， 其進水流量等于它的產(chǎn)水流量與其自用水量之和，即 q5 q5 q4 式中： q5 機械

17、過濾器的進水流量，m3/h q5 機械過濾器的自用水量，m3/h 機械過濾器的自用水量根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)一般占活性炭過濾器產(chǎn)水 流量的 10%，即:q5 q4 10%5.687 10%0.5687 m/h 機械過濾器的進水流量： 3 q5 q5 q45.687 0.56876.2557 m /h 表4.1物料衡算表 設備名 進水流量m3/h 出水流量m /h 自用水量m3/h 機械過濾器 6.2557 5.687 0.5687 活性炭過濾器 5.687 5.17 0.517 離子交換軟化器 5.17 4.7 0.47 一級反滲透裝置 4.7 2.82 1.88 二級反滲透裝置 2.82 2.54 0

18、.28 4.2儲存分配工段物料衡算 對于純化水，工藝要求直接送往用水電，對于注射用水，是將 純化水送往多線蒸餾水機，然后在進行保溫循環(huán)儲存，由設計要求最 大用水量1t/h，循環(huán)時回流水的流速不能小于 1m/s,設計時去2m/s, 儲罐出水的流速取4m/s。由于管徑相同，流量之比等于流速之比。 設循環(huán)出水流量為Qi,回水流量為Q2,則有 Qi Qi Q2 1 解得：Q=2m3/hQ2=1 m3/h 冷凝器的水流量：Q3=2 m3/h 加熱換熱器的最大水流量：Q4=2m3/h,最小水流量：Q5=1 m3/h 5工藝設備選型說明 5.1原水儲罐 原水儲罐應設置高、低水位電磁感應液位計，動態(tài)檢測水箱液

19、位。 在非低水位時仍具備原水泵、計量泵啟動的條件，水箱材料多采用非 金屬，如聚乙烯。 儲備時間一個小時，機械過濾器的進水流量為6.2557m3/h，因此 原水儲罐的體積至少為v 1 6.2557 6.2557 m3。 具體設備可選慈溪市福瑞塑料容器有限公司生產(chǎn)的衛(wèi)生水箱 型號：8 m3 尺寸（mm）:直徑2260，高2500 5.2原水泵 可采用普通的離心泵，泵設置高過熱保護器、壓力控制器，以提 高泵的使用壽命。為防止出現(xiàn)故障，泵還應設有自動報警系統(tǒng) 具體設備可選用太平洋泵業(yè)制造有限公司的 DL、DLP型多級離 心泵中的40DL型離心泵，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號 級 數(shù) 流量 揚程 H/m

20、轉(zhuǎn)速 n(r/mi n) 功率 效 率 /% 吸程 HS/m 必須氣 蝕量 r/m m3/h L/s 軸功 率 電機 功率 40DL 7 4.9 1.36 86.8 2.91 37 6.2 1.76 82.6 1450 3.22 5.5 40 7 3.19 7.4 2.06 75.2 3.62 39 5.3聚凝劑投加器 原水水質(zhì)濁度較高，通常運用精密計量泵進行自動加藥， 加入適 量的絮凝劑，使原水中的藻類、膠體、顆粒及部分有機物等凝聚成較 大顆粒，以便后面的沙慮去除。 具體設備可選用南京慧邦科技研究所生產(chǎn)的DHJ系列一體化組 合式加藥裝置中的DHJ-1型加藥裝置，該設備主要技術(shù)參數(shù)如下： 項目

21、型號 攪拌桶外形尺寸直徑 藥劑箱外形尺寸長X 攪拌機功率/KW 長x高/mm 高x寬/mm DHJ-1 800 XI000 1000 X100 X00 0.75 5.4機械過濾器 原水若使用井水，井水中廠含有顆粒很細的塵土、腐殖質(zhì)、淀粉、 纖維素以及菌、藻等微生物。這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體顆粒， 由于布朗運動和靜電排斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，通常它 們不可能用自然沉降的方法除去。 可應用原水預處理，即用添加絮凝 劑的方法來破壞溶膠的穩(wěn)定性，使使細小的膠體顆粒絮凝成較大的顆 粒，通過砂慮和碳慮預過濾，除去這些顆粒。在砂慮中使用的濾料多 采用大顆粒石英砂，把原水中的絮狀雜質(zhì)去除。通過

22、機械過濾器處理 后，出水的濁度 0.5FTU。 選用一臺鋼制壓力過濾器，內(nèi)涂防腐材料。 1、機械過濾器內(nèi)徑的計算 式中： Di機械過濾器內(nèi)徑，m q5 機械過濾器的進水流量，m/h V5機械過濾器的濾速，mh 由物料衡算知處理水量為6.2557 m3/h，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)濾速取 10 m/h,則過濾器的直徑為: Di 2 6.2557 - 10 0.893m 圓整，取 Di=10000mm 2、實際濾速驗算 V5 4 q5 D1 D1 式中: V 實際過濾速度，mjh Di機械過濾器內(nèi)經(jīng)，m q5 機械過濾器的進水流量，m h 代入數(shù)據(jù)得實際過濾速度為：v5 4?曽8m/h 3、濾料體積的計算 D

23、i2 4 式中: V濾料體積，m3 H濾料厚度，m Di 機械過濾器內(nèi)經(jīng)，m 濾料選用粒徑0.5s0.53mm的石英砂，厚度取700mm需要濾料 體積為：V 12 4 3 0.70.56m3 配水系統(tǒng)采用小阻力配水，上設內(nèi)徑為25mm多縫濾帽，縫寬 在0.25S).4mm,濾帽布置數(shù)50個/m2,開孔比1.5%本過濾器需濾帽 n 50S 50 0.36 3.14 56.52 57 個 2i 4、反洗水流量計算 II q 5 式中： q；反洗水流量，m3/h V 一反洗水強度，m/h 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，水反洗強度取 25 m/h,則反洗水流量為: i2 4 3 2.519.63m /h 具體設備可選

24、用山東貝特爾環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的 RBGL-1000型機械過濾器，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號 外形尺寸(mm) 工作溫度 工作壓力 濾液層咼 /mm 設計出水 3 (m /h) 高 外徑 RBGL-1000 2897 1012 5 s 50C 4.5 kgf / cm2 1200 7.85 5.5活性炭過濾器 系統(tǒng)采用的反滲透處理工序，其進水除了要求污染指數(shù)SDI三 5之外，還有一的進水指標，即氯量O.1mg/L。為此配置了活性炭過 濾器。在系統(tǒng)中，活性炭過濾器主要具有兩個處理功能： 1、吸附水中的部分有機物，吸附率約為 60%左右； 2、吸附水中殘余的氯離子。 1、活性炭過濾器內(nèi)徑 D2

25、2丁 式中： D2活性炭過濾器內(nèi)經(jīng)，m q4活性炭過濾器的進水流量，m3/h V4活性炭過濾器的濾速，m/h 活性炭過濾器與機械過濾器基本相同，濾速范圍較大，一般 8s20m/h，進水流量為5.687 m3/h，濾速取10m/h,則過濾器內(nèi)徑為: D2 2 5o687 0.85m 圓整，取 D2=900mm。 2、實際濾速驗算 V4 4q4 式中： V4 實際濾速，m/h D2活性炭過濾器內(nèi)經(jīng)，m 代入數(shù)據(jù)，得實際濾速： 4 5.687 v428.94m/ h 0.92 3、活性炭濾料體積 D22 式中： V1活性炭濾料體積濾料體積，m3 H活性炭濾料厚度，m D2活性炭過濾器內(nèi)經(jīng)，m 濾料選

26、用粒徑1s3nm活性炭濾料，厚度取700mm,則需要濾 0 92 料體積為：V1 一 0.70.445m3 4 配水系統(tǒng)采用小阻力配水，上設內(nèi)徑為25mm多縫濾帽，縫寬 在0.25S0.4mm,濾帽布置數(shù)50個/m 2,開孔比1.5%，本過濾器需濾 帽數(shù) n 50S 50 0.302547.49 48 個 4、反洗水流量 q4 V4 式中： q4一反洗水流量，m3/h V4 一反洗水強度，m/h 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，水反洗強度取 9L/(m 2s)，則反洗水流量為: q4 0.92 4 3 920.59m /h 具體設備可選用宜興市銳科環(huán)保有限公司的GHT-100型活性炭 過濾器，該設備主要技術(shù)參數(shù)

27、如下； 產(chǎn)水量 過濾面積 濾速 工作溫度 濾層咼 外形尺寸(LX 型號 規(guī)格 (m3 / h) (m2) (m/h) (C) 度 x)( mm) (mm) (mm) GHT-100 1000 7.5 0.785 8-10 4-40 2000 1750X1400 X 3200 5.6離子交換軟化器 水系統(tǒng)中采用得軟化器是利用鈉型陽離子樹脂中可交換的Na 將水中的Ca2 +和Mg2 +交換出來，使原水軟化成軟化水。這對防止 反滲透膜表面結(jié)垢、提高反滲透膜的使用壽命和處理效果意義極大， 由于再生液中Cl 1能使金屬腐蝕，因此軟化罐體宜采用非金屬材料制 造，軟化器的濾料采用鈉型陽離子樹脂。 1處理水量

28、 5.17m3/h進水總硬度 Ho 212.6mg/L2.216mmol/L，工 作周期T 20h。 2每個周期處理的水量 Q qsT 式中； Q每個中期處理的水量，m3 q3 “離子交換軟化裝置的進水流量，m3/h T工作周期，h 由設計條件，每個周期處理的水量為：Q 5.17 20 103.4m3 3. 個周期去除的硬度： EeH0Q 式中: Ee- 一個周期去除的硬度，mol H 0 -進水總硬度，mmol f L Ee 219.83mol 代入數(shù)據(jù)，每個周期去除的硬度為: 4. 所需的樹脂的體積: 式中； V2 -所需的樹脂的體積，m3 Et -樹脂的工作交換容量，mol / m3 樹

29、脂的交換容量取Et 1000mol/m3，則所需樹脂的體積為: 219.83 1000 0.219m3 5.交換器的截面積: 式中； f -交換器的截面積，m2 H-交換器的高度，m 200mm, 一般交換器的高度為 1300m吋2000mm，最少不低與 0 219 現(xiàn)取H 1200mm,貝膠換器的截面積為：f 譬 0.1825m2 1.2 6.實際交換氣速： 03 f 式中： vs-實際交換氣速，m/h f -交換器的截面積，m2 代入數(shù)據(jù)得實際交換氣速：v528.33m/h 0.1825 7.設備直徑：D3 1.13 f 代入數(shù)據(jù)得設備直徑：D3 1.131.13 0.1825 0.483

30、m q 6 nft 60 1000 8.反洗水流量； Q6 2 3L/(m ?s) 式中： q 6 -反洗強度，取q 6 t-反洗時間，取t 12min 代入數(shù)據(jù)得反洗水流量；Q6 反洗水箱體積取0.5 m3。 3 1 0.1825 12 60 1000 0.394m3 9.選擇鹽溶解器: 再生一次的耗鹽量為: bEe 1000 式中: B -再生一次的耗鹽量，kg 每年耗鹽量為: b-耗鹽率，現(xiàn)取b 130g / mol 10.配置鹽液用水量: 式中： B 1000a 代入數(shù)據(jù)得： c 130 219.83 , B30.1kg 1000 0.95 每月耗鹽量為: B月 =30 B 30 30

31、.1903kg -鹽的純度，一般為95% B年= 12 B月 1000 =12 903 =1000 =10.84t a-鹽濃度，取a 5% 代入數(shù)據(jù)得配置鹽液用水量: 30.1 1000 0.05 0.602kg 11.正洗用水量: q 6nft 60 式中： q；-正洗強度，取q；7m/ h t-正洗時間，取t 40min 代入數(shù)據(jù)得正洗水用量：Q； 7 1 嚴5 40 0.85m3 60 再生一次的用水量：Q”6 Q6 Q6 Q； 0.394 0.602 0.85 1.846m3 表5.1離子交換軟水器的計算表 計算內(nèi)容 計算公式 基礎數(shù)據(jù) 計算結(jié)果 離子交換樹 脂用量 V2 I Ee 2

32、19.83mol Et 1000 mol/m3 3 0.219m 交換面積 f纟 H V20.219m H 1200mm f0.1825 m2 交換直徑 D311奶 2 f 0.1825 m 0.483m 再生一次鹽 用量 bEe B 1000 b 130g /mol 95% Ee 219.83mol 30.1kg 反洗用水量 Q q6 nft 60 6 1000 q63L/(m2?s) t 12mi n n 1 3 0.394m 配置鹽液用 用水量 B Q6 1000a B 30.1kg a 5% 0.602 kg 正洗用水量 Q“6込 60 n q 6 7m/h 1 t 40mi n n

33、1 0.85m3 具體設備選用北京豐裕華水處理有限公司的255460軟水器，該 設備主要參數(shù)為： 型號 工作壓力Mpa 工作溫度（C） 原水硬度 處理水量m3 /h 罐體直徑mm 255460 0.15-0.5 5-50 8mg / L 1-30 300-1200 5.7精密過濾裝置 精密過濾裝置又稱保安過濾，它通常由熔噴成型的孔徑為5um 的聚丙烯膜來實現(xiàn)。精濾是原水進入反滲透膜前最后一道處理工藝， 其作用是防止上一道過濾工序可能存在的泄漏，否則部分固體微粒就 會滲入反滲透膜中使反滲透膜阻塞。 具體設備可選用上海奇川石化設備有限公司生產(chǎn)的SJM-1精 密過濾器，該設備主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號

34、 過濾精度 3 流量/( m / h) 管路直徑DN/mm SJM-1 0.1 s 60 5 40 5.8高壓泵 作為反滲透系統(tǒng)動力源的高壓泵，應配置高低壓保護、過熱保 護，以防止泵的損壞。高壓泵的性能穩(wěn)定可靠可保證水系統(tǒng)的運行。 泵的材質(zhì)為316L不銹鋼。 具體設備可選用ZB3A-20型衛(wèi)生級泵。該設備主要技術(shù)參數(shù)為: 型號 相對應流量/L 功率/KW 轉(zhuǎn)速/(r /min ) ZB3A-20 2100-5400 3 200-500 5.9 一級反滲透主機 反滲透主機的主要部分是反滲透膜組件，由于滲透出水偏酸性， 金屬的膜殼會逐漸被腐蝕，因此，膜殼的選材應保證主機除鹽的作用 能長久、穩(wěn)定可靠

35、的達到設計要求。反滲透主機的設計，殘余的反滲 透基準水溫為25 C,水的利用度可達到70%刁5%，反滲透系統(tǒng)的 脫鹽率大于97%。 5.9.1微濾器計算 一級反滲透前處理水量為4.7m3 /h，選用50的聚丙烯鵬噴熔管， 測試壓差為0.014Mpa , L 250mm ,介質(zhì)為經(jīng)預處理后的自來水，精度 5um，流量為0.47-1.17 m3/h，按0.5m3/h設計，則需總管長： L 47 0.252.35m 0.5 采用500mm的噴熔管，則需要的根數(shù)為：n 2色4.7 5根 0.5 裝入200的不銹鋼容器內(nèi)。 5.9.2 一級反滲透裝置設計 一級反滲透的的產(chǎn)水量為qv,p 2.82m3/h

36、，設計系統(tǒng)回收率為 60%，進水為城市自來水，。 1 .單個膜元件的滲透水量 P N aq v ,d q _ 一 Pd 式中; q -單個膜元件的滲透水量，m3/h Pn -膜元件實際凈運行壓力，Mpa a -污染系數(shù) qv,d -滲透水量，m3 / d Pd -單個膜元件的額定運行壓力，Mpa，設計中由設計條 件的壓力扣除滲透壓，本設計扣除 0.2 Mpa . 由于進水經(jīng)過預處理，發(fā)生污染的可能性較小，選擇污染系數(shù) a 0.85，假設系統(tǒng)膜元件實際凈運行壓力 Pn 1.379Mpa，則單個膜元 件的滲透水量為： 3 0.202m3/h 1.379 0.85 5.8 (1.6 0.2) 24

37、2.反滲透裝置所需的膜元件數(shù)量 qv,p mE q 式中: 2 82 m 莎2 13.96個 qv, p -系統(tǒng)產(chǎn)水流量，m3/h 代入數(shù)值得反滲透裝置所需的膜元件數(shù)量: 3.反滲透所需的壓力容器組件數(shù) 設計每個壓力容器中裝7個反滲透膜元件，則反滲透所需的壓力 容器組件數(shù)為： mpv 皿空匚1.99個 n7 實際所需壓力容器組件數(shù)量：mpv 2 （個） 4.實際所需膜元件數(shù)：m； mpv n 7 2 14 （個） 5膜元件的實際平均滲透水流量: q v,d qv,p2.82 mE 14 0.201 m3/ h 6.膜元件的最小濃水流量為：qv,b,min qv,d min 0.201 5 1.

38、005m /h 7. 每個膜組件產(chǎn)生滲透水流量: 8. 系統(tǒng)濃水流量： qv,b 式中： %pv qv,dn 0.2017 1.407m3/h 竽qv,p Y-系統(tǒng)回收率，本設計中為70% 代入數(shù)值得系統(tǒng)濃水流量: qv,b 0.7 1.21m3/h 9. 各段壓力容器數(shù) 米用二段排列，則第二段的壓力容器數(shù) m pv s為: 叫vs q,b qv,b ,min 1.21 1.005 1.20 1個 第二段的產(chǎn)水流量: 3 Ckp2 4初 1.4071 1.40m /h 第二段的給水流量和第一段的濃水流量相等，則第一段的給水流 量為：q 3 v,b1 q,p2 %b 1.4071.21 2.62

39、n/h 第一段的容器數(shù)為: % f qv,b2 Q/,b,min 2.62 1.005 2.61 3 個 表5.2各段總濃水給水流量表 段 3 總濃水流量（m / h） 3 總給水流量（m / h） 一段 2.62 4.7 二段 1.21 2.62 具體設備可選用德陽水液有限公司生產(chǎn)的 PET-2DP4型二級反滲 透設備，該設備主要技術(shù)參數(shù)如下: 型號 產(chǎn)水 量 m3/h 工作壓力 Mpa 設備外形尺寸/cm 重量/Kg 產(chǎn)水率 /% 電機功 率/KW 一級 二級 高度 寬度 厚度 PET-2DP4 4.58 1.4 1.7 153 550 125 1625 60 13 5.10 一級純化水箱

40、 該設備的材質(zhì)采用316L不銹鋼，容器的容量依據(jù)設計要求而定 具體設備可選用上虞市雙良化工設備有限公司生產(chǎn)的單層立式 SL不銹鋼儲罐，該設備主要技術(shù)參數(shù)如下 型號 材質(zhì) 容器/（ m3） 高度（m） 外形尺寸（m） SL 316L不銹鋼儲罐 100-10000 500-3000 11.5-45 5.11 NaOH投加裝置 在二級反滲透之間采用先進的控制型計量泵投加氫氧化鈉， 使二 級RO出水導電率大大降低。原水co?中含量較高，而RO膜對CO2沒 有截留作用，投加氫氧化鈉后可將 CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO 3和CO2 3，可以通 過RO膜脫除，使出水電導率大大降低，加藥后 PH值略有升高。 具體設備可

41、與聚絮凝劑投加器相同。 5.12 一級純化水泵 水系統(tǒng)的一級純化水泵設置高過熱保護器、壓力控制器、水量監(jiān) 控器，以提高泵的壽命。出現(xiàn)故障時泵啟動自動報警系統(tǒng)。 具體設備可與高壓泵相同。 5.13 精密過濾器 在一級反滲透后設置精密過濾器， 目的是防止一級反滲透過程當 中的泄漏。具體設備可與精密過濾裝置相同。 5.14 增壓泵 增壓泵的目的是使進入二級反滲透裝置的水符合裝置的壓力要 求。具體設備可與高壓泵相同。 5.15 二級反滲透裝置 為了使經(jīng)過一級反滲透處理后的水質(zhì)， 尤其是水的導電率進一步 提高，水系統(tǒng)通常在一級反滲透主機后再設置二級反滲透主機進行深 度除鹽。 該二級反滲透裝置是與第一級的

42、反滲透裝置設在一起， 方便使用 與管理，技術(shù)參數(shù)參看一級反滲透裝置。 5.16 二級純化水箱 二級純化水箱即純化水成品箱， 該容器有 316L 不銹鋼材料制造， 為了使容器內(nèi)積水完全排空和便于在線清洗， 該容器采用圓頂圓底立 式結(jié)構(gòu)。 5.17二級純化水泵 采用衛(wèi)生級泵，泵的形式為無容積式氣隙，泵底最低處可安裝排 水閥將水排盡，泵設置高過熱保護器、水量監(jiān)控器，以提高泵的使用 壽命。 5.18紫外線殺菌器 整個水系統(tǒng)通過以上的各個流程雖然已達到了供水的水質(zhì)要求， 但為了防止管路中的滯留水及容器管路內(nèi)壁滋生細菌影響供水質(zhì)量， 在反滲透處理單元的進出口，供水管道末端應設置大功率的紫外線殺 菌器，以保

43、護反滲透處理單元免受水系統(tǒng)可能產(chǎn)生的微生物污染，杜 絕或延緩管路系統(tǒng)內(nèi)微生物細胞的滋生。 具體設備可選用江蘇億利達水處理有限公司的紫外線消毒器 型號 消毒水量（%） 功率（w） 反應器尺寸 （cm） 長X寬X高 運輸量（）Kg YLC n-150 6.0 180 160 X 11X 23 30 5.19微孔過濾器 由孔徑為0.22um的聚四氟乙烯濾棒組合而成的微孔過濾器，是 為了除去經(jīng)上述處理后在純化水中殘留的微笑顆粒和離子交換裝置 中所泄漏的破碎樹脂等，使出水最終達到使用條件中對供水水質(zhì)的所 有要求。裝置同精密過濾器。 5.20多效蒸餾水機 注射用水的制備采用蒸餾法，設備使用多效蒸餾水機，要

44、求蒸餾 水機的1號蒸餾柱采用內(nèi)外雙層焊接型蒸發(fā)管，避免可能出現(xiàn)的鍋爐 原爭氣泄漏，與原料水之間造成交叉污染，影響出水質(zhì)量。 在具體設備中，多效蒸餾水機有列管式與盤管式兩種。 表5.3多效蒸餾水機盤管式與列管式性能比較 機型項目 列管式 盤管式 使用材料量 用料多 用料少，盤管六效與列管四效 相當 價格 四效機價格咼于盤管六效 六效機低于列管四效機 原料水與產(chǎn)量比 1.15: 1.0 六效 1.2 : 1.0 五效 1.4 : 1.0 冷卻水用量 四效機為蒸餾水產(chǎn)量的0.6 不用冷卻水 倍 分布器 各傳熱管設單體分布器，運輸 設整體分布板，運輸中不會移 中易傾斜或脫落 位或脫落 使用蒸汽壓力的低

45、限 0.25 Mpa 0.12 Mpa 加工工藝形 容易加工 盤管彎制難度大 機型產(chǎn)水量范圍 大小均可，20“5000L/h 僅適宜于200“5000L/h 體積與機重 咼度大，笨重，不宜運輸 體積小，高度低，重量輕，易 運輸 受熱管固定性 易固定牢靠 盤管與筒體固定不是非常牢 固 配管 外管路較復雜 外管路較少 盤管式優(yōu)點較多，尤其是塔式盤管式多效蒸餾水機在供氣壓力 0.3MPa時仍運行良好，且不需要冷卻水，管道中也不會結(jié)垢，故在 選用設備時適宜選用盤管式多效蒸餾水機。 具體設備選用江蘇華東凈化設備有限公司的內(nèi)螺旋多效蒸餾水 機 型號 蒸餾水產(chǎn)量（%） 冷卻水用量（Kgh） 型號（mm） L

46、DN10000-5 1 0 2585 XI200 2500 5.21純蒸汽發(fā)生器 為了控制系統(tǒng)中微生物的污染，系統(tǒng)設置了純蒸汽發(fā)生器。 具體設備可選用寧波永泉制藥設備有限公司的LCZ100純蒸汽 過濾器: 生蒸汽壓力（MPa）: 0.3 去離子水耗量（%）: 125 純蒸汽壓力（MPa ） : 0.16-0.25 純蒸汽產(chǎn)生量（%）: 100 生蒸汽耗量（%）： 130 外形尺寸（長X寬X高）mm : 750 X50 X150 配電：220V 5.22注射用水儲罐 系統(tǒng)中設置注射用水貯罐是為了調(diào)控系統(tǒng)用水的峰谷情況，貯 罐的容積結(jié)合蒸餾水機的出水能力和工藝使用情況確定。貯罐采用 316L不銹鋼

47、材料制造 具體設備可選用常州市德樂松制藥機械廠的 CG-1000型貯罐, 主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號 容積/L 設備重量/ kg 外形尺寸/mm 直徑 寬 高 CG-1000 1000 335 900 20000 5.23注射用水泵 注射用水泵是衛(wèi)生級泵，由316L不銹鋼材料制造。該泵具有 較高的壓頭，保證注射用水系統(tǒng)中水能夠以較高的流速流動，最大限 度的控制循環(huán)管內(nèi)壁上微生物膜的生成，并且要求泵能夠在含蒸汽 熱水的湍流狀態(tài)下正常運行。 具體設備可選用上海中成泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)的 BAW型不銹 鋼衛(wèi)生泵。 型號 流量(Th) 揚程(m) 功率(KW) BAW-1 1 9 0.55 6工藝主要設

48、備一覽表 表6.1工藝主要設備一覽表 設備號 設備名稱 設備型號 設備數(shù)量/臺 外形尺寸/mm 1 原水儲罐 c3 8 m 1 2260高 2500 2 原水泵 40DL 1 3 聚凝器投加器 DHJ-1 1 1000 XI100 600 4 機械過濾器 RBGL-100 1 1012, 高 2897 5 活性炭過濾器 GH7-100 1 1750 X400 X200 6 離子交換軟水器 255460 1 300-1200 7 精密過濾裝置 SJM-1 1 40 8 咼壓泵 ZB3A-20 1 9 一級反滲透主機 PET-2DP4 1 5500 X250 X530 10 一級純化水箱 SL 1

49、 高 500-3000 11 NaOH投加裝置 DHJ-1 1 12 一級純化水泵 ZB3A-20 1 13 精密過濾器 SJM-1 1 14 增壓泵 ZB3A-20 1 15 二級反滲透裝置 PET-2DP4 1 16 二級純化水箱 SL 1 17 二級純化水泵 ZB3A-20 1 18 紫外線殺菌器 YLC n-150 1 1600 X10 X30 19 微孔過濾器 SJM-1 1 20 多效蒸餾水機 LDN1000-5 1 2585 X200 X500 21 純蒸汽發(fā)生器 LCZ-100 1 750 X550 X150 22 注射用水儲罐 CG-1000 1 900,高 20000 23 注射用水