基本知识

超纯水设备方案设计指南 第四章 方案设计

写在前面：关于方案设计的思路及流程，可参考前文超纯水方案设计和水处理基本知识 手把手教你设计超纯水方案（导航版），本文主要为思路整理和细节补充。

4.1方案设计概要

超纯水设备的方案设计，需要充分了解客户的基本情况及需求，选择合适的制备工艺，配置完善的设备清单，并就相关细节及重点做好注释。

图文无关、单纯喜欢

4.2了解客户的基本情况及需求，做好基础信息的记录

①原水水质：例如市政自来水、地表水、地下水、河水等基本水质概况，有水质检测报告最佳。

②产水水质：根据电导率或电阻率标准，有无特殊指标要求。

③产水水量：根据人均用水量、生产每小时用水量、每天高峰值用水量等多种情况综合考虑,一般以T/H或T/D表示。

④应用场景：行业属性，有无特殊环境要求。

⑤场地环境：有无场地布局及施工限制，有无特殊施工作业要求。

⑥制备工艺：根据客户指定或者水质情况合理选择。

⑦特殊要求：客户指定的合理非常规需求。

客户来电信息记录表

4.3选择合适的制备工艺，设计好工艺流程图

设备的工艺选择需要充分考虑客户的基本情况，并就其具体的应用场景和行业属性进行沟通协商，一经确定尽量少做修改。常见的工艺流程参考如下：

图一的工艺设计主要基于不同的原水水质及产水水质要求，程式相对固定。

图二的工艺设计则更多的基于纯水的实际行业用途，可根据原水的不同水质情况选择合适的预处理及辅助处理工艺即可，程式相对灵活。

相对核心工艺的选择比较固定而言，预处理工艺不仅灵活且容易不受重视，实际问题案例中常出现预处理设备高负荷运行而导致核心设备受损的情况。

4.4配置好设备清单及场地布置图、实景图等（参考案例）

4.5补充好企业介绍、设计依据、专利、案例、安装及售后承诺等（下图仅供参考）

4.6案例解析------2T/H新能源行业（电池）超纯水设备

这是一个典型的客户有需求特征的案例，期间就相关制备工艺、设备规模、品牌要求等有过良好沟通。早期部分要求展示如下：

（一）梳理基础信息

①原水水质：市政自来水，电导率500μs/cm左右，水质只能算一般。

②产水水质：DI水电阻率＞15MΩ*cm，符合行业一般需求，饮用水电导率＜10μs/cm，符合饮用水标准。

③产水水量：DI水输水量为2T/H，饮用水输水量为0.5T/H，设计好水平衡即可。

④行业属性、场地限制：充分考虑，参考相关资料。

⑤制备工艺：二级反渗透+EDI（待定）

⑥特殊要求：饮用水箱加装紫外线杀菌装置，24小时连续供水（是否需要一备一用方式）。

（二）初步沟通信息补充

①制备工艺：协商为二级反渗透+EDI+抛光树脂，进一步确保产水水质。

②水箱相关：5m³氮封水箱FRP材质，3m³废水箱PE材质，其余为2m³不锈钢无菌水箱（超过同行业一般需求）。

③连续供水：只需要采用常规配置方式，本项目为一期设备，二期设备会在短时间跟进，成实际互相备用状态。

④补充信息：过滤器、管路采用304不锈钢，但是需要控制设备总体成本！

（三）设计工艺流程、水平衡（简易）、场地布置图

工艺流程图

简易水平衡图

备注：设备流量比较小，膜元件数量有限，一级RO回收率不应设置过高

选用8040膜元件，占地面积更小，回收率难以保证

选用4040膜元件，占地面积更大，回收率相对较高

（四）配置设备清单

原水箱：2m³不锈钢无菌水箱，客户指定。

原水泵：Q=5T/H，H=30m，可选用南方泵CHL8-4。

多介质过滤器：φ600*1800mm不锈钢材质，亦可表示为24*70in，1in=25.4mm。多介质滤速建议为10-14m/h（双滤层）与18-20m/h（三滤层），根据以下公式计算可得容器直径。

容器截面积 S（㎡）是产水流量Q(m/h)与层滤V(m/h)的比值：S=Q/V

容器直径D(m)应为:D=2√(S/π）=2√〔Q/（V*π）〕

软化器：φ600*1800mm不锈钢材质。树脂软化滤速建议为18-20m/h，容器计算公式同上。树脂装填量计算方法分以下两种：

交换量计算法：可通过原水水质报告计算，以争光001*7树脂为例，其树脂交换量为2.0mol/L*0.8*0.85KG/L=1.88mol/KG。其中2.0mol/L表示树脂全交换量，0.8为交换系数（安全系数），0.85KG/L为湿视密度。

简单估算法：S*1/2H*0.8（体积重量换算系数）单位亦为KG。

精密过滤器：可选用袋式过滤器或PP熔喷滤芯过滤器，过滤精度皆为5μm级别。

袋式过滤器：选用1号袋，单只过滤流量15T/H，选用单袋即可。

PP熔喷滤芯过滤器：40in单支滤芯处理量1T/H，选用5支。

一级RO高压泵：Q=5T/H，H=100m，可选用南方泵CDL8-10。

一级RO装置：按照产水量2.98T/H产水量，选用陶氏LE-4040膜元件12支，选用4040-4不锈钢膜壳，2:1二段式结构，水流行程8米，可满足回收率要求。

串联膜元件数量决定单流程最大系统回收率

一级RO纯水箱：2m³不锈钢无菌水箱，作为饮用水箱，内含嵌入式紫外线杀菌器。

中转水箱：2m³不锈钢无菌水箱，客户指定。

加药装置：余氯还原装置和pH调节装置，分别配置相应的药液箱和计量泵。

二级RO高压泵：Q=3T/H，H=100m，可选用南方泵CDL4-12。

二级RO装置：按照产水量2.11T/H产水量，选用陶氏LE-4040膜元件9支，选用4040-3不锈钢膜壳，6:3二段式结构，水流行程6米，二级RO膜元件单支回收率不超过30%，系统可满足回收率要求。

EDI输送泵：Q=2.5T/H，H=30m，可选用南方泵CHL4-4。

EDI模块：国产优质，客户未指定品牌。常用国产东大/艾孚尔，进口西门子/苏伊士。

氮封水箱：5m³玻璃钢（FRP）材质水箱，客户指定，含氮封装置，客户自备氮气源。

超纯水输送泵：Q=2T/H，H=30m，需配备恒压变频装置。

UV杀菌器：国产优质，254nm紫外线。

TOC脱除器：国产优质，185nm紫外线。

抛光树脂床：12*52容器，装填相应抛光混床树脂，配置量约100L。

终端过滤器：0.1/0.22μm折叠微滤膜过滤器

浓水箱：3m³PE材质水箱，客户指定，带溢流口（多余浓水自动溢流）。

浓水增压泵：Q=1T/H，H=30m，需配备恒压变频装置，连接冲厕系统。

配置清单参考如下：

4.7成本估算及报价（参考上图）

设备的材料成本估算有两种方式，一种是基于上图的分项累加，一种是基于前期分享的快速估算方式。前者适用性较广，但是分项询价工程量较大，后者可快速估算，但是需要适当纠正偏差值，不然误差较大。

①分项累加法

参考上图，鉴于加药装置及部分管配件未完全统计，实际材料成本约为130860*1.1=143946元。

②表格估算法

参考价格估算表格，我们发现2T/H的设备基础成本价分别有常规配置、材质优化、核心优化、顶配配置的65120、98332、118682、163980四个数值。鉴于本项目的实际情况，饮用水部分为额外增加，不锈钢无菌水箱属于材质优化且超标，管道属于材质优化，RO膜属于核心优化，电控部分有西门子指定及通讯件，其他部分基本匹配材质优化，需要分别计算差价并补充。

饮用水差价：16000元（含一个水箱）

水箱差价：4500*3（不锈钢水箱差价）+2500（氮封水箱差价）=16000元

RO膜差价：400（膜差价）*21=8400元

电控差价：1500元

所以实际材料成本约为98332+16000+16000+8400+1500=140232元。

对比①和②有3714的成本估算差距，鉴于项目的非标准性及②差价估算部分亦有型号差价等未完全计算，基本符合预期。我们取较高者143946元作为材料成本基础。

综合成本

设备的综合成本基于材料成本，综合考虑采购优势、行政成本、商务成本、安装运输成本等，其简单估算公式为：综合成本=材料成本*（采购系数）*（综合系数）

中小规模企业成本=143946*0.9*1.3=168417元

大中规模企业成本=143946*0.85*1.5=183531元

综合来看，此设备的综合成本在16.8-18.3万元左右

备注：小企业采购优势较低但是综合系数也更低，反之大企业采购更有优势但是综合系数更高。综合来看，大企业设备的综合成本显然更高。

市场价

鉴于市场的恶劣竞争及复杂商务关系，预估设备的市场价在21-30万元之间，合理价位在25万左右。

附录：

半年记（23.08.01-24.01.30）

系列文章写到此处基本完成了前期理论的总结，还剩下约1/3的类目，主要分为价格估算公式的完善（工程量比较大，预计需要3-5周时间）、中水回用相关设计、辅助工具（RO膜设计软件等）、中英文对照表等。

本周六开始春节假期，届时会适当分享读书笔记，滥竽充数之作，巩固知识之用，有典型的案例我则会单独分享出来。