工业净水水处理
一、设计依据和指导思想
1.1进水状况
进水水源：市政自来水或达到市政自来水水质的水源。
进水流量：2.0 m3/h
1.2出水情况
准产水量：1.0 m3/h（25℃）
出水水质：达到国家《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）的标准。
二、设计依据
2.1 设计依据
(1)进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。
(2)国产设备的制造工艺和材料符合下列标准和规程的要求。
a ZBG98020-90《水处理设备系列型谱》
b GB150《钢制压力容器》
c JB/T4709-92《钢制压力容器无损检测》
d ZBJ98003-87《水处理设备油漆、包装技术条件》
e JB2932-86《水处理设备制造技术条件》
f JB2880《钢制焊接常压容器技术条件》
g 《压力容器安全技术监察规程》/国家质量技术监督局（1999）
(3)接口法兰及其它符合下列要求。
a JB/T74-94《管路法兰技术条件》
b GB12224《钢制阀门一般要求》
c GB1047《管子和管路附件的公称通径》
当上述规范或标准不适于某些专用材料时，经客户认可，可采用材料生产厂的标准。
2.2 设计指导思想
(1) 严格执行国家有关法律法规及标准，处理出水达到相关行业标准。
(2)结合现实情况，采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺。
(3)工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质、水量稳定。
(4)工艺运行过程中，便于操作管理及维修，节能、动力消耗和运行费用低。
三、工艺概述
本工艺方案是根据客户要求，以系统运行可靠、经济合理为原则，采用相关设计标准和规范，结合我公司工程经验，以达到生活饮用水水质标准的地下水做为原水水源而编制的，采用“预处理+单级反渗透”水处理工艺，该方案设计合理、运行稳定、产水的品质满足要求，并已在多项类似工程中得到应用及检验。设备具有安装方便、使用方便、操作方便、维护方便；运行稳定、节能、环保、自动化程度高。
具体工艺流程图如下：
四、主要设备性能描述
4.1预处理系统：预处理的目的是使原水经过初步的处理，主要是去除水中各种悬浮物、胶体，以及达到后续反渗透水处理设备进水要求。常规反渗透预处理的目的有：防止氧化性物质对膜的氧化破坏；防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵元件水流通道，防止膜表面上结垢；确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命；保证RO装置稳定运行及延长使用寿命。
本方案针对市政自来水水质状况依次设计了“原水箱+原水泵+石英砂过滤器+活性炭过滤器+阻垢剂添加”的处理工艺。这些工艺分别有以下特点或作用。
4.1.1原水箱：用水贮存原水，对后续用水量起到缓解的作用。建议容积：2000 L(此项由用户自备)。
4.1.2原水增压泵：为预处理系统的正常运行提供流量及压力。
4.1预处理系统：预处理的目的是使原水经过初步的处理，主要是去除水中各种悬浮物、胶体，以及达到后续反渗透水处理设备进水要求。常规反渗透预处理的目的有：防止氧化性物质对膜的氧化破坏；防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵元件水流通道，防止膜表面上结垢；确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命；保证RO装置稳定运行及延长使用寿命。
本方案针对市政自来水水质状况依次设计了“原水箱+原水泵+石英砂过滤器+活性炭过滤器+阻垢剂添加”的处理工艺。这些工艺分别有以下特点或作用。
4.1.1原水箱：用水贮存原水，对后续用水量起到缓解的作用。建议容积：2000 L(此项由用户自备)。
4.1.2原水增压泵：为预处理系统的正常运行提供流量及压力。
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技术参数
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型号
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数量
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流量
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扬程
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功率
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CHL2-40
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1台
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2m3/h
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28m
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0.55kw
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4.1.3石英砂过滤器：内装精选酸洗石英砂。
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技术参数
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处理水量
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滤桶
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罐体材质
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滤料
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附件
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2m3/h
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Ф400×H1650mm
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玻璃钢
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石英砂 150KG
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手动多路阀、上、下布水器
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4.1.4活性炭过滤器：在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。
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技术参数
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处理水量
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滤桶
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罐体材质
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滤料
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附件
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2m3/h
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Ф400×H1650mm
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玻璃钢
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活性炭 50KG
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手动多路阀、上、下布水器
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4.1.5阻垢剂投加系统：用于防止反渗透膜受难溶盐结垢的污染。
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技术参数
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阻垢剂投加浓度
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计量泵
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流量
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功率
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加药箱
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材质
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3ppm
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DFD-02-07-L
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2L/h
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30w
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60L，配液位开关
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PE
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4.2反渗透系统：经过预处理单元处理后的原水，经过精滤器进一步滤除水中大于5μm的微粒，然后进入高压泵，经高压泵增压后进入逆渗透膜组件，由于RO膜的选择透过性能，水在高压下可以透过RO膜进入淡水侧，而各种盐份则随高压水流冲出，使水一分为二，从而达到盐与水分离的目的。
反渗透膜选用海德能公司CPA2-4040膜元件共4支，分别装在四支压力容器内，以1：1方式排列。高压泵采用304L不锈钢材质，膜壳采用不锈钢钢膜壳，装置设有精密过滤器、压力保护器、反渗透(RO)控制器、压力显示计，流量显示计，进出水口设有进水电磁阀、停机保护冲洗电磁阀；装置配置合理运行可靠。
反渗透膜选用海德能公司CPA2-4040膜元件共4支，分别装在四支压力容器内，以1：1方式排列。高压泵采用304L不锈钢材质，膜壳采用不锈钢钢膜壳，装置设有精密过滤器、压力保护器、反渗透(RO)控制器、压力显示计，流量显示计，进出水口设有进水电磁阀、停机保护冲洗电磁阀；装置配置合理运行可靠。
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技术参数
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制水能力
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脱盐率
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总回收率
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1m3/h
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≥96%(三年内)
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50%
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4.2.1反渗透膜概述
反渗透是采用膜法分离的水处理技术，其原理是在压力作用下，透过反渗透膜的水成为纯水；水中的杂质被反渗透膜截留并被带出。利用反渗透技术可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。
反渗透膜元件的主要脱盐部分的机理类似于半透膜，能对水中的离子具有选择透过性，如下图所示：
反渗透是采用膜法分离的水处理技术，其原理是在压力作用下，透过反渗透膜的水成为纯水；水中的杂质被反渗透膜截留并被带出。利用反渗透技术可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。
反渗透膜元件的主要脱盐部分的机理类似于半透膜，能对水中的离子具有选择透过性，如下图所示：
4.2.2保安过滤器：原水中可能含有前处理流失的滤料或经砂滤滤器未过滤除掉的大于5μm的污染物颗粒，为除去此类污染物质，本系统设计了保安精滤器。
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技术参数
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数量
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型号
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设计出力
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滤芯材质
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滤芯孔径
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滤芯尺寸
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滤芯数量
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1台
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HDF-1-40，本体
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2m3/h
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PPF 熔喷树脂纤维
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5μm
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40″
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1支
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4.2.3高压泵：为反渗透膜组提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行。本系统反渗透入口设有1台不锈钢立式多级高压泵，电机功率2.2kw。
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技术参数
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数量
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型号
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流量
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扬程
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电机功率
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材质
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1台
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CDL2-18
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2m3/h
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136m
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2.2Kw
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SUS304不锈钢
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4.2.4反渗透膜：反渗透膜采用海德能公司生产的CPA2-4040聚酰胺复合膜，单根膜脱盐率为99.3%。本套反渗透采用一级二段设计，采用4支压力容器，成1：1排列，每支压力容器内装1支膜，共用4支膜。反渗透膜壳采用不锈钢压力容器，一壳一芯，共4支，采用1：1排列。
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技术参数
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数量
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型号
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单支回收率
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材质
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产地
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4支
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CPA2-4040
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15%
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TFC 芳香族聚酰胺
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海德能公司
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4.2.5电导率仪：可实现水质在线电导率显示。对系统调试、运行及维护提供有效数据。
4.2.6流量计：系统通过流量指示计来监测产水/浓水的流量，为调整系统正常运行提供参考依据，该部件选用国产面板式流量计及其配套部件。
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技术参数
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数量
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型号
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量程
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材质
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2只
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10GPM
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0—10 GPM
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有机玻璃
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4.2.7 压力表：本单元中装置压力表，置于原水泵后、保安过滤器前、膜组件进口处、浓水排放处，分别用于监测膜组件的进水压力、段间压力及浓缩水压力，为调整逆渗透系统正常运行及设备调试提供信息。
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技术参数
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数量
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量程
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材质
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4块
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0—1Mpa, 2块
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0—3Mpa, 2块
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不锈钢充油
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4.2.8进水电磁阀：该阀在RO主机的进水管道上，当系统开机时，先于系统高压泵开启。当主机停止运行时，进水电磁阀会自动关闭。
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技术参数
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数量
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可承载压力
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线圈电压
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阀体材质
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弹簧材质
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1只
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0.1---16bar
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220V
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铜
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不锈钢
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4.2.9浓水电磁阀：该阀与浓水调节阀并联于RO主机的浓水管道上，当系统开机时，先于系统高压泵开启，可以对反渗透膜进行低压冲洗，当增压泵转速达到额定值后，电磁阀缓慢关闭，使作用于RO膜上的水压缓慢上升，保证RO膜不受压力突变损害。
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技术参数
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数量
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可承载压力
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线圈电压
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弹簧材质
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1只
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0.1---16bar
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220V AC
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不锈钢
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4.2.10压力保护装置：压力保护装置的功能是在逆渗透系统供水水压低于设定值及进入膜组件的水压高于设定值时发出报警信号，使系统停机。当压力恢复到设定值时，发出启动信号，系统自动开机运行。
4.3其他配套装置
4.3.1纯水箱：用于贮存纯水。（容积：1000L；材质：不锈钢，带液位开关）
4.3.2臭氧发生器：采用臭氧发生器加入臭氧杀菌工艺。臭氧具有不稳定性和强氧化性，具有四大功能：灭菌、氧化、脱色、除味。杀菌具有广谱、高效的特点。同时臭氧溶于水后稳定性较差，易还原成氧气，氧气溶水后，形成富氧水，保证了水的新鲜甘甜，提高了水的活性。（型号：SJ-2g，1台）
4.3.3管件、管阀：台湾产UPVC管件。
4.3.4机架：1只，SS304不锈钢材质
4.3.5控制系统：本系统根据高压、低压、液位、复位、开关等输入信号的变化改变进水阀、高压泵、冲洗阀等执行元件相对应的输出信号，达到自动控制一个标准的RO系统，实现高/低压保护、液位控制、开机/满水/累积自动冲洗等功能。
4.3其他配套装置
4.3.1纯水箱：用于贮存纯水。（容积：1000L；材质：不锈钢，带液位开关）
4.3.2臭氧发生器：采用臭氧发生器加入臭氧杀菌工艺。臭氧具有不稳定性和强氧化性，具有四大功能：灭菌、氧化、脱色、除味。杀菌具有广谱、高效的特点。同时臭氧溶于水后稳定性较差，易还原成氧气，氧气溶水后，形成富氧水，保证了水的新鲜甘甜，提高了水的活性。（型号：SJ-2g，1台）
4.3.3管件、管阀：台湾产UPVC管件。
4.3.4机架：1只，SS304不锈钢材质
4.3.5控制系统：本系统根据高压、低压、液位、复位、开关等输入信号的变化改变进水阀、高压泵、冲洗阀等执行元件相对应的输出信号，达到自动控制一个标准的RO系统，实现高/低压保护、液位控制、开机/满水/累积自动冲洗等功能。
五、设备配置清单
| 序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 单位 | 备注 |
| 1 | 预处理部分 | ||||
| 1.1 | 原水箱 | 容积：2m3，材质：PE | 1 | 台 | 客户自备 |
| 液位控制器 | 2 | 个 | |||
| 1.2 | 原水增压泵 | CHL2-40，流量2m3/h，扬程28m，功率0.55kw | 1 | 台 | 不锈钢/南特 |
| 压力表 | 测量范围：0-1MPa | 1 | 块 | 国产 | |
| 1.3 | 石英砂过滤器 | Φ400×1650mm，玻璃钢 | 1 | 套 | |
| 滤料 | 酸洗砂 | 110 | kg | 海德能 | |
| 中心管及上下布水器 | 1 | 套 | 海德能 | ||
| 多路阀 | TMF56A | 1 | 套 | 润新 | |
| 1.4 | 活性炭过滤器 | Φ400×1650mm，玻璃钢 | 1 | 套 | |
| 滤料 | 优质果壳炭 | 55 | kg | 海德能 | |
| 中心管及上下布水器 | 1 | 套 | 海德能 | ||
| 多路阀 | TMF56A | 1 | 套 | 润新 | |
| 1.5 | 阻垢剂投加装置 | ||||
| 计量泵 | DFD-02-07-L；流量2L/h，功率30w | 1 | 台 | 新道茨 | |
| 计量药箱 | 容积：60L；材质：PE | 1 | 个 | 配套液位开关 | |
| 2 | 反渗透主机部分 | ||||
| 2.1 | 精密过滤器 | HDF-1-40 | 1 | 台 | SS304 |
| 滤芯 | 40″ | 1 | 芯 | 配套 | |
| 2.2 | 高压泵 | CDL2-18，流量2m3/h，扬程136m，功率2.2Kw | 1 | 台 | 不锈钢/南特 |
| 2.3 | 反渗透膜 | CPA2-4040，排列：1:1 | 4 | 支 | 海德能 |
| 2.4 | 压力容器 | SP1-4040 | 4 | 支 | 不锈钢 |
| 2.5 | 面板式流量计 | 10GPM | 2 | 支 | 有机玻璃 |
| 2.6 | 低压表 | 0-1MPa | 2 | 个 | 充油式 |
| 2.7 | 高压表 | 0-3MPa | 2 | 个 | 充油式 |
| 2.8 | 高压泵低压保护器 | AKY-106 | 1 | 支 | 配套 |
| 2.9 | 电导率仪 | CM-230 | 1 | 块 | 科达 |
| 2.10 | 进水电磁阀 | DN25 | 1 | 个 | 铜阀 |
| 2.11 | 浓水电磁阀 | DN25 | 1 | 个 | 铜阀 |
| 2.12 | 浓水调节阀 | DN20 | 1 | 个 | 铜阀 |
| 3 | 其它配套设施 | ||||
| 3.1 | 臭氧发生器 | SJ-2g | 1 | 台 | 配套 |
| 3.2 | 纯水箱 | 1T | 1 | 个 | 不锈钢 |
| 3.3 | 组合电控箱 | 1 | 套 | 德力西电器 | |
| 3.4 | UPVC管阀件 | UPVC | 1 | 套 | 台湾环琪 |
| 3.5 | 主机架 | 1000*600*1550 | 1 | 套 | 不锈钢 |