6.什么叫背壓,產水背壓會有什么不良后果
在反滲透水處理領域,背壓指的是產品水側的壓力大于給水側的壓力的情況。如前面介紹,卷式膜元件類似一個長信封狀的膜口袋,開口的一邊粘接在含有開孔的產品水中心管上。將多個膜口袋卷繞到同一個產品中心管上,使給水水流從膜的外側流過,在給水壓力下,使淡水通過膜進入膜口袋后匯流人產品水中心管內。
為了便于產品水在膜袋內流動,在信封狀的膜袋內夾有一層產品水導流的織物支撐層;為了使給水均勻流過膜袋表面并給水流以擾動,在膜袋與膜袋之間的給水通道中夾有隔網層。
膜口袋的三面是用粘結劑粘接在一起的,如果產品水側的壓力大于給水側的壓力,那么這些粘接線就會破裂而導致膜元件脫鹽率的喪失或者明顯降低,因此從安全的角度考慮,反滲透系統不能夠存在背壓。
由于反滲透膜過濾是通過壓力驅動的,在正常運行時是不會存在背壓的,但是如果系統正?;蛘吖收贤C,閥門設置或者開閉不當,那么就有可能存在背壓,因此必須妥善處理解決背壓的問題。
7.為什么高壓泵后面應設手動調節門和電動慢開門
配制標準測試溶液的水源為反滲透產水,因而幾乎不帶雜質,不存在膜元件被污染的問題。在實際使用時,除了二級反滲透系統的進水是以一級反滲透系統的產水作為原水外,其他反滲透系統的進水幾乎都是經普通預處理后的原水。盡管預處理工藝去除了其中一部分雜質,但與標準測試條件下所用水源相比,其進水水質仍然較差。所以膜元件設計產水量應該小于標準產水量,此時如仍按標準產水量作為設計產水量,則反滲透膜元件很快就會受到污染,造成膜元件損壞。
為了避免上述情況的發生,膜元件生產廠家提供了設計導則,以使設計人員有據可依。設計導則建議應根據不同的進水水源來選取不同的設計產水量。
即使在實際使用時按照膜元件生產廠家提供的設計導則使用,但是反滲透膜元件仍然會慢慢受到污染,當然在一段時間后可以通過化學清洗部分恢復其性能,但卻很難完全恢復其性能,所以有經驗的設計人員在設計時應該考慮到這一問題,此時應該選用能夠保證3年后達到設計產水量的給水泵,即需要設計更高壓力的給水泵,但系統初始投運時不需要很高的壓力就可以達到設計產水量,所以系統在初始運行時給水泵壓力富裕,隨著時間的推移,壓力富裕逐漸減少,因此高壓泵后面應設手動調節門來調節給水壓力。有些時候可以對給水泵設置變頻調節裝置,此時可以用變頻的方法來實現給水壓力的調節。
高壓泵后面的手動調節門在設置后一般不需要經常調節,在一段時間內基本上是保持在恒定的位置,在系統每次啟動時也不需要開閉此閥門。
但是如果高壓泵后面沒有其他閥門,此時每次啟動系統時,高壓泵的高壓水源會直接沖擊膜元件,特別是在系統中存在空氣時就會產生“水錘”的現象,這樣容易造成膜元件的破裂。
為了防止上述現象的發生,應該在高壓泵后面設電動慢開門,在啟動高壓泵后慢慢打開電動慢開門,也即慢慢向系統的反滲透膜上加載壓力,電動慢開門應該是全開全閉閥門,其全開全閉時間是可以調節的,但一般設定為45~60s。所以從反滲透膜元件的安全角度考慮應該設置電動慢開門。
8.為什么要設置自動沖洗功能
給水進入反滲透系統后分成兩路,一路透過反滲透膜表面變成產水,另一路沿反滲透膜表面平行移動并逐漸濃縮,在這些濃縮的水流中包含了大量的鹽分,甚至還有有機物、膠體、微生物和細菌、病毒等。在反滲透系統正常運行時,給水/濃水流沿著反滲透膜表面以一定的流速流動,這些污染物很難沉積下來,但是如果反滲透系統停止運行,這些污染物就會立即沉積在膜的表面,對膜元件造成污染。所以要在反滲透系統中設置自動沖洗系統,利用干凈的水源對膜元件表面進行停運沖洗,以防止這些污染物的沉積。
9.反滲透系統需要哪些常用儀表
為了使RO裝置能夠安全可靠地運行,便于運行過程中的監控,應該裝置必要的儀表和控制設備,一般需要裝設的表計有溫度表、壓力表、流量表、pH表、電導率表、氯表、氧化還原電位表等,裝設的地點及其作用分述如下。
(1)溫度表
給水溫度表,因產水量與溫度有關,所以需要監測以便求出“標準化”后的產水量。大型設備應進行記錄,另外,溫度超過45℃會損壞膜元件,所以對原水加熱器系統應設超限報警、超溫水自動排放和停運RO的保護。
(2)壓力表
給水壓力表、第一段RO出水壓力表、排水壓力表用于計算每一段的壓降(也可裝設壓差表)并用于對產水量和鹽透過率進行“標準化”。鹽透過率、產水量和△P用于RO性能問題的分析。
5mm過濾器要安裝進出口壓力表(也可裝設壓差表),當壓降達到一定值時(2bar)更換濾芯。
給水泵進出口壓力表用于監測給水泵進出口壓力,進出口壓力開關用于在進口壓力低報警、停泵,出口壓力高(延時,以防慢開門未打開)報警、停泵。
(3)流量表
產品水流量表在運行中監測產水量,每段應單獨裝設,以便于“標準化RO性能數據。產品水流量應有指示、累計和記錄,濃水排水流量表在運行中監測排水量,應有指示、累計和記錄。
從各段產品流量和排水流量可計算出各段的給水量、回收率和整個RO系統回收率,給水流量表主要用于RO=加藥量的自動調節(加酸、加阻垢劑、加亞硫酸氫鈉往往兩套RO共用),除知識累計外還要給出信號用于比例調節。
(4)電導率表
給水電導率表、產品水電導率表指示、記錄水的電導率,可設置報警,從給水電導率和產品水電導率可估計出RO的脫鹽率。
(5)pH表
當給水需加酸防止生成CaCO3垢時,加酸后的給水需裝pH表在使用醋酸纖維素膜時,不僅為防止CaCO3垢生成,而且更重要的是維持最佳pH值。醋酸纖維素膜的pH值要求為5.7,除指示、記錄、設超限報警外,還可以自動控制不合格給水排放,并停運RO還可以與流量表配合對加酸系統進行比例積分調節。
(6)氯表
使用醋酸纖維素膜元件RO給水必須含有0.1~0.5mg/L殘余氯,最大允許含氯量為lmg/L,因此給水必須裝設氯表,以指示、記錄、和超越報警。藥液箱要設液位開關,低液位報警,加酸可采用比例調節或比例積分調節,加阻垢劑等可采用比例調節,加藥泵與給水泵之間進行連鎖。
(7)氧化還原電位表
經加亞硫酸氫鈉消除余氯的給水應裝設氧化還原電位表,應有指示、記錄、超限報警。
10.設計反滲透控制系統時應考慮哪些方面的問題
反滲透脫鹽系統的運行和監控由PLC、儀表、計算機系統和工藝流程模擬屏執行,同時設有手動操作按鈕和控制室操作按鈕;系統具有聯鎖保護功能及報警指示功能。PLC和主要儀表由國外進口。
1)RO系統運行過程對儀表和程控的工藝要求
⑴加藥量采用比例調節方式,根據給水流量計發出的信號自動調節計量泵進行比例加藥。
⑵計量箱裝有就地液位計,并有低液位信號進行報警,以保證不會因藥液箱無藥而使加藥中斷。
⑶設有就地給水儀表盤,盤上裝有流量指示和流量積累表、電導率表、pH值指示表。另外還設有給水壓力表。流量表、電導率表和pH表所發出的參數信號送至中央控制室進行連續記錄;同時流量計發出的信號控制計量泵進行比例加藥;pH計發出的高、低報警信號送至中央控制室進行報警。
⑷保安過濾器進、出口裝有壓力指示表,當保安過濾器進出口壓差達到一定值或運行一定時間后,需更換濾芯。
⑸高壓泵進、出口側分別裝有低、高壓開關。當高壓泵進口壓力低于限定值時,低壓開關閉合并發送信號至PLC,由PLC進行報警并自動停止高壓泵的運行;當高壓泵出口壓力高于限定值時,高壓開關閉合,發出信號送至PLC,PLC延時一定時間后,如高壓泵高壓側壓力仍高于限定值,則PLC輸出報警并自動停止高壓泵的運行,如在延時范圍內高壓開關恢復至斷開狀態,則PLC自動取消輸人信號。
⑹高壓泵出口裝有電動慢開門。高壓泵啟動后,慢開門自動緩慢打開以確保RO膜元件不受水錘破壞,如慢開門發生故障而未能在規定時間內打開,則高壓泵出口壓力增高,壓力開關輸出報警信號并經PLC自動停止高壓泵的運行。
⑺每套RO裝置設就地儀表盤一塊,盤上裝有RO一段、二段產品水、排水的流量表各一塊(流量及累積流量值顯示),產品水電導率表一塊。流量表和電導率表所發出的參數信號送中央控制室進行連續記錄,并具有電導率值高報警。就地盤上裝有高壓泵啟動、停止按鈕和指示燈,系統緊急停止按鈕和指示燈,電動慢開門開、關按鈕和指示燈。
⑻每套RO裝置設就地壓力表盤一塊,盤上裝有RO一段進水、二段進水和排水壓力指示表。
⑼中央控制盤上設有高壓泵、計量泵、沖洗水泵的三位操作開關(自動一關一手動),系統程序啟、停按鈕,可實現上述裝置的自動啟動控制室遠操和就地手操功能。當三位開關打至“自動”位置時,上述裝置不能就地操作。
⑽RO裝置啟動和運行過程
a.RO裝置程序啟動和運行。先將高壓泵、計量泵的“自動一關一手動”,三位開關扳至“自動”位置,然后按下每套RO裝置的程序啟動按鈕,此時PLC按程序自動對所有計量箱液位、高壓泵入口側壓力進行檢測,當有“低”液位或高壓泵入口側壓力“低”報警時,PLC進行聲光報警并停止程序運行。消除報警后,按程序啟動按鈕,程序恢復運行,并自動啟動加藥計量泵、高壓泵、開啟電動慢開門,延時一定時間后,如高壓泵高壓側壓力仍高于限定值,則PLC輸出報警并自動停止高壓泵、計量泵的運行,同時自動關閉電動慢開門;如在延時范圍內高壓開關恢復至斷開狀態,則PLC自動取消高壓開關輸入信號,系統進入正常運行階段。
b.RO裝置控制室手動啟動和運行。當高壓泵、計量泵、沖洗水泵的“自動一關一手動”三位開關扳至“手動”位置時,上述設備可在控制室內操作。
c.RO裝置就地手動啟動和運行。當高壓泵、計量泵的“自動一關一手動,三位開關扳至“關”位置時,上述設備可在就地手動啟動和運行。在任何情況下,都可以通過設置在就地儀表盤上的系統緊急停止按鈕,停止RO裝置的運行。
⑾RO裝置自動停止運行或由操作人員按程序停止按鈕停運時,高壓泵停止運行,計量泵聯鎖停止運行,自動關閉高壓泵出口電動慢開門。
⑿計量泵與高壓泵的聯鎖
反滲透系統包括兩套RO裝置和一套加藥系統,每套RO裝置配備一臺高壓泵。當有一臺高壓泵啟動時,加藥系統計量泵聯鎖啟動,當兩臺高壓泵都停運時,加藥系統計量泵聯鎖停運,高壓泵一臺運行一臺停運時,計量泵正常工作。
⒀RO裝置設有沖洗系統。RO裝置停止運行一定時間后,可自動啟動沖洗水泵、開啟沖洗進水及排放閥,對RO膜元件進行低壓沖洗。
⒁中央控制盤上裝有光字牌和音響器,可對報警信號進行聲、光顯示;裝有系統模擬屏,可顯示RO系統的運行;可對需記錄的各種參數進行連續記錄。裝有電流表顯示高壓泵電機電流。
2)儀表及PLC系統的構成
儀表及PLC控制系統的構成根據RO系統對儀表和控制的要求確定。
⑴液位開關。給出低液位信號。
⑵流量計。瞬時流量指示及流量累積值顯示。
⑶電導率儀。數字顯示,具有電導率值高報警輸出和4~20mA電流信號輸出。
⑷pH計。數字顯示,具有用戶可設定的pH值高、低報警輸出和4~20mA電流信號輸出。