工業(yè)電動濾水器在海水淡化中的應用與控制設計

       隨著海水淡化產業(yè)的工藝改進，超濾工藝更多的運用到海水淡化工藝設計中，工業(yè)電動濾水器作為保護超濾裝置的主要設備，其工藝設計及控制設計的優(yōu)劣可直接影響到超濾的運行情況。
       海水淡化作為一種解決水資源短缺的重要戰(zhàn)略手段，在世界范圍內發(fā)揮著越來越重要的作用。反滲透以其投資成本低、運行靈活、技術可靠等優(yōu)勢被廣泛使用�，F(xiàn)在國內的海水淡化工藝中，雙膜法的設計越來越成為主流。壓力式超濾以其占地面積小，產水水質穩(wěn)定，水質好等優(yōu)點，可減輕反滲透膜元件的工作負擔，實現(xiàn)更長時間連續(xù)運行以及更高的膜通量條件下運行，從而廣泛的用于反滲透的預處理中。然而超濾要安全穩(wěn)定的運行，其前置的工業(yè)電動濾水器是非常重要的。
1、工業(yè)電動濾水器的應用
       工業(yè)電動濾水器起源于農業(yè)灌溉，過濾原水中的沙石。近年來在水處理行業(yè)得以普遍應用，當前壓力式超濾膜的材質不管是內壓的還是外壓的，不外乎pp,PVDF,PES這類主流材料，當進入超濾組件中的水含有顆粒物時，則會劃傷超濾膜表面的過濾皮層，通常認為表面破損超過3um即為斷絲現(xiàn)象，從而導致超濾產水水質發(fā)生變化，例如濁度上升，SDI值超標，污染后續(xù)工藝設備。為了保證超濾膜的穩(wěn)定運行，工業(yè)電動濾水器開始應用到超濾系統(tǒng)的前置處理中。
2、工業(yè)電動濾水器的分類
2.1疊片過濾器
       疊片過濾器是采用兩邊刻有大量一定微米尺寸的溝槽的薄薄的塑料疊片，一串同種模式的疊片疊壓在特別設計的內撐上。通過彈簧和液體壓力壓緊時，疊片之間的溝槽交叉，從而制造出擁有一系列獨特過濾通道的深層過濾單元，這個過濾單元裝在一個耐壓腐蝕的濾筒中形成過濾器。
2.2網(wǎng)式過濾器
       網(wǎng)式過濾器是采用線隙式或者編織網(wǎng)式不銹鋼濾芯，作為過濾元件，幾個濾芯放在一個過濾器外殼內。過濾方式為：未經過濾的液體流入網(wǎng)式過濾器，從過濾器濾芯的內部流到濾芯的外部，這樣一來，液體中的污染顆粒就被攔截到濾芯的內部。
3、工業(yè)電動濾水器的選用
       目前主流的工業(yè)電動濾水器分為網(wǎng)式過濾器和疊片過濾器，網(wǎng)式過濾器以其占地面積小，過濾水量大為顯著優(yōu)點，同時網(wǎng)式過濾器一般為內源反洗，自耗水量低。但是網(wǎng)式過濾器不管是楔形網(wǎng)、還是編織網(wǎng)，他的過濾方式僅是一層過濾網(wǎng)，對于部分異形物或條形物攔截率不高，而且用于海水淡化工藝上，過濾網(wǎng)材質必須選擇SS22053材質以上的，故價格也比較昂貴。而疊片過濾器整個過流件材質為塑料材質，接觸海水的彈簧采用高鉬鋼或者雙相不銹鋼，同時在表面過濾的基礎上還有深度過濾，可以很好地保證過濾精度。因此疊片工業(yè)電動濾水器在海水淡化上應用更為廣泛一些。
       疊片過濾器可按照要求的過濾精度選擇相應精度的疊片，按照要求的水量選擇相應尺寸的過濾器。對于其控制可以簡單的分為過濾運行和反洗過程。當海水淡化預處理的方案是絮凝沉淀池和V型濾池的組合時，出水的水質就會比較好，通常濁度可以在3度以下，因此，工業(yè)電動濾水器在這種水質情況下，可以設置比較長時間的間隔反洗。工業(yè)電動濾水器的反洗控制與工藝系統(tǒng)的設計有很大的關系，直接涉及到控制的可實現(xiàn)性和操作便捷性。
4、工業(yè)電動濾水器工藝設計及控制設計
常用的幾種工藝系統(tǒng)設計與控制方式如下：
       疊片過濾器與超濾布置分為母管制連接和單元制連接，工業(yè)電動濾水器的控制反洗方案又分為內源反洗和外源反洗。
       根據(jù)幾家過濾器廠家技術手冊的計算得出：內源反洗方案的耗水比較少，也比較節(jié)省投資和運行能耗。母管制和單元制相比，母管制的工藝可以互為備用，穩(wěn)定性比較高，單元制的控制比較簡單，但是不能備用。若疊片過濾器母管制連接，并采用內源反洗方案，則可設計方案一：
       要實現(xiàn)工業(yè)電動濾水器能夠反洗，則出水母管時刻要保持滿足反洗的壓力，通常維持壓力在3bar。然而后續(xù)的超濾設備的運行壓力一般在1.5bar左右，所以超濾前面必須設置調節(jié)閥或者減壓閥，來控制壓力對超濾產生超壓影響，這樣的一種運行方案將工業(yè)電動濾水器進水泵的部分揚程就損失掉了，比較耗能，同時增加了投資。可設計方案二：
       出水母管出口裝設一只調節(jié)閥，并設置旁路，平時工業(yè)電動濾水器正常運行時，產水通過旁路管路進入到超濾系統(tǒng)中。當需要反洗時，通過壓差或者時間控反洗。關閉旁路，調節(jié)閥調節(jié)母管壓力，實現(xiàn)滿足工業(yè)電動濾水器反洗的所需求的壓力，這種設計方案在旁路開啟時，會對超濾產生水錘作用�？梢娫诠�業(yè)電動濾水器與超濾分別母管制的情況下，做成內源反洗對系統(tǒng)設計影響比較大，需要詳細的考慮細節(jié)。故在這種工藝系統(tǒng)下，采用外源反洗方案，但是也不推薦工業(yè)電動濾水器做單獨控制，單獨控制需要增加就地設備，并且使邏輯控制復雜了，增加編程人員的邏輯負擔。如果將母管制的系統(tǒng)按照單元制的控制去實現(xiàn)，也就是過濾器與超濾仍然一一對應的同時控制反洗、停機動作，可以實現(xiàn)分組洗，而不用組內每個濾頭單獨設置三通閥來控制每個濾頭反洗。以此降低控制難度和運行難度。如果單元制的工藝布置，在過濾器的選型中，需要考慮的是，每個濾頭的產水量如何匹配，為了防止濾頭反洗在投運時對產水水量、和產水壓力產生的波動，選小一規(guī)格的濾頭，多設置幾個濾頭，每個濾頭的產水量下來了，反洗時候對系統(tǒng)的沖洗比較小，對系統(tǒng)的穩(wěn)定是比較有保障的。
       隨著海水淡化的興起，超濾系統(tǒng)工藝的應用，只有更好的處理好進膜前的水，才可以減少后續(xù)膜組件的投資，并維持其穩(wěn)定運行，工業(yè)電動濾水器雖然只是預處理中的一個小組成，但其良好的選型和控制是超濾工藝穩(wěn)定運行的基礎。