某五星(xīng)級賓館1000m3/d直(zhí)飲(yǐn)水工程中所(suǒ)用的中空纖(xiān)維(wéi)式超濾(lǜ)膜,其外徑約1mm,內孔約0.7mm,過濾時原水(shuǐ)從纖維內孔(kǒng)流過,在壓力作用下,淨水透過(guò)膜微孔,匯集在一起成超濾液(yè)從過濾器側口流出,中空纖維膜不(bú)需要(yào)任何支撐結構,用其組成的過濾設備結構簡單(dān),設(shè)備費用低,按照裝置體積和膜麵積的比值計算,中空(kōng)纖維式超濾膜設備的處理水量要比(bǐ)平(píng)板膜高20倍。
該工程中采用的處理工藝流程為:
自來水→原水池→砂濾→活性炭→軟化→精濾→清水池→客(kè)房。其中砂濾可以將水中大部分懸浮、固形物去除掉(出水SS可達2mg/L;采用5μm精度(dù)的纏繞濾芯可以使出水SS達0.1mg/L,汙染指數FI值可達3~5;活性炭與鈉離子軟(ruǎn)化樹脂可降低水中餘(yú)氯、有機物及二價鈣、鎂等離子(zǐ)的含量,從而提高水的口感(gǎn)。
本係統共用超濾設備兩台,每台(tái)設備用超濾器36支,這36支超(chāo)濾器又被分為A、B兩組,每組18支。在設備運(yùn)轉中根據產水量變化,調整設定各(gè)工藝過程的時間,適時進行等(děng)壓清洗和與膜正常工作時的逆向反(fǎn)洗。逆向反洗非常有效,但反洗用水的水質必須是超濾(lǜ)水。為此,在設計反洗流程時,或用(yòng)A組超濾器的產出水洗B組超濾器,或者用B組超濾器(qì)的產出水洗A組超濾器(qì);超濾設備中所用(yòng)超濾器外形尺寸為90mm×1000mm,內裝有(yǒu)中空纖維(wéi)超濾膜2000根左右,膜麵積約為4m2,膜材料為聚偏氟乙烯,該材料化學性能穩定,尤其是其耐汙染性能好於(yú)常用的PS、PAN等膜材料,是新型淨化水的過濾介質用材。
中空纖維超濾膜雖然有(yǒu)許多優點,但實際應用中(zhōng)還有(yǒu)很多問題要解決,否則其使用效果,尤其(qí)是膜的使用壽(shòu)命將受很大影響,其中關鍵問題是膜的清洗恢複問題,此問題涉及(jí)清洗時機(jī)、清洗方式(shì)、清(qīng)洗劑等幾個方麵。將自來水進一步淨化為直飲水,且要求24h內水量穩定,保證不間斷供應,這對關鍵設(shè)備——超(chāo)濾提出了很高要求。為解決此問題,在超濾(lǜ)設備上(shàng)采用了自行設計製作的“微電腦氣動隔膜閥自動超濾設備”,該設備在清洗時(shí)機、清洗方式和清洗用水等(děng)方(fāng)麵實現(xiàn)了自動化。
1、自動超濾設備
微電腦與氣動(dòng)隔膜閥結合,采用大規模集(jí)成電(diàn)路微(wēi)控器為核心的控製芯(xīn)片,以(yǐ)氣動閥體為執行機構(gòu),以中空纖維超濾膜組件為控製對象,實現了工作、等壓清洗(xǐ)、反衝洗和化學清洗的自動過程(chéng)。自動超濾不但可以減輕勞動負(fù)荷,提高操作可靠性,防止因操(cāo)作失誤造成(chéng)的膜損傷,更主(zhǔ)要的(de)是可(kě)以適時地進行不同方式的清洗,避免了膜因長時間工作造成的不可逆汙染(rǎn)和堵塞,大大延長了(le)膜的使用壽命,操作者可(kě)直接通過鍵盤設置“製水→等壓衝洗(xǐ)→反洗→化學清洗”各程(chéng)序時間,控製係統由單片機主板、鍵(jiàn)盤顯示板、電源板、強電板和電磁氣動閥組成,首先(xiān)由微電腦通過I/O接口及固態繼電器(SSR)實現對電磁氣動閥的邏輯(jí)控製,再由電磁氣動閥實現對執行機構的氣動隔膜(mó)閥控製。
2、氣動隔膜閥
氣動隔膜閥是(shì)自動超濾裝置中起關鍵作(zuò)用的執行機構,要求可靠、靈活。氣動隔膜閥不同於一般的手動閥,它以氣體壓力為驅動力,其結構分為上下兩部分,上部為壓縮空氣室,下部(bù)與一(yī)般液體(tǐ)隔膜閥相同,氣室充氣後,膠碗形(xíng)變,氣體壓力推動連杆與定位托,將隔膜閥膠墊(diàn)壓下,此時(shí)完成關閉閥門動作。當壓縮(suō)空氣壓力驟減(jiǎn)時,在水流壓力和膠碗形變(biàn)恢複力共同作(zuò)用下隔膜閥膠墊恢複原狀,此時閥門打(dǎ)開。隔膜隻有全開、全閉兩個動作,開(kāi)關(guān)靈活方便,按設置(zhì)流程程序,接受電腦指令後完成開合動作(zuò)。閥體全部采用ABS工程塑料(liào)注塑,其機(jī)械性能(néng)、化學(xué)性能和耐熱性均好,對水質無汙染,閥中膠墊、膠碗均(jun1)選用上(shàng)等橡膠,內用簾子線增強,因此耐疲勞強度高。
3、水利用率提(tí)高
膜過濾的特點之一,就是過(guò)濾液在膜表麵(miàn)高速橫向流動,水中雜質不易在膜(mó)表麵停留(隨原水流走),因此超濾膜不易汙染。但是,這會造成水的大量流失,一般在自來水的超濾工藝(yì)過程中(zhōng),水的利用率(lǜ)*高(gāo)可達(dá)90%,有10%的水要排掉,而這約10%的(de)水經過砂濾、活性炭、軟化、精濾等多道(dào)工序處(chù)理後水質已相當好,為此在設計中增設了回用係統,使水(shuǐ)的回收率增加到98.7%,隻在設備自動清洗時,排放(fàng)1.3%洗用水(shuǐ)。正常工作(zuò)時,回(huí)流(liú)水回到在精(jīng)濾與超濾之間的旁路側設置的中間水罐內,讓其不斷(duàn)地隨精濾水(shuǐ)重新補(bǔ)加到超濾設備中去在以(yǐ)超濾為核心技術的水處理工程中,砂(shā)濾、活性炭(tàn)、軟化、精濾等多種水處理工藝與超濾相結合,使產水水質性能(néng)指標達到設計(jì)要求,整套係統已運行一年,經考核及測試表明,設備運轉正常,自控係統滿足工藝(yì)要求。設備中自行設計製作的超濾器、國內(nèi)率先研製出(chū)的微電腦控製係統及氣動隔膜閥性能穩定,可以在大型工程中進一步推廣(guǎng)應用。