淺談工業(yè)脫鹽水處理方法

張寶青 李洪彬

【摘 要】隨著工業(yè)的發(fā)展，脫鹽水在工業(yè)用水中越來越重要，本文主要針對，原水為澄清水，通過脫鹽工藝的處理，變?yōu)樯a(chǎn)中所需要的脫鹽水。

【關(guān)鍵詞】工藝流程；反滲透；電氣控制，聯(lián)鎖控制

前言

自然界中的水分為地面水和地下水，無論何種水源都不可避免的帶有懸浮物、膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)，為了使水中的這些物質(zhì)有效的去除，必須對水進(jìn)行有效的處理，為了滿足鍋爐用水的需要，對水進(jìn)行凈化、軟化和脫鹽處理的方法，稱之為水處理，脫鹽水：是利用水處理工藝，除去懸浮物、膠體和無機(jī)的陽離子、陰離子等水中雜質(zhì)后，所等到的成品水，脫鹽水，并不意味著水中鹽類全部去除干凈，根據(jù)不同的用途，允許脫鹽水含有微量雜質(zhì)，但是脫鹽水中雜質(zhì)越少，純度越高。

1.脫鹽水工藝流程和重要環(huán)節(jié)的描述

水處理中心脫鹽水系統(tǒng)流程簡圖見下圖

1.1原水從水處理中心前處理靠重力流進(jìn)入脫鹽水站原水池，經(jīng)過冷卻塔溫度調(diào)節(jié)后的原水由過濾供水泵升壓后進(jìn)入多介質(zhì)過濾器。多介質(zhì)過濾器分為二個獨(dú)立運(yùn)行單元，每個單元由過濾供水泵、多介質(zhì)過濾器組、加藥泵和過濾器反洗水泵組成。多介質(zhì)過濾器各運(yùn)行單元之間采用母管制并聯(lián)連接，反洗周期可由過濾壓差及運(yùn)行時間控制。設(shè)置加絮凝劑、殺菌劑、鹽酸裝置，加藥口在過濾器進(jìn)水母管上。各過濾器可獨(dú)立運(yùn)行，也可同時運(yùn)行，各過濾器可以單獨(dú)脫離系統(tǒng)并進(jìn)行反洗。過濾器出水部分接至過濾器反洗水箱，過濾器反洗水由反洗水箱引出。在每臺多介質(zhì)過濾器出水管分別設(shè)置壓力表、流量表等介質(zhì)測量儀表。在每個多介質(zhì)過濾器運(yùn)行單元的出水總管設(shè)置在線濁度儀、壓力表、流量表等介質(zhì)測量儀表。

1.2過濾器出水接入自清洗過濾器，其作用是進(jìn)一步去除原水中大顆粒雜質(zhì)和懸浮物，提高超濾入水品質(zhì)，延長超濾膜的使用壽命。產(chǎn)水壓力差隨著過濾的進(jìn)行，壓差會升高，當(dāng)壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時，則自動清洗。過濾精度為100～130μm左右，并通過自動反沖洗保證其連續(xù)運(yùn)行。

1.3自清洗過濾器出水直接接入超濾裝置。超濾裝置采用母管制并聯(lián)連接，可獨(dú)立運(yùn)行，也可同時運(yùn)行，并可以單獨(dú)脫離系統(tǒng)并進(jìn)行反洗。超濾出水引至超濾水箱，超濾水箱分兩格并設(shè)水箱殺菌清洗設(shè)備及水箱呼吸器。超濾裝置反洗水由超濾水箱引出。超濾系統(tǒng)的運(yùn)行由出水量和透膜壓差信號控制，運(yùn)行操作采用自動控制， 經(jīng)運(yùn)行一段時間后，膜的進(jìn)水側(cè)與產(chǎn)水側(cè)的壓差會逐漸增加，就需要停止過濾操作，進(jìn)行反沖洗（BW），反沖洗水為超濾產(chǎn)水。經(jīng)多次反沖洗后，可能在膜表面粘附著不易沖洗掉的污染物和微生物，此時就采用含有一定濃度的化學(xué)藥劑的水進(jìn)行反沖洗和浸泡，即化學(xué)加強(qiáng)反洗（CEB），以增強(qiáng)反洗效果?；瘜W(xué)藥品用鹽酸、次氯酸鈉、氫氧化鈉等。當(dāng)超濾CEB不能達(dá)到恢復(fù)超濾膜性能的功效時，需要人工化學(xué)清洗。在超濾產(chǎn)水管設(shè)置自動SDI測定儀、顆粒記數(shù)儀、壓力表、溫度表和流量表等介質(zhì)測量儀表。

1.4反滲透進(jìn)水由反滲透升壓泵從超濾水箱引出供給。設(shè)反滲透升壓泵，可由控制室遠(yuǎn)操變頻調(diào)節(jié)。反滲透系統(tǒng)的保安過濾器、高壓泵、反滲透裝置等采用單元制連接。反滲透單元間采用母管制并聯(lián)連接，每個單元可以單獨(dú)脫離系統(tǒng)并進(jìn)行清洗。在保安過濾器進(jìn)水管設(shè)置電導(dǎo)表、pH表、余氯表、ORP表、壓力表和流量表等介質(zhì)測量儀表，保安過濾器采用臥式大流量過濾系統(tǒng)，采用折疊式表面設(shè)計的濾芯，反滲透化學(xué)清洗裝置與超濾CIP清洗裝置共用，但清洗水泵和5微米保安過濾器分別設(shè)置，化學(xué)清洗系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計徹底排空沖洗裝置，以防藥劑交叉污染。反滲透低壓沖洗水由低壓沖洗水泵提供，反滲透裝置運(yùn)行由出水量和電導(dǎo)率表信號控制，運(yùn)行操作采用自動控制。

1.5反滲透出水由母管接至室外除碳器， 除碳器布置在中間水池頂部，中間水池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分二格并設(shè)聯(lián)通管。除碳器進(jìn)口母管的高程應(yīng)足以滿足反滲透出水的水頭，混合離子交換除鹽系統(tǒng)進(jìn)水從中間水池引出，除鹽系統(tǒng)升壓泵出口母管設(shè)置壓力表、流量表等測量儀表。混合離子交換除鹽系統(tǒng)采用雙級串聯(lián)混合離子交換器，混床通過陽樹脂與陰樹脂的交換吸附作用，除去反滲透出水中的陰、陽離子，提高出水品質(zhì)，保證工藝用水要求。為防止出水泄漏鈉和二氧化硅，實(shí)際運(yùn)行時可把混床隨意調(diào)換運(yùn)行，當(dāng)雙級串聯(lián)混合離子交換器第一級失效后先再生；把第二級調(diào)為第一級，把備用作為第二級立即投入運(yùn)行，當(dāng)前級失效立即再生；然后把第二級調(diào)為第一級，把備用作為第二級立即投入運(yùn)行，以次類推連續(xù)運(yùn)行，可確保出水品質(zhì)?；齑渤鏊|(zhì)：電導(dǎo)率≤0.2?s/cm（25℃±1℃）〔電阻率：5MΩ.cm（25℃）〕。混床出水經(jīng)自動加氨系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH值后，由母管接至室外除鹽水箱，pH值控制范圍是7-9.2。除鹽水箱設(shè)置除鹽水箱呼吸器。

1.6外供除鹽水從除鹽水箱引出，可按定壓補(bǔ)水方式自動運(yùn)行，又可由控制室遠(yuǎn)操變頻調(diào)節(jié)。除鹽水供水泵出口母管設(shè)置pH表、電導(dǎo)率、壓力表、流量表等在線測量儀表?；齑苍偕鷱U液靠重力流進(jìn)入中和水池，經(jīng)中和水泵攪拌中和后，用無密封自吸泵排入濃鹽水池。

1.7水處理中心脫鹽水系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）進(jìn)行程序控制，采用LCD和鍵盤進(jìn)行監(jiān)視和控制，該控制系統(tǒng)還具有對水處理中心脫鹽水系統(tǒng)的信息采集、處理、記錄、自動打印和事故報警功能。

2.水處理脫鹽水電氣控制系統(tǒng)

2.1采用PLC+上位機(jī)的方式建立控制系統(tǒng)，完成對工藝對象的數(shù)據(jù)采集和程序控制。PLC和上位機(jī)二者間通過以態(tài)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)。現(xiàn)場安裝的各在線儀表，如流量表、PH表、電導(dǎo)率表、液位變送器、壓力變送器、溫度變送器等，將測得的現(xiàn)場信號送到PLC，PLC將數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)化后再送到上位機(jī)，這樣，運(yùn)行人員在控制室通過上位機(jī)可以非常直觀地觀測到現(xiàn)場系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了可靠的條件。

控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各單體設(shè)備的開（啟）/關(guān)（停）；自動反洗/沖洗/再生。操作員根據(jù)相關(guān)水箱的液位、運(yùn)行工況和運(yùn)行方式對控制系統(tǒng)施以適當(dāng)?shù)娜藶楦深A(yù)。

2.1.1閥門運(yùn)行方式。

使用的閥門，包括電動閥門與氣動閥門，其運(yùn)行方式分為三種方式：（1）現(xiàn)場手動，（2） 上位機(jī)手動，（3）程序自動控制。其優(yōu)先級由高至低依次為現(xiàn)場手動、上位機(jī)手動、程序自動控制。各現(xiàn)場控制柜上有 “現(xiàn)場/集中（手動/自動）”選擇開關(guān)，當(dāng)選擇開關(guān)撥至“現(xiàn)場（手動）”位時，各閥門的開啟與閉合即為現(xiàn)場手動控制，閥門的狀態(tài)信號在現(xiàn)場控制柜及上位機(jī)同時顯示。當(dāng)選擇開關(guān)撥至“集中（自動）”位時，各閥門的開啟與閉合由PLC程序或上位機(jī)手動控制。閥門的狀態(tài)信號反饋至PLC，并在上位機(jī)及現(xiàn)場控制柜顯示。

2.1.2泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

泵、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行分為低壓柜操作、現(xiàn)場操作、程序自動操作、上位機(jī)手動?，F(xiàn)場操作通過現(xiàn)場操作箱實(shí)現(xiàn)，自動操作、上位機(jī)手動操作通過PLC與上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)。泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)行操作的優(yōu)先級依次為：（1） 低壓柜手動，（2） 現(xiàn)場手動，（3） 上位機(jī)手動，（4） 程序自動控制。只有控制室內(nèi)控制柜的面板上的和現(xiàn)場操作箱上的“現(xiàn)場/集中（手動/自動）”選擇開關(guān)置于“集中（自動）” 位時，上位機(jī)手動和自動控制才有效。

2.1.3上位機(jī)介紹。

采用上位監(jiān)控操作站，上位機(jī)在系統(tǒng)中有以下功能：

監(jiān)視整個工藝系統(tǒng)的運(yùn)行，包括各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與工作模式，各在線儀表的實(shí)時參數(shù)。

轉(zhuǎn)換各單體設(shè)備的工作模式，鍵操各氣動閥門、電動閥門、泵、風(fēng)機(jī)的啟停。

各測點(diǎn)的參數(shù)超過工藝預(yù)設(shè)值時，顯示報警。

2.1.4聯(lián)鎖說明。

所有的聯(lián)鎖功能均是在設(shè)備打到“集中”時才有效的。

（1）高壓泵啟動后，對應(yīng)的阻垢劑泵會啟動；除碳風(fēng)機(jī)也會啟動。

（2）原水泵啟動后，兩個還原劑泵會啟動。

3.結(jié)束語

脫鹽水處理已經(jīng)成為工業(yè)水處理的重要組成部分，在水處理行業(yè)中，通過本文對脫鹽水工藝的介紹，既可以增加了脫鹽水的質(zhì)量，又可以大大降低制水過程中的費(fèi)用，此脫鹽工藝需要配一套完整的電氣控制系統(tǒng)，才能長期穩(wěn)定的運(yùn)行，希望本文對水處理脫鹽水行業(yè)有幫助。