更高效的海水淡化工艺

作者:Jörg Kempf博士 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2014-09-18

逆向渗透是最常用的海水淡化原理,也得到了实践证实。但从经济性的角度来讲,采用逆向渗透原理的海水淡化设备还有很大的性能优化潜力可以挖掘。流体技术专家Bürkert公司就认识到了这一点并研发出一套解决方案——一套可明显降低海水淡化设备运行成本、提高淡化海水质量的解决方案。

从海水中获取饮用水的基本原理非常简单,对海水进行相应的处理(例如初级过滤、超微过滤、微量过滤或者定量使用一些防污剂和阻垢剂),用6~8MPa的渗透压力克服渗透膜的阻力而压出去。渗透膜把海水中的盐分截住,可以饮用的水(渗透液)透过渗透膜被压了出去。渗透液中残留的盐分是否真正减少到了希望的含量范围,可以在逆向渗透工艺过程结束后利用水的导电性检查方法来检测。

只有当逆向渗透处理后,海水的盐分含量在规定的极限值以下时,才能把这些海水淡化后的淡水提供给消费者使用。但作为渗透膜预防性维护保养的技术措施——定期监控也不能保证渗透膜不出现意外,因此这就是解决海水淡化设备停机事故的最大瓶颈。


把海水淡化设备自动化取样、检测系统的成本费用与人工取样、检测的成本费用相比较,3年内就能收回1组144根耐压管的自动化系统投资

人工故障查询

典型的海水淡化设备中有许多分组配置的,装有渗透膜的耐压管。海水淡化时,多组配置方式的耐压管同时工作,以便提高淡化效率。而对海水淡化质量的检验,也就是渗透膜工作最重要质量指标的检验则是在整个设备的末端进行,对耐压管综合工作情况的检验。然而,检验结果无法评定到底是哪一耐压管的渗透膜出了问题。只有对耐压管单独取样分析,检测分析样本的导电性,才能评定问题根源。

人工对耐压管进行单独取样、检查、分析,虽然能够最终确定出现问题的耐压管,但确实是一件费时费力、代价高昂的工作。因此许多海水淡化厂都倾向于海水淡化后导电性检验指标超标时,才对海水淡化设备进行检查,省略了平时的维护保养工作。但出现问题时,采取措施就为时过晚,应及时找出问题渗透膜并快速更换,保证经海水淡化设备处理后的整体水质。

不同的海水淡化厂家有着不同的维护保养策略,定期检验各个渗透膜的质量。这种方法可以有效保证连续生产高质量的饮用水,及时更换受损渗透膜。这对海水淡化设备生产厂及最终用户都是非常有益的,但却要耗费大量的人力和时间。负责这项工作的员工工作在一个噪音很高的环境中,他必须从每一根耐压管过滤器中采集水样,利用手持式导电性检测仪进行检测,记录水样检测结果,然后将这些数据汇总到计算机Excel表格里。这样的手工操作不可能做好准确无误的记录,也无法保证检测工作绝对无偏差。根据设备情况及必要的休息,完成一组144根耐压管的取样和数据采集平均要花费两天的时间。在这个过程中,连续性、可追溯性的质量管理几乎是不可能的。

自动化检测

Bürkert公司开发了一套从取样到导电性检测全过程的成套解决方案,能够实现定期、连续的渗透膜功能全自动检测和监控。在新建的海水淡化设备中可以直接采用这一系统,也可补装到现有海水淡化设备中。对现有海水淡化设备进行技术改造时,给每一根耐压管安装一个与自动化检测、监控系统相连的T型三通。而新建的海水淡化设备,可完全省去人工采样装置。

每一组耐压管安装一套自动检测监控系统,有一根与检测监控系统相连的软管和电磁控制阀(144根耐压管就有144个电磁控制阀),这些电磁阀由计算机专用监控程序控制,可单独开启和关闭。导电性检测传感器安装在检测监控系统的末端,检测电磁阀放出的水样导电性。每根耐压管渗透膜的检测数据都汇总到算机记录的检测表中,这些实时的数据可在检测室的控制屏中看到。当某渗透膜的检测值达到临界值时,系统自动发出报警提示。所有数据都保存在计算机检修日志中,实现了无缝的检验记录,有授权的使用者可随时获取这些数据。

这一自动化检测监控系统所使用的全部材料均适合在强盐环境中使用。因此,监控系统的维护保养就只剩下导电性传感器的定期清洁和计量检定了。

Bürkert公司在控制阀技术、传感器技术、控制柜技术和控制技术等领域,为用户提供专业技术,满足不同的应用需求。

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