郭強(qiáng) （天津開(kāi)發(fā)區(qū)天元康宇環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司 天津300456）

多路自動(dòng)控制閥在水處理設(shè)備上的應(yīng)用

郭強(qiáng) （天津開(kāi)發(fā)區(qū)天元康宇環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司 天津300456）

對(duì)于反滲透膜元件而言，絕大多數(shù)情況下的水源不能直接進(jìn)入反滲透膜元件，因?yàn)槠渲兴碾s質(zhì)會(huì)污染膜元件，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和膜元件的使用壽命。介紹了一種多路自動(dòng)控制閥在水處理設(shè)備上的應(yīng)用方法。

多路自動(dòng)控制閥 沖洗 沖洗信號(hào) 沖洗程序信號(hào) 憋壓

0 引言

對(duì)于反滲透膜元件而言，絕大多數(shù)情況下的水源不能直接進(jìn)入反滲透膜元件，因?yàn)槠渲兴碾s質(zhì)會(huì)污染膜元件，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和膜元件的使用壽命。預(yù)處理就是根據(jù)原水中雜質(zhì)的特性，采取合適的工藝對(duì)其進(jìn)行處理，使其達(dá)到反滲透膜元件的進(jìn)水要求的過(guò)程，因其在整個(gè)水處理工藝流程中的位置在反滲透之前，所以稱為預(yù)處理。

在純水制備系統(tǒng)工藝流程（見(jiàn)圖1）中較常用的預(yù)處理設(shè)備為多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟水器等，而中小型多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟水器等采用的控制閥均為美國(guó)阿圖祖或富萊克多路自動(dòng)控制閥。本文結(jié)合十幾年的工程經(jīng)驗(yàn)，介紹一種多路自動(dòng)控制閥在水處理設(shè)備上的應(yīng)用方法。

1 多路自動(dòng)控制閥常規(guī)使用方法存在的問(wèn)題

1.1 多路自動(dòng)控制閥工作原理

多路自動(dòng)控制閥本身是一種軟水控制閥。軟水器的工作循環(huán)過(guò)程由下列具體步驟組成：運(yùn)行（軟化）、再生（反洗、吸鹽+慢速清洗、正洗、鹽箱注水）。而軟水控制閥就是將上述的軟水器每一個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可采用時(shí)間、流量或感應(yīng)器等方式來(lái)啟動(dòng)再生。作為預(yù)處理設(shè)備通常采用時(shí)間控制啟動(dòng)再生過(guò)程，人們還可根據(jù)水質(zhì)情況調(diào)整再生程序。

1.2 軟水控制閥的循環(huán)過(guò)程

1.2.1 運(yùn)行（軟化） 原水在一定的壓力、流量下，流經(jīng)裝有離子交換樹(shù)脂的容器（作為軟水控制閥使用時(shí)），樹(shù)脂中所含的可交換離子Na+，與水中的陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+……等）進(jìn)行離子交換，使容器出水的Ca2+、Mg2+含量達(dá)到我們的要求。

1.2.2 反洗 樹(shù)脂失效后，在進(jìn)行再生之前先用水自下而上地進(jìn)行反洗，反洗的目的有兩個(gè)：一是通過(guò)反洗，使運(yùn)行中壓緊的樹(shù)脂層松動(dòng)，有利于樹(shù)脂顆粒與再生液充分接觸；二是清除運(yùn)行時(shí)在樹(shù)脂表層積累的懸浮物及樹(shù)脂表面的懸浮物，同時(shí)一些碎樹(shù)脂顆粒也可隨著反洗水排出，這樣，交換器的水流阻力不會(huì)越來(lái)越大。

1.2.3 吸鹽+慢速清洗 再生液（鹽液）在一定濃度、流量下流經(jīng)失效的樹(shù)脂層，將樹(shù)脂還原再生，使其恢復(fù)原有的交換能力。在再生液進(jìn)完后，交換器膨脹空間及樹(shù)脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液，為了充分利用這部分鹽液，采用小于或相當(dāng)于再生液流速的清水進(jìn)行清洗，目的是不使清水與再生液混合。

1.2.4 正洗 目的是清除樹(shù)脂層中殘留的再生廢液，通常以正常運(yùn)行流速清洗至出水合格為止。

1.2.5 鹽箱注水 向鹽箱注入溶解再生所需鹽耗量的水。通常即1 m3水溶解360 kg鹽（1加侖水溶解3磅鹽，濃度為26.4%）。

2 再生程序調(diào)整

2.1 調(diào)整反沖洗時(shí)間的長(zhǎng)短

定時(shí)器邊緣上標(biāo)有一圈數(shù)字（0～160），從“0”開(kāi)始的第一組銷子是控制反沖洗時(shí)間的（一根銷子是2 min）。改變銷子的數(shù)目就是相應(yīng)的改變了反洗時(shí)間的長(zhǎng)短。

2.2 調(diào)整吸鹽及慢洗時(shí)間的長(zhǎng)短

定時(shí)器上第一組插銷和第二組插銷之間的插銷孔數(shù)目是控制這兩個(gè)狀態(tài)的時(shí)間，每一孔相當(dāng)于2 min，增減孔的數(shù)目則更改吸鹽水及慢洗時(shí)間的長(zhǎng)短。調(diào)整時(shí)以移動(dòng)第二組銷子的位置來(lái)增減孔位。

2.3 調(diào)整正洗時(shí)間的長(zhǎng)短

定時(shí)器上第二組銷子數(shù)目是控制快洗時(shí)間長(zhǎng)短的，每增加或減少一根銷子，則增加或減短快洗兩分鐘。

2.4 調(diào)整鹽罐注水時(shí)間的長(zhǎng)短

定時(shí)器上第二組插銷與第三組插銷之間的孔數(shù)是控制注水時(shí)間長(zhǎng)短的。每一孔相當(dāng)于2 min，調(diào)整時(shí)以移動(dòng)第三組銷子的位置來(lái)增減孔數(shù)。當(dāng)上面的一個(gè)微開(kāi)關(guān)接觸臂接觸到第三組的兩根銷子時(shí)，再生程序結(jié)束?？墒嵌〞r(shí)器會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直至下面的一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸臂轉(zhuǎn)至定時(shí)器的圓形凹口內(nèi)為止。

3 運(yùn)行周期調(diào)整

3.1 調(diào)整再生（沖洗）日期

轉(zhuǎn)動(dòng)日期輪，讓數(shù)碼“1”對(duì)準(zhǔn)日期輪中心的紅箭頭，日期輪邊緣每一個(gè)小突起代表一天。日期輪的轉(zhuǎn)動(dòng)靠24小時(shí)時(shí)間盤(pán)的帶動(dòng)，時(shí)間盤(pán)轉(zhuǎn)一周，撥動(dòng)一個(gè)突起，日期輪由數(shù)碼“1”轉(zhuǎn)到數(shù)碼“2”。日期輪上可向外撥出不銹鋼片決定再生日期，哪個(gè)數(shù)碼對(duì)應(yīng)的不銹鋼片向外撥出，哪天為再生日期（原設(shè)定為再生當(dāng)天的次日凌晨2點(diǎn)開(kāi)始再生，可根據(jù)需要隨意更改）。

3.2 調(diào)整再生（沖洗）時(shí)間

壓下紅色按鈕，松開(kāi)與24 h時(shí)間盤(pán)的嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間盤(pán)直到“time ofday”的箭頭對(duì)準(zhǔn)當(dāng)天的當(dāng)前時(shí)間，松開(kāi)紅色按鈕，恢復(fù)與時(shí)間盤(pán)的嚙合。

3.3 多路自動(dòng)控制閥用于過(guò)濾器控制閥時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題

純水制備系統(tǒng)的預(yù)處理裝置采用多路自動(dòng)控制閥作過(guò)濾器控制閥時(shí)，控制閥的工作狀態(tài)為：運(yùn)行（過(guò)濾）、沖洗（反洗+正洗），原有吸鹽/慢洗、鹽箱注水程序則不需要，可以通過(guò)調(diào)整再生程序?qū)⑽}/慢洗、鹽箱注水程序調(diào)整至最短時(shí)間（由于結(jié)構(gòu)原因，最短時(shí)間為4 min）。

多路自動(dòng)控制閥使用時(shí)需要與主機(jī)設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)多路自動(dòng)控制閥需要沖洗時(shí)需要從控制閥內(nèi)引出沖洗信號(hào)提供給PLC控制裝置，PLC控制裝置適時(shí)停止主機(jī)設(shè)備運(yùn)行，待多路自動(dòng)控制閥沖洗結(jié)束后，即控制閥內(nèi)引出沖洗信號(hào)消除后，PLC控制裝置將重新啟動(dòng)主機(jī)設(shè)備運(yùn)行（見(jiàn)圖2）。

但是目前普遍存在的問(wèn)題是從多路自動(dòng)控制閥配置的再生沖洗信號(hào)引出端引出的信號(hào)（沖洗信號(hào)）僅能起到通知PLC多路自動(dòng)控制閥需要沖洗，因此在整個(gè)多路自動(dòng)控制閥沖洗（4個(gè)步驟：反洗、再生、正洗、注水）過(guò)程中原水泵始終處于運(yùn)行狀態(tài)。由于多路自動(dòng)控制閥作為過(guò)濾器使用時(shí)無(wú)需吸鹽/慢洗、鹽箱注水過(guò)程，而原水泵在此過(guò)程中繼續(xù)保持運(yùn)行，造成將近8 min的憋壓，長(zhǎng)此以往系統(tǒng)管道及過(guò)濾器罐體會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)漏水情況。

4 解決問(wèn)題的思路及方法

多路自動(dòng)控制閥作為過(guò)濾器使用時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，多路自動(dòng)控制閥在整個(gè)沖洗過(guò)程中（沖洗信號(hào)存在期間）僅有兩個(gè)狀態(tài)：一是需要啟動(dòng)原水泵（反洗、正洗），二是不需要啟動(dòng)原水泵（吸鹽/慢洗、鹽箱注水）。如果此時(shí)能提供一個(gè)信號(hào)給PLC，PLC就可適時(shí)啟動(dòng)或停止原水泵，避免憋壓的出現(xiàn)。

另外如果原水泵采用變頻器控制也可解決憋壓?jiǎn)栴}，但此方法設(shè)備成本會(huì)有很大提高。

5 具體實(shí)施步驟

多路自動(dòng)控制閥定時(shí)器上第一組銷子是控制反沖洗時(shí)間的，第二組插銷控制正沖洗時(shí)間，在此時(shí)定時(shí)器上靠上面的一個(gè)微開(kāi)關(guān)接觸臂接觸到兩組銷子成吸合狀態(tài)。第一組孔是控制吸鹽/慢洗時(shí)間的，第二組孔是控制鹽箱注水時(shí)間的，而在此時(shí)定時(shí)器上靠上面的一個(gè)微開(kāi)關(guān)接觸臂無(wú)法接觸到銷子，呈釋放狀態(tài)。我們利用此微動(dòng)開(kāi)關(guān)的常開(kāi)點(diǎn)引出一信號(hào)提供給PLC，作為多路自動(dòng)控制閥在沖洗時(shí)需要啟動(dòng)原水泵的信號(hào)，在此我們叫做沖洗程序信號(hào)。

多路自動(dòng)控制閥處于過(guò)濾狀態(tài)時(shí)控制閥內(nèi)引出的沖洗信號(hào)和沖洗程序信號(hào)均為0，當(dāng)多路自動(dòng)控制閥處于沖洗狀態(tài)時(shí)，控制閥內(nèi)引出沖洗信號(hào)首先為1，PLC根據(jù)沖洗信號(hào)停止主機(jī)設(shè)備運(yùn)行，當(dāng)隨之沖洗程序信號(hào)為1時(shí)（反洗和正洗時(shí)），PLC根據(jù)提供的沖洗程序信號(hào)適時(shí)啟動(dòng)原水泵，既滿足過(guò)濾器的沖洗用水，也避免了憋壓的出現(xiàn)（見(jiàn)圖3、圖4）。

6 結(jié)論

該方法已在我公司的設(shè)備上廣泛使用，徹底解決了憋壓運(yùn)行的問(wèn)題，消除了因憋壓造成的管道及過(guò)濾器漏水故障，并節(jié)省了能源?！?/p>

2012-05-06