電子廠高純水制備：iLEC端面自鎖反滲透膜元件使海水淡化過程更簡便更低廉
來源：陶氏化學(xué)（中國）投資有限公司 閱讀：4433 更新時間：2008-01-04 16:37| 詳細信息 | |||||
| 項目名稱 | 電子廠高純水制備：iLEC端面自鎖反滲透膜元件使海水淡化過程更簡便更低廉 | ||||
| 建設(shè)地點 | 建設(shè)起始時間 | 建設(shè)結(jié)束時間 | |||
| 建設(shè)性質(zhì) | 新建 | 工程投資 | 廢水性質(zhì) | ||
| 處理規(guī)模 | 進水水質(zhì) | 出水水質(zhì) | |||
| 處理工藝 | 運行費用 | 承包范圍 | |||
工程說明
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現(xiàn)場情況 地點: 目的: 安裝日期 性能比較 |
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| 西班牙Lanzarote島（lnalsa）使用FILMETC反滲膜元件將海水化為飲用水。選用了zLEC端面自鎖連接膜元件使整個過程更簡單并節(jié)省了費用（圖片由lnalsa 友情提供）。 |
引言
Ｌanzarote是加納利群島七個主要島嶼中位于最東部的一個，距離非洲海岸約100公里。該旅游勝地很大程度上依賴于反滲海水化來淡化供應(yīng)游客，民用和農(nóng)業(yè)用水。反滲透系統(tǒng)的業(yè)主是lnalsa，該公司為40.000多人供水服務(wù)并進行廢水處理，1990年起，它們還生產(chǎn)品牌為Ａgua Chafariz的瓶裝水。
目前存在的問題是膜元件間的連接件Ｏ型密封圈會泄漏，在Ｌanzarote 三廠每個月系列都會有三支壓力容器發(fā)生此故障，對于該廠的四個系列反滲透裝置，每個月用來維護Ｏ型密封圈的人力約需18wh 工時。
采用iLEC端面自鎖連接的反滲透膜元件是專門為了消除此類問題所設(shè)計的，它利用一個靜止密封代替滑動接頭密封，用12支iLEC端面自鎖連接膜元件現(xiàn)場測試了其產(chǎn)水水質(zhì)，能耗和拆裝的難易。
Lanzarote三廠密封泄漏問題
對每支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)每天檢測，確定可能發(fā)生泄漏的位置，打開產(chǎn)水電導(dǎo)高的壓力容器，卸下膜元件，如果元件間的內(nèi)接頭沒有問題，則對元件作單獨測試，發(fā)現(xiàn)每組反滲透系列每個月有1-5個內(nèi)接頭會泄漏，當壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)逐漸升高但仍在允許范圍內(nèi)時，就表示開始有少量的泄漏或正在加劇泄漏的發(fā)展，作好跟蹤檢測。定期停機以便維修有問題的內(nèi)接頭，當時不會影響制水。然而，更換一支壓力容器的內(nèi)接頭通常需要三個人花費大概30分鐘的時間，假設(shè)Ｌanzarote三廠共４個系列，每組平均３支壓力容器會泄漏，每個月用于更換Ｏ型密封圈的時間大約18個工時。如果每小時人工費＄25美元，折扣按％10計，5年內(nèi)該項維修的凈開支為＄21，000美元。 如果淡化廠應(yīng)該以設(shè)計出力運行，停機期間就有經(jīng)濟損失，如存在這樣的罰款就會更高。Lnalsa自制了一頭帶有3個密封圈的接頭，材料費將成為另外一項花費。
iLEC端面自動鎖連接反滲透膜元件的優(yōu)點
iLEC端面自鎖連接技術(shù)消除了膜元件之間的多個滑動密封,將每個連接處的密封面減少到僅一個軸向受壓力的O型密封圈,在基在元件的整個壽命期內(nèi),再也不需要潤滑和維護。因為不存在O形密封圈的磨損，提高了長期產(chǎn)水水質(zhì)，也消除了使用標準內(nèi)接頭安裝膜元件時對O形圈可能造成的損壞，開機后不需要檢漏。
端面自鎖連接術(shù)沒有傳統(tǒng)連接元件造成膜元件產(chǎn)水中心管道直徑減小的缺點，由此降低了系統(tǒng)的耗能。圖1提示了傳統(tǒng)的內(nèi)接頭部分較小的流道及多處滑動密封和iLEC端面自鎖連接技術(shù)更大的流道及固定密封的剖面對照示意圖。
圖1.元件連接剖面示意圖
與傳統(tǒng)接頭相比,ILEC端面自鎖膜元件可在數(shù)分鐘內(nèi)安裝兩支膜元件,當正確地將元件連鎖在一起時,抗反應(yīng)器自鎖型端面會產(chǎn)生獨特的快速咬合,并發(fā)出咔嗒咬合聲,當膜元件咬全在一起后,應(yīng)確認膜元件抗應(yīng)力器上的標記線已連成一線,它讓安裝者立即就知道O形密封已被壓縮,并形成了無泄漏連接.圖2展示了安裝膜元件的選配工具,帶鉗和拉手。
圖２.用于端面自鎖膜元件安裝的輕型帶（左）和（右）
系統(tǒng)設(shè)計
在Ｌanzarote三廠有四個系列的反滲透裝置共產(chǎn)水20,000m3,產(chǎn)水含鹽量430ppm，兩支壓力容器內(nèi)裝上了帶iLECu端面自鎖連接技術(shù)的ＦILMTECTMSW30-380膜元件。本次試驗選擇了該廠第四系列的第一和第二段的壓力容器，該系列以二段60/48方式排列，每支8”壓力容器裝6支膜元件，壓力容器內(nèi)現(xiàn)有元件達4-12年之久，進水來自海灘沉井，以砂濾和濾芯過濾作為預(yù)處理，進水總?cè)芙庑怨腆wTDS為38,500ppm，用硫酸將PH調(diào)整為7。
在本次現(xiàn)場子評估開始時的第一段回收率為34/%，總回收率46/%。該系列產(chǎn)水量255m3/h，兩段壓力分別為64.0bar，62.8bar，溫度210C。
在這兩個試驗壓力容器中，換上了如圖3所示的壓力容器端板適配器，代替了由膜殼廠商提供的標準適配，減少了插入第一支和最后一支膜元件內(nèi)的兩個滑動連接件，降低了壓力容器產(chǎn)水口的阻力。
圖３.端面自鎖連接壓力容器端板適配器進一步消除了壓力容器內(nèi)潛在的泄漏點
裝置性能
采用了iLEC端面自鎖連接技術(shù)的ＦILMTECTMSW30HR-380膜元件從2003年３月12日開始運行。投運初期，第一段用ILEC端面自鎖連接元件的壓力容器在平均通量7.8Lmh(4.6gfd)時，產(chǎn)水TDS為270 ppm，該性能反映出在標準測試下膜元件的脫鹽率達到99.5%，同時說明膜元件間密封完美。
為了確認上述無泄漏操作，對標準連接iLEC端面自鎖連接的膜元件進行了產(chǎn)水水質(zhì)探測，圖4顯示了第四系列第一段標準連接和端面自鎖連接產(chǎn)水電導(dǎo)探測曲線的比較，表明端面自鎖連接元件間密封好無泄漏，而相鄰裝有標準膜元件的壓力容器內(nèi)1號與2號膜元件之間出現(xiàn)電導(dǎo)陡然升高，該壓力容器產(chǎn)水水質(zhì)惡化，表明o形形圈有泄漏。
取消了標準內(nèi)接頭和壓力表容器適配器有略微提高了能量效率，在第一段壓力容器出水端的另一側(cè)，以產(chǎn)水背為指測量了內(nèi)頭和適配器的產(chǎn)水阻力，其值為0.09bar。
圖４.第四系列第一段標準連接和端面自鎖連接產(chǎn)水電導(dǎo)探測曲線對比圖表
當Ｌanzarote三廠操作人員第一次使用iLEC端面自鎖連接膜元件安裝iLEC端面自鎖連接膜元件僅需要３分鐘時間，與安裝標準膜元件一致，不論何種連接形式的膜元件打開和重裝一支壓力容器需要30分鐘，現(xiàn)場操作人員認為iLEC端面自鎖連接膜元件更易安裝，比標準元件安裝工作量少，即不需要用內(nèi)接頭了。操作人員其它的感受包括：
．即使沒有帶鉗和拉手，膜元件也可以方便地裝入
．安裝時不需要增加人員，一般裝卸元件需要２－４人
．壓力容器適配器接頭預(yù)先裝在第一支和最后一支膜元件上
．iLEC端面自鎖連接膜元件地咬合易于檢查，即使在有噪音的設(shè)備現(xiàn)場，也有表明結(jié)合的良好指示，當詢問操作者剛剛裝入的膜元件有沒有很好的咬合在一起時，他們異口同聲地說“沒有問題！”
結(jié)論
采用了iLEC端面自鎖連接技術(shù)的FILMTECTMSW 30HR-380膜元件在Lanzarote三廠反滲透裝置上取得了成功。易于安裝，調(diào)試時無需檢漏，含有iLEC端面自鎖連接的壓力容器運行一年多后仍無泄漏，產(chǎn)水的總體水質(zhì)，產(chǎn)水背壓降低。
工程圖片
