工業(yè)廢水處理超濾裝置工藝
1、引言
各工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水，統(tǒng)稱為工業(yè)廢水，其中包括生產(chǎn)工藝排水、設(shè)備和場地清洗水等。工業(yè)廢水的成分復(fù)雜、性質(zhì)各異，它們所含有的有機需氧物質(zhì)、化學(xué)毒物、無機固體懸浮物、重金屬離子、酸、堿等均可對環(huán)境造成污染。
物、重金屬離子、酸、堿等均可對環(huán)境造成污染。由于工業(yè)的發(fā)展，大量工業(yè)廢水排入水體，作為一種新型的分離技術(shù)，膜技術(shù)既能對廢水進行有效的凈化，又能回收有用物質(zhì)，具有節(jié)能、設(shè)備簡單、操作方便等特點。在造紙廢水、含油廢水、印染廢水、化工廢水等工業(yè)廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。
超濾是其中一種膜分離技術(shù)，其膜為多孔性不對稱結(jié)構(gòu)。超濾過濾過程是以膜兩側(cè)壓差為驅(qū)動力，以機械篩分原理為基礎(chǔ)的一種溶液分離過程。超濾技術(shù)的發(fā)展極為迅速，不但在特殊溶液的分離方面有獨到的作用，而且在工業(yè)水處理方面應(yīng)用越來越多。
2、超濾裝置工藝控制設(shè)計
正確的系統(tǒng)運行和操作是保證超濾膜系統(tǒng)長期高性能穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，包括系統(tǒng)的首次投運、正確的運行步序和日常開停機操作，膜組件污堵、污染和結(jié)垢以及水力沖擊破壞等的預(yù)防。這些方面不僅要在設(shè)計時給予充分的考慮，而且要在調(diào)試和運行時密切關(guān)注。
本文以超濾系統(tǒng)在國內(nèi)某工業(yè)廢水處理應(yīng)用為例，對超濾裝置工藝控制設(shè)計進行介紹。
2.1 超濾系統(tǒng)構(gòu)成
本工業(yè)廢水處理超濾系統(tǒng)由自清洗過濾器、超濾裝置、酸洗裝置、堿洗裝置、氯洗裝置、超濾產(chǎn)水池等設(shè)備和設(shè)施構(gòu)成。
2.2 系統(tǒng)工藝控制設(shè)計
2.2.1 自清洗過濾器
本系統(tǒng)設(shè)有2臺自清洗過濾器，該過濾器由自帶的控制元器件進行反洗控制。反洗方式有壓差反洗、時間反洗或手動反洗，出廠設(shè)定好，只需提供220V電源。
2.2.2 超濾裝置
本系統(tǒng)設(shè)有2套超濾裝置，單套產(chǎn)水100m3/h，按2套并聯(lián)運行。1套故障或長期停運時，另外1套可正常制水。反洗由PLC自動控制進行輪流反洗。工藝控制設(shè)計如下：
(1)自動控制設(shè)計：
1)正常運行
①開機正洗：開啟正洗排放氣動蝶閥、進水氣動蝶閥→啟動超濾進水泵，正洗38s；
②運行：開啟產(chǎn)水氣動蝶閥→關(guān)閉正洗進水氣動蝶閥，制水27min結(jié)束；
③停止超濾進水泵；
④關(guān)閉進水氣動蝶閥、產(chǎn)水氣動蝶閥；
⑤進入反洗階段。
2)常規(guī)反洗
2套超濾裝置輪流反洗，1套反洗時，另外1套制水。任何一套反洗時，系統(tǒng)不停機。本常規(guī)反洗每套每日累計共36次(反洗+CEB總共45次)。
①排水：開啟反洗排放氣動蝶閥，排水2s；
②進氣：關(guān)閉反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥→開啟進氣氣動蝶閥，氣洗20s；
③上反洗：關(guān)閉進氣氣動蝶閥→開啟反洗進水氣動蝶閥→啟動反洗水泵，反洗30s；
④下反洗：開啟反洗排放氣動蝶閥→關(guān)閉正洗排放氣動蝶閥，反洗30s；
⑤正洗：停止反洗進水泵→關(guān)閉反洗進水氣動蝶閥、反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥、進水氣動蝶閥，正洗38s，之后直接進入運行。
3)CEB1加酸反洗(每日3次)
2套超濾裝置輪流反洗，1套反洗時，另外1套制水。任何一套反洗時，系統(tǒng)不停機。
當每日反洗次數(shù)累計至第4次、第19次、第34次結(jié)束，自第5次、第20次、第35次進行CEB1反洗程序。
①排水：開啟反洗排放氣動蝶閥，排水2s；
②進氣：關(guān)閉反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥→開啟進氣氣動蝶閥，氣洗20s；
③上反洗：關(guān)閉進氣氣動蝶閥→開啟反洗進水氣動蝶閥→啟動反洗水泵、加酸酸洗泵，反洗30s；
④下反洗：開啟反洗排放氣動蝶閥→關(guān)閉正洗排放氣動蝶閥，反洗30s；
⑤浸泡：停止反洗水泵和加酸酸洗泵→關(guān)閉反洗進水氣動蝶閥、反洗排放氣動蝶閥，浸泡10min；
⑥排水：開啟反洗排放氣動蝶閥，排水20s；
⑦進氣：關(guān)閉反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥→開啟進氣氣動蝶閥，氣洗20s；
⑧上反洗：關(guān)閉進氣氣動蝶閥→開啟反洗進水氣動蝶閥→啟動反洗水泵，反洗30s；
⑨下反洗：開啟反洗排放氣動蝶閥→關(guān)閉正洗排放氣動蝶閥，反洗30s；
⑩正洗：停止反洗進水泵→關(guān)閉反洗進水氣動蝶閥、反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥、進水氣動蝶閥，正洗38s，之后直接進入運行。
4)CEB2加堿反洗(每日6次)
2套超濾裝置輪流反洗，1套反洗時，另外1套制水。任何一套反洗時，系統(tǒng)不停機。當每日反洗次數(shù)累計至第9次、第14次、第24次、第29次、第39次、第44次結(jié)束，自第10次、第15次、第25次、第30次、第40次、第45次進行CEB2反洗程序。
①排水：開啟反洗排放氣動蝶閥，排水2s；
②進氣：關(guān)閉反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥→開啟進氣氣動蝶閥，氣洗20s；
③上反洗：關(guān)閉進氣氣動蝶閥→開啟反洗進水氣動蝶閥→啟動反洗水泵、加堿堿洗泵、加氯氯洗泵，反洗30s；
④下反洗：開啟反洗排放氣動蝶閥→關(guān)閉正洗排放氣動蝶閥，反洗30s；
⑤浸泡：停止反洗水泵、加堿堿洗泵和加氯氯洗泵→關(guān)閉反洗進水氣動蝶閥、反洗排放氣動蝶閥，浸泡10min；
⑥排水：開啟反洗排放氣動蝶閥，排水20s；
⑦進氣：關(guān)閉反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥→開啟進氣氣動蝶閥，氣洗20s；
⑧上反洗：關(guān)閉進氣氣動蝶閥→開啟反洗進水氣動蝶閥→啟動反洗水泵，反洗30s；
⑨下反洗：開啟反洗排放氣動蝶閥→關(guān)閉正洗排放氣動蝶閥，反洗30s；
⑩正洗：停止反洗進水泵→關(guān)閉反洗進水氣動蝶閥、反洗排放氣動蝶閥→開啟正洗排放氣動蝶閥、進水氣動蝶閥，正洗38s，之后直接進入運行。
(2)手動控制設(shè)計：
①設(shè)備調(diào)試時全部采用手動操作；
②所有自動閥門、水泵可通過手動按鈕啟停；
③纖維球過濾器進水泵未啟動，超濾裝置進水泵不能手動啟動。
2.2.3 酸洗裝置
本系統(tǒng)設(shè)有1套酸洗裝置。含1臺酸貯罐，1臺氣動隔膜泵等。酸洗僅能通過系統(tǒng)PLC控制進行自動運行。
(1)當超濾進行化學(xué)分散清洗(CEB1)時，酸氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥開啟啟動；當化學(xué)分散清洗(CEB1)結(jié)束時，酸氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥關(guān)閉停止。
(2)酸貯罐設(shè)有2個微型浮球液位開關(guān)，控制高、低液位。高液位時，進行聲光報警，人工關(guān)閉進水閥。低液位時，進行聲光報警，酸氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥關(guān)閉停止。
2.2.4 堿洗裝置和氯洗裝置
本系統(tǒng)設(shè)有1套堿洗裝置和1套氯洗裝置。堿洗和氯洗僅能通過系統(tǒng)PLC控制進行自動運行。堿洗裝置含1臺氫氧化鈉貯罐，1臺氣動隔膜泵等。氯洗裝置含1臺次氯酸鈉貯罐，1臺氣動隔膜泵等。
(1)當超濾進行化學(xué)分散清洗(CEB2)時，堿氣動隔膜泵、氯氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥開啟同時啟動；當化學(xué)分散清洗(CEB2)結(jié)束時，堿氣動隔膜泵、氯氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥關(guān)閉停止。
(2)每個貯罐設(shè)有2個微型浮球液位開關(guān)，控制高、低液位。高液位時，進行聲光報警，人工關(guān)閉進水閥。低液位時，進行聲光報警，堿氣動隔膜泵、氯氣動隔膜泵通過壓縮空氣電磁閥關(guān)閉停止。
2.2.5 超濾產(chǎn)水池
該水池設(shè)有1臺超聲波液位計，分別控制高、中、低液位。
高液位時，允許啟動后續(xù)進水泵或超濾反洗泵，前面超濾裝置停止供水。
中液位時，前面超濾裝置進行供水，后續(xù)進水泵、超濾反洗泵不停止。
低液位時，進行聲光報警，后續(xù)進水泵或超濾反洗泵停止。
3、結(jié)語
通過采用以上設(shè)計，國內(nèi)某工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中超濾裝置自2016年11月運行至今，產(chǎn)水量保持穩(wěn)定，由于采用自動化控制，運行維護極為方便，操作可以在中控室進行遠程實施。
當然，超濾系統(tǒng)是一個自動化程度高和有較高精度要求的系統(tǒng)，不僅包括設(shè)備和設(shè)施，還包括了很多在線儀表(如流量儀表、壓力儀表、pH儀表等)和自動閥門(如氣動閥、電動閥、電磁閥等)。再完美的工藝控制設(shè)計，都需要依靠儀表和閥門的去實現(xiàn)。因此，在超濾系統(tǒng)整體設(shè)計中，還要選用可靠性強、性能較優(yōu)、應(yīng)用業(yè)績好的儀表和閥門，以此來滿足運行要求。
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