工业电动滤水器在海水淡化中的应用与控制设计

       随着海水淡化产业的工艺改进，超滤工艺更多的运用到海水淡化工艺设计中，工业电动滤水器作为保护超滤装置的主要设备，其工艺设计及控制设计的优劣可直接影响到超滤的运行情况。
       海水淡化作为一种解决水资源短缺的重要战略手段，在世界范围内发挥着越来越重要的作用。反渗透以其投资成本低、运行灵活、技术可靠等优势被广泛使用。现在国内的海水淡化工艺中，双膜法的设计越来越成为主流。压力式超滤以其占地面积小，产水水质稳定，水质好等优点，可减轻反渗透膜元件的工作负担，实现更长时间连续运行以及更高的膜通量条件下运行，从而广泛的用于反渗透的预处理中。然而超滤要安全稳定的运行，其前置的工业电动滤水器是非常重要的。
1、工业电动滤水器的应用
       工业电动滤水器起源于农业灌溉，过滤原水中的沙石。近年来在水处理行业得以普遍应用，当前压力式超滤膜的材质不管是内压的还是外压的，不外乎pp,PVDF,PES这类主流材料，当进入超滤组件中的水含有颗粒物时，则会划伤超滤膜表面的过滤皮层，通常认为表面破损超过3um即为断丝现象，从而导致超滤产水水质发生变化，例如浊度上升，SDI值超标，污染后续工艺设备。为了保证超滤膜的稳定运行，工业电动滤水器开始应用到超滤系统的前置处理中。
2、工业电动滤水器的分类
2.1叠片过滤器
       叠片过滤器是采用两边刻有大量一定微米尺寸的沟槽的薄薄的塑料叠片，一串同种模式的叠片叠压在特别设计的内撑上。通过弹簧和液体压力压紧时，叠片之间的沟槽交叉，从而制造出拥有一系列独特过滤通道的深层过滤单元，这个过滤单元装在一个耐压腐蚀的滤筒中形成过滤器。
2.2网式过滤器
       网式过滤器是采用线隙式或者编织网式不锈钢滤芯，作为过滤元件，几个滤芯放在一个过滤器外壳内。过滤方式为：未经过滤的液体流入网式过滤器，从过滤器滤芯的内部流到滤芯的外部，这样一来，液体中的污染颗粒就被拦截到滤芯的内部。
3、工业电动滤水器的选用
       目前主流的工业电动滤水器分为网式过滤器和叠片过滤器，网式过滤器以其占地面积小，过滤水量大为显著优点，同时网式过滤器一般为内源反洗，自耗水量低。但是网式过滤器不管是楔形网、还是编织网，他的过滤方式仅是一层过滤网，对于部分异形物或条形物拦截率不高，而且用于海水淡化工艺上，过滤网材质必须选择SS22053材质以上的，故价格也比较昂贵。而叠片过滤器整个过流件材质为塑料材质，接触海水的弹簧采用高钼钢或者双相不锈钢，同时在表面过滤的基础上还有深度过滤，可以很好地保证过滤精度。因此叠片工业电动滤水器在海水淡化上应用更为广泛一些。
       叠片过滤器可按照要求的过滤精度选择相应精度的叠片，按照要求的水量选择相应尺寸的过滤器。对于其控制可以简单的分为过滤运行和反洗过程。当海水淡化预处理的方案是絮凝沉淀池和V型滤池的组合时，出水的水质就会比较好，通常浊度可以在3度以下，因此，工业电动滤水器在这种水质情况下，可以设置比较长时间的间隔反洗。工业电动滤水器的反洗控制与工艺系统的设计有很大的关系，直接涉及到控制的可实现性和操作便捷性。
4、工业电动滤水器工艺设计及控制设计
常用的几种工艺系统设计与控制方式如下：
       叠片过滤器与超滤布置分为母管制连接和单元制连接，工业电动滤水器的控制反洗方案又分为内源反洗和外源反洗。
       根据几家过滤器厂家技术手册的计算得出：内源反洗方案的耗水比较少，也比较节省投资和运行能耗。母管制和单元制相比，母管制的工艺可以互为备用，稳定性比较高，单元制的控制比较简单，但是不能备用。若叠片过滤器母管制连接，并采用内源反洗方案，则可设计方案一：
       要实现工业电动滤水器能够反洗，则出水母管时刻要保持满足反洗的压力，通常维持压力在3bar。然而后续的超滤设备的运行压力一般在1.5bar左右，所以超滤前面必须设置调节阀或者减压阀，来控制压力对超滤产生超压影响，这样的一种运行方案将工业电动滤水器进水泵的部分扬程就损失掉了，比较耗能，同时增加了投资。可设计方案二：
       出水母管出口装设一只调节阀，并设置旁路，平时工业电动滤水器正常运行时，产水通过旁路管路进入到超滤系统中。当需要反洗时，通过压差或者时间控反洗。关闭旁路，调节阀调节母管压力，实现满足工业电动滤水器反洗的所需求的压力，这种设计方案在旁路开启时，会对超滤产生水锤作用。可见在工业电动滤水器与超滤分别母管制的情况下，做成内源反洗对系统设计影响比较大，需要详细的考虑细节。故在这种工艺系统下，采用外源反洗方案，但是也不推荐工业电动滤水器做单独控制，单独控制需要增加就地设备，并且使逻辑控制复杂了，增加编程人员的逻辑负担。如果将母管制的系统按照单元制的控制去实现，也就是过滤器与超滤仍然一一对应的同时控制反洗、停机动作，可以实现分组洗，而不用组内每个滤头单独设置三通阀来控制每个滤头反洗。以此降低控制难度和运行难度。如果单元制的工艺布置，在过滤器的选型中，需要考虑的是，每个滤头的产水量如何匹配，为了防止滤头反洗在投运时对产水水量、和产水压力产生的波动，选小一规格的滤头，多设置几个滤头，每个滤头的产水量下来了，反洗时候对系统的冲洗比较小，对系统的稳定是比较有保障的。
       随着海水淡化的兴起，超滤系统工艺的应用，只有更好的处理好进膜前的水，才可以减少后续膜组件的投资，并维持其稳定运行，工业电动滤水器虽然只是预处理中的一个小组成，但其良好的选型和控制是超滤工艺稳定运行的基础。