工业废水处理电子阻垢反渗透系统

赵晋红

摘要：目前工业废水回用处理系统中，因高COD、高胶体颗粒、高盐分水质易造成反渗透膜运行周期短、易污堵等问题，为此在反渗透装置前加装活性炭过滤器和电子阻垢器作为技术解决方案。在反渗透前加装活性碳过滤器可以降低COD，结合电子阻垢器交变磁场对水分子的活化作用，能够有效防止反渗透膜结垢和有机物污堵。本装置简化了系统软化设备和药剂投加设备，运行无需添加阻垢剂，即可确保反渗透膜达到预期效果。可编程逻辑控制器产生的信号可输入到多个电子阻垢器绕组感应器中，实现一机多条管线处理应用。本装置与传统反渗透水处理系统相比，具有系统简单、节省药剂、可实现全自动控制，特别适用于废水回用的反渗透系统。

关键词：电子阻垢器；反渗透装置；控制系统；可编程逻辑控制器；废水回用Abstract：Industrialwastewaterreusetreatmentsystematpresent，duetothehighCOD，highcolloidparticlesandhighsalinitywatereasytocausethereverseosmosismembraneproblemsuchasshortrunningperiod，easyfouling，thereforeaddingactivatedcarbonfilterinfrontofthereverseosmosisdeviceandelectronicscale，asatechnicalsolution.InfrontofthereverseosmosiswithactivatedcarbonfiltercanreduceCOD，combinedwiththeelectronicscalealternatingmagneticfieldtotheactivationofwatermolecules，caneffectivelypreventreverseosmosismembranefoulingandorganiccompoundfouling.Thisdevicesimplifiesthesystemsofteningequipmentandreagentdosingequipment，runningwithoutaddingscaleinhibitors，canensurethereverseosmosismembranetoachievethedesiredeffect.Thesignalsproducedbytheprogrammablelogiccontrollercanbeinputintomultiplesensors，electronicscalewindingimplementmorethanonelineprocessingapplications.Thisdevicecomparedwiththetraditionalreverseosmosiswatertreatmentsystem，ithasasimplesystem，savingagents，whichcanrealizeautomaticcontrol，especiallysuitableforwastewaterreuseofreverseosmosissystem.Keywords：Electronicscaledevice，Reverseosmosisdevice，Controlsystem，Programmablelogiccontroller，Wastewaterreuse

1引言在反渗透水处理过程中，悬浮颗粒、有机物和溶解性物质的浓度不断增加。悬浮颗粒及有机物沉积在膜上，堵塞进水流道。难溶盐在超过其饱和极限时，会从浓水中沉淀出来，在膜面上形成结垢，降低反渗透膜的通量，增加运行压力，并导致产品水质下降。现有技术通常采用软化、氧化、加酸、加阻垢剂的方法对进入反渗透膜系统之前的原水进行预处理，系统复杂，药剂及能耗高。长期运行结果表明，阻垢剂的使用不仅使反渗透膜系统初期投资成本和运行成本明显增加，而且阻垢剂的添加有时并不能起到预期的作用，使反渗透膜在线反洗无法解决污堵问题，只能将膜拆下，长途运输返厂进行专业清洗，才能恢复到原设计预期工作水平。反渗透膜拆卸，进行离线专业清洗不仅耗费大，而且还影响生产。

2电子阻垢器反渗透系统的技术方案及特点针对目前反渗透系统运行存在的现状，本文提出了一种电子阻垢反渗透系统，主要由活性炭过滤器、电子阻垢器、保安过滤器、高压泵、反渗透装置以及其控制系统组成。其工艺流程如图1所示。

1活性碳过滤器2电子阻垢器3保安过滤器4高压泵5反渗透装置6可编程逻辑控制器图1电子阻垢器反渗透系统流程图在电子阻垢器前安装活性碳过滤器，一是可以吸附水中大分子有机物，有效降低反渗透进水COD值，避免有机物对反渗透膜的污染。

二是COD的降低可以提高电子阻垢器的阻垢效果。电子阻垢器产生的交变磁场对水中正、负离子相结合的破坏作用，使该装置能够有效防止反渗透膜表面的污堵和结垢等现象的发生，保证了反渗透装置的长期稳定运行。采用活性碳过滤加电子阻垢的预处理系统及控制装置，不需要投加阻垢剂及设置复杂的软化设备，即可保证反渗透膜可靠运行。同时电子阻垢能够活化水分子，提高反渗透处理能力。本系统可有效降低工程初期投资费用和系统的运行成本。

电子阻垢器适用范围宽，可广泛用于不同管道直径、不同流量、不同介质，对水流方向、横竖管线、系统压力均无限制。与传统反渗透水处理系统相比具有系统简单、节约药剂、可实现全自动控制等特点。

3电子阻垢器的工作原理及其阻垢机理电子阻垢器是基于交变电磁场原理而设计，通过信号发生器产生一种极性、振幅和频率高速变化的电流，该电流又在管道中产生快速变化的磁场，对水中的Ca2+、Mg2+产生一种离子干扰作用，可以改变这些离子的电化学特性和物理特性，降低Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42-之间的吸附能力，从而阻止这些离子之间结合成垢。

在反渗透前安装的电子阻垢器可有效防止反渗透装置结垢。电子阻垢器产生的磁场感应使固体和管道内生物膜粘合强度降低，其针状晶体结构光滑无粘性表面，呈松软絮状悬浮在介质中随介质流动，避免了向器壁和膜表面的沉积，达到防止结垢的目的，同时能起到活化水分子，提高渗透力的作用。

在电子阻垢器交变磁场的作用下，反渗透进水无需添加阻垢剂，从而省掉了系统长期运行所需阻垢剂的费用。电子阻垢器的安装不仅大量减少了运行过程中投加阻垢剂的药剂成本和人工费用，而且可有效延长反渗透装置运行周期，大大减少反渗透装置常规反洗和化学清洗频次，不仅降低了冲洗水资源的二次污染和浪费，而且对反渗透膜的使用寿命具有显著增强作用。

4电子阻垢器反渗透系统主要设备及运行参数设计水温：5~30℃原水水质：TDS668mg/L，总硬312mg/L（以CaCO3计），COD13.12mg/L源水水压：0.30MPa反渗透膜型号：陶氏BW30FR-400/34i反渗透产水量：75m3/h反渗透回收率：≥75%电子阻垢器功率：800W5电子阻垢器反渗透系统的检测表计电子阻垢反渗透系统要良好自动运行，需要配置必要的检测表计：一般包括温度表、压力表、电导率表、余氯表、氧化还原电位表等，装设的地点及其作用分述如下。

5.1温度表给水温度表用于实时监测给水温度。因反渗透的产水量与温度有关，需要控制在15℃~25℃之间，所以必须监测以便求出标准产水量。

另外，温度超过45℃会损坏膜元件，因此对原水加热器系统应设超限报警、超温水自动排放和停运RO的保护。

5.2压力表给水压力表用于实时监测给水压力。用于计算每一段的压降，进而对产水量和盐透过率进行标定。5μm保安过滤器安装进出口压力表，当压降达到一定值时（2bar）更换滤芯。给水泵进出口压力表用于监测给水泵进出口压力，进出口压力开关用于在进口压力时低报警、停泵，出口压力高时（延时，以防慢开门未打开）报警、停泵。

5.3流量表产品水流量表在运行中监测产水量，每套应单独装设，以便于标定RO性能数据。产品水流量具有瞬时指示、累计和记录等多种功能，浓水排水流量表在运行中监测排水量，具有指示、累计和记录功能。

给水流量表还可用于加药量的自动调节。

5.4电导率表给水电导率表、产品水电导率表可指示、记录水的电导率，可设置超限报警，从给水电导率和产品水电导率可知RO的脱盐率。

5.5余氯表测定给水余氯，具有指示、记录和超限报警功能，还可用于加药量的自动调节。

5.6氧化还原电位表经加还原剂消除余氯的给水应装设氧化还原电位表。它具有指示、记录和超限报警功能，同时用于加药量的自动调节。

6电子阻垢器反渗透系统的自动控制活性碳过滤器后安装PH在线分析仪、硬度在线分析仪、流量计和可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器根据PH在线分析仪、硬度在线分析仪、流量计的在线测量值实时调节控制电子阻垢器输出的电流及脉冲频率值，从而使电子阻垢器能够工作在最节能的前提下，达到防止反渗透膜的污堵和结垢的最理想效果。电子阻垢器可根据不同的处理介质和工艺条件分别进行针对性设定，从而产生最适合最有效的脉冲电压和调制脉冲频率，控制装置产生的信号可输入到多个电子阻垢器绕组感应器中，实现一机多条管线处理应用。控制装置具有液晶显示监测流量和变频电流输出值以及运行报警指示。

7结束语电子阻垢器反渗透系统节能、环保，综合节约能源可达30%，节约化学药剂费用，没有二次污染，可在条件适合的情况下大力推广使用。

参考文献：[1]作者：王瑾辉《静电水处理技术在空压站循环水系统中的应用》刊名《冶金动力》2001年第一期总第83期第47至51页[2]作者：柳涛吴秀芳《静电水处理技术》刊名《物理》1991年06期作者简介：赵晋红，（1972.10--），女，山东济南人，单位：北京朗新明环保科技有限公司，高级工程师，专业方向：电气控制。