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使海水淡化程序更简易,更低廉

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使用单一固定式的密封替代滑动接头以防止反渗透元件自锁连接端盖的渗漏。

- By Dr. Jon Johnson and Markus Busch

Lanzarote是加那利群岛七个主要岛屿中最东边的一个,离非洲海岸线约100公里。这个深受欢迎的旅游胜地高度依赖以反渗透海水淡化来供应旅游、民用和农业用水。

 

Insular de Aguas de Lanzarote S.A. (Inalsa)拥有并运作Lanzarote的反渗透业务。它为4万多客户提供净水的生产、分配、再循环,以及污水处理的服务。1990年开始,Inalsa还生产瓶装水,并贴上Agua Chafariz的标签在市场上销售。

 

一个一直困扰着Inalsa反渗透元件的问题是元件间连接器O形密封圈会渗漏,它造成Lanzarote三厂中每组处理设备平均每月会有三支压力容器发生故障。由于这个工厂运转着四组反渗透装置,因此每个月用来维护O形密封圈渗漏的时间大约需要18个工时。

 

Filmtec反渗透元件所采用的iLEC自锁连接端盖的反渗透膜元件是专门为了消除这个问题而设计的,它用单一固定式的密封代替滑动接头密封。Lanzarote三厂装设12 iLEC 端盖自锁连接膜元件,并以现场测试来评估新元件的滤水质量、能耗和拆装的难易。

 

渗漏问题

 

工厂每天对每支压力容器所生产的滤水的传导性进行检测,来确定泄漏问题的发生。出现特别高传导性的压力容器会被打开并卸下。如果元件间的内接头没有问题,就对元件进行单独检测。每个月每组处理设备会有15 支压力容器发现内接头泄漏的问题。当压力容器的传导性升高但是仍在允许范围内时,就表示有少量或正在加剧的泄漏,工厂会对它进一步恶化的迹象进行跟踪监控。

 

因为工厂定期停机来维修内接头问题,所以目前没有影响生产。

 

但是,更换一支压力容器中内接头有问题的元件通常需要三个人花费大约30 分钟时间。假设Lanzarote 三厂的4 组处理设备,每月每组平均有3 支压力容器发生泄漏,每个月用于维护O 形密封圈的时间大约是18 个工时。

 

假设每小时人工费是25 美元,贴现率是10%,这项支出的5 年净现值是$21,000 美元。如果淡化厂按照设计能力运行,停机期间就要遭受货币损失,那么付出的成本代价会更高。由于Inalsa 自制了一种每头有3 O形密封圈的滑动接头替换有问题的内接头,材料费也成为另外一项额外的花费。

 

iLEC端盖自锁连接的优点

 

iLEC 端盖自锁连接技术消除了相邻膜元件之间的多层滑动密封,将每个连接处的密封面数减少到仅一个轴向受压的O 形密封圈,在元件的整个寿命期内都不需要润滑和维护。

 

因为避免了O 形密封圈磨损造成的泄漏,长期的滤水质量得以提高。和一般标准的内接头相较之下,安装膜元件时对O 形圈可能造成的挤压和损坏也被消除了,而且开机后不需要调试泄漏。

 

端盖自锁连接技术还消除了传统连接件因较小的流通直径对滤水流量的限制,因此降低了能耗。

 

与传统标准接头相比,同样的工作效率, iLEC 端盖自锁膜元件可在几分钟内安装完成。其独特的搭扣和对准特性能够提供触觉、听觉和视觉反馈使安装者确认相邻的元件已经正确地连接在一起。此外还有其他可供选择的工具可使元件的安装更为简易。

 

工厂设计

 

Lanzarote 三厂有四组反渗透装置共生产水20,000 立方米/天,其出水含盐量是430ppm其中两支压力容器内装上了带iLEC 端盖自锁连接技术的Filmtec SW30HR-380膜元件。本次试验选择了第4组中的第一和第二级的压力容器,每级装有60 x 48 排列的8-英寸压力容器。

 

每支压力容器装有6个支膜元件,这些元件现在的使用年限在412 。引进的海水来自海滩沉井,并用砂滤和筒式过滤进行预处理。进水的总溶解性固体TDS 38,500ppm,并用酸性亚硫酸盐pH 值调整为7

 

本次评估开始时,每组处理设备的第一段回收率为34%,而总回收率为46%,产水量大约是255立方米/小时。两段的进水压力分别为64.0bar62.8bar,温度是21摄氏度。

 

 

在这两个试验压力容器中,以自锁连接接头代替原有容器厂商提供的标准接头来连接压力容器。这项改进免去了每组容器中第一支和最后一支元件内的两个滑动连接件,因此降低了压力容器出水端口对出水流量的限制。

 

工厂运作性能

 

采用了iLEC 端盖自锁连接技术的Filmtec SW30HR-380 膜元件从2003 3 12 日开始运行。投运初期,第一段用iLEC 端盖自锁连接元件的压力容器在平均通量为20Lmh时,所产水的TDS 95ppm,第二段用iLEC 端盖自锁连接元件的压力容器在平均通量为7.8Lmh时,所产水的TDS 270ppm。在这个水平上要维持这样的性能需要标准测试下99.85%TDS去处率,和元件间完美的密封。

 

为了验证无泄漏操作,在Lanzarote三厂,对使用和没有使用iLEC 端盖自锁连接的膜元件进行了传导性探测。结果显示了使用iLEC 端盖自锁连接膜元件的无泄漏压力容器比相邻的使用标准元件的压力容器拥有较低,且较稳定的传导性。标准元件压力容器内1 号和2 号元件间O 形密封圈的泄漏导致了传导性的陡然升高和这个压力容器出水质量的恶化。

 

去掉标准联结器和压力容器接头略微提高了能量效率。我们对第一段压力容器里内的联结器和接头对水流的限制进行了测量,在压力容器出水端的另一侧进行测量,联结器和接头产生的背压约为0.2bar,而第一段装有iLEC 端盖自锁连接元件压力容器的相应结果只有0.09bar

 

Lanzarote 三厂对操作人员在第一次使用iLEC 端盖自锁连接元件时进行观察并且询问他们的意见。每支压力容器安装iLEC 端盖自锁连接元件仅需3 分钟时间。与安装标准元件一样,不论何种连接形式的元件,打开和稍后重装相同的压力容器则需要多达30 分钟的时间。

 

操作人员认为iLEC 端盖自锁连接元件较易安装,比标准元件安装的工作量少,部分原因是不需要安装内接头了。操作人员的其它感受包括:

 

*   即使没有带式扳手和元件抽拉工具,元件安装也很简易;

*      不需要增加人员,一般装卸元件需要24 人;

*      自锁压力容器的接头很容易安装到使用iLEC 盖面自锁连接元件压力容器的第一支和最后一支元件上;而且

*      iLEC 端盖自锁连接元件的搭扣性能易于检查,即使在嘈杂的工厂环境中,也能侦测是否成功连接。当询问刚刚装入的元件有没有很好地咬合在一起时,操作者们都回答“没有问题!”

 

 

采用了iLEC 端盖自锁连接技术的SW30HR-380 膜元件在Inalsa Lanzarote 三厂反渗透装置上的安装相当成功。它安装简便,启动时无需检测泄漏。使用iLEC 端盖自锁连接元件的压力容器安装一年多后仍然没有泄漏,而且产出水的总体水质提高,渗透背压明显降低。

 

 

 




强森博士是FilmTec Corp.(Dow Chemical Co.的子公司)的研发专家,他的联络方式是JEJohnson2@dow.com. 马克思布徐先生是柏林大学毕业的水处理工程师。他目前在Dow Deutschland Anlagengesellschaft mbH担任技术开发和服务的领导职位。他的联络方式是MBusch@dow.com.

来源: WWD-China.com   June 2007   卷数: 3 期数: 2
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