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    1 引言

    目前制純水的方法有四種，蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。而反滲透又是最先進(jìn)、效率最高、最節(jié)能的制純水技術(shù)。反滲透是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種水處理工藝。目前，它已用在城市用水、制藥用水、鍋爐補(bǔ)給水、電廠鍋爐補(bǔ)給水、工業(yè)廢水及海水淡化和各種溶液中溶質(zhì)分離等方面。

    2 反滲透技術(shù)介紹

    2.1 反滲透技術(shù)原理

    反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。

    其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。由于反滲透膜的膜孔徑非常小（僅為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等（去除率高達(dá)97%-98%）。反滲透是目前高純水設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種脫鹽技術(shù)，它的分離對(duì)象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機(jī)物；反滲透（RO）、超過(guò)濾（UF）、微孔膜過(guò)濾（MF）和電滲析（EDI）技術(shù)都屬于膜分離技術(shù)。

    反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個(gè)，一是一個(gè)有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過(guò)反滲透半透膜而與透過(guò)反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質(zhì)中，溶解性鹽類是最難清除的。因此，經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來(lái)確定反滲透的凈水效果。反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。

    2.2 反滲透制純水設(shè)備組成

                          

                                    圖1 反滲透設(shè)備

    反滲透純水設(shè)備主要由兩部分組成，機(jī)械部分和電氣部分。

    機(jī)械部分主要由水泵、壓力罐、水箱、過(guò)濾器和管路組成。

    電氣部分主要由可編程控制器（PLC）、觸摸屏、變頻器、壓力表、繼電器等組成。

    3 反滲透控制工藝

    本系統(tǒng)工藝流程專為生產(chǎn)制藥用純化水而設(shè)，系統(tǒng)采用多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器及保安過(guò)濾器作為前級(jí)處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機(jī)硅膠體、有機(jī)物、異味、余氯等雜質(zhì)，使經(jīng)過(guò)處理后的原水符合反滲透的進(jìn)水要求，然后進(jìn)入程控二級(jí)反滲透裝置去除水中的溶解性鹽類物質(zhì)、細(xì)菌、熱源等。

       

                                    圖2 系統(tǒng)的工藝流程圖

    本系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)和手動(dòng)兩種運(yùn)行模式。自動(dòng)程控裝置采用和利時(shí)PLC(可編程控制器)作為中心控制元件，通過(guò)多點(diǎn)多路水位傳感器、動(dòng)態(tài)壓力控制器組合監(jiān)測(cè)各部件的運(yùn)行情況來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)，設(shè)置了手動(dòng)操作方式，可用于系統(tǒng)安裝調(diào)試和維修時(shí)使用。

    4 控制系統(tǒng)介紹

    控制系統(tǒng)上位機(jī)采用和利時(shí)HT6600C系列觸摸屏，下位機(jī)CPU選用和利時(shí)LM3105模塊，上、下位機(jī)之間通過(guò)RS232進(jìn)行通訊。

                       
 
                                      圖3 控制系統(tǒng)配置

    4.1 可編程控制器部分

    該設(shè)備有4路數(shù)字量輸入，5路DC24V數(shù)字量輸出。因此，本系統(tǒng)配置1個(gè)CPU模塊LM3105。

    表1系統(tǒng)I/O分配表

        

    信號(hào)類型 名稱 PLC地址 備注

    開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào) 原水箱上位浮動(dòng)開(kāi)關(guān) %IX0.0 常開(kāi)

    原水箱下位浮動(dòng)開(kāi)關(guān) %IX0.1 常開(kāi)

    中間水箱上位浮動(dòng)開(kāi)關(guān) %IX0.2 常開(kāi)

    中間水箱下位浮動(dòng)開(kāi)關(guān) %IX0.3 常開(kāi)

    開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào) 原水泵 %QX0.0 

    一級(jí)高壓泵 %QX0.1 

    二級(jí)高壓泵 %QX0.2 

    純水泵 %QX0.3 

    原水進(jìn)電磁閥 %QX0.4 

    4.2 觸摸屏部分

    上位監(jiān)控部份采用和利時(shí)HT6600C系列觸摸屏，配以監(jiān)控軟件來(lái)完成。觸摸屏可以顯示系統(tǒng)的工作模式，包括手動(dòng)、自動(dòng)和停止，可以顯示水泵的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)可以通過(guò)觸摸屏設(shè)定水泵的投切時(shí)間。

         

                                   圖4 手動(dòng)測(cè)試畫(huà)面

         

                                    圖5 自動(dòng)運(yùn)行畫(huà)面

    5 結(jié)論

    反滲透技術(shù)在未來(lái)20年內(nèi)將是最有效、最關(guān)鍵的水處理方式，這就是說(shuō)純水機(jī)的誕生無(wú)疑是飲用水市場(chǎng)發(fā)展的必然規(guī)律。目前，市場(chǎng)上純水設(shè)備所采用的控制器主要以S7200系列、三菱、歐姆龍系列為主，低端產(chǎn)品相對(duì)出現(xiàn)的較少。目前和利時(shí)產(chǎn)品性能方面完全能夠滿足該行業(yè)應(yīng)用要求，在特殊要求場(chǎng)合下（濕度較大），我們可以根據(jù)客戶需要進(jìn)行產(chǎn)品定制（內(nèi)部電路板做防水處理）。

    參 考 文 獻(xiàn)

    [1]  馮占峰; 反滲透膜在制藥系統(tǒng)的應(yīng)用及維護(hù)[J]; 中國(guó)科技信息; 2005年10期; 24

    [2] 《HOLLiAS LM系列PLC硬件手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2007.1

    [3]《HOLLiAS LM系列PLC軟件手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2008.1

    [4] 《HOLLiAS LM系列PLC指令手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2007.5