iLEC端面自鎖聯接膜元件經受惡劣的操作環境解決泄露問題
來源：陶氏化學（中國）投資有限公司 閱讀：5204 更新時間：2008-01-07 11:10| 詳細信息 | |||||
| 項目名稱 | iLEC端面自鎖聯接膜元件經受惡劣的操作環境解決泄露問題 | ||||
| 建設地點 | 建設起始時間 | 建設結束時間 | |||
| 建設性質 | 新建 | 工程投資 | 廢水性質 | ||
| 處理規模 | 進水水質 | 出水水質 | |||
| 處理工藝 | 運行費用 | 承包范圍 | |||
工程說明
| 現場情況 地點： 美國德克薩斯Freeport 目的： 評估iLECTM端面自鎖聯接膜元件適應惡劣使用條件的能力 使用時間： 2年 性能對比： iLEC端面自鎖連接沒有泄漏及其它與操作有關的問題 |
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| 位于德克薩斯的陶氏化學公司生產基地有許多化工裝置，這里選用了FILMTECTMIlec端面自鎖 連接技術膜元件解決了泄漏問題。 |
引言
法國威利亞（Veolia）環境公司所屬美國過濾公司（USFilter）在德克薩斯Freeport陶氏化學公司B廠區擁有并運營著一套反滲透水處理系統。陶氏化學購買它凈化水作為鍋爐的補給水，生產包括聚乙烯，乙烯基乙二醇，聚氨酯，環氧樹脂，氫氧化鈉和氯乙烯等石化產品。
由于一級反滲透系統的第一段壓降較高，加之膜元件需要經常拆卸離線清洗，使得系統內反滲透膜元件的中心管內連接件經常出現損壞的問題。壓降引起了因系統不斷地啟停使得膜元件出現頻繁的竄動，頻繁的重復裝卸還會導致o形密封圈的扭曲變形乃至損壞。
在本系統的一級反滲透裝置的第一段壓力容器內安裝了FLMTECTM Ilec端面自鎖聯接膜元件，替換了原來傳統連接的膜元件。目的在于通過監控長期的產水水質驗證iLEC端面自鎖聯接技術是否可以實現無泄漏的操作效果。
iLEC端面自鎖連接元件的優點
iLEC端面自鎖聯接技術取消了兩支相鄰膜元件之間使用多處滑動密封件的需要，取而代之的是一個軸向壓縮密封圈，它所能帶來的直接好處就是在膜元件整個使用壽命期間，免維護并不需要潤滑劑。
避免了由于O形密封圈因長期使用老化或損壞所致的泄露,和普通膜元件相比,采用iLEC端面自鎖聯接技術的系統不存在O形密封圈安裝時的損壞,也可省略系統調試運行期間的滲漏檢查。
端面自鎖連接技術沒有傳統連接件造成膜元件產水中心管道直徑減小的缺點，由此降低了系統的耗能。圖1揭示了傳統的內接頭部分較小的流道及多處滑動密封和iLEC端面自鎖連接技術的流道及固定密封的剖面對照示意圖。
圖1.傳統插入式（左）的O形密封圈與采用iLEC端面自鎖聯接技術軸向固定O形密封圈比較，箭頭表示O形密封的受壓力方向。
iLEC與膜元件中心管永久結合在一起，使得膜元件非常適合于經常性的劇烈操作方式，并為膜提供了結實的保護。
與傳統接頭相比，iLEC端面自鎖元件可在數分鐘內安裝兩支膜元件，當正確地將元件連鎖在一起進，抗應力器自鎖型端面會產生獨特的快速咬合，并發出咔嗒合聲，當膜元件咬合在一起后，應確認膜元件抗應器上的標記線應墨守成連成一線，它讓安裝者立即就知道O形密封圈已被壓縮，并形成了無泄漏連接。圖2展示了安裝膜元件的選配工具，帶鉗和拉手。
圖2.用于端面自鎖膜元件安裝的輕型帶鉗(左)和拉手（右）
系統設計
水處理系統為兩級反滲透流程，一級反滲透11套，二級反滲透7套，所有18套裝置的壓力容器均采用4/2排列方式，每個壓力容器六支膜元件，膜元件為FILMTECTMBW30-365FR,圖3所示為系統設計流程圖。
圖3.德克薩斯Freeport 特大型化工基地USFilter水處理B廠流程圖
每套反滲透系統的技術參數如下：第一級回收率80%，產水量27m3(120gpm)。第二級回收率80%，產水量32m3/h(140gpm)。陶氏工廠需要電導低于5us/cm，硅含量小于20ppb的產水227 m3/h。
系統水源為Brazoa 河河水，經過可氯氧化殺菌，澄清過濾，軟化和脫氯后進入反滲透深度處理。一般反滲透進水的淤結指數為(SDI)3-4us/cm，有時超過5，原水含鹽量（TDS260-660ppm）和溫度（10-300C,50-860F）隨季節而變化，反映出反滲透產水電導的變化范圍為3-5us/cm。
該RO系統，尤其是第一級，經常會遭遇生物和膠狀污堵。除了離線清洗和沖洗之外，整個基本上是連續運行。USFilter的專有沖洗程序每星期操作兩次。此外，每支膜元件每年平均會進行四次拆卸離線清洗，離線和沖洗的頻率由系統壓降決定。
在夏季，污堵的幾率和清洗的頻率均大幅的增加，SDI常會超過5，結果導致了第一級第一段發生快速污堵。經常性的拆裝膜元件完整性及膜元件的密封性均產生了嚴峻地挑戰。
O形密封圈損壞導致的成本增加
USFilter估計每月每套反滲裝置大約發生一次O形密封圈的泄漏，通常所有一級反滲透每月發生8次泄漏事故。首先通過檢測每支壓力容器出水電導，再用探頭逐個探測該壓力容器內的膜元件，確認泄漏點的位置。需要停止裝置的運行，取出膜元件，拆除破損的o形密封圈，再裝上膜元件。
解決一個壓力容器中的泄漏點需要2個工時以25美元計，每月八次，每年的成本就是4,800美元，這筆開銷的五年同比凈現值就是18,200美元，扣除10%的折率，除以整個一級反滲透裝置中的膜元件數，每支膜元件與O形密封圈有關的花費為46美元，這極大地增加了膜元件的使用成本。
此外，由于O形密封圈的泄漏浪費了時間和造成了生產產能的損失也不容忽略，由于透鹽率嚴重上升，裝置可能不得不停運，因為裝置的產水水質已經不能滿足鍋爐給水的要求。
裝置性能
該廠系統從1993年開始投運，2002年3月，一級第一段的一個壓力容器內的膜元件替換成最新的iLEC端面自鎖聯接FILMTECTMBW30-365FR,膜元件。
時至今日， iLEC端面自鎖聯接膜元件已經運行了兩年，未發生O形密封圈泄漏或其它操作運行問題。圖4表明，盡管長期重復的裝卸操作，第一段的產水水質沒有發生變化。iLEC膜元件從第一次投運開始，始終全面發揮了性能，無O形密封圈泄漏的情況，符合陶氏的產品規范規定。
圖4. 重復的裝卸操作對反滲透產水水質的影響
結論
從安裝到現在的兩年時間里，即便有很高的進水側壓降，頻繁的啟動停止系統以及經常性地裝卸膜元件，iLEC 端面自鎖元件表現十分出色，達到了預期無故障操作的實際效果。
工程圖片
