電子廠高純水制備：iLEC端面自鎖反滲透膜元件使海水淡化過程更簡便更低廉
來源：陶氏化學（中國）投資有限公司 閱讀：4122 更新時間：2008-01-04 16:37| 詳細信息 | |||||
| 項目名稱 | 電子廠高純水制備：iLEC端面自鎖反滲透膜元件使海水淡化過程更簡便更低廉 | ||||
| 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
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現場情況 地點: 目的: 安裝日期 性能比較 |
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| 西班牙Lanzarote島（lnalsa）使用FILMETC反滲膜元件將海水化為飲用水。選用了zLEC端面自鎖連接膜元件使整個過程更簡單并節省了費用（圖片由lnalsa 友情提供）。 |
引言
Ｌanzarote是加納利群島七個主要島嶼中位于最東部的一個，距離非洲海岸約100公里。該旅游勝地很大程度上依賴于反滲海水化來淡化供應游客，民用和農業用水。反滲透系統的業主是lnalsa，該公司為40.000多人供水服務并進行廢水處理，1990年起，它們還生產品牌為Ａgua Chafariz的瓶裝水。
目前存在的問題是膜元件間的連接件Ｏ型密封圈會泄漏，在Ｌanzarote 三廠每個月系列都會有三支壓力容器發生此故障，對于該廠的四個系列反滲透裝置，每個月用來維護Ｏ型密封圈的人力約需18wh 工時。
采用iLEC端面自鎖連接的反滲透膜元件是專門為了消除此類問題所設計的，它利用一個靜止密封代替滑動接頭密封，用12支iLEC端面自鎖連接膜元件現場測試了其產水水質，能耗和拆裝的難易。
Lanzarote三廠密封泄漏問題
對每支壓力容器的產水電導每天檢測，確定可能發生泄漏的位置，打開產水電導高的壓力容器，卸下膜元件，如果元件間的內接頭沒有問題，則對元件作單獨測試，發現每組反滲透系列每個月有1-5個內接頭會泄漏，當壓力容器的產水電導逐漸升高但仍在允許范圍內時，就表示開始有少量的泄漏或正在加劇泄漏的發展，作好跟蹤檢測。定期停機以便維修有問題的內接頭，當時不會影響制水。然而，更換一支壓力容器的內接頭通常需要三個人花費大概30分鐘的時間，假設Ｌanzarote三廠共４個系列，每組平均３支壓力容器會泄漏，每個月用于更換Ｏ型密封圈的時間大約18個工時。如果每小時人工費＄25美元，折扣按％10計，5年內該項維修的凈開支為＄21，000美元。 如果淡化廠應該以設計出力運行，停機期間就有經濟損失，如存在這樣的罰款就會更高。Lnalsa自制了一頭帶有3個密封圈的接頭，材料費將成為另外一項花費。
iLEC端面自動鎖連接反滲透膜元件的優點
iLEC端面自鎖連接技術消除了膜元件之間的多個滑動密封,將每個連接處的密封面減少到僅一個軸向受壓力的O型密封圈,在基在元件的整個壽命期內,再也不需要潤滑和維護。因為不存在O形密封圈的磨損，提高了長期產水水質，也消除了使用標準內接頭安裝膜元件時對O形圈可能造成的損壞，開機后不需要檢漏。
端面自鎖連接術沒有傳統連接元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提示了傳統的內接頭部分較小的流道及多處滑動密封和iLEC端面自鎖連接技術更大的流道及固定密封的剖面對照示意圖。
圖1.元件連接剖面示意圖
與傳統接頭相比,ILEC端面自鎖膜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時,抗反應器自鎖型端面會產生獨特的快速咬合,并發出咔嗒咬合聲,當膜元件咬全在一起后,應確認膜元件抗應力器上的標記線已連成一線,它讓安裝者立即就知道O形密封已被壓縮,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（左）和（右）
系統設計
在Ｌanzarote三廠有四個系列的反滲透裝置共產水20,000m3,產水含鹽量430ppm，兩支壓力容器內裝上了帶iLECu端面自鎖連接技術的ＦILMTECTMSW30-380膜元件。本次試驗選擇了該廠第四系列的第一和第二段的壓力容器，該系列以二段60/48方式排列，每支8”壓力容器裝6支膜元件，壓力容器內現有元件達4-12年之久，進水來自海灘沉井，以砂濾和濾芯過濾作為預處理，進水總溶解性固體TDS為38,500ppm，用硫酸將PH調整為7。
在本次現場子評估開始時的第一段回收率為34/%，總回收率46/%。該系列產水量255m3/h，兩段壓力分別為64.0bar，62.8bar，溫度210C。
在這兩個試驗壓力容器中，換上了如圖3所示的壓力容器端板適配器，代替了由膜殼廠商提供的標準適配，減少了插入第一支和最后一支膜元件內的兩個滑動連接件，降低了壓力容器產水口的阻力。
圖３.端面自鎖連接壓力容器端板適配器進一步消除了壓力容器內潛在的泄漏點
裝置性能
采用了iLEC端面自鎖連接技術的ＦILMTECTMSW30HR-380膜元件從2003年３月12日開始運行。投運初期，第一段用ILEC端面自鎖連接元件的壓力容器在平均通量7.8Lmh(4.6gfd)時，產水TDS為270 ppm，該性能反映出在標準測試下膜元件的脫鹽率達到99.5%，同時說明膜元件間密封完美。
為了確認上述無泄漏操作，對標準連接iLEC端面自鎖連接的膜元件進行了產水水質探測，圖4顯示了第四系列第一段標準連接和端面自鎖連接產水電導探測曲線的比較，表明端面自鎖連接元件間密封好無泄漏，而相鄰裝有標準膜元件的壓力容器內1號與2號膜元件之間出現電導陡然升高，該壓力容器產水水質惡化，表明o形形圈有泄漏。
取消了標準內接頭和壓力表容器適配器有略微提高了能量效率，在第一段壓力容器出水端的另一側，以產水背為指測量了內頭和適配器的產水阻力，其值為0.09bar。
圖４.第四系列第一段標準連接和端面自鎖連接產水電導探測曲線對比圖表
當Ｌanzarote三廠操作人員第一次使用iLEC端面自鎖連接膜元件安裝iLEC端面自鎖連接膜元件僅需要３分鐘時間，與安裝標準膜元件一致，不論何種連接形式的膜元件打開和重裝一支壓力容器需要30分鐘，現場操作人員認為iLEC端面自鎖連接膜元件更易安裝，比標準元件安裝工作量少，即不需要用內接頭了。操作人員其它的感受包括：
．即使沒有帶鉗和拉手，膜元件也可以方便地裝入
．安裝時不需要增加人員，一般裝卸元件需要２－４人
．壓力容器適配器接頭預先裝在第一支和最后一支膜元件上
．iLEC端面自鎖連接膜元件地咬合易于檢查，即使在有噪音的設備現場，也有表明結合的良好指示，當詢問操作者剛剛裝入的膜元件有沒有很好的咬合在一起時，他們異口同聲地說“沒有問題！”
結論
采用了iLEC端面自鎖連接技術的FILMTECTMSW 30HR-380膜元件在Lanzarote三廠反滲透裝置上取得了成功。易于安裝，調試時無需檢漏，含有iLEC端面自鎖連接的壓力容器運行一年多后仍無泄漏，產水的總體水質，產水背壓降低。
工程圖片
