膜法水处理系统的PLC控制__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论文

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摘要：利用可编程序控制器（PLC）、变频器、继电器等电器元件控制的膜法水处理系统，可达到自动/手动平稳切换控制的膜法水处理工况要求。
　　由于采用PLC控制的手动/自动切换，可以实现无人操作。采用了变频器克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。实现过滤工艺，在线水力冲洗，化学药物清洗等超滤膜工艺。
　　
　　
　　关键字：可编程序控制器；变频器；继电器；膜法水处理系统
　　※前言
　　膜是水的净化和纯化的最佳手段，使用膜可以去除水中的悬浮物、细菌，有毒金属物质和有机物，大大提高水的质量。本文涉及的水处理系统采用超滤膜技术。即在一定压力作用下超滤膜的孔隙可通过溶液及由溶液带走的小于滤膜孔隙尺寸的溶质，而截留大于滤膜孔隙尺寸的溶质。超滤膜主要应用于颗粒物、胶体、大分子与溶剂小分子物质的分离。
　　为改善水质量，提高生活用水的洁净度，本系统采用中空超滤膜对水源进行过滤，达到清除悬浮物、浊度、COD、胶体、细菌等水中杂质的目的。
　　需过滤的水源通过水泵输送到中空过滤膜当中，在水泵的压力下经中空过滤膜渗透出去，实现对水源的净化过程。同时考虑到对膜污染物的定时清洗，需通过变频器改变水泵的输入频率，来改变水泵的输出压力，由此实现不同频率对应不同压力以达到冲洗、反洗、药洗等过程的目的。
　　鉴于上述特点，从技术可靠性和经济实用角度综合考虑，设计采用PLC控制与变频器控制相结合的自动变压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了水泵系统“远程联动”的控制目的。
　　※超滤的基本理论
　　超滤是一种从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离过程，其分离机理一般认为是机械筛分原理，其中超滤膜具有选择性分离的特点。
　　超滤过程：在压力作用下，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过超滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称为超滤液，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成为浓缩液。溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用方式：
　　(1)在膜面的机械截留；
　　(2)在膜表面及微孔内吸附；
　　(3)膜孔的堵塞。
　　※超滤工艺
　　超滤工艺中主要的膜污染为有机物、悬浮物与微生物污染。防止膜污染的主要措施是错流过滤模式加低频率冲洗工艺，或全量过滤模式加高频率冲洗工艺以及双向流等工艺。错流工艺保持了1～10%的浓水排放量，形成对膜表面污染物的冲洗，以减小浓差极化，减轻膜污染，但会使系统回收率降低。全量过滤工艺取消了错流量，系统给水全部回收，而频繁的水力冲洗也将消耗一定水量。
　　超滤工艺过程中的膜污染是一种与系统运行共生的现象，且为一个渐进过程。当污染达到一定程度时，必然需要膜清洗工艺以清除膜污染、恢复膜性能。膜清洗工艺分为水力冲洗与化学清洗两大类。水力冲洗再分为正向冲洗、顶部反冲、底部反冲、全部反洗及加气反冲五种。且存在冲洗时间、冲洗压力及冲洗通量问题，并存在原水、净水或反渗透产水作冲洗液的问题。化学清洗有正洗、反洗、浸泡等工艺，所用化学药剂有酸、碱、氧化剂等，清洗工艺还存在温度、压力、流量、时间等参数。表1示出海德能公司HYDRAcap超滤膜的过滤、冲洗及加药清洗的工艺的径流模式与运行参数。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　表1海德能公司HYDRAcap超滤膜工作模式
　　操作模式    径流方向    运行参数
　　过滤
　　工艺    全量过滤    A→C，关B    60～145L/m2•hr
　　
　　    错流过滤    A→C    60～145L/m2•hr
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