多路自動控制閥在水處理設備上的應用

郭強 （天津開發區天元康宇環保科技發展有限公司 天津300456）

多路自動控制閥在水處理設備上的應用

郭強 （天津開發區天元康宇環保科技發展有限公司 天津300456）

對于反滲透膜元件而言，絕大多數情況下的水源不能直接進入反滲透膜元件，因為其中所含的雜質會污染膜元件，影響系統的穩定運行和膜元件的使用壽命。介紹了一種多路自動控制閥在水處理設備上的應用方法。

多路自動控制閥 沖洗 沖洗信號 沖洗程序信號 憋壓

0 引言

對于反滲透膜元件而言，絕大多數情況下的水源不能直接進入反滲透膜元件，因為其中所含的雜質會污染膜元件，影響系統的穩定運行和膜元件的使用壽命。預處理就是根據原水中雜質的特性，采取合適的工藝對其進行處理，使其達到反滲透膜元件的進水要求的過程，因其在整個水處理工藝流程中的位置在反滲透之前，所以稱為預處理。

在純水制備系統工藝流程（見圖1）中較常用的預處理設備為多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器等，而中小型多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器等采用的控制閥均為美國阿圖祖或富萊克多路自動控制閥。本文結合十幾年的工程經驗，介紹一種多路自動控制閥在水處理設備上的應用方法。

1 多路自動控制閥常規使用方法存在的問題

1.1 多路自動控制閥工作原理

多路自動控制閥本身是一種軟水控制閥。軟水器的工作循環過程由下列具體步驟組成：運行（軟化）、再生（反洗、吸鹽+慢速清洗、正洗、鹽箱注水）。而軟水控制閥就是將上述的軟水器每一個步驟實現自動控制，可采用時間、流量或感應器等方式來啟動再生。作為預處理設備通常采用時間控制啟動再生過程，人們還可根據水質情況調整再生程序。

1.2 軟水控制閥的循環過程

1.2.1 運行（軟化） 原水在一定的壓力、流量下，流經裝有離子交換樹脂的容器（作為軟水控制閥使用時），樹脂中所含的可交換離子Na+，與水中的陽離子（Ca2+、Mg2+……等）進行離子交換，使容器出水的Ca2+、Mg2+含量達到我們的要求。

1.2.2 反洗 樹脂失效后，在進行再生之前先用水自下而上地進行反洗，反洗的目的有兩個：一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層松動，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；二是清除運行時在樹脂表層積累的懸浮物及樹脂表面的懸浮物，同時一些碎樹脂顆粒也可隨著反洗水排出，這樣，交換器的水流阻力不會越來越大。

1.2.3 吸鹽+慢速清洗 再生液（鹽液）在一定濃度、流量下流經失效的樹脂層，將樹脂還原再生，使其恢復原有的交換能力。在再生液進完后，交換器膨脹空間及樹脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液，為了充分利用這部分鹽液，采用小于或相當于再生液流速的清水進行清洗，目的是不使清水與再生液混合。

1.2.4 正洗 目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液，通常以正常運行流速清洗至出水合格為止。

1.2.5 鹽箱注水 向鹽箱注入溶解再生所需鹽耗量的水。通常即1 m3水溶解360 kg鹽（1加侖水溶解3磅鹽，濃度為26.4%）。

2 再生程序調整

2.1 調整反沖洗時間的長短

定時器邊緣上標有一圈數字（0～160），從“0”開始的第一組銷子是控制反沖洗時間的（一根銷子是2 min）。改變銷子的數目就是相應的改變了反洗時間的長短。

2.2 調整吸鹽及慢洗時間的長短

定時器上第一組插銷和第二組插銷之間的插銷孔數目是控制這兩個狀態的時間，每一孔相當于2 min，增減孔的數目則更改吸鹽水及慢洗時間的長短。調整時以移動第二組銷子的位置來增減孔位。

2.3 調整正洗時間的長短

定時器上第二組銷子數目是控制快洗時間長短的，每增加或減少一根銷子，則增加或減短快洗兩分鐘。

2.4 調整鹽罐注水時間的長短

定時器上第二組插銷與第三組插銷之間的孔數是控制注水時間長短的。每一孔相當于2 min，調整時以移動第三組銷子的位置來增減孔數。當上面的一個微開關接觸臂接觸到第三組的兩根銷子時，再生程序結束。可是定時器會繼續旋轉直至下面的一個微動開關接觸臂轉至定時器的圓形凹口內為止。

3 運行周期調整

3.1 調整再生（沖洗）日期

轉動日期輪，讓數碼“1”對準日期輪中心的紅箭頭，日期輪邊緣每一個小突起代表一天。日期輪的轉動靠24小時時間盤的帶動，時間盤轉一周，撥動一個突起，日期輪由數碼“1”轉到數碼“2”。日期輪上可向外撥出不銹鋼片決定再生日期，哪個數碼對應的不銹鋼片向外撥出，哪天為再生日期（原設定為再生當天的次日凌晨2點開始再生，可根據需要隨意更改）。

3.2 調整再生（沖洗）時間

壓下紅色按鈕，松開與24 h時間盤的嚙合，轉動時間盤直到“time ofday”的箭頭對準當天的當前時間，松開紅色按鈕，恢復與時間盤的嚙合。

3.3 多路自動控制閥用于過濾器控制閥時出現的問題

純水制備系統的預處理裝置采用多路自動控制閥作過濾器控制閥時，控制閥的工作狀態為：運行（過濾）、沖洗（反洗+正洗），原有吸鹽/慢洗、鹽箱注水程序則不需要，可以通過調整再生程序將吸鹽/慢洗、鹽箱注水程序調整至最短時間（由于結構原因，最短時間為4 min）。

多路自動控制閥使用時需要與主機設備聯動運行，當多路自動控制閥需要沖洗時需要從控制閥內引出沖洗信號提供給PLC控制裝置，PLC控制裝置適時停止主機設備運行，待多路自動控制閥沖洗結束后，即控制閥內引出沖洗信號消除后，PLC控制裝置將重新啟動主機設備運行（見圖2）。

但是目前普遍存在的問題是從多路自動控制閥配置的再生沖洗信號引出端引出的信號（沖洗信號）僅能起到通知PLC多路自動控制閥需要沖洗，因此在整個多路自動控制閥沖洗（4個步驟：反洗、再生、正洗、注水）過程中原水泵始終處于運行狀態。由于多路自動控制閥作為過濾器使用時無需吸鹽/慢洗、鹽箱注水過程，而原水泵在此過程中繼續保持運行，造成將近8 min的憋壓，長此以往系統管道及過濾器罐體會經常出現漏水情況。

4 解決問題的思路及方法

多路自動控制閥作為過濾器使用時我們發現，多路自動控制閥在整個沖洗過程中（沖洗信號存在期間）僅有兩個狀態：一是需要啟動原水泵（反洗、正洗），二是不需要啟動原水泵（吸鹽/慢洗、鹽箱注水）。如果此時能提供一個信號給PLC，PLC就可適時啟動或停止原水泵，避免憋壓的出現。

另外如果原水泵采用變頻器控制也可解決憋壓問題，但此方法設備成本會有很大提高。

5 具體實施步驟

多路自動控制閥定時器上第一組銷子是控制反沖洗時間的，第二組插銷控制正沖洗時間，在此時定時器上靠上面的一個微開關接觸臂接觸到兩組銷子成吸合狀態。第一組孔是控制吸鹽/慢洗時間的，第二組孔是控制鹽箱注水時間的，而在此時定時器上靠上面的一個微開關接觸臂無法接觸到銷子，呈釋放狀態。我們利用此微動開關的常開點引出一信號提供給PLC，作為多路自動控制閥在沖洗時需要啟動原水泵的信號，在此我們叫做沖洗程序信號。

多路自動控制閥處于過濾狀態時控制閥內引出的沖洗信號和沖洗程序信號均為0，當多路自動控制閥處于沖洗狀態時，控制閥內引出沖洗信號首先為1，PLC根據沖洗信號停止主機設備運行，當隨之沖洗程序信號為1時（反洗和正洗時），PLC根據提供的沖洗程序信號適時啟動原水泵，既滿足過濾器的沖洗用水，也避免了憋壓的出現（見圖3、圖4）。

6 結論

該方法已在我公司的設備上廣泛使用，徹底解決了憋壓運行的問題，消除了因憋壓造成的管道及過濾器漏水故障，并節省了能源。■

2012-05-06