电子厂高纯水制备：iLEC端面自锁反渗透膜元件使海水淡化过程更简便更低廉
来源：陶氏化学（中国）投资有限公司 阅读：3891 更新时间：2008-01-04 16:37| 详细信息 | |||||
| 项目名称 | 电子厂高纯水制备：iLEC端面自锁反渗透膜元件使海水淡化过程更简便更低廉 | ||||
| 建设地点 | 建设起始时间 | 建设结束时间 | |||
| 建设性质 | 新建 | 工程投资 | 废水性质 | ||
| 处理规模 | 进水水质 | 出水水质 | |||
| 处理工艺 | 运行费用 | 承包范围 | |||
工程说明
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现场情况 地点: 目的: 安装日期 性能比较 |
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| 西班牙Lanzarote岛（lnalsa）使用FILMETC反渗膜元件将海水化为饮用水。选用了zLEC端面自锁连接膜元件使整个过程更简单并节省了费用（图片由lnalsa 友情提供）。 |
引言
Ｌanzarote是加纳利群岛七个主要岛屿中位于最东部的一个，距离非洲海岸约100公里。该旅游胜地很大程度上依赖于反渗海水化来淡化供应游客，民用和农业用水。反渗透系统的业主是lnalsa，该公司为40.000多人供水服务并进行废水处理，1990年起，它们还生产品牌为Ａgua Chafariz的瓶装水。
目前存在的问题是膜元件间的连接件Ｏ型密封圈会泄漏，在Ｌanzarote 三厂每个月系列都会有三支压力容器发生此故障，对于该厂的四个系列反渗透装置，每个月用来维护Ｏ型密封圈的人力约需18wh 工时。
采用iLEC端面自锁连接的反渗透膜元件是专门为了消除此类问题所设计的，它利用一个静止密封代替滑动接头密封，用12支iLEC端面自锁连接膜元件现场测试了其产水水质，能耗和拆装的难易。
Lanzarote三厂密封泄漏问题
对每支压力容器的产水电导每天检测，确定可能发生泄漏的位置，打开产水电导高的压力容器，卸下膜元件，如果元件间的内接头没有问题，则对元件作单独测试，发现每组反渗透系列每个月有1-5个内接头会泄漏，当压力容器的产水电导逐渐升高但仍在允许范围内时，就表示开始有少量的泄漏或正在加剧泄漏的发展，作好跟踪检测。定期停机以便维修有问题的内接头，当时不会影响制水。然而，更换一支压力容器的内接头通常需要三个人花费大概30分钟的时间，假设Ｌanzarote三厂共４个系列，每组平均３支压力容器会泄漏，每个月用于更换Ｏ型密封圈的时间大约18个工时。如果每小时人工费＄25美元，折扣按％10计，5年内该项维修的净开支为＄21，000美元。 如果淡化厂应该以设计出力运行，停机期间就有经济损失，如存在这样的罚款就会更高。Lnalsa自制了一头带有3个密封圈的接头，材料费将成为另外一项花费。
iLEC端面自动锁连接反渗透膜元件的优点
iLEC端面自锁连接技术消除了膜元件之间的多个滑动密封,将每个连接处的密封面减少到仅一个轴向受压力的O型密封圈,在基在元件的整个寿命期内,再也不需要润滑和维护。因为不存在O形密封圈的磨损，提高了长期产水水质，也消除了使用标准内接头安装膜元件时对O形圈可能造成的损坏，开机后不需要检漏。
端面自锁连接术没有传统连接元件造成膜元件产水中心管道直径减小的缺点，由此降低了系统的耗能。图1提示了传统的内接头部分较小的流道及多处滑动密封和iLEC端面自锁连接技术更大的流道及固定密封的剖面对照示意图。
图1.元件连接剖面示意图
与传统接头相比,ILEC端面自锁膜元件可在数分钟内安装两支膜元件,当正确地将元件连锁在一起时,抗反应器自锁型端面会产生独特的快速咬合,并发出咔嗒咬合声,当膜元件咬全在一起后,应确认膜元件抗应力器上的标记线已连成一线,它让安装者立即就知道O形密封已被压缩,并形成了无泄漏连接.图2展示了安装膜元件的选配工具,带钳和拉手。
图２.用于端面自锁膜元件安装的轻型带（左）和（右）
系统设计
在Ｌanzarote三厂有四个系列的反渗透装置共产水20,000m3,产水含盐量430ppm，两支压力容器内装上了带iLECu端面自锁连接技术的ＦILMTECTMSW30-380膜元件。本次试验选择了该厂第四系列的第一和第二段的压力容器，该系列以二段60/48方式排列，每支8”压力容器装6支膜元件，压力容器内现有元件达4-12年之久，进水来自海滩沉井，以砂滤和滤芯过滤作为预处理，进水总溶解性固体TDS为38,500ppm，用硫酸将PH调整为7。
在本次现场子评估开始时的第一段回收率为34/%，总回收率46/%。该系列产水量255m3/h，两段压力分别为64.0bar，62.8bar，温度210C。
在这两个试验压力容器中，换上了如图3所示的压力容器端板适配器，代替了由膜壳厂商提供的标准适配，减少了插入第一支和最后一支膜元件内的两个滑动连接件，降低了压力容器产水口的阻力。
图３.端面自锁连接压力容器端板适配器进一步消除了压力容器内潜在的泄漏点
装置性能
采用了iLEC端面自锁连接技术的ＦILMTECTMSW30HR-380膜元件从2003年３月12日开始运行。投运初期，第一段用ILEC端面自锁连接元件的压力容器在平均通量7.8Lmh(4.6gfd)时，产水TDS为270 ppm，该性能反映出在标准测试下膜元件的脱盐率达到99.5%，同时说明膜元件间密封完美。
为了确认上述无泄漏操作，对标准连接iLEC端面自锁连接的膜元件进行了产水水质探测，图4显示了第四系列第一段标准连接和端面自锁连接产水电导探测曲线的比较，表明端面自锁连接元件间密封好无泄漏，而相邻装有标准膜元件的压力容器内1号与2号膜元件之间出现电导陡然升高，该压力容器产水水质恶化，表明o形形圈有泄漏。
取消了标准内接头和压力表容器适配器有略微提高了能量效率，在第一段压力容器出水端的另一侧，以产水背为指测量了内头和适配器的产水阻力，其值为0.09bar。
图４.第四系列第一段标准连接和端面自锁连接产水电导探测曲线对比图表
当Ｌanzarote三厂操作人员第一次使用iLEC端面自锁连接膜元件安装iLEC端面自锁连接膜元件仅需要３分钟时间，与安装标准膜元件一致，不论何种连接形式的膜元件打开和重装一支压力容器需要30分钟，现场操作人员认为iLEC端面自锁连接膜元件更易安装，比标准元件安装工作量少，即不需要用内接头了。操作人员其它的感受包括：
．即使没有带钳和拉手，膜元件也可以方便地装入
．安装时不需要增加人员，一般装卸元件需要２－４人
．压力容器适配器接头预先装在第一支和最后一支膜元件上
．iLEC端面自锁连接膜元件地咬合易于检查，即使在有噪音的设备现场，也有表明结合的良好指示，当询问操作者刚刚装入的膜元件有没有很好的咬合在一起时，他们异口同声地说“没有问题！”
结论
采用了iLEC端面自锁连接技术的FILMTECTMSW 30HR-380膜元件在Lanzarote三厂反渗透装置上取得了成功。易于安装，调试时无需检漏，含有iLEC端面自锁连接的压力容器运行一年多后仍无泄漏，产水的总体水质，产水背压降低。
工程图片
