多路自动控制阀在水处理设备上的应用

郭强 （天津开发区天元康宇环保科技发展有限公司 天津300456）

多路自动控制阀在水处理设备上的应用

郭强 （天津开发区天元康宇环保科技发展有限公司 天津300456）

对于反渗透膜元件而言，绝大多数情况下的水源不能直接进入反渗透膜元件，因为其中所含的杂质会污染膜元件，影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命。介绍了一种多路自动控制阀在水处理设备上的应用方法。

多路自动控制阀 冲洗 冲洗信号 冲洗程序信号 憋压

0 引言

对于反渗透膜元件而言，绝大多数情况下的水源不能直接进入反渗透膜元件，因为其中所含的杂质会污染膜元件，影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命。预处理就是根据原水中杂质的特性，采取合适的工艺对其进行处理，使其达到反渗透膜元件的进水要求的过程，因其在整个水处理工艺流程中的位置在反渗透之前，所以称为预处理。

在纯水制备系统工艺流程（见图1）中较常用的预处理设备为多介质过滤器、活性炭过滤器、软水器等，而中小型多介质过滤器、活性炭过滤器、软水器等采用的控制阀均为美国阿图祖或富莱克多路自动控制阀。本文结合十几年的工程经验，介绍一种多路自动控制阀在水处理设备上的应用方法。

1 多路自动控制阀常规使用方法存在的问题

1.1 多路自动控制阀工作原理

多路自动控制阀本身是一种软水控制阀。软水器的工作循环过程由下列具体步骤组成：运行（软化）、再生（反洗、吸盐+慢速清洗、正洗、盐箱注水）。而软水控制阀就是将上述的软水器每一个步骤实现自动控制，可采用时间、流量或感应器等方式来启动再生。作为预处理设备通常采用时间控制启动再生过程，人们还可根据水质情况调整再生程序。

1.2 软水控制阀的循环过程

1.2.1 运行（软化） 原水在一定的压力、流量下，流经装有离子交换树脂的容器（作为软水控制阀使用时），树脂中所含的可交换离子Na+，与水中的阳离子（Ca2+、Mg2+……等）进行离子交换，使容器出水的Ca2+、Mg2+含量达到我们的要求。

1.2.2 反洗 树脂失效后，在进行再生之前先用水自下而上地进行反洗，反洗的目的有两个：一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触；二是清除运行时在树脂表层积累的悬浮物及树脂表面的悬浮物，同时一些碎树脂颗粒也可随着反洗水排出，这样，交换器的水流阻力不会越来越大。

1.2.3 吸盐+慢速清洗 再生液（盐液）在一定浓度、流量下流经失效的树脂层，将树脂还原再生，使其恢复原有的交换能力。在再生液进完后，交换器膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液，为了充分利用这部分盐液，采用小于或相当于再生液流速的清水进行清洗，目的是不使清水与再生液混合。

1.2.4 正洗 目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常运行流速清洗至出水合格为止。

1.2.5 盐箱注水 向盐箱注入溶解再生所需盐耗量的水。通常即1 m3水溶解360 kg盐（1加仑水溶解3磅盐，浓度为26.4%）。

2 再生程序调整

2.1 调整反冲洗时间的长短

定时器边缘上标有一圈数字（0～160），从“0”开始的第一组销子是控制反冲洗时间的（一根销子是2 min）。改变销子的数目就是相应的改变了反洗时间的长短。

2.2 调整吸盐及慢洗时间的长短

定时器上第一组插销和第二组插销之间的插销孔数目是控制这两个状态的时间，每一孔相当于2 min，增减孔的数目则更改吸盐水及慢洗时间的长短。调整时以移动第二组销子的位置来增减孔位。

2.3 调整正洗时间的长短

定时器上第二组销子数目是控制快洗时间长短的，每增加或减少一根销子，则增加或减短快洗两分钟。

2.4 调整盐罐注水时间的长短

定时器上第二组插销与第三组插销之间的孔数是控制注水时间长短的。每一孔相当于2 min，调整时以移动第三组销子的位置来增减孔数。当上面的一个微开关接触臂接触到第三组的两根销子时，再生程序结束。可是定时器会继续旋转直至下面的一个微动开关接触臂转至定时器的圆形凹口内为止。

3 运行周期调整

3.1 调整再生（冲洗）日期

转动日期轮，让数码“1”对准日期轮中心的红箭头，日期轮边缘每一个小突起代表一天。日期轮的转动靠24小时时间盘的带动，时间盘转一周，拨动一个突起，日期轮由数码“1”转到数码“2”。日期轮上可向外拨出不锈钢片决定再生日期，哪个数码对应的不锈钢片向外拨出，哪天为再生日期（原设定为再生当天的次日凌晨2点开始再生，可根据需要随意更改）。

3.2 调整再生（冲洗）时间

压下红色按钮，松开与24 h时间盘的啮合，转动时间盘直到“time ofday”的箭头对准当天的当前时间，松开红色按钮，恢复与时间盘的啮合。

3.3 多路自动控制阀用于过滤器控制阀时出现的问题

纯水制备系统的预处理装置采用多路自动控制阀作过滤器控制阀时，控制阀的工作状态为：运行（过滤）、冲洗（反洗+正洗），原有吸盐/慢洗、盐箱注水程序则不需要，可以通过调整再生程序将吸盐/慢洗、盐箱注水程序调整至最短时间（由于结构原因，最短时间为4 min）。

多路自动控制阀使用时需要与主机设备联动运行，当多路自动控制阀需要冲洗时需要从控制阀内引出冲洗信号提供给PLC控制装置，PLC控制装置适时停止主机设备运行，待多路自动控制阀冲洗结束后，即控制阀内引出冲洗信号消除后，PLC控制装置将重新启动主机设备运行（见图2）。

但是目前普遍存在的问题是从多路自动控制阀配置的再生冲洗信号引出端引出的信号（冲洗信号）仅能起到通知PLC多路自动控制阀需要冲洗，因此在整个多路自动控制阀冲洗（4个步骤：反洗、再生、正洗、注水）过程中原水泵始终处于运行状态。由于多路自动控制阀作为过滤器使用时无需吸盐/慢洗、盐箱注水过程，而原水泵在此过程中继续保持运行，造成将近8 min的憋压，长此以往系统管道及过滤器罐体会经常出现漏水情况。

4 解决问题的思路及方法

多路自动控制阀作为过滤器使用时我们发现，多路自动控制阀在整个冲洗过程中（冲洗信号存在期间）仅有两个状态：一是需要启动原水泵（反洗、正洗），二是不需要启动原水泵（吸盐/慢洗、盐箱注水）。如果此时能提供一个信号给PLC，PLC就可适时启动或停止原水泵，避免憋压的出现。

另外如果原水泵采用变频器控制也可解决憋压问题，但此方法设备成本会有很大提高。

5 具体实施步骤

多路自动控制阀定时器上第一组销子是控制反冲洗时间的，第二组插销控制正冲洗时间，在此时定时器上靠上面的一个微开关接触臂接触到两组销子成吸合状态。第一组孔是控制吸盐/慢洗时间的，第二组孔是控制盐箱注水时间的，而在此时定时器上靠上面的一个微开关接触臂无法接触到销子，呈释放状态。我们利用此微动开关的常开点引出一信号提供给PLC，作为多路自动控制阀在冲洗时需要启动原水泵的信号，在此我们叫做冲洗程序信号。

多路自动控制阀处于过滤状态时控制阀内引出的冲洗信号和冲洗程序信号均为0，当多路自动控制阀处于冲洗状态时，控制阀内引出冲洗信号首先为1，PLC根据冲洗信号停止主机设备运行，当随之冲洗程序信号为1时（反洗和正洗时），PLC根据提供的冲洗程序信号适时启动原水泵，既满足过滤器的冲洗用水，也避免了憋压的出现（见图3、图4）。

6 结论

该方法已在我公司的设备上广泛使用，彻底解决了憋压运行的问题，消除了因憋压造成的管道及过滤器漏水故障，并节省了能源。■

2012-05-06