1 引言

    目前制純水的方法有四種，蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。而反滲透又是最先進、效率最高、最節能的制純水技術。反滲透是20世紀60年代迅速發展起來的一種水處理工藝。目前，它已用在城市用水、制藥用水、鍋爐補給水、電廠鍋爐補給水、工業廢水及海水淡化和各種溶液中溶質分離等方面。

    2 反滲透技術介紹

    2.1 反滲透技術原理

    反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。

    其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由于反滲透膜的膜孔徑非常小（僅為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等（去除率高達97%-98%）。反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術，它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物；反滲透（RO）、超過濾（UF）、微孔膜過濾（MF）和電滲析（EDI）技術都屬于膜分離技術。

    反滲透設施生產純水的關鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。 簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當，由于細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質中，溶解性鹽類是最難清除的。因此，經常根據除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果。反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%。

    2.2 反滲透制純水設備組成

                          

                                    圖1 反滲透設備

    反滲透純水設備主要由兩部分組成，機械部分和電氣部分。

    機械部分主要由水泵、壓力罐、水箱、過濾器和管路組成。

    電氣部分主要由可編程控制器（PLC）、觸摸屏、變頻器、壓力表、繼電器等組成。

    3 反滲透控制工藝

    本系統工藝流程專為生產制藥用純化水而設，系統采用多介質過濾器、活性炭過濾器及保安過濾器作為前級處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機硅膠體、有機物、異味、余氯等雜質，使經過處理后的原水符合反滲透的進水要求，然后進入程控二級反滲透裝置去除水中的溶解性鹽類物質、細菌、熱源等。

       

                                    圖2 系統的工藝流程圖

    本系統設置有自動和手動兩種運行模式。自動程控裝置采用和利時PLC(可編程控制器)作為中心控制元件，通過多點多路水位傳感器、動態壓力控制器組合監測各部件的運行情況來實現系統的自動運行。同時，設置了手動操作方式，可用于系統安裝調試和維修時使用。

    4 控制系統介紹

    控制系統上位機采用和利時HT6600C系列觸摸屏，下位機CPU選用和利時LM3105模塊，上、下位機之間通過RS232進行通訊。

                       
 
                                      圖3 控制系統配置

    4.1 可編程控制器部分

    該設備有4路數字量輸入，5路DC24V數字量輸出。因此，本系統配置1個CPU模塊LM3105。

    表1系統I/O分配表

        

    信號類型 名稱 PLC地址 備注

    開關量輸入信號 原水箱上位浮動開關 %IX0.0 常開

    原水箱下位浮動開關 %IX0.1 常開

    中間水箱上位浮動開關 %IX0.2 常開

    中間水箱下位浮動開關 %IX0.3 常開

    開關量輸出信號 原水泵 %QX0.0 

    一級高壓泵 %QX0.1 

    二級高壓泵 %QX0.2 

    純水泵 %QX0.3 

    原水進電磁閥 %QX0.4 

    4.2 觸摸屏部分

    上位監控部份采用和利時HT6600C系列觸摸屏，配以監控軟件來完成。觸摸屏可以顯示系統的工作模式，包括手動、自動和停止，可以顯示水泵的運行狀態。同時可以通過觸摸屏設定水泵的投切時間。

         

                                   圖4 手動測試畫面

         

                                    圖5 自動運行畫面

    5 結論

    反滲透技術在未來20年內將是最有效、最關鍵的水處理方式，這就是說純水機的誕生無疑是飲用水市場發展的必然規律。目前，市場上純水設備所采用的控制器主要以S7200系列、三菱、歐姆龍系列為主，低端產品相對出現的較少。目前和利時產品性能方面完全能夠滿足該行業應用要求，在特殊要求場合下（濕度較大），我們可以根據客戶需要進行產品定制（內部電路板做防水處理）。

    參 考 文 獻

    [1]  馮占峰; 反滲透膜在制藥系統的應用及維護[J]; 中國科技信息; 2005年10期; 24

    [2] 《HOLLiAS LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2007.1

    [3]《HOLLiAS LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2008.1

    [4] 《HOLLiAS LM系列PLC指令手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2007.5