了解反滲透閥的功能

作者：中鼎閥門 時間：2024-12-06 17:09:11 閱讀：

反滲透（RO）是一種從水中去除雜質的水凈化過程。擁有干凈的水對于工業應用至關重要。鍋爐、制藥、食品和飲料以及農業應用在其過程中需要純水，而反滲透是一種常見的解決方案。為了控制這些系統中的水流，使用了閥門。根據系統的復雜程度，使用各種閥門來精確控制受污染的水的流量，將其凈化成干凈的水。

滲透和反滲透的基礎知識

當兩種溶液被半透膜隔開時，滲透是自然界中自然發生的現象。半透膜允許某些分子或離子通過它并阻止其他分子或離子通過 - 基于大小和電荷。圖 1 顯示了淡水（溶劑）和鹽水（濃縮溶液）的示例。自然地，分子的濃度試圖平衡，這迫使干凈的水通過半透膜與鹽水混合。這種通過膜的力被定義為“滲透壓”。

在反滲透中，系統旨在將濃縮溶液（例如鹽水）通過半透膜，半透膜只允許水分子通過而阻止其他分子通過。這有效地清潔和凈化了水。然而，由于這不是自然現象，并且滲透壓的作用與所需的水運動方向相反，因此需要有外部壓力才能使水沿所需方向運動。RO 系統通常使用泵或重力供水來實現這一點。

RO 系統的工業應用

一些工業應用要求水的純度具有相同的質量標準，甚至高于飲用水的質量標準。通常，這些是在100 psig和1000 psig之間的壓力下處理大量水的連續系統。根據處理后所需的水質，可以使用許多膜和通道來提高效率和減少廢水量。以下是典型的應用示例:

鍋爐 : 使用蒸汽驅動渦輪機的工廠通常在將水煮沸成蒸汽之前對水進行凈化。如果污水變成蒸汽，會損壞渦輪葉片，導致停機和維護問題。這使得凈化水以增加渦輪機的使用壽命更具成本效益。

制藥 : 為了生產一致和純凈的產品，制藥公司需要不含溶解顆粒、細菌和有機物的純凈水。一般藥品所需的溶解顆粒水平比安全飲用水低一萬倍。反滲透系統可以與其他水處理工藝相結合來實現這一目標。

食品和飲料 : 純凈水是預防健康問題和保持食品和飲料生產質量所必需的。RO系統與其他處理系統結合使用來凈化水，以確保產品安全和一致的味道和氣味。

農業 : 灌溉用水通常不需要像飲用水一樣純凈，但仍然很難找到合適的水。通過獲得不可飲用的水，并將其通過簡單的反滲透系統，即使不可飲用的水也可以達到農業標準。

反滲透閥選型

根據反滲透系統中的步驟，使用不同的閥門來精確和安全地控制流量。閥的功能在使用中產生優點和缺點，因此不同的閥可以在不同的步驟中最佳地使用。

電磁閥

電磁閥柱塞用于打開和關閉節流孔，從而阻止或允許介質流動。通過利用磁體產生的電磁場上下移動來打開和關閉柱塞。根據閥門是常閉還是常開，閥門將在通電或斷電時切換位置。這些閥門具有快速的反應時間。

球閥和蝶閥

球閥和蝶閥通常由杠桿手動控制，但也可以電動或氣動控制。球閥有一個帶孔的球，以阻止或允許球根據方向流動。蝶閥采用一個薄的閥瓣或薄片，可以旋轉和打開來允許流體流動。這些閥門具有良好的密封性能。

自動截止閥

自動截止閥根據流體壓力開啟和關閉。它與下游閥門(即控制流入罐內流量的閥門)一起工作，能根據壓力的增加感知下游關閉的流量，然后關閉。它機械運轉，不需要電力，節約能源，防止水成本損失。

止回閥

止回閥是一種單向閥。一般是彈簧式的，當流量從錯誤的方向來時，閥門會隨著壓力關閉以阻止流動。圖 2 顯示了一個止回閥，它可以與管道螺紋連接。

浮球閥

浮閥用于罐中，以在到達某個填充點時關閉流入的流量。隨著水箱的水量增加，閥門的浮子向上移動，并連接到機械關閉閥門的杠桿。隨著水位下降，浮閥將重新打開。

單級反滲透系統

根據所需的純度和進水水質，不同的凈化步驟可以與 RO 系統串聯。僅查看 RO 部分，圖 3 顯示了一個單級系統的示例，該系統再循環廢液或未凈化的水。給水進入并通過 RO 膜泵送，將凈化水與未凈化水分離。工業反滲透系統可以設計成多級，水通過多個膜進行更好的過濾，需要額外的閥門來控制流量。注意：單級 RO 系統的閥門數量可能比圖 3 所示的更多或更少。

RO系統中常用的閥門

給水閥

當給水進入工業 RO 系統時，它通常會通過一個初始閥門，如圖 3 中的閥門 #1 所示。該閥控制受污染的水流入系統，并可將系統與預處理程序隔離或用于維護目的。根據 RO 系統的復雜程度，它可以是電磁閥、球閥或蝶閥。

自動截止閥

受污染的水通過泵后，通常會通過一個自動截止閥，如圖 3 中的閥門 #2 所示。該閥要么通過監測壓力來控制，要么是電磁閥。一個壓力控制閥將監控輸出端的壓力，如果它增加（管線下方的閥門關閉或有什么阻礙流動），那么它將關閉以防止流入 RO 膜。隨著壓力恢復正常，它將重新開放。

拒絕排水閥

圖 3 顯示了再循環廢水的選項。不管是否有廢水的再循環，仍然會有廢水進入下水道。通常，如果需要精確的流量控制，可以使用球閥、蝶閥或針閥來監測和控制這種流量。該閥在圖 3 中可以看到為 3 號閥。

再循環排除閥

如果廢水被再循環，它將通過球閥、蝶閥或針閥進行監測和控制。在多級或通過系統中，這些水將進入額外的 RO 膜。該閥在圖 3 中可以看到為 4 號閥。

止回閥

止回閥通常直接位于 RO 膜之后，以防止任何回流通過它。它可以在圖 3 中看到為閥門#5。如果通過關閉的閥門或管道阻止下游流動，則滲透壓將導致純化水通過 RO 膜返回，這可能對系統造成損壞。一個簡單的止回閥可以防止這種情況發生，如果使用自動截止閥，則需要安裝到位。

分配閥

如果通過 RO 系統的流量大于或小于工業應用所需的流量，則純化水通常保存在水箱中。要將水分配到這些水箱，可以使用三通球閥（見圖 4）；它在圖 3 中也顯示為閥門 #6。

浮球閥

為了防止純凈水箱溢出，通常使用浮閥來確保水箱不會超過三分之二。它們與自動截止閥配合使用，因為溢水的成本很高。該閥門在圖 3 中可以看到為閥門 #7 和 #8。

取樣閥

為了在 RO 膜之后立即監測純化水，可以安裝一個取樣閥來測試水的質量。這可以在圖 3 中看到為 9 號閥門，它通常只是一個簡單的球閥。

閥門材料注意事項

當 RO 系統處理受污染的給水（鹽水、富含氯化物的水、化學品和離子等）時，可能會發生腐蝕并使閥門的密封件和外殼退化。在選擇這些材料以確保閥門的使用壽命和正常功能時，了解環境條件和介質特性非常重要。通常，不銹鋼閥門用于高壓系統，PVC閥門用于低壓系統。