[发明专利]一种用于电渗析系统运行以及保护的自动控制系统

说明书

一种用于电渗析系统运行以及保护的自动控制系统，包括电渗析单元、加药单元和自动控制单元，所述电渗析单元包括电渗析膜堆、淡水储罐、浓水储罐和极水储罐，并形成淡室循环管路、浓室循环管路和极室循环管路，所述加药单元包括酸加药单元和还原剂加药单元，所述自动控制单元包括PLC控制模块和人机交互界面HMI。本发明对系统组成进行了优化，通过各传感器对物料进水指标如浊度、ORP值、pH值、压力、温度等进行实时监测，并作出相应的调控机制，避免电渗析膜堆受到损伤或污染，此外，各传感器通过PLC交互合作，保证电渗析系统正常自动运行，减少运行事故发生。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种用于电渗析系统运行以及保护的自动控制系统。

背景技术

电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合，在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的。电渗析发展于20世纪50年代，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药行业，例如用于物料脱盐纯化、酸碱回收、含盐废水浓缩减量等。

目前常见的电渗析控制系统有循环式间歇脱盐电渗析系统、循环式连续脱盐电渗析系统和自动控制频繁倒极电渗析系统（EDR）。电渗析设备在脱盐过程中，由于膜堆内部浓差极化现象的存在较易形成硫酸盐和碳酸盐的结垢，这种结垢现象是影响电渗析脱盐效率和膜使用寿命的主要问题。为克服该缺陷，应用频繁倒极电渗析，每小时倒极3-4次，可有效破坏极化层，减轻结垢问题。

虽然自动控制频繁倒极电渗析系统（EDR）可以减轻膜堆内部结垢问题，但电渗析器运行过程中，影响其性能的因素不仅仅是单方面的，多数情况下是多种因素综合所致，如氧化还原性物质造成膜基体腐蚀损伤，色素吸附造成膜选择性能下降甚至消失，高温造成膜“烫伤”、高压造成膜撕裂，高浊度造成膜堆布水流道堵塞，高 pH值造成极板涂层脱落、膜面结垢，高浓度差造成离子迁移速度降低，高电压、电流造成“烧膜”等，都会导致电渗析器运行性能下降。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，通过各传感器对物料进水指标如浊度、ORP值、pH值、压力、温度等进行实时监测，并作出相应的调控机制，避免电渗析膜堆受到损伤或污染，此外，各传感器通过PLC交互合作，保证电渗析系统正常自动运行，减少运行事故发生，从而提出的一种用于电渗析系统运行以及保护的自动控制系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于电渗析系统运行以及保护的自动控制系统，包括电渗析单元、加药单元和自动控制单元。所述电渗析单元包括电渗析膜堆、淡水储罐、浓水储罐和极水储罐，并形成淡室循环管路、浓室循环管路和极室循环管路。

三条管路具体是：

所述淡室循环管路为：电渗析膜堆的膜堆淡室出水集水管与淡水储罐进水口相连且在管道上设有淡水出水电导率仪，淡水储罐出水口与电渗析膜堆的膜堆淡室进水布水管相连且在管道上依次设有淡水进水电导率仪、淡水泵、淡水精密过滤器和淡水换热器，淡水泵和淡水精密过滤器之间管道上设有淡水加酸注入口和淡水加还原剂注入口。

所述浓室循环管路为：电渗析膜堆的膜堆浓室出水集水管与浓水储罐进水口相连，浓水储罐出水口与电渗析膜堆的膜堆浓室进水布水管相连且在管道上依次设有浓水进水电导率仪、浓水泵、浓水精密过滤器和浓水换热器，浓水泵和浓水精密过滤器之间管道上设有浓水加酸注入口。

所述极室循环管路为：电渗析膜堆的膜堆极室出水口与极水储罐进水口相连，极水储罐出水口与电渗析膜堆的膜堆极室进水口相连且在管道上依次设有极水进水电导率仪、极水泵、极水精密过滤器和极水换热器，极水泵和极水精密过滤器之间管道上设有极水加酸注入口。