LM在反渗透制纯水技术中的应用

　　
     　1 引言
　　目前制纯水的方法有四种，蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法。而反渗透又是最先进、效率最高、最节能的制纯水技术。反渗透是20世纪60年代迅速发展起来的一种水处理工艺。目前，它已用在城市用水、制药用水、锅炉补给水、电厂锅炉补给水、工业废水及海水淡化和各种溶液中溶质分离等方面。
　
  　　2 反渗透技术介绍
　　2.1 反渗透技术原理
　　反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。
　　其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。
　　反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。 简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中，溶解性盐类是最难清除的。因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果。反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
　
  　　2.2 反渗透制纯水设备组成

   图1 反渗透设备
　　反渗透纯水设备主要由两部分组成，机械部分和电气部分。
　　机械部分主要由水泵、压力罐、水箱、过滤器和管路组成。
　　电气部分主要由可编程控制器（PLC）、触摸屏、变频器、压力表、继电器等组成。
　　　3 反渗透控制工艺
　　本系统工艺流程专为生产制药用纯化水而设，系统采用多介质过滤器、活性炭过滤器及保安过滤器作为前级处理，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质，使经过处理后的原水符合反渗透的进水要求，然后进入程控二级反渗透装置去除水中的溶解性盐类物质、细菌、热源等。

  
  图2 系统的工艺流程图
  
　　本系统设置有自动和手动两种运行模式。自动程控装置采用和利时PLC(可编程控制器)作为中心控制元件，通过多点多路水位传感器、动态压力控制器组合监测各部件的运行情况来实现系统的自动运行。同时，设置了手动操作方式，可用于系统安装调试和维修时使用。
　
  　　4 控制系统介绍
　　控制系统上位机采用和利时HT6600C系列触摸屏，下位机CPU选用和利时LM3105模块，上、下位机之间通过RS232进行通讯。
   图3 控制系统配置
　　4.1 可编程控制器部分
　　该设备有4路数字量输入，5路DC24V数字量输出。因此，本系统配置1个CPU模块LM3105。
　　表1系统I/O分配表                                      
  信号类型