一個膜系統(tǒng)不僅僅包括膜本身。本節(jié)將看重討論膜系統(tǒng)中的主要組件。
一、膜系統(tǒng)的加熱/冷卻和熱交換器
在膜系統(tǒng)中常用多管(管式和殼形)熱交換器用于加熱和冷卻。加熱或冷卻的介質(zhì)在管子外面,而產(chǎn)品在內(nèi)部。這種結(jié)構(gòu)可以耐高壓,因此可以耐壓達(dá)70bar的設(shè)備還是比較常見的。
多管熱交換器其工作方式不同于傳統(tǒng)的盤式熱交換器。主要不同點在于:
在一個信道內(nèi)產(chǎn)品的溫度變化很小,一般僅0.5℃或更;
相比于熱交換介質(zhì)的流量,產(chǎn)品流量大。
由于產(chǎn)品的冷卻需求不僅僅為了產(chǎn)品的加熱或冷卻還受水泵能耗的限制,因此一般選擇多管熱交換器。溫度一般能保持一段較長時間。而通過一個多管熱交換器的壓降都比較低。
二、膜系統(tǒng)的閥門
在膜系統(tǒng)中不同行業(yè)需要不同類型的閥門,以下是一些例子:
乳制品行業(yè):衛(wèi)生級蝶閥和針式閥;
純水行業(yè):球閥和針式閥;
紙漿和造紙行業(yè):任何型號,多數(shù)為球閥;
廢水專案:任何型號,多數(shù)為球閥。
一些機(jī)械工程師聲明,球閥和蝶閥不能用于流量或壓力控制。理論上這可能是對的,但在模行業(yè)中實踐同這種觀點相矛盾。這些類型的閥門用于控制目的比較困難,但也不是不可能。球閥和蝶閥的一個有利的方面是,它們具有允許流量和壓降有較大不同的性能,如此被用來獲得生產(chǎn)和清洗的正確條件。
在膜系統(tǒng)設(shè)計中一個主要頭痛的問題是高體積濃縮率的回流設(shè)備,這意味著系統(tǒng)必須根據(jù)小流量濃縮來控制。在這兒用的閥門是一種針式閥。如果濃液中不含有懸浮固體,這種類型一般能運(yùn)行良好,但很少的懸浮固體卻能通過針式閥,嚴(yán)重阻塞濃縮口而導(dǎo)致控制問題。
當(dāng)在含有懸浮固體很多的液體中操作時,控制問題可以通過“止水濃縮閥”來解決。方法如下:膜系統(tǒng)中安裝有兩個定時器和一個自動閥,此閥一般情況下全關(guān)。定時器1控制閥門開啟的周期長度,定時器2控制閥門開啟的時間。當(dāng)定時器1啟動時,濃縮閥全開,濃縮快速進(jìn)行。當(dāng)定時器2啟動時,濃縮閥完全關(guān)閉。用這種方法可以得到精確的濃縮控制。
用于濃縮的控制閥對在反沖洗過程(CIP)中所需的大水量來說太小。因此,需要平行于濃縮閥安裝一個反沖洗閥門,反沖洗閥一般是一個3或4路蝶閥,如果從T形接頭到閥門的管道的長度短于或等于管道內(nèi)徑的三倍,這種設(shè)計可以被認(rèn)為是衛(wèi)生級的。在RO膜系統(tǒng)中,可能可以使用一種大口徑的低壓活塞閥,雖然這有些違背原則。其訣竅是通過擠壓出口的密封將高壓引向活塞的一側(cè),換句話說將水流引向標(biāo)準(zhǔn)方向的相反,在生產(chǎn)過程中,壓力使閥門保持關(guān)閉,閥門無法打開。在反沖洗和沖刷過程中,管線的壓力很低以致閥門無法打開。