图1 这种multiCELL8619型设备能够灵活地完成水处理中各种监控和调节任务

在水处理工艺技术中，不可能没有反渗透技术。而渗透过程中各个参数检测和调节的可靠性会直接影响渗透的效果。一种新型现代化的多通道调节器的诞生能够完成这一任务，并为用户提供更多的方便。

反渗透系统在水处理过程中有着极为重要的作用。例如：反渗透原理可以在污水净化、饮用水生产和海水淡化等流程工艺技术中得到工业化应用；或者在纯净水、医用注射液的生产过程中得到应用。除了能够减少水中所含的杂质，饮料生产企业还利用反渗透技术完成浓缩任务，例如对果汁的浓缩、或者在葡萄酒生产过程中未发酵葡萄酒的浓缩。

渗透在自然界中保持和调节细胞和植物水分的过程中有着非常重要的作用。当利用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时，浓度较低的溶液中的溶剂（如水）自动地透过半透膜流向浓度较高的溶液，直到化学位平衡为止。这种半透膜只能允许溶剂透过去（一般情况下是水渗透过去），而不允许杂质穿透过去。即渗透压较高的一侧的溶剂向渗透压较低的一侧渗透。

反渗透利用的就是这种效应，但却是相反的渗透，向被半透膜包裹的、浓度较高的液体施加一定的、高于渗透压的压力。这就成就了反渗透：高浓度液体介质中的水被挤出半透膜。而在半透膜内部，留下的就是液体所溶解的、不能经半透膜渗出的物质了，从而使得半透膜内的物质浓度进一步提高。

图2 多通道监控调节器的正面和背面。背面有SD卡插槽，主板（橘黄色）pH/ORP信号卡（白色），导电性能检测信号卡（绿色）和信号输出卡（黑色）的插口，金属盖板后面还有3个可供用户选用的插口

在反渗透技术中使用的半透膜非常薄，但却要经受起很高的压力——例如海水淡化时必须经受起80bar（8.0×105Pa）的压力。这种膜通常都涂覆在允许液体介质透过的、能够承受很高压力的多孔支棣层上。这种人造半透膜有着一层具有隔离作用的反渗膜并相互卷绕在一起，这就提高了它的截留率，保障了最佳产出。这种卷绕的反渗膜“滤芯”是插入到类似管式压力容器中工作的。在大型工业化的反渗透设备中，一般都是多个这样的反渗膜滤芯平行工作的，且因为设计的原因它们的规格大小都有一定的限定。

工业化反渗透设备所需的调节功能

为了避免溶解在水中的固体物质粘附到反渗膜上，因此通常在液体介质进入反渗透设备之前都要进行过滤。但反渗透膜被微小的固体颗粒物所堵塞后，几乎不可能通过冲洗的方式进行净化，只能更换。除此之外，氧化元素，例如氯必须在反渗透膜之前清除干净，以避免对反渗膜带来化学损伤。在反渗透设备之前，还要有添加硫化物的工序，旨在阻止生物物质的繁殖生长。在反渗透过程前，又要利用活性炭过滤器除掉添加的硫化物，并对ORP（氧化还原电位）值进行检测。另外，在这反渗透前级设备中，还要对液体介质酸碱度（pH值）的极限值进行监控，以避免其他不必要的化学反应出现其他不希望看到的结果，例如剥离或者积垢。为了在浓缩时避免残留物结成固体，有时还要添加一定的化学试剂（除垢剂）或者根据酸碱比例、pH值加入一定的酸或碱进行调节。

通过入口和出口处的导电率检测可以对反渗膜的状态、渗透性能、水的纯净度进行检验。在这些检测过程中，一般来讲要给出允许的滤除物的百分比。例如95%表示的是反渗膜能够清除95%的离子。若达不到这一规定的数值，则说明反渗膜出了问题。

监控和调节过程中的重要解决方案

针对上述控制和调节需求，流体控制系统专家Bürkert公司专门研发生产了multiCELL 8619型多通道监控调节器。这种调节器可以完成反渗透设备中多种监控功能，例如OPR、流量或者滤除物百分比的监控。除此以外，MultiCell 8619还能够完成常规的调节任务，例如pH值的调节，化学添加剂的定量供给和比例调节等等。这种模块化结构的调节器满足了不同应用目的要求，在出厂时已经按照使用的要求和规定完成了参数设置。其基本型配置就包括了操作界面、网络连接主板、两个模拟输出端和两个数字输出端、两个数字输入端。为了能够与其他电气控制主板相互联系，它有7个插接连接端口可供用户选用。较大的、可进行参数赋值的显示屏带有照明背光，能够同时显示4个检测数据。利用“翻页”功能可以显示其他检测数据和用户特定的检测数据。若用户特殊设定的检测项目较多、检测结果多于两页时，则可利用一个输出通道再增加两个数字或者模拟信号输出。所有的过程监控数据都可以存储在选购的SD数据存储卡上，并用常规的计算机软件读取这些数据。

Bürkert公司的传感器生产经理Volker Erbe先生说道：“通过模块化的结构设计可以使新型监控器能够在反渗透设备中进行多种多样重要参数的配置。它所提供的解决方案包括了最简单的单通道检测，直至整套反渗透设备的水质检测、监控解决方案。”下面介绍的几个典型应用实例会使您更加清楚地了解多通道监控调节器的用途。

图3 “通过模块化的结构设计可以使新型监控器在反渗透设备进行多种多样重要参数的配置。” ，
——Volker Erbe先生，Bürkert公司传感器生产经理

作为流量传感器

multiCELL 8619多通道监控调节器可以当作一个纯粹的流量检测传感器使用。在作为流量传感器使用时，作为硬件它需要一个控制电路主板，必要时可增加PID控制器和相应的软件。主板的两个信号输入端可用作流量检测的脉冲信号输入端使用。根据流量检测任务的不同，这些检测数据可以采集、显示出来，或者经信号输出端发送给PLC系统进行处理。利用选购的PID控制器功能，还可以通过两个相互独立的调节回路对流量进行调节。两个数字式或者模拟信号输出端可用于对泵或者调节阀的工作状态进行调节。

作为单通道分析数据转换器

当作为单通道分析数据转换器使用时，该调节器在出厂时就应根据被测数据量装配了控制主板，增加了pH值/ORP或者导电性检测信号输入卡。若要同时处理多个检测数据时，每一个检测数据都要增加一个信号输入卡。典型的单通道调节应用是污水净化处理中的中性pH值检测和调节。根据酸碱度的偏差情况，调节、控制酸或者碱的定量添加。除了控制主板，此时还要为调节器补充一个输入pH值信号的信号卡。此时，调节器的流量检测功能未被激活；但可在选购PID调节器之后利用软件开通、激活。用于酸、碱调节量输出的输出端大多数是数字信号输出端，可当作脉冲频率调节模块使用。当实测值严重的偏离设定的理论值时，可由脉冲频率调变进行补充调节。其调节功能可以配置为P型（静态过程），或者是PI、PID型（动态过程）。

作为纯净水生产设备的导电性检测仪

典型的纯净水主要是由反渗透设备和一套EDI去离子模块生产出来的。在对纯净水的水质检测时，应在RO模块前、后，在EDI去离子模块后进行导电性检测。另外，还要在EDI去离子模块后对温度数据进行检测，以保证在需要时能够按照USP美国药典标准的要求用单独显示的温度数据表示导电性监控结果。在进行这种导电性检测以及向PLC系统传输信号时，8619型调节器需要使用3个信号输入卡。这样就可以把检测数据作为模拟信号传送出去。在纯净水检测过程中经常要用到的其他元器件都已经作为调节器的标准配置安装在调节器中了。

图4 多通道反渗透设备的结构示意图

用于监控工业用水的水质

在工业企业中使用的反渗透设备对所生产出来的纯净水有着很高的质量要求。若水的质量稍有偏差，例如在奶制品饮料生产过程中，水质的偏差会对奶制品饮料的口感带来直接的影响。因此，在这一应用中的反渗透设备就要对一系列的参数进行检测和监控。其中最重要的就是对各种调节成分和浓度、单位离子含量、所添加的水的pH值以及氯含量的检测监控。这也就要求首先对添加的液体介质的成分以及各种成分的浓度、所添加的水的导电性、pH值和ORP值进行测定。

在进行这种大规模数据的检测时，multiCELL 8169调节器需要有一个控制主板。该主板应带有用于导电性检测的两个信号输入卡和用于pH值/ORP检测的两个信号输入卡。若需要把检测参数传送给上一级主控PLC系统时，还需要2个信号输出卡。在进行流量检测以及PID控制时，还需要安装相应的软件。

调节水质中成分与浓度的关系通常都是在主管道上利用手工调节各个定量控制阀来调节。而这种人工调节也可以实现自动化，例如使用Bürkert公司研发生产的8802型Continuous调节器来实现自动调节。它能够根据所提供的水量大小对主管道中的各种调节成分的浓度进行调节。除此之外，MultiCell调节器还对离子含量（百分比）进行监控。当检测到的结果低于极限值时，则应对整个系统进行核查。它还能够自动地调节酸性添加剂，以保持pH值在规定的范围之内，从而避免膜的剥离或者化学损伤。最后，该调节器还能够通过对ORP的检测测定出水中的氯含量。当检测的结果高于规定的极限值时，应对活性炭过滤功能检测核查，或者更换前一级设备中的活性炭过滤器。

经济性、灵活性和通用性

利用这种多通道调节器8619 multiCELL可以只用一个就完成反渗透设备生产实践中所有的调节任务。根据实际应用的目的和要求不同只需对模块化的调节器进行不同模块的组合即可。“这一模块减少了反渗透设备调节和监控元器件的调节器在仪器仪表的维护保养、库存、职工培训等方面的工作，带来了很多的好处。”Volker Erbe先生说道。当多个调节器的参数配置相同时，则这些参数可以存储在SD数据卡上，简简单单的就可以做到多个调节器有着相同一致的参数了。这也大大地减轻了设备启动、调试的工作量，缩短了设备调试的时间。

通过对反渗透设备的连续性检测、监控，不仅可以保证生产出来的水有着稳定的高质量，而且也可以优化反渗膜的工作环境、延长其使用寿命。这不仅能够减少更换反渗膜的费用，而且也能够避免因过多更换反渗膜而带来的设备停产。