超滤操作手册

一、超滤系统简介超滤（UF）超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔不对称构造。过滤过程是一抹两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力一般为0.03～0.6MPa，筛分孔径从0.005～0.1μm，截流分子量为1000～500000道尔顿左右。诺芮特超滤膜我企业选用的是荷兰诺瑞芮特的外置错流管式超滤膜，型号：38CRH-XLTF5385。生化池的渗滤液通过外置管式超滤膜实现泥水分离，直接得到高质量的超滤产水，浓水回流至生化池。该管式膜以其优秀的强度、PVDF裁量的耐污染性和运行维护简便性得到承认，设计通量高达70~100L/(m2•h)，过滤精度可达30nm，8mm的大通道可以将污泥有效截留并且不会导致膜管堵塞。膜的高效截留作用使得生化池内的污泥浓度可高达25g/L，微生物菌群活性及微生物降解效率大大提高，因此废水中的绝大多数难降解有机物得以有效清除，尤其适合于垃圾渗滤液等高浓度污水的深度处理。外置式管式膜生物反应器（简称TMBR）是一种重要针对垃圾渗滤液等高浓度浓水处理的MBR工艺，重要由生化系统和外置式管式超滤膜系统构成。在外置式膜生物反应器中生物反应器与膜单元相对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排，其中的生物反应器与膜分离装置之间的互相干扰较小。目前垃圾渗沥液处理中采用的外置式膜生化反应器，超滤膜一般均选用错流式管式超滤膜。即循环泵为混合液（污泥）提供一定的流速（3.5-5m/s），使混合液在管式膜中形成紊流状态，防止污泥在膜表面沉积。错流过滤与老式全流过滤不一样，老式过滤是将溶液垂直通过过滤介质来除去其中的悬浮固体，所有的液体在通过滤媒后由同一出口流出。此类过滤装置包括袋式过滤器，砂滤等，粗过滤法只能清除超过1um的不溶性颗粒。老式过滤中被截留的物质积累在过滤介质上，必须定期清洗更换介质。薄膜分离系统可以清除小颗粒及溶盐其原理是：加压的原液平行通过薄膜表面，部分的水流通过薄膜，被截留的颗粒在剩余的水流中浓度越来越高。由于溶液是持续性地流过，被截留的颗粒不会沉积，反而会被浓缩液带走。因此，一进水流在通过薄膜后便分为两道：通过薄膜的溶液（渗透液）和残留的浓缩液。错流过滤这种过滤方式的重要长处是薄膜截留下来的物质被流体不停的带走，这在一定程度上相称于膜表面被持续的清洗，这样就延长了膜的寿命，并减少了维护和清洗的费用。工作流程3.1超滤工作流程图运行冲洗运行冲洗运行冲洗运行冲洗配制化学清洗溶液浸泡慢循环快循环冲洗运行图3-1超滤操作流程图3.2超滤工作流程阐明根据超滤系统工艺流程，根据超滤的操作流程，详细的操作单元简介如下：1.运行依次打开对应阀门，保证膜通道畅通。启动进料泵后，变频启动循环泵。运行中进水压力为0.1~0.5MPa，超过0.5MPa则停机并报警，阐明进水压力过高。停机变频关闭循环泵，然后进料泵，最终关闭运行时启动的阀门。冲洗此冲洗过程只针对膜组件不包括循环管道，打开冲洗时对应阀门，启动清洗泵，清洗时注意水箱液位的变化，应及时补水。冲洗停止：关闭进料泵，然后关闭所有阀门。化学药剂清洗详细在第七部分简介四、超滤装置的运行膜组件初次投运时，注意起始产水量控制在设计水量的30%~60%左右运行，24小时后，在增长到设计水量，这样有助于膜通量的长期稳定。开始启动应当手动，不过一旦所有的流速和压力、时间被设定好后，装置应当恢复自动，PLC系统可以有效监控系统的运行，一旦运行条件不满足，装置会自动采用保护措施。4.1手动启动4.1.1启动前的检查超滤前处理系统运行正常，管路清洗洁净，超滤进水符合设计规定排水系统已准备完毕PLC程序已经输入电路系统检查已完毕管路系统连接完毕并以清洗洁净4.1.2启动运行前的检查在启动前应进行一下检查所有阀门处在关闭状态所有泵处在关闭状态4.1.2启动前冲洗打开冲洗阀门，启动清洗泵，维持较低的进水压力，持续冲洗至排放水无泡沫，防止保护液影响正常运行时的产水水质。4.1.3启动运行手动启动运行阀门，保持膜通道畅通。启动进料泵，然后启动循环泵运行，根据进水确定超滤装置的最大产水量、工作压力、冲洗压力调整设备。记录初次启动时的进水温度、进水压力、出水压力、产水量。4.2自控启动当装置由手动控制将所有的流量、压力设置完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。关闭所有开关，将手动开关转为自动启动超滤装置调整进水、产水压力保护，当压力高于设定值装置自动停机。4.3装置的停机启动自动冲洗程序，即打开冲洗阀门，启动清洗泵，冲洗至冲洗水再无颜色变化，关闭进料泵，然后关闭所有阀门。注意：当系统持续运行6-8小时应停机进行一次冲洗。4.3.1装置长时间停机组件假如短时间停用（2~3天），每天冲洗一次，冲洗。组件如长时间停用（7天以上），关停前对超滤装置进行一次酸碱交替清洗，然后向系统内注入保护液，推荐的保护液是1%的亚硫酸氢钠溶液，每支膜2-3升，关闭所有超滤装置的进出水阀门。每周用PH试纸检测一次系统内PH值，当PH=3左右时更换保护液。在准备装置长时间关机过程中，控制柜输出电源必须关闭，并且输入电源也应处在关闭状态。超滤注意事项：1：有机物的降解完全取决于生化系统，生化系统对膜过滤性能有直接关系。在使用过程中应保证生化系统正常，不能把生化的功能压到膜上。2：生化要点：污泥浓度：8-25g/L污泥颜色：褐色最佳，黑色不好污泥的性状：絮状分散最佳，粘团不好污泥的下沉和可过滤性：轻易下沉，用滤纸可以过滤。3：保证进水中不具有大颗粒、硬性物体。防止划伤膜表面，导致不可修复伤害。

4：防止膜组件碰到剧烈的温度变化，尤其是迅速的温度下降，应将膜组件缓慢地恢复到室温（一般为1℃/min），在进行下一步操作，如不按此操作，会严重影响膜质量。

5：膜系统停机后，一定要及时进行冲洗，防止污泥沉积在膜管内，导致膜的污堵。6：在膜系统运行过程中，一定要防止产生负压，导致膜管破裂。管式膜不能进行反冲洗操作。五、超滤装置的清洗5.1膜污染的形式及污染物类型5.1.1膜污染的形式膜污染重要有膜表面覆盖污染和膜孔内堵塞污染两种形式。膜表面污染大体呈双层构造，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜表面上的是小颗粒凝胶层。一般状况下，松散层尚局限性对膜性能产生较大影响，在水流剪切力的作用下可以冲洗掉。膜表面上的细腻层则对膜性能正常发挥产生较大影响。由于该污染层的存在，有大量膜孔被覆盖，并且该层内的微粒及其他杂质之间长时间的互相作用及易凝胶成滤饼，增长了透水阻力。膜孔堵塞是指微细粒塞进膜孔内，或者膜孔内壁因吸附有机物等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，这种现象的产生，一般是不可逆过程。5.1.2污染物质胶体污染：胶体重要是存在于地表水中，尤其是随季节的变化，水中具有大量的悬浮物，它对滤膜的危害性极大。在过滤过程中，大量胶体微粒随透过膜的产水流至膜表面，伴随持续运行，被膜截流下来的微粒形成凝胶层。此外水中铁、锰以及在流程中加入铁系、铝系混凝剂形成的胶体，都也许在膜表面形成凝胶层。有机物污染：水中有机物，有的是在水处理过程中人工加入的，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等。有的是大自然就有的，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质吸附在膜表面损坏膜的性能。微生物污染：某些营养物质被膜截留而积聚于膜表面，细菌在这种环境中迅速繁殖，活的细菌连同排泄物形成微生物粘液而紧紧黏附于膜表面，这些粘液也其他沉淀物相结合，构成了一种复杂的覆盖层，其成果不仅影响到膜的透水率，也包括使膜产生不可逆转的污堵。超滤装置长期运行过程中，水中的杂质会积累使膜的性能下降。因此，超滤装置在使用运行过程中需要定期对膜组件进行冲洗和化学清洗，以恢复膜的性能。5.2化学清洗5.2.1清洗方案选择当原则化产水量下降10%或循环流量低于200m3/h时进行化学清洗。采用酸性溶液对膜组件进行清洗重要用于清除无机垢。采用碱性氧化剂溶液对膜组件进行清洗重要清除有机物对膜组件的污染，防止细菌和藻类在超滤膜组件中繁殖。注意：所有清洗剂都必须从超滤的进水侧进入组件，防止清洗剂中也许存在的杂质从致密过滤皮层的背面进入膜丝壁的内部；超滤装置化学清洗过程约需要2~4个小时；假如清洗后超滤装置停机时间超过7天，需按长期关机规定进行处理；清洗剂必须使用超滤产水或更优质的水；清洗剂在循环进膜组件前必须除去污染物；必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料导致伤害。且每次清洗后，用自来水或RO产水将系统冲洗洁净，才可进行另一种清洗剂清洗。5.2.2清洗方案化学清洗前提议先开始手动阀门将循环管道放空。5.2.2.1酸洗1~2%柠檬酸溶液是用于清除无机垢和络合部分有机物。基本程序准备工作关闭程序关闭系统关闭所有阀门在清洗药箱中配置药剂，充足搅拌冲洗打开所有冲洗阀门，先用清水冲洗，冲洗至排水无颜色变化。酸洗打开所有清洗阀门，启动清洗泵，然后将循环泵变频至25-30赫兹之间启动，循环流速较小，一般在1m/s左右。循环后关闭循环泵，清洗泵和所有阀门，浸泡一段时间后，进行快循环，循环流速在2m/s，一般清洗浸泡40分钟，循环30分钟，循环3次。记录清洗前后的温度，和压力变化。循环结束后打开排空阀门排入地沟。冲洗根据环节2），用清水冲洗系统，目的是为了将超滤装置中残留的化学溶剂清除，保证药剂都冲洗完全后，进入下面的清洗环节。5.2.2.2碱洗方案碱洗重要清除有机物及活性生物引起的污染。一般用次氯酸钠和氢氧化钠的混合液，其中有效氯的浓度一般是200～300mg/L，用NaOH调整pH=11，假如膜污染严重，可将清洗液的有效氯浓度提高，但最高不超过500ppm。碱洗过程准备环节和冲洗环节根据酸洗过程碱洗：打开所有清洗阀门，启动清洗泵，然后将循环泵变频至25-30赫兹之间启动，循环流速较小，一般在1m/s左右，循环后关闭循环泵，清洗泵和所有阀门，浸泡一段时间后，进行快循环，循环流速在2m/s。一般清洗浸泡30分钟，循环30分钟，循环3次。记录清洗前后的温度，和压力变化。循环结束后打开排空阀门排入地沟。冲洗按照环节2)用清水多次冲洗，保证药剂都冲洗完全后，按照启动程序，启动系统运行。5.2.3清洗水温为了防止机械力破坏，要防止膜单元或膜组件碰到剧烈的温度变化，尤其是迅速的温度下降。由于生化池的水温比较高，再加上水在超滤系统中的循环，水温还会有所上升，因此超滤的运行温度是比较高的，在停机冲洗和化学清洗时，为了防止温度的剧变对膜系统的不利影响和反应速率，清洗水温是必须考虑的一种原因，一般清洗水温要30-35℃，详细温度要根据现场的监测为准。5.2.4化学清洗的强度和周期化学清洗的管道流速一般是1-2m/s，变频控制循环泵的流量。化学清洗时间一般式2h-12h，根据现场清洗的状况而定。每2周化学清洗一次，假如系统通量下降明显，或者系统压降升高明显时，合适提高化学清洗频次。六、系统平常维护压力表按期校准，必须及时调整水泵定期检查泵的温度，同步检查泵的垫圈以及其他防止泵泄漏的构造流量仪表每三个月校正一次自动阀门每一种月检查一次超滤装置定期清洗维护按常规检查进水水质（重要是污泥浓度和污泥粘度，每周需至少进行三次检测），当污泥浓度不小于12g/L时或污泥性状不好导致污泥粘度过大时需进行排泥。初次启动时记录运行时的进水压力、出水压力、循环流量、进水温度、进水流量、产水流量。每周将运行的数据与初始运行时的做比对。当其中某一数值出现变化需分析变化原因。超滤膜循环流量为237-271m3/h，循环流速为3.5-4m/s，每根的设计出水量为1.8m3，当运行数值低于设计值时需设备进行检查。每7天用100-200ppm的次氯酸钠对超滤膜进行维护，维护时用氢氧化钠调整清洗液PH=10-11；每14天2%的柠檬酸进行清洗，维护时监测PH=2.5-3。清洗中如PH变化需加药进行调整。用当系统产水量下降太快时，需增长维护频率。系统每运行6小时应停机用反渗透产水进行冲洗，当冲洗水温与运行水温相差10度时，需提高冲洗水温防止因温差太大对膜导致损害。每周对保安过滤器和膜的进出水段进行清理，如膜端口有杂物需检查保安过滤器。按常规检查膜组件的泄漏状况。七、系统故障分析现象原因分析处理措施漏水1部件安装不恰当2螺栓未拧紧3密封圈损坏1重新安装部件2拧紧螺栓3更换密封圈膜跨膜压差过高1超滤污堵2压力表故障3超滤产水流量超过正常范围1对超滤进行清洗2更换或校正压力表3调整超滤产水流量产水流量小1膜组件被