超滤、反渗透操作

超滤、反渗透的操作一、药液的配制1、絮凝剂溶液的配制（加药量5～10mg/L）：⑴絮凝剂计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的絮凝剂，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10%，关闭进水阀，停运搅拌器。⑵絮凝剂计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至20cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的絮凝剂，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10%，关闭进水阀，停运搅拌器。2、还原剂（亚硫酸氢钠）溶液的配制(加药量2～5mg/L)：⑴还原剂（亚硫酸氢钠）计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的亚硫酸氢钠，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10%，关闭进水阀，继续搅拌半小时，停运搅拌器。⑵还原剂（亚硫酸氢钠）计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至20cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的亚硫酸氢钠，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀，继续搅拌半小时，停运搅拌器。3、阻垢剂溶液的配制（加药量3.42mg/L）：⑴阻垢剂计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的亚硫酸钠，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀，停运搅拌器。⑵阻垢剂计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至20cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的阻垢剂，启动搅拌器。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀，停运搅拌器。4、杀菌剂溶液的配制（加药量10mg/L）：⑴杀菌剂（次氯酸钠）计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的杀菌剂。③配药至满箱，控制浓度在5％，关闭进水阀。⑵杀菌剂（次氯酸钠）计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至10cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的杀菌剂。③配药至满箱，控制浓度在5％，关闭进水阀。4、加酸溶液的准备（加药量10mg/L）：⑴酸计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的酸。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀。⑵酸计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至10cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的酸。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀。5、加碱溶液的准备（加药量10mg/L）：⑴碱计量箱溶液的配制（第一次或计量箱检修后）：①开启计量箱进水阀、排污阀，将计量箱冲洗干净。②关闭排污阀，待计量箱进水一半时，加入定量的碱。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀。⑵碱计量箱溶液的配制（正常运行中）：①计量箱液位降至10cm时，开启计量箱进水阀。②待计量箱进水一半时，加入定量的碱。③配药至满箱，控制浓度在10％，关闭进水阀。二、超滤设备的手动启动和停运1、启动前的检查：⑴电磁阀柜上的程控/就地选择开关置于“就地”状态。⑵检查各设备管道、阀门完好，无泄漏，处于备用状态。⑶整个系统设备和管道已清洗干净，保证没有杂质颗粒、油污从系统中进入膜组件。⑷检查泵、电机具备启动条件。⑸压缩空气系统完好，压力具备启动条件。⑹程控操作盘送电，信号反应正确，可投入正常运行。⑺检查就地电磁阀箱送电、送气，气压正常（0.4～0.8Mpa）。⑻各在线监测仪表均能投入运行。⑼检查各水箱、水池水位；⑽净水区化学用清水处理系统运行正常，具备向超滤设备送水条件。2、膜元件初次使用时清洗、灭菌操作（对于初次使用的膜元件应冲洗掉防止脱水和细菌生长的保护液，应执行下述步骤）：⑴开启超滤装置进水母管总进（1）、总进（2）、表面式换热器旁路阀，自清洗过滤器进、出水阀、超滤装置气动进水阀、浓水排水阀，启动化学清水泵。⑵微开超滤装置电动进水阀、超滤装置进水慢开阀，让进水水流慢慢地填充系统的流入面，以避免水锤的冲击。⑶待浓水排水阀出水后，调大超滤装置电动进水阀，正向冲洗3min。⑷开启絮凝剂计量泵进、出口阀、混合器加药阀，启动絮凝剂计量泵，调整至合适加药量（视水质实际情况投运）。⑸开启表面式换热器进、出水阀、进汽阀、疏水阀及疏水阀的进、出隔离阀，控制水温在35℃左右，关闭表面式换热器旁路阀。⑹开启超滤装置出水阀、超滤产水箱进水阀，关闭超滤装置浓水排水阀,调整流量约68m3/h，产水20min后开启浓水排水阀，关闭超滤装置出水阀，开启超滤产水箱底排阀，将超滤水箱水排空后关闭该底排阀。⑺开启超滤装置出水阀，关闭超滤装置浓水排水阀，调整流量约68m3/h，运行20min后停化学清水泵，关闭以上所开阀门。⑻开启超滤产水箱反洗出水阀、加强反洗排水阀，超滤反洗水泵进、出口阀、超滤反洗过滤器进、出水阀、超滤装置反洗阀及反排阀，启动反洗水泵，反洗1min结束。⑼重新以68m3/h的流量向超滤产水箱制水20min，用⑧的步骤再反洗一次。3、超滤装置的手动启动：⑴开启清水管上总进（1）、总进（2）、表面式换热器旁路阀、自清洗过滤器进水阀、自清洗过滤器出水阀。⑵开启超滤装置电动进水阀、气动进水阀、浓水排水阀，启动化学清水泵，开启超滤装置进水慢开阀。⑶开启表面式换热器进水阀、出水阀、疏水阀及疏水阀的进、出隔离阀。⑷开启换热器进汽手动阀、电动阀，换热器投入运行，关闭换热器旁路阀，调整使换热器出水温度在35℃左右。⑸当分析出水污染指数≤3时，开启超滤装置手动出水阀、气动出水阀，关闭浓水排水阀进行产水。⑹调整超滤装置电动进水阀至合适开度，使出水流量为80m3/h。4、超滤装置的手动停运：⑴关闭换热器的进汽阀，换热器退出运行，停运化学清水泵。⑵关闭换热器进水阀、出水阀，自清洗过滤器进水阀，超滤装置进水阀、出水阀。⑶反冲洗:开启超滤装置反洗进水阀、反排阀，反洗过滤器进水阀、出水阀，启动反洗水泵，启动杀菌剂加药装置，加入合适的杀菌剂。⑷反冲洗3～5min后，停运反洗水泵，退出加药装置，关闭以上所有阀门。三、超滤设备的自动启动、运行和停运（数据来源于天元恒业提供的使用手册）1、启动前的准备工作：⑴检查各设备管道、阀门完好，无泄漏，处于备用状态。⑵整个系统设备和管道已清洗干净，保证没有杂质颗粒、油污从系统中进入膜组件。⑶泵、电机完好，具备启动条件。⑷程控操作盘送电，信号反应正确，可投入正常运行。⑸检查就地电磁阀箱送电、送气，气压正常（0.4～0.8Mpa）。⑹各在线监测仪表均能投入运行。⑺各水箱、水池水位正常。⑻净水区化学用清水处理系统运行正常，具备向超滤设备送水条件。⑼开启化学清水泵进、出水手动阀、总出手、电动阀，超滤装置总进阀（1、2），表面换热器进、出水阀、手动进汽阀、疏水阀、疏水隔离阀，自清洗过滤器进水阀。⑽、开启絮凝剂加药阀，絮凝剂加药计量泵进、出口阀，杀菌剂加药阀，杀菌剂加药计量泵进、出口阀，超滤反洗水泵进、出口阀，反洗过滤器进、出口阀。2、自动启动：⑴将“就地/程控”选择开关打至“程控”位置，超滤即进入程控状态。⑵在上位机上点“程序启动”，此时超滤装置受PLC控制，自动运行。⑶启动化学清水泵、絮凝剂加药泵，投入表面式换热器运行，开启自清洗过滤器出水阀。⑷开启超滤装置的进水阀、排水阀，冲洗5～10min后，开启超滤装置出水阀，关闭排水阀产水。3、运行：⑴正冲：顺序开启超滤装置的进水阀、排水阀，冲洗15s后进入下一步程序。⑵运行产水程序（一个工作周期暂定为30min，具体时间应根据现场调试而定）：开启超滤装置出水阀、关闭排水阀，持续30min后进入下一步程序。⑶反洗程序：关闭超滤装置进水阀、出水阀，开启排水阀，启动反洗水泵，同时开启反洗进水阀，持续30s（暂定为30s，具体时间应根据现场调试而定）后进入下一步程序（即停反洗水泵，关闭排水阀和反洗进水阀，进入运行产水程序）。4、停运：⑴在上位机上点“程序停止”，此时超滤装置进入停运程序。⑵停运化学清水泵、絮凝剂加药泵，顺序关闭各阀门。⑶启动杀菌剂加药泵、反洗水泵，同时开启超滤装置的反洗阀、排水阀。⑷反洗后停运反洗水泵，关闭所开阀门。四、超滤设备的清洗1、超滤装置的增强反洗：⑴当自动设定的冲洗达不到要求或间隔一段时间时需采取增强反洗。⑵正冲清洗：在运行状态，关闭出水阀，开启排水阀，进行膜表面清洗，3～5min后开启出水阀，关闭排水阀。⑶反冲洗:解列超滤装置，关闭超滤装置进、出水阀，开启超滤装置的反洗阀、排水阀，开启超滤反洗过滤器进、出水阀，投运杀菌剂加药装置，启动超滤反洗水泵，冲洗1min，交替开、关排水阀及加强反排阀进行上下交替冲洗，直至合格。2、超滤装置的化学清洗：⑴当下列情形之一发生时进行化学清洗：正常压力下出水流量下降量达到正常值的10～15％；为了维持正常的出水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15％；使用压力增加了10～15％。⑵根据分析结果确定相应的清洗方法：消毒、酸洗或碱洗。⑶配制清洗液：开启清洗水箱加水阀，加水至一半，加入适量的清洗剂，加水至满箱，关闭加水阀，投入加热器使清洗液温度控制在40℃左右，开启超滤清洗泵进、出口阀、循环阀，启动清洗泵。⑷循环清洗：开启清洗过滤器进水阀、出水阀，超滤装置清洗进口阀、返回阀，清洗水箱回流阀，关闭清洗水箱循环阀，控制泵出口压力在0.05MPa左右，循环10～30min。⑸浸泡：停运超滤清洗水泵，静止30～60min，开启清洗水箱底排阀，排尽清洗液，关闭所有阀门。⑹漂洗：投运超滤装置以前的设备，开启超滤装置进水阀、排水阀，漂洗至排水呈中性，停运超滤装置以前设备，关闭超滤装置进水阀、排水阀。⑺反冲洗：开启超滤装置反排阀、加强反排阀、反洗阀，超滤反洗过滤器进、出口阀，投运杀菌剂加药装置，启动超滤反洗水泵，交替开、关超滤装置的排水阀和反排阀、加强反排阀，冲洗5～10min，关闭相应阀门。五、膜元件的停机保养1、湿膜元件必须湿态保存，防止失水。2、膜元件保存过程中要严防碰撞、挤压。3、严格按膜元件的使用说明进行日常清洗，确保膜的运行环境。4、长期停运前进行化学清洗，压力上升或流量小到规定值，必须及时化学清洗。5、停机时间少于7天则应每天对设备在54m3/h的通量下，进行过滤，每天运行一个周期，并使用NaClO反洗。6、停机时间大于7天则应在系统内充入0.1％的NaHSO3溶液作为保护液；每隔14天更换NaHSO3；要防止组件被冰冻，贮存温度在4～30℃。六、运行注意事项1、定时检验前处理来水温度、浊度，确保前处理来水合格。2、投运后，确保超滤装置及时反洗。3、保证超滤装置的运行压力不超标。4、停运时要将超滤反洗，确保将膜元件污物冲洗干净。5、长期停运要对超滤膜进行保护，确保不长细菌。七、反渗透装置的手动启动和停运1、反渗透装置投运前的检查：⑴电磁阀柜上的程控/就地选择开关置于“就地”状态，超滤产水箱进口阀应处于开启状态。⑵总电源、仪表电源、控制盘及操作盘电源已送上且正常。⑶核对联锁、报警、控制参数和接点已经过正确的设置和整定。⑷高压泵盘动灵活、转动方向正确。⑸各阀门转动灵活，无泄漏、位置正确。⑹反渗透装置及有关系统应干净、无杂物、无泄漏。⑺各加药单元启动前的检查。⑻各计量泵处于备用状态，泵进出口阀、管道加药一次阀应处于打开状态。⑼液位计指示正确，报警接点位置正确，接点信号输出正常。⑽按规定的浓度和体积配好药液。2、反渗透装置的手动投运：⑴低压冲洗：开启淡水不合格水排放阀、电动排污阀、反渗透冲洗水泵进、出口阀，启动反渗透冲洗水泵，开启反渗透冲洗水阀，15min后，停反渗透冲洗水泵，关闭以上各阀门，冲洗结束。⑵启动超滤水泵，投运盐酸、还原剂、阻垢剂加药装置。⑶开启保安过滤器进、出口阀、反渗透装置不合格出水排放阀、浓水电动排污阀。⑷待高压泵进口压力高于0.5MPa时，启动高压泵，缓慢开启高压泵出口慢开阀。⑸调整高压泵出口阀的开度，使高压泵出口流量为25t/h，开启浓水手动排放阀，关闭浓水电动排放阀，调整手动排放阀开度，使反渗透的回收率为75％。⑹待出水正常时，开启反渗透装置的出水阀，关闭不合格出水排放阀，向淡水箱供水。3、反渗透装置的手动停运：⑴停运高压泵，关闭高压泵出口电动慢开阀。⑵停运加药计量泵，关闭对应阀门。⑶停运超滤水泵，关闭保安过滤器进、出水阀，反渗透装置出水阀、浓水手动排污阀。⑷开启浓水电动排污阀，启动反渗透冲洗泵，开启反渗透装置冲洗阀。⑸冲洗10～15min后，停运反渗透冲洗泵，关闭冲洗阀、浓水电动排污阀。八、反渗透装置的自动启动、运行和停运1、启动前的准备工作：⑴开启还原剂加药箱出口阀，还原剂计量泵进、出口阀，阻垢剂加药箱出口阀，阻垢剂计量泵进、出口阀，RO加盐酸加药箱出口阀，RO加盐酸计量泵进、出口阀。⑵开启保安过滤器进、出水阀，反渗透冲洗泵进、出口阀。⑶总电源、仪表电源、控制盘及操作盘电源已送上且正常。⑷核对联锁、报警、控制参数和接点已经过正确的设置和整定。⑸高压泵盘动灵活、转动方向正确。⑹各阀门转动灵活，无泄漏、位置正确。⑺反渗透装置及有关系统应干净、无杂物、无泄漏。⑻各加药单元完好、备用。⑼液位计指示正确，报警接点位置正确，接点信号输出正常。⑽按规定的浓度和体积配好药液。2、启动：⑴将“就地/程控”选择开关置于“程控”位置，反渗透即进入程控状态。⑵在上位机上点“启动”，此时反渗透装置受PLC控制，自动运行。⑶阻垢剂计量泵、还原剂计量泵、RO加盐酸计量泵首先开启投入运行。⑷检测高压泵入口压力，当泵进口压力高于设定值（0.5MPa）时，高压泵启动，同时电动慢开阀开启。⑸调整高压泵出口调节阀的开度，使反渗透出力达到需要的流量（25m3/h）；调整手动排污阀的开度，使反渗透的回收率为75％，系统投运完毕。3、运行：运行过程中，当检测高压泵入口压力低于0.5Mpa时，高压泵停运，电动阀关闭，系统停止运行。4、停运：⑴在上位机上点“停运”，此时反渗透装置进入停运程序。⑵首先高压泵停止运行，对应电动慢开阀关闭，计量泵停止运行。⑶开启浓水电动排放阀，启动反渗透冲洗泵，开启冲洗水阀，延时3～5min后，停止反渗透冲洗泵运行，对应冲洗水阀、浓水电动排放阀关闭，反渗透装置停止运行。5、运行注意事项：⑴定时化验预处理来水温度、SDI，确保预处理来水合格。⑵时刻检查阻垢剂系统。⑶停运时确保将反渗透膜元件内的浓水冲洗干净。⑷长期停运要对反渗透膜进行保护，确保不长细菌。九、反渗透装置的控制保护及信号联锁1、控制保护：⑴为防止高压泵空转损坏高压泵，每台高压泵的进口装设低压力开关，当供水量不足使高压泵进口的水压低于某一设定值（正常为0.5MPa），会自动发出信号停止高压泵运行。⑵为防止系统压力过大击穿反渗透膜或对系统造成损害，每台高压泵出口装设高压开关，当压力超过某设定值时，自动切断高压泵供电。⑶为了防止高压泵突然启停，系统压力变化过快破坏反渗透膜，高压泵的启停采用变频控制。⑷为了防止误操作，在RO产水端设置止回阀，防止对反渗透膜产生较大的静背压。⑸为了防止停运期间反渗透浓水对膜的结垢、污染等不良影响，在反渗透装置停止使用时，用产品水自动冲洗5～10min左右，停止备用。2、运行控制的实现：⑴反渗透装置的投运或退出主要是通过高压泵的启、停来实现，而高压泵启停是通过超滤水箱和淡水箱的水位变化联合决定的。在本系统中通过超滤水箱和淡水箱的液位变送器，来控制反渗透装置的运行，反渗透装置运行通常采取恒流量控制。⑵检测反渗透进水水质：反渗透开始投运前若氧化还原电位值高报警，应手动打开总进水母管排放门，直到水质满足要求；在系统运行中，当进水水质不符合要求时，操作人员应检查还原剂系统是否正常运行，及时处理并解除报警，保证反渗透系统正常运行。⑶电动阀门：每组反渗透装置的浓水排放侧装有一个电动阀门，在反渗透正常运行时，用手动阀调节回收率，在系统停车时，作为低压冲洗的排放阀，由PLC自动实现；每组反渗透装置装有一个低压冲洗水阀，反渗透冲洗泵与系统连锁，在反渗透装置停机时由PLC自动延时启动相应的设备进行低压冲洗。十、反渗透装置的维护和保养1、反渗透装置的停用保护：⑴反渗透装置停运后，应用不含阻垢剂的淡水低压冲洗15～20min。⑵当反渗透装置的停用时间超过7天时，应采用以下措施之一进行保护：①甲醛保护：用0.5%～0.7%的甲醛溶液（用盐酸调节pH）冲洗系统，当浓水含0.5%甲醛时，冲洗过程即可结束，关闭所有进出口阀。该措施每个月要更换一次保护液。②焦亚硫酸钠保护：用1%～1.5%的焦亚硫酸钠溶液冲洗系统，当浓水含1.0%的焦亚硫酸钠时冲洗过程结束，关闭所有进出口阀门，每周检测一次保护液pH值，当pH<3或时间达一个月时更换一次保护液。⑶在正常情况下，反渗透装置的停用不得超过72小时，停用期间每天进行一次淡水冲洗，冲洗时间15～20min。⑷在反渗透装置停运期间，周围环境温度不得低于5℃，防止压力容器内溶液冻结，也不得高于45℃，避免膜降解加速。十一、反渗透装置的化学清洗及膜污染的一般特征1、反渗透装置的化学清洗：⑴清洗条件：正常压力下出水流量下降量达到正常值的10～15％；为了维持正常的出水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15％；使用压力增加了10～15％。⑵根据分析结果确定相应的清洗方法：消毒、酸洗或碱洗。⑶配制清洗液：开启清洗水箱加水阀，加水至一半，加入适量的清洗剂，加水至满箱，关闭加水阀，投入加热器使清洗液温度控制在40℃左右，开启反渗透清洗泵进、出口阀、循环阀，启动清洗泵。⑷循环清洗：开启清洗过滤器进水阀、出水阀，反渗透装置清洗进口阀、返回阀，清洗水箱回流阀，关闭清洗水箱循环阀，控制泵出口压力在0.05MPa左右，循环10～30min。⑸浸泡：停运反渗透清洗水泵，静止30～60min，开启清洗水箱底排阀，排尽清洗液，关闭所有阀门。⑹冲洗：开启反渗透装置浓水电动排放阀，启动反渗透冲洗水泵，开启反渗透装置冲洗水阀，冲洗至排水中性，停泵，关闭相应阀门。2、反渗透膜污染的一般特征：名称盐透过率压差产水量金属氧化物增加速度快增加速度快急速降低硫酸钙沉淀物极大降低逐渐增加稍微减少碳酸钙沉淀物增加增加稍微减少胶体物质增加缓慢增加缓慢减少缓慢有机物增加速度快增加缓慢减少缓慢微生物增加增加减少

3、膜清洗液的选择：名称硫酸盐沉淀碳酸盐沉淀金属氧化物无机胶体硅微生物有机物0.1%NaOH0.1%EDTA-Na可行可行最佳可行0.1%NaOH0.05%Na-DDS较好较好较好1.0%STP1.0%TSP100.0%EDTA-Na较好较好0.2%HCl最佳0.5%H3PO4可行可行2.0%柠檬酸可行0.2%NH2SO3H可行可行100.0%Na2S2O4较好

注：Na-DDS为十二烷基硫酸钠；STP为三聚磷酸钠；TSP为磷酸三钠。故障处理一、反渗透系统脱盐率显著下降，产水流量略有上升，压差略有下降。直接原因间接原因处理膜功能衰退①运行时间长更换膜元件②进水温度高③进水pH不合适④进水余氯高膜泄漏①膜元件振动大更换膜元件②压差过大③膜元件受水锤等冲击内部连接器或中心管断①压差过大更换连接器或膜元件②进水温度高二、反渗透系统压差显著上升，产水流量略有下降，脱盐率略有下降。直接原因间接原因处理膜元件变形①压差过大调反渗透元件②温度过高膜污染（悬浮物）①预处理质量不好①改善预处理质量②保安过滤器被穿透或短流②更换滤芯③高压泵机械密封损坏③高压泵检修④悬浮物污染④化学清洗膜污染（结垢）①阻垢剂选型或加药方案不合理①改进阻垢剂加药方案②运行时间过长②化学清洗③进水质量不好③改善进水水质超滤系统常见故障及排除故障现象可能原因排除手段进水压力低或进水量不足超滤预处理堵塞清洗或更换过滤材料或装置超滤进水泵压力不够更换更大的增压泵管径偏小换管径更大的管阀门故障更换阀门产水量下降超过初始稳定产水量的20%超滤膜被污染进行化学清洗和加药杀菌。跨膜压差太小增大进水压力，但不得超过0.3Mpa.且TMP小于0.2Mpa.原液水质恶化改善前处理，使之达到超滤进水要求原液温度降低升高原液温度或加大进水压力但不得超过0.3Mpa.且TMP小于0.2Mpa。预处理供水不足检查及改进预处理维护不当加强维护，并更换损坏设备产水水质不达标或截留效果降低浓差极化增大浓水回流量，加速膜管内流速断丝查找出断丝处，并用环氧树脂进行修补；或更换超滤膜。二次污染改进出水后处理原水水质恶化改善前处理，使之达到超滤进水要求过滤精度选择有误更换适合的过滤精度的膜压力表压力突然升高气动蝶阀失灵检查气动蝶阀或控制电路的故障原水泵不启动进水压力过高压力保护开关跳闸，调节超滤主机进水蝶阀，使进水压力小于0.3Mpa.超滤水箱水位过高等产品水箱水位下降到正常后才能启动超滤原水箱水位过低等原水箱水位升高到正常后才能启动反洗泵不启动反洗进水压力过高压力保护开关跳闸，调节反洗进水蝶阀，使进水压力小于0.2Mpa.产品水位过低等产品水箱水位上升后才能启动超滤进水水质要求

一、超滤进水水质要求前处理：

超滤法在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中，可以作为工艺过程的预处理，也可以作为工艺过程的深度处理。在广泛应用的水处理工艺过程中，常作为深度净化的手段。根据中空纤维超滤膜的特性，有一定的供水前处理要求。因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面，而使膜受到污染。由于超滤膜水通量比较大，被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象，更为严重的是有一些很细小的微粒会进入膜孔内而堵塞水通道。另外，水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。这些因素都会导致超滤膜透水率的下降以及分离性能的变化。同时对超滤供水温度、PH值和浓度等也有一定限度的要求。因此对超滤供水必须进行适当的预处理和调整水质，满足供水要求条件，以延长超滤膜的使用寿命，降低水处理的费用。

A、微生物（细菌、藻类）的杀灭：

当水中含有微生物时，在进入前处理系统后，部分被截留微生物可能粘附在前处理系统，如多介质过滤器的介质表面。当粘附在超滤膜表面时生长繁殖，可能使微孔完全堵塞，甚至使中空纤维内腔完全堵塞。微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是极为严重的。除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。在水处理工程中通常加入NaClO、O3等氧化剂，浓度一般为1～5mg/l。此外，紫外杀菌也可使用。在实验室中对中空纤维超滤膜组件进行灭菌处理，可以用双氧水（H2O2）或者高锰酸钾水溶液循环处理30～60min。杀灭微生物处理仅可杀灭微生物，但并不能从水中去除微生物，仅仅防止了微生物的滋长。

B、降低进水混浊度：

当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时，都会使水产生一定程度的混浊，该混浊物对透过光线会产生阻碍作用，这种光学效应与杂质的多少，大小及形状有关系。衡量水的混浊度一般以蚀度表示，并规定1mg/lSiO2所产生的浊度为1度，度数越大，说明含杂量越多。在不同领域对供水浊度有不同的要求，例如，对一般生活用水，浊度不应大于5度。由于浊度的测量是把光线透过原水测量被水中颗粒物反射出的光量、颜色、不透明性，颗粒的大小、数量和形状均影响测定，浊度与悬浮物固体的关系是随机的。对于小于若干微米的微粒，浊度并不能反映。

在膜法处理中，精密的微结构，截留分子级甚至离子级的微粒，用浊度来反映水质明显是不精确的。为了预测原水污染的倾向，开发了SDI值试验。

SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，是表征系统进水水质的重要指标。SDI值的确定方法一般是用孔径为0.45μｍ微孔滤膜在0.21MPa恒定水流压水力下，首先记录通水开始滤过500ml水样所需的时间t0，然后在相同条件下继续通水15min，再次记录滤过500ml水样所需时间t15，然后根据下式计算：

SDI=（1-t0/t15）×100/15

水中SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度。井水的SDI＜3，地表水SDI在5以上，SDI极限值为6.66……，即需进行预处理。

超滤技术对SDI值的降低最为有效，经中空纤维超滤膜处理水的SDI=0，但当SDI过大时，特别是较大颗粒对中空纤维超滤膜有严重的污染，在超滤工艺中，必须进行预处理，即采用石英砂、活性炭或装有多种滤料的过滤器过滤，至于采取何种处理工艺尚无固定的模式，这是因为供水来源不同，因而预处理方法也各异。

例如，对于具有较低浊度的自来水或地下水，采用5～10μｍ的精密过滤器（如蜂房式、熔喷式及PE烧结管等），一般可降低到5左右。在精密过滤器之前，还必须投加絮凝剂和放置双层或多层介质过滤器过滤，一般情况下，过滤速度不超过10m/h，以7～8m/h为宜，滤水速度越慢，过滤水质量越好。

C、悬浮物和胶体物质的去除：

对于粒径5μｍ以上的杂质，可以选用5μｍ过滤精度的滤器去除，但对于0.3～5μｍ间的微细颗粒和胶体，利用上述常规的过滤技术很难去除。虽然超滤对这些微粒和胶体有绝对的去除作用，但对中空纤维超滤膜的危害是极为严重的。特别是胶体粒子带有电荷，是物质分子和离子的聚合体，胶体所以能在水中稳定存在，主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质（絮凝剂）以打破胶体粒子的稳定性，使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块，而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。常用的絮凝剂有无机电解质，如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和氯化铁。有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷，形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成，从而使水质得到较大改善，故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。

在絮凝剂加入的同时，可加入助凝剂，如PH调节剂石灰、碳酸钠、氧化剂氯和漂白粉，加固剂水下班及吸附剂聚丙稀酰胺等，提高混凝效果。

絮凝剂常配制成水溶液，利用计量泵加入，也可使用安装在供水管道上的喷射器直接将其只入水处理系统。

D、可溶性有机物的去除：

可溶性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。

（1）氧化法利用氯或次氯酸钠（NaClO）进行氧化，对除去可溶性有机物效果比较好，另外臭氧（O3）和高锰酸钾（KMnO4）也是比较好的氧化剂，但成本略高。

（2）吸附法利用活性炭或大孔吸附树脂可以有效除去可溶性有机物。但对于难以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法处理。

E、供水水质调整：

（1）供水温度的调整

超滤膜透水性能的发挥与温度高低有直接的关系，超滤膜组件标定的透水速率一般是用纯水在25℃条件下测试的，超滤膜的透水速率与温度成正比，温度系数约为0.02/1℃，即温度每升高1℃，透水速率约相应增加2.0％。因此当供水温度较低时（如＜5℃），可采用某种升温措施，使其在较高温度下运行，以提高工作效率。但当温度过高时，同样对膜不利，会导致膜性能的变化，对此，可采用冷却措施，降低供水温度。

（2）供水PH值的调整

用不同材料制成的超滤膜对PH值的适应范围不同，例如醋酸纤维素适合PH=4～6，PAN和PVDF等膜，可在PH=2～12的范围内使用，如果进水超过使用范围，需要加以调整，目前常用的PH调节剂主要有酸（HCl和H2SO4）等和碱（NaOH等）。

由于溶液中无机盐可以透过超滤膜，不存在无机盐的浓度极化和结垢问题，因此在预处理水质调整过程中一般不考虑它们对膜的影响，而重点防范的是胶质层的生成、膜污染和堵塞的问题。

2、超滤进水水质要求的操作参数：

正确的掌握和执行操作参数对超滤系统的长期和稳定运行是极为重要的，操作参数一般主要包括：流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度。

A、流速：

流速是指原液（供给水）在膜表面上的流动的线速度，是超滤系统中的超滤一项重要操作参数。流速较大时，不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加速超滤膜分裂性能的衰退。反之，如果流速较小，截留物在膜表面形成的边界层厚度增大，引起浓度极化现象，既影响了透水速率，又影响了透水质量。最佳流速是根据实验来确定的。中空纤维超滤膜，在进水压力维持在0.2MPa以下时，内压膜的流速仅为0.1m/s，该流速的流型处在完全层流状态。外压膜可获得较大的流速。毛细管型超滤膜，当毛细管直径达3mm时，其流速可适当提高，对减少浓缩边界层有利。必须指出两方面问题，其一是流速不能任意确定，由进口压力与原液流量有关，其二是对于中空纤维或毛细管膜而言，流速在进口端是不一致的，当浓缩水流量为原液的10％时，出口端流速近似为进口端的10％，此外提高压力增加了透过水量，对流速的提高供献极微。因此增加毛细管直径，适当提高浓缩水排量（回流量），可以使流速获得提高，特别是在超滤浓缩过程中，如电泳漆的回收时可有效提高其超滤速率。

在允许的压力范围内，提高供给水量，选择最高流速，有利于中空纤维超滤膜性能的保证。

B、压力和压力降：

中空纤维超滤膜的工作压力范围为0.1～0.6MPa，是泛指在超滤的定义域内，处理溶液通常所使用的工作压力。分离不同分子量的物质，需要选用相应截留分子量的超滤膜，则操作压力也有所不同。一般塑壳中空纤维内压膜，外壳耐压强度小于0.3MPa，中空纤维耐压强度一般也低于0.3MPa，因而工作压力应低于0.2MPa，而膜的两侧压差应不大于0.1MPa。外压中空纤维超滤膜耐压强度可达0.6MPa，但对于塑壳外压膜组件，其工作压力亦为0.2MPa。必须指出，由于内压膜直径较大，当用作外压膜时，易于压扁并在粘结处切断，引起损坏，因此内外压膜不能通用。

当需要超滤液具有一定压力以供下一工序使用时，应采用不锈钢外壳超滤膜组件，该中空纤维超滤膜组件，使用压力达到0.6MPa，而提供超滤液的压力可达30m水柱，即0.3MPa压强，但必须保持中空纤维超滤膜内外两侧压差不大于0.3MPa。

在选择工作压力时除根据膜及外壳耐压强度为依据外，必须考虑膜的压密性，及膜的耐污染能力，压力越高透水量越大，相应被截留的物质在膜表面积聚越多，阻力越大，会引起透水速率的衰减。此外进入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道。总之，在可能的情况下，选择较低工作压力，对膜性能的充分发挥是有利的。

中空纤维超滤膜组件的压力降，是指原液进口处压力与浓缩液出口处压力之差。压力降与供水量，流速及浓缩水排放量有密切关系。特别对于内压型中空纤维或毛细管型超滤膜，沿着水流方向膜表面的流速及压力是逐渐变化的。供水量，流速及浓缩水排量越大，则压力降越大，形成下游膜表面的压力不能达到所需的工作压力。膜组件的总的产水量会受到一定影响。在实际应用中，应尽量控制压力降值不要过大，随着运转时间延长，由于污垢积累而增加了水流的阻力，使压力降增大，当压力降高出初始值0.05MPa时应当进行清洗，疏通水路。

C、回收比和浓缩水排放量：

在超滤系统中，回收比与浓缩水排放量是一对相互制约的因素。回收比是指透过水量与供给量之比率，浓缩水排放量是指未透过膜而排出的水量。因为供给水量等于浓缩水与透过水量之和，所以如果浓缩水排放量大，回收比较小。为了保证超滤系统的正常运行，应规定组件的最小浓缩水排放量及最大回收比。在一般水处理工程中，中空纤维超滤膜组件回收比约为50～90％。其选择根据为进料液的组成及状态，即能被截留的物质的多少，在膜表面形成的污垢层厚度，及对透过水量的影响等多种因素决定回收比。在多数情况下，也可以采用较小的回收比操作，而将浓缩液排放回流入原液系统，用加大循环量来减少污垢层的厚度，从而提高透水速率，有时并不提高单位产水量的能耗。

D、工作温度：

超滤膜的透水能力随着温度的升高而增大，一般水溶液其粘度随着温度而降低，从而降低了流动的阻力，相应提高了透水速率。在工程设计中应考虑工作现场供给液的实际温度。特别是季节的变化，当温度过低时应考虑温度的调节，否则随着温度的变化其透水率有可能变化幅度在50％左右，此外过高的温度亦将影响膜的性能。通常情况下中空纤维超滤膜的工作温度应在25±5℃，需要在较高温度状态下工作则可选用耐高温膜材料及外壳材料。超滤装置在除盐水系统中的运行总结

李峰徐卫平

(永煤集团河南龙宇煤化工有限公司永城463300)

摘要：介绍超滤技术的原理、结构、特点及使用方式。该技术应用于除盐水系统后,出水水质稳定,保证了锅炉长周期安全运行。

关键词：超滤技术除盐水应用

永煤集团河南龙宇煤化工有限公司除盐水系统采用多介质过滤器-超滤-反渗透-离子交换工艺技术,主要任务是为热电站的高温高压循环流化床锅炉以及煤气化、甲醇合成等工艺装置提供符合要求的除盐水,此外还向循环冷却水站供应少量补充水、为全公司供应非饮用生活等用水装置生产能力为220t/h除盐水,490t/h精制冷凝液。该装置于2007年5月开始调试运行,至今出水水质稳定,保证了锅炉长周期安全稳定运行。

1超滤工作原理和分离特点

1.1工作原理

超滤又称超过滤(简称UF),是一种与膜孔径相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力以超滤膜为过滤介质。在一定压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓溶液,从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

1.2分离特点

(1)分离过程不发生相变化,耗能少。

(2)分离过程可以在常温下进行,适合一些热敏性物质的浓缩或提纯。

(3)分离过程仅以低压为推动力,设备及工艺流程简单,易于操作、管理及维修。

(4)应用范围广,凡分子量为1000~500000或者尺寸为0.005~0.100μm的溶质,都可以采用超滤分离技术。此外,采用系列化不同截留分子量的膜,能将不同分子量溶质的混合液中各组分实行分子量分级。

2超滤膜组件的结构

除盐水系统超滤装置采用的是外压式膜组件,组件结构目前以中空纤维膜为主,也有管式和卷式膜。根据致密层位置不同,中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜及内外压膜3种。

外压膜的进水流道在膜丝之间,膜丝存在一定的自由活动空间,因而更适合于原水水质较差、悬浮物含量较高的水源;内压膜的进水流道是中空纤维的内腔,为了防止堵塞,对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的限制,因而适合于原水水质较好的工况。

超滤膜的典型孔径为0.005~0.100μm,截留分子量为1000~500000,对细菌和大多数病毒、胶体、淤泥等具有极高的去除率。

3超滤运行和清洗方式

3.1运行方式

超滤的运行有全流过滤(死端过滤)和错流过滤两种模式。全流过滤时,进水全部透过膜成为产水;而错流过滤时,部分进水透过膜成为产水,另一部分则夹带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低,因而运行成本更低;而错流过滤能处理悬浮物含量更高的流体,具体的操作形式宜根据水中的悬浮物含量来确定。通量即产水透过膜的流率,通常表达为单位时间内单位膜面积的产水量。当超滤的过滤通量较低时,超滤膜的过滤负荷低,膜面形成的污染物容易被清洗,因而长期通量稳定;当过滤通量较高时,超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大,清洗后的恢复率下降,不利于保持长期通量的稳定。因此,针对每种具体的水质,超滤都存在一个临界通量,在运行中应保持通量在此临界通量之下。临界通量往往需要通过试验确定。

3.2清洗方式

超滤的清洗方式包括正洗、反洗、气洗、分散化学清洗和化学清洗等。其中正洗、反洗可以清除膜面的滤饼层;气洗则利用气水混合液的强力湍动,更有效地清除膜表面的污染层;分散化学清洗和化学清洗则通过化学药剂来清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部形成的污堵。提高清洗频率、增大清洗强度都有利于更彻底地清除各类污染物。

4超滤系统的工艺流程

除盐水装置包括多介质过滤器预处理、超滤、反渗透、混合离子交换。

多介质过滤器的作用是清除悬浮物、胶体以及经加药后形成的矾花等杂质,其出水由管道送入超滤过滤器,过滤水进入超滤设备除去溶液中的大分子物质。超滤设备的滤后水送入超滤产水箱,产水箱出水经阻垢剂加药装置和还原剂加药装置投加适量药剂,再经超滤产水提升泵提升,出水经加酸装置加酸后进入一级反渗透过滤器。

5超滤装置的主要参数

5.1设备参数

主要设备参数见表1。

5.2系统维护参数

系统维护参数见表2。

6超滤系统的调试

6.1超滤系统的试压与检漏

(1)超滤调试前的准备工作

①先将多介质过滤器调试正常。②检查超滤系统的所有阀门是否正确安装,自动阀是否工作正常。③检查压力、流量等仪表是否正常。④按照操作规程检查和校正所有泵。检查泵座的固定螺栓是否紧固;检查泵电机叶轮的旋转方向是否与指示方向一致。⑤检查并保证所有电气部件的连线正确,控制回路工作正常;自动控制系统已完全可以按工艺要求工作。⑥用经多介质过滤器处理后的完全冲洗超滤系统的管路,以便去除管道内可能存积的灰尘、泥土、沙砾以及超滤系统中的杂质。注意,此步骤在膜组件安装之前必须完成。

(2)超滤调试与试压

①低压冲洗系统:进水压力≤0.05MPa,膜透量≤25L/(m2·h),将回流排放阀和产水排放阀打开,冲洗超滤膜系统,使系统内的空气排净时间不得少于10min。在冲洗过程中,应根据系统管路的配置,打开其它排放阀或放气阀,使系统内的保护液和空气均排净。

②试压与检漏:待保护液和空气都排净后将所有阀门关闭,然后缓慢打开进水阀,逐渐升压至0.25MPa,检查有无漏点,如有漏点,做好标记。

③补漏:将系统管路中的水放净,根据所用的管道材质,用相应的黏合剂或焊接进行修补。

④重新进行①和②的操作,直至没有漏点为止。

(3)完整性检测

对于超滤系统而言,完整性包括超滤膜组件的完整性以及配套管件、阀门、连接件的完整性,可采用压力衰减试验法检测。

压力衰减试验法步骤为:将膜组件中充满测试用的液体,使膜完全浸润且膜丝所有的孔中都充满液体;在膜组件的进水侧缓慢通入无油压缩空气(产水阀门处于打开状态),逐渐提高进气压力至设定值,超滤膜必须保持压力测试的设定值(0.25MPa);最初时,进气侧的水会受压穿过膜壁进入产水侧,因此会有一定量的液体排出(约持续2min);待压力稳定在设定值时,将进气阀关闭(产水侧阀门处于打开状态),并密封进气侧保持测试压力,静止保压10min