超滤操作基础手册.doc

超滤操作手册
一、简介
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本一种溶液分离过程，使用压力普通为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。
咱们选用HYDRA cap 60膜。
影响超滤膜性能因素
1 膜化学材料
HYDRA cap 膜材质为亲水性聚醚砜（PES）,这种材质化学稳定性优秀，耐受氧化剂能力强，亲水性好不容易被污堵，污堵后容易清洗恢复。耐酸碱范畴可达Ph2~13。
2 膜丝微观构造和孔径。
HYDRAcap中空超滤膜中空丝断面为海绵状多孔构造，内表面为超滤分离皮层，外表面为微滤多孔曾。与老式超滤膜指状大孔构造相比，孔径均一，内表面无缺陷，机械强度高。HYDRAcap膜割分子量为15万道尔顿，分离孔径约为25nm。
3超滤膜组件构造
中空纤维膜是超滤膜最重要形式，分为内压膜和外压膜。外压式膜进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定活动空间，内压式膜进水流道是中空纤维内腔。HYDRA cap 是内压式膜。
4超滤运营方式和清洗方式
超滤运营方式分为全流过滤和错流过滤两种模式。全流过滤时，进水所有透过膜表面形成产水；错流过滤时，某些进水透过膜表面成为产水，另一某些则夹带杂质排出成为浓水，这种运营方式能解决悬浮物含量较高原水。
超滤清洗方式涉及正洗、反洗、分散化学清洗、化学清洗等。正洗、反洗可清除膜面滤饼层。分散化学清洗和化学清洗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污堵。
二、超滤工艺流程
郑州超滤工艺流程见图1所示

序号
A
B
C
a
b
名称
进水泵
反洗泵
清洗泵
酸计量泵
次氯酸钠计量泵
序号
V1
V2
V3
V4
W1
W2
U1
U2
U3
名称
进水阀
反洗排放阀
产水阀
清洗排放阀
浓水调节阀
产水调节阀
反洗进水阀
清洗进水阀
清洗回流阀
三、超滤工作流程：
运营 正冲 底部反洗 顶部反洗 正冲 分散药洗 浸泡 正冲 运营
60min 15s 20s 20s 15s 30s 2min 30s
四、超滤工作流程阐明：
超滤系统工艺流程如图1所示。阀门W1、W2 、U1常开，其他阀门在各环节中打开或关闭。
1运营
打开阀门V1、V3，启动进水泵A。 运营中进水压力为0.1~0.2MPa，超过0.25MPa则停机并报警，阐明进水压力过高。进水泵有低液位保护，中液位自动运营。
2.正冲
打开阀门V1、V4，启动进水泵A。
3.底部反冲
打开阀门V2，启动水泵B，同步启动计量泵b。反洗中压力超过0.20MPa则停机并报警，阐明反洗水压力过高。
4. 顶部反洗
打开阀门V4，启动水泵B，同步启动计量泵b。反洗中压力超过0.20MPa则停机并报警，阐明反洗水压力过高。
5. 分散药洗
打开阀门V1、V4，启动水泵A，同步启动计量泵a。
五 、超滤装置控制
由于超滤系统运营过程比较复杂，各设备都采用手动/自动控制模式。超滤装置分为三种工况：待启状态、工作状态、清洗状态。
当系统运营时，发生意外按下急停按钮系统将停止工作。
（1）手动控制模式
设备启动、停机、冲洗均由操作者完毕。把开关放到手动位置，用电单位启动；
放到停位置停止。
（2）自动控制模式
装置自动控制功能由PLC完毕。
超滤装置刚接通电源时，装置处在待启状态。把各设备开关放到自动位置，按下确认按钮，系统按以上工作程序运营。
系统一旦断电，所有用电单位停止工作。当电源重新接通后，装置将再次处在待启状态。
当系统运营时发生原料箱水位低、进水压力高、产水或反冲压力高时，系统将报警并同步停止设备。
六、超滤装置操作指引
为了使超滤装置持续稳定运营，必要满足三个条件：1合格进水水质2适当清洗时间间隔3及时化学清洗。
1进水水质规定
最大进水浊度100NTU
2膜污染形式
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，上层为较大颗粒松散层，紧贴于膜表面上是小颗粒凝胶层。普通状况下，松散层尚局限性对膜性能产生较大影响，在水流剪切力作用下可以冲洗掉。膜表面上细腻层则对膜性能正常发挥产生较大影响。由于该污染层存在，有大量膜孔被覆盖，并且该层内微粒及其她杂质之间长时间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，这种现象产生，普通是不可逆过程。
3污染物质
（1） 胶体污染：胶体重要是存在于地表水中，特别是随季节变化，水中具有大量悬浮物，它对滤膜危害性极大。在过滤过程中，大量胶体微粒随透过膜产水流至膜表面，随着持续运营，被膜截流下来微粒形成凝胶层。此外水中铁、锰以及在流程中加入铁系、铝系混凝剂形成胶体，都也许在膜表面形成凝胶层。
（2） 有机物污染：水中有机物，有是在水解决过程中人工加入，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等。有是大自然就有，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质吸附在膜表面损坏膜性能。
（3） 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，构成了一种复杂覆盖层 ，其成果不但影响到膜透水率，也涉及石墨产生不可逆转污堵。
4产水
超滤膜组件工作时产水通量，取决于进水水质，这是由于膜对不同截留物有一种极限负荷，承受过大负荷会导致墨通量急剧下降。
HYDRAcap60膜产水量2.7~6.8m3/h ，膜面积45.6m2，膜丝内/外径0.8/1.3 mm，膜丝数量13200根，常规产水通量60~145l/m2/hr，最大进水压力5bar，运营透膜压差 0.3~1.4bar。
5 反洗
反洗最大透膜压差 1.4bar反洗通量120~240l/m2/hr反洗持续时间30~60秒。
为抑制膜组件内细菌滋生，在反洗水中加入10~15ppmNaClO，超滤膜短时间余氯耐受浓度 200 ppm。加药箱药量普通按一昼夜以上药物存储量。
6分散化学清洗
在进水中具有铁、铝等高价金属胶体或者悬浮物，存在硬度结垢倾向，这些杂质也许导致超滤膜无机物污染，在此状况下需要加一定浓度酸溶液进行化学分散洗。 加入浸泡水中酸浓度为0.5~1%柠檬酸、0.5~1%草酸溶液或0.4%HCl溶液。
原水中有机物是导致超滤膜污染重要因素，为防止由有机物及活性生物引起超滤膜污染需要加一定浓度碱溶液进行化学分散清洗。所用溶液为0.1NaClO+0.05%NaOH溶液。当设立并使用该分散化学清洗加药工艺后，微生物等对膜污染可以得到控制，在反洗水中加入NaClO工艺可以取消。
7化学清洗
当超滤跨膜压差比初始上升1.0bar（相似温度），且通过反洗不能恢复时就应当对超滤装置进行清洗。清洗为手动过程，采用手动配药方式，且需将待清洗装置停机后进行。
8进水温度
膜产水通量与进水温度有明显直接关系，不同温度下产水量不相似。HYDRAcap60最高操作温度45℃。
9运营数据纪录
超滤装置基本上很少需要维修，核心是保证采用对的运营参数。必要运营参数纪录有助于跟踪装置运营状况，也有助于协助找到问题所在
七、超滤装置运营
膜组件初次投运时，注意起始产水量控制在设计水量30%~60%左右运营，24小时后，在增长到设计水量，这样有助于膜通量长期稳定。
超滤装置初次运营或长时间停机后恢复运营，需要进行冲洗去除组件中保护液。
开始启动应当手动，但是一旦所有流速和压力、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运营，一旦运营条件不满足，装置会自动采用保护办法。
装置启动所涉及到详细环节
（1） 启动供水泵
（2） 调节进水流量和压力
（3） 装置灌满水和冲洗
（4） 启动反洗水泵
（5） 设立和调节反洗压力
1.启动前检查
（1） 超滤前解决系统运营正常，管路清洗干净，超滤进水符合设计规定
（2） 排水系统已准备完毕
（3） PLC程序已经输入
（4） 电路系统检查已完毕
（5） 管路系统连接完毕并以清洗干净
2.启动
在启动前应进行一下检查
（1） 所有阀门处在关闭状态
（2） 所有泵处在关闭状态
冲洗
打开装置产水阀和清洗排放阀，启动进水泵，缓慢调节装置进水阀，维持较低进水压力，持续冲洗至排放水无泡沫，至此超滤装置启动前准备完毕。
启动程序
依照进水拟定超滤装置最大产水量、工作压力、反洗压力调节设备。超滤元件进水压力控制在膜两侧平均压力差为0.3~1.4bar。
流量和压力调节
a产水调节
打开产水阀，缓慢打开手动进水阀，调节进水手动阀，使产水量达到规定。
b浓水调节
缓慢打开浓水排放阀，调节排放量。
c反洗压力调节
全开反洗排放阀,启动反洗水泵,缓慢打开手动反洗进水阀，调节透膜压差为1.4bar
自动控制
当装置由手动控制将所有流量、压力设立完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。
a关闭所有开关，将手动开关转为自动
b启动超滤装置
c调节进水、产水压力保护，当压力高于设定值装置自动停机。
3.装置停机
打开清洗排放阀，冲洗20秒后关闭。关闭进水阀关闭进水泵。
装置长时间停机
组件如果短时间停用（2~3天），每天运营60min。
组件如长时间停用（7天以上），关停前对超滤装置进行一次反洗；并向装置内注入保护液（1%亚硫酸氢钠溶液），关闭所有超滤装置进出水阀门。长时间停机后重新投入使用时，应将超滤装置进行持续冲洗至排放水无泡沫。停机期间，应自始至终保持超滤膜处在湿态，一旦脱水变干，将会导致膜组件不可逆损伤。在准备装置长时间关机过程中，控制柜输出电源必要关闭，并且输入电源也应处在关闭状态。
八、超滤装置清洗
超滤装置长期运营过程中，水中杂质会积累使膜性能下降。因而，超滤装置在使用运营过程中需要定期对膜组件进行化学清洗，以恢复末性能。
清洗方案选取
（1） 采用酸性溶液对膜组件进行清洗
重要用于去除无机垢。
（2） 采用碱性氧化剂溶液对膜组件进行清洗
重要去除有机物对膜组件污染，防止细菌和藻类在超滤膜组件中繁殖。
注意：
所有清洗剂都必要从超滤进水侧进入组件，防止清洗剂中也许存在杂质从致密过滤皮层背面进入膜丝壁内部。
超滤装置化学清洗过程约需要2~4个小时
如果清洗后超滤装置停机时间超过一天，需按长期关机规定进行解决
清洗剂必要使用超滤产水或更优质水
清洗剂在循环进膜组件前必要除去污染物
清洗温度普通控制在10℃~40℃，提高清洗液温度可以可以提高清洗效率
必要时可采用各种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对漠和组件材料导致伤害。且每次清洗后，用超滤或RO产水将系统冲洗干净，才可进行另一种清洗剂清洗。
清洗
（1）清洗方案（1）
1~2%柠檬酸溶液或0.4%HCl溶液，是用于去除无机垢。
基本程序
清洗系统准备1
在膜组件中循环清洗药剂
冲洗超滤膜并且返回生产运营状态
准备工作
关闭程序关闭系统
关闭所有阀门
在清洗药箱中配备药剂，充分搅拌。
清洗
启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀、超滤装置清洗液进出阀，控制每个膜组件1000L/h流量进入膜组件，并返回清洗药箱中。循环清洗时间30min。
关闭清洗泵，静置浸泡60min。
将清洗药箱和清洗过滤器放空，冲洗干净。
冲洗超滤装置
冲洗目是为了将超滤装置中残留化学溶剂去除。
打开超滤装置清洗排放阀和正洗排放阀。
打开超滤装置进水阀，使进水通过超滤膜，直到冲洗干净,返回生产运营状态。
清洗方案（2）
0.2%NaClO+0.1%NaOH溶液，去除有机物及活性生物引起污染。
基本程序同方案1
九系统寻常维护
压力表
按期校准，必要及时调节
水泵
定期检查泵温度，同步检查泵垫圈以及其她防止泵泄漏构造
流量仪表
每三给月校正一次
自动阀门
每一种月检查一次
超滤装置
按常规检查进出水水质，同步检查产水流量和运营压力。
按常规检查膜组件泄漏状况。
十、系统故障分析

现象
也许浮现因素
修正办法
超滤膜跨膜压差过高

膜组件被污染

进行化学清洗
调节运营参数
产水量过高
调节流量
进水温度低
提高进水温度
产水流量小

膜组件被污染
清洗膜组件
阀门设立不正常
重新调节各部位阀门
进水压力低
检查进水泵、进水阀门
流量计不正常
检查流量计，重新校准
进水温度过低
提高进水温度

产水水质较差
膜组件被污染
清洗膜组件
进水水质超过规定范畴
检查进水水质，重要是COD、浊度
膜组件发生破损
查找破损因素，更换膜组件
在自动状态下设备不能启动
供水泵不启动

检查线路
检查水箱水位
进水压力高

检查供水泵
调节压力开关
PLC程序有误
检查程序