超滤系统-NORIT XIGA为例

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/29 09:56:21

超滤系统操作说明 :

 

1 、超滤 (UF) 技术概述:

 

超滤是一种筛孔分离技术,超滤膜表面分布有一定形状和大小的孔,在压力作用下,溶剂水和小尺寸的溶质粒子透过膜而到达产水侧,大尺寸粒子组分被膜阻挡。可用微孔模型来描绘超滤过程:以膜两侧的压差作为推动力,根据膜的孔径来选择分离溶液中所含的微粒或大分子。 NORIT XIGA 超滤膜的孔径为 25 ~ 30nm 。

 

超滤膜是由表面致密薄层(过滤分离层)和相对较厚的致密层的支撑层构成的不对称膜。

 

超滤能够有效地去除水中的悬浮物、胶体、有机大分子、细菌、微生物等杂质。由于超滤具有优良的过滤性能,因而被广泛应用于各种水处理系统中。

 

2 、超滤的技术优点:

 

A 〕 出水水质大幅度提高,可以去除绝大部分悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物。超滤产水污染指数 SDI15<2 。

 

B 〕 出水水质稳定,不随时间和进水水质的变化而变化。

 

C 〕 大幅减少后级 RO 膜的污染趋势,延长反渗透膜的使用寿命。

 

D 〕 操作强度大大降低,易实现全自动控制。

 

E 〕 大大节省占地面积。

 

3 、超滤装置的特性:

 

超滤( UF )装置是本系统预处理部分的关键设备,而超滤装置的核心部分为荷兰 NORIT 公司生产的 XIGA S225FCFS 膜元件。该膜元件由亲水性的聚醚砜中空纤维组成的,每一根膜元件由上千根中空纤维组成,膜元件长度为 1.5m ,外径 200mm 。有效过滤面积为 40 m2 ,截留分子量为 150 , 000 道尔顿。原水在中空纤维的内部流动,而产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由内壁向外壁透过(称为内压式),收集后,成为超滤产水从产水端排出。被截留的悬浮物、细菌、大分子有机物、胶体等就堆积在纤维内表面,此时膜的进水侧与产水侧的压差会逐渐增加,经运行一段时间后(往往 15-30min ),就需要停止过滤操作,进行反冲洗( BW ),反冲洗水为超滤产水。经多次反冲洗后,可能在膜表面粘附着不易冲洗掉的污染物和微生物,此时就采用含有一定浓度的化学药剂的水进行反冲洗和浸泡,即化学加强反洗( CEB ),以增强反洗效果。化学药品用盐酸、次氯酸钠、氢氧化钠等。当超滤 CEB 不能达到恢复超滤膜性能的功效时,需要人工化学清洗。

 

人工化学清洗:提高清洗药剂的浓度,增加药剂的浸泡接触时间,一种以上的药剂反复清洗,直到恢复超滤膜的性能。

 

亲水性聚醚砜超滤具有以下优点:

 

A 〕        机械强度好。

 

B 〕        抗污染能力强。

 

C 〕        透水性强

 

D 〕        耐化学性能好,可以实现高强度的化学清洗。

 

4 流程说明:

 

由双介质过滤器出水直接进入一个过滤精度为 75μm 的保安过滤器,过滤器用以去除水中大于 75μm 的大颗粒杂质,保证超滤膜过流通道不被堵塞损坏。过滤器的产水进入超滤膜的压力容器内,被超滤膜分离,大尺寸颗粒被超滤膜截留,水及小尺寸颗粒透过膜形成产水流出压力容器后进入超滤水箱。当超滤装置运行达到一定时间时( 1 个反洗周期),运行停止,超滤水箱中的产水经反洗泵升压后通过一个可拆卸清洗的  

100μmY 型过滤器,然后进入超滤膜的产水侧,将截留在超滤膜表面的大尺寸颗粒冲出超滤膜,使其恢复正常的工作能力,此即为超滤的反洗( BW )。

 

超滤在经历数次 BW 后,在反洗时投加适当的化学清洗药品,并进行浸泡,然后用过滤水冲掉药液(化学反洗),以保证超滤长期正常稳定运行,此即为化学加强反洗( CEB )。

 

向超滤进水中投加适量的絮凝剂,可以提高超滤的产水水质。同时也增加了超滤的污染负荷,同时也增加了 RO 受高价铝污染的可能性。故建议:在超滤产水水质满足一级 RO 运行的前提下,不投加 PAC 。如果出现了异常的有机物污染趋势,则可以考虑投加。

 

5 设备说明:

 

5.1 、超滤进水条件:

 

总悬浮固物量 ≤25ppm

 

颗粒粒度 ≤75μm

 

水温: 10 -30 ℃ ,要求尽量控制水温 15 -23 ℃

 

不得含有带正电的大分子有机物,如聚丙烯酰胺( PAM )等。

 

不得含有游离态的油以及超过 0.1ppm 的乳化态的油。

 

5.2 、膜组件性能参数:

 

膜材料: PES+PVP 共混

 

切割分子量: 150000Daton

 

外壳材质: PVA

 

密封材料:环氧树脂

 

纤维支撑外壳: ABS

 

纤维尺寸(内径) : 0.8mm

 

组件尺寸(外径 / 长度): 8” 组件( φ200X 1500mm

 

有效膜面积(按纤维内径计): 40m2

 

5.3 、超滤装置技术参数:

 

超滤装置数量: 2 套

 

控制:自动

 

结构型式:水平( 13 根膜组件并联 / 套,共 52 支膜元件)

 

过滤方式:内压式

 

操作方式:死端过滤

 

预过滤: 75μm 保安过滤器

 

产水流量: 2X 145m3/h

 

反洗流量: 520m3 /h

 

CEB 投药流量: 260 m3 /h

 

PH 值范围: 2 ~ 13

 

最大操作压力: 0.3Mpa ,一般应控制在 0.16Mpa 之内。

 

最大反洗压差: 0.25 Mpa ,一般应控制在 0.2Mpa 之内。

 

运行压差( TMP ): ≤0.1Mpa ,一般应控制在 0.08Mpa 之内。

 

5.4 、超滤装置反洗操作参数:

 

5.4 .1 、正常反洗( BW ):

 

BW 周期(运行时间): 30 min ( BW 周期可根据超滤运行状况,在 25-30min 内选择, 30 min 优先,当出现一个周期内 TMP 快速上升的状况时,应修改至 25min )。

 

反洗时间: 40~70sec 。

 

5.4 .2 、化学加强反洗( CEB ):共 19min

 

CEB 中的第一次 BW 时间: 60sec

 

投药时间: 90sec

 

浸泡时间: 15min (可以根据 CEB 的效果,在 10-20min 间作出调整: CEB 效果好,可按 10min ; CEB 效果不好,可按 20min )。

 

CEB 的第二次 BW 时间: 90sec

 

5.4 .3 、化学加强反洗(  

CEB )周期:

 

超滤 CEB 分为酸洗和碱 + 次氯酸钠洗。

 

1 )酸 CEB 周期: 1 次 /20 次 BW (可以根据情况修改, CEB 效果良好,可提高 BW 次数; CEB 效果不佳,可降低 BW 次数至 16 次)。

 

2 )碱 + 次氯酸 CEB 周期: 1 次 /19 次 BW (可以根据情况修改, CEB 效果良好,可提高 BW 次数; CEB 效果不佳,可降低 BW 次数至 15 次)。

 

5.4 .4 、人工化学清洗时间:

 

现定为 2 个月进行一次(可根据现场情况在 1 - 3 月内调整,判断依据见本说明 “3.9 、超滤清洗 ” )。

 

 

 

超滤操作步序表

 

步骤   操作   时间   流量   开启泵   开启阀门   1   投运   正冲   10 ~ 30sec   145m3 /h   供水泵   进水阀、反排阀   2   运行   运行   25 ~ 40min   145m3 /h   进水阀、产水阀   3   反洗   停机   10sec   0   /   /   反洗   50 ~ 90sec   520m3 /h   反洗泵   反进阀、反排阀   停机   10sec   0   /   /   4   CEB1   停机   10sec   0   /   /   反洗 1   60sec   520m3 /h   反洗泵   反进阀、反排阀   投药   70 ~ 120sec   260m3 /h   反洗泵、加药泵   反进阀、反排阀   浸泡   10 ~ 15min   /   /   /   反洗 2   90sec   520m3 /h   反洗泵   反进阀、反排阀   5   CEB2   停机   10sec   0   /   /   反洗 1   60sec   520m3 /h   反洗泵   反进阀、反排阀   投药   70 ~ 120sec   260m3 /h   反洗泵、加药泵   反进阀、反排阀   浸泡   10 ~ 15min   /   /   /   反洗 2   90sec   520m3 /h   反洗泵   反进阀、反排阀   停机   10sec   0   /   /   6   停机   备用   /   /   /   /    

超滤操作注意要点:

 

⑴    超滤 “ 投运 ” 后,应在 “ 运行 ” 、 “ 反洗 ” 、 “CEB1 (酸) ” 、 CEB2 (碱 + 次氯酸钠) ” 之间切换。即超滤在 “ 运行 ” 、 “ 反洗 ” 之间循环进行 20 次后,进行 1 次 CEB1 ;循环进行 19 次后,进行 1 次 CEB2 。

 

当酸洗与碱洗记数相同而碰头时,碱洗记数自动减 1 ,以避免同时进行 CEB1 和 CEB2 。

 

⑵ 3 套超滤同时运行,当一套超滤到达 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗时,另一套正在进行反洗或化学加强反洗,后一套退出运行至 “ 备用 ” 状态,等待。浸泡不影响另一套超滤进行 BW 或 CEB 。

 

⑶    超滤到达 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” ,此时超滤产水箱液位不足以进行反洗或化学加强反洗时,超滤继续强制运行;待满足液位条件后进行 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” 。如果在 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” 的过程中出现超滤产水箱低液位,该超滤 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” 中断,待超滤产水箱液位到达低液位后,未完成 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” 程序的超滤从中断点继续进行 “ 反洗 ” 或 “ 化学反洗 ” 。

 

⑷    超滤进行操作时,应先开启相应的阀门,得到阀门开启的确认后,才能启动泵;应先停运相应的泵,得到泵停运的确认后,才能关闭相应的阀门。泵停运后,应立即关闭相应的阀门,以防超滤内部缺水。

 

⑸    泵的启动和停运,应采用变频器软操作的方式,不得直接启动 / 停运泵。

 

⑹    超滤进水和产水管顶部有自动浮动式排气阀,应定期拆卸清洗排气阀,以防污堵。

 

⑺    必须完整记录超滤的运行数据,以便于可以及时追踪超滤出现的污堵。

 

 

 

超滤运行数据:

 

超滤的运行数据包括超滤的进水压力、产水压力、 TMP (进水压力 - 产水压力)、流量、进水温度、 BW 流量、 BW 压力、 CEB 浓度(加色者为关键数据)。分析上述运行操作数据,可以判断超虑污染的可能以及程度。

 

超滤初期的进 / 出压力可能随着运行会发生变化,排除污堵的原因外,管道、取压管内的空气会明显影响压力数据。 TMP 值可以真实记录超滤的运行状态。投运初期的超滤,膜没有任何的污堵,可以作为此后超滤污堵判断的标准,经过清洗后的超滤,也可以以清洗后的运行数据,作为此后膜污堵判断的标准。

 

 

 

超滤 CEB 药剂要求:

 

酸:酸为工业级盐酸( 30% ),要求 CEB 的 PH 值达到 1-2 , CEB 时定期检测,以确保酸加量符合要求。

 

碱:工业级氢氧化钠( 30% ),要求 CEB 时, PH 值达到 12-13 , CEB 时定期检测,以确保酸加量符合要求。

 

次氯酸钠:工业级( 10% ),要求 CEB 时,与碱同时投加,浓度达到 250ppm , CEB 时定期检测,以确保酸加量符合要求。  

超滤化学清洗:

 

超滤膜组件在使用运行过程中,膜表面会被它截留的各种杂质所覆盖而形成滤饼层,甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞,使水的透膜压力增大。原水水质的好坏,只能解决膜被污染速度和快慢的问题,而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底,水中极少数的杂质也会因日积月累而使膜受到污堵。因此,当超滤膜应进行清洗。

 

NORIT XIGA 超滤膜的清洗,主要是指用化学药剂, 按 CEB 的方式,以更高的浓度、更长的浸泡时间,连续多次人工清洗超滤膜。
超滤清洗判断:

 

关于超滤的清洗要求的判断标准,没有明显的规定,可与以前一次清洗后超滤的运行状态为标准,在此基础上运行压差增涨 50% ,或超滤运行压差上升超过 0.5bar (超滤运行压差最大 0.8-1.0bar );也可以清洗后超滤反洗压差为基础,当反洗压差超过 2.0bar 时,进行清洗。

 

每 1-2 月对超滤进行一次化学清洗,也是一种可以采用的清洗频率,前提是压差( TMP )出现上升。

 

6.1 超滤清洗前准备:

 

⑴ 分析进水水质状况,以利于判断可能的污染物种类。

 

⑵ 拆卸超滤压力容器,分析观察内部沉积的污染物种类,也可以作浸泡试验,以利于选择可能的有效清洗剂。

 

⑶ 确认清洗所需药剂的种类和量满足要求;确认超滤产水箱水液位满足超滤清洗所需;确认超滤清洗液排放可以正常进行;确认二台超滤反洗泵中的一台已处于半流量阀门限位状态(半流量即为通过调节反洗泵出口阀,反洗泵流量调节至 180m3 /h )。将此台泵置于 “ 手动 “ 状态;确认超滤加 HCl 泵、加 NaOH 泵、加 NaClO 泵,都处于无故障可投运状态,并且出口手动阀处于 “ 开 “ 状态。

 

⑷ 准备进行酸 / 碱度、 PH 值、活性余氯测定所需的条件,以便于超滤清洗时进行相关测定;准备对讲机一对、秒表 1 台、人员至少 2 个。

 

6.2 超滤清洗步序:

 

建议如下的清洗步序:

 

⑴ 、停运超滤,并将超滤置于 “ 软手操 ” 状态,反洗泵、加药泵、阀门都采用软手操方式操作。

 

⑵ 、 BW 超滤,流量 520m3 /h ,时间 60sec 。

 

⑶ 、 HCl 清洗:流量 260 m3 /h , PH=1-2 ,同时投运二台加酸泵( 1 台现场投运)。进液 1.5min ,浸泡 30 min 。上述操作连续进行 2-4 次,进液后,可连续浸泡 2-12H 。

 

⑷ 、进行一次 BW , 1.5 min ,流量 520 m3 /h 。

 

⑸ 、碱 +NaClO 清洗:流量 260 m3 /h , PH=12-13 ,同时投运二台加次氯酸钠泵 +1 台加碱泵,次氯酸钠浓度 500ppm 。进液 1.5min ,浸泡 60 min 。上述操作可连续进行 2-4 次。连续浸泡 4-8H 。

 

⑹ 、进行一次 BW , 1.5 min ,流量 520 m3 /h 。

 

⑺ 、 1 次 HCl 清洗:流量 260 m3 /h , PH=1-2 ,同时投运二台加酸泵( 1 台现场投运)。进液 1.5min ,浸泡 60 min 。

 

⑻ 、酸洗结束后,进行一次 BW , 1.5 min ,流量 520 m3 /h  

上述清洗步骤,需要根据实际的污染物种类,作出调整,包括清洗次数、浸泡时间等。一切以实际的清洗效果为准。次氯酸钠的浓度不应超过 600ppm ,浸泡时间不应超过 10H ,除非厂家建议。

 

 

 

超滤维护保养:

 

7.1 外围设备维护:

 

⑴ 加药箱应及时补液,以防加药泵不能正常吸液。

 

⑵ 加药泵每六个月更换一次润滑油。

 

⑶ 超滤供水泵、反洗泵应定期更换润滑油,及时补加润滑油。

 

⑷ 加药泵的吸入口滤器,每 6 月清洗一次,每六个月检查 / 清洗一次加药泵的单向阀、隔膜。

 

⑸ 定期检测 CEB 的浓度。

 

⑹ 定期清洗 BW“Y” 过滤器滤网。

 

⑺ 至关重新的是:超滤前的预处理系统(中水系统),应提供超滤完全的保护。如中水处理系统运行不正常,则超滤受到污染的机率将大大提高。

 

7.2 超滤常规维护:

 

⑴ 每次停机进行一次 BW 。

 

⑵ 及时进行污染物的清洗。

 

⑶ 及时根据超滤运行状况,调整 CEB 的频率。

 

7.3 短期停机维护:

 

短期停机是指停运 1 周以内。每天必须运行 1-2H 或 BW1-2 次,并 CEB 一次。

 

7.4 长期停机维护:

 

停机超过 1 周,即为长期停机,要求进行封存。封存前要求进行彻底人工化学清洗。并用 1% 的亚硫酸氢钠进行封存。

 

如果封存超过 1 月,则应排尽封存液,进行一次 BW 后,重新进行封存。

 

封存设备投运前,应进行一次 CEB 。

 

7.5 超滤产水箱的定期清洗:

 

超滤 BW 、 CEB 用水都取自产水箱,如产水箱受到污染(微生物、颗粒),则污染物因超滤的 BW 而进入超滤内部,造成可能的膜的污染。故应定期清洗超滤产水箱。

 

清洗要求:

 

⑴ 应彻底清除箱体内表面上的污染物,并清除出箱体,不得有残留,特别是已从表面上脱离的污染物。

 

⑵ 清洗过程中,不得人为带入污染物。

 

⑶ 应冲洗箱体内表面,并彻底排放箱内积水。

 

⑷ 人工清洗后,用 100ppm 的次氯酸钠浸泡 2-4 小时,并彻底冲洗 / 排放。

 

超滤水质检测:

 

⑴ 超滤产水水质以 SDI 为衡量标准,一般要求 SDI≤2 。应定期检测超滤产水的 SDI 值。

 

⑵ 超滤产水 SDI 值出现异常时,应立即逐个压力容器取样检测 SDI 值,以确定故障的部位。

 

⑶ 开启故障压力容器的端盖,检查膜元件之间、膜元件与端盖之间的密封状况,并更换密封故障的部位的密封。

 

⑷ 排除密封问题,则应考虑采用膜的完整性气量、气泡检测,以确定膜可能出现的断丝部位,并维修断丝点。可与厂家联系进行上述操作。

 

超滤的故障检修表

 

故障

 

原因分析

 

解决措施

 

漏水

 

1 部件安装不恰当

 

2 螺栓未拧紧

 

3 密封垫损坏

 

1 重新安装部件

 

2 拧紧螺栓

 

3 更换密封圈

 

运行流量低

 

1 进出水管路异常

 

2 流量表故障

 

3 超滤污堵

 

1 检查进出水管路,各阀门的开启度是否到位,管路是否堵塞

 

2 检查流量探头是否异常,流量表是否异常

 

3 对超滤进行化学反洗或化学清洗

 

运行压差大

 

1 超滤污堵

 

2 压力表故障

 

3 超滤产水流量正常范围

 

1 对超滤进行化学反洗或化学清洗

 

2 更换或校正压力表

 

3 调整超滤产水流量

 

出水水质不好

 

1 原水浊度高

 

2 超滤污堵

 

3 测量误差

 

4 超滤膜膜丝断裂

 

1 更换水源

 

2 对超滤进行化学反洗或化学清洗

 

3 校正测量仪表( SDI 测试仪、浊度仪等),更正测试手段,减少人为操作误差

 

4 更换超滤膜;或对超滤进行气密性测试并对断丝进行封堵

 

反洗流量低

 

1 进出水管路异常

 

2 反洗水泵供水不足

 

3 流量表显示故障

 

4 超滤污堵

 

1 检查反洗进出水管路,各手动阀门的开度,管路是否堵塞

 

2 检查反洗水泵出口阀门开度,反洗水泵是否堵塞,反洗水泵叶片是否损坏

 

3 检查流量探头是否异常,流量表是否异常

 

4 对超滤对超滤进行化学反洗或化学清洗

 

反洗压差大

 

1 超滤污染

 

2 压力表故障

 

3 超滤反洗流量超出正常范围

 

1.      对超滤进行化学反洗或化学清洗

 

2.      更换或校正压力表

 

3.      调整超滤反洗流量

 

阀门故障

 

1 气源压力不足

 

2 反馈故障

 

3 阀门机械故障

 

1 调整气源压力,检查供气

 

2 检查反馈,必要时更换

 

3 检查阀门,必要时更换