【史上最全】超濾運行培訓
1 安全注意事項
1.1 機械設備
1.1.1 組件泄漏
如果維護方法正確,且操作壓力低于0.6MPa的最大操作壓力,HFUF組件不會(huì )發(fā)生泄漏。一旦發(fā)生泄漏事故,必須立即關(guān)閉裝置。關(guān)機后,檢查漏水裝置,并予以排除,爾后裝置再次加壓試水。
1.1.2 離心泵
1.泵運轉時(shí),切勿對其進(jìn)行維護等操作;
2.要維護停運的泵,必須加以醒目標識;
3.泵的維護結束后,把所有的防護件復原;
4.確保泵的電機風(fēng)扇的通風(fēng)順暢;
5.泵維護和維修結束后,應按新泵首次運行規定進(jìn)行檢查作業(yè)。
1.1.3 管線(xiàn)與閥門(mén)
HFUF裝置的輸水系統包括不同管徑的管道以及連接件。裝置的不正確操作能導致其損壞,并可能因高壓下的泄漏引起人身傷害。
1.確認所有管線(xiàn)的支撐、安裝牢固;
2.為避免系統承受過(guò)高的壓力,在打開(kāi)進(jìn)水閥之前,須先打開(kāi)出水閥。
1.2 停機
為了確保操作人員或檢修人員的安全,對所有設備的停機,都應遵守規定的停機程序。停機程序不僅針對轉動(dòng)或電氣設備,也針對容器、輸水管線(xiàn)等。
1.3 通道
在HFUF設備周?chē)鷳撚袝惩ǖ耐ǖ?。地面應做防滑處理并保持干燥、整潔。盡量不要在運行裝置的附近存放設備、零件等。注意確保所有場(chǎng)地的照明,以方便操作和維護。
1.4 安全防護設施
當使用化學(xué)藥品進(jìn)行清洗和進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí),務(wù)必穿戴安全防護用品。如果不遵照下面的要求,可能導致無(wú)法挽回的人身傷害。
1. 當工作人員暴露在酸、堿、氧化劑環(huán)境下,必須穿戴橡膠手套、橡膠套服、頭盔以及護目鏡。
2. 當操作人員在帶電作業(yè)時(shí),應該戴絕緣手套、使用絕緣橡膠墊,并有人在旁邊提供必要的幫助和救護。
3. 緊急噴淋裝置必須保證處于良好工作狀態(tài)。
4. 接觸有害藥品的人員必須全面了解一旦事故發(fā)生時(shí),應采取哪些措施。
5. 發(fā)生溢出事故時(shí),應按貴公司的安全操作規范進(jìn)行處理。
1.5 安全檢查項目
在進(jìn)行HFUF裝置操作之前,雙方應共同檢查是否落實(shí)了以下的安全措施:
1.在明顯處張貼處理緊急事故有關(guān)單位、人員的聯(lián)系電話(huà)。
2.所有設備的操作人員熟知現場(chǎng)安全防護措施。
3.熟知所有的泵和自動(dòng)閥門(mén)的關(guān)閉位置。
4.所有泵/閥門(mén)、啟動(dòng)鈕的標識清楚、正確。
5.確保設備周?chē)ǖ罆惩?,光線(xiàn)充足。
6.保持設備清潔和良好維護。
7.保證設備必要通風(fēng)。
8.不要超過(guò)HFUF膜組件及管線(xiàn)的最大允許壓力。
2 概述
2.1 膜技術(shù)簡(jiǎn)介
膜技術(shù)是20世紀發(fā)展起來(lái)的一種水處理技術(shù)。常用的膜技術(shù)包括微濾(MF超濾(UF)納濾(NF)電滲析(EDI)和反滲透(RO)膜分離過(guò)程在常溫下進(jìn)行,無(wú)相變,不產(chǎn)生二次污染,是一種高效節能型分離凈化技術(shù),廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。膜處理技術(shù)有以下基本性能:
它是一種物理過(guò)濾作用,不需要加注藥劑;
它是一種絕對的過(guò)濾作用;
它不產(chǎn)生副產(chǎn)品;
它運行的驅動(dòng)力是壓力,容易實(shí)現自動(dòng)控制。
表2-1顯示了水中各種雜質(zhì)的大小和去除它們所使用的分離方法。反滲透主要用來(lái)去除水中溶解的無(wú)機鹽;而超濾則可以去除病毒、大分子物質(zhì)、膠體等;微濾一般能夠去除水中的細菌、懸浮物等,具有很好的除濁效果。這些都是傳統的過(guò)濾(如砂濾、多介質(zhì)過(guò)濾等)無(wú)法實(shí)現的。
表2-1 膜法工藝適用范圍與特點(diǎn)
2.2 中空纖維超濾膜和組件
微孔孔徑為0.01-0.1μm 的膜一般稱(chēng)為超濾膜,它的最主要的形式之一是中空纖維膜,呈毛細管狀,經(jīng)噴絲紡制而成。其內表面或外表面為致密層,或稱(chēng)活性層,內部為多孔支撐體。分離機理主要是篩分作用,在膜的致密層上有許許多多的貫通孔,在壓力驅動(dòng)下,尺寸小于膜篩分孔徑的分子或粒子,可穿過(guò)纖維壁,而尺寸大于膜篩分孔徑的分子或粒子則被子纖維壁所截留,從而實(shí)現大小粒子的分離。除此之外,溶液的化學(xué)性質(zhì)(pH值、電性)成份(有否其它粒子存在)以及膜致密層表面的結構、帶電性及化學(xué)性質(zhì)(疏水性、親水性等)等也會(huì )影響膜的分離性能。它所分離的組分直徑為0.005~0.10 μm,一般相對分子質(zhì)量大于500的大分子和膠體,采用的操作壓力一般為0.1~0.6MPa。根據致密層位置不同,中空纖維濾膜又可分為內壓膜、外壓膜及內、外壓膜三種。
用中空纖維濾膜組裝成的組件,由殼體、管板、端蓋、導流網(wǎng)、中心管及中空纖維組成,有原液進(jìn)口、過(guò)濾液出口及濃縮液出口與系統連接。其特點(diǎn)是:一是纖維直接粘接在環(huán)氧樹(shù)脂管板上,不用支撐體,有極高的膜裝填密度,體積小而且結構簡(jiǎn)單,可減小細菌污染的可能性,簡(jiǎn)化清洗操作。二是檢漏修補方便,截留率穩定,使用壽命長(cháng)。
2.3 HFUF-IBO200 膜組件的特點(diǎn)
HFUF-IBO200型膜組件是為滿(mǎn)足大多數RO 前處理以及中水回用處理的需要而特別開(kāi)發(fā)的。它采用PVDF為膜材料,經(jīng)過(guò)適當的化學(xué)改性,具有良好的親水性,耐氧化、抗污染等良好的過(guò)濾性能,是市面上不多的外壓式過(guò)濾產(chǎn)品之一,相對于內壓式來(lái)說(shuō),它的流道空間不固定,具有更寬的進(jìn)水指標和更高的截污能力。
HFUF膜過(guò)濾設計方式以能耗比較低全流過(guò)濾為主,另外對于高懸浮物的進(jìn)水,HFUF也可采用常規超濾的錯流過(guò)濾方式以減小膜污堵的速度,并輔以適當的反洗和氣洗頻率,減少膜表面的污堵,節省能耗,改善出水水質(zhì)。
3 HFUF裝置
HFUF裝置是根據用戶(hù)產(chǎn)水要求,由數只乃至數十只HFUF組件并聯(lián)組合而成。
3.1 膜組件基本使用條件
注:表列組件產(chǎn)水量是通用標準,具體項目組件產(chǎn)水量根據具體水源條件而定。
3.2 膜組件主要運行參數
注:表列組件產(chǎn)水量是通用標準,具體項目組件產(chǎn)水量根據具體水源條件而定。
3.3 膜組件反洗參數
注:如原水為地表水,應在反洗水中加入NaClO,并控制反洗排放水余氯濃度為3-5mg/L。
4 設備的運輸與安裝
4.1 運輸與裝卸
整個(gè)運輸過(guò)程應確保裝置環(huán)境溫度在0-40℃范圍內,以免膜組件的損壞。并避免將裝置置于陽(yáng)光下暴曬,以免紫外線(xiàn)對裝置上的工程塑料造成損傷。
所有的設備在提貨地應該按照貨單進(jìn)行徹底檢查。如果有任何損環(huán)、組件短缺或者與單據不符,請立即與我公司聯(lián)系。
所有的HFUF裝置都有被設計成撬式結構,并設有專(zhuān)用的吊環(huán)以便使用吊車(chē)進(jìn)行裝卸。
其中膜組件也可以進(jìn)行獨立包裝。膜組件外套有塑料薄膜袋,封口后放入有防震和固定措施的硬質(zhì)紙板箱內;裝卸時(shí)注意不劇烈撞擊與拋擲。
膜組件運輸過(guò)程中應將其平放在運輸載體上,最大允許疊放層數為4層,同時(shí)須遮陽(yáng)避雨,防曝曬及冰凍,運輸環(huán)境溫度高于0℃。
每個(gè)HFUF組件濕重約32Kg。
注意:不要用設備上連接的管道來(lái)抓舉和移動(dòng)HFUF裝置。這些連接管的材質(zhì)為工程塑料,不能用來(lái)承重或移動(dòng)HFUF裝置的。
4.2 HFUF的使用環(huán)境
4.3 基礎
裝置基礎應能承受設備的負荷。我公司在手冊(3.4)中已經(jīng)給出了設備的重量。
4.4 排水
考慮到啟動(dòng)和不正常運行狀態(tài)時(shí),排水量可能增大。故排水系統的設計能力最低應該能排除一個(gè)單元的最大產(chǎn)水流量。
4.5 裝置的安裝
1.按平面布置圖要求對設備進(jìn)行就位并固定。
2.安裝所有的因為運輸而被拆卸下來(lái)的閥門(mén)和管道。
3.如HFUF組件是分別單獨運輸的,應根據裝置總圖將組件上架并連接好所有管道。
4.接通HFUF裝置的各進(jìn)、出水的管線(xiàn)。
5.按照相關(guān)標準對所有HFUF裝置外接管道安裝支撐。
6.檢查HFUF裝置上所有連接電纜線(xiàn)的緊固件,確保連接緊固。
7.膜組件安裝時(shí),應注意不得將組件作為支撐件;不得有重物或硬物撞擊殼體,也不得將組件置于日光直射下工作,以免組件殼體老化。
4.6 HFUF裝置的貯存
1.HFUF裝置應該放于室內,不應該暴曬于日光下。
2.HFUF裝置不允許儲存在5℃以下,并且溫度也不允許高于40℃。
3.暫不使用的膜組件,應灌注保護液后封口,堆放在地面平整、清潔,周?chē)h(huán)境無(wú)腐蝕與污染物,且遠離冷、熱源的室內。貯存溫度控制在5~40℃范圍間。
4.每隔一個(gè)月應測試一次保護液的pH值,如pH≤3時(shí)應及時(shí)更換保護液。
5.成裝置膜組件的停運保養要點(diǎn)
(1)裝置上的膜組件如短期停用(2 ~ 3天),可每天運行約30 ~ 60min,以防止微生物的繁殖污染;
(2)裝置上的膜組件如長(cháng)期停用(7天以上),必須將膜組件進(jìn)行充分的清洗,然后,將設備內滯留的水排干,再用清洗裝置將保護液注入膜組件內,并關(guān)閉所有進(jìn)、出水閥門(mén)。且每用檢查一次保護液的pH值。保護液配方見(jiàn)上第4條所述。
6.保護液配方
根據現場(chǎng)實(shí)際情況不同,我提供以下主要三種保護液:
(1)1%濃度的亞硫酸氫鈉水溶液
(2)1%濃度的亞硫酸氫鈉水溶液+10%丙三醇
(3)10%丙三醇
4.6.1 裝置使用的儀器及閥門(mén)保護設備免受腐蝕性氣體以及灰塵和濕度的污染。貯存場(chǎng)所的溫度應該在5℃以上。
4.6.2 離心泵保存在室內。每月至少啟動(dòng)一次。
注意:儀表和泵均非我公司產(chǎn)品,請查看相關(guān)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的資料。
5 HFUF裝置的運行
HFUF裝置首次運行或長(cháng)時(shí)間停運后恢復運行,需要進(jìn)行沖洗以除去組件內的保護溶液。
最開(kāi)始的啟動(dòng)應該為手動(dòng)的,但是一旦所有的流速和壓力、時(shí)間被設置后,裝置應該恢復為自動(dòng)。裝置恢復自動(dòng)后,PLC系統可以有效監控系統的運行,一旦運行條件不滿(mǎn)足,裝置會(huì )自動(dòng)采取保護措施。
裝置啟動(dòng)所涉及到的基本步驟如下:
1.啟動(dòng)供水泵;
2.裝置灌滿(mǎn)水和沖洗;
3.啟動(dòng)反洗水泵;
4.設置反洗壓力;
5.設置濃水排放流量;
6.設置進(jìn)氣壓力;
7.設置反洗時(shí)間間隔;
8.設置氣擦洗時(shí)間間隔;
9.設置并聯(lián)裝置反洗順序。
5.2 啟動(dòng)前的檢查內容
1.排水系統已經(jīng)準備完畢。
2.PLC程序已輸入。
3.電路系統檢查已完成。
4.管路系統連接完成并已清洗干凈。
5.3 啟動(dòng)
在啟動(dòng)前應進(jìn)行以下核查:
1.按安裝核查表進(jìn)行核查(詳見(jiàn)安裝指導)
2.所有的閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)
3.所有的泵處于關(guān)閉狀態(tài)
4.安全設備已安裝并處于正常狀態(tài)
5.3.1 HFUF組件的沖洗
投運時(shí),裝置的沖洗可以只進(jìn)行反沖洗也可進(jìn)行反沖洗輔以正洗,下面以進(jìn)行反沖洗輔以正洗為例:
1.打開(kāi)裝置的濃排閥
2.啟動(dòng)給水泵
3.打開(kāi)裝置的正洗閥,并關(guān)閉下排閥
4.連續沖洗數分鐘再轉入反洗過(guò)程:
1) 打開(kāi)裝置的濃排閥和下排閥
2) 打開(kāi)反洗閥,緩慢打開(kāi)反洗進(jìn)水手調節閥,維持較低的進(jìn)水壓力(低于0.15MPa)連續沖洗數分鐘。
5.重復步驟1、3、4直至沖洗水無(wú)泡沫。
6.用水溫大于30℃的0.2%次氯酸鈉水溶液(有效氯計)浸泡0.5-3小時(shí),并再次沖洗(如上述步驟)至沖洗出水余氯小于0.1ppm,至此HFUF裝置啟運前準備完畢。
注:反洗水至少為UF產(chǎn)水以上的高質(zhì)量水。
5.3.2 啟動(dòng)程序
根據進(jìn)水確定HFUF裝置的允許最大產(chǎn)水量、工作壓力、反洗時(shí)間間隔:
1.裝置允許最大產(chǎn)水量是由進(jìn)水類(lèi)型及水質(zhì)決定的。
進(jìn)水水質(zhì)與組件產(chǎn)水量的關(guān)系見(jiàn)下表:
注:裝置的產(chǎn)水量應乘裝置的組件數。
注:表列組件產(chǎn)水量是通用標準,具體項目組件產(chǎn)水量根據具體水源條件而定。
2.裝置濃水排放量是由進(jìn)水濁度決定的。在進(jìn)水濁度高的條件下,加大濃水排放量可以有效控制HFUF組件濃水的淤塞速率。具體的濃水排放量由中試試驗確定 。
注:裝置排放量應乘裝置的組件數。
3.HFUF進(jìn)水壓力應控制在膜兩側平均壓力差≤0.21MPa
膜兩側平均壓力差 = 進(jìn)水壓力 + 濃水排放壓力 -產(chǎn)水出口壓力
如全流過(guò)濾,則:
膜兩側平均壓力差 = 進(jìn)水壓力- 產(chǎn)水出口壓力
4.流量和壓力的調整程序如下:
a) 產(chǎn)水的調整
打開(kāi)產(chǎn)水閥;
開(kāi)啟UF給水泵;
緩慢打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén);
調整進(jìn)水閥門(mén),使產(chǎn)水流量達到要求水量(組件首次投運時(shí),注意起始產(chǎn)水量應控制在設計產(chǎn)水量的60%左右運行,24小時(shí)后再增至設計產(chǎn)水量);
如果同時(shí)有濃水排放,應同步調整。
b) 濃水的調整(錯流工作狀態(tài))
緩慢打開(kāi)濃水排放閥;
調整濃水手動(dòng)排放閥至需要的排放量。
c) 反洗水壓力的調整
全開(kāi)濃水排放閥;
啟動(dòng)反洗水泵;
緩慢打開(kāi)反洗閥;
調整反洗手動(dòng)閥門(mén)至壓力<0.15MPa;
打開(kāi)下排閥,關(guān)閉濃排閥,調整下排手動(dòng)閥至單支流量2-4 m3/h,壓力小于0.15MPa。
d) 正洗水流量的調整
開(kāi)啟濃水排放閥15%;
打開(kāi)進(jìn)水閥;
調整濃水排放閥開(kāi)度至單支排放量1-2m3/h。
e) 夾氣反洗進(jìn)氣壓力的調整
進(jìn)入反洗程序;
緩緩開(kāi)啟進(jìn)氣閥至進(jìn)氣壓力為1 MPa,氣量控制在每支5-7N m3/h。
5.對以上的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行定位。
5.3.3 自動(dòng)控制
當裝置由手動(dòng)控制將所有的流量、壓力設置完畢后,裝置需要關(guān)閉,然后以自動(dòng)方式重新啟動(dòng)。
1、關(guān)閉所有開(kāi)關(guān),將手動(dòng)開(kāi)關(guān)轉為自動(dòng);
2、啟動(dòng)HFUF裝置;
3、調整產(chǎn)水壓力保護開(kāi)關(guān),當產(chǎn)水壓力高于設定值,濃水排放閥應自動(dòng)開(kāi)啟,并報警,延時(shí)停機。
6 運行裝置的停機程序
6.1 手動(dòng)操作模式下的停機
1.打開(kāi)濃水排放閥,沖洗15秒;
2.緩緩關(guān)閉進(jìn)水閥。
6.2 自動(dòng)控制模式下的停機
裝置在自動(dòng)模式下運行,當下面的一些情況發(fā)生時(shí),裝置會(huì )發(fā)生自動(dòng)關(guān)閉或不能投入自動(dòng)運行現象:
1.供水水泵沒(méi)接到運行指令,或者泵的手動(dòng)開(kāi)關(guān)沒(méi)有置于自動(dòng)狀態(tài);
2.產(chǎn)水出口壓力過(guò)高。
6.3 裝置長(cháng)時(shí)間停機
1.如果裝置需關(guān)停,組件如短期停用(2~3天),可每天運行約30~60min,以防止細菌污染。
2.組件如長(cháng)期停用(7天以上),關(guān)停前對HFUF裝置進(jìn)行一次夾板反洗;并向裝置內注入保護液,關(guān)閉所有的HFUF裝置的進(jìn)出口閥門(mén)。每月檢查一次,并控制環(huán)境溫度在5—40℃以?xún)取?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;" />
3.長(cháng)時(shí)間關(guān)停后重新投入運行時(shí),應將HFUF裝置進(jìn)行連續沖冼至排放水無(wú)泡沫。
4.停機期間,應自始自終保持超濾膜處于濕態(tài),一旦脫水變干,將會(huì )造成膜組件不可逆損壞。
注意:在準備裝置長(cháng)時(shí)間停機過(guò)程中,控制柜輸出電源必須關(guān)閉。并且輸入電源也應處于關(guān)閉狀態(tài)。
注意:在任何時(shí)候都必須保持HFUF膜處于濕態(tài),一旦脫水變干,都將造成膜組件不可逆損壞。
7 操作指導
為了使HFUF裝置持續產(chǎn)出滿(mǎn)足需要的過(guò)濾水,必須滿(mǎn)足三個(gè)條件。它們包括:合格的進(jìn)水水質(zhì),合適的反洗時(shí)間間隔,及時(shí)的化學(xué)清洗。上面的任一條件不滿(mǎn)足,裝置將難以穩定產(chǎn)出滿(mǎn)足需要的過(guò)濾水。
7.1 進(jìn)水水質(zhì)要求
進(jìn)水的水質(zhì)要求在概要部分已經(jīng)詳細給出,控制這些指標的目的,就是為了避免這些雜質(zhì)含量過(guò)高而對膜組件造成嚴重的膜污染。
在膜過(guò)濾過(guò)程中,膜污染是一個(gè)經(jīng)常遇到的問(wèn)題。所謂污染是指被處理液體中的微粒、膠體粒子、有機物和微生物等大分子溶質(zhì)與膜產(chǎn)生物理化學(xué)作用或機械作用而引起在膜表面或膜孔內吸附、沉淀使膜孔變小或堵塞,導致膜的透水量或分離能力下降的現象。
7.1.1 膜污染形式
膜污染主要有膜表面覆蓋污染和膜孔內阻塞污染兩種形式。膜表面污染層大致呈雙層結構,上層為較大顆粒的松散層,緊貼于膜面上的是小顆粒的細膩層。一般情況下,松散層尚不足以表現出對膜的性能產(chǎn)生什么大的影響,在水流剪切力的作用下可以沖冼掉,膜表面上的細膩層則對膜性能正常發(fā)揮產(chǎn)生較大的影響。因為該污染層的存在,有大量的膜孔被覆蓋,而且該層內的微粒及其它雜質(zhì)之間長(cháng)時(shí)間的相互作用極易凝膠成濾餅,增加透水阻力。
膜孔堵塞是指微細粒子塞入膜孔內,或者膜孔內壁因吸附蛋白質(zhì)等雜質(zhì)形成沉淀而使膜孔變小或者完全堵塞。這種現象的產(chǎn)生,一般是不可逆過(guò)程。
7.1.2 污染物質(zhì)
污染物質(zhì)因處理料液的不同而各異,無(wú)法一一列出,但大致可分下述幾種類(lèi)型:
a) 膠體污染:膠體主要是存在于地表水中,特別是隨著(zhù)季節的變化,水中含有大量的懸浮物如粘土、淤泥等膠體,均布于水體中,它對濾膜的危害性極大。因為在過(guò)濾過(guò)程中,大量膠體微粒隨透過(guò)膜的水流涌至膜表面,長(cháng)期的連續運行,被膜截留下來(lái)的微粒容易形成凝膠層,更有甚者,一些與膜孔徑大小相當及小于膜孔徑的粒子會(huì )滲入膜孔內部堵塞流水通道而產(chǎn)生不可逆的變化現象。
b) 有機物污染:水中的有機物,有的是在水處理過(guò)程中人工加入的,如表面活性劑、清潔劑和高分子聚合物絮凝劑等,有的則是天然水中就存在的,如腐殖酸、丹寧酸等。這些物質(zhì)也可以吸附于膜表面而損害膜的性能。
c) 微生物污染:微生物污染對濾膜的長(cháng)期安全運行也是一個(gè)危險因素。一些營(yíng)養物質(zhì)被膜截留而積聚于膜表面,細菌在這種環(huán)境中迅速繁殖,活的細菌連同其排泄物質(zhì),形成微生物粘液而緊緊粘附于膜表面,這些粘液與其他沉淀物相結合,構成了一個(gè)復雜的覆蓋層,其結果不但影響到膜的透水量,也包括使膜產(chǎn)生不可逆的損傷。
7.2 流量
7.2.1 產(chǎn)水流量
范圍是1.0~3.0m3/h支膜組件。
HFUF膜組件工作時(shí)需用的產(chǎn)水通量,取決于進(jìn)水水質(zhì),這是由于膜對不同的截留物有一個(gè)極限負荷,承受過(guò)大的負荷會(huì )造成膜通量的急劇下降。
HFUF產(chǎn)水通量與進(jìn)水水質(zhì)的關(guān)系詳見(jiàn)3.2表格。
7.2.2 濃水排放流量
范圍在0~0.75m3/h
一般進(jìn)水條件下,HFUF采用的是全流過(guò)濾運行方式,此時(shí)濃水排放量為零。當進(jìn)水濁度大于15NTU,為了減輕膜表面負荷,HFUF采用了錯流過(guò)濾運行方式,即部分濃水排放。該運行模式下HFUF濃水排放量根據中試試驗確定。
7.2.3 反冼流量
反冼流量越大,對膜組件的清洗效果就越好。但是反洗流量大,就需要在中空纖維膜的內壁施以較大的水壓,過(guò)大的水壓會(huì )導致中空纖維膜的破裂,故反洗流量是通過(guò)反洗水壓來(lái)控制的。
HFUF的反洗壓力應控制在不大于0.15MPa。
7.2.4 正洗流量
HFUF的正洗流量可以控制在每支組件1.0-2.0 m3/h范圍內。
7.2.5 進(jìn)氣量
對HFUF組件進(jìn)行夾氣反洗的目的,就是利用壓縮氣體在組件內纖維之間的爆破形成的震蕩,使附著(zhù)在膜纖維表面的污染物質(zhì)得以剝落,并被沖洗水帶走,從而達到強化沖洗效果和節約反洗耗水的目的。但過(guò)分強烈的汽流會(huì )導致膜纖維的破裂,造成產(chǎn)水水質(zhì)的下降。
進(jìn)氣量的控制是通過(guò)對進(jìn)氣壓力的控制來(lái)完成的,進(jìn)氣壓力應控制在小于0.25MPa為宜,氣水混合擦洗時(shí)壓力應小于0.15MPa。
7.3 反洗間隔時(shí)間
由于HFUF采用了全流過(guò)濾的運行模式,為了保證濾膜在此工作狀態(tài)下的膜通量不發(fā)生大的衰減,HFUF采用了頻繁沖洗技術(shù),使膜表面截留的污染物在形成較厚的濾餅前被清除。
頻繁沖洗的頻度取決于進(jìn)水中雜質(zhì)的含量和種類(lèi),一般需通過(guò)現場(chǎng)的調試來(lái)確定,并且在運行過(guò)程中根據進(jìn)水的變化及時(shí)予以調整。
頻度的初始選擇范圍見(jiàn)3.2表格。
7.4 操作壓力
7.4.1 進(jìn)出水壓力差
即作用于膜兩側的壓力差,它是完成膜過(guò)濾的推動(dòng)力。
△P = Pj - Pc (全流過(guò)濾)
△P =(Pj + Pn)/2 -Pc (錯流過(guò)濾)
△P -進(jìn)出水壓力差
Pj ― 進(jìn)水壓力Pc ― 產(chǎn)水壓力Pn ― 濃水壓力
△P與膜產(chǎn)水通量在一定的范圍內呈正比關(guān)系,但達到一定程度后,△P對產(chǎn)水通量的增加作用將急劇減弱。
膜對截留物的截留率卻與△P呈反比關(guān)系,即隨著(zhù)△P的加大膜截留率逐步降低。
同時(shí),膜內外壓力差太大會(huì )造成中空纖維絲的受壓失穩變形,發(fā)生不可逆損壞。
HFUF最大允許進(jìn)出水壓力差是0.21MPa。
7.4.2 進(jìn)水壓力
即HFUF組件殼體所能承受的最大工作壓力,HFUF最大允許進(jìn)水壓力是0.6MPa。
7.4.3 反洗水壓力
反洗水壓力的控制要求及其作用已在7.2.3中說(shuō)明,不再重復敘述??刂艸FUF的反洗水壓力≤0.15MPa。
7.4.4 夾氣反洗進(jìn)氣壓力
夾氣反洗進(jìn)氣壓力的控制要求及其作用已在6.2.5中說(shuō)明,不再重復敘述??刂艸FUF的夾氣反洗進(jìn)氣壓力≤0.15MPa。
7.5 進(jìn)水水溫
膜的通量與進(jìn)水溫度有顯著(zhù)的直接關(guān)系,不同水溫下的通量可通過(guò)以下公式計算:
Q t = 1.03T- 25×Q25
Q t-HFUF 在t水溫下的產(chǎn)水量
Q25-HFUF 在25℃水溫下的產(chǎn)水量
T-HFUF 進(jìn)水水溫℃
7.6 運行數據的記錄
HFUF裝置基本上很少需維修,關(guān)鍵是保證采用正確的運行參數。必要的運行記錄有利于跟蹤裝置的運行情況,也有利于幫助找出問(wèn)題的所在。
下面的參數必須每?jì)尚r(shí)記錄一次:
l 進(jìn)水壓力(MPa)
l 產(chǎn)水壓力(MPa)
l 濃水排放流量(m3/h)(錯流過(guò)濾時(shí))
l 淡水流量(m3/h)
l 產(chǎn)水濁度(NTU)
l 進(jìn)水溫度(℃)
下面的參數必須每周測定一次
l 進(jìn)水CODMn(mg/L)
l 產(chǎn)水CODMn(mg/L)
l 產(chǎn)水SDI15
通過(guò)監控流量以及相應的壓力降,就可以對組件污染的程度作出判斷。
壓力系數 =
進(jìn)水側平均壓力 = (進(jìn)口壓力 + 濃水出口壓力)÷ 2 (錯流過(guò)濾)
進(jìn)水側平均壓力 = 進(jìn)口壓 (全流過(guò)濾)
每天應以時(shí)間為橫坐標,產(chǎn)水壓力系數為縱坐標繪制曲線(xiàn)圖,如果發(fā)現曲線(xiàn)較運行開(kāi)始下降20%,裝置運行參數需要及時(shí)做調整。并正確選擇清洗配方對HFUF膜組件進(jìn)行清洗。
8 HFUF裝置的過(guò)程控制
8.1 簡(jiǎn)介
HFUF裝置根據用戶(hù)需要一般被設計為手動(dòng)或手動(dòng)/自動(dòng)兩種控制模式。
裝置有三種運行工況,分別為待啟動(dòng)狀態(tài)、工作狀態(tài)和沖洗狀態(tài)。
1.待啟動(dòng)狀態(tài):
當裝置被設計為待啟動(dòng)狀態(tài)時(shí),所有閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)。
2.工作狀態(tài):
工作狀態(tài)就是HFUF裝置制取合格產(chǎn)水輸送給下級水處理設備。
3.沖洗狀態(tài):
沖洗狀態(tài)就是HFUF裝置每間隔一定的時(shí)間段,啟動(dòng)沖洗泵,開(kāi)啟相應的閥門(mén)從濾膜的逆向和正向對膜面進(jìn)行沖洗,以恢復膜因污染而產(chǎn)生的通量衰減。
當數臺HFUF裝置并聯(lián)工作時(shí),每臺進(jìn)入沖洗狀態(tài)的時(shí)間均保持有一定的時(shí)間差,以保證系統外供水量的穩定。
8.1.1 手動(dòng)控制模式
手動(dòng)控制即裝置的啟動(dòng)、停機、沖洗均通過(guò)操作者手動(dòng)完成。具體詳細操作方法見(jiàn)第4-5章節。
8.1.2 自動(dòng)控制模式
HFUF裝置自動(dòng)控制功能由就地PLC完成。處理器對突發(fā)性斷電有一定的記憶功能。
HFUF裝置剛接通電源時(shí),裝置處于待啟動(dòng)狀態(tài)。
裝置一旦斷電,供水泵和計量泵將停止,并且所有閥門(mén)均轉入關(guān)閉狀態(tài)。
當電源重新接通時(shí),裝置將再一次處于待啟動(dòng)狀態(tài)。
裝置控制盤(pán)內安裝的PLC如果配帶有通訊接口,HFUF裝置可以實(shí)現上位機遠程控制。
8.1.3 裝置關(guān)閉條件
HFUF裝置自動(dòng)關(guān)閉條件如下:
1.現場(chǎng)的操作平臺或遠程PLC的要求;
2.供水泵出現故障或者開(kāi)關(guān)沒(méi)有置于自動(dòng)檔;
3.控制閥出現故障或者開(kāi)關(guān)沒(méi)有置于自動(dòng)檔;
4.產(chǎn)水背壓過(guò)高。
8.2 氧化劑溶液注入裝置(選配件)
在裝置進(jìn)水的有機物含量高的條件下,需要向反洗水中加入氧化劑以提高清洗效果。
氧化劑注入系統包括計量泵和溶液計量容器。計量容器中貯存的是一定濃度的氧化劑溶液。它通過(guò)人工加藥和水來(lái)補充。
氧化劑溶液計量容器設有最低液位開(kāi)關(guān)。配備一臺泵用于系統的加藥。泵輸出量的變化,是就地通過(guò)人工對泵沖程和頻率的調節來(lái)實(shí)現的。
8.3 裝置內鎖或者報警
報警設置點(diǎn)設置在現場(chǎng)儀表內。儀表輸出開(kāi)關(guān)信號或4-20mA給PLC,通過(guò)PLC進(jìn)行報警并使系統處于內鎖狀態(tài)。定時(shí)器的值是用PLC碼預先設定的,操作者不能隨意改變。
9 系統的維護及故障分析
9.1 系統的日常維護
1.壓力表
按期校準,必要時(shí)及時(shí)調整。
2.離心泵
定期檢查泵的溫度,同時(shí)檢查泵的墊圈以及其它防止泵泄漏的結構。
3. 流量?jì)x表
每三個(gè)月校正一次。
4.自動(dòng)切換閥(選擇件)
每月檢查一次,同時(shí)檢查閥體是否有泄漏。
5.HFUF裝置
按常規要求檢查進(jìn)水水質(zhì)。進(jìn)水水質(zhì)的要求和檢查的具體細節,詳見(jiàn)操作指導部分;同時(shí)檢測HFUF系統的產(chǎn)水流量和運行壓力,詳見(jiàn)操作指導中運行數據趨勢圖部分。
按常規檢查HFUF系統特別是組件的泄漏情況,一旦發(fā)現立即維護。
警告:有關(guān)電方面的操作,必須由經(jīng)過(guò)訓練并且取得資格證書(shū)的人員操作。
9.2 系統的故障分析
10 HFUF裝置的清洗
HFUF裝置在其長(cháng)期使用運行過(guò)程中,膜表面會(huì )被它截留的各種有害雜質(zhì)所覆蓋而形成濾餅層,甚至膜孔也會(huì )被更為細小的雜質(zhì)堵塞,使水的透膜壓力增大。預處理質(zhì)量的好壞,只能解決膜被污染速度的快慢問(wèn)題。而無(wú)法從根本上解決污染問(wèn)題。即使預處理再徹底,水中極少時(shí)的雜質(zhì)也會(huì )因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響,因此,HFUF裝置在使用運行過(guò)程中每隔1-3月一次或在相同運行條件下壓差上升0.05-0.1MPa時(shí)應對膜組件進(jìn)行化學(xué)清洗,以恢復膜的通量和截留率。
清洗膜的方法可分物理方法和化學(xué)方法兩大類(lèi)。其中物理清洗是利用機械的力量,來(lái)剝離膜面污染物。整個(gè)清洗過(guò)程不發(fā)生任何化學(xué)反應。即包含前文所提到的正壓沖洗和反沖洗法。在此不再累敘。下面詳細介紹一下化學(xué)清洗。
化學(xué)清洗,是利用某種化學(xué)藥品與膜面污染物發(fā)生化學(xué)反應來(lái)達到清洗膜的目的。選擇化學(xué)藥品原則:不能與膜及其他組件材質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應;不能因為使用化學(xué)藥品而引起二次污染。
化學(xué)藥品的清洗方式有兩種:化學(xué)分散清洗:將化學(xué)藥劑注入反洗水中,以強化清洗效果;化學(xué)清洗:通過(guò)專(zhuān)用的清洗系統配制更高濃度的清洗液對膜進(jìn)行較長(cháng)時(shí)間的清洗。
10.1 HFUF膜組件清洗前的準備
10.1.1 清洗方案的選擇
清洗方案(1):采用酸性溶液對HFUF裝置進(jìn)行清洗。
該清洗方案適用于,由于當進(jìn)水中Fe或Mn的含量超過(guò)設計標準,或者HFUF膜組件的進(jìn)水中SS特別高,而對膜的濃水側造成的非有機物污染。
一般可選用化學(xué)藥品:1~2%檸檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N鹽酸溶液。
清洗方案(2):采用堿性氧化劑溶液對HFUF裝置進(jìn)行清洗。
當進(jìn)水中有機物含量高,可能引起濾膜受到有機物污染。并且當條件有利于生物生存時(shí),一些細菌和藻類(lèi)也將在HFUF膜組件中產(chǎn)生,由此引起生物污染。
一般可選用化學(xué)藥品:0.1%NaOH+0.2%NaClO。
10.1.2 清洗液容積的確定
HFUF-IBO200膜組件近似容積為16L。系統循環(huán)管路近似容積如下表
注:其中組件水容積指單支組件可容納溶液的容積。
清洗液容積的確定:所有組件水容積+系統循環(huán)管路(裝置中的管路+裝置外管路)的容積+適當余量。
裝置內所需的清洗液容積本公司可以提供,系統所需配置藥液的具體容積還應根據現場(chǎng)的實(shí)際情況(清洗裝置的遠近等而定)。
10.1.3 安全注意事項
1.避免與NaOH、NaClO這些藥劑直接接觸,該類(lèi)藥劑具有程度不同的腐蝕性,而 NaClO還是一種強氧化劑。
2.清洗時(shí)應控制管線(xiàn)的壓力,以免壓力過(guò)高引起化學(xué)藥品噴濺。
10.1.4 化學(xué)清洗藥劑的質(zhì)量要求
檸檬酸和NaClO為工業(yè)級。NaOH為隔膜堿。
10.1.5 清洗系統設備的配置
清洗罐、清洗泵、清洗過(guò)濾器各一臺,(可以共用RO清洗系統)與HFUF系統連接用軟管若干根。
警告:在進(jìn)行任何清洗操作之前,請認真閱讀和理解清洗方案。注意:
1.HFUF裝置進(jìn)行化學(xué)清洗前都必須先進(jìn)行夾氣反洗;
2.HFUF裝置的整個(gè)清洗過(guò)程約需要2—4個(gè)小時(shí);
3.如果清洗后HFUF裝置停機時(shí)間超過(guò)三天,必須按照長(cháng)時(shí)間關(guān)閉的要求進(jìn)行維護。
4.清洗劑在循環(huán)進(jìn)膜組件前必須經(jīng)過(guò)1 ~ 5μm的濾芯過(guò)濾,以除去洗下的污物,清洗結束后必須將濾芯取下。
5.清洗液溫度應盡量高一些,一般可控制在30℃~ 40℃。必要時(shí)可采用多種清洗劑清洗,但清洗劑和滅菌劑不能對膜和組件材料造成損傷。且每次清洗后,應排盡清洗劑,用純水將系統洗干凈,才可再用另一種清洗劑清洗。
10.2 清洗
清洗的基本程序如下:
a) 清洗系統的準備。
b) 在HFUF膜組件中循環(huán)酸性可堿性清洗溶液。
c) 沖洗HFUF膜組件并且返回生產(chǎn)運行狀態(tài)。
10.2.1 準備工作
a) 按操作手冊中的關(guān)閉程序關(guān)閉HFUF系統;
警告:在關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)之前,供水系統如系單元制供水,應先關(guān)閉供水泵。如系母管制供水,則應注意調整其他并聯(lián)運行設備的進(jìn)水閥,以免承受過(guò)高的壓力。
b) 關(guān)閉HFUF系統所有閥門(mén);
c) 將濃水的出口管線(xiàn)與清洗罐接通;
d) 將濃水的進(jìn)口管線(xiàn)與清洗系統設備管線(xiàn)相連接;
e) 清洗管線(xiàn)必須保證無(wú)泄漏或者噴濺現象發(fā)生;
f) 清洗液的配制:確定好清洗溶液所需容積和清洗方案后,計算出所需各種藥品和溶劑(HFUF或RO產(chǎn)水)的量,進(jìn)行充分攪拌使其混合均勻。最終形成所需的清洗溶液。
注意:進(jìn)行清洗時(shí),將有可能會(huì )有一些氣體產(chǎn)生。警告:保持所有的管線(xiàn)壓力低于運行壓力,以避免壓力過(guò)高引起化學(xué)溶液噴濺。
10.2.2 清洗步驟
a) 啟動(dòng)清洗水泵,緩慢打開(kāi)清洗水泵出口閥,控制以每個(gè)膜組件1000L/h的流量讓清洗溶液進(jìn)入膜組件進(jìn)水側,清洗液再由濃水側返回到清洗罐中。循環(huán)清洗時(shí)間一般為堿洗5min,酸洗30min。
b) 關(guān)閉清洗泵,靜置浸泡10—60min。
c) 將清洗罐和清洗泵放空,并用清水沖洗干凈。
10.2.3 沖洗HFUF裝置
沖洗的目的是為了將HFUF裝置中殘余的化學(xué)溶液除去。
a) 啟動(dòng)反沖洗程序;
b) 打開(kāi)濃水排放閥門(mén)
c) 打開(kāi)HFUF裝置的進(jìn)水閥門(mén),使進(jìn)水通過(guò)HFUF膜組件,直到進(jìn)水和濃水的電導率差值(高出之值)堿洗在20μS/cm之內,酸洗在50μS/cm之內,或者直至進(jìn)水和濃水的pH值基本相等。
d) 返回生產(chǎn)運行狀態(tài)。(詳見(jiàn)第4部分系統的啟動(dòng))
注意:進(jìn)行清洗時(shí),將有可能會(huì )有一些氣體產(chǎn)生。
警告:保持所有的管線(xiàn)壓力低于運行壓力,以避免壓力過(guò)高引起化學(xué)溶液噴濺。
注意:NaOH固體及溶液以及NaClO均具有強腐蝕性,操作者應穿戴全部防護用品,避免與其直接接觸。
來(lái)自:廢水回用研究