纳滤、反渗透操作手册

1湖南 XX 环保科技有限公司废水站操作手册5 纳滤、反渗透系统操作手册5.1 纳滤反渗透系统简介本工程膜深度系统设计为纳滤和反渗透。纳滤系统处理量为 1400m3/d，三套；反渗透系统处理量为 1190m3/d，三套。纳滤系统和反渗透系统均由产水系统、清洗系统、循环系统、电气控制系统等所组成。纳滤膜组件采用卷式纳滤膜，由陶氏公司生产，型号为 NF270-400，膜长度为 1.016m，单支膜面积37.2m2。反渗透膜组件采用卷式膜，由海德能公司生产，型号为 BW30-400，膜长度为 1.016m，单支膜面积 37.2m2。系统控制可实现自动、手动控制方式。在自动控制方式下，系统当中的所有设备动作均由 PLC 完成；在手动控制方式下，操作人员需在 PLC 控制面板下完成手动控制。2图 1 纳 滤 系 统 PID 图3图 2 反 渗 透 系 统 PID 图45.2 膜系统运行前准备5.2.1 单体设备试车（1）各动力设备通电试运行A原水泵、清洗泵、高压泵、循环泵进行点动。B接通各水泵的电源，观察各水泵的运行情况，如叶轮转运方向、噪声、转速等参数，确保水泵运行正常。（2）各自动开关、在线仪表的试车A自动开关，如气动阀门的开关是否正常，是否出现卡死现象B液位开关能否工作正常，低液位是否能自动停泵，停泵次序是否正常等。5.2.2 试压试漏实验（1）纳滤膜系统试压试漏的目的：为查明设备的强度和严密度。（2）试压前的准备工作：A. 设备管道及附件安装并检查合格。B. 试压试漏现场环境打扫干净。C. 参加试压试漏人员经过技术培训合格。D. 准备好试压用水，水压泵和气压泵等设备及试压记录（3）本方案中的纳滤膜系统的试压试漏采用两种方式，气体试压试漏和清水试压试漏。先进行气体试压试漏，再进行清水试压试漏。（4）高压气体的试压试漏步骤：A. 在应试设备的压力表管上装好校验好的压力表。B. 检查设备法兰、抱箍等连接件部位是否紧密。C. 关闭进出端口的所有阀门。D. 开启空压机系统（约 0.7Mpa） ，观察压力表的变化情况。E若压力表无法达到额定压力，则在焊缝处涂以肥皂水，法兰处5用细纸条来检测。F. 消除每一个漏气单元，直至压力达到要求（约 0.7Mpa） 。（5）清水试压试漏步骤：A. 确保高压气体试压合格后再进行清水试压。B. 开启纳滤膜系统的阀门，AV102、AV103、AV105、AV106。C. 运行清水泵，将清水注入膜系统管道内，保证此时无水珠渗出。D. 接着开启循环泵，对系统进行加压，观测压力表变化情况。E. 在操作压力下，进行 24 小时严密性实验，符合要求后填写实验合格证，并由相关人员签字。5.2.3 吹扫管道（1）膜处理系统的吹扫、清洗的目的：安装过程中，泥、锈、焊渣逐渐聚于系统中，若不进行吹扫、清洗，开车时会造成阀门堵塞、泄露，运转设备损伤，妨碍正常生产，为确保生产顺利进行，管道必须清洁畅通，在管道安装好，运转设备单体试车完毕，设备管道试压试漏后，必顺进行吹扫、清洗。（2）吹扫的介质可用空气和清水。（3）本方案采用气体进行吹扫：A在确保试压试漏完毕后进行管道吹扫。B拆开联结膜壳的抱箍。C关闭所有的阀门。D开启清水泵进行管道的吹扫，吹扫时间约 0.5h。5.3 纳滤系统纳滤系统分三套，每套有 3 个循环管路，每个循环管路有 2 支膜壳，每支膜壳内安装 6 支膜组件，每支膜组件长 1.016m，单支膜面积 37.2m2，总膜面积4017.6m2。纳滤系统处理水量为 1400 m3/d，设计回收率为 85%，膜清水量为1190m3/d，浓水产量为 210 m3/d。65.3.1 运行前准备系统运行前，检查系统设备是否处于完好状态，水、气、电是否畅通，并检查以下项目：（1）确认就地控制盘柜已合闸上电，将控制柜内所有的断路器扳到“ON”位置，给机组上电。（2）确认空气压缩机运转正常，开启供气给气动阀的阀门，定期给空压机和储气罐排水。（3）确认袋式过滤器无堵塞、清洁，避免细小颗粒物进入纳滤膜，对膜组件造成不可挽回的刮伤，应根据袋式过滤器压力损失情况，定期取出过滤布袋进行更换。（4）确认纳滤膜处理系统的水泵处于正常状态，所有的气动阀门处于关闭状态，运行前应检查各阀门处在正确的位置，尤其产水侧阀门不能关死。5.3.2 自动控制本套纳滤膜处理系统分为手动、自动控制方式。自动控制分为三种，运行自动控制、冲洗自动控制和化学清洗自动控制。当采用自动控制时，应在 PLC控制面板上将控制方式打到“自动”档。（1）系统运行自动控制：在“系统运行”一栏按下“启动” ，纳滤系统按程序启动原水泵、增压泵和循环泵，原水泵将储水罐内的超滤出水抽至袋式过滤器，经过初过滤后，出水再经增压泵的增压作用，与回流的浓水一起进入循环泵，最终进入膜组件过滤，膜透析液进入一级纳滤储水罐，浓缩液则进入浓水储水池。当要停止系统运行时，按下“停止”按钮，系统自动停止。（2）系统冲洗自动控制：在“系统冲洗”一栏按下“启动” ，纳滤系统按程序启动，开启清洗泵，自动将清洗罐的清水抽至纳滤系统，将纳滤膜内粘附的污染物冲洗干净。当停止系统运行时，按下“停止”按钮，系统自动停止。（3）化学清洗自动控制：在“化学清洗”一栏按下“启动” ，纳滤膜系统按程序启动，开启清水泵和循环泵，将清洗罐内的清洗剂抽吸至纳滤膜内，对7膜进行化学清洗。当膜清洗干净后，按下“停止”按钮，系统停止运行。5.3.3 手动控制当自动控制出现故障，无法运行时，应采用手动控制。此时，应在 PLC 控制面板上将控制方式转换为“手动” 。5.3.3.1 运行手动控制纳滤膜系统的手动控制程序如下所示：（1）在画面开启 AV101、AV104、AV106 气动阀门，确保AV102、AV103 、AV105 气动阀门处于关闭状态。注意观察画面显示的气动阀门开闭状态。（2）在气动阀门开启 5s 后，开启原水泵“启动” 按钮。（3）原水泵开启 10s 后，按增压泵“启动”按钮。（4）增压泵开启 5s 后，按循环泵“启动”按钮。纳滤系统手动运行操作完毕。当要手动停止纳滤膜系统的运行时，应按程序依次关闭各水泵和气动阀门，具体流程如下:（1）关闭循环泵的“停止”按钮；（2）循环泵关闭 10s 后，关闭增压泵；（3）增压泵关闭 5s 后，关闭原水泵；（3）原水泵关闭 5s 后，关闭 AV101、AV104、AV106 气动阀门。纳滤膜系统关闭完毕。5.3.3.2 冲洗手动控制当纳滤膜系统运行一段时间后，由于膜表面污染比较严重或异常原因需停机时，在化学清洗开启前，应先对系统进行冲洗，手动冲洗控制程序如下：（1）在画面开启 AV102、AV103、AV105 气动阀门，确保AV201、AV204、AV106 气动阀门处于关闭状态，注意观察画面显示的气动阀门运行状态，并且关闭浓缩液的出水阀门。8（2）在气动阀门开启 5s 后，开启清洗泵“启动” 按钮。当纳滤膜内的污染物冲洗干净后，关闭系统的冲洗程序，具体流程如下：（1）按下清洗泵“停止”按钮。（2）在原水泵关闭 5s 后，关闭 AV102、AV103、 AV105 气动阀门。5.3.3.3 化学清洗手动控制手动化学清洗控制程序如下所示：（1）在画面左侧开启 AV102、AV103、AV105 气动阀门，确保AV101、AV104、AV106 气动阀门处于关闭状态，注意观察画面右侧显示的气动阀门运行状态，并且关闭浓缩液的出水阀门。（2）在气动阀门开启 5s 后，按清洗泵“启动”按钮。（3）清洗泵开启 10s 后，开启循环泵。当纳滤膜内的污染物清洗干净后，关闭系统的冲洗程序，具体流程如下：（1）关闭循环泵。（2）循环泵关闭 10s 后，按下清洗泵“停止”按钮。（3）清洗泵关闭 5s，关闭 AV102、AV103、AV105 气动阀门。5.4 反渗透系统反渗透系统分三套，每套有 3 个循环管路，每个循环管路有 2 支膜壳，每支膜壳内安装 6 支膜组件，每支膜组件长 1.016m，单支膜面积 37.2m2，总膜面积 4017.6m2。反渗透系统处理水量为 1190m3/d，设计回收率为 85%，膜清水量为 1010m3/d，浓水产量为 180 m3/d。5.4.1 运行前准备系统运行前，检查系统设备是否处于完好状态，水、气、电是否畅通，并检查以下项目：（1）确认就地控制盘柜已合闸上电，将控制柜内所有的断路器扳到“ON”位置，给机组上电。（2）确认空气压缩机运转正常，开启供气给气动阀的阀门，定期给空压机9和储气罐排水。（3）确认袋式过滤器无堵塞、清洁，避免细小颗粒物进入纳滤膜，对膜组件造成不可挽回的刮伤，应根据袋式过滤器压力损失情况，定期取出过滤布袋进行更换。（4）确认反渗透膜处理系统的水泵处于正常状态，所有的气动阀门处于关闭状态，运行前应检查各阀门处在正确的位置，尤其产水侧阀门不能关死。5.4.2 自动控制本套反渗透膜处理系统分为手动、自动控制方式。自动控制分为三种，运行自动控制、冲洗自动控制和化学清洗自动控制。当采用自动控制时，应在PLC 控制面板上将控制方式打到“自动”档。（1）系统运行自动控制：在“系统运行”一栏按下“启动” ， 反渗透系统按程序启动原水泵、增压泵和循环泵，原水泵将纳滤产水池内的透过液抽至袋式过滤器，经过初过滤后，出水再经增压泵的增压作用，与回流的浓水一起进入循环泵，最终进入膜组件过滤，膜透析液进入反渗透产水池，浓缩液则外排至厂区浓缩液储池或。当停止系统运行时，按下“停止”按钮，系统自动停止。（2）系统冲洗自动控制：在“系统冲洗”一栏按下“启动” ， 反渗透系统按程序启动，开启清洗泵，自动将清洗罐的清水抽至反渗透系统，将反渗透膜内粘附的污染物冲洗干净。当停止系统运行时，按下“停止”按钮，系统自动停止。（3）化学清洗自动控制：在“化学清洗”一栏按下“启动” ， 反渗透系统按程序启动，开启清水泵和循环泵，将清洗罐内的清洗剂抽吸至反渗透膜内，对膜进行化学清洗。当膜清洗干净后，按下“停止”按钮，系统停止运行。5.4.3 手动控制当自动控制出现故障，无法运行时，应采用手动控制。此时，应在 PLC 控制面板上将控制方式转换为“手动” 。105.4.3.1 运行手动控制反渗透系统的手动控制程序如下所示：（1）在画面开启 AV101、AV104、AV106 气动阀门，确保AV102、AV103 、AV105 气动阀门处于关闭状态。注意观察画面右侧显示的气动阀门开闭状态。（2）在气动阀门开启 5s 后，开启原水泵“启动” 按钮。（3）原水泵开启 10s 后，按增压泵“启动”按钮。（4）增压泵开启 5s 后，按循环泵“启动”按钮。操作完毕后，应开启加酸泵阻垢剂泵，保持水 pH 在 6.0 左右。当要手动停止反渗透系统的运行时，应按程序依次关闭各水泵和气动阀门，具体流程如下:（1）关闭循环泵的“停止”按钮；（2）循环泵关闭 10s 后，关闭增压泵；（3）增压泵关闭 5s 后，关闭原水泵；（3）原水泵关闭 5s 后，关闭 AV101、AV104、AV106 气动阀门。反渗透系统关闭完毕。5.4.3.2 冲洗手动控制当反渗透系统运行一段时间后，由于膜污染比较严重或异常原因需停机时，在化学清洗开启前，应先对系统进行冲洗，手动冲洗控制程序如下：（1）在画面开启 AV102、AV103、AV105 气动阀门，确保AV101、AV104、AV106 气动阀门处于关闭状态，注意观察画面右侧显示的气动阀门运行状态，并且关闭浓缩液的出水阀门。（2）在气动阀门开启 5s 后，开启清洗泵“启动” 按钮。当反渗透膜内的污染物冲洗干净后，关闭系统的冲洗程序，具体流程如下：（1）按下清洗泵“停止”按钮。（2）在原水泵关闭 5s 后，关闭 AV102、AV103、 AV105 气动阀门。115.4.3.3 化学清洗手动控制手动化学清洗控制程序如下所示：（1）在画面开启 AV102、AV103、AV105 气动阀门，确保AV101、AV104、AV106 气动阀门处于关闭状态，注意观察画面显示的气动阀门运行状态，并且关闭浓缩液的出水阀门。（2）在气动阀门开启 5s 后，按清洗泵“启动”按钮。（3）清洗泵开启 10s 后，开启循环泵。当反渗透膜内的污染物清洗干净后，关闭系统的冲洗程序，具体流程如下：（1）关闭循环泵。（2）循环泵关闭 10s 后，按下清洗泵“停止”按钮。（3）清洗泵关闭 5s，关闭 AV102、AV103、AV105 气动阀门。5.5 纳滤反渗透系统的运行管理5.5.1 纳滤反渗透膜系统运行数据的管理为了使膜性能最大程度地得到发挥，并保持长期稳定运行，关键在于保持其适当的运行条件，及时记录每天的运行数据。及时确认并坚持正确的运行管理能够延长膜元件的使用寿命。5.5.2 纳滤反渗透膜运行数据管理的重要性纳滤反渗透膜装置受外界影响因素很大，在运行管理时要注意以下几点：（1）不要超出规定以上的回收率和运行压力；（2）要充分保证浓水流量；（3）禁止异物、污染物和氧化剂流入；（4）定期物理冲洗和化学清洗。5.5.3 测定运行数据产水量、回收率、膜压差和回流量等是作为纳滤反渗透膜性能管理的重要12指标。每天记录运行数据，就能及时发现这些性能管理指标的异常，以下表格为日常记录表格：日期： 年 月 日时间进水温度pH过滤器前压力(bar)过滤器后压力(bar)进膜前压力(bar)出膜压力(bar)进水流量(m3/h)浓液循环量(m3/h)浓液产量(L/h)产水流量1(L/h)产水流量2(L/h)记录人5.6 纳滤反渗透膜清洗污染物的累积情况可以通过日常数据记录中的操作压力、压差上升、脱盐率变化等参数得知。膜元件受到污染时，往往通过清洗来恢复膜元件的性能。清洗的方式一般有两种，物理清洗（冲洗）和化学清洗（药品清洗） 。物理清洗（冲洗）是不改变污染物的性质，用力量使污染物排除膜元件，恢复膜元件的性能。化学清洗是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，恢复膜元件的性能。吸附性低的粒子状污染物，可以通过冲洗（物理清洗）的方式达到一定的效果，像生物污染这种对膜的吸附性强的污染物使用冲洗的方法很难达13到预期效果，用冲洗的方法很难除去的污染应采用化学清洗。在了解了污染物种类时，选择合适的清洗药剂就可以适当的恢复膜元件的性能。5.6.1 冲洗冲洗是采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物或堆积物。冲洗的要点：装置运行时，颗粒污染物逐渐堆积在膜的表面。如果冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低，则很难把污染物从膜元件中冲出来。因此，冲洗时要使用比正常运行时更高的流速。通常，单支压力容器内的冲洗流速为：8 英寸膜元件：7.2 12 m3/h；正常高压运行时，污染物被压向膜表面造成污染。所以在冲洗时，如果采用同样的高压，污染物仍会被压在膜表面上，清洗的效果不会理想。因此在冲洗时，应尽可能的通过低压、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物冲出膜元件。压力通常控制在 0.3 MPa 以下。如果在 0.3 MPa 以下，很难达到一定的流量时，应尽可能控制进水压力，以不出产水或少出产水为标准。一般进水压力不能大于 0.4 MPa。条件允许的情况下，建议经常对系统进行冲洗。有时增加冲洗的次数比进行一次化学清洗更有效果。一般冲洗的频度推荐以一天一次。5.6.2 化学清洗5.6.2.1 酸洗当纳滤膜污染较严重时，应对膜进行清洗，清洗过程分为两种，酸洗和碱洗。在清洗过程，首先进行酸洗。酸性清洗 pH 值要求为 2-3，在清洗过程中如发现 pH 值未达到要求，可通过加药直至 pH 降至 2 以下。酸性清洗时间根据具体情况确定，若无机盐等污染比较严重，清洗时间可适当延长，一般 30-60分钟即可，具体流程如下所示：14根据容积加入适量的 HCl 或柠檬酸等清洗剂，配制用水为自来水，清洗液温度控制在 40 度（加热棒加热） ，pH 控制在 2-3打开一个 30 分钟的循环，记录 pH 值、温度、颜色的变化，清洗液若很浑浊则需重新清洗。污染严重时，可用酸液浸泡2h。然后循环30分钟，如果清洗药液pH 值变化超过1.0 个pH 值，需要添加适量酸液将PH值回调到2左右。将清洗液温度控制在40度以下，每隔10分钟记录pH 值、温度、颜色的变化，记录相关的数据。如果清洗液不再有颜色变化则用超滤水冲洗系统，冲洗时间根据进出水的pH 值情况；然后运行纳滤膜系统，记录运行数据，评价清洗效果。5.6.2.2 碱洗纳滤反渗透膜系统酸清洗后，用水冲洗，然后进行碱性清洗。碱性清洗 pH值要求为 11-12，在清洗过程中如发现 pH 值未达到要求，可通过加药泵继续加药直至 pH 升至 11 以上。碱性清洗时间根据具体情况确定，若有机体等物质污染比较严重时，清洗时间可适当延长，一般 30-60 分钟即可。碱性清洗完毕后，清洗槽必须放空。若清洗后的清水的膜通量能达到使用前清水能量的 70%，则表明清洗程序完成，若无法达到，则应重新清洗，直至清水膜通量达到正常值。具体流程如下：15根据容积加入适量的片碱清洗剂，配制用水为自来水，清洗液温度控制在 40 度（加热棒加热） ，pH 控制在 11-12打开一个 30-60 分钟的循环，记录 pH 值、温度、颜色的变化，清洗液若很浑浊则需重新清洗。污染严重时，可用酸液浸泡2h。然后循环30分钟，如果清洗药液pH 值变化超过1.0个pH 值，需要添加适量酸液将PH值回调到2左右。将清洗液温度控制在40度以下，每隔10分钟记录pH 值、温度、颜色的变化，记录相关的数据。如果清洗液不再有颜色变化则用超滤水冲洗系统，冲洗时间根据进出水的pH 值情况，pH 值不再发生变化即冲洗结束；然后运行超滤膜系统，记录运行数据，评价清洗效果。5.7 纳滤膜停运保护 杀菌。为防止微生物污染，一天一次注入亚硫酸氢钠（NaHSO3）500 mg/L 水溶液 30 60 分钟，进行间断性杀菌。另外，装置停止前也要用含有500 mg/L 亚硫酸氢钠的反渗透产水来替换原水。 膜元件保存a、停运 30 日以