中空超滤膜HYDRAcap技术手册(海德能)

中空超滤膜

HYDRAcap™技术手册1.

超滤系统的运行和设计1.1

技术介绍HYDRAcap是一种中空纤维超滤膜组件，其平均截留分子量为

150,000

道尔顿。一个直径为

8.9

英寸（225mm）的

HYDRAcap

组件包含大约

12,000

条内径为

0.8mm

的中空丝,中空丝的化学成分为聚醚砜，是一种耐有机污染的亲水性材料。过滤方式是由内向外，也就是说原水在中空丝内部流动，而滤液沿径向向外穿过中空丝。HYDRAcap

超滤膜是专为去除微粒而设计的。水被施压后透过滤膜，微粒则留在中空膜的内表面。由于膜上的微孔很小，用这种技术可以有效地除去所有悬浮物包括微生物再内。这些污染物会在膜表面累积，因此，需要周期性地用逆向的水流来清除污染物(即反洗)。海德能公司提供两种尺寸的

HYDRAcap

组件。其外径都是大约

9

英寸，内含

12,000

根中空丝。一种组件长为

60

英寸，另一种长度为

40

英寸。由于HYDRAcap

有除菌除病毒性能，在处理地表水和井水作为饮用水的项目时十分理想，HYDRAcap已经成功地取得了加利福尼亚州卫生局（DHS）在饮用水方面的认证，此外，HYDRAcap

对于去除胶体物质也很有效。同时对于反渗透系统而言，也是一种极好的预处理手段。图

1应用简介HYDRAcap™适用于下列情况：处理地表水和井水用于饮用(符合地表水处理规定)反渗透的预处理，如:高度污浊的地表水海水深度处理废水(tertiary)的回收利用1.3

过滤性能：目前为止，已经对

HYDRAcap

用各种各样的水源进行了测试，证实有以下的去除效果：产品水进水浓水环氧树脂密封中空丝中心管环氧树脂密封表

1

HYDRAcap™性能成分去除效果微粒＞2μm2.5~3.5

logSDI出水＜4病原体＞4log

*鞭毛虫(Giardia)＞4log

*隐孢子(Cryptosporidium)＞4log

*浊度出水

＜0.1NTU**TOC

去除0~25%加入凝聚剂后

TOC

去除率25~50%*：加利福尼亚

DHS

认证 **：测试时给水浊度最高为

50NTU海德能公司认为

HYDRAcap

组件有许多优点，如：HYDRAcap

能抗氧化，并且允许长期处于

100ppm浓度的游离氯环境HYDRAcap

是一种超滤膜，可有效去除水中

99.99%以上的细菌和病毒。海德能公司目前已经完成了加利福尼亚州卫生局(DHS)的测试，证实

HYDRAcap

适用于饮用水的处理，DHS

已经认证HYDRAcap

的细菌和病毒去除率可达

4

logHYDRAcap

适用

pH

值范围宽泛，为

2~13。因此不易受化学损伤。而且，它能用标准柠檬酸和氢氧化钠/次氯酸钠溶液清洗，而不需要特别的化学药品HYDRAcap

为亲水性膜且抗污染进水要求HYDRAcap

需要精度为

150μm的预过滤，以防止中空丝不可恢复的堵塞进水浊度最大峰值为

200NTU，连续过滤时最大进水浊度为

100NTU进水最高温度为

40℃HYDRAcap

组件参数表

2

HYDRAcap™膜的工艺参数构造中空丝膜聚合物亲水性聚醚砜MWCO(截流分子量)100,000~150,000

道尔顿组件标准膜面积40

组件：320ft2(30m2)

/40-LD

组件：210ft2(19.5m2)60

组件：500ft2(46m2)

/60-LD

组件：325ft2(30.0m2)中空丝内径

/

外径普通组件：0.31ft(0.8mm)/0.047ft(1.3mm)LD

组件：0.047ft(1.2mm)

/0.80ft(2.0mm)使用条件预过滤150μm正常水通量32~85gfd

(60~150L/m2/hr)pH

范围2~13连续余氯浓度可耐受100ppm间歇余氯浓度可耐受200ppm运行方式错流过滤或全量过滤、反洗最高耐受压力60psi最高运行温度104℉(40℃)20℃时透膜压差(TMP)4~22psi

(28~150KPa)最大透膜压差30psi过程设计条件反洗压力35psi

(240KPa)反洗水流量185gfd

(315L/m2/hr)反洗频率每隔

15~60

分钟一次反洗时间每次

30~60

秒加药反洗(CEB)频率最多每隔

15~60

分钟一次，最少每天

1~2

次加药反洗(CEB)时间每次

1~10

分钟加药反洗所用药剂通常(用于灭菌消毒)使用

15ppm的次氯酸钠或

30ppm

的过氧化氢其它(如用于除去混凝剂)pH

为

2

的柠檬酸或

pH

为

12

的

NaOH化学清洗频率每隔

1~2

月一次化学清洗用药剂柠檬酸/NaOH+NaOCl中空丝透膜压差(TMP)

=

(给水压力+浓水压力)/

2

-

产水压力温度修正中空丝内外压差(TCTMP)

=

TMP

×

e0.019(T-20)给水至浓水压降40

组件

=

(

0.11

×错流流量

gpm

+

0.9)

×

2.72[-0.014(T-20)]60

组件

=

(0.19

×

错流流量

gpm

+

1.8)

×

2.72[-0.014(T-20)]1.6

结构和材料表

3

HYDRAcap

组件各部分材质部件材质中空纤维丝聚醚砜密封材料 环氧树脂纤维束隔离网 聚丙烯容器端盖 Glass-filled

聚丙烯外壳与中心管 PVC图

2膜元件型号A

–

英寸(mm)BCHYDRAcap4043

(1092)46⅛

(1172)47¼~47⅜

(1197~1203mm)HYDRAcap6063

(1600)66⅛

(1680)67¼~67⅜

(1705~1711mm)1.7

HYDRAcap™运行方式说明以下是对

HYDRAcap

组件怎样运行的说明，大部分系统将遵循相同的原理。HYDRAcap

有四种运行模式：正常过滤(Processing)、反洗(Back

Wash)、化学清洗(Cleaning)和完整测试(Integrity

testing)。在正常过滤(Processing)模式中，过滤出清洁的水。过滤方式可以是全量过滤(Directflow)，也可以是错流过滤(Crossflow)。在全量过滤方式中，所有

HYDRAcap

组件的进水都透过膜得以净化。而错流方式则类似于反渗透系统，会在运行中形成一股“浓水”，这股“浓水”有一切向速度沿膜表面流动。“浓水”一般全部或部分循环回到给水中。HYDRAcap

系统装置一般全量过滤运行，但在进水浊度高时会自动切换成错流过滤方式。在运行中，固体颗粒物在膜表面积累。因此，需要过滤后的水对膜进行短时间的清洗或反洗，以恢复膜的性能。通常系统自动控制程序被设置成每隔

15~60

分钟便对

HYDRAcap

膜进行约

60

秒钟的反洗(BackWash)，有时加入氯(10~50ppm)进行反洗以对膜进行灭菌消毒。为了达到清洁膜表面的最佳效果，HYDRAcap

的反洗过程有几个步骤：正向冲洗反洗一：反洗水从给水口排放反洗二：反洗水从浓水口排放浸泡冲洗其细节将在以后描述。之衡量超滤膜性能的一个重要指标是

TMP，即透膜压间的差值，它能够反映膜表面的污染程度。一个新组件压件并OH差)为

3~6psi，但是当系统经过初期调试后，TCTMP

反的完整性无关。随着固体物在膜表面的积累，TCTMP不能达到

100%的恢复效果。当温度修正透膜压差达到(Cleaning)一般要将单套装置从系统中断开，用低

pH

值和

NaOCl

溶液循环清洗。也可根据污染物类型采用其在偶尔情况下，HYDRAcap

组件中空丝会发生破裂透过的颗粒物增加。尤其当系统用于饮用水处理时，找出置从系统中隔离开后，可以用一个简单的压力气泡试验来以在中空丝端部插入针栓，使其与系统永久隔离。图

3

显示了

HYDRAcap

组件内单差，它是指中空丝内平均给水压力与渗透液压力在

20℃时开始运行时，其

TCTMP(温度修正透膜而可降至

1~3psi，这样的现象是正常的，与组随之增大。反洗能够使透膜压差降低，但是反洗20psi

时，便需要对膜进行化学清洗。化学清洗的柠檬酸溶液循环清洗，然后用高

pH

值的

Na它清洗溶液。，破坏了其完整性(Integrity)。破裂的中空丝会使破裂的纤维并将其隔离是十分重要的。当单套装鉴定其膜丝的完整性。如果发现有破裂纤维，可根中空丝在各工况时的水流方式模式流向流量正常过滤全量过滤A至

C32~85gfd错流过滤A至

B,C32~60gfd(0.2~0.4m/s)反洗过程顺向冲洗A至

B~0.4m/s顶端反洗C至

B~185gfd底部反洗C至

A~185gfd浸泡None两端反洗C至

A,B~185gfd化学清洗A至

B,C~30gfd(~0.1m/s)完整性检测进气B

至A(空气)密封加压B

至密封端注意：当以错流方式运行时，每次反洗后，制水(错流过滤)时流动方向和正冲洗的流动方向都要与清洗前相反，如从“A

至

B”变为“B

至

A”。参阅

HYDRAcap

试验运行数据以获得更详细资料。HYDRAcap™单元模块介绍海德能公司将

HYDRAcap

组件组合在一起，称为

HYDRABLOC。HYDRABLOC

在正常过滤、反洗、化学清洗和完整性测试方面与单个

HYDRAcap

组件相同。所有的

HYDRAcap

组件在

HYDRABLOC

中都是并联运行的。每个

HYDRABLOC

单元包括组件、自动阀门、检测仪表、支撑框架和连接管路。此外，海德能公司推荐每一个

HYDRABLOC

都有自己的局部控制

PLC

和操作界面。HYDRABLOC

有以下优点：HYDRABLOC

由重量相对较轻的

8.9"直径

HYDRAcap

组件构成，每个

HYDRAcap

组件有

3

个2"直径的维多利亚卡环固定，拆装只需约

2

分钟HYDRAcap

组件可以垂直安装在

HYDRABLOC

上，减少占地并便于检查维护海德能公司生产两种模块装置“sub-Blocs”，仅由

HYDRAcap

膜组件、管路和支持框架组成(不含阀门仪表)。多个“sub-Blocs”可以拼装成一个

HYDRABLOC

整体，它有独立的阀门仪表和控制盘。一个由

8

支

40"HYDRAcap

组件构成的

sub-Blocs，适于产水量小于

158

吨/小时(1mgd)的系统，另一种由

24支

60"HYDRAcap

给件构成的

sub-Blocs，适于产水量大于

158

吨/小时(1mgd)的系统。sub-Blocs

可垂直或水平放置，两侧最多可以各放置

3

个(小型系统为

2

个)。组合类型见下表。表

4

HYDRABLOC

类型sub-Blocs基本单元sub-Blocs垂直方向层数sub-Blocs水平方向数量-1sub-Blocs水平方向数量-2sub-Blocs水平方向数量-38×40"HYDRAcap1HYDRABLOC-AHYDRABLOC-CHYDRABLOC-E8×40"HYDRAcap2HYDRABLOC-BHYDRABLOC-DHYDRABLOC-F24×60"HYDRAcap1HYDRABLOC-MHYDRABLOC-PHYDRABLOC-S24×60"HYDRAcap2HYDRABLOC-NHYDRABLOC-QHYDRABLOC-T24×60"HYDRAcap3HYDRABLOC-OHYDRABLOC-RHYDRABLOC-U表

5

HYDRABLOC

各型号的性能参数HYDRABLOC

编号组件数量组件尺寸清洁原水/55gfd(94L/m2/hr)通量条件下产水量(m3/h)A840"15.8B1640"31.6C2440"47.4D1640"31.6E3240"63.2F4840"94.8M2460"79.0N4860"158.0O7260"237.0P4860"158.0Q9660"316.0R12460"474.0S7260"237.0T14460"474.0U21660"711.01.9

超滤系统工程指南海德能公司推荐以下的系统操作方式，请参阅

UFSY460(见说明书)。1.9.1

总述如前所述，海德能公司将

HYDRAcap

组件组装为

sub-Blocs

基本单元，再将

sub-Blocs

组成HYDRABLOC

装置。HYDRABLOC

过滤原理与单支

HYDRAcap

组件相同，并有独立的控制阀门和检测仪表。每套

HYDRABLOC

装置在化学清洗、反洗和完整性测试方面应作为一个整体完成。HYDRABLOC的工艺流程图可参见

UFSY44X

或

UFSY43X。HYDRABLOC

可以多个并联运行。海德能公司建议每套

HYDRABLOC

的反洗按时间顺序，间隔循环进行以保证总产水量的稳定。为了防止污染，应该在透膜压差未达到“不可接受的程度”之前对其进行反洗。这个“不可接受的程序”因具体情况而异。每个

HYDRABLOC

单元应单独进行反洗。海德能公司建议在一个系统中，每个

HYDRABLOC

单元的膜组件数量应相同，便于确定反洗和化学清洗时的流量。所有HYDRABLOC

的进水压力应相对稳定，而且应比包括了预过滤和膜污染情况下所需压力再高一点。这一点在下面的“给水泵”部分中会进一步说明。我们需要足够的能量来维持进水压力和稳定的产水量。每个

HYDRABLOC

单元的产品水和浓水都应有独立的阀门以便控制浓水量和背压值。关于控制方面，海德能公司建议每个

HYDRABLOC

单元要有控制盘监控下面参数：每个独立的

HYDRABLOC：给水压力浓水压力淡水压力淡水流量浓水流量(在错流方式下)整套系统进水浊度进水温度总淡水流量总淡水浊度反洗流量反洗压力化学清洗流量化学清洗

pH

值化学清洗温度至于饮用水处理系统还应增加整个系统完整性的自动测试以及在每个

HYDRBLOC

上配备浊度仪或微粒子仪。对于给水浊度超过

15~20NTU

的系统，建议配备循环泵。如果给水浊度超过

15~20NTU，系统应自动切换为错流方式运行。要想获得错流方工下最优运行参数，请与“海德能应用技术部门”联系。预加药海德能公司强烈建议通过试验来确定加药效果。加氯对于原水为地表水的项目，建议超滤的预处理持续投加

1~2ppm的余氯。如果形成卤代化合物对饮用造成问题，可采用投加

ClO2。如果能在进水中持续加氯，那么加氯反洗应限量(可能

1~4

次/天)。试验研究证明，在地表水中预加氯可使膜的稳定通量提高

20%。加

FeCl3对于原水为海水或处理后的废水，建议投加

FeCl3。试验研究证明，海水为原水时持续投加

0.5ppm

的FeCl3

可显著改善运行效果(废水则投加

2~3ppm)。但是，膜的反洗水会含有大量的铁，其处理可能会是个问题。给水泵海德能公司推荐几个

HYDRABLOC

单元共用一套给水泵，如果这一组

HYDRABLOC

相当大，也可以每一个

HYDRABLOC

分别配置给水泵。但是当运行方式为错流过滤时，浓水的循环闭路与其它多个HYDRABLOC

不相联通时，浓水环路中的固体杂质很容易快速增加。因此，海德能公司推荐使用共用的给水和循环泵。一套共用给水泵/预过滤装置能与多少个

HYDRABLOC

单元相匹配的最大套数，由反洗频率决定。例如，由试验或海德能公司技术指南(见表

6)得知每隔

20

分钟需要一次反洗，每次反洗每个HYDRABLOC

需要

60~90

秒钟，那么合理的做法是每套给水泵最多可配

10

个

HYDRABLOC

单元。给水压力由水温、HYDRABLOC

膜堆高度及其它参数决定，一般小于

35psi。下面的公式可计算所需给水泵最大输出压力。Pfeed=20×2.72[-0.019(T-20)]+ΔPfilter+Pfiltrate+

Hmemb/2.30Pfeed: 进水需要压力(psi)T: 进水最低温度(℃)ΔPfilter

:预过滤的最大压力损失(psi)Pfiltrate

:过滤所需压力(psi)Hmemb

:平均膜组件高度(ft)HYDRAcap

的最高进水压力上限是

60psi。预过滤HYDRAcap

组件之前需安装

150μm

或更细的预过滤，以防止中空丝堵塞。海德能公司推荐使用Hayward

Fluid

Engineering

制造的可自动反洗的筛网。用户应设置压降达到设定值(约

5psi)时，其进行自动反洗，自动反洗不会影响出力；小的系统可使用手动过滤系统。但预过滤是不能省略的。循环泵当给水浊度可能＞15NTU

或总悬浮物＞10ppm

时，应该以错流方式过滤。如果

HYDRABLOC

采用错流运行方式，那么就需要使用循环泵。错流的流量应由试验决定，但总体的指导参数是每个膜元件需要20gpm。对于给水一般小于

10NTU，但峰值可能大于

15NTU

的情况，海德能公司建议装置可以根据浊度值，自动转换过滤方式。如需要可联系“海德能应用技术部门”以获得更多合理运行参数的信息。HYDRAcap

的错流压降可通过下式计算：40"组件之

ΔP

=(0.11

×Qcr

+0.9)

×

e

[-0.014(T-20)]60"组件之

ΔP

=(0.19

×Qcr

+1.8)

×

e

[-0.014(T-20)]ΔP : 进水到浓水的压力降(psi)Qcr: 错流的流量(gpm)T : 进水温度(℃)循环泵的压力至少应该高于这个压力值。反洗泵海德能公司强调同一时间只对一个

HYDRABLOC

单元进行反洗。反洗泵的压力应设为

35psi，反洗流量应为：40"组件：40gpm

每支组件60"组件：60gpm

每支组件因此，若某系统使用

8

套

24

支

60"组装的

HYDRABLOC，反洗泵压力

=

35psi，则流量

=

24×60

=1440gpm。反洗水排放管道必须在垂直方向高于最高的

HYDRAcap

组件，确保反洗效果的一致性。加氯反洗海德能公司建议在各种情况下都要在反洗时加氯，尤其当处理地表水时。如果在给水中持续加氯(见预加药)，则可将加氯反洗降至

1~4

次/天。如果在反洗时加氯，建议加入充足的氯。应该在反洗排水中含有

5ppm

的余氯。典型的反洗给水中含10~15ppm

的游离氯。对于较复杂的地表水和废水，可以根据给水中有机物的含量选择每次反洗加氯或隔次反洗加氯；对于海水或井水的反洗，可以每隔

6~12

小时才加一次氯。加其它药剂反洗如果在

HYDRAcap

超滤系统之前投加了

FeCl3

或明矾，则每天需要一次

pH

值=2

酸液反洗。这可防止HYDRAcap

膜表面混凝剂的累积。柠檬酸和

NaOH

分别用于酸性和碱性反洗。清洗系统HYDRABLOC

的清洗因情况而定。我们发现用

2%的柠檬酸(pH=2)和

0.5%的

NaOH

/200ppm的NaOCl(pH=12.5)清洗，大多数情况下效果理想。每支

HYDRAcap

的流量约为

15gpm，给水压力

20psi就够了。海德能公司提供两种清洗系统以供选择。一种是全自动系统，可最大限度地减少人工劳动。这种系统的PFD

图详见

UVSY462，它有两个化学药箱，一个装酸清洗液，另一个装碱清洗液，可以反复用于多个HYDRABLOC。图

UFSY463

是另外一种较便宜的手动清洗系统，它适用于小型的系统，也更轻便。这两种清洗系统的操作步骤在

HYDRAcap

技术手册的“系统工艺说明”一章中介绍。回收率HYDRAcap

的回收率由过滤时间、反洗时间、制水流量和反洗流量决定，可由下式计算：R=1-[(TBW×FBW)/(Tpr×

Fpr)]TBW

=

反洗总时间

(分钟)TBW=TFF+TBWT+TBWB+TBWT&B+(TR×

fR)TFF: 正向冲洗时间(分钟)TBWT:顶端走水反洗(分钟)TBWB:低部走水反洗(分钟)FBWTR : 冲洗时间(分钟)fR

:

化学反洗频率系数=

反洗流量Tpr=

过滤时间(分钟)Fpr=

过滤流量1.9.11

HYDRAcap™设计软件海德能公司开发了一个帮助设计

HYDRAcap

超滤系统的程序——Simulator。这个模拟程序可基于用户提供的特定参数指导工程设计。设计程序的计算内容包括：系统物质平衡给水泵参数、循环泵参数、反洗水泵参数所需

HYDRAcap

组件数量和

HYDRABLOC

单元的数量大致能耗和化学品消耗量表

6

HYDRAcap

超滤系统设计参数源水类型浊度-NTUTOC水通量-gfd错流流量-gpm反洗间隔-min化学清洗间隔-day城市自来水＜0.508506090井水0~5＜57503060地表水0~2(预处理)70030600~2(原水)55030602~55030605503216~242060海水＜56002060深度处理的废水0~54201530*：处理地表水，可以通过在

UF

之前持续加入约

2ppm

的

ClO2

来提高稳定性。**：海水系统应在

UF

之前往给水中持续加入

0.5~1ppm

的

FeCl3。***：废水(或其它水)若含＞2ppm

的

NH3，需要用自用水或

RO

产水作为反洗水，以保证有氧化作用的余氯。用户需要为模拟程序提供以下内容：超滤产水量

(gpm)输入用户所需的产水流量(以

gpm-加仑/分钟为单位)模拟程序会自动添加膜组件和

HYDRABLOC

单元，来满足用户对于产水流量和反洗用水量的需要。超滤产水通量

(gfd)合理的水通量，反洗频率和清洗频率都是通过试验而来，如果无法做实验，可参考表

6

的经验数据输入产水通量

gfd

值(加仑/平方英尺/天)。如果系统不会被污染或清洗频率每月不止一次，通量值可适当取大一些。选择

HYDRABLOC

单元用表5

选择HYDRABLOC

单元的类型并输入完整结果。注意当从表5

中作出选择时，每个HYDRABLOC单元的组件数量与组件的型号必须相匹配。选择单元数目时，应自问这是否是最经济的选择？为什么要问呢？因为每个

HYDRABLOC

都配备独立的控制阀门，操作界面等等，因此，选择大一些的

HYDRABLOC单体无疑更为经济。但另一方面还要考虑用户的具体情况，如清洗一个大单元可能需要

4~6

小时；同理一个

HYDRABLOC

单元的系统在清洗时将没有产水，而一个包括两个

HYDRABLOC

的系统在清洗时只有50%的产水量，等等……每支组件的错流水量

(gpm)这个数据应由实验决定。若无法实验，可参考表

6

输入错流流量(以

gpm-加仑/分钟为单位)。海德能公司的研究证明在给水混浊或TDS

大于

10ppm

的前提下，每个组件错流量

16~24gpm

时污染可降低到最小。错流引起的能耗与错流流量呈正比。浓水升压泵的型号由错流流量决定。请与“海德能应用技术部门”联系以得到优化运行方式的指导。组件尺寸

(ft-英寸)输入

40"或

60"。注意海德能公司只提供直径约

8.9"和长度

40"或

60"的组件。这一项内容必须与表

5

和“选择

HYDRABLOC

单元”都一致。所需最小过滤压力

(psi)用户要考虑产品水到达产品水箱或其他目的地所需的压力。以

psi

为输入单位。以下内容与该项参数有关：——现有的

HYDRAcap

组件设计要求给水压力小于或等于

65psi。——如果过滤压力等于或大于

35psi，可省掉系统中的反洗水泵。利用打开减压阀进行反洗。——所有的

HYDRAcap

系统都必须设置防止

TMP(透膜压差)＞30psi，否则中空丝会破裂。RO

回收率

(%)如果

HYDRAcap

超滤系统后面是

RO

系统，物料平衡应考虑

RO

的回收率。反洗水是否为

RO

产水？

(y/n)输入“1”或“2”。超滤出水适用于绝大多数情况，所以通常输入“2”。不过，HYDRAcap超滤系统的反洗一般要求含有游离氧化剂，含＞2ppmNH3

的水不适合用于反洗。如果可以用

RO

产水反洗更好。无论怎样，如果用

RO

产水来反洗，UF

的产水量必须提高以弥补

RO

产量的消耗。进水的总悬浮物和浊度

(ppm/NTU)输入其数值。在这里，它们只作为参考。注意，如果总悬浮物和浊度都大于

15(ppm或

NTU)，就需要配置循环泵。最低进水温度

(℃)输入最低进水温度。这个数值会影响泵的型号。平均进水温度

(℃)输入平均给水温度，这个数值会用于能耗计算。估计化学清洗频率

(天)输入清洗频率的天数。合理的数据要通过实验获得，若没有实验数据，参考表

6。注意，这个数值用于计算化学品消耗量。清洗溶液的反复使用输入清洗溶液重复使用的次数。多数情况下清洗溶液可重复使用，一般使用三次。注意为了重复使用这些溶液，必须有足够的溶液箱用来存放不同清洗液。反洗频率

(分钟)输入反洗频率(分钟)。同样应由实验确定，或参考表

6。这个数值用于确定系统的回收率，膜组件数量和化学品用量计算。反洗加氯浓度

(ppm)输入反洗时所用的氯浓度，同样来源实验数据。不过对于低

TOC

的水(＜5ppm时=

10~15ppm)氯浓度比较合适。该数值用于化学品消耗计算。加氯反洗如果没有实验数据且进水中没有加入氯(例

ClO2)，输入“1”。如果给水中已加入氧化剂，每隔

20~50次反洗再加氯。反洗回收率

(%)如果系统中的反洗排水被回收，请输入数值。该数值会影响物料平衡。2.

超滤系统工作过程HYDRAcap

超滤系统的

PFD（流程图）见

UFSY460，与

HYDRABLOC

的流程图（UFSY43X

或UFSY44X）共同作为参考。简介HYDRAcap

组件的过滤方向为由内向外，即进水流入中空丝内部，然后透过管壁流出，因此，颗粒物在中空丝管壁内部积累，通过定期进行反冲洗来除出颗粒物。反洗并不能达到

100%恢复效果，因此运行一段时间后，为保持产水量操作压力会升高。具体说，干净膜的温度修正透膜压差（TCTMP=（给水压力+浓水压力）/2-淡水压力）为

3～6psi（具体数与过滤流速有关）。当温度修正透膜压差升至

20psi

时，组件就必须被清洗。清洗用

PH

为

2

的柠檬酸溶液和PH

为

12

的

NaOH/NaClO

溶液循环通过中空丝的内侧。所有的

HYDRABLOC

单元都按照时间顺序进行制水与反洗。每天应进行自动压力测试以检查膜丝完整性。给水的分配给水泵

P201A/B/C

将水升压至

30psi

左右，足以克服预过滤和

HYDRABLOC

的压损。150μm

的预过滤（F200A/B/C）的最大压降约为

5psi，当达到这一限值时，预过滤装置会自动清洗，会使用约

10%的给水进行反洗和冲洗。给水过滤给水管将小于

25psi

压力给水引入

HYDRABLOC，该管路装浊度计

AIT200

监测给水水质。如果

AIT200监测到进水浊度大于

15NTU，HYDRABLOC

会切换至错流运行方式。泵

P-211A/B/C

启动，引入与膜表面平行的水流，错流方式会保持直至进水浊度小于

10NTU。如果在错流过滤中，进水的浊度大于

200NTU，FV230

会打开，排掉部分循环浓水。要了解该运行方式的更多信息，请与"海德能应用技术部门"联系。可以通过在给水中持续添加

FeCl3

或氯改善水质，可参见"HYDRAcap

超滤系统设计"一节的内容。HYDRABLOC

开启套数由操作人员决定。HYDRABLOC

的启/停间隔需

15

分钟，以便总阀门

FIT711在自动控制条件下开关到位。启动当

HYDRABLOC

停置时，所有的可动阀门都是关闭的。当开始启动时，HYDRABLOC

要经过

15

分钟的启动过程：FCV102

将全开(若前一步骤是空压完整性测试时

EV125(6)(7)将开

30

秒钟)5

秒钟后，FV101T

或

B

将打开，FCV100

将用

10

秒钟时间全开。FCV102

将调节并维持在某一流量。制水过程HYDRABLOC

为全量过滤方式运行，在开始反洗之前运行若干分钟。同时，持续监测

HYDRABLOC的流量与压力。透膜压差=（PIT101+PIT104）/2-PIT102。接下来的情况会使装置走出全量过滤--反洗—全量过滤--反洗的循环。手动停止如果想进行空压完整性测试，或单纯地想停止某个

HYDRABLOC

单元，则需要按下主控制盘和HYDRABLOC

单元独立控制盘上的停止键。停止键会让

HYDRABLOC

单元自己进入浸泡状态备用直至下一次反洗时，更详细内容请参阅"反洗步骤"。高透膜压差当

HYDRABLOC

的温度修正透膜压差超过

18psi

时，警报灯会提示

HYDRABLOC

需要进行清洗了。必须由操作员将其从系统中分离并清洗。如果温度修正透膜压差大于

20psi，装置会自动停止并等待清洗。这时，主控制盘上的警报灯和独立单元控制盘上的警报灯都会闪亮。给水压力低当进水压力小于

20psi

维持

5

秒钟，HYDRABLOC

会停车，进入浸泡状态。错流过滤只有当进水浊度高或悬浮物高时，或超滤前的预加药大于

10ppm

时，系统才使用错流方式。如果

AIT200浊度仪发现进水连续

2～3

分钟浊度大于

15NTU

时，HYDRABLOC

就会改为错流运行，泵

P221A/B/C

会启动引入平行水流，使正常过滤的时间延长。每个HYDRABLOC

上的阀门FV-104T

或FV-104B

和FCV-106将打开。FV-106

节流阀将维持某一流量。错流方式将持续至

AIT200

显示浊度小于

12NTU。如果在错流方式下，"循环闭路"浊度若大于

100NTU，FV230

则打开排污。当使用错流过滤方式时，由于组件中沿程压降的原因，在每次反洗后进水流向应改变。在前个步骤中打开阀门

FV-101T

和

FV-104B，那么在后一轮中应打开

FV-101B

和

FV-104T。紧急停止每个

HYDRABLOC

单元都有就地紧急停止开关，可以紧急停止该单元。一个球形紧急停止开关在主控制盘上，可以急停所有的

HYDRABLOC

单元，急停时状态如下：独立的

HYDRABLOC

阀门

FCV101

关闭至少

10

秒钟，每个

HYDRABLOC

单元至少间隔

30

秒。所有阀门关闭，慢开阀门关闭超过

5

秒。2.2

反洗过程如前面提到的，每个

HYDRABLOC

依时间顺序进行反洗。如果透膜压差增长过快，两次反洗之间的间隔可能缩短。一开始，每个

HYDRABLOC

以全量过滤或错流方式运行若干分钟后开始进行反洗。反洗泵P210A/B

启动。HYDRABLOC

的反洗步骤依次进行，以避免

P210A/B

在若干分钟内启/停超过一次或两次。在循环回水箱管路上可放置一孔板以便使

P210A/B

在浸泡步骤保持开启状态。当

HYDRABLOC

的透膜压差升高，无论是制水过程还是反洗过程都使水难以透过组件，我们希望反洗泵一次只给一个

HYDRABLOC

单元供水。反洗包括以下步骤：2.2.1

正向冲洗

15

秒钟左右正向冲洗是从

HYDRAcap

组件的给水端冲至浓水端。所有的给水在加压后通过中空纤维的内表面，以物理剪切方式剥落膜内表面的颗粒物。当以错流方式运行时，其正向冲洗的水流方向与给水方向相同，这一步的次序如下：打开阀门

FV104T/B(如果在错流方式没有打开)。FV107

全开至限位控制反洗流量，流量为若干

gpm由

FIT205

表监测。2

秒钟后，阀门

FCV102

和

FCV106

关闭。2.2.2

反洗水至进水口～15

秒钟反洗水由产水侧渗入进水侧，从进水口排放。在这一步中加氯或化学药品。阀门

FCV101T/B

关闭超过

5

秒钟。阀门

FV107

全开至限位控制反洗流量，由

FIT205

监测流量值。阀门

FV-104B

打开(如果还没有打开)。阀门

FV-109

打开，使反洗水进入

HYDRABLOC。阀门

EV120

打开加氯。2.2.3

反洗水至浓水口～15

秒反洗水由产水侧渗入进水侧，再从浓水口排放。这一步加氯或化学药品。阀门

FV107

全开至限位控制反洗流量，由

FIT205

监测流量值。阀门

FV-104T

打开。阀门

FV-109

打开，使反洗水进入

HYDRABLOC。阀门

EV120

打开加氯。2.2.4

浸泡

20

秒至

5

分钟(化学清洗时才需要)这是必不可少的，使加氯水有足够杀菌的时间，所有阀门关闭。停止加氯。阀门

FV109

关闭。2.2.5

冲洗～15

秒(仅化学反洗时需要)反洗的最后一步，在正常运行之前除去所有的污染物和余氯。阀门

FV104T/B

打开。阀门

FV107

全开至限制位控制反洗流量。流量为

22gpm，由

FIT205

监测。阀门

FV109

打开。HYDRABLOC

单元将返回制水过程，步骤如下：阀门

FV109

关闭。2

秒后，阀门

104T/B

关闭。阀门

FV107

关闭。2

秒多以后，启动运行。2.3

清洗过程海德能公司推荐两种不同的清洗系统。一种为半自动系统，最大程度减少人工操作并可重复使用化学清洗溶液，该系统的

PFD(流程图)见图

UFSY462。另一个较小并简单的清洗系统见图

UFSY463。对于较大的半自动清洗系统的说明如下：如果

HYDRABLOC

被置为"准备清洗"状态，清洗便会自动开始。该清洗系统一次只能清洗一个HYDRABLOC

单元，当某个

HYDRABLOC

单元的透膜压差达到

20psi

时，它会自动停车并置于"准备清洗"状态。而且，操作员可以将任意一个

HYDRABLOC

置于"准备开始清洗"状态。当任何一个

HYDRABLOC处于该状态时，清洗便开始了，清洁包括在

38℃条件下，先用

2%的柠檬酸再用

0.5%的

NaOH

和

200ppm的

NaClO

溶液循环清洗，具体来说，两种溶液都是从给水端到浓水端循环

45分钟，在接下来的

45

分钟内以错流方式清洗。清洗后，用进水冲洗膜系统

5

分钟左右，冲洗水排至中和箱

T505，当

AIT510

检测到PH

值为

4～10

时，冲洗液排入下水道。溶液配制浓酸液箱

T504的阀门

FV511

打开，将水注入箱内。同时固体柠檬酸倒入箱中搅拌混合。此外，用户也可用柠檬酸溶液直接注入箱内。浓碱箱

T506，××%NaOH，由用户注满。酸/碱清洗溶液箱

T502/3

中用过的酸碱溶液排到中和箱

T505。酸箱

T502

自动注入

75%水，用于配酸洗液；碱箱

T503

会加水至

90%，用于配碱洗液，过程如下：H512

和

H513

会维持箱内温度

38℃。搅拌器

MX502/MX503

启动。30

分钟后（当

T-504

被浓酸充满后），泵

P502

加浓酸至

T502

箱，直至

AIT506

检测

PH值为

2.1

止。如果浓酸箱低液位探头在

T502

酸洗液

PH

值达到

2.1

之前测到液位低，泵会停止加酸，用户须为

T504

补充浓酸。如果，出于任何原因，酸洗液

T502

达不到

PH=2.1，或清洗开始后两个小时仍达不到

35℃，系统会响起警报。同样的，P503泵会从浓碱箱

T506中向碱洗箱

T503中加

NaOH，直到

AIT507

检测

PH≥12.0。如果浓碱箱低液位探头

LSL506

检测到液位低，泵会停止，响起警报提醒操作员向

T506

箱中注碱。酸洗箱T502

和碱洗箱T503

的加热器

H512/H513

会维持溶液在

38℃，在清洗循环泵

501进行循环时，搅拌器

M502/M503

会一直工作。为维持

PH

设定值，浓酸泵

P502

和浓碱泵

P503

时一直处于工作状态。药液的循环只有当下列条件存在时，循环才开始；如果条件不对，警报响提醒操作员注意。酸洗箱

T502

：32℃＜温度＜40℃，液位＞80%，2＜PH＜2.2碱洗箱

T503

：32℃＜温度＜40℃，液位＞80%，12＜PH＜12.2若以上条件符合：阀门

FV502

和

FV510

打开(打开

FV510

是为防止稀释酸箱

T502)。接下来清洗液按下列步骤清洗

HYDRABLOC

单元。FV110

全开2

秒后，FV105

全开30

秒后，P501

启动。当循环回来的酸液

PH＜4.0时，FV512

阀打开，FV510关闭，酸溶液重新回到酸液箱

T502。在清洗泵P501

启动1

分钟后，如果泵后压力PIT501＜10psi

，会响提示警报。清洗压力应约为20psi。HYDRABLOC

进行清洗，循环回的流量

FIT500

的读数应该在某一范围内（HYDRABLOC

中的每个HYDRAcap

组件的流量应约为

15gpm）。如果不是这样，会有警报，提醒操作员检查。酸溶液循环

45分钟。在此期间，搅拌器

M502

和加热器

H512

保持工作，浓酸泵

P502

维持

T502

内的

PH

值在

2～2.2

范围。45

分钟后，FV111打开，再循环一个

45

分钟。开始冲洗：阀门

FV501

和

FV510

开2

秒后，FV502

和

FV512

关加热器

H512

停止加热，柠檬酸溶液已混合好，等待注入

T505

进行中和或再利用。冲洗至

AIT510

检测

PH

值为

5～9。这时，开始碱液再循环。NaOH/NaClO

循环与酸液循环类似，最后也会经过冲洗，当最后的冲洗开始时，HYDRABLOC

已进入备用准备。这是空压法测试有没有断丝的最佳时机。溶液中和装置用过的酸碱液进入

T505

中和箱，结束最后的冲洗后，开始进行以下步骤：启动搅拌器

MX5055

分钟后，根据

AIT505

的

PH

读数，启动

P506

或