膜系统深度操作维护

PAGE膜处理系统操作维护手册二零一一年四月

目录TOC\o"1-4"\h\z\u第一章系统概述 11.1工艺概述 11.2工艺流程简述 1第二章投加化学药剂及溶液配比 32.1NaClO溶液配制及注入量 32.2酸溶液配制及注入量 32.3NaHSO3溶液配制及注入量 32.4阻垢剂溶液配制剂注入量 32.5杀菌剂溶液配制剂注入量 4第三章辅助设备的操作和维护 43.1运行前的准备工作 43.2保安滤器 43.3加药计量泵 53.4气源系统 5第四章超滤的操作和维护 54.1超滤简介 54.1.1超滤定义 54.1.2超滤分离特性 54.1.3超滤与常规过滤的差别 64.1.4中空纤维膜 64.1.5影响超滤性能的因素 74.1.6超滤组件的运行方式 84.1.7超滤技术术语 84.2超滤装置 94.2.1超滤的作用 104.2.2超滤组件 104.2.3超滤装置组成及设计参数 104.3超滤的操作运行 114.3.1准备工作 124.3.2超滤运行 124.3.3超滤反洗 124.3.4超滤停机 134.4超滤清洗 134.4.1物理清洗 144.4.2化学清洗 144.4.3清洗步骤 164.5运行数据的记录 174.6超滤系统维护与故障分析 184.7膜组件的保管及使用注意事项 184.7.1膜组件的保管 184.7.2膜组件使用注意事项 19第六章反渗透的操作与维护 216.1反渗透简介 216.1.1概述 216.1.2反渗透技术术语 226.2反渗透装置 226.2.1装置组成 226.2.2膜装置的进水水质指标和运行条件 236.2.3反渗透的计算公式 236.3反渗透的操作运行 246.3.1准备工作 246.3.2反渗透装置运行 246.3.3反渗透装置的维护及故障分析 266.4反渗透清洗 266.4.1反渗透需要清洗的迹象 266.4.2膜污染特征及清洗液选择 266.4.3清洗 286.5系统长期稳定运行的主要因素 296.6运行数据的记录 296.7反渗透停运保护 30附录1余氯测定法 31附录2产水量的温度校正参数 32深度处理部分操作维护手册浙江博世华环保科技有限公司PAGE -PAGE33-第一章系统概述1.1工艺概述1.1.1原水条件原水水源：经生化+电化学等前处理工艺处理后的渗滤液原水水质：电导率≤6000COD≤3001.1.2产水要求超滤过滤水量：25m3/h；反渗透过滤水量：18.75m3/h；回收率：≥75％;产水水质：电导率≤300;COD≤100。1.2工艺流程简述1.2.1、工艺流程根据污水前处理出水水质，我们采用了自反洗过滤器、超滤系统、精密过滤器、反渗透（RO）卷式膜组件等设备组合而成的膜处理工艺。工艺流程如下图；膜处理部分工艺流程图1.2.2、工艺流程说明本系统根据功能可分为两个子系统，即超滤系统与RO脱盐系统。超滤系统包括CMF进水泵、自反洗滤器、循环泵、超滤装置、反洗泵、CMF水箱等设备，用于进一步去除水中胶体、悬浮物以及细菌、部分COD等，保证RO系统正常运行；前处理出水经CMF进水泵增压后，进入自反洗滤器，除去大颗粒悬浮物后流入超滤装置，利用循环泵将超滤浓水再次打入超滤装置内，增加膜丝表面流速，降低膜的污染。产水流入CMF水箱，通过反洗泵定时对超滤装置进行冲洗，将截流下来的杂质排除装置内。RO脱盐系统包括RO增压泵、保安滤器、高压泵、循环泵、RO装置、加药装置等，主要脱除水中盐分，盐分去除率达95％以上，保证出水达标排放。通过RO增压泵增压后，流经保安滤器，保安滤器的目的主要防止颗粒性杂质进入膜系统，在管路上添加还原剂，将预处理中投加多余的氧化剂还原掉，防止反渗透膜元件被氧化而损坏。在保安滤器出口管路上投加阻垢剂及杀菌剂，预防结垢及微生物的滋生，然后经过高压泵进一步升压，以满足反渗透脱盐的要求，产水去产水箱达标排放；浓缩水去浓水箱后泵至垃圾填埋场进行回灌处理。第二章投加化学药剂及溶液配比2.1NaClO溶液配制及注入量在超滤装置进水管路上投加氧化剂NaClO，主要目的是防止细菌、微生物的生长，以免污染超滤膜丝，影响性能。升水+毫升NaClO、注入量为ppmNaClO投加量根据原水水质不同而变化，可以通过调节计量泵注入量来实现。一般投加量为5~10ppm，具体投加量由现场调试确定。2.2酸溶液配制及注入量在超滤装置进水管路上投加酸（硫酸），主要目的是降低进水的PH值，减小盐分结晶，对超滤膜及反渗透膜造成污赌。升水+毫升硫酸、注入量为ppm酸投加量根据原水水质不同而变化，可以通过调节计量泵注入量来实现。具体投加量由现场调试确定。2.3NaHSO3溶液配制及注入量在反渗透装置进水管路上投加还原剂NaHSO3，主要目的是防止未反应完全氧化剂对反渗透膜造成破坏。升水+毫升NaHSO3、注入量为ppmNaHSO3投加量根据原水水质不同而变化，可以通过调节计量泵注入量来实现。投加量一般为剩余NaClO的3倍，具体投加量由现场调试确定。2.4阻垢剂溶液配制剂注入量在反渗透装置进水管路上投加阻垢剂，主要目的是防止水中高价离子结垢，对膜系统通量造成影响。升水+毫升阻垢剂、注入量为ppm阻垢剂投加量根据原水水质不同而变化，可以通过调节计量泵注入量来实现。一般投加量为3~5ppm。2.5杀菌剂溶液配制剂注入量在反渗透装置进水管路上投加杀菌剂，主要目的是抑制水中微生物的滋生，减轻微生物对膜组件造成污染。升水+毫升杀菌剂、注入量为ppm杀菌剂投加量根据原水水质不同而变化，可以通过调节计量泵注入量来实现。一般投加量为2ppm。第三章辅助设备的操作和维护3.1运行前的准备工作a.每次开机前检查一下各化学药剂的溶液是否够用。b.检查中间水池液位。c.在开启提升泵电源开关前，先检查中间水池出水阀、CMF进水泵进水阀是否已打开。3.2保安滤器保安滤器为布袋形式，过滤精度为5μm。滤器每次开始通水时，都必须进行放气（打开保安滤器顶部放气阀，直到出水为止），以最大限度的利用滤芯的过流面积，延长滤袋的清洗或更换周期。保安滤器属于机械过滤，其工作原理是利用布袋的孔隙进行过滤，水及溶解性固体透过滤芯进入后续系统，水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中；滤袋因截留物不断增多，滤袋的孔隙逐渐变小，运行阻力逐渐上升，其主要优点是效率高、阻力小、结构简单、便于更换。3.3加药计量泵计量泵注入药剂量的准确与否，直接关系到预处理效果，本系统引进的计量泵具有冲程可调节性能。在计量泵工作时，防止吸入管吸入气体，使计量泵干打而损坏膜片。3.4气源系统第四章超滤的操作和维护4.1超滤简介4.1.1超滤定义超滤是一种膜分离技术，膜是一种采用物理方法的高效过滤单元，指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。膜为多孔性不对称结构，主要用于溶液中物质大分子级别的分离。4.1.2超滤分离特性膜过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程；能够去除水中能够找到的任何最为细小的颗粒物，超滤的颗粒截留范围一般可达到0.05～0.2um；其主要分离特性包括：1、分离过程不发生相变化，耗能低。2、分离过程是在流体压力差的作用下，利用膜对被分离组分的尺寸选择性，将膜孔能截留的微粒及大分子溶质截留，而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶质透过膜。3、分离过程可以在常温下进行。4、应用范围广，采用系列化不同截留分子量的膜，能将不同分子量溶质的混合液中各组分实行分子量分级。4.1.3超滤与常规过滤的差别CMF的分离机理与颗粒、纤维介质过滤器等传统过滤方式不同。介质过滤依靠重力去除原理，它们的标称过滤孔径比要捕集的颗粒大。CMF膜完全是表面去除原理就像非常细的筛子。膜表面孔径高度规整一致，孔径分布非常窄。大于孔径的颗粒被膜表面排斥通过，留在料液或浓缩液一侧。流体介质本身及小于膜孔经的颗粒会透过膜到达滤液一侧。其与所有常规过滤及微孔过滤的差别：1、筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。2、能否有效分离去除决定于膜孔径及溶质粒子的大小、形状及刚柔性外，还与溶液的化学性质（PH值、电性）、成份（有否共它粒子存在）以及膜致密层表面的结构、电性及化学性质（疏水性、亲水性等）有关。3、整个过程在动态下进行，无滤饼形成，使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚，过滤速率在稳定的状态下可达到一平衡值而不致连续衰减。4.1.4中空纤维膜这种过滤膜对大分子溶质的分离主要依赖于膜的有孔性，即膜对大分子溶质的吸附、排斥、阻塞及筛分效应，一般膜两侧压差越大，对大分子溶质的截留率越低。中空纤维膜是膜过滤的最主要形式之一，呈毛细管状。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能否通过这些微孔来达到分离的目的。根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜及内、外压膜三种。用中空纤维滤膜组装成的组件，由壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中空纤维组成，有原液进口、过滤液出口及浓缩液出口与系统连接。其特点：1、纤维直接粘接在环氧树脂管板上，不用支撑体，有极高的膜装填密度，体积小而且结构简单，可减小细菌污染的可能性，简化清洗操作。2、检漏修补方便，截留率稳定，使用寿命长。4.1.5影响超滤性能的因素膜技术在实际应用中的一个突出问题是膜表面截留沉积的污染物造成膜通量的衰减。这是一个关系到膜分离技术是否能成功应用的关键问题。1、解决这一问题要从三方面入手：a合理的膜前预处理。b选择耐污染的膜材料。c有一套能保持膜系统稳定运行的装置和运行工艺2、膜材料的选择：a膜材质（是否容易吸附）b表面荷电性质c表面粗糙度（具有双重影响）d亲疏水性（亲水性膜受污染物吸附的影响较小）e孔径（孔径大，通量大但易被堵塞）3、增强型改性PP中空纤维膜有以下特点：独有的膜改性技术大幅提高了膜的弹性和韧性、提高了膜壁的孔隙率和膜孔均匀度，特别适用于高浊度、高有机物含量的液体物料澄清过滤以及高污染废水过滤。(1)膜的抗疲劳强度比同类产品提高80%以上；(2)通量比同类产品提高15%左右；(3)独有的长孔结构和高弹性，在过滤时膜外侧压力大于内侧压力，膜壁往内挤压，膜长孔收缩，保证了过滤精度；反冲时内侧压力大于外侧压力，膜壁往外扩展，膜长孔扩张使吸附在膜孔内和膜表面的污染物极易冲走，运行时无需进行化学分散洗操作。优化了纤维膜的内外孔径，提高了膜壁厚50%。(1)比同类产品强度提高80%以上，在高强度的气洗、化学清洗时不易断丝；(2)减少了液体在中空纤维内孔中的阻力，降低了能耗。4.1.6超滤组件的运行方式超滤的运行有全流过滤（死端过滤）和错流过滤两种模式。全流过滤时，进水全部透过表面成为产水；而错流过滤时，部分进水透过膜表面成为产水，另一部分则夹带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；而错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。具体的操作形式宜根据水中的悬浮物含量来确定。4.1.7超滤技术术语1、膜（membrane）表面有一定物理或化学特性的薄的屏障物，它使相邻两个流体相之间构成了不连续区间并影响流体中各组分的透过速度。2、中空纤维膜（hollowfibermembrane）外型为纤维状、空心的具有自支撑作用的膜。3、非对称膜（AsymmetricMembrane）膜孔结构随孔深度而变化的膜。4、原水(Rawwater)指未经过处理的地下水、地表水和海水，在膜法水处理中也包括城市自来水。5、产水（Permeatewater）正常工作时透过滤膜的那部分水。6、通量(Flux)单位时间单位膜面积透过组分的量。7、产水量（Permeate）在规定的运行条件下，膜元件、组件或装置单位时间内所生产的产品水的量。8、浓缩水（浓水）除盐或分离过程中的浓缩液。9、跨膜压差(Trans-membranePressure)产水侧和原水进出口压力平均值差异，即膜两侧平均压力差。TMP=（进水压力+浓水压力）/2—产水压力10、膜污染（membranefouling）膜污染是指料液中的微粒、胶体粒子、溶质分子或细菌由于与膜之间存在物理化学作用而在膜表面及膜孔中沉积或滋生使膜孔堵塞或变小，导致过膜阻力增大，膜的透过通量下降的现象。广义的膜污染不仅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染(不可逆污染)，而且包括由于可逆的浓差极化导致凝胶层的形成(可逆污染)，二者共同造成运行过程中膜通量的衰减。影响膜污染的因素很多，比如溶质大小、菌类的滋生、膜结构、膜的物理特性、膜-溶质-溶剂之间的相互作用(包括静电作用力、范德华力、溶剂化作用、空间立体作用)。11、反洗（Backwash）与过滤过程的水流方向相反，从中空纤维膜丝的产水侧把等于或优于透过液质量的水输向进水侧。因为水被从反方向透过中空纤维膜丝，从而松懈并冲走了膜外表面在过滤过程中形成的污物。12、气水反洗(AirScrubbing)让无油压缩空气通过中空纤维膜丝的进水侧表面，高质量水从膜丝内部透过，通过压缩空气与水的混合振荡作用，冲走膜外表面在过滤过程中形成的污物。13、化学增强反洗（ChemicallyEnhancedBackwash）在中空纤维膜膜丝内侧加入具有一定浓度和特殊效果的化学药剂，通过浸泡、反洗等方式，将膜表面在过滤过程中形成的污物清洗下来。14、回收率(waterRecovery)产水量与给水总量之百分比。4.2超滤装置膜分离技术近30年来在食品、酿造、医药、化工、环保等领域，因其操作方便，设备紧凑、过程安全、分离效果好等原因，迅速发展成为实用化的高新技术。在解决水资源缺乏的问题上，膜分离过程起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起人们的极大关注。4.2.1超滤的作用本系统主要是利用超滤作为后续反渗透设备的预处理设备，去除水中的悬浮物、胶体微粒和细菌等杂质，确保反渗透的长期安全稳定运行。4.2.2超滤组件本系统选用的超滤组件型号：Creflux-8060C，组件的结构形式为外压式中空纤维组件。其性能参数示于下表。Creflux-8060C性能参数项目参数膜元件型号Creflux-8040C型式外压式中空纤维膜膜材质PP公称孔径0.1-0.2μm膜面积60m2中空纤维内径330μm中空纤维外径450μmPH范围1~14最大进水浊度50NTU工作水温5~40℃进水最大压力4.0bar膜两侧最大允许压差2.0bar（<35℃）运行方式全流或错流过滤4.2.3超滤装置组成及设计参数本系统单套（共2套）超滤装置设置18支Creflux-8040C型膜组件。设计参数见下表；设计参数表参数指标进水流量15m3/h产水流量15m3/h浓水回流量45m3/h控制方式恒流量气洗流量90.0m3/h气洗进气压力≤0.1MPa反洗水压力0.15～0.2Mpa反洗流量60m3/h气洗时间30秒水反洗时间60秒正冲时间30秒气源无油压缩空气使用压力0.03～0.2Mpa化学清洗周期3～12周（视水质情况定）在线水清洗周期20～40min4.3超滤的操作运行为了超滤装置持续产出满足需要的过滤水，必须满足三个条件，它们包括：合格的进水水质，合适的反洗时间间隔，及时的化学清洗。上面的任一条件不满足，装置将难以稳定产出满足需要的过滤水。在膜过滤过程中，膜污染是一个经常遇到的问题。所谓污染是指被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀使膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降的现象。超滤装置首次运行或长时间停运后恢复运行，需要进行冲洗以除去组件内的保护溶液，连续冲洗至排放水无泡沫止。最开始的启动应该为手动的，但是一旦所有的流速和压力、时间被设置后，装置应该恢复为自动。装置恢复自动后，PLC系统可以有效监控系统的运行，一旦运行条件不满足，装置会自动采取保护措施。装置运行、反洗所涉及到的基本步骤如下：1.运行：正洗—运行；2.反洗：进气—排水—反洗1—反洗2—正洗；4.3.1准备工作1、每次开机前检查一下各化学药剂溶液是否够用；2、检查水源：原水输送泵有没有供水；3、检查电源：所用电源空开是否闭合；4、检查二种气源：二种气源压力，设备仪表气源压力0.5Mpa，超滤设备工艺用气压力0.08Mpa~0.1Mpa；4.3.2超滤运行1、正洗：打开上排阀，打开进水阀，开启进水泵，正洗压力小于0.2bar，正洗时间30秒；2、运行：打开产水排放阀，关闭上排阀，打开浓水回流阀，开启循环泵，10秒钟后，打开产水阀，关闭产水排放阀，调节进水手动阀、浓水回流手动阀，使浓水回流量约45m3/h，产水流量约15m3/h，进水压力应控制在膜两侧平均压力差≤1.5bar。4.3.3超滤反洗超滤系统运行30分钟后，停止超滤循环泵，关闭回流阀，停止提升泵，关闭进水阀，关闭产水阀，进入反洗过程，反洗过程如下：1、进气：打开上排阀，开进气阀。每次进气流量3.2Nm3/min，进气压力小于1.0Bar，进气时间20秒。2、排水：关闭进气阀，打开下排阀。排水时间20秒；3、反洗1：关闭下排阀，打开反洗阀，启动反洗水泵，调节反洗泵出口手动阀开度，使反洗流量约60m3/h，反洗压力小于2.0Bar，反洗时间30秒。4、反洗2：打开下排阀，关闭上排阀。反洗时间30秒。5、正洗：停止反洗泵，关闭下排阀，关闭反洗阀，打开上排阀，打开进水阀，开启进水泵，正洗流量15m3/h，正洗压力小于0.2Bar，正洗时间30秒。4.3.4超滤停机反洗完毕后直接停机，停止进水泵，关闭进水阀，关闭上排阀。超滤装置程控部序表见下表状态运行反洗停机运行步骤序号12345678步序正洗运行进气排水反洗1反洗2正洗停机泵阀状况进水泵○○○循环泵○反洗泵○○进水阀○○○产水阀○产水排放阀上排阀○○○○○反洗阀○○下排阀○○进气阀○回流阀○时间30s35min20S40S60s50S30S流速12-16m3/h12-16m3/h3.2Nm3/min50-60m3/h50-60m3/h12-16m3/h备注1.反洗的频率为25分钟/次，可按上表的参考值预先设定；2.正常运行时，程序运行按2-3-4-5-6-7-2循环进行。停机再启动时需运行第1步。根据超滤膜的污染程度，反洗过程可重复进行数次；3.程序转换时所需考虑的缓冲时间应在实际编程时进行考虑。4.以上程序中的时间和频率可根据实际运行情况进行调整。4.4超滤清洗由于膜应用范围广泛，处理介质复杂，在处理料液过程中，膜表面会存在不同程度的污染。原则上清洗周期越短，膜性能恢复越好，使用寿命越长。清洗方式主要分为物理清洗和化学清洗。4.4.1物理清洗1、正洗，即用清水将组件内残余料液清洗干净，用清水以一定流速通过纤维原液侧，将污染物洗出，可采取循环或边洗边排的方式。此时，浓水阀门全开（等压清洗），产水口阀门全闭，清洗时间视具体情况而定，一般10～30分钟（非在线清洗时间）。2、反洗，施以低压，使清水（自来水或膜过滤水）由纤维滤出液侧向纤维原液侧渗透，膜原液侧的污染物及渗入微孔中的阻塞物即被洗出，在反洗过程中，透过液不要回到清洗罐以防造成膜净水侧的污染，清洗时间视具体情况而定，一般10～20分钟（非在线清洗时间）。3、浸泡，膜经正洗、反洗后，效果欠佳时，可用清水或药液浸泡，使污染物疏松，一定时间的浸泡往往是去除污染的有效方法。4、气、水双洗，在膜组件反洗的同时，从进水口通入一定量压缩空气，气泡在组件内上升振荡，使污染物脱落，从排污口排出。4.4.2化学清洗超滤膜经使用一段时间后，在膜上总会积累胶体、细菌、有机物等物质，而造成膜污染，产水通量下降，须及时地进行化学清洗。膜污染是一个经常遇到的问题。所谓污染是指被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀使膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降的现象。膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内堵塞污染两种形式。污染物质大致可分下述几种类型：a)胶体污染：胶体主要存在于地表水中，特别是随着季节的变化，水中含有大量的悬浮物如粘土、淤泥等胶体，均布于水体中，它对滤膜的危害性极大。b)有机物污染：天然水中存在的腐殖酸、丹宁酸等和水处理过程中加入的表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等，这些物质可吸附于膜的表面而损害膜的性能。c)微生物污染：微生物污染对膜的长期安全运行是一个危险因素。一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，活的细菌连同其排泄物质，形成微生物粘液而紧紧粘附于膜表面，这些粘液与其他沉淀物相结合，构成了一个复杂的覆盖层，其结果不但影响到膜的透水量，甚至使膜产生不可逆的损伤。超滤跨膜压差在相同温度下比初始值上升0.5bar，且通过反洗不能恢复时就应对超滤装置进行化学清洗。为保证超滤系统的长期稳定运行，本系统配置了化学清洗系统。1、在连续膜过滤设备系统中，一般3～12周进行化学清洗一次，去除有机物污染，恢复膜通量。化学清洗时，可采用杀菌性能优异的常用水处理药剂如次氯酸钠、二氧化氯等进行系统杀菌处理；采用NaOH溶液去除膜系统的有机物污染；采用HCL或EDTA钠盐溶液去除膜系统的无机盐结垢污染。2、碱清洗：用2%氢氧化钠水溶液,在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于有机物污染。注意：固体碱必须充分溶解后，再进行配制。3、次氯酸钠清洗，用0.1%次氯酸钠水溶液，在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于微生物污染。（一般工业品次氯酸钠为10wt%有效氯）。4、酸清洗，用浓度为3％的盐酸水溶液，在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于无机污染，如：高硬度水质。（一般按盐酸产品浓度30wt%计）。5、表面活性剂清洗，可采用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，一般浓度为200～1000ppm。6、根据市场销售的药剂浓度的不同而有所差异，另外，浓度随季节的转换有所变动。建议使用药物前，采用实验等方法进行确认以后再使用。7、标准药液温度为25-35℃。在组合使用酸性药剂和碱性药剂时，完成前一种药剂清洗后必须进行清水冲洗，然后再进行下一种药剂清洗。冲洗用水采用膜过滤水或更优质的水，并确认膜组件内部达到中和状态（pH值为7）时才可进行下一步清洗或恢复正常使用。4.4.3清洗步骤1、清洗方案的选择a采用酸性溶液对超滤装置进行清洗由于进水中Fe或Mn的含量超过设计标准，或者进水中悬浮物特别高等，而对膜的进水侧造成的非有机物污染。b采用碱或氧化剂对超滤装置进行清洗当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类在组件中繁殖，由此引起生物污染。注意事项：a所有清洗剂都必须从超滤的进水侧进入组件，防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤皮层的背面进入膜丝壁的内部。b超滤装置进行化学清洗前，进行充分的反洗。c整个化学清洗过程需要2～4个小时。d清洗后超滤装置停机超过3天，必须进行维护。e清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配置。f清洗剂在循环进膜前必须除去可能存在的污染物。g清洗液温度一般可控制在25℃～35℃，提高清洗液温度能够提高清洗效率。h必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或RO产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。安全注意事项a避免与NaOH、NaClO这些药剂直接接触，该类药剂具有程度不同的腐蚀性。b清洗时应控制管线压力，以免压力过高引起化学药品的喷溅。2、清洗程序a关闭系统自动化控制程序；b关闭系统所有阀门；c在清洗溶液箱中配好清洗溶液，并充分搅拌（通过清洗水泵打循环搅拌）使其混合均匀；d启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀门、超滤装置清洗液进出阀，控制每个膜组件1500L/H的流量让清洗溶液进入膜组件，并返回清洗溶液箱中，循环清洗；e关闭清洗泵，静置浸泡；f将清洗溶液箱和清洗过滤器放空，并用清水冲洗干净；g打开超滤装置的浓水排放阀和产水排放阀；h冲洗超滤装置进出水pH值为中性；i返回生产运行状态。4.5运行数据的记录超滤装置基本上很少需维修，关键是保证采用正确的运行参数。必要的运行记录有利于跟踪装置的运行情况，也利于帮助找出问题的所在。下面的参数必须每二小时记录一次：a进水压力（bar）b产水压力（bar）c浓水压力（bar）d产水流量（m3/h）e浓水回流量（m3/h）d进水温度（℃）下面的的参数必须每周测定一次进水COD（mg/l）产水COD（mg/l）通过监控流量以及相应的压力降，就可以对组件污染程度作出判断。每天应以时间为横坐标,产水压力系数为纵坐标绘制曲线图，如果发现曲线较运行开始下降20%，装置运行参数需要及时做调整。并正确选择清洗配方对超滤膜组件进行清洗。4.6超滤系统维护与故障分析按常规检查进出水水质、流量、运行压力；阀门动作等是否灵敏及符合操作程序等。系统故障分析及修正如下表；现象可能存在的原因修正措施超滤膜跨膜压差过高超滤膜组件被污染查出污染原因,采取相应的清洗方法产水流量过高根据操作指导中的要求调整流量进水水温过低提高进水水温产水水质较差进水水质超出了允许范围检查进出水水质，SS、浊度、COD。膜组件发生破损查找破损原因，更换或修补膜组件产水流量小超滤膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法阀门开度设置不正确检查阀的开启状态并调整开度流量表处问题检查并校对流量表供水压力太低提高压力，调整参数进水水温过低提高进水温度自动状态下系统不能运行供水泵不启动查找接线是否错误手动状态重新启动正常后转换为自动控制进水压力高检查供水泵,压力开关设置问题产水背压高产水出口阀门未开启,后续系统未及时启动,压力开关设置问题PLC程序有误检查程序4.7膜组件的保管及使用注意事项4.7.1膜组件的保管（1）、组件贮存：CMF装置应该放于室内，不应该暴晒于日光下。CMF装置不允许结冰并且温度也不允许高于45°CCMF装置的膜组件不允许脱水。如果贮存少于三天，设备必须保持满水状态。如需更长时间贮存，应将设备内滞留的水排干，然后用清洗装置向膜组件灌入1.5%的亚硫酸氢钠混合溶液，并关闭所有进、出水阀门。（2）、装置长时间停机：a).如果装置需关停，组件如短期停用（2~3天），可每天运行约30~60min，以防止细菌污染。b).组件如长期停用（7天以上），关停前对CMF装置进行一次反洗；并向装置内注入保护液（1.5%亚硫酸氢钠溶液），关闭所有的CMF装置的进出口阀门。每月检查一次，并控制环境温度在5-35℃以内。c).长时间关停后重新投入运行时，应将CMF装置进行连续冲洗至排放水无泡沫。d).停机期间，应自始至终保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，将会造成膜组件不可逆损坏。4.7.2膜组件使用注意事项为了最大限度地发挥膜组件的性能，请注意以下事项：1、在安装膜组件之前，请不要排空内部的保护液体。中空纤维膜如果变干燥的话，其性能就会下降以致不能正常使用，所以当暂时中断运行时，请往膜组件内注入清水以保持湿度。2、寒冷地区，要防止膜组件发生冻结，以免造成无法恢复的损伤。3、膜组件保护封存时，一定要保证系统的密封性，同时需要定期检查，确保膜在无菌湿态情况下保存。避免过滤膜长菌或脱水，以造成不可恢复性损伤。4、膜组件容器是用塑料制成的，使用时请注意不要掉落导致破裂。5、在接合处，除了粘接剂以外，请不要沾上其他的油质、污垢。6、在膜组件通水之前，务必冲洗配管等部件，并确认没有颗粒杂质和污垢。7、通水时，膜组件内有时会残留空气，为了防止由于水锤导致的膜组件和膜丝的破损，请缓慢进水，充分排除空气。8、进行过滤运行时，请不要给膜组件过度加压并注意供水温度。膜组件的最大跨膜压差为0.15MPa，如果过度加压使用，会导致膜组件以及中空纤维膜丝的破损。最高供水温度为45℃。9、化学清洗时，请在适合的条件下进行。在不同条件下，如果药剂使用错误，会导致膜元件的性能下降或中空纤维膜丝的破损。10、膜组件使用时，进水应逐步升压，升压到正常状态的时间应不少于10～20秒。11、膜组件使用时，进水流速应逐渐增加，流速增加到正常状态的时间应不少于5～10秒。12、在系统停机（24小时以上）、运输、贮存期间，为了防止微生物滋长，我们建议将膜组件内放入保护液，进行封存。标准的保护液含量为1%的亚硫酸氢纳。13、严禁使用不兼容的化学药品和润滑剂，否则将影响膜组件的使用寿命。14、任何时候都严禁膜组件超压运行。15、请严格遵守膜组件技术参数及使用条件，否则将影响膜组件的使用寿命。第六章反渗透的操作与维护6.1反渗透简介6.1.1概述要了解反渗透原理，首先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象，当用半透膜隔开纯溶剂和溶液（或不同浓度的溶液）的时候，纯溶剂通过膜向溶液相（或从低浓度溶液向高浓度溶液）有一个自发的流动，这一现象叫渗透。半透膜是能够让溶液中一种或几种组分通过而其他组分不能通过的一种选择性膜。如果在溶液一侧（或浓溶液一侧）试加一个压力，其结果可以使上述渗透停止，这时的压力称为渗透压。如果压力再加大，可以使溶剂向反方向进行，这一现象叫“反渗透”。渗透压是溶液的一种特性，它的大小取决于溶液的种类，浓度和温度。一些常见溶液的渗透压力见下表。一些常见溶液的渗透压力（25℃）化合物名称浓度（mg/L）渗透压力（MPa）化合物名称浓度（mg/L）渗透压力（MPa）氯化钠(Nacl)1000约0.77氯化镁(MaCL2)1000约0.07035000约2.834氯化钙(CaCL2)1000约0.056碳酸氢钠(NaHCO3)1000约0.091蔗糖1000约0.0074硫酸镁(MaSO4)1000约0.0285000约0.0365硫酸钠(NaSO4)1000约0.04235000约0.257RO是利用半透膜透特性，去除水中的各种盐份。在RO的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直的方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度增大，膜的渗透压增大，由此，回收率越高，需提供的压力也越高，需要提供的能量也越大。6.1.2反渗透技术术语1、反渗透（RO）：一种借助选择透过（半透过）性膜的功能，以压力差为推动力的膜分离技术。2、反渗透膜元件：一种能使RO膜技术用于实际应用的最小基本单元。3、原水：指未经处理的（地表、地下）水。4、进水：经预处理后，进入反渗透系统的水。5、产水：反渗透系统中，透过反渗透膜的那部分水。6、浓水：反渗透系统中未透过反渗透膜的那部分水。7、电导率：在一定温度下，两块1cm2相距1cm的极片，电荷在水中迁移的电阻率的倒数，通常以μs/cm表示。6.2反渗透装置膜元件是一种能使RO膜技术付诸于实际应用的最小基本单元，它由反渗透膜、产水和浓水流导布，中心管等制作而成。然后多个RO膜元件装入耐压壳体中成为反渗透装置。广泛地用于低盐度苦咸水淡化、电子工业超纯水、高压锅炉补给水、医药、饮料等行业。6.2.1装置组成本套系统反渗透装置由主体设备、8根8寸4芯膜壳（内装32支BW30-365FR反渗透膜元件）、RO增压泵、系统管路及仪表等组成；设置进水低压、产水高压保护，进水、产水设置电导率，监测系统脱盐率，产水、浓水排放设置流量计，用于监控系统流量。6.2.2膜装置的进水水质指标和运行条件为了使反渗透装置稳定运行，多年的操作运行经验表明，必须严格控制预处理和反渗透装置操作参数，其操作参数必须控制在下列范围内：1、污染指数SDI≤5（15分钟）；2、pH:2-11；3、余氯：＜0.1ppm；4、温度：5～35℃；5、最高操作压力：＜3.2MPa；6、Fe：＜0.1ppm；7、COD：＜100ppm；8、单元件进水量：≤12～17m3/h；9、单元件压差：＜0.07MPa；10、装置回收率：≥75%。6.2.3反渗透的计算公式1、反渗透产水量与温度关系JT=J25×aJT——反渗透装置在T温度下的产水量，J25——反渗透在25℃时产水量，a——温度系数。2、反渗透产水量与操作压力关系J=A（P-△π）P——反渗透操作压力，△π——浓淡水之间渗透压，A——压力系数。3、反渗透系统回收率回收率表示产水流量与进水流量的比率，通常以百分率表示。Y——回收率；Qp——产水流量；Qr——浓水流量；Qf——进水流量。4、盐透过率盐透过率表示产品水含盐量浓度（μs/cm）与进水含盐量浓度（μs/cm）的比率。Sp——表示盐透过率；Vp——产品水含盐量浓度（μs/cm）；Vf——进水含盐量浓度（μs/cm）5、脱盐率Ry——进水含盐量浓度Cf，回收率Y条件下的脱盐率；Rw——以平均进水含盐量浓度在Y回收率下脱盐率，Cr——浓水含盐量浓度（μs/cm），CP——产水含盐量浓度（μs/cm）。6.3反渗透的操作运行6.3.1准备工作1、每次开机前检查一下各化学药剂溶液是否够用；2、检查水源：原水输送泵有没有供水；3、检查电源：所用电源空开是否闭合；4、检查RO装置产水阀、RO增压泵进出口阀是否打开，以及RO装置进水截止阀、浓水截止阀有一定开度（小开度）；5、检查清洗泵进出口阀门是否已打开。6.3.2反渗透装置运行1、低压冲洗手动开启RO仪表柜电源开关，计量泵电源开关。然后开启RO增压泵，同时开启阻垢剂计量泵、还原剂计量泵，打开冲洗排放阀，进行低压冲洗；新投运的反渗透系统要将保护液冲净为止，大约需4小时左右。每次反渗透系统开机前，必须进行低压冲洗，一般冲洗时间为2-5分钟。2、运行完成低压冲洗后，关闭冲洗排放阀，开启高压泵，延时打开循环泵，调节进水截止阀、浓水截止阀，使产水流量为18.75m3/h、浓水排放流量为6.25m3/h、进水压力为1.3MPa，以上数据均为理论计算所得，实际操作需在现场做适当调整，反渗透装置投入运行。进水截止阀、浓水截止阀一次调节到位后，以后在运行过程中一般不再作调节，如果在运行过程中发现参数有变化，可调节上述阀门来实现。3、淡水冲洗当系统每运行12小时后，进行一次淡水冲洗；淡水冲洗利用化学清洗系统，具体步骤如下：依次停止循环泵、高压泵、RO增压泵，打开冲洗阀、冲洗排放阀，开启清洗泵，冲洗3分钟（或清洗水箱低位）后，停止清洗泵，关闭冲洗阀、冲洗排放阀，淡水冲洗结束；然后开启RO增压泵，延时开启高压泵、循环泵，系统再次投入运行。4、停机当反渗透装置需停机时，顺次停止循环泵、高压泵、增压泵、计量泵，反渗透系统进入淡水冲洗状态，冲洗3分钟左右，淡水冲洗结束后，停机过程完毕。5、产水管路高压保护和进水管路低压保护a.本系统设有产水高压保护开关，当反渗透装置产水管路压力超过0.2MPa时，高压泵会自动停止。此时，应检查产水管路中的产水阀门是否关闭着，如产水阀门是关闭着请打开之。如重新启动反渗透装置，必须按运行复位键，复位后反渗透装置才能重新启动。b.本系统设有高压泵进水管的低压保护开关，当泵进水管路压力低于≤0.15MPa，高压泵不能启动，只有当进水压力≥0.15MPa，才能启动高压泵。反渗透装置在高压泵运行时，当进水管路压力≤0.1MPa时，此时，反渗透泵会自动停止，这样可以避免无水情况下高压泵空转，而损坏泵。6.3.3反渗透装置的维护及故障分析反渗透装置因各种故障不能正常运行时，应寻找故障的原因，在此仅对通常易出现的故障及其排除方法作一般性介绍，参见下表。故障采取措施原因和排除方法电动机不转而其指示灯亮1.检查高压泵进口压力2.检查微孔滤器压力降3.检查电动机启动系统压力低于启动压力,恢复压降过大（＞0.1MPa），更换滤芯有故障，修理之泵指示灯不亮检查电源检查高压开关检查电动机是否过载检查电源电压有问题，重接电源压力过高,浓水阀开大;开关有故障，修理调整或更换找出过载原因，消除之电压过低，暂停运行电动机声音异常检查电源电压电压过低，暂停运行脱盐率低和(或)产水量少和(或)压力高检查进水水质检查压力降检查进水温度进水不合格,检查预处理系统压力降过大，清洗组件温度过低，提高之或开大浓水阀6.4反渗透清洗6.4.1反渗透需要清洗的迹象当反渗透装置随着运行时间的延长,在膜上会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机胶体、水垢等物质，性能会有一定下降，当性能下降一定程度时，即1、产水量比初始或上一次清洗后降低10～15%2、产水脱盐率下降≥10%3、装置压力差增加≥15%反渗透系统出现上述任何一种情况，反渗透系统就要清洗。6.4.2膜污染特征及清洗液选择1、反渗透膜污染特征反渗透膜经长期运行，在膜上会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，而造成膜污染，各种不同的膜污染引起的反渗透系统性能变化不同，参见下表。污染物类型RO系统性能变化盐透过Sp压差△p产水量Vp1.金属氧化物(Fe、Mn)迅速增加>2X(2)迅速增加>2X(1)迅速降低(1)(20%-30%)2.钙镁沉淀(CaCO3、CaSO4)明显增加10%-20%增加10%-25%略有降低10%3.胶体无或缓慢增加≥2X(2)缓慢增加≥2X(2)缓慢降低≥40%(2)4.混合胶体(有机物、硅酸铝)迅速增加≥2-4X(1)缓慢增加≥2X(2)缓慢降低≥50%(2)5.细菌无或稍微增加增加≥2X下降≥30-50%6.阳离子性聚合物无无或微增加明显下降(1)表示发生在1-2天之内X─初投运或上一次清洗后的值(2)表示发生在2-3周以上△p─为反渗透装置进出口压差2、清洗液的选择膜上污染的种类不同，选择的清洗剂配方不同，有时可能有几种污染物混合在一起，因此根据具体情况分别对待，清洗剂选择见下表。污染物清洗剂Ca沉淀金属氧化物无机胶体硅（有机硅）微生物细菌有机物0.1%NaOH1%Na4-EDTApH=12,T≤30℃效果可以效果最好效果可以0.1%NaOH0.05%Na-SDSpH=12,T≤30℃效果良好效果良好效果良好0.1%三聚磷酸钠0.1%磷酸钠0.1%Na-EDTA效果良好效果良好0.2%HCl效果最好0.5%磷酸效果可以效果良好2%柠檬酸效果可以0.2%NH2SO3H效果可以效果可以1%NaHSO3效果良好注释：上述百分数均为其有效成分的质量百分数；Na-SDS指十二烷基苯磺酸钠。3、清洗效果不明显的可能原因和对策，见下表。原因对策预处理不当，膜污染过度清洗剂选择不当膜使用期较长，清洗已无效加强预处理改变清洗剂，重新清洗更换组件6.4.3清洗1、清洗装置清洗装置包括清洗水箱、清洗泵和清洗过滤器等设备。2、清洗流程通常反渗透装置采用多段设计，最多为三段，多半为二段，本系统设计反渗透装置为一级一段。在本系统中采用一段清洗，通过清洗管路实现清洗。清洗液由泵打出经清洗过滤器、流量计，从反渗透装置进水端进入反渗透装置，出水经反渗透装置浓水端的清洗回流管路流入清洗水箱的循环清洗流程。3、清洗注意事项a清洗操作时要有安全防护措施，如带防护镜、手套、鞋和衣等。用到酸液清洗时要考虑到通风。b固体清洗剂必须充分溶解后，再加其他化学试剂，进行充分混合后才能进入反渗透装置。c清