超滤装置说明 使用注意事项

超滤(ULTRAFILTRATION，简称UF)是一种固液分离制程中，以中空纤维过滤膜滤除非溶解性固体的装置。本超滤系统，其分子量滤除点(Molecular Weight Cut-off)在100，000左右，专设计用于去除原水中的微粒、细菌或悬浮物等，降低原水的浊度值。

由于超滤膜具有低压下的较大产水量的特征，在低压条件下，膜表面的浓水压差极化现象得到了缓解，被截留物不会被压实，所以膜组件会更容易清洗，可以用相对较小的流量和较少的水量将膜冲洗干净，可以大大延长膜化学清洗的周期。

1、设计规范

(1)、控制方式：全自动PLC或手动

(2)、pH值范围：3～9

(3)、工作温度：5～35°C

(4)、工作压力：〈 0.3 MPa

(5)、最大压差：〈 0.18 MPa

2、设计规格

3.使用前注意事项

(1)、选择装设地点应可防止日晒、雨淋及通风的地方;

(2)、连接管材必须是PVC或SUS#316以防止铁锈污染;

(3)、检查各固定锁夹及螺丝是否松脱;

(4)、送电前应将电器箱上所有开关置于关闭位置;

(5)、电机运转方向测试，确认电机运转方向正确。

4. 控制原理

UF系统有两种操作模式：(1)自动 (2)手动

(1)、自动：在自动操作模式下，系统运行受PLC程式控制，当系统发生超出预定值时，系统提供关闭功能，让操作人员及时采取措施，以免造成系统损坏。

(2)、手动：在手动操作模式下，系统依操作者设定执行运转，当系统发生超出预定值时，系统无法提供自动停机保护功能，因此正常运转时不建议使用此模式。

UF装置运行步骤

为了使UF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。

UF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：反洗1—反洗2;

装置运行程控步序

状态运 行气洗、反洗和正洗

运行步骤序号123467

阀门正洗运行气洗反洗正洗停机

原水进水阀0O

循环阀0O

产水阀0OO

产水排放阀O

进气阀0

反洗阀

上排阀OO

下排阀O

清洗进阀OO

时间清洗回流阀O20S30S

备注1、反洗的频率为120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1-2-3-4-5-6循环进行。

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。

5.循环手动阀，原水进水手动阀，产水手动阀，三者调节控制流量，主要调节循环手动阀。

注：表中 “O”表示于运行、开启状态;

步骤说明

(1)正洗和运行

运行过程的阀门状态具体见装置运行程控步序表。

正洗：开上排阀，产水阀，关闭循环阀，延时开进水阀。正洗时间30秒。

运行：开循环阀、产水阀，关闭上排阀，延时开进水阀。调节进水手动阀的开度，进水压力应控制在膜两侧平均压力差≤1.5 bar，运行时间120分钟后进入反洗过程。

进水压力 + 浓水排放压力

膜两侧平均压力差 = -------------------------------- - 产水出口

2

(2)反洗

反洗过程的阀门状态具体见装置运行程控步序表。

反洗1：开上排阀、反洗阀，启动反洗水泵，时间20秒。调节反洗泵出口手动阀的开度，反洗压力小于2.5bar，反洗时间20秒。

反洗2：开下排阀、反洗阀，启动反洗水泵，反洗压力小于2.0bar，反洗时间40秒。

正洗：开上排阀，产水阀，关闭循环阀，延时开进水阀。正洗时间30秒。

自动控制

(1)关闭所有开关，将手动开关转为自动。

(2)UF装置每运行120分钟自动反洗一次，每次反洗过程约2分钟。

(3)UF装置运行、停机与UF产水池液位连锁控制。当产水池液位低于设定值，装置会依次启动;当产水箱液位高于设定值，装置会依次停机。若某装置停机时正当装置由手动控制将所有的流量、压力、时间设置完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。

(4)在反洗中，则下次UF装置运行从反洗步骤开始进行。

(5)UF装置运行跨膜压差大于设定值1.8Bar，会报警停机，提醒清洗。

(6)当手/自动开关打到手动状态后，不影响其它装置的自动运行。该UF装置进行人工清洗。

5、运行数据的记录

UF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。

下面的参数必须每天记录一次：

进水压力(bar)

产水压力(bar)

产水流量(m3/h)

产水浊度(NTU)

进水温度(℃)

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UF膜组件进行清洗。

6、UF维护和保养

(1)、装置长时间停机

l 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。

l 组件如长期停用(7天以上)，关停前对SUF装置进行化学清洗;并向装置内注入保护液(1～3%亚硫酸氢钠溶液加10%丙二醇)，关闭所有的UF装置的进出口阀门。每月检查一次，并控制环境温度在5-40℃以内。

l 长时间关停后重新投入运行时，应将UF装置进行连续冲洗至排放水无泡沫。

l 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。

2)、系统的日常维护

l 压力表

按期校准，必要时及时调整。

l 离心泵

定期检查泵的温度，同时检查泵的垫圈以及其它防止泵泄漏的结构。

l 流量仪表

每三个月校正一次，按说明书。

l 自动切换阀(选择件)

每月检查一次，同时检查阀体是否有泄漏。

l UF装置

按常规要求检查进水水质。同时检测UF系统的产水流量和运行压力。

按常规检查UF系统特别是组件的泄漏情况，一旦发现立即维护。

警告：有关电方面的操作，必须由经过训练并且取得资格证书的人员操作。

(3)、系统的故障分析

现 象可能存在的原因修正措施

PUF膜两侧压力差太高PUF膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法;

调整冲洗参数。

产水流量过高根据操作指导中的要求调整流量

进水水温过低调整提高进水温度

产水流量小PUF膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法;

调整冲洗参数。

阀门开度设置不正确检查并且保证所有应该打开的阀处于开启状态、并调整阀门开度

流量仪出问题检查流量仪，保证正确运行

供水压力太低确定并且解决这一问题

进水水温过低调整提高进水温度;

提高进水压力。

产水水质较差进水水质超出了允许范围检查进水水质，主要是浊度、COD、总铁

膜组件发生破损查找破损原因，更换膜组件

在自动状态下系统不能运行供水泵不启动排除接线错误可能;

将泵置于手动状态重新启动，正常后转换为自动控制;

PLC程序有误检查程序

7、UF装置的清洗

膜污染

UF装置在其长期使用运行过程中，预处理质量的好坏，只能解决膜被污染速度的快慢问题。而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底，水中极少时的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响，因此，SUF装置在使用运行过程中需要定期、不定期的对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的通量和截留率。

膜污染形式

膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内阻塞污染两种形式。膜表面污染层大致呈双层结构，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜面上的是小粒径的细腻层，一般情况下，松散层尚不足以表现出对膜的性能产生什么大的影响，在水流剪切力的作用下可以冲洗掉，膜表面上的细腻层则对膜性能正常发挥产生较大的影响。因为该污染层的存在，有大量的膜孔被覆盖，而且，该层内的微粒及其他杂质之间长时间的相互作用极易凝胶成滤饼，增加了透水阻力。

膜孔堵塞是指微细粒子塞入膜孔内，或者膜孔内壁因吸附蛋白质等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，这种现象的产生，一般是不可逆过程。

污染物质

污染物质因处理料液的不同而各异，无法一一列出，但大致可分下述几种类型：

l 胶体污染：

胶体主要是存在于地表水中，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。因为在滤过程中，大量胶体微粒随透过膜的水流涌至膜表面，长期的连续运行，被膜截留下来的微粒容易形成凝胶层，更有甚者，一些与膜孔径大小相当及小于膜孔径的粒子会渗入膜孔内部堵塞流水通道而产生不可逆的变化现象。

l 有机物污染：

水中的有机物，有的是在水处理过程中人工加入的，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等，有的则是天然水中就存在的，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质也可以吸附于膜表面而损害膜的性能。

l 微生物污染：

微生物污染对滤膜的长期安全运行也是一个危险因素。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，也包括使膜产生不可逆的损伤。

4、PUF膜组件清洗前的准备

清洗条件

l SUF装置进出水压差>1.5bar或比运行初期上升1bar;

l 产水流量比运行初期下降20%;

清洗方案的选择

l 清洗方案(1)：

采用酸性1-2%草酸溶液或1%HCL溶液对UF装置进行清洗。

该清洗方案适用于，由于当进水中Fe或Mn的含量超过设计标准，或者UF膜组件的进水中SS特别高，而对膜的浓水侧造成的非有机物污染。

l 清洗方案(2)：

采用用碱性溶液1%NaOH对UF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，一些细菌和藻类也将在UF膜组件中产生,由此引起生物污染。

警告：在进行任何清洗操作之前，请认真阅读和理解清洗方案。

清洗注意事项

l SUF装置进行化学清洗前都必须先反洗两遍以上;

l SUF装置的整个清洗过程约需要2 ～ 4个小时;

l 如果清洗后UF装置停机时间超过三天，必须按照长时间关闭的要求进行维护。

l 清洗剂在循环进膜组件前必须经过5μ的滤芯过滤，以除去洗下的污物，清洗结束后必须将滤芯取下。

l 清洗液温度应尽量高一些，一般可控制在30℃～40℃。

l 必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和灭菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用纯水将系统洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。

安全注意事项

l 避免与NaOH，HCL这些药剂直接接触，该类药剂具有程度不同的腐蚀性。

l 清洗时应控制管线的压力，以免压力过高引起化学药品喷溅。

化学清洗药剂的质量要求

工业级。

清洗系统设备的配置

清洗水箱、清洗泵、清洗过滤器各一台。

清洗步骤

1) 关闭清洗UF装置进水阀、产水阀、浓水阀。

2) 按“反洗步骤”对清洗UF装置进行两遍反洗全过程。

3) 开UF装置清洗回流阀，开清洗进水阀。

4) 按清洗配方配置清洗溶液，开清洗装置补水阀，放水1吨，关清洗装置补水阀。配酸清洗液：加30%HCL原液 30Kg。配碱洗液：加30%NaOH原液 30 Kg;开清洗装置回流阀，启动清洗泵，循环回流1分钟，使清洗液混合均匀。

5) 缓慢打开清洗泵出口阀，略关清洗装置回流阀，开清洗过滤器排气阀，待清洗液排出后关闭排气阀。调节清洗装置回流阀的开度，使清洗流量为10m3/h， UF装置清洗进水压力<1bar。

6) 循环清洗时间为30min。

7) 停清洗泵，关UF装置清洗进水阀、清洗回流阀，略保持UF装置进水压力表0.2bar的压力，静置浸泡60min。

8) 开UF装置清洗进水阀、清洗回流阀，启动清洗泵，循环清洗时间为30min。

9) 将清洗罐和清洗泵放空,并用清水冲洗干净备用。

10) 按“反洗步骤”对清洗SUF装置进行2-3遍反洗全过程的冲洗。冲洗的目的是为了将SF装置中残余的化学溶液和清洗下来的杂质除去。

11) 测装置出水，PH为中性表明残余的化学溶液已冲洗干净。

注意：NaOH溶液及以及盐酸溶液均具有强腐蚀性，操作者应穿戴全部防护用品，避免与其直接接触。