超滤膜污堵和膜丝断裂分析.docx

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1、超滤膜污堵和膜丝断裂分析Ol对超滤的认识Ll膜技术的分离水处理膜技术从分离精度上划分：微滤、超滤、钠滤、反渗 透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截 能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。其过滤 的精度和滤膜本身的孔径大小有关。通常习惯把孔径较大的称为 微滤（0.1-lm ）,而较小的称为超滤0.02-0.1m ,根据膜的 微孔径更小的还有钠滤和反渗透。1.2膜的微孔径的区别微滤（MF ）:在0.1-lm之间；超滤（UF）:在0.02-0.1m之间大分子物质和杂质；钠滤（NF）:能截流钠米级单位（0.001m-lnm ）的物质;反渗透（RO ）：截流单位lnm的物

2、质； 02超滤的结构L超滤装置主要是由压力容器、超滤膜和系统支架三大部分 组成。膜与膜之间有专门的联结管和膜端头密封圈固定。超滤膜属于非对称的结构，即包括致密的皮层和多孔的支撑 层。这种结构既保证了良好的分离效果，又提高了膜通量，降低 运行能耗，并抗污堵。2、超滤装置还配备了加药清洗系统和自动水反洗系统。主要 是防止膜丝污染及污堵时进行水反洗和化学清洗使用。3、超滤装置分为内压式和外压式两种，我们采用的是内压式 超滤膜，运行和反洗是反方向进行的。如图：03超滤的过滤方式一般超滤有两种过滤方式：一种是全流过滤（配有自动反洗 装置），另一种是错流过滤（配有浓水排放系统）。我们使用的 过滤方式为全流

3、过滤,运行30min就要自动水反洗一次。04超滤异常现象及分析某水处理#1、2超滤装置出现进出口压差大，超过正常进、出口 压差0.04MPa标准值，最高进、出口差压达0.09MPa ,超出正 常差压一倍多，污染指数（SDI）超出正常值3 , SDI最高达到 4.56 ,同时在化学加酸清洗浸泡过程中盐酸消耗量高出正常化学 清洗，浸泡2小时PH值由2回升到PH4-6.,碱洗过程中排水颜 色比过去化学清洗排水明显发黄并伴有异味。碱洗排水PH值在 9-10之间。对近期出现的这种现象进行了全面分析，初步怀疑 超滤系统出现严重的污堵和断丝现象。05超滤的水反洗、化学清洗与离线加强洗超滤系统的运行好坏取决与

4、三个重要控制指标：L是污染指 数：2、是出水浊度：3、是超滤的进、出水压差，这三个控制指 标直接影响到超滤出水的质量和反洗效果以及化学清洗的效果。5.1 超滤的水反洗与化学清洗一般超滤运行30min后转入自动水反洗，水反洗满30次后 要自动进行化学清洗。当然，化学清洗对不同的水质也有不同的 要求，对地下水而言水反洗50次后进行化学加药清洗，对地表 水来说水反洗40次后进行加药清洗。而对循环冷却排污水（中 水）来说，我们通过长期实验运行论证，水反洗30次后进行化 学加药清洗超滤效果最佳。因为，我们采用的是循环冷却排污水，这部分水质杂质多、 有机物含量高、浓缩倍率是地表水的3-4倍，由于循环排污水

5、温 度较高容易产生细菌滋生，再加上来水浊度相对较高。造成超滤 化学清洗平凡。通过长期观察、论证发现，超滤膜污堵主要是细 菌和有机物以及多种垢类造成的，直接影响了超滤膜的水通量。 一般常规的处理办法主要有加盐酸、加次氯酸钠和氢氧化钠三种 化学药品：1 ）加盐酸的目的是除去膜内孔表面的无机污染物如：钙镁垢、 铁垢，2）加次氯酸钠和氢氧化钠的目的是除去微生物、细菌、有机 物等污染物。5.2 化学加强洗方法一般用于超滤进出口压差高，产水量下降情况下进行5.2.1 力口强洗（碱法）a）将NaCIO投加浓度由原来的200mgL提高至400mgL , 进行投加NaCIO的加强洗过程，并加氢氧化钠500mgL

6、调PH 至 12 12.5。b）设备充满药液后（要求达到规定的浓度），根据污染程度浸泡 3 12小时。C）浸泡后,用常规反冲洗流量反冲洗180秒,冲洗水清至中性 PH7o522力口强洗（酸法）a）将HCI投加浓度由原来的400mgL提高至800mgL z进行同样的投加HCI的加强洗过程，调PH至LO 2.0ob）按400mgL（ pH1.02.0 ）投加量的正常HQ加酸反洗, 浸泡IOmin ,然后再用同样方法投加新鲜的酸液，置换出前面 已经被消耗的酸液，然后浸泡几个小时，再冲洗干净化学品后， 投入正常运行。5.3 离线加强洗（特殊情况使用）注：这种清洗方式必须配有独立的化学清洗装置或者与反渗

7、 透串用同一套化学清洗系统，一般采用组操或手动完成，近似于 反渗透的化学清洗。清洗时，首先确定膜的污染情况，选择清洗 药液，如碱洗过程中【（氢氧化钠+ （ Na4-EDTA）+Na-DDSo（Na-DDS是指活化剂十二烷基横酸钠盐），杀菌最好独立完成 常规采用次氯酸钠杀菌，根据情况也可以选择84消毒液一定要 按要求进行药、水的配比。酸洗可根据污染情况采用HCK盐酸） 或柠檬酸进行循环洗。考虑到清洗中清洗泵的压力不够，可采用 单支管或多支管选择性清洗。L在上述清洗过程效果不好的情况下，采用以下化学配方进 行离线清洗。a）对于有机物的污染和常规钙镁结垢污染使用药剂浓度与上述相同；b）对于清洗铁离子

8、的污染采用草酸+维生素U的清洗法效 果较好，具体药剂浓度如下：方案一：配置1%浓度的草酸与0.25%的抗坏血酸维生素C 的混合液（注意：先加维生素C,溶解后再加草酸），进行离线 加强清洗。方案二：配置1%浓度的柠檬酸溶液，进行离线加强清洗。2、离线加强洗的步骤与加强洗基本相同，只是超滤离线操作 是在就地手动或组操的情况下完成，也可以串用反渗透的化学清 洗装置来完成离线加强清洗。使用的化学药品与常规清洗有所不 同，加药洗和浸泡中需要定期的投加新鲜的药液，置换出前面已 经被消耗的药液，然后浸泡几个小时，再冲洗干净化学品后，投 入正常运行。3、离线加强洗完成后，需要清除清洗管线内残留药剂防止腐 蚀；

9、放空清洗水箱内残留清洗液并再加满清水循环冲洗。06膜丝断裂的检查方法膜丝完整性是保证膜过滤过程的重要参数。为检验膜系统的 有效性，采用空气将问题压力容器检测出来。这种测试基于的是 非常自然的道理，即没有一定的压力空气无法通过湿润的膜孔。 这个压力取决于膜孔径的尺寸。当0.1MPa的空气压力作用在湿 润的超滤膜组件上时，完整的膜组件可以承受这个压力。这个试 验也可以通过真空作用在组件上来实现。6.1 压力衰减试验做压力衰减试验以前，超滤设备在停机状态，关闭超滤进水、 出水手动阀；试验准备工作：a）排水：手动开气动反排阀，手动开产水排放手阀排水，排 净为止，然后关闭气动反排阀，保持手动产水排放阀在

10、开启状态；b）工具：减压阀（两端带有6快速接头），6气管，或8, 10气管；连接压缩空气：将进水气动阀的开启气路的压缩空气 管拔下来与减压阀连接，减压阀的另一端连有6的气管，用手 憋住气管，调节减压阀出口压力为0.09-0.1MPa （公斤）（一 定要用手憋住气管调节压力，不能把压缩空气管连接到进水母管 上再调压，这样会压力过大破坏超滤膜），再将压缩空气管连接 到进水母管上的进水取样口；C）升压：通过进水压力表可以看出压力会缓慢上升，可能前 Iomin压力上升会很满，请耐心等待，经过1030min后，压 力上升到0.09-0.1MPa ;在升压过程中为了防止憋压，可以把 各个产水取样阀和产水排

11、放阀打开；d）测试：当进水端压力缓慢升高到0.1MPa保持此压力2min , 关闭进气阀门，检查压力下降，超过Imin的时间内，最大压力 下降不能超过0005MPa.超滤膜丝断丝检查完成检测后，压力 容器内的压缩空气要缓慢释放，如把连接在进水端取样阀的气管 拔下来让空气慢慢释放。如果压力降超过0.005MPa ,说明可能 存在连接件断裂、。型圈漏水或者断丝情况，要分析那支压力容 器有问题：在进行每支压力容器的细微检查。6.2 单套系统衰减试验结果超滤压力衰减法完整性测试，在加压过程中压力升不上去， 可能存在断丝或者连接件断裂情况。6.3 单支膜元件衰减试验结果拆开超滤系统的#7膜壳，四支超滤膜

12、编号分别为94M361 , 04M719 , 04M704,04M728 ,做单只膜完整性测试，04M361 有14根断丝（已经修补），04M719有两只断丝（已经修补）， 另两只超滤膜有一个中间产水连接件断裂（已更换新连接件）。6.4 膜丝的断裂检查后的修复过程将压力容器内的超滤膜抽出，浸在水容器中，一端进水管用 专用工具封堵，另一端用专用进气工具在进水管进气，进气压力 控制在vO.IMPa该膜在小于0.1MPa时膜丝只透过水不透气， 如果出现透气现象，则证明有膜丝有断丝现象，记录膜丝断丝位 置，然后用膜针配合（406 ）专用胶，封堵在膜丝断丝点上。凝 固5min后去掉膜针封头，再次进气检验

13、封堵效果。07完整性检测后恢复运行步骤在做完整性检测时，膜元件内充满空气，在恢复运行前一定 要对超滤装置进行排气，否则会破坏超滤膜，具体步骤为：L当系统缓慢排气完成后，需要进行手动排气，拆卸进水管最高点的排气阀，排气阀连接的手阀要打开状态，进水手阀关闭， 产水排放阀打开，右侧进水手阀关闭，左侧进水阀开启状态；2、另一种方法程控组操完成，打开一侧进水气动阀；反方向 再打开一侧反洗排水气动阀，再缓慢打开进水手阀，保持小流量 进水 流量一般由小变大20-50吨/小时,此时要注意进水压力， 防止憋压，5 IOmin左右再切换打开另一侧进水气动阀；反方 向再打开一侧反洗排水气动阀,持续进水10 15mi

14、n后，停止 排气，将程控系统恢复至自动状态下，重新启动系统恢复运行。08如何避免超滤膜丝结垢8.1 反渗透进水前加酸改为超滤进水前加酸的可行U性分析反渗透前加酸主要目的是调节一级反渗透进水PH值同时降 低反渗透膜的结垢概率，在最佳控制状态下阻垢剂加药得到更好 的发挥达到阻垢的目的。但是，通过几年的运行观察发现，反渗 透入口 PH值虽然得到控制，但是反渗透来水存在水质不稳定， 有时来水导电率忽高、忽低，水中还有多种杂质，并且造成保安 过滤器及反渗透污堵较严重，也就是说上一级（超滤系统）处理 出现问题。通过长期观察发现上一级系统，超滤产水能力下降，进出口 压差曾达（进水压力由原来的0.09MPa增

15、长到最高O.15MPa 以上）进水压力增加了 0.12MPa.反洗效果差，而且有无机盐 附着现象，这种现象被称为浓水极化后产生的无机盐垢，这 种现象主要表现在化学清洗过程中，加酸浸泡后，酸液消耗分解 过快，PH值出现回升，加到PH值2时，两个小时后排水在PH 值3-4之间，二次加酸后酸液不能饱和仍有消耗。短时间清洗效 果不理想，这些现象表明超滤膜有结垢污堵现象。时间一长就会 造反洗效果差、产水量下降，反复恶性循环会直接造成超滤膜丝 污堵最后造成超滤不能正常运行。另外一种情况就是有机物和细菌的污染等多种因素，直接影 响到超滤的制水能力，同时也是反渗透供水不足的主要原因。一 般循环排污水来水的PH

16、值在7.5-8.8之间，在这个范围之间超 滤系统易出现因长期反洗效果差出现无机物污堵和浓水极化现 象。（如果将反渗透前加酸改为超滤进水前加酸，使超滤进水 PH值控制在中性7左右，就可以降低超滤结垢的概率，消除浓 水极化后造成的结垢现象。提高超滤的反洗效果和产水量。从理论上讲，按照超滤膜丝的孔径一般不会发生结垢现象。但通过长期观察以及有关资料证实，超滤膜也会出现结垢现象， 一般表现在浓水极化现象后造成无机盐垢类附着现象。就是说超 滤膜丝微孔出现污堵后其透水空隙之间逐渐缩小。一般微滤（MF ） 膜的微孔径在Ol-lm之间，超滤（UF ）膜的微孔径在0.02-0.1 m之间，钠滤（NF ）微孔径在（0.001m