1序言
正確的系統(tǒng)運(yùn)行和操作是保證超濾膜系統(tǒng)長期高性能穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,它包括系統(tǒng)的首次投運(yùn)、正確的運(yùn)行步序和日常開停機(jī)操作,膜組件污堵、污染和結(jié)垢以及水力沖擊破壞等的預(yù)防。這些方面不僅在設(shè)計時應(yīng)該給予充分的考慮,而且在制造、安裝調(diào)試、操作培訓(xùn)和日常運(yùn)轉(zhuǎn)管理時更應(yīng)密切關(guān)注。必須保存運(yùn)行記錄并進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,以便及時掌握系統(tǒng)實(shí)際性能,必要時立即采取糾正措施。
2超濾膜運(yùn)行步序
SFP-N超濾膜通常采用全流過濾模式,因此大大節(jié)約了運(yùn)行能耗,運(yùn)行采用保持產(chǎn)水量恒定即恒流的控制方式,因此,超濾膜跨膜壓差(TMP)將隨著過濾過程的進(jìn)行不斷升高,這就需要間隔一段時間,就進(jìn)行氣擦洗輔助反洗,來控制TMP 的升高。在膜絲表面截留的固體顆粒,通過定期的氣擦洗輔助反洗加以去除,這種反洗不必加入任何的化學(xué)清洗劑。固體污染物在定期的氣擦洗輔助反洗中被除去,因此避免了其在膜絲附近的沉積。吸附在膜絲表面而不能被反洗去除的污染物,通過在線的化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)去除。在化學(xué)加強(qiáng)反洗過程中,在反洗水加入少量的化學(xué)藥劑,通過短時間的浸泡(通常為5-10分鐘)后,將化學(xué)藥劑排出,超濾膜可以恢復(fù)到接近初始狀態(tài)。另外,還需要對超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行定期的就地離線化學(xué)清洗(CIP),以徹底去除污染物,恢復(fù)超濾膜性能,CIP 藥劑可采用氫氧化鈉、次氯酸鈉、鹽酸、檸檬酸等。
SFP-N超濾膜系統(tǒng)運(yùn)行包括以下主要步驟:
1. 過濾
2. 氣擦洗
3. 底部排水
4. 上反洗
5. 下反洗
6. 正洗
7. 化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)
8. 就地化學(xué)清洗(CIP)
2.1過濾
超濾膜系統(tǒng)在啟動時,建議進(jìn)行2-3 分鐘的正洗來除去膜組件里殘留的化學(xué)品及空氣。正洗是進(jìn)水從膜組件下部進(jìn)水口進(jìn)入膜組件,沖洗膜絲外表面,從膜組件頂部濃水口排出,這一步驟時間內(nèi)將不過濾進(jìn)水。在正洗完成后,系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換到過濾運(yùn)行狀態(tài)。通常一個運(yùn)行周期為20-60 分鐘,根據(jù)進(jìn)水條件和清洗程序而變化。在正常的過濾狀態(tài)下,100%的進(jìn)水被過濾即全流過濾。由于在過濾過程中截留污染物,跨膜壓差(TMP)將會上升,在預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行步驟的結(jié)尾,會轉(zhuǎn)入到氣擦洗和反洗的清洗步驟。
2.2氣擦洗
超濾膜系統(tǒng)按照自動控制程序?qū)⑥D(zhuǎn)入氣擦洗步驟,氣擦洗是利用壓縮空氣產(chǎn)生的氣泡松動膜絲外表面截留的污染物。壓縮空氣從膜組件底部進(jìn)氣口進(jìn)入到膜絲外表面,從頂部濃水口排出。
2.3底部排水
在氣擦洗步驟后,停止進(jìn)氣,打開下排放閥,將膜組件重力排干,隨排水帶走松動的污染物。
2.4上反洗
排水完畢之后進(jìn)行第一步反洗,即上反洗步驟。反洗水從膜組件上部產(chǎn)水口進(jìn)入膜絲內(nèi)部,從與運(yùn)行產(chǎn)水相反的方向透過膜絲,反洗廢水在膜絲外部匯集,打開反洗上排放閥,使反洗廢水從膜組件頂部濃水口排出。上反洗步驟能首先清洗膜組件污染最嚴(yán)重的上端區(qū)域。
2.5下反洗
2.6正洗
在反洗結(jié)束后,需進(jìn)行正洗以去除任何殘留的污染物和/或化學(xué)藥品,并排除聚集在膜組件內(nèi)部的空氣。完成正洗后,超濾系統(tǒng)即可重新投入到過濾運(yùn)行狀態(tài)或者備用狀態(tài)。
3 化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)
在通過常規(guī)氣擦洗輔助反洗步驟無法除去所有污染物的情況下,通過在反洗時加入化學(xué)藥劑可以加強(qiáng)反洗的效果,即化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB, Chemical Enhanced Backwash)。CEB 過程包括一個氣擦洗過程、加入化學(xué)藥劑反洗、浸泡和將污染物和化學(xué)藥劑沖出的常規(guī)氣擦洗輔助反洗過程。在CEB 過程中,非常重要的一點(diǎn)是在加入化學(xué)藥劑的反洗前,要保證將絕大部分的污染物通過常規(guī)反洗從膜組件中除去。這樣,化學(xué)藥劑才可以直接作用到那些難以除去的污染物上。同樣重要的是要保證整個膜組件中充滿合適濃度的化學(xué)藥劑和合理的浸泡時間。通常浸泡可持續(xù)5 至10 分鐘,有時為了使化學(xué)藥劑與黏附在膜絲表面或進(jìn)入膜絲孔通道內(nèi)的污染物充分接觸,也可延長浸泡時間。浸泡后,要保證將所有的化學(xué)藥劑沖洗出整個系統(tǒng)。
CEB 所使用的化學(xué)藥劑種類根據(jù)原水水質(zhì)可能產(chǎn)生的污染物進(jìn)行選擇,CEB 頻率根據(jù)產(chǎn)生的污染物頻繁情況而定。一般
使用的化學(xué)藥劑為NaClO、NaOH 和HCl 等。根據(jù)所使用的化學(xué)藥劑的不同,CEB 一般分為針對由于原水中有機(jī)物及生物引起的污染的堿CEB,和針對由于原水中鐵、鋁的膠體或者硬度結(jié)垢引起的無機(jī)物污染的酸CEB:
堿CEB:0.1% NaClO + 0.05% NaOH (目標(biāo)pH 12)
酸CEB:0.1% HCl 或H2SO4 (目標(biāo)pH 2)
4 就地化學(xué)清洗(CIP)
就地化學(xué)清洗(CIP)操作包括反洗和化學(xué)品循環(huán)清洗。CIP 是一個基于需求的操作。CIP 頻率受到給水水質(zhì)的影響,頻率可以從1 個月到3 個月不等。CIP 前要執(zhí)行一次的常規(guī)反洗,其步驟包括氣擦洗、底部排放、上反洗和下反洗。反洗的步驟通常重復(fù)3 到8 次,以去除各種不需要的化學(xué)清洗即可去除的污染物。反洗步驟完成后,通過重力排水排掉膜組件中多余的水,防止后續(xù)CIP 化學(xué)藥品濃度被稀釋。CIP 清洗液在膜組件和化學(xué)清洗水箱之間循環(huán)30 分鐘(CIP 藥品從膜組件進(jìn)水側(cè)打入)。一部分CIP 清洗液的濾液也被收集并循環(huán)回的化學(xué)清洗水箱。請注意,CIP 清洗液可以加熱到40oC,以提高去除膜組件中污染物的效率。循環(huán)清洗后可以浸泡60分鐘或更長的時間,浸泡時間長短主要取決于膜組件的污染程度。浸泡步驟后,再次將CIP 清洗液循環(huán)30 分鐘。循環(huán)清洗完成后再執(zhí)行一次氣擦洗和排水,以排放掉膜組件中CIP 清洗液。隨后執(zhí)行2 步反洗(上反洗和下反洗)和正洗,以去除膜絲外部任何剩余的污染物。注意:經(jīng)過CIP 后,轉(zhuǎn)入正常的操作運(yùn)行步驟時,UF 膜絲產(chǎn)水側(cè)殘留有CIP 化學(xué)品(特別是氧化劑),如后續(xù)工藝為反滲透,應(yīng)該將CIP 后第一次正常運(yùn)行產(chǎn)水排放,以避免反滲透膜的氧化。上面描述的CIP 步驟為一個單一的堿或酸的CIP 清洗過程。如果酸和堿清洗都需要,CIP 的步驟是將堿CIP 過程和酸CIP 過程各執(zhí)行一遍。
由于超濾膜系統(tǒng)是頻繁反洗的運(yùn)行方式(每20~60 分鐘反洗一次),故一般采用自動控制運(yùn)行??紤]到不同系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)差異較大,具體的運(yùn)行及清洗參數(shù)、步序等需要根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試情況最終確定??偟脑瓌t是,當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較差時,增加反洗、氣擦洗以及化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率。