超滤膜系统运行维护手册 目 录 一、 中空纤维超滤膜系统简介 1.中空纤维超滤膜概述及工作原理 2.中空纤维超滤膜结构 3.中空纤维超滤膜的优点 4.中空纤维超滤膜的主要应用领域 二、 系统工艺描述 三、 中空纤维超滤膜技术参数描述 四、 超滤系统设备内容描述 五、 系统控制描述 六、 系统维护管理表 七、 系统的维护及注意事项 八、 安全注意事项 九、 操作数据记录表 十、 相关图纸及资料 一、 中空纤维超滤膜系统简介 1.中空纤维超滤膜概述及工作原理 中空纤维超滤膜是在较低的压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，主要用于溶液中大分子物质、胶体、蛋白、微粒的分离和浓缩。超滤过程是在膜两侧产生一定的压力差后，溶剂、低分子物质和无机盐透过膜，而大分子物质、胶体等被半透膜所截留。超滤膜具有选择性表面层的主要原因是它具有一定大小和形状的孔，超滤膜的基本孔径为0.01微米。
中空纤维超滤膜的分离机理主要有：1.溶质在膜表面和微孔内的吸附；2.粒径略小于膜孔的溶质在微孔中的停留，引起堵塞；3.粒径大于膜孔的溶质在膜表面的机械截留，即筛分。其中筛分是超滤过程的主要分离机理。
中空纤维超滤膜的操作方式可分为终端过滤和错流过滤。在终端过滤中，随着操作时间的延长，被截留的物质将在膜表面形成污染层，使过滤阻力不断增加，在操作压力不变的情况下，膜渗透速率将不断下降；而错流过滤，由于料液平行的流过膜表面，因此与传统的终端过滤相比，错流过滤可在较长的时间内维持较高的渗透通量。因此错流过滤目前已广泛的应用于超滤分离过程中。
中空纤维超滤膜组件的主要类型有管式、中空纤维和卷式三种。这三种膜组件的性能综合比较见表1.1，在实际应用中应根据不同的处理对象加以选择。高污染的料液为避免浓差极化可选择组件流动状态好、对堵塞不敏感和易于清洗的组件，例如管式。但同时需考虑组件的造价、膜更换费和运转费。对于低污染和中等污染的料液则可选用中空超滤膜和卷式超滤膜。 表1.1 几种超滤膜组件的比较 组件形式 装填密度 投资费用 运行费用 流速控制 清洗情况 管式 低 高 高 好 好 中空纤维 高 低 低 好 中等 卷式 高 最低 低 差 差
为了保证一定的膜渗透通量和维持膜的使用寿命，必须对膜进行清洗。膜清洗频率与料液的污染程度和预处理措施的完善程度密切相关。膜清洗工艺可分为物理法和化学法两大类。物理法包括水力冲洗、气水混合冲洗、反冲洗。反冲洗是在膜组件中，将反向压力施加于膜渗透侧，引起渗透液的反向流动，以松动和去除膜进料侧表面的污染物。化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染物进行决定。
2.中空纤维超滤膜结构 中空纤维超滤膜组件是错流过滤系统的基础，制造方法是将具有微孔的纤维状膜束封装在膜壳中制成。超滤膜采用双皮层设计，不但能进行外压式操作，而且能进行内压式操作，从而使其应用领域得到大大的拓展。 超滤膜特性 构造 KRISTAL300
纤维外径 1.3mm 纤维内径 0.7mm 膜特性 亲水性双皮层 截留分子量(NMWCO) 10,000 组件直径 8” 组件长度 80” 膜面积 70 m2 外壳材质 PVC
3.中空纤维超滤膜的优点 Kristal300系列超滤膜采用亲水性的聚醚砜作为制膜材质，同传统材质相比具有如下显著优势： 1） 材质具有良好的化学稳定性 Kristal300系列超滤膜采用改性聚醚砜为膜材质，在各种应用场合均表现出良好的化学稳定性，以及耐受温度和pH性能。尤其在氧化剂等化学药品存在的情况下，对温度和pH(2~12)的能力更为突出。 2）良好的生物稳定性 Kristal300系列超滤膜采用特殊的材质能有效地防止生物垢在膜表面的形成。这一特点在超滤膜用于污水回用项目上的优越性尤其显著，有效地阻止生物垢的形成对超滤膜在污水回用中能否正常使用起到了至关重要的作用。 3）良好的化学氧化物及其它化学药品耐受性能 超滤膜系统在使用和维护过程中需要经常应用氯、氯胺和过氧化氢等化学氧化物，Kristal300系列超滤膜对以上这些物质具有良好的耐受性能，保证了整个系统能发挥正常的作用。 4）显著的亲水性能和较高的通量造就了卓越的整体性能 Kristal300系列超滤膜没有采用传统的聚砜或PVDF材质，而是采用了亲水性能更好的聚醚砜材质，使得整个系统即便是在高浊度、高悬浮物浓度的进水条件下还能够取得较高的通量和99％以上的去除率。
4.中空纤维超滤膜系统的主要应用领域 1、河水或水库水为水源的饮用水或其它公共用水的水处理； 2、去除工业废水中的细菌及悬浮颗粒； 3、作为反渗透预处理装置； 电力、半导体及制药行业高纯水系统中的反渗透预处理 海水淡化预处理 4、 离子交换工艺的预处理； 5、 工艺流体的处理与分离； • 乳品行业 • 造纸黑液处理 6、 工艺流体的澄清与浓缩； • 凝胶与蛋白 • 果汁 • 啤酒与葡萄酒 7、 处理工艺废液； 二、 系统工艺描述 本项目中空纤维超滤系统共4套，可单独运行，也可同时运行。超滤系统的进水经过叠片过滤器及其它必要的辅助系统。 超滤系统由超滤进水泵、超滤错流泵、超滤反洗系统和超滤清洗系统组成。
超滤系统的操作方式采取自动控制连续处理方式。 超滤系统的设计产水量为：4*100m3/hr。超滤系统的产品水主要用反渗透系统生产用水和超滤系统的反冲洗用水。
2．1工艺流程说明 原水经输送泵进入100微米叠片过滤器，叠片过滤器的出水直接进入超滤系统，超滤系统由4套32支中空纤维膜组件组成，以除去水中的吸附固体、有机物、细菌和病原体。超滤渗透液由超滤产品水储罐收集，大部分作为反渗透系统的进水，一小部分作为超滤反冲洗用水。 超滤系统还包括超滤反冲系统和清洗系统，以维护超滤膜的渗透通量和使用寿命。
2.2 超滤系统的工作状态 运行状态：经过叠片过滤器处理的水从膜组件的底部进入超滤膜，渗透液由膜组件的顶部收集进入超滤产品水箱，截留液由膜组件的侧边收集，其中绝大部分回流到错流水箱，其余部分直接排放。 反冲状态：随着服务时间的延长，超滤膜孔会被悬浮的颗粒堵塞，从而影响超滤膜的性能。为了恢复膜的渗透性能，必须及时对膜进行反冲。超滤的反冲用水来自于超滤产品水箱。反冲用水经超滤反冲泵由膜组件的渗透液侧进入超滤膜，并由进料侧排放到地沟。 化学清洗：当反冲不能恢复膜的渗透性能时，必须及时对膜进行化学清洗，以便恢复膜的渗透通量和维持膜的使用寿命。化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染物进行决定。 三、 中空纤维超滤膜技术参数描述 通量 设计通量45LMH 回收率 》95% 操作方式 运行30～60分钟后进行30～90秒反冲洗 跨膜压差 (运行时) 3-33 psig 最大跨膜压差(运行时) 33 psig 最大进料压力 37 psig 反洗时最大跨膜压差 37 psig 完整性检测时最大空气压力 10 psig 最高操作温度 40℃. 运行时耐受pH 范围 2-10 清洗时耐受pH 范围 2-12 清洗时耐受次氯酸钠最高浓度 200 ppm 空气辅助清洗流量 1.5 – 2.5 scfm 空气辅助清洗压力 根据浓缩液侧压力确定 进料流量 4 m3/组件 排放流量 渗透液流量的3-18% 四、 超滤系统设备内容描述 序号 内 容 数量
1 中空纤维膜系统 膜元件 型号：KRISTAL300 材质：改性聚醚砜 类型：中空纤维膜 膜套材质：PVC 膜面积：70m2/支 品牌：HYFLUX
128支
2 膜系统配件 叶轮流量计：0～150 m3/h 品牌：GF 转子流量计：8-40GPM 品牌：BLUEWHITE 气体流量计：6-60NM3/H 品牌：余姚 差压变送器：0～0.4MPA 品牌：威尔泰 差压显示表：0-1.0MPA 品牌：富士 电接点压力表：0-1.0MPA 品牌：白云 气动阀： 品牌：EBRO或GEMU 手动阀： 品牌：EBRO 压力表： 品牌：布莱迪 管道：UPVC
4套 机架：碳钢喷漆 3 错流输送泵 型号：CR45-2-2 品牌：格兰富 材质：SS 流量：40m3/h@32bar 功率：5.5kw
1套
4 错流水箱 材质：碳钢衬胶 体积：5m3 1套
5 系统提供配套仪表： 液位控制报警及显示 温度控制报警及显示 PH控制显示系统 流量显示系统
1套 五、系统控制描述 控制系统结构图： 远程/就地 停机 整个系统停机 自动 整个系统自动运行（四台机组联动） 手动 运行 系统手动，单台机组自动运行 反洗 系统手动，相应机组自动反洗 清洗 系统手动，相应机组自动清洗 停机 系统手动，相应机组自动停机
超滤系统控制方式分为“远程控制” 和“就地控制”两种，由 “远程/就地” 旋钮来选择。“远程/就地” 旋钮处于“远程”档时，系统由中控室远程操作控制；“远程/就地” 旋钮处于“就地”档，系统可在现场控制柜上操作在控制。 整个超滤系统的运行方式分“手动”和“自动”两种，系统设有“手动/自动/停机”系统状态选择按钮，客户可远程或就地进行选择。 当系统状态选择“自动”时，整个超滤系统（包括四台超滤机组）联动，由自控系统控制自动运行。 系统自动运行时，受高温、高压、压力差、浊度仪等控制，同时，每台机组的“运行”、“反洗”或“待机”均由自控系统来选择控制。 每套系统产水30-60分钟后，自动进行反冲洗状态，四套系统依次队列进行产水和反洗的自动切换，产水和反洗程序步骤受PLC程序控制；四套超滤设备的产水和反洗程序受时间和压差两个条件控制，在正常时间队列运行过程中，如果当其中某套系统跨膜压差超过设定值，则该套设备处于待机状态，至其它设备的正常队列进行完毕后，首先进行该套设备的反洗程序，其它三套设备反洗程序以次为序，依次队列进行产水和反洗的自动切换。
系统自动运行控制条件： 运行系统高温保护：运行中，系统进料温度高于40度，警报响，对应高温