摘要：本文详细地介绍了超滤装置的构造、原理及注意事项等，同时也简单分析了赤壁电厂的超滤运行中的一些不足之处。
关键词：超滤装置；构造；原理；注意事项；不足
Abstract：This paper introduces the ultrafiltration device structure，principle and the matters needing attention in detail，at the same time also briefly analyses some shortcomings of ultrafiltration operation in Chibi power plant.
Keywords：ultrafiltration device structure principle of attention problems
1.设备简介
设备结构：设备一般由超滤膜及若干个超滤元件（组件）构成。超滤膜元件（组件）结构主要有平板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种形式。赤壁凯迪绿色能源开发有限公司（以下简称赤壁电厂）（全膜法水处理）采用的是内压式中空纤维超滤膜组件。超滤中空纤维是很细的管状膜，一般外径0.5~2.0mm，内径0.3~1.4mm，也称为毛细管组件。中空纤维超滤膜组件系数是将数以万计的中空纤维膜丝组装在塑料膜壳内，然后两端进行封装。中空纤维超滤膜组件分为外压式和内压式两种。外压式膜组件的进水在管外壁流动，透过水从管内收集；内压式膜组件则相反，进水在纤维管内流动，从管外壁收集透过水。中空纤维膜采用进口聚砜材质膜元件，外压式结构，化学稳定性优越，耐氧化剂能力强，亲水性好，污堵后容易清洗恢复。超滤膜元件为PS材质，在水处理过程中无相变，体积小，易于实行编程自控，适应范围广，无环境污染等优点。凯迪电厂超滤装置规格出力Q=16m3/h（25℃），设计温度为13℃，并列排列，出口浊度＜0.2NTU，出水SDI≤3，水回收率≥90％，细菌、病毒去除率：5㏒，膜通量：≤65lmh，额定出力透膜压差：一年内≤0.05MPa，满五年≤0.3MPa。，最大允许透膜压差≤0.24MPa。
设备工作原理：超滤简称UF。它是以孔径为0.00~0.1µm的超滤膜为过滤介质，在0.1~1.0MPa的静压力的推动下，溶液中的溶剂、溶解盐类和小分子溶质透过膜，而各种悬浮颗粒、胶体、蛋白质、微生物和大分子等被截留，以达到分离净化目的的一种膜分离技术。通过超滤装置的出水，水质稳定，特别是胶体硅的去除率非常稳定，受原水水质、运行操作条件的影响很小。
超滤运行模式：中空纤维超滤膜可按死端过滤或全流过滤、单通错流过滤和循环错流过滤三种运行模式操作。凯迪电厂采用死端过滤运行模式。
（1）超滤过滤方式。原水进入超滤单元后，流经超滤膜的水流方向受四个不同位置的阀门控制。如果下进/上出流向的相应阀门开启，原水首先进入膜的下端主管路阀门，向上流经整个膜件至上端主管路，称此过滤为下进/上出式过滤。系统如设计为进出水方向可切换的模式，则此切换一般在每次反冲洗后实现。采用次过滤方式的前提是原水水质较好，或采用了较为完善的预处理。
（2）超滤反洗状态。超滤反洗过程主要是去除膜表面的污染物，维持稳定的产水量。反洗过程的水流方向与产水过程相反。反洗水经上下两个透过夜端口进入膜组件，从外向内穿过膜丝，并从浓水端排出。为保证在整个膜丝长度上反洗均匀，反洗排水时要改变流向。
2、超滤装置运行说明
超滤装置的运行及保护性冲洗各步骤均可由PLC机控制自动进行，其各工序的时间设定及流量应按上述要点进行适当调整。
2.1 低压冲洗
超滤浓水侧配置自动控制的电动阀，在超滤装置运行前进行低压冲洗，清除膜表面的污染物。
2.2 运行压力
运行压力不能超过0.15Mpa，反冲洗压力不能超过0.1Mpa。
3、超滤装置的停运保护
3.1 精密过滤器
精密过滤器无需特别保养。长期停车，精密过滤器宜二、三天换一次水，以免滤芯滋生细菌。重新开车，先排水冲洗10分钟，然后投入运行。
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3.2 中空超滤装置
3.2.1 短期停运
停运5-30天一般称为短期停运，在此期间可采用下列保护措施。
用低压冲洗方法来冲洗超滤装置
也可采用运转条件下运转1-2小时
每2天重复上述操作一次，夏天每天重复上述操作一次。
3.2.2 长期停运保护
停运一个月以上一般称为长期停运，长期停运时可采用下列保护措施。
用PH3-4酸溶液，把超滤装置清洗干净，清洗时间为2小时。
酸溶液清洗完毕后，用预处理水把超滤装置冲洗干净，清洗到进水pH约等于出水pH，清洗完毕。
清洗完毕后，超滤装置用清洗装置注入0.5%甲醛或1%亚硫酸氢钠溶液来进行保护。超滤装置注满保护液后，关闭所有阀门，防止空气进入超滤装置。
3.3 冬季防冻保护
冬季停运时，防冻保护液可以下面组成为参考：
5%丙三醇溶液+0.5%亚硫酸氢钠溶液
注：所有pH3-4酸溶液，和0.5%甲醛或1%亚硫酸氢钠保护液，都要用超滤水来配制。
4、超滤装置化学清洗
4.1 在清洗箱以一定比例配制化学清洗溶液，将清洗液用泵打入超滤组件，循环清洗5分钟后，停止泵运行，浸泡组件1小时左右，然后再循环冲洗1～2小时，将清洗液放尽，用超滤水清洗两次后测定水通量，以检验清洗效果。
4.2 配制化学清洗液，化学药品应为试剂级，温度最好控制在30℃～40℃。如须用多种清洗剂清洗，则每次清洗后应排尽洗液，用水将系统洗干净后方可再用另一种清洗剂清洗。
4.3 当产品微生物超标或长期停运前，应进行系统灭菌，常用灭菌液为0.5%的过氧化氢溶液，方法与化学清洗相同。
4.4 每次清洗完毕后，均应用清水将化学清洗装置清洗干净，不能使之长期处于酸或碱性状况下。
5.结束语
针对赤壁电厂超滤装置去年下半年出力总是隔一段时间就下降到12m3/h，出力透膜压差运行一个月不到就增大到0.24MPa以上等，本人在运行化水值班员岗位上学习工作了8个月，同时搜查资料，总结了以下几方面原因，以作参考
1. 运行温度不稳定，膜处理装置（除了电除盐）都是通过一定的压力使水透过膜来净化水质，提高水温有利于降低水的粘度，提高膜的水通量，可有效减少膜的数量，最终降低运行能耗以及投资费用。冬季寒冷地区的清水实施换热，对反渗透装置尤为重要，因为温度每提高1℃，膜的产水量约将增加2.7%。虽然超滤的给水泵压力较低，膜通量对温度的敏感程度不及反渗透膜，但水温每提高1℃，膜的产水量也将增加约2.2%。凯迪电厂使用的是气液混合加热器来控制水温，而我们赤壁电厂是从去年12月份才开始运行的，而且鉴于气液混合加热器运行还不是很完善，，不能投自动，对运行人员的工作带来了很大的不便，所以气液混合加热器基本都只是冬天最冷的一段时间使用。
2. 原水水质，赤壁电厂用的是陆水湖的水。陆水湖的水质一年四季都是有变化的，特别是冬天，陆水湖的液位会降得很低，严重的水质会很差，但是我们的原水处理加药什么的都没有什么变化。超滤装置的进水水质将直接影响超滤运行的情况。鉴于这种情况，超滤程控的运行周期时间应该根据水质做适当调整。
3. 去年下半年电厂才刚投运，水汽管道泄漏比较严重，补水量基本每个班都要40m3/h左右，除盐水需求量很大，需要化水这边一直制水，超滤系统就得长期运行，得不到及时彻底的维护保养，造成超滤膜在胶体硅、铁及细菌等的同时损害下，产生累积效应，恶性循环，最后严重发作，导致产水量短期内急剧下降。年后大修后，水汽管道修理了很多，补水量一下子下降了好多，基本每个班10m3/h左右，超滤装置就能隔一段时间进行化学清洗等，维护保养比较到位，超滤运行时出力，出力透膜压差等就比较好。
参考文献：
[1]电厂超滤装置说明书
[2]余桃萍，有关超滤装置在电厂化学水处理中的应用探讨[J].中国化工贸易；
[3]杜晓峰.浅析超滤装置在电厂化学水处理中的应用[J]，中国化工贸易；
[4]张建功，超滤技术在电厂化学水处理中的应用[J]，北京电力高等专科学校学报
论文作者:陈青华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：超滤论文; 超滤膜论文; 装置论文; 电厂论文; 赤壁论文; 溶液论文; 组件论文; 《电力设备》2017年第30期论文;