Aquaflex工艺流程设计说明

诺芮特净化系统（上海）有限公司CAPFIL膜元件：AquaFlexTM超滤系统工艺流程设计说明2运行工艺流程由于膜技术的快速发展，超滤已经应用到大规模的过滤过程中，而且这种进展由于采用了被许多超滤过程采用的错流过滤，而更加具有吸引力。错流的方式确实提高了超滤过程的表现，但是一个致命的缺陷妨碍了这种过滤方式在大规模的过滤过程中的应用：就是非常高的运行能耗。X-Flow的AquaFlexTM-使超滤工艺使用全流过滤（Dead-endmode）成为可能。采用这种过滤模式的运行能耗仅仅为错流过滤能耗的一部分。并且在这种工艺中，X-Flow发明了一种目前已经广为接受的工艺方式，即保持出水量恒定（恒流）的方式。因此，膜过滤压降（TMP）将随着过滤过程的进行不断升高。这就需要间隔一段时间，就进行反洗，来控制TMP的升高。同时我们还推荐，间歇地加入双氧水、次氯酸等消毒剂来控制细菌的增长，有助于减少TMP的增加。另外，还需要定期进行化学清洗，清洗剂可采用氢氧化钠、EDTA、柠檬酸等。以下部分给出了各种运行的图示。AquaFlex™自动控制程序AquaFlex™自动控制包括以下7个主要步续：1.过滤2.水力冲洗1(HC1)3水力冲洗2(HC2)4.化学加强反洗1(CEB1)5.化学加强反洗2(CEB2)3在控制程序中需要设置3个计数器，分别是HC1计数器,HC总计数器（HC总包括HC1和HC2）,CEB1计数器。计数器说明如下：1．当过滤结束后，检查HC1计数器如果未达到设定值，则执行HC1，然后HC1计数器加1，HC总计数器加1，检查HC总计数器，如果没有达到设定值，则继续执行过滤；当HC1计数器达到设定值，则执行HC2，并将HC1计数器归零，HC总计数器加1，检查HC总计数器，如果没有达到设定值，则继续执行过滤。2．当HC总计数器达到设定值后将HC总计数器归零，检查CEB1计数器如果未达到设定值，则执行CEB1，之后CEB1计数器加1，然后继续执行过滤；如果达到设定值，则执行CEB2，之后将CEB1计数器归零，然后继续执行过滤。至此程序完成一个循环过程。4过滤AquaFlexTM组件由PVC外筒和中心出水管，以及中空纤维膜丝组成，中空纤维膜丝由2-3cm的环氧树脂密封在PVC外筒中，原水从毛细管的内部进入。过滤时，比膜孔径大的颗粒被截留在膜的表面，并存留在毛细管间。而滤液，以及包含在滤液中的离子和小于膜孔径的颗粒物通过膜表面，并被收集到中心集水管中。过滤过程的驱动力来自进水（进入毛细管）和出水（出毛细管）之间的压力差，即跨膜压差（TMP）。由于AquaFlexTM采用了全流过滤，因此TMP非常低，通常为0.5bar。虽然随着操作的进行TMP会不断增加，但是保持低水平的TMP是非常重要的。过滤过程的TMP不能超过1bar超过1bar的过滤压降，会导致在膜的表面形成无法反洗掉的污垢。根据进水水质和使用的膜的种类不同，典型的过滤膜通量为65－135L/m2.h，间歇过滤的时间为10-60分钟。过滤的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）：5水力冲洗保留在毛细管膜表面的颗粒物如果不及时除去将堵塞膜孔，从而使TMP增加。因此间歇性的反洗是必须的。在反洗时，反洗水的水流方向与过滤时相反。干净的过滤出水，在压力作用下，从毛细管膜的外部向内部冲洗，从而将污垢带出毛细管膜。同样，在反洗过程中控制TMP同样重要。反洗最大TMP为3.0bar。反洗过程中TMP，并非唯一重要指标。将污物运出毛细管的速度同样为重要指标，推荐反洗的膜通量为250－300L/m2.h。另外，反洗时间要保证能够将所有污物清洗除去；并且不仅仅是清除出膜组件，而且要保证清除出膜系统。通常所采用的反洗时间为25－40秒。正冲和气擦洗是对反洗的一个补充，减少反洗的时间，进而减少反洗时过滤出水的用量，提高系统回收率。正冲分底部正冲和顶部正冲，底部正冲时原水从膜组件底部进水端进入膜丝内侧，从顶部浓水端排出膜系统；顶部正冲时水流方向正好相反。反洗前正冲的目的是将过滤时粘附在膜表面的颗粒物从膜表面清除出膜系统；反洗后正冲的目的是将反洗后的污物清除出膜系统。气擦洗过程气体从底部随正冲水流进入膜丝内部，加强膜丝表面的冲刷作用。正冲通量为过滤通量，正冲时间为5－30秒，气擦洗时间为10s，气量为每支膜10Nm3/h。水力冲洗步续由上述正冲、气擦洗和反洗等步骤组成。其中：水力冲洗1（HC1）:底部正冲→→底部正冲＋气擦洗→→底部正冲＋反洗→→底部正冲。水力冲洗2（HC2）：顶部正冲→→顶部正冲＋反洗→→顶部正冲。HC1底部正冲（*贯穿整个HC1步续）6底部正冲＋气擦洗底部正冲＋反洗HC1的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）：7HC2顶部正冲（贯穿整个HC2步续）顶部正冲＋反洗8HC2的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）：化学加强反洗（CEB）在反洗无法除去所有污物的情况下，通过在反洗时加入化学药剂可以加强反洗的效果（化学加强反洗）。当使用消毒剂的情况下，系统也可以通过CEB过程进行消毒。CEB过程包括一个正常的反洗过程、采用化学药剂反洗（药剂可以通过带加药单元的反洗泵加入）、浸泡过程、将化学药剂冲出的反洗过程。在CEB过程中，非常重要的一点是在加入化学药剂前的反冲洗时，要保证将绝大部分污垢去除。这样能够保证，化学药剂可以直接作用到那些“难以去除的”污垢上。同样重要的是保证整个压力容器中要充满化学药剂，即保证合理的加入量和合理的浸泡时间。药剂浸泡后，要保证将所有的化学药品反冲出整个系统。整个CEB过程中，TMP不能超过3.0bar，膜通量为250－300Lm2.h。CEB步续如下：前反洗→→加药（反洗流量减半）→→浸泡→→后反洗第一次反洗时间30-50s，加药时间60s，浸泡时间10min，第二次反洗时间70s。CEB所使用的药剂根据原水水质可能产生的污垢进行选用，一般使用的药剂为NaOCl、NaOH和HCl。CEB根据使用药剂的不同分为CEB(NaOCl/NaOH)和CEB(HCl)。CEB根据处理水质的不同将CEB(NaOCl/NaOH)和CEB(HCl)组合形成不同的CEB工艺。如将CEB分为CEB1(主导CEB)和CEB2，CEB1和CEB2是分开进行；同时CEB1又可以分为CEB1A和CEB1B，CEB1A和CEB1B是连续进行了。CEB2同样也可以分为连续进行的CEB2A和CEB2B。CEB各阶段流程图如下：9前反洗加药（NaOCl/NaOH）加药（HCl）10浸泡后反洗以CEB1为例，CEB1的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）：11