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TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01431XIGATM原理和操作手册目录工艺描述XIGATM原理储存和运输安装膜组件开机程序膜完整性测试组件修复程序TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01432工艺描述由于高寿命的膜技术的发展，微滤和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和微滤过程的表现。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：这就是非常高的运行能耗。X－FLOW的XIGATM-使得微滤和超滤工艺使用终端过滤（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小部分。并且在这种工艺中，X－FLOW发明了一种采用永久亲水毛细管膜的新组件。组件的设计采用8”形式，这是卷式膜，尤其是卷式反渗透膜采用的一种标准形式。标准压力容器中，可以放入多个膜组件，进水方式可以为一端进水，也可以为两端进水。两端进水的好处是可以减轻压力损失，因此保证在整个压力容器长度方向上，均可以获得稳定的出水量。通常工艺采用，出水量恒定的方式。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，还需要每月左右进行化学清洗清洗剂可采用氢氧化钠、EDTA、柠檬酸等。根据XIGATM概念设计的大型膜过滤工厂PWN/荷兰TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01433XIGATM原理过滤XIGATM组件由PVC外筒和中心出水管，以及中空纤维膜丝组成，膜丝材料为聚醚砜和聚乙烯吡咯酮共混材料。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。上述即为过滤过程。过滤过程的驱动力来自入水（进入毛细管）和出水（出毛细管）之间的压力差，即所谓的过滤压降（TMP）。由于XIGATM采用了终端过滤，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。根据入水水质和使用的膜的种类不同，典型的过滤膜通量为70－100L/m2.h，间歇过滤的时间为10－60分钟。反洗如果不及时除去，保留在毛细管膜表面的颗粒物将堵塞膜孔，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3bar。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（包括压力容器）。通常所采用的反洗时间为30－40秒。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01434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。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3bar，膜通量为250－300Lm2.h。CEB所使用的药剂根据原水水质可能产生的污垢进行选用，例如：对于主要污染物为氧化锰和氢氧化铁的地下水的砂滤反洗水，可采用HCl/H2O2(pH=2/200ppm)，当应用于地表水预处理时，采用的清洗药剂可为NaOCl(100ppm)。化学清洗当使用了所有的清洗方法（反洗和化学加强反洗）后，TMP仍然升高并超过了1bar时，我们推荐使用采用不同化学药剂的化学清洗。同样对于膜的消毒，我们建议定期，如每个月一次，在CEB过程中采用不同的消毒剂。化学清洗采用哪种药剂最有效，取决于原水产生的污物种类，以及标准CEB中所采用的药剂。例1：CEB中采用的药剂为HCl/H2O2，污物主要为微生物滋长。化学清洗可采用反洗时加入500ppmNaOCl，连续3－4次，每次浸泡时间为15分钟。例2：CEB采用NaOCl，污物主要成分为金属盐类。可以考虑采用HCl(pH=2)或1%柠檬酸浸泡一整夜的方法。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01435保存和运输X－FLOW的XIGATM膜采用特制的纸箱或木箱包装，可以在运输时对膜组进行保护。包装箱和膜过滤组件应保存在干燥，通风，远离火源、热源，避免阳光直射。保存温度为0－40℃。小心轻放膜组件。运输前，膜组件经过有效性测试。为防止干膜以及细菌滋生，膜保存在水/甘油/亚硫酸钠溶液(79:20:1[wt/wt/wt%])混合液中，并且运输前真空密封在塑料中。密封的膜组件可以在0－40℃，在原始包装中保存6个月。超过6个月后，需要重新更换保护液。更换时采用RO水或去离子水。再次贮存前，需要重新将塑料袋密封好。采用这种方法，可在更换保护液后，继续储存1个月。使用后的膜组件，要在贮存前充分清洗。清洗可以用干净的水或过滤出水在线反洗的方法进行。如果需要，可以在反洗时加入化学药剂。例如，10,000-20,000ppm的柠檬酸和/或500ppmNaOCl。如果使用化学药剂，则需要再次反洗将化学药剂完全去除。需要时，重复清洗过程或部分清洗过程从压力容器中取出的清洗后的膜，在暂时不用的情况下，需要保存在保护液中并密封在塑料袋中。采用这种方法，膜组件可以保存1个月，然后则需要更换新的保护液。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01436膜组件的安装将XIGATM膜组件安装在压力容器中需要两个人。以6米长的压力容器为例，膜组件安装需要的备件有：4个膜组件，3个内部连接器，2个终端连接器，16个O－型圈[35.00×4.00mm]，和一些垫圈。首先，仔细阅读膜外壳容器供应商，关于如何开关膜外壳容器封头的说明手册。用甘油（纯度99.7%甘油）润滑O－型圈，并把它们置于连接器上。小心防止损伤膜组件。注意刻在PVC外壳上的膜组件的顺序号码。小心地将连接器推入中心出水管。保证O－型圈没有移位。去掉压力容器的封头。将膜组件（带有终端连接器的）的一半推入膜外壳中。装有内部连接器的下一个膜组件，通过将内部连接器推入第一个膜组件的中心出水管的方式，与第一个膜组件进行连接。进行此操作时，要将第一个膜组件拿稳。并保证O－型圈不易位。将第二个膜组件同样推入外壳中一半的位置。重复此过程，直至最后一个膜组件的一半推入外壳中。禁止将已经推入外壳的组件重新拉出，否则将导致内部连接器的O－型圈易位。如果绝对需要，可以将膜组件从外壳的另外一端推出。保证外壳中的所有膜组件的序列号朝同一个方向。用甘油润滑O－形圈，并将其置入终端连接器上。将终端连接器小心地推入膜组件的中心集水管中，注意保证O－型圈不易位。当所有膜组件均放入膜外壳后，封好外壳的封头。若外壳封头和终端连接器间有孔隙，则用垫圈垫好。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01437开机程序为防止干膜和细菌滋生，膜组件存放在水/甘油/亚硫酸钠溶液(79:20:1[wt/wt/wt%]混合保护液中使用前，需要将这些溶液冲洗干净。参考以下冲洗程序：与干净的入水连接（饮用水标准或更高）打开入水和浓缩排水阀，无出水条件下冲洗5分钟。减小入水流速，打开出水阀。开始过滤程序，并调整出水速率至50L/m2.h。系统过滤15分钟。反洗30秒。调整反洗流速至50L/m2h。开始过滤，调整出水流速至80L/m2h，并保持过滤状态15分钟。反洗30秒。调整反洗流速至80L/m2h。开始过滤，调整出水流速至100L/m2h，并保持过滤状态15分钟。反洗30秒。调整反洗水流速至100L/m2h。开始过滤，调整出水流速至100L/m2h，并保持过滤状态15分钟。加入100ppm活性氯自由基（NaOCl），进行化学加强反洗（CEB）-膜通量200L/m2h状态下反洗30秒-加入NaOCl，膜通量125L/m2h状态下反洗30秒-浸泡5分钟-膜通量200L/m2h条件下反洗30秒开始过滤，调整出水流速至设计膜通量。保持系统运行15分钟。反洗30秒，调整反洗流速至设计通量。注意：TMP必须保持在0.5bar以下。进行冲洗程序，每平米膜需要的净水量一共为150L。上述程序进行完毕后，系统可以正常使用了。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01438膜完整性测试膜完整性测试：膜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，我们采用空气将失效的部分检测出来。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1bar的空气压力作用在湿润的膜组件上时，完整的膜组件可以承受这个压力（承压试验）。这个试验也可以通过真空作用在组件上来实现。安装XIGATM概念设计的膜组件，有一个中心集水管。进行完整性测试时，这个中心集水管需要用特制的适配器封死。带有压力显示器和一个阀门的压缩机或真空泵挂在适配器上。压力试验：在对膜组件打压前，必须对适配器进行安全检测。检测方法可以采用由两个链子连接的两个金属底盘的方法。将带有压力显示器和一个阀门的压缩机或真空泵挂在适配器上，缓慢将压力升高到1bar。保持此压力至少2分钟（所有存的水都必须推出组件的出水端）。关闭阀门，检查压力下降，超过1分钟。超过1分钟的时间内，最大压力下降不能超过0.05bar。找到失效膜丝位置的方法，可以在水中，以0.2-0.3bar的条件下重复上述试验。有泄漏发生的膜丝会导致，在水中产生一连串的气泡。真空试验：当对膜组件进行真空试验前，首先组件中存的水排出，做法是将组件竖直放置2分钟。将连有一个压力指示器和一个阀门的真空泵，连在适配器上，缓慢升至真空度200mbarabs。关闭阀门，检验真空度的下降，时间超过1分钟。在超过1分钟的时间内，真空度最大下降20mbar。完整性在线检测：TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－01439膜组件的完整性，还可以通过检验出水水质，进行在线检测，方法可采用浊度测定仪或颗粒计数器对于较赃的入水，可以使用浊度仪。对于相对干净的水，可使用颗粒计数器。TheXIGATMConceptandOperationManualCAPF－XIGA－014310组件修复程序组件测试：用一个盲端适配器封死一个出水口。将另外一个出水口与压力空气或气源连接（压力为0－3bar直接）。将膜组件浸入测试槽的水中。将膜浸泡2分钟以上，并将所有气体放出。将出水端的压力缓慢升高至0.3bar。存在膜组件中的空气，以气泡的形式从膜的孔径中溢出。这个过程需要几分钟。如果持续有气泡不断从膜孔中溢出，则表