1、 荷兰Norit公司 （ 第 2.0版） XIGAPTMP超滤膜（卧式） AquaflexPTMP超滤膜（立式） 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 Norit Purification Systems (Shanghai) Co. Ltd NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 1目 录 XIGA 与 AQUAFLEX 的选择标准. 2 诺芮特XIGA系列超滤膜技术 3 诺芮特XIGA系列超滤膜技术综述. 4 XIGA超滤膜的特点和优点 6 诺芮特XIGA超滤过程的应用. 9 诺芮特XIGA超滤过程 13 XIGA超滤系统的设计和调试 22 诺芮特AQUAFLEX系列超滤膜技
2、术 40 AQUAFLEX低浊度超滤技术综述 42 存贮和运输50 组装说明51 启动步骤52 膜组件维修程序53 附件1 X-FLOW超滤膜技术参数 54 附件2 XIGA 超滤组件参数 56 附件3 AQUAFLEX 超滤组件参数 58 附件4 新膜冲洗程序 62 附件5 超滤膜完整性检测方法 63 附件6 X-FLOW 超滤膜停机保护程序 67 附件7 X-FLOW超滤在中国的应用工程实例 69 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 2TBU-GEN-08-0417 XIGA 与 AquaFlex 的选择标准 下表所示为根据总悬浮固体（TSS）（mg/l）含量来选用X
3、IGAPTMP 与 AquaFlexPTMP的选择标准。在区别该使用这两种应用中的哪一种时，下列选择标准是进行初选的首要原则。最后选择时，再衡量原水水质参数，如浊度、总有机碳（TOC）、生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、紫外线（UVB254B）、硬度、含碱量等。 选用XIGATM 与 AquaFlexTM的标准 基于总悬浮固体含量（TSS）（mg/l） 应用 XIGATM 0.8毫米 AquaFlexTM 0.8毫米 AquaFlexTM 1.5毫米 AquaFlexTM 5.2毫米 井水 泉水 6log 病毒去除率 4log SDIB15B 3 上述指标，无论在何种进水条件下都可以
4、保证。 另外如果在XIGA超滤过系统前在线加入絮凝剂，可以更有效地去除溶解在水中有机物、颜色、胶体等物质。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 9MTD-XIGA-02 诺芮特XIGA超滤过程的应用 虽然超滤可以应用在很多的领域，但大规模的水处理通常集中在以下方面： 饮用水供水终端 地表水处理 海水处理 污水回用 饮用水处理 由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，另一种方法是在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。 采用UF系统，可以非常方便地建成这样的屏障。超滤
5、膜对细菌的去除率可以达到6log，对于病毒的去除率达到4log，因此水厂和用水者都不必在担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以采用很高的膜通量，通常可以达到110-135L/mP2Ph。同时较高的进水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到95-99。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的反洗水进一步回用。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 10地表水处理 UF系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的进水来制备工业用水。根据地表水的水质情况，膜通量可以设计为7
6、0-100L/mP2P.h，回收率一般为80-90%。 在欧洲和北美地区出现了越来越多的这类工厂。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后使用。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 11海水淡化 中东地区是水资源缺乏最严重的地方。为了解决这个问题，最早人们通常采用蒸馏技术。从十九世纪60年代，反渗透膜脱盐技术被用于解决这些国家的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题，主要是因为，与反渗透系统配套的传统预处理方法无法提供可靠的进水水质。因此绝大多数海水淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚
7、至有些工厂的出水量达不到最初设计的30。 小型海水淡化装置的研究清楚地表明，超滤系统可以非常有效地控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的进水。长期试验也表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好地控制在2以下。在这些测试过程中，在超滤系统前不必用任何预处理，并且适用各种海水水质。XIGA膜用于海水淡化时，通量可设计为80-100 L/mP2P.h，产水率达到80-92%。 为了适应大规模海水淡化系统的要求，诺芮特公司近年来开发出了专用与海水淡化系统的SeaGuard超滤膜组件。详情请与诺芮特公司联系。 污水回用 很多国家费了很大的精力处理废水，处理后却仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种做
8、法非常不合理。超滤再一次因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。 其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是一种非常好的水资源。经过深度处理的水，可以用做灌溉用水，工业生产用水，甚至可以用做饮用水，这在技术上是完全可以实现的。用于污水回用，XIGA膜的通量一般为65-90 L/mP2Ph，产水率达到75-85%。目前采用XIGA膜已经建成的位于科威特Sulaibiya市的世界上最大的膜法污水回用项目，规模达到370,000mP3P/天，就是以城市污水处理厂的排放水为水源，经超滤处理后，部分回用为中水，部NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 12分经反
9、渗透进一步处理后提供工业用软水。另外纳米比亚的Windhoek，已经建设一个850 mP3P/h的水厂，就是采用膜技术将污水处理厂的出水处理后，回用为饮用水。 结论 全流超滤是一种已经得到证明的先进技术。它具有广泛的应用，有些用于小型的项目，但另外一些，如我们上面提到的一些项目规模很大，甚至非常大。这种技术关系到人类必须面临的一个问题（如果世界仍然按目前的速度发展的话），即可饮用水资源，它是每个人的生活的一个重要部分。发展一种技术来保护饮用水资源，是维持人类生活的唯一办法，也是保证下个世纪水不会像油一样紧缺的唯一方法。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 13诺芮特XIG
10、APTMP超滤过程 诺芮特XIGAPTMP超滤过程专门针对大型水处理系统进行了特殊的设计。应用范围包括以下方面作为原水： 地下水 地表水 海水 污水处理厂（WWTP）出水 这些水源的悬浮固体和浊度相对较低，除了特殊情况，一般情况下SS低于50mg/L。对于这些原水，诺芮特全流过滤超滤膜可以按要求去除悬浮固体、细菌及颜色等。对于大型水处理系统，节省运行能源是非常重要的考虑方面。因此诺芮特采用了节能膜系统，即全流过滤超滤系统。 错流 全流 图1 错流过滤与全流过滤形式的区别 此系统的工作原理类似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。这部分固体通常被成为“污垢”，只要水中含有固体悬浮物，就必然
11、会有“污垢”产生。为保证膜的产水量保持不变，膜过滤压力必然不断增加，因此运行一段时间后需要用少量产水对膜进行反冲洗，因此有时我们也称为“半全流过滤”。沉积在膜表面的固体被冲洗排出，从而膜又恢复了最初设计的性能。虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染，但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗，这是因为许多物质黏附在膜表面，仅通过机械力无法将其去除。这部分物质NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 14通常为有机物或微生物有机物，经过较长时间的运行，这部分物质会堵塞膜孔，形成“污垢”。膜的堵塞是运行过程不希望发生的。堵塞物如果对膜表面的黏附不是非常强的情况下可以溶解脱落（对于一
12、些小分子有机物），并通过膜或者被膜截留。对于一些微生物，当它们附着在膜表面后，还会进一步繁殖。这种膜污染的主要通过化学加强反洗去除，也是一种可逆污染。膜污染的真正问题是那些无法去除的不可逆污染。 技术综述 近几年发展的全流过滤技术是XIGAPTMP的核心技术，它是根据XFLOW的8英寸XIGA全流过滤超滤膜组件发展起来的。XIGAPTMP的核心技术采用8寸压力容器，这是通常反渗透的标准设计。在每个压力容器中，可以放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为40 mP2P。 图2 放入膜组件的压力容器的剖面图 过滤采用内压式，如上图进水（深色）
13、进入膜丝的内腔，保持在膜的内部。过滤后的出水收集到一个中心集水管中（浅色）。 超滤装置中两个泵交替提供压力，一个泵（P01）提供进水过滤时需要的压力，另外一个泵（P02）用于反洗和化学加强反洗。超滤出水同时用于反洗和化学加强反洗。系统需要一个或多个加药泵（P03）在反洗水中加入化学清洗剂进行化学加强反洗。另外系统还需配备自动控制阀，来保证过滤、反洗的不同水流向。因为采用了全流过滤的设计，所以运行能耗非常低，通常为0.1kWh/mP3P。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 15以下部分给出了各种运行的图示。 注： AV03 : 进水流量调节阀 AV28 : 进水管排空阀
14、AV16/26 : 左/右原水进水阀 AV13/23 : 左/右产水阀 AV15/25 : 左/右反洗进水阀 AV14/24 : 左/右反洗排放阀 AV11/21 : 左/右产水端自动排气阀 AV12/22 : 左/右进水端自动排气阀 AV01 : 完整性测试用进气阀 AV02 : 完整性测试用排气阀 原水泵 反洗水泵 原水 反洗水反洗排水 产品水空气流测试面板NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 16XIGA 自动控制程序 XIGA 自动控制包括以下六个主要步骤： 1. 过滤 2. 反洗 3. 化学加强反洗CEB1 4. 化学加强反洗CEB2 5. 完整性测试 （见附录3
15、） 6. 充水和排气 在自动操作过程，超滤系统先开始过滤，当过滤程序完成后，反洗计数器会自动检查和增加，如果反洗计数器实际值比设定值小，执行反洗程序，执行完反洗程序后反洗计数器增加1，然后进行新的过滤程序，这样的程序循环直到反洗计数器实际值达到设定值，反洗计数器将被重置和检查CEB1计数器，如果CEB1计数器实际值比设定值小，执行CEB1程序，CEB1执行完后CEB1计数器增加1，然后新的过滤程序开始。当CEB1计数器到达设定值时，CEB2程序将代替CEB1程序执行，当CEB2完成后，CEB1计数器被重置，然后大程序循环重新开始。 过 滤 检查 反洗计数器 是否到达 反 洗 反洗计数器+1 重
16、置反洗计数器 检查 CEB1计数器是否到达 CEB1 CEB2 重置CEB1计数器 CEB1计数器+1 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 17过滤 在系统进行过滤时，原水泵向超滤系统供水，超滤系统工作方式为全流过滤，全部进水经过超滤膜后从产水管排出；进水流量调节阀AV03、进水自动阀 AV16/AV26、产水自动阀AV13/AV23打开，原水泵启动，提供过滤所需压力，并通过调节进水流量调节阀AV03（或变频原水泵的频率）保持进水流量不变。膜进出水端装有压力测量仪表（压力变送器），测定膜过滤压差（TMP）。 过滤的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）： 原水泵 反洗水泵 原
17、水 反洗水反洗排水 产品水空气流测试面板NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 18反冲洗 在反洗过程，过滤过程中累积在膜表面的污染物被一个反向的水流去除，反洗水采用超滤产水。反洗时，反洗进水自动阀门AV15/AV25、 反洗排水自动阀门AV14/AV24开启，然后反冲洗水泵启动，开始进行反冲洗。 反冲洗的控制程序见下表（自动阀和泵的状态）： 原水泵 反洗水泵 原水 反洗水反洗排水 产品水空气流测试面板NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 19化学加强反洗（CEB） （CEB1） （CEB2） 在化学增强反洗（CEB）过程，水反洗所不能去除的污染物可以通过
18、投加化学试剂来去除。化学增强反洗时反洗泵流量是正常水反洗流量的一半，化学药剂加入到超滤膜中后，会有一个浸泡过程使化学药剂与膜表面的污染物充分反应，浸泡后通过水反洗，把剩余的化学药剂及污染物冲掉。 化学增强反洗过程分为CEB1及CEB2两个过程，通过投加不同的化学药剂去除不同的污染物，一般分为碱洗（CEB1）和酸洗（CEB2），碱洗所投加的药剂是氢氧化钠（NaOH）和次氯酸钠（NaOCl），酸洗所投加的药剂是盐酸（HCl），但是根据水质的不同化学药剂的原水泵 反洗水泵 原水 反洗水反洗排水 产品水空气流测试面板原水泵 反洗水泵 原水 反洗水反洗排水 产品水空气流测试面板NORIT 膜技术手册 诺
19、芮特净化系统 (上海)有限公司 20投加可以不同。根据运行参数的不同，CEB1和CEB2可以连续执行或者若干次CEB1后执行CEB2。 化学加强反洗进行时，先进行正常反洗的操作，再启动化学品加药泵，加入化学清洗剂。然后安预定的时间进行浸泡，最后将化学清洗剂冲净。化学加强反洗通常在进行数次反冲洗后进行一次，不必每次反冲洗时都进行。 成功应用全流过滤技术的关键，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计，从而使最终用户获得最低的运行费用。因此没有必要将单位膜面积的回收率总是保持在尽可能大的水平上。因为反冲洗不必加入任何化学药剂，并且进行时间很短（通常为3060秒）因此反冲洗的费用远远低于化学加强
20、反洗，我们认为反冲洗是去除膜表面沉积污垢的首选方法。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 21下图表示系统运行过程中膜两端压力的变化，可以更清楚地解释这个问题。 图中A段表示过滤过程，B段表示反洗过程，C短表示化学加强反洗过程（CEB）。 A过程进行中，对于特定的水质，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。因此若降低反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量，同时也将使系统的投资增加。另外一个方法是改善进水的水质，通过加药或进行适当的预处理。这同样要增加投资或运行费用，因此通常要根据实际在这两种办法中进行权衡。 对于B过程，膜过滤压降取决于膜表面泥饼层的厚度，和反洗时的
21、机械压力。反洗应尽可能充分，保证能够被反洗掉的污垢充分去除，这是降低化学加强反洗频率的一种有效方法。另外，这个过程中也存在反洗的机械压力（如反洗水的流量）和改变泥饼层厚度（加入预处理系统）两种方案之间的权衡的问题。 C过程，化学加强反洗（CEB），仅在进行了反冲洗后膜两端的过滤压降仍然未达到预定值后，或者在预先设定的较长的反洗次数以后。所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂的混合物，包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸等。CEB过程可以非常容易的处理掉泥饼层。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 22XIGA超滤系统的设计和调试 XIGA超滤系统的工艺计算书 U超滤系统的设计从超滤
22、系统计算书开始 U（请向诺芮特相关人员咨询） 超滤系统计算书提供了系统的超滤膜配置，运行，反洗，化学加药反冲洗（CEB）等相关参数，是超滤系统设计和运行的起始点。 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 23XIGA超滤系统工艺流程参考图 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 24XIGA超滤装置P&ID参考图（小型装置，单套压力容器少于20支，2列布置） NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 25XIGA超滤装置P&ID参考图 (大型装置，单套压力容器少于40支，4列布置) NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 26XIGA超滤系统的装配布置参考图 （单套4列布置，配合前一页的P&ID配置） NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 27XIGA超滤系统的装配布置参考图 （单套4列布置） NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 28XIGA超滤系统压力容器的选型 XIGA超滤系统压力容器的布置 NORIT 膜技术手册 诺芮特净化系统 (上海)有限公司 29XIGA超滤系统压力容器的连接件
