超滤装置故障如何改进

1 故障原因分析

超滤发生故障的主要表现是产水能力快速下降和膜压差迅速增大。上述变化主要发生在新水水质发生明显变化时，此时 ，产水量由正常时的 80m降至60m 以下，跨膜压差(TMP)由正常运行时的0．06MPa增加至 0．15MPa。进行化学清洗后 ，短时间(35天 )内运行状况又迅速恶化 。对故障原 因进行分析如下。

1．1 超滤进水水质恶化造成进入超滤 的水质恶化的原因，一是新水水质波动大。工业新水为地表水与地下水的混合水 ，受季节的影响水质波动较大。来水以地表水为主时，微生物和胶体类杂质显著增加 ，加重了纤维过滤器的运行负担 ，影响了出水水质。二是杀菌剂投加位置不合理。该系统 中杀菌剂（次氯酸钠 )的投加位置在纤维过滤器后 ，进人纤维过滤器中的微生物没有被去除，反而被截留聚集，大量孳生。检查纤维过滤器视窗和反洗水有肉眼可见的小虫类微生物在活动 。三是纤维过滤器反洗效果差 。超滤前的预处理设备是纤维过滤器 。由于没有接压缩空气，无法实现在气水混合作用下对滤料的剧烈 冲洗 ，并且原反洗方法是从底部进反洗水 ，顶部出水 ，其中的彗星状滤料由于质量轻，在反洗水流的作用下被冲到顶部的反洗 出口管处 ，形成 了过滤层 ，使滤料中的悬浮物 、泥沙不能得到很好 的冲洗去除 ，反洗效果差 ，造成 了滤料截污能力的下降 ，纤维过滤器达不到预期效果 ，产水浊度较高，正常情况下为 3．0NTU左右，水质异常时超过 5．0NTU。以上原因，导致进入超滤的水质不稳定 ，特别是当新水水质恶化时 ，进入超滤的水浊度增加，微生物含量增加 ，对超滤造成较大冲击 。通过对纤维过滤器、叠片过滤器和超滤装置的解体检查 ，也发现纤维滤料、叠片、以及超滤膜进 口端附着有粘性物质。

1-2 超滤反洗和化学清洗效果差正常情况下 ，超滤每运行 45min反洗一次 ，设备能够正常运行。每 3个月进行一次化学清洗 ，期间超滤产水量和透膜压差没有明显增加。当进水水质恶化时 ，反洗频率和反洗强度不能满足要求 ，造成被截 留的悬浮物 、胶体 、微生物 等不断聚集 ，产水量不断降低 ，透膜压差不断增加 ，以致影响正常生产。

2 对策实施

结合以上原 因分析 ，因为水源水质是难以控制的，除了加强监测 ，及时发现水源变化情况外 ，我们从改善超滤进水和强化超滤反洗效果人手 ，重点进行了如下改进和优化。

2．1 改变纤维过滤器反洗方法通过改造，就近引入氮气气源 ，改进纤维过滤器的反洗工艺 ，强化反洗效果 。将原来的反洗方式更改为使用氮气作为外力进行擦洗的“522反洗法”，即

把过滤器内的水放掉一部分后通氮气反洗 5min，从底部排空口排空 ，再将过滤器加反洗水至二分之一，通氮气 2min，从排空 口排空 ，这样重复两次。既提高了反洗效果 ，又节约反洗用水 50％。

2．2 杀菌剂(次氯酸钠 )投加位置前移通过改造 ，将原有在纤维过滤器出水管处的杀菌剂投加点往前移动至纤维过滤器进水管处 ，加入浓度控 制在 1～2x1O 。

2．3 加强水质监测，及时采取应对措施当水源水质恶化时 ，一是缩短纤维过滤器的运行

周期，由正常情况下的 48h缩短为 24h，保证纤维过滤器产水质量；二是强化超滤的反洗 ，每 8h增加一次化学反洗 ，次 氯酸钠浓度 由 50xlO~增加至1OOx10六次方

2．4 调整超滤化学清洗方案，提高化学清洗效果以往的化学清洗 ，清洗液从进水 口进 ，从 出水和浓水侧循环回来 ，这个过程与超滤产水的水流方向一致 ，对于附着在丝管内壁的污物既有向前 的冲刷作用 ，也有清洗液由浓水到产水的过滤作用 ，在这种情况下 ，丝管内壁的污物就不易彻底清洗。因此，对超滤清洗步骤作如下调整 。

a 增加低流量循环和浸泡的时间，每项不少于 3h。

b提高清洗液的温度在 35～38℃。

c在高流量循环时将超滤产水 回水阀关 闭，使之在高流量循环时不再发生过滤现象 ，使附着物更容易冲刷掉 。

d采用反洗泵水冲 ，经过 5-6个小时的浸泡循环，附着在丝管内壁的污物已经松软，这时用反洗泵对超滤进行反向水流冲洗 ，方向是从超滤丝管的外壁 向内流，从进水 口和浓水 口处流出，这样就能够对附着在丝管内壁的污物彻底冲刷干净 ，从而达到了

zui佳的化学清洗效果。

3 系统监控组态功能的实现

3．1 系统监控组态的主要功能(1)连续显示各个过程参数 ，如温度 、压力 、流量

和液位等测量值 。

(2)设置各种设定值 ，如软件控制器 的设定值 、操作方式 、空燃 比、热电偶选择和报警值的设定等。

(3)事件记录、报警 、实时趋势和历史趋势显示。

(4)过程参数的实时趋势和历史趋势画面显示。

(5)流量值的积算、报表生成和画面打印。

3．2 监控功能的实现方案

在系统设计上 ，吸取 了国内外多家蓄热式加热炉控制系统的经验 ，在硬件配置上选用 SIEMENS公司的 S7—400系列 PLC，采取集 中控制方式和远程 I／0信号传输 ，保证了系统硬件的可靠性和安装维护的方便。在程序设计上 ，采用基于双交叉限幅燃烧控制方式的 PID控制策略对整个 系统进行设计 ，使上 、下加热段和上 、下均热段的温度控制偏差在±15℃内，加热炉燃烧处于zui佳燃烧带 。 炉膛压力控制精度为±20P。取得了良好的控制效果。在监控组态上，充分利用 SIEMENS公司组态软件 WinCC的开放性和灵活多样性 ，对组态功能进行深入的开发 ，完善系统 的控制功能，达到优化控制的 目的。

4 结束语

经过近半年的调试，系统运行基本正常。现场操作人员反映良好 ，安全联锁系统也满足工艺要求 ，为蓄热式加热炉的自动控制提供一定的理论基础和实际参考。

5效 果

以上措施的实施 ，既大大改进 了超滤进水条件 ，又提高了超滤的化学清洗效果 。

5．1 纤维过滤器产水水质明显改善。通过改进杀菌剂投加位置、增加纤维过滤器氮气反洗、优化纤维过滤器反洗工艺等措施 ，提高了对微生物的去除能力 ，增强了反洗效果，改善了纤维过滤器运行工况，提高了产水水质，为超滤运行创造了条件。改进前后同是在水质恶化情况下纤维过滤器运行参数对比，可以发现 ，改进后产水水质得到明显改善。

5．2 超滤运行状况得到明显改善 。通过强化化学反洗和化学清洗改进 ，即使在水质恶化 的情况下，超滤也能维持较长时间(30天以上 )的正常运行 ，跨膜压

差和产水量没有发生迅速变化 ，而是缓慢变化。

6结束语

作为反渗透设备安全运行的保障，超滤装置的、可靠运行发挥着至关重要的作用。通过不断摸索超滤运行规律，改进不合理设计，优化纤维过滤器和超滤装置运行控制，有效解决了受新水水质恶化等原因引起 的超滤故障高发的问题。目前 ，超滤装置已连续运行已近 6年大大超过了设备厂家设定的 3年的使用年限，节约设备更换费用 50余万元。同时，也

为反渗透设备 的安全稳定运行创造了条件，延长了反渗透膜使用寿命