产 品 技 术 手 册
欧梅塞尔（北京）膜技术有限公司
Omexell Membrane Technologies, Ltd.
第一章 公司简介 第二章 超滤技术介绍
第三章 OMEXELLTM中空超滤膜介绍
第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能参数 第五章 超滤系统的设计 第六章 超滤装置的运行
第七章 超滤元件的完整性检测 第八章 系统的维护及故障分析 第九章 超滤装置的清洗
第十章 超滤膜组件的包装、运输与贮存 第十一章 工程运行实例 第十二章 免责说明
超滤系统管道及仪表流程图 52 超滤装置管道及仪表流程图 53 清洗系统管道及仪表流程图 54
目 录
1 3 11 15 21 28 36 38 40 43 44 51
第一章 公司简介
1.1 公司概况
美国Omexell公司专注于先进的膜分离技术及产品开发、生产与应用，是世界超滤（UF）和电除盐（EDI）以及浸没式膜过滤产品的主要供应商之一。为快捷服务于中国市场，美国Omexell公司在北京注册了“欧梅塞尔(北京)膜技术有限公司”。Omexell公司在中国设有技术中心，与全球用户分享先进的膜分离技术，并为客户提供便捷的服务。
欧梅塞尔公司负责OMEXELLTM 超滤及OMEXELLTM EDI在大中国地区的销售和技术服务。资深的膜分离技术专家、经验丰富的工程师和先进的分析检测手段为客户提供最专业的服务，随时解决用户遇到的问题。
OMEXELLTM超滤在饮用水处理、污水中水回用、反渗透预处理等方面有着广泛的应用。其优异的性能帮助客户开发有挑战性的工程应用，从循环水零排放到炼油废水处理，从电子研磨废水回用到海水淡化预处理，OMEXELLTM超滤不断突破新的领域。如今，OMEXELLTM超滤技术正在为全球越来越多的客户提供水资源解决方案。
特别地，OMEXELLTM超滤在中国取得了良好的业绩。燕山石化炼油废水回用、高井电厂循环排污水零排放等里程碑式的大型工程业绩为OMEXELLTM
超滤建立了市场地位。
1.2 品质保证
Omexell依靠世界领先的多孔膜研究手段和精密控制的自动化生产线，最恰当地设计QA系统，严格、精确地控制纺丝和元件生产环节的每一个细节，使得最终产品的性能得到最大限度的保证。
公司在中空纤维超滤产品的全生产过程中，严格依据ISO9001:2000标准的要求进行全程管理和控制，涵盖设计控制、采购控制、进货检验、生产过程控制与检验、成品检验、产品标识控制和产品防护控制等各过程。
每一只出厂元件
都经过8道工序的严格检验
这些严格的程序使得OMEXELLTM超滤具有良好的纤维强度、一致的孔径分布、超强的化学稳定性和高度抗污染的能力，树立了其卓越品质的形象。
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第一章 公司简介
1.3 研发与服务
Omexell公司高科技的形象，来自于公司拥有的持续创新能力。公司在中国设立有自己的技术中心，拥有世界膜分离领域的一流专家，水和废水处理业界的优秀工程师，配置了齐备的尖端仪器设备，为产品开发和服务用户提供必要且充足的支持。
技术中心的尖端手段中，和超滤膜有关的包括表征膜孔径的系列仪器，表
征亲水性的接触角测定仪，进行水质全分析的原子吸收光谱仪、离子色谱仪、液相色谱仪、TOC仪、气质仪等。其它还包括扫描电镜、颗粒仪等等。这些设施，能够为大中国地区的用户提供最深入的水质剖析服务、便捷的技术支持以及及时准确的故障诊断，解决用户遇到的难题。
原子吸收
接触角测定仪
氮吸附孔径仪
30万倍扫描电镜
毛细流动孔径仪
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第二章 超滤技术介绍
2.1 超滤简介
近30年来，超滤技术的发展极为迅速，不但在特殊溶液的分离方面有独到的作用，而且在工业给水方面也用得越来越多。例如在海水淡化、纯水及高纯水的制备中，超滤可作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。在食品饮料、矿泉水生产中，超滤也发挥了重要作用。因为超滤仅去除水中的悬浮物、胶体微粒和细菌等杂质，而保留了对人体健康有益的矿物质。
超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03~0.6 MPa，筛分孔径从0.005~0.1µm，截留分子量为1000 ~500,000道尔顿左右。
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第二章 超滤技术介绍
2.1.1 超滤分离特性
1）分离过程不发生相变化，耗能少；
2）分离过程可以在常温下进行，适合一些热敏性物质如果汁、生物制剂及某些药品等的浓缩或者提纯；
3）分离过程仅以低压为推动力，设备及工艺流程简单，易于操作、管理及维修；
4）应用范围广，凡溶质分子量为1000~500,000道尔顿或者溶质尺寸大小为 0.005~0.1µm左右，都可以利用超滤分离技术。此外，采用系列化不同截留分子量的膜，能将不同分子量溶质的混合液中各组分实行分子量分级。
2.1.2 超滤与所有常规过滤及微孔过滤的差别
1）筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。
2）能否有效分离除决定于膜孔径及溶质粒子的大小、形状及刚柔性外，还与溶液的化学性质（pH值、电性）、成份（有否其它粒子存在）以及膜致密层表面的结构、电性及化学性质（疏水性、亲水性等）有关。
3）整个过程在动态下进行，无滤饼形成，使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚，过滤速率在稳定的状态下可达到一平衡值而不致连续衰减。
这种过滤膜对大分子溶质的分离主要依赖于膜的有孔性，即膜对大分子溶质的吸附、排斥、阻塞及筛分效应。
聚偏氟乙烯（PVDF）材料的分子结构
CF2CH2
2.2 影响超滤性能的因素
n
2.2.1 超滤膜的化学材料（化学稳定性、亲水性等）
可以用来制造超滤的材质很多，包括：聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE)、聚砜 (PS)、聚丙稀腈 (PAN)、聚氯乙稀 (PVC)等。90年代初，聚醚砜材料在商业上取得了应用；而90年代末，性能更优良的聚偏氟乙烯超滤开始被广泛地应用于水处理行业。因此聚偏氟乙烯和聚醚砜成为目前最广泛使用的超滤膜材料。
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第二章 超滤技术介绍
PVDF 最突出的特点--抗氧化能力十分出众
当超滤和微滤用于水处理时，其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命，它还直接关系到清洗可以采取的方法；亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度，影响膜的通量。 1）化学稳定性
聚偏氟乙烯 (PVDF) 材质的化学稳定性最为优异，耐受氧化剂（次氯酸钠等）的能力是聚醚砜、聚砜等材料的10倍以上。在水处理中，微生物和有机物污染往往是造成超滤不可逆污堵的主要原因，而氧化剂清洗则是恢复通量最有效的手段，此时聚偏氟乙烯 (PVDF) 材质体现出了其优越性。
2）亲水性
人们相信，亲水性好的膜材料就不容易被污堵，污堵后也容易清洗恢复。亲水性往往采用接触角来衡量。
接触角的含义如图所示，值越大，表明材料越疏水，当等于零时，表明液体（水）能浸润固体表面，以下是一些数据。
相对拉伸强度
1.21.00.80.60.40.20.0
0
500
1000
1500
2000
PVDF PES PE PAN1500ppm NaClO下处理时间，小时
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第二章 超滤技术介绍
θ>90° θ<90°θ=0°不同公司超滤膜材料的接触角数据
膜材料 纤维素 聚醚砜 聚丙烯 聚砜 PVDF
接触角 12~45° 44~81° 108° 38~81° 30~66°
注：不同产品，不同人测试结果差异较大。有些膜材料可能经过亲水改性。
大量的研究结果发现，用接触角来评价膜的抗污染性有一定的局限性。这是由于一方面接触角的测定数据本身不够准确，它受到被测材质表面的光滑程度、水的纯度以及测定技术的影响；另一方面，当浓差极化等问题突出时，膜本身性质的影响则退居次席。
（注：Omexell在中国的技术中心能够进行接触角测定和材料亲水性的全面评价，为客户提供充分的技术支持。）
2.2.2 膜丝的微观结构和孔径 1）超滤膜的不对称结构
超滤膜通常采用不对称结构，即由致密的皮层和多孔的支撑层构成，通常支撑层的孔径要比皮层高一个数量级以上。这种结构有以下的优点：a）致密的皮层提高了过滤的精度；b）多孔的支撑层降低了过滤的阻力，并且使得穿过皮层的微小杂质被截留的几率降低到最小。这些优点使得超滤基本实现了表面过滤，清洗恢复性比微滤有明显的改善，因而其长期通量更稳定。
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第二章 超滤技术介绍
海绵支撑层
致密皮层
2）超滤膜的孔径
超滤膜的孔径有很多种测定和表征方法。其中泡点法是实施最为简便的一种。
泡点法理论基础是毛细现象。有如下的定量公式：
微滤 超滤 通量 运行时间
P=
原水 UF膜 4δcosθ D
式中P就是泡点压力。把膜浸入到水中，逐渐增加膜的一侧的气压，当观察到气泡连续从膜的另一侧逸出，此时的气压就是泡点压力。δ是液体（水）/空气的表面张力；θ是液体（水）－固体（膜）的接触角；D是毛细管的直径（孔径）。
可以看到：
a）泡点测定方法测得的实际是膜上的最大孔径；
b）膜孔径，即毛细管直径D越小，泡点压力越大。理论上，这个关系和膜的材质无关。
这一原理在超滤中的一个重要应用是完整性检测。在超滤膜的一侧为液体（水），另一侧通入压缩空气。通过观察气体侧压力下降的速率，或者观察液体侧是否出现连续气泡，来判断膜的完整性。
当然，进一步拓展该原理的“气体渗透法”不仅可以测定膜的最大孔径，而且
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第二章 超滤技术介绍
能够测定膜的孔径分布。
（注：Omexell在中国的技术中心可提供多种方式的孔径分布测定，包括电子显微镜、气体渗透法和比表面积测定。）
2.2.3 超滤膜组件的结构
组件的结构设计是连接膜丝特点和操作参数的中间纽带。在众多的形式中，目前以中空纤维膜为主，也有管式和卷式膜。组件的结构需要考虑的因素包括：
1）尽量提高膜的填充密度，增加单位体积的产水量； 2）尽量减小浓差极化的影响； 3）对进水水质的要求越宽越好； 4）便于清洗； 5）制造成本低。
中空纤维膜以其无可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜及内、外压膜三种。
外压式膜的进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的自由活动空间，因而更适合于原水水质较差、悬浮物含量较高的情况；内压式膜的进水流道是中空纤维的内腔，为防止堵塞，对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的，因而适合于原水水质较好的工况。
2.2.4 超滤的运行方式和清洗方式 1）超滤的运行方式
超滤的运行有全流过滤（死端过滤）和错流过滤两种模式。全流过滤时，进水全部透过膜表面成为产水；而错流过滤时，部分进水透过膜表面成为产水，另一部分则夹带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；而错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。具体的操作形式宜根据水中的悬浮物含量来确定。
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第二章 超滤技术介绍
当超滤的过滤通量较低时，超滤膜的过滤负荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而长期通量稳定；当通量较高时，超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大，清洗后的恢复率下降，不利于保持长期通量的稳定。因此，针对每种具体的水质，超滤都存在一个临界通量，在运行中应保持通量在此临界通量之下。临界通量往往需要通过试验确定。 2）超滤的清洗方式
超滤的清洗方式包括水的正洗、反洗，气洗，分散化学清洗，化学清洗等。其中正洗、反洗可以清除膜面的滤饼层，而气洗则利用气水混合液的强力湍动，更有效地清除膜表面的污染层。
分散化学清洗和化学清洗则通过化学药剂来清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部形成的污堵。清洗频率提高、清洗强度增大都有利于更彻底地清除各类污染物。
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第二章 超滤技术介绍
2.3 超滤技术术语
1）不对称膜 (Anisotropic Membrane)
人工合成聚合中空纤维，由一层均匀致密的、很薄的外皮层及起支撑作用的海绵状内层结构构成。这层均匀致密的外皮层起真正截留污染物的作用。 2）原水 (Feed)
进入超滤系统的水。 3）产水 (Permeate)
正常工作时透过滤膜的那部分水，基本上无胶体，颗粒和微生物等。 4）通量 (Flux)
产水透过膜的流率，通常表达为单位时间内单位膜面积的产水量，其单位多用L/m2.h。
5）透膜压差 (Trans-membrane Pressure)
简称TMP，即产水侧和原水进出口压力平均值差异，即膜两侧平均压力差。
膜两侧平均压力=
进水压力+浓水排力
- 产水出口压力 2如全流过滤，则：
膜两侧平均压力差 = 进水压力 － 产水出口压力 6）反洗 (Backwash)
从中空纤维膜丝的产水侧把等于或优于透过液质量的水输向进水侧，与过滤过程的水流方向相反。因为水被从反方向透过中空纤维膜丝，从而松解并冲走了膜外表面在过滤过程中形成的污物。 7）气洗 (Air Scrubbing)
让无油压缩空气通过中空纤维膜丝的进水侧表面，通过压缩空气与水的混合振荡作用，松解并冲走膜外表面在过滤过程中形成的污物。 8）分散化学清洗 (Chemically Enhanced Backwash)
在中空纤维膜膜丝外侧即原水侧加入具有一定浓度和特殊效果的化学药剂，通过循环流动、浸泡等方式，将膜外表面在过滤过程中形成的污物清洗下来的方式。
9）回收率 (Recovery)
产水占总原水的百分比，回收率%＝产水 / 原水×100
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第三章 OMEXELLTM中空超滤膜介绍
Omexell生产OMEXELLTM系列外压式中空超滤膜组件。
OMEXELLTM系列超滤膜组件，采用聚偏氟乙烯 (PVDF) 材料，可长期耐受高浓度的氧化剂，充分抑制微生物繁殖。在工业应用的PVDF超滤膜组件中，OMEXELLTM系列超滤膜组件具有小的公称孔径，能够去除几乎所有的微粒、细菌、大多数病菌以及胶体；其极高的孔隙率使得OMEXELLTM系列超滤膜组
中空纤维膜
件能够获得和微滤相当相近的通量，因而在大多数情况下是比微滤更好的选择。
OMEXELLTM系列超滤膜组件，采用不易堵塞的外压式结构，具有更高的截污量，更大的过滤面积，使清洗更简便、彻底。采用的流态设计以全流过滤为主，但组件也可以很方便地转换成错流过滤的模式，与错流相比，全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；而错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。因此具体的操作形式宜根据水中的悬浮物含量来确定。
OMEXELLTM系列膜组件，通常以恒流方式运行，透膜压差将随运行时间逐渐增加，此时通过定期的反洗、气擦洗以及化学分散清洗等手段，可以清除
海绵状多孔支撑层
膜面的滤饼层；而在反洗水中加入杀菌剂则能够有效地控制膜组件内微生物繁殖，更彻底地除去膜面污染物。
3.1 OMEXELLTM超滤的主要技术特征
1）耐氧化、抗污染的聚偏氟乙烯 (PVDF) 材料－产品寿命更长
目前全球超滤主流产品分为聚偏氟乙烯 (PVDF) 和聚醚砜 (PES) 两大类
膜丝断面
主体材料。PVDF的重要优点是其化学稳定性远远优于聚醚砜材料，特别是耐受氧化剂清洗的能力更强。而氧化剂清洗是解决有机物污堵超滤膜的主要手段，因此PVDF材料的超滤膜更耐久，长期通量更稳定。 2）采用专利的共混配方－强度更高
专利的共混配方使得该超滤膜的抗拉和抗压强度大大提高，从而更好地适应用于污水或者废水时的恶劣运行状况和清洗条件，解决了其它PVDF膜抗拉和抗压强度低的缺陷。
3）适应范围更宽的外压式结构－纳污量大、易清洗
在超滤元件中，中空纤维膜丝内腔空间是固定的，而膜丝之间存在着自由活动的空间。因此采用外压式进水方式，对于进水最大颗粒尺寸的以及进
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第三章 OMEXELLTM中空超滤膜介绍
水悬浮物浓度的都更宽松，因而大大降低了过滤流道被堵塞的风险或几率。例如类似外压式结构的膜生物反应器，可对高悬浮物污水直接进行处理。
表3-1 通常外压式和内压式超滤对进水水质的要求 项 目 流动形式 纤维丝外径/内径，mm 预过滤精度要求，µm 进水最大浊度，NTU
同样地，由于膜丝之间存在的自由活动空间，外压式超滤可以采用最廉价、高效的气水混合擦洗方式减轻超滤膜的污堵；内压式则不能采用气水混合擦洗的方式，而往往必须采用频繁的化学分散清洗来缓解该问题。 4）过滤精度极高的PVDF超滤－产水水质更好
目前全球采用PVDF材料的超/微滤供应商主要包括Omexell等五家，其中只有包括Omexell在内的两家公司属于超滤产品，Omexell超滤产品的公称膜孔径只有0.03µm，过滤精度是目前PVDF超滤/微滤产品中最高的。可以在各种进水水质条件下为超滤下游的工艺设备如反渗透提供最佳的保护。
5）高度亲水的膜材料－先进的专利改性技术
OMEXELLTM中空超滤膜在提高强度、提高过滤精度的同时，特别进行了膜材料的改性。专利的改性技术使得PVDF超滤膜的亲水性大大提高，从而更进一步提高了超滤的抗污染能力。
超滤品牌A 内压
超滤品牌B 内压
OMEXELLTM
外压
1.3/0.7 1.3/0.8 1.25/0.7 100 150 300 50 100 300 第12页
第三章 OMEXELLTM中空超滤膜介绍
Surface Tension, Dynes/cm6055504540353025201530OMEXELLTM PVDF PAN CA PS PVDF PP PTFE 507090110130
PA PES 亲水 Contact Angle, Degrees疏水 接触角
6）在处理复杂水质的大量工程业绩中，在行业权威科研机构组织的对比试验中，OMEXELLTM超滤性能表现优异
①在各大电力公司、各电科院及大学组织的超滤对比试验中，OMEXELLTM超滤无论是产水水质、通量还是抗污堵能力均超越其它产品；
②在电厂循环排污水、石化炼油废水和海水过滤的工程应用，验证OMEXELLTM超滤最出色的抗污染能力，最稳定的运行工况。
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第三章 OMEXELLTM中空超滤膜介绍
3.2 OMEXELLTM系列超滤在中国的业绩
早在2002年，700m3/h 的OMEXELLTM超滤装置就在山西三维投入运行，自此开始了OMEXELLTM超滤在中国的大规模工业应用。随着中国水资源的日益短缺和水质污染的加重，OMEXELLTM向市场推出了高度抗污染、抗氧化的PVDF超滤，凭借卓越的性能，不断在工业领域特别是废水回用领域开创先河，在中国建立了多个里程碑式的成功业绩。为用户节约水资源、降低成本做出了贡献：
中国热电系统第一套全膜法锅炉补给水处理系统选用OMEXELLTM超滤产品。
中国第一套2×30万千瓦火力发电机组全膜法锅炉补给水处理系统选用OMEXELLTM超滤产品，处理黄河水。
中国第一套2×60万千瓦火力发电机组全膜法锅炉补给水处理系统选用OMEXELLTM超滤产品，处理地表水。
中石化第一套规模型 (≥500m3/h) 炼油废水回用系统选用OMEXELLTM超滤产品，处理炼油废水。
中国第一套100万千瓦机组双膜处理工艺中，选用OMEXELLTM超滤产品，回用市政污水。
2002年至2005年取得的这些成功业绩，为中国工业节水开创了新工艺、新技术，获得用户和市场的广泛认可。
此外，在中国电力系统的包头二热、霍州电厂、榆次电厂、垞城电厂、临沂电厂等大型电厂获得普遍的应用。
在大唐王滩电厂的海水淡化系统中，在著名的电子行业用户，如北京松下、吉林华微半导体、杭州士兰、Infineon等的超纯水系统和电子废水处理系统也均使用OMEXELLTM超滤元件。
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第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
4.1 OMEXELLTM组件型号及规格说明
OMEXELLTM SFX X X X
产品规格属性（膜公称长度规格，详见表4-2） 产品规格属性（公称内径规格，详见表4-2）
产品规格属性（膜材料代号，详见表4-1） 产品型号名称（膜组件用途，详见表4-3） 产品商标品牌名称
超滤膜组件的膜材料按表4-1的规定。
表4-1 超滤膜组件的膜材料
膜材料名称
聚砜 聚偏氟乙烯 聚醚砜 聚丙烯腈 聚丙烯 聚乙烯 醋酸纤维素 芳香聚酰胺 聚氯乙烯 再生纤维素
膜材料缩写
代 号
PS 1 PVDF 2 PES 3 PAN 4 PP 5 PE 6 CA 7 APA 8 PVC 9 RC 10 第15页
第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
超滤膜组件的规格属性按表4-2的规定。
表4-2超滤净水膜组件的规格属性
膜形式 平均膜孔径
中空纤维 0.03µm
膜丝外径 1.3mm 组件规格
膜有效面积
(m²)
重量(湿态) (Kg)
组件公称内径 mm(in)
超滤膜公称长度
mm(in)
外形尺寸 (mm×mm)
SFP20 20 SFP2660 33 SFP2680 44 SFR2860 52 SFR2880 70 SFD2660 33 SFD2860 52 SFD2880 70 22 150(6) 1000(40) ф165×135632 150(6) 1500(60) ф165×1854 150(6) 2000(80) ф165×235683 200(8) 1500(60) ф225×186098 200(8) 2000(80) ф225×236032 150(6) 1500(60) ф165×185683 200(8) 1500(60) ф225×186098 200(8) 2000(80) ф225×2360
超滤膜组件的用途按表4-3的规定。
表4-3超滤膜组件的用途说明 产品型号 SFP SFD SFR
示例：OMEXELLTMSFP-2660型超滤膜组件：表示膜材料为聚偏氟乙烯的外压式超滤膜组件，其公称内径为6英寸，膜公称长度60英寸。
用途区分 预处理 中水/污水回用 饮用水处理
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第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
4.2 膜组件规格及基本参数
表4-4 OMEXELLTM系列超滤膜组件规格及基本参数表 膜 形 式
外压式中空纤维
膜 材 料 PVDF (聚偏氟乙稀) 壳体材料 UPVC (聚氯乙烯) 公称膜孔径 膜内外径 组件型号
组件公称膜面积
0.03µm 外径1.3mm 组件重量(湿态)
22 Kg 32 Kg 44 Kg 83 Kg 98 Kg
组件水容积
7 L 16 L 25 L 30 L 40 L
SFP20 20 m2 SFP2660 33 m2 SFP2680 44 m2 SFR2860 52 m2 SFR2880 70 m2
SFD2660 33 m2 32Kg 16 L SFD2860 52 m2 SFD2880 70 m2 纯水透水率(25℃) 最大进水压力 产水浊度 产水SDI
83 Kg 98 Kg
30 L 40 L
≥ 160 L/(m2.h.bar)
6.0 bar ≤ 0.2 NTU ≤ 2.5
TOC去除率 20% ～ 60 %
注：组件水容积指单支组件可容纳溶液的容积
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第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
4.3 膜组件外型及接口尺寸
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第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
4.4 膜组件的使用条件
4.4.1 适用条件
表4-5 OMEXELLTM系列超滤膜适用条件
pH范围 最大进水浊度 最大进水压力
2～11 (清洗时 1~12)
300 NTU 6.0 bar
过滤通量范围 40～120 L/m2.h.bar 25℃(根据进水条件选定) 最大透膜压差 最高使用温度 最大进水余氯浓度 清洗剂最大余氯浓度
运行方式
2.1bar 40℃ 200 mg/L 5000 mg/L 全流过滤或错流过滤
4.4.2 建议设计通量
表4-6 OMEXELLTM系列超滤膜适用条件
进水条件
进水类型 地下水 地表水(自来水)地表水(经砂滤)
地表水
浊度(NTU)
TOC (mg/L)
反洗 间隔 (分钟)
最低 气洗 频率 (次/天)
透水速率(L/m2.h)化学分散清洗
不推荐<2 <1 90 60 1 可选用<3 <2 75 60 2 2～5 5～15
可选用<2 75 60 2 可选用<5 60 40 3 <10 45 20 4 推荐 /
60
30
4
可选用
地表水 15～50海水 深度处理废水
< 20 0～5
<40 40 20 6 推荐
注：数据仅供估算。
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第四章 OMEXELLTM系列膜组件性能
4.5 典型清洗工艺条件
表4-7 OMEXELLTM系列超滤膜典型清洗工艺条件
反洗频率 反洗时间 反洗透水速率 最大反洗压力
组件最大进气压力 气单支组件进气量 擦气洗时间 洗
条气洗频率 件
气水混合擦洗进口压力
气源要求 分清洗频率 散
化分散化学清洗时间 学
清化学清洗药剂 洗
每隔20～60分钟一次(视具体水源或试验定) 每次30～60秒 100～150 L/m2.h 2.5 bar 2.5 bar 5～12N m3/h 每次30～180秒 每天1～12次 ≤ 2.0 bar 无油压缩空气
最少按24小时1次，一般根据试验结果确定 5～10分钟
酸洗：0.1%HCl
碱洗：0.05%NaOH+0.1%NaClO(有效氯计) 跨膜压差比初始上升1.0bar(相同温度下)， 且通过上述反洗、气擦洗或化学分散清洗等 方法不能恢复时
清洗频率
化
学化学清洗时间 60～90分钟 清
酸洗：1～2%柠檬酸或者0.4%HCl
洗 化学清洗药剂
碱洗：0.1%NaOH+0.2%NaClO(有效氯计)
清洗流量 1 m3/h·每支组件
清洗液温度 10～40℃(较高温度利于提高清洗效率)
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第五章 超滤系统的设计
5.1 膜组件设计选型原则
1) 设计进水水质如为地表水，建议以20℃为设计进水温度。
2) 通量可依据上表4-6初步选定，再根据具体水源、水质或中试情况确定最佳的运行通量。
5.2 膜组件产水量和进水温度的关系
由于液体的粘度会随温度发生变化，因此对于任何超滤膜组件，在任意工作压力下，其过滤流量或透膜压差都会随温度而呈较大幅度的变化。
下图5-1为OMEXELLTM超滤膜组件在相同透膜压差下膜通量随温度变化情况。
通量校正系数 1.341.271.191.111.040.960.880.810.730.650.580.50048121620o24283230液体温度 (C) 图5-1 OMEXELLTM超滤膜组件膜通量随温度的变化曲线
图中以液体温度为25℃为基准设定校正系数为1，按实际温度从表中读出
校正系数，那么此时标准化通量＝此温度下的通量/校正系数
下图5-2为OMEXELLTM超滤膜组件在不同过滤通量下所需要的透膜压差 (TMP) 随温度的变化情况。
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第五章 超滤系统的设计 1.501.45 1.401.351.301.251.201.151.101.051.000.950.900.850.800.750.70100L/m.h2 90L/m.h80L/m.h2 70L/m.h2 60L/m.h2 50L/m.h40L/m.h2 2 2
透膜压差(MPT)校正系数
68101214161820 2224262830323440L/m2.h 50L/m2.h 60L/m2.h 70L/m2.h 80L/m2.h 90L/m.h2 100L/m.h2 3638oC) 液体温度 ( 图 5-2 OMEXELLTM系列超滤膜在不同过滤通量下透膜压差(TMP)随温度的校正系数曲线
通过图5-2曲线可以计算在恒通量条件下运行时，所需要的透膜压差随温度的变化情况。
示例1：通过表4-5结合实际水源水质情况确定25℃下的设计通量为实际运行中的液体水温为14℃，要求计算压差不变的情况下14℃下80L/m2.h，的通量。
计算：
查图5-1得14℃下SFP系列超滤膜组件通量的温度校正系数为0.776； 则14℃下的通量＝80L/m2.h×0.776＝62L/m2.h。
示例2：要求OMEXELLTM系列超滤组件按80L/m2.h的恒定通量运行，试验测试在30℃下所需要的透膜压差为0.5bar。系统运行中最低水温为15℃，要求计算最低水温下所需要的透膜压差。
计算：
图5-2曲线以25℃时的透膜压差为基准；
查图5-2得30℃时80L/m2.h通量下的TMP校正系数为0.92； 查图5-2得15℃时80L/m2.h通量下的TMP校正系数为1.25； 则15℃运行时的透膜压差＝0.5bar÷0.92×1.25＝0.68bar。
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第五章 超滤系统的设计
5.3 超滤的反洗与清洗
为保证超滤系统的长期稳定运行，需配置反洗系统、化学分散清洗系统（选用）、清洗系统及压缩空气系统。
图5-3 超滤运行及反洗过程示意图
一般情况下，反洗和气擦洗系统对于OMEXELLTM超滤是必需的；通常还配备一个杀菌剂加药系统以控制微生物等繁殖对超滤膜的影响；而分散化学清洗系统则在水质较差时配备。 5.3.1 反洗系统
反洗系统包括反洗水箱、反洗水泵及次氯酸钠加药装置。 5.3.1.1 反洗水箱
超滤反洗用水一般采用超滤产水，故可以不另设单独的反洗水箱，而采用超滤的产水箱。 5.3.1.2 反洗水泵
超滤由于采用频繁的反洗技术，故应单独设置反洗水泵。反洗水泵参数可以按以下选取：
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第五章 超滤系统的设计
1）流量：膜组件反洗通量可以按100~150L/m2.h，折合成膜组件流量后乘以单套装置组件数量即可；
2）扬程：一般取10~20 mH2O； 3）泵的过流材质应为不锈钢。 5.3.1.3 次氯酸钠加药装置
为抑制膜组件内细菌滋生，可以单独设置该加药装置。加药有两种方式：一种是在进水中连续加入1~5ppmNaOCl，另一种是在反洗水中加入10~15ppmNaOCl。次氯酸钠加药装置含以下设备：
1）加药箱：一般按一昼夜以上的药品贮存量。加药箱配低液位开关，低液位报警并停计量泵；
2）计量泵：按加入反洗水中次氯酸钠浓度10~15 ppm或按进水中加入1~5ppm浓度来确定计量泵的流量，压力大于0.3 Mpa。
5.3.2 化学分散清洗系统
对于水质比较差的原水，建议在系统运行过程中增加化学分散清洗。根据水质情况选择酸或碱洗装置之一，或者二者均选用。 化学分散清洗系统设备由加药箱和计量泵组成。 5.3.2.1 酸洗加药装置
超滤进水中可能含有铁、铝等高价金属的胶体或者悬浮物，也可能存在硬度等结垢倾向，这些杂质可能造成超滤膜的无机物污染。在此情况下，建议在化学分散清洗过程中加一定浓度的酸溶液进行化学分散清洗，所用的酸可根据具体原水水质情况选用盐酸、草酸或柠檬酸等。
化学分散清洗酸加药装置含以下设备：
1）加药箱：应保证一昼夜以上的药品贮存量。加药箱配低液位开关，低液位报警并停计量泵；
2）计量泵（或采用流量更大的磁力泵）：按加入浸泡水中酸的浓度(0.5~1%柠檬酸溶液、0.5~1%草酸溶液或0.4%HCl溶液)确定计量泵的流量，压力大于0.3 MPa。
5.3.2.2 碱洗加药装置
原水中的有机物是造成超滤膜污染的重要原因，为防止由有机物及活性生物引起的超滤膜组件的污染，建议在化学分散清洗过程中加一定浓度的碱溶液
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第五章 超滤系统的设计
进行化学分散清洗，所用的碱溶液推荐采用浓度为0.1% NaClO + 0.05 % NaOH溶液。
化学分散清洗碱加药装置含以下设备：
1）加药箱：一般按一昼夜以上的药品贮存量。加药箱配低液位开关，低液位报警并停计量泵；
2）计量泵（或采用流量更大的磁力泵）：按加入浸泡水中碱的浓度(0.1% NaClO + 0.05 % NaOH)确定计量泵的流量，压力大于0.3 MPa。
当设置并使用该分散清洗加药工艺后，微生物等对膜的污染可以得到控制。此时，5.3.1.3中提到的向反洗水中加入NaOCl的工艺通常可以取消。
5.3.3 化学清洗系统
超滤跨膜压差比初始上升1.0bar（在相同温度下），且通过反洗不能恢复时就应对超滤装置进行清洗。
清洗系统包括清洗溶液箱、清洗水泵及清洗过滤器，一般布置于一个机架上。该清洗为手动过程，通常采用手动配药方式，且需将待清洗装置停机后进行。
5.3.3.1 清洗溶液箱
配制贮存清洗液用。容积可以按以下选定：按前表4-4膜组件水容积量计算出单套超滤装置组件的清洗液量，加上清洗管道及清洗过滤器内清洗液的量，再适当放上一些余量。 5.3.3.2 清洗水泵
1）流量：按每支膜组件1m3/h流量计，乘以单套装置组件数量即可； 2）扬程：一般取30m H2O左右； 3）泵的过流材质应为不锈钢。 5.3.3.3 清洗过滤器
清洗过滤器流量可以按清洗水泵流量选取，材质为不锈钢。 5.3.4 压缩空气系统
采用气擦洗技术可以大大提高超滤的反洗效果。气源要求无油压缩空气，超滤装置最大进气压力2.5bar，单支组件进气量5-12Nm3/h。
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第五章 超滤系统的设计
5.4 超滤装置程控步序表
由于超滤装置每30~60分钟需反洗一次，故一般均为自动运行。考虑到不同超滤系统的进水水质差异较大，具体的运行及清洗参数、步序等宜根据现场调试情况最终确定。总的原则是，当水质较差时，增加反洗、气擦洗以及分散化学清洗的频率。
表5－1中列出了OMEXELL建议的步序表。
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表5-1 OMEXELLTM系列超滤膜装置运行程控步序表（建议）
运行步骤 步序 反洗泵 化学药剂泵 分散洗药剂泵 进水阀 VF 产水阀 VP
泵阀状况 正洗阀 VW 正洗排放阀 VCT 反洗阀 VB 反洗排放阀 VCB 进气阀 VA 错流排放阀 VCH
时间 流速
正洗 ○ ○
运行 ○ ○
进气 ○ ○ 20-30S 5-12 Nm3/h.支膜
排水 ○ ○ 20-30S
反洗1 ○ ○ ○ ○ 20-60s
反洗2 ○ ○ ○ ○ 20-60S
正洗 ○ ○ 20-60S 1-1.5 m3/h.支膜
排水 ○ ○ 20-30S
分散洗进药
○ ○ ○ ○
浸泡 停机
状态 序号
1
运 行
2
3
4
反洗 5
6
7
8
分散清洗 9
10
停机 11
2-3min 30-60min
1-1.5 m3/h.支膜40-120 L/m2.h
40-60S 5-10min 100-150 L/m2.h
100-150 L/m2.h100-150 L/m2.h
1、化学分散清洗1次/12小时，可根据运行情况调整频度。
2、正常运行时，程序运行按2-3-4-5-6-7-2循环进行。根据超滤膜的污染程度，反洗过程可重复进行数次。
备注 3、分散清洗结束后直接转入反洗程序（即10-3）。
4、错流排放阀采用手动控制阀，只在错流运行时开启。 5、程序转换时所需考虑的缓冲时间应在实际编程时进行考虑。
注：①.“○”表示阀开或泵开状态；
②.各阀门位置参见附图中的超滤装置管道及仪表流程图。
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第六章 超滤装置的运行
6.1 概述
膜组件首次投运时，注意起始产水量应控制在设计水量的30%～60%左右运行，24小时后，再增至设计产水量，这样有利于膜通量的长期稳定。
超滤装置首次运行或长时间停运后恢复运行，需要进行冲洗以除去组件内的保护溶液。
开始的启动应该为手动的，但是一旦所有的流速和压力、时间被设置后，装置应该恢复为自动。装置恢复自动后，PLC系统可以有效监控系统的运行， 一旦运行条件不满足，装置会自动采取保护措施。
装置启动所涉及到的基本步骤如下： 1）启动供水泵； 2）装置灌满水和冲洗； 3）启动反洗水泵； 4）设置和调整反洗压力； 5）设置和调整进气压力； 6）设置反洗时间间隔； 7）设置气擦洗时间间隔； 8）设置并联装置反洗顺序。
6.1.1启动前的检查内容
1）超滤前处理系统运行正常，管路清洗干净，超滤进水符合设计要求； 2）排水系统已经准备完毕； 3）PLC程序已输入； 4）电路系统检查已完成；
5）管路系统连接完成并已清洗干净。 6.1.2启动
在启动前应进行以下核查： 1）所有的阀门处于关闭状态； 2）所有的泵处于关闭状态。
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第六章 超滤装置的运行
6.1.2.1 OMEXELLTM超滤组件的冲洗
具体阀门标识及流程见图5-3。
1） 打开装置的产水阀VP和正洗排放阀VCT； 2） 启动原水泵；
，3） 缓慢调节超滤装置正洗手动阀门VWH（见附图：管道及仪表流程图）
维持较低的进水压力(低于1.5bar)；
4） 连续冲洗至排放水无泡沫，至此超滤装置启动前准备完毕。 6.1.2.2启动程序
根据进水确定超滤装置的允许最大产水量、工作压力、反洗时间间隔： 1）OMEXELLTM超滤元件 进水压力应控制在膜两侧平均压力差≤2.1bar 2）流量和压力的调整程序如下： A）产水的调整 打开产水阀VP；
缓慢打开进水手动阀门（通常在原水泵出口处）； 调整进水手动阀门，使产水流量达到要求水量； 如果同时有浓水排放，应同步调整。
B）浓水的调整（错流工作状态）
缓慢打开错流排放阀VCH，调节至需要的排放量。
C）反洗水压力的调整 全开正洗排放阀VCT； 启动反洗水泵；
缓慢打开手动反洗阀门（通常在原水泵出口处）； 调整手动反洗阀门至压力≤ 2bar。
D）夹气反洗压力的调整 进入反洗程序；
缓慢开启并调整进气阀至进气压力为1bar。 6.1.2.3 自动控制
当装置由手动控制将所有的流量、压力设置完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。
1）关闭所有开关，将手动开关转为自动； 2）启动超滤装置；
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第六章 超滤装置的运行
3）调整产水压力保护开关，当产水压力高于设定值，正排阀VCT自动开启。
6.2 装置的停机程序
6.2.1手动操作模式下的停机
1）打开正排阀VCT，冲洗15秒; 2）缓慢关闭进水阀。
6.2.2自动控制模式下的停机
装置在自动模式下运行，当下面的一些情况发生时，装置会自动关闭或不能投入自动运行：
1）供水水泵没接到运行指令，或者泵的手动开关没有置于自动状态； 2）进水或产水出口压力过高。
6.2.3装置长时间停机
1）如果装置需关停，组件如短期停用(2～3天)，可每天运行30~60min， 以防止细菌污染。
2） 组件如长期停用(7天以上)，关停前对超滤装置进行一次手动夹气反洗；并向装置内注入保护液(1%亚硫酸氢钠溶液)，关闭所有的超滤装置的进出口阀门。每月检查一次保护液的pH值，如pH≤3时应及时更换保护液。
3）长时间关停后重新投入运行时，应将超滤装置进行连续冲洗至排放水无泡沫。
4）停机期间，应自始至终保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，将会造成膜组件不可逆损坏。
注意：在准备装置长时间停机过程中，控制柜输出电源必须关闭，并且输入电
源也应处于关闭状态。
注意：在任何时候都必须保持OMEXELLTM中空纤维超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，都将造成膜组件不可逆损坏。
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第六章 超滤装置的运行
6.3 操作指导
为了使超滤装置持续产出满足需要的过滤水，必须满足三个条件。它们包括：合格的进水水质，合适的清洗时间间隔，及时的化学清洗。上面的任一条件不满足，装置将难以稳定产出满足需要的过滤水。
6.3.1进水水质要求
进水的水质要求在前已经详细给出，控制这些指标的目的，就是为了避免这些杂质含量过高而对膜组件造成严重的膜污染。
在膜过滤过程中，膜污染是一个经常遇到的问题。所谓污染是指被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀使膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降的现象。 6.3.1.1膜污染形式
膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内堵塞污染两种形式。膜表面污染层大致呈双层结构，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜面上的是小粒径的凝胶层，一般情况下，松散层尚不足以表现出对膜的性能产生大的影响，在水流剪切力的作用下可以冲洗掉，膜表面上的细腻层则对膜性能正常发挥产生较大的影响。因为该污染层的存在，有大量的膜孔被覆盖，而且该层内的微粒及其他杂质之间长时间的相互作用极易凝胶成滤饼，增加了透水阻力。
膜孔堵塞是指微细粒子塞入膜孔内，或者膜孔内壁因吸附有机物等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，这种现象的产生，一般是不可逆过程。 6.3.1.2污染物质
污染物质因处理料液的不同而各异，无法一一列出，但大致可分下述几种类型：
a）胶体污染：胶体主要是存在于地表水中，特别是随着季节的变化，水中含有大量的悬浮物如粘土、淤泥等胶体，均布于水体中，它对滤膜的危害性极大。因为在过滤过程中，大量胶体微粒随透过膜的产水流涌至膜表面，随着连续运行，被膜截留下来的微粒容易形成凝胶层，更有甚者，一些与膜孔径大小相当及小于膜孔径的粒子会渗入膜孔内部堵塞流水通道而产生不可逆的变化现象。另外，水中铁、锰以及在流程中加入铁系、铝系混凝剂形成的胶体，都有
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第六章 超滤装置的运行
可能在膜表面形成凝胶层。
b）有机物污染：水中的有机物，有的是在水处理过程中人工加入的，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等，有的则是天然水中就存在的，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质也可以吸附于膜表面而损害膜的性能。
c）微生物污染：微生物污染对滤膜的长期安全运行也是一个危险因素。一些营养物质被膜截留而积聚于膜表面，细菌在这种环境中迅速繁殖，活的细菌连同其排泄物质，形成微生物粘液而紧紧粘附于膜表面，这些粘液与其他沉淀物相结合，构成了一个复杂的覆盖层，其结果不但影响到膜的透水量，也包括使膜产生不可逆的污堵
6.3.2 流量 6.3.2.1产水流量
超滤膜组件工作时选用的产水通量，取决于进水水质，这是由于膜对不同的截留物有一个极限负荷，承受过大的负荷会造成膜通量的急剧下降。 6.3.2.2 反洗流量
反洗流量越大，对膜组件的反洗效果就越好。但是反洗流量大，就需要在中空纤维膜的内壁施以较大的水压，过大的水压会导致中空纤维膜的破裂，故反洗流量是通过反洗水压来控制的。
超滤反洗透水速率为100~150L/m2.h，反洗进水压力应控制小于2bar。 6.3.2.3 进气量
对OMEXELLTM超滤组件进行夹气反洗的目的，就是利用压缩气体在组件内纤维之间的水中形成震荡，使附着在膜纤维表面的污染物质得以剥落，并被冲洗水带走，从而达到强化冲洗效果和节约反洗耗水的目的。但过分强烈的气流会导致膜纤维的断裂，造成产水水质的下降。
进气量按每支膜组件5~12Nm3/h，进气压力控制在1.0bar左右，最大不超过2.5bar。
6.3.3 反洗间隔时间
OMEXELLTM超滤通常采用全流过滤的运行模式，为了保证滤膜在此工作状态下的膜通量不发生大的衰减，OMEXELLTM超滤采用了频繁冲洗技术，使
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第六章 超滤装置的运行
膜表面截留的污染物在形成较厚的滤饼前被清除。
频繁冲洗的频度取决于进水中杂质含量和种类，一般需通过现场的调试来确定，并且在运行过程中根据进水的变化及时予以调整，一般为20～60分钟。
6.3.4 操作压力
6.3.4.1 跨膜压差 (TMP)
OMEXELLTM超滤最大允许跨膜压差是2.1bar。 6.3.4.2 进水压力
OMEXELLTM超滤组件壳体所能承受的最大工作压力是6bar。 6.3.4.3 反洗水压力
反洗水压力的控制要求及其作用已在5.3.1 中说明，不再重复叙述。 控制OMEXELLTM超滤组件的反洗水压力≤2 bar。 6.3.4.4 夹气反洗进气压力
夹气反洗进气压力的控制要求及其作用已在5.3.4 中说明，不再复述。 控制超滤组件的夹气反洗进气压力1bar，最大不超过2.5 bar。
6.3.5进水水温
膜的产水通量与进水温度有显著的直接关系，不同水温下的产水量可通过公式换算，见上一章节。
6.3.6运行数据的记录
超滤装置基本上很少需维修，关键是保证采用正确的运行参数。必要的运行记录有利于跟踪装置的运行情况，也利于帮助找出问题的所在。
下面的参数至少每二小时记录一次： ● 进水温度 (oC) ● 进水压力 (bar) ● 产水压力 (bar) ● 产水流量 (m3/h)
● 浓水排放流量 (m3/h)（错流过滤时） 下面的的参数建议每周测定一次：
● 进水COD (mg/L)
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第六章 超滤装置的运行
● 产水COD (mg/L) ● 进水浊度 ● 产水浊度
其它参数，例如SDI等可根据具体运行要求确定检测频率。 通过监控流量以及相应的压力降，就可以对组件污染程度作出判断。
单位压差下流量
=
标准化产水流量(25°C)
跨膜压差(TMP)
每天应以时间为横坐标, 产水压力系数为纵坐标绘制曲线图，如果发现曲线较运行开始下降20%，装置运行参数需要及时做调整。并正确选择清洗配方对OMEXELLTM超滤膜组件进行清洗。
6.4 OMEXELLTM超滤装置的过程控制
6.4.1简介
由于采用频繁的反洗技术，OMEXELLTM超滤装置一般被设计为手动/自动控制模式。装置有三种运行工况，分别为待启动状态、工作状态和冲洗状态。
1）待启动状态
当装置被设置为待启动状态时，所有阀门均处于关闭状态。 2）工作状态
工作状态就是超滤装置制取合格产水。 3）冲洗状态
冲洗状态就是超滤装置每间隔一定的时间段，启动反洗泵，开启相应的阀门从滤膜的逆向和正向对膜面进行冲洗，以恢复膜因污染而产生的通量衰减。
当数台超滤装置并联工作时，每台进入冲洗状态的时间均保持有一定的时间差，以保证系统外供水量的稳定。 6.4.1.1 手动控制模式
手动控制即装置的启动、停机、冲洗均通过操作者手动完成。 6.4.1.2 自动控制模式
超滤装置自动控制功能由PLC完成。
超滤装置刚接通电源时，装置处于待启动状态。
装置一旦断电，供水泵和计量泵将停止，并且所有阀门均转入关闭状态。
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第六章 超滤装置的运行
当电源重新接通时，装置将再一次处于待启动状态。 6.4.1.3装置关闭条件
超滤装置自动关闭条件如下：
1）现场的操作平台或远程PLC的要求； 2）供水泵出现故障或者开关没有置于自动档； 3）控制阀出现故障或者开关没有置于自动档； 4）进水压力过高； 5）产水背压过高。
6.4.2 装置内锁或者报警
报警设置点设置在现场仪表内。仪表输出开关信号或4~20mA给PLC，通过PLC进行报警并使系统处于内锁状态。
OMEXELLTM超滤装置连锁
设置点 设定值
1
连锁内容连锁延时设置点 设定值
2
连锁内容连锁延时设置点 设定值
3
连锁内容连锁期间
激活报警，装置转入待启动状态。
延时5秒钟激活报警，10秒钟装置转入待启动状态 次氯酸钠加药箱液位过低 距离容器底部最小距离为7cm 激活报警，关停计量泵。
操作者给加药箱中添加次氯酸钠溶液。 超滤装置处于工作状态
激活报警，装置转入待启动状态。
延时5秒钟激活报警，10秒钟装置转入待启动状态 超滤装置产水出口压力过高
正常产水出口压力+0.5bar 超滤装置进水压力过高 正常进水压力+1.0bar
第35页
第七章 超滤元件的完整性检测
7.1 完整性测试理论
泡点测试是表征膜最大孔径的一种简单方法和常用方法，这种方法主要是将空气吹过充满液体的膜所需要的压力。假设膜对液体介质是完全浸润的（即全部气孔均充满液体介质），液体使膜润湿，此时膜所有的孔都充满了液体。如果在膜的一侧通入空气，且压力逐渐增加，起先由于表面张力的作用，空气不会穿透膜，当压力达到某一临界点时，空气会从一个或多个气孔中溢出，这个临界压力称为泡点。
其中存在着以下关系式： 液体
P2
空气气泡
P
=
4cos(θ)B
d
多孔膜
其中：P=泡点压力 θ=接触角
γ=润湿液体的表面张力 d=最大孔径
B=Bechold毛细作用常数 准方法。
P1 P1 > P1
对于给定的膜，这种方法只能测定最大的孔径，因此成为表征超滤膜的标水和空气界面的表面张力比较高(72.3×103N/m)，当孔较小时，尤其是针
－
对超滤产品，需要较高的压力。然而可以用其他液体代替水，如醇(叔丁醇/空气界面的表面张力为20.7×103N/m)。
－
常用的液体包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等。
该原理可以用来测定膜的最大孔径，在工程则可以用来进行膜丝及组件的完整性检测。将膜完全润湿后（所有气孔中都充满了液体介质），在膜丝的一侧加入压缩空气，当空气的压力低于泡点压力时，膜的气孔仍能保持湿润，除了扩散出来的极少量空气流外，没有明显的气流穿过润湿的膜孔。但若膜存在缺陷（如纤维断裂），则在远低于泡点压力下空气就会自缺陷处溢出，观察在膜丝充满液体一侧出现的连续气泡，或者监测气体一侧压力的变化情况，可以判断膜丝及组件的完整性。
第36页
第七章 超滤元件的完整性检测
7.2 完整性测试方法
7.2.1 气泡观察法
将膜组件中充满测试所用的液体，使膜完全浸润，膜丝所有的孔中都充满了液体。
在膜组件的进水侧缓慢通入无油压缩空气，且逐渐提高进气压力，同时通过观察产水侧是否有气泡连续溢出（产水阀门处于打开状态）。当产水侧观察有气泡溢出时，记下进水侧通入空气的压力值，此即为该膜组件的泡点压力。
通常通入空气的压力从0bar开始，逐渐增大到2.5bar。如果测得的泡点压力小于2.5bar，表明膜丝或者组件存在泄漏点。
7.2.2 压力衰减法
将膜组件中充满测试所用的液体，使膜完全浸润，膜丝所有的孔中都充满了液体。
在膜组件的进水侧缓慢通入无油压缩空气（产水阀门处于打开状态），逐渐提高进气压力至设定值。对OMEXELLTM系列超滤膜，保持压力测试的设定值为2.5bar。
最初时，进气侧的水会受压穿过膜壁进入产水侧，因此会有一定量的液体排出（大约会持续2分钟）。等待压力稳定在设定值时，将进气关闭（产水侧阀门处于打开状态），并密封进气侧保持测试压力，静止保压10min。
此时组件的进水侧充满带压的空气，并与外界隔绝；产水侧充满水，且与大气相通。若保持压力测试10min后进气侧压力降不大于0.3bar，则表明膜元件完整，没有缺陷。如压力降大于0.3bar，这表明膜元件有断丝或泄漏等。
压力保持测试即可以针对单个组件进行，也可以针对整套装置或者分组进行，是一种在现场简便易行的方法。
第37页
第八章 系统的维护及故障分析
8.1 系统的日常维护
1）压力表
按期校准，必要时及时调整。 2）离心泵
定期检查泵的温度，同时检查泵的垫圈以及其它防止泵泄漏的结构。 3）流量仪表
每三个月校正一次。 4）自动阀门
每月检查一次，同时检查阀体是否有泄漏。 5）OMEXELLTM超滤装置
按常规要求检查进水水质。进水水质的要求和检查的具体细节，详见操作指导部分；同时检测超滤系统的产水流量和运行压力，详见操作指导中运行数据部分。
一旦发现立即维护。 按常规检查OMEXELLTM系统特别是组件的泄漏情况，
警告：有关电方面的操作，必须由经过训练并且取得资格证书的人员操作。
第38页
第八章 系统的维护及故障分析
8.2 系统的故障分析
现 象
可能存在的原因 超滤膜组件被污染
超滤膜跨膜压差过高
产水流量过高 进水水温过低 超滤膜组件被污染 阀门开度设置不正确
流量仪出问题 供水压力太低 进水水温过低
产水水质 较差
进水水质超出了允许范围 膜组件发生破损 供水泵不启动
在自动状态下系统不能
运行
修正措施
查出污染原因，采取相应的清洗方法； 调整冲洗参数。
根据操作指导中的要求调整流量 提高进水温度
查出污染原因，采取相应的清洗方法； 调整冲洗参数。
检查并且保证所有应该打开的阀处于开启状态、并调整阀门开度 检查流量仪，保证正常工作状态 确定并且解决这一问题 调整提高进水温度； 提高进水压力。
检查进水水质，主要是浊度、COD 查找破损原因，更换膜组件 排除接线错误可能；
将泵置于手动状态重新启动，正常后转换为自动控制； 检查供水泵； 压力开关设置问题。 产水出口阀门未开启；
产水背压高 PLC程序有误
后续系统未及时启动； 压力开关设置问题。 检查程序
产水流量小
进水压力高
具体阀门标识及流程见图5-3。
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第九章 超滤装置的清洗
超滤装置在其长期运行过程中，水中的杂质会日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响。因此，超滤装置在使用运行过程中需要定期、不定期地对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的性能。
9.1 OMEXELLTM超滤膜组件清洗前的准备
9.1.1 清洗方案的选择
清洗方案（1）：采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。
该清洗方案适用于，由于当进水中Fe或Mn的含量超过设计标准，或者超滤膜组件的进水中悬浮物特别高等，而对膜的进水侧造成的非有机物污染。
清洗方案（2）：采用用碱性氧化剂溶液对OMEXELLTM超滤装置进行清洗。当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在OMEXELLTM超滤膜组件中繁殖，由此引起生物污染。
注意：
1）所有清洗剂都必须从超滤的进水侧进入组件，防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤皮层的背面进入膜丝壁的内部。
2）超滤装置进行化学清洗前都必须先进行充分的夹气反洗； 3）超滤装置的整个化学清洗过程约需要2~4个小时；
4）如果清洗后超滤装置停机时间超过三天，必须按照长时间关闭的要求进行维护。
5）清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。
6）清洗剂在循环进膜组件前必须除去其中可能存在的污染物。
7）清洗液温度一般可控制在10℃～40℃，提高清洗液温度能够提高清洗的效率。
8）必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或RO产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。
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第九章 超滤装置的清洗
9.1.2 安全注意事项
1）避免与NaOH、NaClO这些药剂直接接触，该类药剂具有程度不同的腐蚀性，而NaClO还是一种强氧化剂。
2）清洗时应控制管线的压力，以免压力过高引起化学药品喷溅。
9.1.3 化学清洗药剂的质量要求
柠檬酸和次氯酸钠为工业级。 NaOH为隔膜碱。
9.1.4 清洗系统设备的配置
清洗溶液箱、清洗水泵、清洗过滤器各一台（可以共用RO清洗系统）。与超滤装置连接可以用UPVC管或软管。
9.2 清洗
9.2.1 清洗方案（1）：
1~2% 柠檬酸溶液或0.4% HCl溶液，适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵。 酸洗超滤膜组件的基本程序如下： a）清洗系统的准备；
b）在超滤膜组件中循环酸性清洗溶液； c）冲洗超滤膜组件并且返回生产运行状态。 1）准备工作
a）按关闭程序关闭系统； b）关闭系统所有阀门；
c）在清洗溶液箱中配制好1~2%的柠檬酸或0.4% HCl溶液，并充分搅拌使其混合均匀。
2）清洗
a）启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀、超滤装置清洗液进出阀，控制每个膜组件1000L/h的流量让清洗溶液进入膜组件，并返回清洗溶液箱中。循环清洗时间为30min；
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第九章 超滤装置的清洗
b）关闭清洗泵，静置浸泡60min；
c）将清洗溶液箱和清洗过滤器放空,并用清水冲洗干净。 3）冲洗超滤装置
冲洗的目的是为了将超滤装置中残余的化学溶液除去。 a）打开超滤装置浓水排放阀和产水排放阀；
b）打开超滤装置的进水阀门，使进水通过超滤膜组件，直到进水和产水的电导率差值(高出之值)在20µS/cm之内；
c）返回生产运行状态。
9.2.2 清洗方案（2）：
0.2 % NaClO + 0.1 % NaOH溶液, 用于清洗由有机物及活性生物引起的超滤膜组件的污染。
对超滤膜组件用碱性次氯酸钠溶液进行清洗的工作程序如下： a）清洗系统的准备；
b）用碱性氧化剂溶液对膜组件进行清洗； c）冲洗膜组件并且返回工作运行状态。 1）准备工作
a）按关闭程序关闭超滤系统； b）关闭系统所有阀门；
c）在清洗罐中配制好0.2 % NaClO + 0.1 % NaOH溶液，并充分搅拌使其混合均匀。
2）清洗 同酸洗步骤。
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第十章 超滤膜组件的包装、运输与贮存
10.1 包装与运输
1）OMEXELLTM系列膜组件均进行包装。膜组件外套有塑料薄膜袋，封口后放入有防震和固定措施的硬质纸板箱内；装卸时注意不剧烈撞击与抛掷。
2）膜组件运输过程中应将其平放在运输载体上，最大允许叠放层数为4层，同时须遮阳避雨，防曝晒及冰冻，运输环境温度高于0℃。
3）OMEXELLTM超滤膜组件出厂时已加好贮存保护液。
10.2 安装与贮存
1）OMEXELLTM系列膜组件安装时，应注意不得将组件作为支撑件；不得有重物或硬物撞击壳体，也不得将组件置于日光直射下工作，以免组件壳体老化。
2）暂不使用的膜组件，应灌注保护液后封口，堆放在地面平整、清洁，周围环境无腐蚀与污染物，且远离冷、热源的室内。贮存温度控制在5～40℃范围之间。
3）保护液配方为1%浓度的亚硫酸氢钠水溶液，每隔一个月应测试一次保护液的pH值，如pH≤3时应及时更换保护液。
4）成装置膜组件的停运保养要点：
a）装置上的膜组件如短期停用（2～3天），可每天运行约30～60min，以防止细菌污染；
b）装置上的膜组件如长期停用（7天以上），必须将膜组件进行充分的清洗，然后将保护液注入膜组件内，且每月检查一次保护液的pH值。见6.2.3所述。
注意：超滤膜组件在任何时候都必须在充满水的状态下保存，膜组件一旦脱水变干，膜通量将会不可逆衰减，膜组件随即报废。
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第十一章 工程运行实例
11.1 大唐公司高井发电厂
11.1.1 工程概况
大唐高井发电厂将现有6台100MW凝汽发电机组改造为热电联合机组，机组及热网补给水处理系统需进行增容改造。水处理改造总工程项目计划分三期进行。第一期工程内容为：建设一座出力为50t/h的一级除盐水处理车间。水处理系统：预处理系统采用 “盘滤+超滤+反渗透”，除盐采用“阳床+除碳器+阴
床”处理系统，处理用水源为循环排污水。
11.1.2 工艺流程
循环排污水 → 盘滤 → 超滤 → 反渗透 → 阳床 → 除碳器 → 阴床
11.1.3 运行情况
1）超滤进水水质：永定河水
河水经循环水系统浓缩3倍为超滤进水，其COD-Mn约10 mg/L。
系统中超滤膜组件采用 OMEXELLTM SFP20
2）超滤产水水质：SDI＜3 3）超滤产水水量：3 X 22.5 m3/h 4）超滤过滤形式：全流过滤 5）投运时间：2003年11月11日
6）运行情况：该工程中超滤自投用以来，出水水质符合要求，运行情况良好，为后续反渗透设备的稳定运行提供了保证。
注：该项目为中国电力系统第一套投运的用于处理循环排污水的超滤系统
第二期工程概况： 1）工艺流程
循环排污水 → 多介质过滤器 → 超滤 → 反渗透 → 电除盐 (EDI)
2）超滤进水水质：同一期 3）超滤产水水质：SDI≤2 4）超滤产水水量：4×65 m3/h
第二期超滤系统膜组件采用 OMEXELLTM SFP2660
5）超滤过滤形式：全流过滤 6）投运时间：2005年3月
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第十一章 工程运行实例
11.2 项目名称：山东荣成第二热电厂
11.2.1 工程概况
该化学水处理系统是山东荣成第二热电厂为锅炉补给水而设计建造的。 系统的产水规模为2×60m3/h。超滤作为预处理设备，用以保证后续系统的正常运行，系统采用PLC全自动控制。
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第十一章 工程运行实例
11.2.2工艺流程
地表水 → 多介质过滤器 → 超滤 → 反渗透 → 电除盐 (EDI)
11.2.3 运行情况
1）进水水质
地表水
项目 全固形物 溶解固形物 悬浮物 全硅 活性硅 非活性硅 游离二氧化碳
2）超滤产水水质：SDI＜3 3）超滤产水水量：4 X 60 m3/h 4）超滤过滤形式：全流过滤 5）投运时间：2003年11月12日
6）运行情况：该工程投运以来，超滤出水水质良好，运行稳定。 第二期工程概况： 1）工艺流程：同一期 2）超滤进水水质：同一期 3）超滤产水水质：同一期 4）超滤产水水量：4 X 85 m3/h 5）超滤过滤形式：全流过滤
单位mg/L 261.5 243.6 17.9 1.32 1.19
项目 酚酞碱度 全碱度 全硬度 暂时硬度 永久硬度
单位mg/L
0 2.09 2.85 2.09 0.76
0.13 pH 7.63 4.4 CODcr 20.0 第46页
第十一章 工程运行实例
11.3 燕山石化炼油厂
11.3.1 工程概况
燕化公司炼油厂建一套回用污水除盐装置，回用污水除盐装置建于现炼油厂1#热力锅炉水处理车间的南侧，将西区回用污水除盐后进入1#热力水处理车间，超滤产水560m3/h，反渗透产水410m3/h，供给该车间的阴阳床离子交换系统。
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第十一章 工程运行实例
11.3.2 工艺流程
处理后炼油污水 → 超滤 → 反渗透 → 离子交换
11.3.3 运行情况
1）超滤进水水质
序号 项 目 指 标 序号项 目 1 PH 6.5~8.5 13 Mg2+(mg/L) 2 CODcr(mg/L) 53.6~66.2 14 Sr2+(mg/L)
未测 3 BOD5(mg/L) 15 Cl-(mg/L)
油(mg/L) 4 1.85~2.56 16 SO42-(mg/L) 氨氮(mg/L) 浊度(NTU) 5 ≤1 17 悬浮物(mg/L) 总铁/Fe2+(mg/L) 6 ≤5 18 7 TDS(mg/L) ≤1000 19 K+(mg/L)
总硬度(mg/L) 未测 8 20 Na+(mg/L) 全碱度(mg/L) 未测 硫化物(mg/L) 9 21
总阳离子(mg/L) 10 Ca2+(mg/L) ≤240 22 2+未测 总阴离子(mg/L) 11 Cu (mg/L) 23
2+未测 全硅(mg/L) 12 Ba(mg/L) 24
2) 超滤产水水质：SDI≤3 3) 超滤产水水量：560 m3/h 4) 超滤过滤形式：全流过滤 5) 投运时间：2004年11月9日
6) 运行情况：该工程投运以来，超滤出水水质良好，运行稳定。
注：该项目为中国第一套处理炼油废水的超滤系统。
指 标
未测 未测 未测 未测 ≤5.0 0.46~0.87未测 未测 未测 未测 未测 ≤10
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第十一章 工程运行实例
11.4 嘉化兴港热电厂
11.4.1 工程概况
嘉化兴港热电厂建于浙江省嘉兴市乍浦区（浙江省石油化工工业园区内），建设规模为2×130t/h次高温次高压循环流化床锅炉、1×C6-3.43/1.27抽汽冷凝机组、1×C12-3.43/0.98抽汽冷凝机组、1×B63.43/1.27背压式机组、总装机容量30MW，工程分二期进行建设。根据热电厂建设的需要，需配套建设锅炉补给水处理系统，一期锅炉补给水处理系统的规模为100 m3/h。
11.4.2 工艺流程
原水 →自清洗过滤器 → 超滤 → 反渗透 → 离子交换 11.4.3 运行情况
1）超滤进水水质
乍浦塘水质
序号 名称
1 pH 2 游离二氧化碳CO2 3 氧消耗量(CODCr) 4 全固形物 5 悬浮物 6 溶解固形物 7 钙离子 8 镁离子 9 钠离子 10 钾离子 11 氧化铁+氧化铝 12 铁离子 13 铝离子 14 氯离子 15 硫酸根 16 根 17 重碳酸根 18 碳酸根 19 氟化物 20 全硅 21 二氧化硅 22 胶硅 23 电导率
单位 含量 / 7.06
mg/l / mg/l 19.15 mg/l 555 mg/l 65 mg/l 490 mg/l 48.68 mg/l 19.71 mg/l 96.74 mg/l 11.61 mg/l / mg/l / mg/l / mg/l 157.28 mg/l 79.14 mg/l 6.15 mg/l 225.77 mg/l 0.00 mg/l / mg/l 3.94 mg/l 2.5 mg/l 1.44 583 µs/cm
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第十一章 工程运行实例
2）超滤产水水质：SDI≤2 3）超滤产水水量：4 X 45 m3/h 4）超滤过滤形式：全流过滤 5）投运时间：2004年10月30日
6）运行情况：调试及投运后，超滤产水SDI≤2，压差0.3bar，超滤出水水质良好，运行稳定。
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第十二章 免责说明
本手册的最终解释权归欧梅塞尔（北京）膜技术有限公司所有。
欧梅塞尔(北京)膜技术有限公司的员工和技术顾问明确申明：本手册给出的原理及数据，经过欧梅塞尔(北京)膜技术有限公司证实是正确的和有效的。但是对于本公司控制之外的产品的使用，以及由此产生的错误和疏漏，本公司不保证产品的最终性能，并对此不负任何责任。
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