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- 中水深度处理（中水岛）运行规程
- 发布时间：2011/4/5 阅读次数：17590 字体大小: 【小】 【中】【大】
CMF-S单元操作由DCS控制。一旦单元运行后，根据工艺要求，所有操作工序由DCS启动。然而，通常要求操作员输入来启动和停止CMF-S单元，以及完成CIP相关功能。当功能可用时，操作员也可以通过操作界面，手动启动所有循环过程。
CMF-S系统由DCS监控，如果系统运行参数在正常范围以外超过了预设时间，将产生报警，并在报警状态界面上显示出来。
CMF-S系统有两种类型的报警。警告报警显示出系统出现了不正常情况，并不会导致系统停机。出现停机报警时的情况将更严重些，系统将从运行状态停止。所有报警将显示在操作界面上以进行故障恢复。
出现的所有报警将在CMF-S系统运行报警日记上记录下来。这些日期、时间以及报警号都在报警历史数据里有所记录。引起报警的原因将进行判断和排除，最好是在报警恢复之前。报警日记将有助于维修及故障排除。
CMF-S系统的主要操作运行状态。某些状态对应于具体的运行工序，如反洗，将在控制工序表中详细描述。
CMF-S系统操作状态：
停机
停机报警
启动
固定过滤
初始过滤
过滤
过滤排放
反洗
压力衰减测试
渗漏测试
酸化学清洗
次氯酸钠化学清洗
酸化学加强反洗
次氯酸钠化学加强反洗
停机是DCS带电状态。CMF-S系统停止后，也进入停机状态，且不出现停机报警。CMF-S单元完成一个CIP周期后也进入停机状态。
停机状态时，不运行任何操作工序，DCS不给设备带电。膜池进水阀处于关闭状态，保证CMF-S单元与给水单元分隔开。
停机时，CMF-S单元将等待启动，从停机恢复到过滤状态，一般要执行启动步序。
开始排空周期之前，CMF-S单元必须处于停机状态。
一旦出现停机报警，CMF-S单元停止并进入停机报警状态。这类似于停机状态，除非报警条件未复位时单元不能开始，将再次出现停机报警。当停机报警再出现时，单元进入停机。
CMF-S单元启动时将执行DCS启动步序。启动步序的第一步是启动等待，此时CMF-S单元将等待给水资源可用。启动步序执行之前必须给水资源可用且无其它膜池正在注水，来水将注入膜池。
启动时，CMF-S单元首先注水至淹没膜柱位置处。首先开始排气；接着进行真空排气，以排空膜柱及过滤管道内的气体，准备过滤。过滤排气结束后，启动过滤泵，该单元进入固定过滤状态。
CMF-S单元过滤时，给水通过膜池底部进水调节阀连续进入膜池，进水调节阀根据设定的膜池液位进行调节，保持设定液位。
产水通过过滤水泵的抽吸作用从每根膜丝内腔被抽吸出来，并从膜柱顶部汇集到滤出液管道中，汇集至清水出口，滤出液透过膜丝时，颗粒物在膜丝表面被拦截下来。过滤水泵通过变频控制根据流量设定值来维持一定的过滤流量。中空纤维膜内外的压力差，即为跨膜压差TMP，可通过压力传感器测量TMP。提高反洗效率膜丝表面拦截下来的颗粒物质将更容易去除，从而降低过滤过程中的TMP。
CMF-S单元的不同过滤方式描述如下：
1）固定过滤
启动步序完成之后， CMF-S单元进入固定过滤状态。固定过滤时，过滤泵转速调整到预先设定值，通常保持该转速30秒。同时将膜柱及管道内的气泡排空以稳定过滤流量。固定过滤结束后，过滤流量调整并维持在设定流量值。
2）初始过滤
CMF-S单元一旦完成固定过滤过程，将很快转入初始过滤状态。初始过滤状态时，调整过滤泵的频率来维持一定的过滤流量。
初始过滤时，DCS持续监测运行中的相关参数（包括流量、TMP、原水温度和原水流量），用来指导初始过滤时参数的调整。
开始正常过滤后，可按照初始过滤阶段的参数来确定下一个反洗或CIP过程开始的时间计数。
3）过滤
反洗过程之后，CMF-S单元一旦完成初始过滤，将转入正常过滤状态。过滤状态时，调整过滤泵的频率来维持设定的过滤流量。
固定过滤完成之后，CMF-S单元将进入并维持过滤状态，直到下次反洗过程的开始。
4）过滤排放
过滤排放状态表明CMF-S单元仍处于过滤状态，但是过滤出水直接排至回收水池，而不进入清水池。过滤排放过程中，通过过滤泵的转速频率的调整来维持一定的过滤流量。
过滤排放工序在CIP漂洗步骤中执行，在恢复到过滤状态前将化学清洗溶液从CMF-S单元中排放。
过滤过程中，若滤出液的pH超过限定范围，也将开始过滤排放工序。除非滤出液水质恢复正常，否则在CMF-S单元进入停机报警之前都将保持过滤排放状态，。
过滤时，被截留下来的固体杂质积累在膜的表面，导致过滤流量降低或维持一定过滤流量所需的压力（TMP）上升。为了维持膜的过滤通量，必须定期去除这些固体杂质。本系统配置的反洗技术可以很好地达到这一目的。
CMF-S膜柱进行周期性反洗，一般每隔20-60分钟反洗一次，每次反洗一般持续3分钟。反洗时，首先关闭膜池原水进水阀，继续过滤至液位降低到反洗开始位置，然后按照气洗→气水联合洗→水洗的步骤清洗超滤膜池，低压空气吹松膜丝表面的固体杂质，反洗用水由超滤反洗水泵从超滤反洗水池打出。膜丝表面积累的污染物质去除后，膜池内的反洗废水排至反洗废水池，再打开膜池原水进水阀门，向膜池注水，继而恢复到过滤状态。
反洗请求和反洗资源
当CMF-S单元要求反洗时，将发出反洗请求命令。
一旦过滤时间达到预设的最大时间，DCS将发出自动反洗请求；或者自上次反洗之后，过滤阻力上升到预设的最大值时，DCS也将发出自动反洗请求；当TMP达到或超过最大允许值，并超过一定时间后，DCS也将发出自动反洗请求。CIP过程中也将自动发出反洗请求。当操作员手动顺启反洗步序时，系统将执行手动反洗。
然而，反洗开始之前，DCS必须保证所有反洗资源可用。反洗资源一般包括以下：
l CMF-S膜池和过滤管道注满水（通常单元处于过滤或待机状态，除非是CIP漂洗阶段的反洗过程）；
l 已经达到两次反洗之间的最短间隔时间（通常反洗间隔时间大于10分钟）；
l 反洗水池液位高于反洗时需要的最低液位；
l 回收水池液位满足排放条件；
l 风机系统资源可用，可以进行气反洗；
l 反洗水泵可用，可以进行水反洗；
当以上反洗资源可用时，反洗过程将开始。注意在多膜池系统，若有其他膜池需要反洗必须排队等候反洗资源。
如果自动反洗请求发出后一定时间内反洗资源未能可用，反洗步序将一直被占用。注意：如果反洗步序进入了排放过程，而回收水池液位处于高高位置，空气擦洗过程将一直在进行，此时需人工在上位机上软手操开气反洗排气阀、停反洗风机，点击“跳步”进入下一步。
完整性测试是在线监测膜的完整性，以确保良好的出水水质，并使CMF-S系统发挥最大的利用率。
CMF-S单元的完整性可以用压力衰减的方式进行自动测试，单元的完整性与测试阶段的压力衰减速率相关。如果压力衰减速率过高，将进行泄漏测试，根据泡点位置，可以发现破漏的膜丝、阀门或密封圈的具体位置。如果需要，可先将有破损的膜组件进行隔离，便于修补。
当破损的膜组件需要修补时，该膜组件所在的挂架隔离开，利用提升装置可将膜架从膜池中提升出来，然后把漏的膜柱取出来用大头针进行修补或者将膜柱替换。膜柱修补时，该膜池停止过滤。
1）压力衰减测试（PDT）
压力衰减测试主要是测试膜柱的屏障有效性及过滤阀门、过滤泵及过滤管路的密闭性。
只有当CMF-S单元处于过滤状态时才可开始进行压力衰减测试。首先关闭原水进水阀，继续过滤待膜池液位降到PDT开始测试液位，抽空中空纤维膜丝内腔，膜柱出水管路施加低压空气。然后关闭低压空气源，监测其压力衰减速率。
测试开始阶段的压力必须在预设范围之内，否则将出现报警，测试结果将不准确。
测试阶段的压力衰减速率，不得超过预先设定的范围，否则也将出现警告报警。如果压力衰减速率再次超过范围，CMF-S单元将进入停机报警。
如果测试到的压力衰减速率超出正常范围，必须进行泄漏测试来确定膜丝破损之处。
PDT测试要定期进行，可以设定成过滤一段时间后自动进行，测试结果将在PDT信息显示屏上显示。
2）渗漏测试
如果压力衰减测试出现报警，可以进行泄漏测试来确定该单元内膜柱破损之处。
只有当CMF-S单元处于过滤状态时才可开始进行泄漏测试。测试过程与PDT相同，首先关闭原水进水阀，继续过滤待膜池液位降到泄露测试液位，抽空中空纤维膜丝内腔，膜柱出水管路施加低压空气。测试阶段，保持测试空气在一定压力范围内，观察膜池内部，出现气泡的地方即为膜丝破损之处。
测试开始阶段的压力必须在预设范围之内，否则将出现报警，测试结果将不准确。
3）排空---膜池排空
膜池排空是将膜池内的水排至回收水池，如果膜池内是化学清洗液，其排空是排入污泥池。。
当CMF-S单元需要检修时，要将膜架从膜池内取出或检查、维修其他膜组件时，操作员可以人工打开膜池底部排放阀进行排放。
警告：膜池内安装的是S10V(PvdF)膜柱时，建议用给水或CIP药液将其浸泡。膜池排空后不得超过4小时，因为中空纤维膜直接暴露于空气中将会结垢或性能退化。
为保证系统的运行性能，有必要进行定期的化学清洗。化学清洗可以去除膜表面积累的仅靠水反洗不能去除的污染物质。
CMF-S单元设置了自动或半自动的在线化学清洗（CIP）过程。在线化学清洗无须将膜组件拆开进行清洗。通常情况下，每一个月进行一次CIP过程。清洗过程中，适当的化学药剂在膜柱和管道之间循环，然后再浸泡一段时间。当系统需要几种药剂进行清洗时，一种药剂清洗结束并漂洗干净后，再进行第二种药剂的清洗。每种化学药剂的CIP过程一般要持续4小时左右。
CIP系统一般由加药箱、加药计量泵以及热水系统组成。使用多种药剂时要有相应的加药箱和加药计量泵。
1）清洗溶液
根据膜丝的材质及应用情况，PVDF膜一般使用酸液或次氯酸钠进行清洗。根据需要,有时可能会分别使用不同清洗药液。对于PVDF膜，酸CIP系统使用柠檬酸加盐酸溶液进行清洗，次氯酸钠CIP系统只使用次氯酸钠溶液进行清洗。
化学清洗时的补充水至少必须是过滤出水或质量合格的自来水。
大多数CMF-S单元中，将酸清洗溶液温度控制在30—35℃之间，以提高清洗效果。
清洗过程开始时，药剂将通过加药计量泵，注射到热水给水管道，随同清洗水投加到CMF-S膜池中。
警告：本系统中使用的清洗药剂及其浓度温度等，必须经Memcor确认并认可。请仔细参阅使用说明，防止使用不当损坏微滤膜柱及系统内其他组件。
警告：PVDF材质的S10膜柱，比较耐氯，但能承受的pH范围不可超出2—11，不可将膜柱置于pH高于11的强碱或pH低于2的强酸溶液中。
警告：膜柱组装中用到的尼龙组件不可在pH值低于2的酸液中浸泡。使用的药液种类、浓度及温度都必须遵守Memcor的指导说明。
2）CIP请求和CIP资源
当CMF-S单元需要执行CIP循环时，先发出CIP请求。
在预设的最大过滤时间后，DCS将发出自动CIP请求，或者当过滤阻力或TMP增加到预设的最大值时，DCS也将发出自动CIP请求。当操作员手动启动CIP周期时，将发出手动CIP请求。
然而，当CIP周期开始之前，DCS必须保证CIP资源完全可用。
CIP资源一般包括以下：
l 热水箱水位、温度符合注水条件
l 化学药剂计量箱具备一定的药剂量（无低液位报警）；
l 反洗资源可用（参照前面所述的“反洗请求和反洗资源”章节）；
l 反洗水池液位必须满足最低要求，漂洗过滤管道内的清洗药剂，以及至少可以完成两次过滤反洗；
l 污泥水池液位满足CIP排放要求；
l 系统包括多个CMF-S单元时，其他单元不得使用CIP资源；
当CIP资源可用后，可由系统自动执行或由操作员启动开始CIP周期。当处于自动开始CIP周期的系统时，CIP资源可用后将自动开始CIP周期，并根据CIP开始时的反洗请求，反洗资源处于可用状态。
l 系统包括多个CMF-S单元时，其他单元不得使用CIP资源；
3）CIP操作过程
CIP过程通常是由系统自动执行CIP过程（也可以由操作员手动启动）。CIP过程一旦开始，将是自动运行，运行过程中，执行过程将显示在CIP步序上。
CIP过程首先执行反洗步骤，直至反洗废液从膜池排空后。然后，膜池注入热水。同时在注水过程中用计量泵投加适当的药液，投加的药液量多少以循环pH值为依据，然后通过过滤泵的循环管路进行药液循环，以确保膜柱能充分接触到药液。循环过程中，清洗溶液的浓度和温度可以进行监控。
循环和浸泡之后，排空清洗溶液。
接着开始漂洗步骤，CMF-S单元从中间水池注入原水，并执行两次反洗步骤，将系统内的清洗药剂漂洗干净。
该CIP过程一般完成，根据系统设计要求，CMF-S单元可进入停机或启动工序。如果需要执行多个CIP过程，即可以开始下一个CIP过程。
当CIP由于种种原因（如停机报警、手动停止或者电源断电等）被迫中断时，CMF-S单元将停机。DCS保留中断时的CIP步骤号和记时信息。
如果是出现停机报警，CMF-S单元将处于停机报警状态。如果没有停机报警，或者报警已经复位，将进入CIP中断状态。
CIP周期重新开始前，CMF-S单元必须处于CIP中断状态，一旦重新启动，CIP将从中断步骤处恢复运行。
加强浸泡是CIP过程中不限定地延长浸泡时间的步骤，比如，可以将CMF-S单元用清洗溶液浸泡整个晚上，这样可以改善清洗效果。
当系统需要加强浸泡时，CIP过程中依次进行CIP浸泡步骤，然后进入加强浸泡。该单元将一直处于加强浸泡状态，除非操作员通过操作界面停止该过程。
CIP过程开始后，膜池在注水的同时，用计量泵在注水管中投加化学药剂使之达到一定的浓度要求。
酸化学药剂的浓度通过pH表测量监控。将清洗液浓度增加到要求的浓度范围之内，然后进行药剂循环。预先设定好再循环和浸泡的次数。在循环过程中如果药剂浓度下降，系统会自动补加药剂达到要求的浓度。
CMF-S单元采用的是PVDF材质的膜柱，有时要执行CEBW（化学反洗）工序。当CMF-S单元是在设计流量下运行时，通常是每48小时进行一次化学加强反洗。化学加强反洗是在预先设定的一定次数的正常反洗过程之后，并且是在预设的最小和最大过滤周期之间。
CEBW的控制工序与完整的CIP周期相同，只是清洗时间和药剂浓度相应降低了。所以CEBW周期要比CIP周期短。完成一次CEBW过程一般要60分钟左右。
CEBW工序包括过滤反洗步骤，反洗之后用热水注入膜池并投加合适的清洗药剂（一般用次氯酸钠清洗PVDF膜），进行循环、浸泡。清洗药剂浓度不同于正常CIP时的药剂浓度。
在短时间的浸泡后，清洗液再透过膜柱进行再循环，并保持预先设定的时间。然后进行漂洗并恢复到过滤状态。
当CEBW由于种种原因（如停机报警、手动停止或者电源断电等）被迫中断时，CMF-S单元将停机。DCS不保留中断时的CBW步骤号和记时信息，需要重新执行
1）CEBW请求和CEBW资源
当CMF-S单元需要执行CEBW循环时，先发出CEBW请求。
在预设的最大过滤时间后，DCS将发出自动CEBW请求，或者自前次CEBW后正常反洗达到一定次数且满足最低过滤时间时，DCS也将发出自动CEBW请求。当操作员手动启动CEBW周期时，将发出手动CEBW请求。
然而，当CEBW周期开始之前，DCS必须保证CEBW资源完全可用。
2）CEBW资源一般包括以下：
l 热水箱水位、温度符合注水条件
l 化学药剂计量箱具备一定的药剂量（无低液位报警）；
l 反洗资源可用（参照前面所述的“反洗请求和反洗资源”章节）；
l 反洗水池液位必须满足最低要求，漂洗过滤管道内的清洗药剂，以及至少可以完成两次过滤反洗；
l 系统包括多个CMF-S单元时，其他单元不得使用CEBW或CIP资源；
当CEBW资源可用后，可由操作员开始CEBW程序。当处于自动开始CEBW程序的系统时，CEBW资源可用后将自动开始CEBW程序，并根据CEBW开始时的反洗请求，反洗资源处于可用状态。
CMF-S单元包括给水进水调节阀，打开时可将原水注入到膜池。根据膜池单元的配置，给水进水阀是可进行开关度调整的阀门。
当CMF-S单元处于运行状态时，膜池液位由DCS通过膜池液位传感器进行监控，膜池进水流量受进水阀控制。采用调整阀控制进水流量时，CMF-S单元启动后，阀门通常是全开状态，向膜池注水，膜池液位达到一定值时，阀门开启度由DCS根据调整阀与膜池液位进行PID调节控制。通常情况下，膜池进水流量将与过滤出水流量保持平衡。但当CMF-S单元无法维持一定的过滤流量时，如过滤阻力过高（CIP请求被延迟），则原水进水流量必须降低，前端工艺过程中的流量也得进行相应调整，以满足CMF-S单元的过滤流量要求。此时，CMF-S单元的流量将受到限制，比如开始CIP清洗循环。
当要求CMF-S单元开始过滤时，进水要求通常还要受清水池液位控制。一般当清水池液位超过高液位设定值，这时无须过滤。如果CMF-S单元仍处于过滤状态，通常进入停机--过滤清水池液位高。当液位降至1，5米时，人工启动CMF-S单元过滤。
CMF-S过滤流量的设定是通过操作员在操作员设定值表上输入参数值确定的。
当CMF-S单元过滤出水时，DCS计算过滤过程中的阻力值。计算过程中，将用到过滤泵的平均流量（L/s），平均TMP（跨膜压差，kPa）以及水体温度（℃）。因此，阻力并不仅仅根据TMP的增加来决定是否需要反洗或CIP循环清洗，也是随过滤流量和给水温度而变化的。
过滤流量及TMP的平均值由DCS计算得出。每个设备参数是每隔一秒钟读取一次，连续三十次的读数求和再除以三十即为平均值，平均值同样是每一秒钟更新一次。平均之后可看出流量和压力的波动变化情况。
温度读数根据水质粘性的改变而变化。给水温度下降后，其粘度增加，要维持同样的过滤流量就必须增加跨膜压差TMP。
Memcor给阻力R定义的标准单位为m-1。然而，由于阻力值的计算结果将是很大的数值，故以除以1012后的数值来计算，一般在1—100范围之内。这也是显示在操作界面上的数值，即“阻力”。
CMF-S单元中DCS按以下公式自动计算阻力值：
R =
式中：
R = 阻力（阻力单位或m-1×1012）
TMP = 平均跨膜压差（kPa）
N = 膜柱数量
A = 每支膜柱的膜面积（平方米）
η = 给水温度下的粘度(厘泊，粘度单位)
Q = 平均过滤流量（L/s）
注意，式中N，膜柱数量，指过滤状态的膜柱数量。如果该单元有膜柱被隔离，必须修正公式中的N值。
膜柱面积是每支膜的实际过滤面积，对于浸没式膜柱S10V，其膜面积为27.9m2。
水的粘度（0℃--40℃）计算公式为：
η = 10
式中：
η = 给水温度下的粘度(厘泊，粘度单位)
T = 给水温度（℃）
过滤过程中根据计算出的平均TMP及平均过滤流量，每一秒钟计算一次阻力值。
3.6.1 阻力值（R）计算列举
一组144S10V的膜柱在过滤,给水温度为18℃，平均过滤流量及TMP分别为44.5 L/s（即160m3/h）和55.0kPa.过滤过程中没有膜柱被隔离.
计算阻力值时，首先将18℃代入粘度计算公式中，计算出粘度值为1.053厘泊。
然后，根据阻力计算公式，阻力(阻力单位或m-1×1012)计算如下：
R =
R = 4.7156
Memcor使用FFI,或原水污染指数,来表示原水的污染程度并监控CMF-S单元的运行情况.这个计算参数类似于其他指标,如SDI(污泥密度指数),一般用在反渗透膜上。
原水的污染指数是按20℃时计算的原水污垢速率。这个计算用来评估一定量的原水在每个单元膜面积上的阻力增加速率。
不少因素可以影响FFI值的计算，包括原水中的固体含量、颗粒特性（包括粒子大小、孔隙率及有机物含量）、以及水体的其他特性对这些固体的影响（如温度、pH值、絮凝剂的使用）。
每个过滤周期从过滤状态到反洗状态之前，CMF-S单元DCS自动计算FFI值。为此，DCS调用以下参数：
l 过滤阶段的初始阻力（R1）（初始过滤阶段结束时计算的阻力值，即反洗之后）；
l 最终阻力（R2）（反洗开始之前的过滤阶段计算的阻力值）；
l 两次阻力计算值之间的过滤总流量（从开始计算R1到R2结束时）；
l CMF-S单元膜面积。
FFI定义的标准单位为m-2。然而，类似于阻力值，该FFI的计算结果将是很大的数值，故以除以1012后的数值来计算，一般在1—100范围之内。这也是显示在操作界面上的数值，即“最终FFI值”。
CMF-S单元中DCS按以下公式自动计算FFI值：
FFI=
式中：
FFI = 原水污染指数
(FFI单位或m-2×1012)
R1 = 当前过滤阶段的初始阻力
（阻力单位或m-1×1012）
R2 = 开始反洗之前计算的最终阻力
（阻力单位或m-1×1012）
N = 膜柱数量（即：处于过滤状态的膜柱数量）
A = 每支膜柱的膜面积
（平方米）
V = 两次阻力计算值R1和R2之间的总过滤流量
（升）
当计算出来的FFI值超出预先设定的最大值时，将会出现报警。
一组144S10V的膜柱在过滤,若当前过滤阶段的初始阻力（R1）为4.7156，反洗之前计算的最终阻力（R2）为6.00。两次阻力值之间的总流量V为126000L。过滤过程中没有膜柱被隔离。根据以上公式，FFI(FFI单位或m-2×1012)计算如下：
FFI=
FFI=65.3
通常我们规定FFI污染指数不得超过200。
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