1、預處理系統
預處理系統是指原液在進(jìn)入超濾裝置之前去除各種有害雜質(zhì)的工藝過(guò)程及設備。預處理工藝是根據原液情況及處理的要求來(lái)確定的，沒(méi)有固定模式，但下述選擇原則可供參考。
（1）地下水及含懸浮物、膠體物質(zhì)小于50mg/l時(shí)宜采用直接過(guò)濾或者在管道中加入絮凝劑過(guò)濾；
（2）地面水及含懸浮物、膠體物質(zhì)大于50mg/l應采用混凝沉淀、過(guò)濾工藝；
（3）原水中含有細菌、藻類(lèi)及其他微生物較多時(shí)，必須先行殺菌，然后再按常規程序處理，滅菌劑有氯、次氯酸鈉、臭氧等，而過(guò)氧化氫、高錳酸鉀等多用清洗組件時(shí)用來(lái)殺菌，因為預處理用量大，不經(jīng)濟；
（4）原水經(jīng)殺菌劑處理后，如果水中含有較多的余氯或其他強氧化劑，可加入亞硫酸鈉等還原劑或者用活性碳吸附去除。
上述為常規的傳統的預處理工藝，在膜集成工藝中，中空纖維超濾膜常作為其他膜處理的預處理。如在反滲透脫鹽工藝中，超濾本身即屬預處理工藝，在電滲析脫鹽工藝中亦可以超濾作為電滲析脫鹽預處理，以補充電滲析脫鹽工藝的不足。此外，在礦泉水制備工藝中以超濾作為主要的處理工藝，化學(xué)藥劑的加入，會(huì )使礦泉水水質(zhì)受到污染，因此在礦泉水處理工藝中，不適宜用化學(xué)藥劑作為預處理措施。
在某種情況下，例如以城市自來(lái)水為水源進(jìn)行深度凈化，或以地下水為水源，水質(zhì)較好時(shí)，過(guò)多的常規預處理，可能帶來(lái)二次污染。超濾的預處理可以極為簡(jiǎn)化，僅采用粗過(guò)濾以避免大顆粒懸浮物進(jìn)入超濾系統損害超濾膜，即可直接用超濾去除少量細菌微生物、膠體、懸浮物。采用加強反沖洗，快速沖洗以及增加濃縮水排量（回流）等措施防止超濾膜的堵塞。
2、運行前的準備工作
（1）進(jìn)水水質(zhì)的檢查，重點(diǎn)是檢查進(jìn)水的濁度或SDI值、PH值和細菌、微生物、余氯等項目，應達到設計要求的進(jìn)水指標后方可輸入超濾系統，一般中空纖維超濾膜要求原水的PH值并無(wú)嚴格要求。在PH=2～11范圍內均可使用，但用于工業(yè)濃縮時(shí)，原液的PH值必須嚴格根據膜材料的要求。超濾膜對余氯要求也無(wú)嚴格規定，一般情況下，要求含有一定余氯以保證細菌不超標。當后續工藝對余氯有要求時(shí)，可在超濾工藝之后用活性碳去除，效果更佳。
（2）清洗設備及管道，超濾系統組裝完成后，在啟動(dòng)之前還必須對系統中所有過(guò)流部分進(jìn)行清洗，一方面清洗掉設備及管道中的碎屑及其他有害雜質(zhì)，一方面對系統進(jìn)行嚴格的滅菌作用，以免殘留的細菌、微生物在管道及超濾膜組件中滋長(cháng)。一般常采用分段清洗法，即按照工藝流程路線(xiàn)由前往后、按設備和管路分段清洗，以保證設備安全運行。
（3）管路系統檢查，操作人員必須掌握工藝流程路線(xiàn)，檢查各有關(guān)設備和管是否有誤接的地方，同時(shí)還要檢查進(jìn)、出口閥門(mén)的啟閉情況，特別是要注意濃縮水出口閥門(mén)不能全部關(guān)閉及進(jìn)口閥門(mén)不能開(kāi)啟，以防止系統在封閉狀態(tài)下，突然啟動(dòng)引起系統內壓力過(guò)高以及水流沖擊作用而損壞設備。
3、啟動(dòng)
當做完上述各項準備工作后，可先進(jìn)行試啟動(dòng)，即接通電源，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，開(kāi)動(dòng)泵后立即停止，觀(guān)察水泵葉輪轉動(dòng)方向是否正確，檢查水泵在啟動(dòng)時(shí)有無(wú)反常的噪音產(chǎn)生，以判斷水泵是否能正常運行。
對于全自動(dòng)的控制裝置必須預先設置操作程序，以便啟動(dòng)后進(jìn)入正常順序運行。
4、運行
a、升壓
水泵轉動(dòng)后，逐漸打開(kāi)超濾系統的進(jìn)水閥門(mén)，相應調節濃縮水出口閥門(mén)使系統升壓及保持濃縮水的流動(dòng)，通常情況下，應當緩慢轉動(dòng)閥門(mén)，大約在1min左右時(shí)間內升至所需的工作壓力，有利于對設備及膜的保護。
b、監控及記錄
注意超濾設備進(jìn)出口壓力差的變化，進(jìn)口壓力應按設計值操作，但隨著(zhù)運行時(shí)間延長(cháng)，出口處壓力會(huì )逐漸降低，即壓力差會(huì )逐漸增大，當這一壓力差高于安裝始值0.05Mpa時(shí)說(shuō)明水路有阻塞現象，應當采取相應措施，即采取物理或化學(xué)方法進(jìn)行清洗。
運行中定時(shí)分析供水水質(zhì)和超濾水水質(zhì)，發(fā)現有突然變化現象，應立即采取措施。當進(jìn)水水質(zhì)不合格時(shí)，應加強預處理工藝。透過(guò)水不合格時(shí)，則應當進(jìn)行清洗再生，處理后仍不見(jiàn)效果，則應考慮更換新的膜組件。
c、回收比及其調節
運行中觀(guān)察濃縮水的排放量及透水量，始終保持在允許的回收比范圍內運行�；厥毡冗^(guò)大或過(guò)小，于超濾膜的正常運行都是不利的。因為回收比過(guò)大，極易產(chǎn)生膜的濃度極化現象，影響產(chǎn)水質(zhì)量，而回收比過(guò)小，則流速過(guò)大，也會(huì )促進(jìn)膜的衰退，壓力降增大影響產(chǎn)水量。
回收比的具體調節方法如下：
（1）濃縮水排放量偏�。椿厥毡绕螅┛晌⑽㈤_(kāi)啟濃縮水出口閥。如果因此而導致工作壓力下降或產(chǎn)水量不足，則需適當開(kāi)啟進(jìn)水閥門(mén)，即增加泵的供水量。
（2）若濃縮水排放量偏大（即回收比偏�。�，可微微半閉濃縮水出口閥。如果由此而引起工作壓力上升，則應該適當關(guān)小進(jìn)水閥門(mén)，即降低泵的供水量。
d、膜的清洗
判斷超濾膜是否需要清洗的原則如下：
（1）根據超濾裝置進(jìn)出口壓力降的變化，多數情況下，壓力降超過(guò)初始值0.05MPa 時(shí)，說(shuō)明流體阻力已經(jīng)明顯增大，作為日常管理可采用等壓大流量沖洗法沖洗，如無(wú)效，再選用化學(xué)清洗法；
（2）根據透水量或透水質(zhì)量的變化，當超濾系統的透過(guò)水量或透水質(zhì)量下降到不可接受程度時(shí)，說(shuō)明透過(guò)水流路被阻，或者因濃度極化現象而影響了膜的分離性能，此種情況，多采用物理——化學(xué)相結合清洗法，即進(jìn)行物理方法快速沖洗去大量污染物質(zhì)，然后再用化學(xué)方法清洗，以節約化學(xué)藥品。
（3）定時(shí)清洗，運行中的超濾系統根據膜被污染的規律，可采用周期性的定時(shí)清洗�？梢允鞘謩�(dòng)清洗，對于工業(yè)大型裝置，則宜通過(guò)自動(dòng)控制系統按順序設定時(shí)間定時(shí)清洗。
e、滅菌
細菌與其他微生物被膜截留，不但繁殖速度極快，而這些原生物及其代謝物質(zhì)形成一種粘滑的污染物質(zhì)緊緊粘附于膜表面上，直接影響到膜的透水能力和透過(guò)水質(zhì)量。一般采用定期滅菌的方法，滅菌的操作周期因供給原水的水質(zhì)情況而定，對于城市普通自來(lái)水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作為供給水源時(shí)，滅菌周期更短。滅菌藥品可用500～1000mg/l次氯酸鈉溶液或1%過(guò)氧化氫水溶液循環(huán)流或浸泡約半小時(shí)即可。
在礦泉水生產(chǎn)中，由于車(chē)間的密封性，通風(fēng)不良，室內濕度增高，給霉菌生長(cháng)提供了良好的條件，成為礦泉水生產(chǎn)過(guò)程中霉菌的長(cháng)期污染源，尤其是生產(chǎn)管道一經(jīng)霉菌污染，清除和消毒十分困難。一般紫外線(xiàn)、臭氧對霉菌的殺滅效果不太理想，使礦泉水成品中出現半透明絲狀白色絮狀的霉菌集合體，因而必須定期對周轉環(huán)境進(jìn)行相應的滅菌措施防止對系統的污染。
f、停機
（1）先降壓后停機，當完成運行任務(wù)或者由于其他原因需要停機時(shí)，可慢慢開(kāi)啟濃縮水出口閥門(mén)，使系統壓力徐徐下降到最低點(diǎn)再切斷電源。因為在工作狀態(tài)下如果突然停泵，容易產(chǎn)生水錘現象而傷害超濾膜，降壓速度約在1min內完成。
（2）用純水或超濾后的凈水沖洗膜表面，利用運轉水泵或者輔助的清洗水泵，采用大流量沖洗3～5min，以清除掉沉積于膜表面上的大量污垢，在沖洗過(guò)程中，系統內不升壓，不引出透過(guò)水；
（3）停機期間需進(jìn)行維護與保養，如果停機時(shí)間僅2～3天，可每天運行30～60min，用新鮮水置換出裝置內存留的水。如果停機時(shí)間較長(cháng)，應向裝置內注入保護液，如0.5%～1.0%甲醛水溶液，以防止細菌繁殖。
5、超濾系統常見(jiàn)故障及處理措施
a、供水壓力低或供水量不足，有可能水泵轉動(dòng)方向相反，或水泵進(jìn)水管泄漏，此時(shí)水泵可能激烈震動(dòng)；
b、壓力降增大，系統內受阻或流速過(guò)大，應疏通水道或減少濃縮水排放量；
c、透水量下降，可能膜被壓密或膜被污垢堵塞，前者停機松馳，一般不易恢復，后者則應進(jìn)行清洗；
d、截留率下降，水質(zhì)惡化，有多種可能，濃差極化時(shí)應用大流量沖洗，密封損壞應更換或修補。中空纖維斷裂或破損，則應更換膜組件。
6、中空纖維超濾膜的污染及清洗再生技術(shù)
由于超濾膜的功能是去除原液中所含有的雜質(zhì)，性能優(yōu)良與截留分子量較低的中空纖維超濾膜，被雜質(zhì)污染堵塞可能更快，膜表面會(huì )被截留的各種有害雜質(zhì)所覆蓋，甚至膜孔也會(huì )被更為細小的雜質(zhì)堵塞而使其分離性能下降。原水預處理的有無(wú)，與處理質(zhì)量的好環(huán)，只能決定超濾膜被堵塞污染速度的快慢，而無(wú)法從根本上解決污染問(wèn)題，即使預處理再徹底，水中極少量雜質(zhì)也會(huì )因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響。因此膜的堵塞是絕對的，一般超濾系統都應當建立清洗和再生技術(shù)。清洗膜的方法可分為物理方法和化學(xué)方法兩大類(lèi)。
a、中空纖維超濾膜的物理清洗法：
該方法是利用機械的力量來(lái)去除膜表面污染物。整個(gè)清洗過(guò)程不發(fā)生任何化學(xué)反應。
①等壓水力沖洗法：對于中空纖維超濾膜等壓沖洗法是行之有效的方法之一。具體做法是關(guān)閉超濾液出口閥門(mén)，全開(kāi)濃縮水出口閥門(mén)，此時(shí)中空纖維內外兩側壓力逐漸趨于相等，因壓力差粘附于膜表面的污垢松動(dòng)，籍增大的流量沖洗表面，這對去除膜表面上大量松軟雜質(zhì)有效；
②水氣混合清洗法：將凈化過(guò)的壓縮空氣與水流一道進(jìn)入超濾膜內，水——氣混液會(huì )在膜表面劇烈的攪運作用而去除比較堅實(shí)的雜質(zhì)。效果比較好，但應注意壓縮空氣的壓力與流量；
③熱水及純水沖洗法：熱水（30℃～40℃）沖洗膜表面，對那些粘稠而又有熱溶性的雜質(zhì)去除效果明顯。純水溶解能力強。純水循環(huán)沖洗效果比較好；
④負壓反向沖洗法：是一種從膜的負面向正面進(jìn)行沖洗方法，對內外有致密層的中空纖維或毛細管超濾膜是比較適宜的。這是一種行之有效但常與風(fēng)險共存的方法，一旦操作失誤，很容易把膜沖裂或者破壞中空纖維或毛細管與粘結劑的粘結面而形成泄漏。
b、中空纖維超濾的化學(xué)清洗法：
利用某種化學(xué)藥品與膜面有害物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)或溶解作用來(lái)達到清洗的目的。選擇化學(xué)藥品的原則，一是不能與膜及其他組件材質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應或溶解作用，二是不能因為使用化學(xué)藥品而引起二次污染。
①酸洗法：常用的酸有鹽酸、草酸、檸檬酸等。配制后溶液的PH值因材質(zhì)類(lèi)型而定。例如CA膜清洗液PH=3～4，其他PS、SPS、PAN、PVDF等膜PH=1～2。利用水泵循環(huán)操作或者浸泡0.5～1h，對去除無(wú)機雜質(zhì)效果好；
②堿洗法：常用的堿主要有氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉等。配制堿溶液的PH 值也因膜材質(zhì)類(lèi)型而定，除CA膜要求PH=8左右以外，其他耐腐蝕PH=12，同樣利用水泵循環(huán)操作或者浸泡0.5～1h，對去除有機雜質(zhì)及油脂有效；
③氧化性清洗劑：利用1～3%H2O2，500～1000mg/LNaClO 等水溶液清洗超濾膜，既去除了污垢，又殺滅了細菌。H2O2 和NaClO是目前常用的殺菌劑。
④加酶洗滌劑清洗：加酶洗滌如0.5%～1.5%胃蛋白酶、胰蛋白酶。對去除蛋白質(zhì)、多糖、油脂污染物質(zhì)有效。
推薦下述一種清洗步驟，可資參考。
（1）先用清水沖洗整個(gè)超濾系統。水溫最好采用膜組件所能承受的較高溫度。
（2）選用合適的清洗劑進(jìn)行循環(huán)清洗。清洗劑中可含EDTA或六偏磷酸鹽之類(lèi)的絡(luò )合劑。
（3）用清水沖洗，去除清洗劑。
（4）在規定條件下校核膜的透水通量。如未能達到預期數值時(shí)，重復第二步、第三步清洗過(guò)程。
（5）用0.5%的甲醛水溶液進(jìn)行消毒貯存。
