超濾設計及工程運用

超濾設計及工程運用上海立源水處理技術有限責任公司超濾的定義超濾是同時進行濃縮和分離大分子或膠體物質的技術。以壓力差為驅動力，液體在超濾膜表面流過時，大分子或膠體物質被截留，小分子和純水透過膜的過程。微濾（MF）-能截留0.1~1微米的顆粒超濾（UF）-能截留0.002~0.1微米的顆粒納濾（NF）-能截留約0.001微米的物質反滲透（RO）-能截留所有的溶解性鹽和分子量大于100的有機物

膜的種類膜的功能分離驅動力透過物質被截留物質微濾多孔膜、溶液的微濾、脫微粒子壓力差水、溶劑和溶解物懸浮物、細菌類、微粒子超濾脫除溶液中的膠體、各類大分子壓力差溶劑、離子和小分子蛋白質、各類酶、細菌、病毒、乳膠、微粒子反滲透和納濾脫除溶液中的鹽類及低分子物壓力差水、溶劑無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等透析脫除溶液中的鹽類及低分子物濃度差離子、低分子物、酸、堿無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等電滲析脫除溶液中的離子電位差離子無機、有機離子滲透氣化溶液中的低分子及溶劑間的分離壓力差、濃度差蒸汽液體、無機鹽、乙醇溶液氣體分離氣體、氣體與蒸汽分離濃度差易透過氣體不易透過氣體超濾分離特性1）分離過程不發(fā)生相變化，耗能少；2）分離過程可以在常溫下進行，適合一些熱敏性物質如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純；3）分離過程僅以低壓為推動力，設備及工藝流程簡單，易于操作、管理及維修；4）應用范圍廣，凡溶質分子量為1000~500,000道爾頓或者溶質尺寸大小為0.005~0.1μm左右，都可以利用超濾分離技術。此外，采用系列化不同截留分子量的膜，能將不同分子量溶質的混合液中各組分實行分子量分級。超濾與所有常規(guī)過濾及微孔過濾的差別1）篩分孔徑小，幾乎能截留溶液中所有的細菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質、大分子有機物。2）能否有效分離除決定于膜孔徑及溶質粒子的大小、形狀及剛柔性外，還與溶液的化學性質（pH值、電性）、成份（有否其它粒子存在）以及膜致密層表面的結構、電性及化學性質（疏水性、親水性等）有關。3）整個過程在動態(tài)下進行，無濾餅形成，使膜表面不能透過物質僅為有限的積聚，過濾速率在穩(wěn)定的狀態(tài)下可達到一平衡值而不致連續(xù)衰減。影響超濾性能的因素1）超濾膜的化學材料（化學穩(wěn)定性、親水性等）2）膜絲的微觀結構和孔徑3）超濾膜組件的結構4）超濾的運行方式和清洗方式膜材料名稱膜材料縮寫聚砜PS聚偏氟乙烯PVDF聚醚砜PES聚丙烯腈PAN聚丙烯PP聚乙烯PE醋酸纖維素CA芳香聚酰胺APA聚氯乙烯PVC再生纖維素RC超濾膜的常用材質超濾膜組件的常用結構形式1）平板式2）管式3）卷式4）中空纖維式：外壓式、內(nèi)壓式主流結構：外壓式中空纖維膜超濾膜工藝設計DOW超濾膜基本參數(shù)DOW超濾膜組件規(guī)格DOW超濾膜組件適用條件DOW超濾膜組件建議設計通量超濾膜產(chǎn)水量隨溫度變化的校正系數(shù)曲線通量校正系數(shù)液體溫度（℃）超濾膜跨膜壓差隨溫度變化的校正系數(shù)曲線跨膜壓差校正系數(shù)液體溫度（℃）超濾的運行方式超濾的清洗方式DOW超濾膜組件典型清洗工藝條件

超濾運行及反洗流程示意圖超濾裝置運行程控步序表超濾膜裝置設計組件及管道布置

總體要求：滿足功能、安全規(guī)范、便于操作維護、經(jīng)濟、簡潔流暢、牢固、美觀，另外還需要考慮包裝、吊裝運輸以及現(xiàn)場的固定。通常先考慮超濾膜堆的布置方式，然后考慮大支母管配水的具體方式。布水布氣的均勻性。裝置設計設計圖例

超濾膜現(xiàn)場調(diào)試超濾裝置啟動前的檢查內(nèi)容1、超濾前處理系統(tǒng)運行正常，超濾進水符合設計要求；2、排水系統(tǒng)已經(jīng)準備完畢；3、PLC程序已經(jīng)輸入；4、電路系統(tǒng)檢查已完成，機泵運行正常；5、管路系統(tǒng)連接完成并清洗干凈。超濾裝置啟動的基本步驟1、啟動原水泵；2、裝置灌水和沖洗；3、設置和調(diào)整進水壓力、裝置產(chǎn)水量；4、啟動反洗泵，設置和調(diào)整反洗壓力；5、設置和調(diào)整進氣壓力；6、設置和調(diào)整連鎖報警點；7、設置反洗時間間隔；8、設置氣擦洗時間間隔；9、設置并聯(lián)裝置反洗順序。超濾裝置需設置的連鎖和報警點維持超濾裝置持續(xù)正常運行的三個條件1、合格的進水水質；2、合適的清洗時間間隔；3、及時的化學清洗。運行數(shù)據(jù)的紀錄1、下面參數(shù)至少每二小時紀錄一次進水溫度（℃）進水壓力（bar）產(chǎn)水壓力（bar）產(chǎn)水流量（m3/h）濃水排放流量（m3/h）（錯流過濾時）運行數(shù)據(jù)的紀錄2、下面參數(shù)建議每周測定一次進水COD（mg/l）產(chǎn)水COD（mg/l）進水濁度（NTU）產(chǎn)水濁度（NTU）系統(tǒng)的日常維護每天巡檢離心泵，檢查電機溫度；同時檢查水泵的密封定期校準壓力表和流量表定期檢查自動閥門，是否有漏水、漏氣現(xiàn)象每天檢查超濾裝置管道和組件是否有泄漏現(xiàn)象按要求紀錄運行參數(shù)，根據(jù)產(chǎn)水水量、壓力和產(chǎn)水水質判斷故障并進行處理超濾膜維護系統(tǒng)的故障分析超濾組件的完整性檢測氣泡觀察法將膜組件中充滿測試所用的液體，使膜完全浸潤，膜絲所有的孔中都充滿了液體。在膜組件的進水側緩慢通入無油壓縮空氣，且逐漸提高進氣壓力，同時通過觀察產(chǎn)水側是否有氣泡連續(xù)溢出（產(chǎn)水閥門處于打開狀態(tài)）。當產(chǎn)水側觀察有氣泡溢出時，記下進水側通入空氣的壓力值，此即為該膜組件的泡點壓力。通常通入空氣的壓力從0bar開始，逐漸增大到1bar。如果測得的泡點壓力小于1bar，表明膜絲或者組件存在泄漏點。超濾組件的完整性檢測壓力衰減法將膜組件中充滿測試所用的液體，使膜完全浸潤，膜絲所有的孔中都充滿了液體。在膜組件的進水側緩慢通入無油壓縮空氣（產(chǎn)水閥門處于打開狀態(tài)），逐漸提高進氣壓力至設定值。對DOW系列超濾膜，保持壓力測試的設定值為2.5bar。最初時，進氣側的水會受壓穿過膜壁進入產(chǎn)水側，因此會有一定量的液體排出（大約會持續(xù)2分鐘）。等待壓力穩(wěn)定在設定值時，將進氣關閉（產(chǎn)水側閥門處于打開狀態(tài)），并密封進氣側保持測試壓力，靜止保壓10min。此時組件的進水側充滿帶壓的空氣，并與外界隔絕；產(chǎn)水側充滿水，且與大氣相通。若保持壓力測試10min后進氣側壓力降不大于0.3bar，則表明膜元件完整，沒有缺陷。如壓力降大于0.3bar，這表明膜元件有斷絲或泄漏等。超濾裝置長時間停機的維護如果組件停用時間較短（1周內(nèi)），可每天運行30~60分鐘，以防止細菌滋生。組件長期停用（1周以上），應在停運前進行手動氣洗，并注入保護液（1%亞硫酸氫鈉溶液），關閉裝置上所有閥門。每月檢查保護液的pH值，如pH≤3時應及時更換保護液。裝置長期停用后重新投入運行，應將保護液沖洗干凈。（沖洗至排水無泡沫）M在準備裝置長時間停機過程中，控制柜輸出電源必須關閉，并且出入電源也應處于關閉狀態(tài)。M在任何時候都必須保持OMEXELLTM超濾膜處于濕態(tài)，一旦脫水變干，都將造成膜組件不可逆的損壞。清洗系統(tǒng)流程圖清洗藥劑的選擇1）堿性配方

0.2%次氯酸鈉+0.1%氫氧化鈉溶液適用范圍：當進水中有機物含量高，可能引起濾膜受到有機物污染。并且當條件有利于生物生存時，一些細菌和藻類也將在超濾膜組件中繁殖，由此引起生物污染。2）酸性配方

1~2%檸檬酸溶液或0.4%鹽酸溶液適用范圍：當進水中Fe或Mn的含量超過設計標準，或者超濾膜組件的進水中懸浮物特別高，而對膜的進水側造成的非有機物污染。化學清洗的注意事項1）化學清洗前，清洗過濾器應更換上新的濾芯。2）超濾裝置進行化學清洗前都必須先進行充分的夾氣反洗；3）超濾裝置的整個化學清洗過程約需要2~4個小時；4）如果清洗后超濾裝置停機時間超過三天，必須按照長時間關閉的要求進行維護。5）清洗液必須使用超濾產(chǎn)水或者更優(yōu)質的水配制。6）清洗劑在循環(huán)進膜組件前必須除去其中可能存在的污染物。7）清洗液溫度一般可控制在10℃～40℃，提高清洗液溫度能夠提高清洗的效率。8）必要時可采用多種清洗劑清洗，但清洗劑和殺菌劑不能對膜和組件材料造成損傷。且每次清洗后，應排盡清洗劑，用超濾或RO產(chǎn)水將系統(tǒng)沖洗干凈，才可再用另一種清洗劑清洗?；瘜W清洗的操作過程1）按停機程序關閉超濾裝置，關閉裝置上的所有閥門；2）在清洗溶液箱中配制好1~2%的檸檬酸或0.4%HCl溶液，并充分攪拌使其混合均勻；3）啟動清洗水泵，緩慢打開清洗水泵出口閥、超濾裝置清洗液進出閥，控制每個膜組件1000L/h