陶瓷膜参考方案.doc

项目: 广西南宁危废预处理系统 用户: 广西神州万方 _ 陶瓷膜油水分离系统 Courtesy of TRISEP(上图为某公司油水陶瓷膜过滤分离系统仅供参考)No. BBPSS04-0北京神州东宇环境工程有限公司2011-10-221.颇尔公司简介颇尔公司 ( PALL CORPORATION ) 颇尔公司( PALL CORPORATION) 于1946年创立，多年来一直专门从事高性能过滤器及过滤分离系统的开发生产.销售额。在全球同类型过滤行业居第一位，被幸福杂志评列的美国500家最大的工业公司之一。总部设在美国纽约，下属公司、制造厂、实验室遍布世界三十余个国家和地区。颇尔Schumaher公司 （PALL SCHUMHER COMPANY）德国 Schumaher公司是世界上最早致力于陶瓷膜产品的公司， 颇尔公司的独资子公司。在陶瓷膜过滤领域处于世界领先地位， 尤其在石油化工, 钢铁冶金领域， Schumasive陶瓷膜过滤分离技术及系统有着丰富的过滤经验。颇尔过滤器(北京)有限公司 ( PALL FILTER (BEIJING) CO., LTD. )在中国,颇尔公司的独资子公司-颇尔过滤器(北京)有限公司于1993年底在北京设立.现有员工近600人，分别在上海、广州、长春、香港设有区域办事处，专为国内用户提供专业水平的技术服务和技术支持及颇尔高标准、高质量的过滤器产品。针对钢铁行业水处理，尤其在含油废水油/水分离方面，颇尔公司有着优质的产品，丰富的经验，良好的业绩和服务。1.1 颇尔公司陶瓷膜在钢铁行业油/水分离应用业绩表客户名称行业 应用系统面积（m2）安装时间国际DECOSTEEL比利时钢铁脱脂液回用3.41997SIDMAR Sidgal比利时钢铁脱脂液回用5.12001EUROGAL比利时钢铁脱脂液回用18.42001SOLLAC MARDYCK法国钢铁脱脂液回用18.42000ECO STAHL德国钢铁脱脂液回用271999VOEST ALPINE奥地利钢铁脱脂液回用461997EWALD GIEBEL卢森堡钢铁冷轧乳化液361999HOESCH德国钢铁冷轧乳化液201995THYSSEN德国钢铁冷轧乳化液162000DaimlerChrysler德国汽车脱脂液回用382000BOSCH德国机械脱脂液回用1.41995国内宝山钢铁股份有限公司2030能介厂钢铁冷轧乳化液802002鞍钢新轧-蒂森克虏伯镀锌钢板有限公司钢铁脱脂液回用292003湖南涟源钢铁有限公司钢铁冷轧乳化液1202004广州钢板有限公司钢铁含油废水处理2020051.2 Pall Schumaher陶瓷膜的特点和先进性:作为全世界最早从事于陶瓷膜生产制造的德国Schumaher公司于2002年加入颇尔集团,成为颇尔的独资子公司,拥有超过80年的丰富的过滤经验.至今拥有超过10年以上的陶瓷膜工业化应用石油化工,钢铁等领域的过滤经验.其独特的产品生产,设计理念,具有如下区别于其它无机膜制造商的优点: 1.2.1 膜的支撑层孔径为6um,区别于其它品牌陶瓷膜支撑层直径 - 直接可以保证颇尔的陶瓷膜最大的流量，缘于流体经过膜层后在经过6um的支撑层,没有任何反向阻力.- 大直径的过滤支撑层保证,陶瓷膜在反向清洗时,阻力损失最小,同时效果最佳.流体表面100nm膜层12um支撑层流体表面0.05um膜层6um支撑层1.2.2 膜的孔道直径3.3,3.6,6,7mm.- 颇尔Schumaher 的陶瓷膜的孔道直径只控制在3-7mm之间- 孔道直径过大,将导致能量的消耗成倍增加. 能量增加的比例为直径平方的比值,即 6mm的直径,相同的孔道数量条件下,能量消耗为3mm的4倍1.2.3 膜的孔径分布均匀, 分布区间仅为15%- 孔径分布的误差越小,则孔的直径越均一,流体的过滤精度越高.- 颇尔Schumaher的陶瓷膜的膜层孔径分布区间仅为15%1.2.4 最高的膜通量, 缘于最高的孔隙率- 独特的支撑层孔径和高孔隙率,必然使膜可以达到最高的通量- 直接可以节省过滤面积,同时,降低了能量,清洗水,化学试剂等成本消耗1.2.5 膜的清洗再生能力高,多种化学清洗方式相结合直接延长设备使用寿命- 平滑的膜表面可以使日常的化学清洗更容易,膜的通量恢复高- 同时,可以使用含CI-离子的化学清洗剂来达到更好的清洗效果- 在化学清洗无法使膜的通量恢复以后(一般为5-7年后),可以在氧化条件下使用高温灼烧的方式,将长久以来堵塞在膜表面的杂质颗粒灰化,使膜的寿命再延长2-5年.1.2.6 进的膜组件设计, 拥有最高的膜装填空间- 最大的膜组件的过滤面积可以达到18m2- 直接节省占地和能量,清洗等消耗1.2.7 运行经济,维修成本低- 前两年几乎不需要任何维保成本1.2.8 100%进行完整性检测a) 完全进行泡点实验,保证膜管的质量b) 两次泡点实验,更好控制膜的孔径分布和精度1.2.9 自动化程度高, 拥有PlC和PC控制软件,- 全触膜屏设计- 数据输入和输出,便于QA和QC1.2.10 全世界唯一自己生产,自己制造,自己服务的陶瓷膜公司-享有最高的信誉-完善的膜质量控制,系统设计与制造,安装, 调试,检测,服务体系.Courtesy of TRISEP 自动化控制软件 在线运行系统 2. 背景冷轧薄板工程包括酸洗-冷轧联合机组、连续热镀锌机组和彩涂机组等工艺生产线及相关辅助设施。生产过程中产生大量含油和废乳化液废水。昆钢冷轧厂废水处理车间，目前有一套无机膜处理含油废水超滤系统，处理量为5m3/h。由于废水流量增大至11m3/h ,原有无机膜超滤系统处理能力已经无法满足处理量上的要求，因此建议冷轧厂污水处理车间利用原有超滤系统的部分设备（主要是槽体、罐体及自控系统）进行扩产改造，再添加一套陶瓷膜超滤系统，处理能力为6m3/h,以满足目前的废水处理要求。2.1 进水指标 废水来源：冷轧线含油及乳化液废水处理水量：6m3/h进水油含量： SS浓度: mg/l温度: CPH: 6-9 2.2 超滤系统保证指标 处理能力：6m3/h渗透液油含量 mg/l SS 30 mg/lPH: 6-92.3 超滤系统 一套完整的超滤法处理乳化液污水系统一般由以下三部分组成：1 预处理部分主要是平流沉淀池，刮泥刮渣机2 超滤部分纸带过滤机，超滤装置3 后处理部分（废油浓缩）蒸气加热槽，废油收集槽根据昆钢冷轧污水处理厂现有装备情况：乳化液收集池：300m32乳化液循环处理箱：25 m32漂洗水槽：10 m3碱洗槽：5 m3酸洗槽：5 m3纸带过滤机： m3/h 台利用原有超滤系统的预处理设备和后处理设备，添加一套新的超滤装置主体。颇尔公司提供超滤部分包括：陶瓷膜超滤装置主体一套、磁力纸带过滤机处理能力：9m3/h 超滤装置生产能力: 8 m3/h 撇油机生产能力：50l/h3. 相关选型 以下计算数据基于颇尔公司在油水分离领域的丰富经验. 但任何不同的 油水料液性质都不尽相同。具体客户的系统数据可能会有所差异。 系统设计依据的主要设计数据: 膜通量: 100 LMH(l/m2. h) 料液温度：50-60 3.1 组件选型 膜组件型号: 37P37-3.6/0.05um/PTFE3.1.1 选用膜管型号：TI37036单支膜管参数： 材质 支撑体材料 ,过渡层 -Al2O3 膜 ZrO2膜孔径 0.05um (50nm)通道数量 37孔，膜管通道孔径3.6mm 单支 膜管面积 0.418m2膜管外径：41.0mm 膜管长度：1000mm 端封：PTFE (聚四氟乙烯) 纯水通量 :563l/m2.h .BarPh值范围：1-14 最高使用温度：180 爆破压力：50Bar 膜管密封圈材质：Viton橡胶3.1.2 选用滤壳滤壳孔数 ： 37芯（每个滤壳装37支 P37-36膜管），装填膜面积：15.5m2滤壳参数材质：不锈钢304 渗透液侧/截流液侧 管路连接方式：法兰连接密封形式：O型圈 材质：viton橡胶测试压力：15Bar最大工作压力：10bar4 陶瓷膜超滤装置组成描述4.1 相关计算：处理流量为6 m2/h 的废水计算所需膜面积：6 m2/h100l/m2h=60m2计算所需膜管数量：60 m20.42m2/支=143支计算所需37芯滤壳数量：14337=3.8个依据超滤装置设计原则，我们选用4个37芯滤壳实际需要滤壳数量：4个实际膜管数量：437=148 支实际膜面积：1480.42=62.1m2实际处理能力：62.1100l/m2h=6.2m3/h所需TI37036膜管148支 ，37孔滤壳4个。4.2 系统组成超滤系统设计包含2个并联的循环回路，每个循环回路处理能力分别为3.1 m3/h整个超滤系统的生产能力：6.2m3/h系统总共包含4个膜组件，每2个组件串联形成一个循环回路，每个循环回路分别配有一台供料泵和一台循环泵及相应的阀门和在线检测元件。2个循环回路共用一个循环槽，一套CIP在线清洗系统-包括漂洗槽，碱洗槽，酸洗槽及相应的阀门和在线检测元件，根据昆钢现有超滤系统的情况，本系统所需的循环槽、漂洗槽、酸洗槽、碱洗槽可利用昆钢原有系统的槽体，无需另外添加。详细组成见附图1依据业主要求，该超滤系统的2个循环回路与昆钢原有超滤系统（处理量5m3/h）共用一套在线自动控制系统，可在线监测通量、压力、液位、温度等操作信号，当信号发生变化时，自控系统接受信号，作出反应，实施相应的控制操作，有效的控制系统过滤及清洗过程。过滤时2个循环回路同时进行过滤和清洗操作，如有需要每个回路也可进行单独过滤及清洗操作。同时在超滤设备安装现场，单独配有操作面板，供系统调试使用。详细参数见供货范围详述及附表1 4.3 控制系统 本系统与原有系统共用的控制系统应该达到以下功能：各种变送器输出信号至PLC，操作人员可通过上位机进行远程监控；系统操作分为远程控制和现场控制两种模式，现场操作模式下现场人员可以使用现场操作面板对系统进行调试。重要过程检测和控制项目1 泵的开启/关闭，运行监测2 阀的开启/关闭，开度调节3 循环箱液位检测及控制（静压式液位计，带远传功能）4 酸洗箱液位检测及控制（静压式液位计、带远传功能）5 酸洗箱温度检测及控制（与蒸汽管道上电磁阀连锁）6 碱洗箱液位检测及控制（静压式液位计、带远传功能）7 碱洗箱温度检测及控制（与蒸汽管道上电磁阀连锁）8 漂洗箱液位检测及控制（静压式液位计、带远传功能）9 漂洗箱温度检测及控制（与蒸汽管道上电磁阀连锁）10 超滤组件进出口压力检测（带远传功能）11 超滤通量检测（电磁流量计、带远传功能）5. 超滤系统工艺简述5.1系统工艺设计： 系统中循环回路的数量基于要求的过滤能力, 含油废水性质和操作条件等。乳化液与含油废水中含有大量铁屑、灰尘等固体杂质，并且排放不均匀，进入超滤系统时首先通过预处理部分。采用平流沉淀池，并且在沉淀池应设有蒸汽加热，使污水中的一部分油经过加热分离而上浮。同时使废水保持一定的温度，降低流体粘度，在超滤时可获得更高的通量。浮油由刮油机刮到池子的一端后去除，沉淀下来的杂质则由刮油刮渣机刮到池底部的渣坑收集。废水经过沉淀池，去除部分铁屑 和浮油后，进入陶瓷膜超滤过滤部分，废水经过纸带过滤机进行过滤，以减少进入陶瓷膜超滤系统的油泥和铁屑，以保持超滤膜的高通量和降低膜面的磨损，延长使用寿命。乳化油废水经过陶瓷膜超滤后，滤过液经过每个单独的循环渗透流出. 截溜液实现乳化油的破乳分离后返回至循环罐中。截流液浓缩到一定浓度后，含油废水送往废油浓缩处理部分，通过蒸汽加热进一步浓缩分离，浓缩后的废油集中于废油收集箱中，外售或焚烧。废液打回300m3的乳化液收集池。5.2系统操作描述： 颇尔公司设计制造的陶瓷膜超滤装置总共由2个超滤循环回路并联组成，运行时由调整池过来的废水首先经过纸带过滤机进入循环槽和2个并联的陶瓷膜超滤循环回路，含油的废水经过纸带过滤机， 进入到系统的循环槽中。料液被加热到50 C以上。到达一定液位后，启动给料泵，将系统充满后，开动循环泵。此时,含油的废水开始经过2个浓缩循环回路同时进行过滤。料液在循环回路中温度始终控制在设定值。过滤过程中含油废水中的乳化油已部分破乳分离，在循环槽表面形成浮油，可通过循环槽上的撇油机将浮油收集送至废油储槽，当截流液浓度达到一定值时，将浓缩液由泵送至废油浓缩装置。在装置中将浮油收集，剩余废液打回调整池中与池中废水混合后重新过滤。当系统运行3-5天后，膜面被污染。通量会逐渐下降，当通量降低到设计通量后，系统报警，停止进料，系统切换到CIP清洗程序，进行化学清洗。在系统进行清洗 同时，会清洗相应的管路。清洗完毕后，系统漂洗能力达到6.2m3，重新进行生产过滤。系统保持过滤周期3-5天。 过滤过滤分离开始时, 系统中充满含油洗液. 为了避免气泡在循环回路中对膜和系统性能产生影响, 在过滤单元的顶部要经过排气. 以充分保证系统中不含任何气泡. 循环泵保证料液循环的膜面线速度达到4m/s，供料泵保证膜进口压力为3-3.5bar，通过渗透侧的阀门调节获得合适的通量。透过液流量的控制是通过管路上的流量计和调节阀来实现. 每个循环回路的流量控制均独立进行。 CIP在线清洗超滤装置清洗之前, 化学清洗液和水准备就绪. 排空系统中需清洗的管路, 再充满热水在回路中循环后排空。 水清洗后进行碱洗. 碱液经过 一定时间循环后正向通过膜, 返回到CIP站碱液罐.当碱洗达到标准后,碱液将被排放.碱洗后进行清水漂洗, 然后再进行酸洗(同碱洗比, 时间较碱洗短)，和再一次的清水漂洗 纯水通量检测视通量回复情况，确定化学清洗是否完全再次开机生产按照标准开机程序开机，该过滤单元开始正常生产。5.3自动化控制原理描述PLC系统改编后，应提供以下报警清单和操作能力： 1、系统报警和过程报警（系统可以具备灯光和声音报警的能力） 2、打印系统报警并做为历史信息储存。 3、打印过程报警，在当前报警清单中显示（直至报警被确认，报警状况被处理），并做为报警历史存储 4、过程报警清单的内容包括报警点的名称、报警的时间和报警点的实时数据，报警的类型以及超极限报警数值。6.供货范围及技术细节6.1错流浓缩循环单元6.1.1 2个浓缩循环回路每个循环单元包括: 2个37P 型号的膜柱组件, 垂直安装形式，过滤面积共为31 m每个循环回路由以下部件构成:6.1.1.1 1台循环泵 制造商: 磨锐进口产品能力 250 m/h 2.5bar电机功率: 22 kW6.1.1.2 1台供料泵 制造商: 磨锐进口产品能力: 25 m/h 3bar电机功率: 5.5kW6.1.1.3 1 套陶瓷过滤膜组件2个模柱组件, 每个组件装有37根陶瓷膜滤芯, 3.6mm孔道每个模柱组件的过滤面积15.5m 型号:37P37-3.6/0.05um/PTFE6.1.1.4系统支架矩形结构用于支撑膜组件和其它辅助部件可通过支脚调整水平6.1.1.5 阀门与管路6.1.1.5.1阀门装置进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀，材质为316L或304SS，衬四氟，带有气动执行机构,带有一个阀位接近开关6.1.1.5.2 管路料物循环管产品的进料与输出滤出液CIP/冲洗管路材质304SS6.1.1.5.3手动截止阀6.1.1.6自动化附件6.1.1.6.1 用于滤液输出6.1.1.6.1.1 进口E+H或其它同品质规格电磁流量计（非合资品牌）- 电极材料：0Cr18Ni2Mo2Ti- 材料：316L- 测量管材质：不锈钢- 空管检测：电容式空管检测、报警功能- 安装方式：法兰安装- 显示器：LCD背光显示、具有瞬时流量和累计流量同时显示功能- 累计量保护：转换器带有累计量可插拔芯片，在仪表出现故障时，可查出故障前累计量。- 输出信号：隔离420mADC、脉冲、报警- 电源：220VAC，50Hz 安装方式：管道安装6.1.1.6.1.2 进口E+H或其它同品质规格压力传感器- 测量范围：00.5Mpa- 测量精度：0.075%- 稳定性：12个月0.1%- 量程比：10：1- 零点迁移：满量程 90%- 安装位置：任选，带现场显示- 线性度=0.1%- 结构：变送器、测量元件一体安装- 电源：24VDC(二线制)- 现场显示，4-20mA信号输出安装方式：管道安装6.1.1.6.1.2 进口E+H 或其它同品质规格温度传感器- 测量范围：测量范围：00.5Mpa- 0-20mA信号输出6.1.1.7.2 用于排气与冲洗充满/空液位探针，进口品牌GEA6.2.1.1 阀门与管路进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀，材质为316L或304（Viton密封件），带有气动执行机构,带有一个阀位接近开关6.2.1.2 自动化附件1套6.2.2.1 E+H液位计- 材料：316L- 远距离数据传送， - E+H或其它同质量规格温度传感器 6.3 外围配置6.3.1 阀门及管件进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀，材质