压力驱动式超滤与浸没式超滤的比较.doc

压力驱动式超滤的优点本文介绍了NORIT公司压力驱动方式XFLOW XIGA超滤膜的技术特点。1 高通量X-FLOW超滤一般情况下在比绝大多数浸没式超滤高50-100%的大通量下运行。这是非常重要的一个参数，因为大通量将带来在出水量相同的情况下，更小的膜面积需要量，更小的占地面积，和更低的膜更换费用。由于决大多数UF/MF的单位面积的价格基本相近，因此可以预期压力驱动式膜组件的大通量（小膜面积用量）将比浸没式组件具有低得多的更换费用。2 更长的膜寿命膜系统运行费用的一个主要方面是膜更换费用。在激烈竞争的压力下，很多膜供应商会给出超出实际的膜寿命保证。在这种情况下，往往会带来反面的教训，并且很难使各个方面满意。最好的解决方法是选择最好的膜产品和最有经验的供应商，并根据其提供的真实的参数进行判断。影响膜寿命的是一系列综合因素，主要包括：A 膜材料很多种高分子聚合物都可以作为制造超滤膜的材料。X-FLOW超滤膜采用PES和PVP 共混材料，并长期应用于水处理方面。此种材料的永久亲水性，使得膜的抗污染能力强，因此可以广泛应用于多种水处理应用。另外，PES-PVP材料耐酸碱性能好PH（1-13），因此可以用多种化学药剂进行清洗。对多种氧化剂和还原剂的高耐受性，如耐氯，耐臭氧，更加保证了清洗的灵活性。B 膜生产工艺和质量控制虽然大部分中空纤维膜组件从外观看起来很相近，但在显微镜下就可以发现许多不同之处。膜结构，壁厚，和聚合物交联的微小差别，将会大大影响膜的性能和寿命。诺瑞特膜生产的优势在于我们可以连续生产膜纤维和组件。连续生产可以克服间歇生产导致的批次差异。连续的时时的膜纤维结构的调整（直径，壁厚，和纤维）保证了产品和性能不断优化。这些优势有时只有那些具有该种膜生产经验8年以上的厂商才有可能拥有。C 操作方式根据膜的材料和生产过程的质量每种膜都有某些 。运行方式和作用在膜上面的一定程度的压力，都会或早或迟地 。若想延长膜的寿命，就一定要尽可能地减低作用在膜上面的压力。不同的操作方式将导致不同形式和程度的压力。压力来源自：1 在高膜过滤压降下（TMP）操作X-FLOW超滤膜可以在非常低的TMP下操作，因为诺瑞特公司对膜化学材料，膜生产工艺和膜组件等方面进行的优化。通常情况下过滤时的TMP为0.3-0.6bar。低TMP运行的另外一个好处是过滤泥饼不会压实并压入膜微观结构中，这使得长期运行的总出水能力提高。2用气反洗X-FLOW膜的反洗仅在较低压力下用水反洗。当膜在较高压力下用气反洗时，压力一定会拉伸膜及膜孔。这将导致作用在膜上的压力增加，无疑会降低膜的寿命。3 连续移动X-FLOW膜采用封闭组件式。正常操作条件下，封闭式的膜比开放的，浸没式膜组件承受低得多的压力。浸没式膜组件要不断承受运行和反洗过程中由于抽吸和压力导致的连续运动导致的压力。同时封闭膜组件的内部结构使得布水更加均匀，导致反洗更充分。因此不必采用气体加强反洗膜表面，从而进一步降低了对膜的压力。总之，封闭式膜组件导致膜表面承受的压力明显降低，减少了材料的疲劳，从而延长了膜寿命。D 系统设计好的系统设计对于减低膜面压力和延长膜寿命是非常重要的。系统设计的关键因素如下：避免水锤，重点加药系统自动冗余，泵软启动，控制阀开，建造完成后切削去管道多余碎片，定期维护附属设备等等。X-FLOW在多年设计应用膜系统的基础上发现上述因素会影响到膜的寿命。X-FLOW将运用这些经验，协助客户不断对膜系统进行优化。E 长期运行经验对膜寿命最好的估计当然来自与多年长时间已进行项目的运行经验。早于目前活跃在市场上的大部分超滤膜产品，8X-FLOW超滤膜最早应用于1994年。它已经证明，膜系统，在设计合理，安装运行正确的情况下，是非常可靠，稳定并且可以长时间运行的。X-FLOW拥有世界最大规模的超滤膜项目，在上述环境运行下，没有出现任何超范围的膜破损或出水性能的降低。3 入水浊度变化条件下，稳定出水在浊度变化条件下，正压式膜系统表现出的优势是有其物理特性依据的。超滤是一个压力驱动的过程。虽然无论其驱动压力的来源是正压还是空气负压，其目的都是一样的，但效果却不尽相同。X-FLOW正压式膜系统与真空负压系统比较有更广泛的调节范围。因为入水压力可以非常容易地升高，正压系统可以根据入水条件的变化灵活调节。正压系统还更有利于调节在水温较低，水黏度增加条件下运行。系统不会受到象垂直高度和大气压等因素的限制，而无法调节。这些关键原因说明正压系统更加灵活，更适于处理绝大多数水处理系统每日不同的变化情况。5简单的完整性测试过程完整性测试是每个膜系统必然进行的一个过程。有些严格要求的情况下，要求每天进行的完整性测试达到3次以上。因此该测试必须结果可靠，并且时间尽量短。X-FLOW 的XIGA膜系统可以进行全自动的空气流法完整性测试。X-FLOW独特的水平放置结构可以实现迅速地从32个压力容器，一共130万根膜丝中精确查找出破损的膜丝。正压设计允许将常规测试和声音测试法结合，从而容易地找到破损的膜丝。一旦找到，发生破损的组件可以容易地从系统中拆卸下来，进行修复，并且重新使用。实测表明，整个过程需要不到30分钟。6一旦膜破损，更低的细菌泄露风险浸没系统的反洗水（含有细菌和病毒）将回流到入水箱中，该箱为放置膜组件的箱。这意味着膜周围的水质的细菌和病毒的含量非常高（有些系统中可能达到入水的20倍），但正压系统每次的反洗水将排放掉或者收集到反洗水罐中，不存在污染物积累的问题。7.建造反渗透标准的超滤设备更容易X-FLOW XIGATM超滤基于标准反渗透压力容器的构造。具有如下优点： 没有特殊备件。所有超滤系统组装和维护的备件都是标准产品，可以在世界各个地方都可以购买到，没有任何限制条款和专利保护。 所有具有反渗透系统设计和制造经验的一般OEM商都可以设计和制造超滤系统。 压力容器式的设计可以非常容易地安装和拆卸膜组件，不需要其它的器重设备。 超滤系统采用的压力容器（75psi）是标准产品，有多个供货商Codeline 和 Bekaert Protech等，由此可以得到最具有竞争力的价格。8.占地面积小X-Flow XIGA 超滤膜系统占地面积是所有超滤膜系统中占地面积最小的一个。采用水平压力系统结构（基于国际标准8寸反渗透），单个膜单元可以有128根膜组成，膜面积可以达到4480 m2。产水出力达到2MGD （9000m3/d）的单个膜单元占地面积约ft2（21 m2）。最重要的是，该系统的组装仅需要非常简单的台架即可，因此降低了系统的成本，尤其是在大型系统中的优势明显。另外，X-FLOW XIGA膜系统简化设计，所用阀门数量，PLC的I/O点数量少，控制软件简便，电控柜小。9.封闭处理系统浸没式膜系统的入水和清洗均需要大型水箱。入水箱需要盖子和绝对通风，来保证内部封闭系统的湿度。当系统放置在室外时，浸没系统要求加盖，防止灰尘进入系统。清洗水箱和清洗过程需要专业设计。非常优异的通风系统要求高，用以防止操作人员暴露在酸，碱或氯蒸气中。这些苛刻的环境要求，大大增加了用于安全防护的费用。X-FLOW XIGA采用封闭系统设计。安装在一般的室内即可，无须特殊的通风，湿度或其它环境控制。系统可以采用多种化学药剂清洗，并且清洗时