艾科超滤膜全套手册.pdf

AQUCELL TM UF MEMBRANE 产品技术手册 目 录目 录 AQUCELL TM技术手册 2 第一章 公司简介 1 第二章 超滤技术介绍 4 第三章 AQUCELL TM 膜组件性能参数 11 第四章 超滤系统的设计 20 第五章 超滤系统的运行 31 第六章 超滤膜元件的完整性检测 38 第七章 超滤膜元件的贮存 安装 包装与运输 41 第八章 超滤系统的运行维护和故障分析 43 第九章 工程运行案例 45 附录 安装指导 48 第一章 第一章 公司简介公司简介 AQUCELL TM技术手册 3 1 11 1 公司概况 公司概况 武汉艾科滤膜技术有限公司虽然作为一个年轻的公司 但不断地追求技术创 新和源于法国的高端制膜技术以及优秀的研发团队使 AQUCELL TM 超滤膜不论是在 污水中水回用还是在饮用水处理 反渗透预处理和物料的浓缩分离方面都表现出 卓越的品质 其优异的性能帮助用户解决了一系列具有挑战性和前瞻性的工程应 用 我们相信随着我们在技术上不断地孜孜追求 AQUCELL TM更加优异的超滤膜也 将伴随着您解决面临的所有水资源问题 艾科滤膜技术有限公司愿与您一道为全 球的客户提供水处理解决方案 1 21 2 品质保证 品质保证 艾科滤膜技术有限公司将为您提供最全面 最贴心 最优异的服务 不论是原液的测试还是图纸的输出以及现场的调试 我们都将为您提供最佳的 解决方案 协助您完成高品质的工程 为您创造最高的利润 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 4 2 1 超滤技术术语 2 1 超滤技术术语 1 不对称膜 1 不对称膜 一种人工合成聚合中空纤维 由一层均匀致密的 很薄的外皮层 及起支撑作用的海绵状内层结构构成 这层均匀致密的外皮层起真正截留污染物的作用 2 原水 2 原水 进入超滤系统的水 3 产水 3 产水 正常过滤时 透过超滤膜的那部分水 水中基本无颗粒物 细菌 胶体和微生物等 4 浓水 4 浓水 原水中不能透过膜的那部分 它包含了比原水浓度高的颗粒 胶体 细菌和胶体等 5 通量 5 通量 产水透过膜的流速 通常表示为单位膜面积单位时间内的产水量 单位为 L m 2 h 6 反洗 6 反洗 从中空纤维超滤膜丝的产水侧 把优于或等于超滤产水水质的水输向进水侧 与正常制水时水流方向相反 因为水被从反方向透过超滤膜丝 从而松解并冲走了膜表面的污物 注意 在此过程中纤维膜内侧无压力 7 透膜压差 7 透膜压差 产水侧和原水进出水口平均压力差异 即膜两侧平均压力差 8 正洗 8 正洗 利用超滤原水泵和原水从超滤进水侧进入 从浓水侧的排放口排出 可冲掉或冲散膜表面覆盖的污染物 常与反洗过程一起配合使用 9 分散化学清洗 CEB 9 分散化学清洗 CEB 在中空纤维膜膜丝外侧即原水侧加入具有一定浓度和特殊效果的化学药剂 通过循环浸泡 流动等方式 将膜表面在过滤过程中形成的污染物清洗下来的方式 10 化学清洗 CIP 10 化学清洗 CIP 用单独设置的化学清洗泵 将配置好的药液由超滤原水进水侧进入 从浓水侧回流至化学清洗箱并循环进 行清洗的方式 是恢复膜通量的一种重要方法 11 回收率 11 回收率 产水占总进水原水的百分比 回收率 产水 原水 X100 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 5 2 2 超滤技术简介 2 2 超滤技术简介 超滤是一种低压膜分离技术 过滤过程是以膜两侧压力差为驱动力 以膜孔径的大小对料液中不同分 子量的物质截留率不同的一种纯机械筛分过程 超滤使用的压力通常为 0 01 0 3Mpa 筛分孔径大约为 0 1 0 005 微米范围内 截留分子量大约为 1000 500000 道尔顿 目前超滤技术的应用非常广泛 小至家用净水器 大到现代化工业生产 从普通民用到高新技术领域 都有不同规模的应用 膜技术以及膜技术与其它技术的集成技术将在很大程度上取代目前普遍采用的传统 分离技术 使化学工业 石油与石油化工 生物化工 环境工程 冶金 食品 电子 医药 医疗等诸多 行业达到节能降耗 提高产品质量的目的 极大地推动人类科学技术的进步 促进社会发展 2 3 超滤膜分离特征 2 3 超滤膜分离特征 1 过滤效果稳定 超滤产水水质受原水水质波动的影响很小 可保障产水水质稳定一致 2 分离过程无相变 超滤分离过程为纯物理过程可在常温下进行 不会引起分离物质化学性质的改变 适合一些热敏性物质如牛奶 果汁 生物制剂和药品的浓缩或者提纯 3 占地面积小 超滤设备容易实现模块化设计 方便后续工程的扩充以及和其他处理工艺 设备的整合 4 分离过程以低压为推动力 设备及工艺流程简单 易于操作 管理和维修 5 应用范围广 凡溶质分子量在 1000 500000 道尔顿或者溶质尺寸大小为 0 005 0 1um 左右的 都可以 利用超滤膜进行分离 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 6 2 4 中空纤维超滤膜的过滤方式和运行方式 2 4 中空纤维超滤膜的过滤方式和运行方式 一 超滤膜的运行方式 一 超滤膜的运行方式 超滤的过滤有死端过滤 全流过滤 和错流过滤两种过滤模式 1 死端过滤时 浓水口全部关闭 进水全部透过膜表面成为产水 因此当原水中悬浮物和胶体含量较低时 可按死端过滤模式来操作 原液 超滤膜 透过液 100 给水泵 图 2 1 死端过滤演示图 2 错流过滤时 浓水口部分打开 进水一部分透过膜表面成为产水 另一部分则夹带杂质从浓水口排出 原液 超滤膜 透过液 90 95 浓缩液 5 10 给水泵 图 2 2 错流过滤演示图 死端过滤能耗低 操作压力低 因而运行成本低 但膜的污染速率增加 错流过滤能耗高 但错流过滤膜 的污染速率减慢 可以处理悬浮物含量更高的流体 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 7 二 超滤膜的过滤方式 二 超滤膜的过滤方式 1 内压式 1 内压式 原液先从膜丝内孔进 经压力差驱动 沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液为内压式过滤 内 压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗 使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过 从而可以将吸附在膜内 孔表面上的污染物冲去 恢复膜的水通量 内压式超滤膜的进水流道在中空纤维膜丝的内腔 为防止堵塞 对原水中的悬浮物的含量和粒径都有较严格的限制 因而更适合于原水水质较好的情况 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 8 2 外压式 2 外压式 原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液 而截留的物质汇集在中空膜丝的 外部时为外压式过滤 外压式超滤膜密封在膜壳内 水流的死角多 无法使用快速直冲的方法清除膜表面 附着的污染物 因而不能完全去污 外压式过滤的进水流道在膜丝之间 膜丝在过滤的过程中存在一定的 自由摆动空间 方便于以后的加气清洗 因此更适合于原水水质较差 水中悬浮物含量较高的情况 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 9 三 影响超滤膜产水量的因素 三 影响超滤膜产水量的因素 1 温度对超滤膜产水量的影响 1 温度对超滤膜产水量的影响 产 水 量 50 100 200 150 2030 4050 0 0 L h 温度对超滤膜的产水量的影响是比较明 显的 温度升高水分子的活性增强 粘滞 性减小 故产水量增加 反之则产水量减 少 因此即使是同一超滤系统在冬天和夏 天的产水量的差异也是很大的 温度与产 水量的关系见图 2 3 所示 图2 3 温度与产水量的关系曲线图 一般在允许的温度条件下 温度每上升 1 度 则相应的产水量增加 2 15 因此可以使用调节水温的方法来 实现超滤系统的产水量的稳定一致 在确定超滤膜水通量时需要进行温度修正 图 2 4 是以液体温度为 25 为基准时设定修正系数为 1 按实际温度从表中读出校正系数 那么此时标准化通量 此温度下的通量 校正系数 修 正 系 数 温度 K 0 4 0 8 1 6 1 2 020304053525451510 1 8 1 4 1 0 0 6 0 2 0 图 2 4 产水量与温度修正系数 第二章 第二章 超滤技术介绍超滤技术介绍 AQUCELL TM技术手册 10 2 操作压力对产水量的影响 2 操作压力对产水量的影响 由图 2 5 中曲线我们看出 在低压段时超滤膜的产水量与压力成正比关系 即产水量随着压力升高随着增 加 但当压力值超过 0 3MPa 时 即使压力再升高 其产水量的增加也很小 主要是由于在高压下超滤膜被 压密而增大透水阻力所致 因此在超滤系统设计应注意 产 水 量 压力 MPa 100 200 400 300 0 10 2 0 30 40 0 L h a 实际操作中 任何时候操作压力都不应 超过 0 3MPa 即使是瞬间超过也可能会 损坏膜结构 甚至打破超滤膜 b 许多膜组件组成的超滤系统 每个膜组 件之间的最大压力降不应超过 0 05MPa 见图 2 5 压力从 0 1MPa 增加到 0 2MPa 时其相应的产水量也增加了一倍 因此 图 2 5 压力与产水量的关系图 如膜组件布局不合理时 临近给水泵处的膜组件获得较大的进水压力 产水量大 而远离给水泵的膜组件 因管路压降大获得进水压力小 在总产水量相同的情况下 可能会出现临近给水泵处的膜组件在超负荷制 水 而远离给水泵的膜组件还没有充分出力的情况 3 进水浊度对产水量的影响 3 进水浊度对产水量的影响 进水浊度越大时 超滤膜的产水量越少 而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞 在确定超滤膜产水量 时也应考虑进水浊度的影响 一般可采用以下方法降低进水浊度的影响 a 增加前级预处理降低原水浊度 b 使用错流过滤方式 并降低系统回收率 4 流速对产水量的影响 4 流速对产水量的影响 流速的变化对产水量的影响虽不像温度和压力那样明显 流速过大时反而会导致膜组件的产水量下降 这主要是因为由于流速加快增加了组件压力损失而造成的 因此在设计超滤系统流速时 一定要控制在给 定的流速范围内 流速太慢影响超滤分离质量 容易形成浓差极化 太快则影响产水量 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 11 3 1 AQUCELL 3 1 AQUCELL TMTM 超滤膜型号及规格说明 超滤膜型号及规格说明 AQU 切割分子量 直径代 品牌代号 直径代号 长度代号 功能代号 H代表常规 R代表高抗污染型 如 1 AQU 90 H 100K 表示 AQU表示AQUCELL公司品牌简写 90代表直径为90的膜组件 H 代表的是常规型 100K代表10万截留分子量孔径精度 2 AQU 250A R 10K 表示 AQU表示AQUCELL公司品牌简写 250A代表直径为250mm的A款 长度 AQU250系列直径有三种规格 分别用A B C来表示 R代表是高抗污染型 10K代表的是1万截留 分子量的孔径精度 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 12 3 2 AQUCELL 3 2 AQUCELL TMTM 标准膜组件规格及基本参数表 标准膜组件规格及基本参数表 通用参数通用参数 膜丝材质 改性聚氯乙烯 PVC 端封材料 环氧树脂 最大进水压力 0 3MPa 最大透膜压差 0 2MPa 最大反洗压力 0 2MPa 进水PH值 2 12 使用温度 5 45 产水浊度 0 1NTU 污染密度指数 SDI 0 2 m 100 去除 微生物 病原 体 99 99 去除 常规膜进水要 求 浊度 15NTU 在使用地表水 河水 井水等其它水源时应增加前级处理 建议增加100um以下保安过滤器或盘式过滤器 抗污染膜进水 要求 浊度 50NTU 粘度 100cp 处理污水废水时 建议增加前处理 测试条件是用浊度小于5度的市政自来水为原水进行测试 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 13 1 1 外观及安装尺寸 产品系列一 外观及安装尺寸 产品系列一 AQU 90 组件尺寸 90 1192 具体型号 AQU 90 H 常规型 AQU 90 R 抗污染型 有效膜面积 4 1m 2 3 1 m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 307 410 820 1025 232 310 620 775 设计产水量 L H m 2 20 80 30 100 50 12060 16010 6020 70 30 80 40 90 壳体材质 UPVC ABS或有机玻璃 2 尺寸参数 2 尺寸参数 组件长度 mm 1192 中心距 mm 944 组件直径 mm 90 膜丝内外径 mm 0 9 1 5 有效膜面积 内表面积 m 2 4 1 H 3 1 R 进水口尺寸 mm DN25 活结螺纹 尺 寸 净水口尺寸 mm DN25 活结螺纹 浓水口尺寸 mm DN25 活结螺纹 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 14 产品系列二 产品系列二 AQU160 组件尺寸 160 1420 具体型号 AQU 160 H 常规型 AQU 160 R 抗污染型 有效膜面积 16 9m 2 10 8m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 1267 1690 3380 4225 810 1080 2160 2700 设计产水量 L H m 2 20 80 30 100 50 12060 16010 60 20 70 30 80 40 90 壳体材质 UPVC 1 外观及安装尺寸 1 外观及安装尺寸 1 4 2 0 m m 160mm D N 3 2 1 0 5 2 m m D N 3 2 2 工艺参数 2 工艺参数 组件长度 mm 1420 中心距 mm 1052 组件直径 mm 160 膜丝内外径 mm 0 9 1 6 有效膜面积 内表面积 m 2 16 9 H 10 8 R 进水口尺寸 mm DN32 活结螺纹 净水口尺寸 mm DN32 活结螺纹 尺 寸 浓水口尺寸 mm DN3 活结螺纹 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 15 产品系列三 产品系列三 AQU200 组件尺寸 192 1470 具体型号 AQU 200 H 常规型 AQU 200 R 抗污染型 有效膜面积 25 5m 2 17 6m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 1912 2550 5100 6375 1320 1760 3520 4400 设计产水量 L H m 2 20 80 30 100 50 12060 16010 60 20 70 30 8040 90 壳体材质 ABS 1 外观及安装尺寸 1 外观及安装尺寸 mm mm 2 工艺参数 2 工艺参数 组件长度 mm 1470 中心距 mm 1060 组件直径 mm 192 膜丝内外径 mm 0 9 1 6 有效膜面积 内表面积 m 2 25 5 H 17 6 R 进水口尺寸 mm DN40 活结螺纹 净水口尺寸 mm DN40 活结螺纹 尺 寸 浓水口尺寸 mm DN40 活结螺纹 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 16 产品系列四 产品系列四 AQU 250 细分规格 AQU 250A AQU 250B 组件尺寸 250 1420 250 1740 具体型号 AQU 250A H常规型 AQU 250A R抗污染型 AQU 250B H常规型 有效膜面积 32 7m 2 19 5m 2 43 1m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 2452 3270 6540 81751462 195039004875 3232 4310862010775 设计产水量 L H m 2 20 80 30 100 50 120 60 1 60 10 60 20 7 0 30 8 0 40 90 20 8 0 30 1 00 50 1 20 60 160 细分规格 AQU 250B AQU 250C 组件尺寸 250 1740 250 2108 具体型号 AQU 250B R抗污染型 AQU 250C H常规型 AQU 250C R抗污染型 有效膜面积 25 7m 2 54 3m 2 32 4m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100 K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 1927 2570 5140 64254072 54301086013575 243 0 32406480 810 0 设计产水量 L H m 2 10 60 20 70 30 80 40 9 0 20 80 30 10 0 50 12 0 60 16 0 10 60 20 7 0 30 8 0 40 90 壳体材质 UPVC 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 17 L2 250 L1 DN50 DN50 序号L1L2 AQU250A AQU250B AQU250C 1420 1740 2108 1275 1600 1963 2 工艺参数 A AQU250A 2 工艺参数 A AQU250A 组件长度 mm 1420 中心距 mm 1275 组件直径 mm 250 膜丝内外径 mm 0 9 1 6 有效膜面积 内表面积 m 2 32 7 H 19 5 R 进水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 净水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 尺 寸 浓水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 B AQU250B B AQU250B 组件长度 mm 1740 中心距 mm 1600 组件直径 mm 250 膜丝内外径 mm 0 9 1 6 有效膜面积 内表面积 m 2 43 1 H 25 7 R 进水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 净水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 尺 寸 浓水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 18 C AQU250C 组件长度 mm 2108 中心距 mm 1963 组件直径 mm 250 膜丝内外径 mm 0 9 1 6 有效膜面积 内表面积 m 2 54 3 H 32 4 R 进水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 净水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 尺 寸 浓水口尺寸 mm DN50 不锈钢卡套快装接头 图一 AQU90 膜 图二 AQU160 膜 图三 AQU200 膜 图四 AQU250 膜 第三章 第三章 AQUCELLAQUCELL TMTM 膜组件性能参数膜组件性能参数 AQUCELL TM技术手册 19 产品系列五 产品系列五 4040 细分规格 4040 组件尺寸 90 1016 具体型号 4040常规型 4040抗污染型 有效膜面积 3 6 m 2 2 7 m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 270 360 720 900 202 270 540 675 设计产水量 L H m 2 20 80 30 10050 12060 16010 6020 70 30 80 40 90 细分规格 4021 组件尺寸 90 533 具体型号 4021常规型 4021抗污染型 有效膜面积 1 6m 2 1 2m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 120 160 320 400 90 120 240 300 设计产水量 L H m 2 20 80 30 10050 12060 16010 6020 70 30 80 40 90 细分规格 8040 组件尺寸 192 1016 具体型号 8040常规型 8040抗污染型 有效膜面积 18 3 m 2 12 2 m 2 截留分子量 6K 10K 50K 100K 6K 10K 50K 100K 纯水通量 L H 0 1Mpa 25 C 1372 1830 3660 4575 915 1220 2440 3050 设计产水量 L H m 2 20 80 30 100 50 12060 16010 6020 70 30 80 40 90 壳体材质 UPVC 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 20 4 1 AQUCELL4 1 AQUCELL TMTM 膜组件的使用条件膜组件的使用条件 1 适用条件 1 适用条件 PH 值范围 2 13 最大进水浊度 50NTU 高抗污染型 15NTU 常规型 最大进水压力 3bar 最大透膜压差 2bar 最大反洗透膜压差 1 3 bar 最高使用温度 最低使用温度 40 大于 0 最大进水余氯浓度 200ppm 8 5 或更高 PH 值 清洗剂最大余氯浓度 5000 8 5 或更高 PH 值 累计 最大有机溶剂接触 避免接触 最大紫外线接触 避免暴露于日光直射下 2 AQUCELL 2 AQUCELL TMTM膜组件建议设计通量 膜组件建议设计通量 数据仅供参考 表 4 1 过程设计参数 自来水 地表水 地下水 深度处理废水中水回用 海水 设计通量 lmh 80 120 60 100 70 110 60 90 60 80 60 80 回收率 95以上 80 95 85 95 80 90 80 90 80 90 死端过滤模式 可选择 不推荐 不推荐 不推荐 不推荐 不推荐 反洗频率 55分钟一次 40分钟一次45分钟一次30分钟一次 35分钟一次 30分钟一次 每次反洗时间 1min 1min 1min 1min 1min 1min 反洗流量 lmh 150 200 180 200 150 200 200 200 200 反洗压力 0 15 0 2 0 2 0 15 0 2 0 2 0 2 0 2 加药反洗 不需要 需要 可选择 需要 需要 需要 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 21 3 3 AQUCELL AQUCELL TMTM超滤系统运行操作参数 超滤系统运行操作参数 正确的掌握和执行操作参数对超滤系统的长期和稳定运行是极为重要的 操作参数一般主要包括 流 速 压力 压力降 浓水排放量 回收比和温度 A 流速 流速是指原液 供给水 在膜表面上的流动的线速度 是超滤系统中的超滤一项重要操作参数 流速较 大时 不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加速超滤膜分离性能的衰退 反之 如果流速较小 截 留物在膜表面形成的边界层厚度增大 引起浓度极化现象 既影响了透水速率 又影响了透水质量 最佳流 速是根据实验来确定的 必须指出两方面问题 其一是流速不能任意确定 进口压力与原液流量有关 其二 是对于中空纤维或毛细管膜而言 流速在进口端是不一致的 当浓缩水流量为原液的 10 时 出口端流速 近似为进口端的 10 此外提高压力虽然增加了透过水量 但对流速的提高供献极微 因此增加毛细管直 径 适当提高浓缩水排量 回流量 可以使流速获得提高 特别是在超滤浓缩过程中 如电泳漆的回收时 可有效提高其超滤速率 在允许的压力范围内 提高供给水量 选择最高流速 有利于中空纤维超滤膜性能的保证 B 压力和压力降 中空纤维超滤膜的工作压力范围为 0 1 0 3MPa 是泛指在超滤的定义域内 处理溶液通常所使用的工 作压力 分离不同分子量的物质 需要选用相应截留分子量的超滤膜 则操作压力也有所不同 在选择工作压力时除根据膜及外壳耐压强度为依据外 必须考虑膜的压密性 及膜的耐污染能力 压 力越高透水量越大 相应被截留的物质在膜表面积聚越多 阻力越大 会引起透水速率的衰减 此外进入膜 微孔中的微粒也易于堵塞通道 总之 在可能的情况下 选择较低工作压力 对膜性能的充分发挥是有利的 中空纤维超滤膜组件的压力降 是指原液进口处压力与浓缩液出口处压力之差 压力降与供水量 流 速及浓缩水排放量有密切关系 特别对于内压型中空纤维或毛细管型超滤膜 沿着水流方向膜表面的流速及 浓缩水排放量有密切关系 特别对于内压型中空纤维或毛细管型超滤膜 沿着水流方向膜表面的流速及压力 是逐渐变化的 供水量 流速及浓缩水排量越大 则压力降越大 形成下游膜表面的压力不能达到所需的工 作压力 膜组件的总的产水量会受到一定影响 在实际应用中 应尽量控制压力降值不要过大 随着运转时 间延长 由于污垢积累而增加了水流的阻力 使压力降增大 当压力降高出初始值 0 05MPa 时应当进行 清洗 疏通水路 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 22 C 回收比和浓缩水排放量 在超滤系统中 回收比与浓缩水排放量是一对相互制约的因素 回收比是指透过水量与供给量之比率 浓缩水排放量是指未透过膜而排出的水量 因为供给水量等于浓缩水与透过水量之和 所以如果浓缩水排放 量大 回收比较小 为了保证超滤系统的正常运行 应规定组件的最小浓缩水排放量及最大回收比 在一般 水处理工程中 中空纤维超滤膜组件回收比约为 50 90 其选择根据为进料液的组成及状态 即能被截 留的物质的多少 在膜表面形成的污垢层厚度 及对透过水量的影响等多种因素决定回收比 在多数情况下 也可以采用较小的回收比操作 而将浓缩液排放回流入原液系统 用加大循环量来减少污垢层的厚度 从而 提高透水速率 有时并不提高单位产水量的能耗 D 工作温度 超滤膜的透水能力随着温度的升高而增大 一般水溶液其粘度随着温度而降低 从而降低了流动的阻力 相应提高了透水速率 在工程设计中应考虑工作现场供给液的实际温度 特别是季节的变化 当温度过低时 应考虑温度的调节 否则随着温度的变化其透水率有可能变化幅度在 50 左右 此外过高的温度亦将影响 膜的性能 通常情况下中空纤维超滤膜的工作温度应在 25 5 需要在较高温度状态下工作则可选用耐高 温膜材料及外壳材料 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 23 3 AQUCELL 3 AQUCELL TMTM超滤膜清洗工艺条件 超滤膜清洗工艺条件 反洗压力 0 20 MPa 反洗流量 150 200L m 2 h 反洗频率 隔 30 60 分钟一次 视具体水源或实验确定 反洗时间 每次 2 3 分钟 10 15ppm 次氯酸钠溶液 加强反洗加药 加酸或碱 化学清洗频率 跨膜压差比初始运行压力上升了 1bar 相同温度下 或是产水量 比初始运行产水量下降了 20 30 相同温度下 且通过上述常 规反洗步骤多次获加强反洗不能恢复到理想效果时 化学清洗时间 60 90 分钟 根据具体情况可作调整 化学清洗药剂 酸洗 1 2 柠檬酸或草酸 或 0 4 HCL 碱洗 0 5 氢氧化钠 0 2 次氯酸钠 有效氯计 清洗流量 100 150L m 2 h 清洗液温度 酸洗推荐温度 35 40 更高温度可能造成膜不可逆的损伤或 者导致过滤泄露现象 碱洗推荐温度 30 35 更高温度可能造成膜不可逆的损伤或 者导致过滤泄露现象 化学清洗压力 1bar 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 24 4 2 AQUCELL4 2 AQUCELL TMTM 超滤系统设计流程 超滤系统设计流程 选择膜型号 1 一般水质可用常规系列膜元件 2 特别差水质建议选用高抗污染系列膜元件 获取必要的原水信息 原水类型 浊度 固悬物 COD 油 脂等 确定平均水通量和 系统回收率 考虑水温对产水通量 的影响 参考图 2 3 反洗设计 化学清洗设计正冲设计 超滤辅助装置设计 水量和超滤膜数量计算 1 系统实际产水量 2 考虑反洗后的产水量 3 总用膜数量 考虑温度 扩展余量后的膜数量 4 主机数量及排列方式 详细设计参数 请参考 表 4 1 和其他相关章 节内容 过滤模式 1 循环模式 2 错流过滤模式 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 25 4 3 AQUCELL4 3 AQUCELL TMTM 超滤系统的反洗和化学清洗 超滤系统的反洗和化学清洗 为保障超滤系统的长期稳定运行 需配置反洗装置和化学清洗装置 1 1 反洗装置 反洗装置 数量 1套 反洗加药装置 原水 浓水回流 膜组件 产水阀 反洗阀 浓水阀 进水阀 原水泵 反洗泵 产水箱 图 4 1 超滤制水及反洗过程示意图 图 4 1 超滤制水及反洗过程示意图 反洗装置包括反洗水箱 反洗水泵及加强反洗加药装置 1 1 反洗水箱 1 1 反洗水箱 超滤反洗一般采用超滤产水 所以可以不用在额外设置反洗水箱 直接和产水箱共用即可 1 2 反洗水泵 1 2 反洗水泵 由于采用频繁的反洗方式 所以应单独设置反洗水泵 反洗水泵参数可按以下选取 1 流量 膜元件反洗通量按 150 200L m 2h 折合成膜组件流量后在 X 单套装置组件数量即可获得 2 扬程 考虑管路损失 在满足流量要求下 一般控制反洗扬程 20 25m 水柱 3 泵材质 过流部分不锈钢 1 3 加强反洗加药装置 1 3 加强反洗加药装置 为抑制膜系统内细菌滋生 可单独设置加药装置 加药有二种方式 一种是在进水中连续加入 1 5ppm 次氯酸钠 另一种是在反洗水中加入 10 15 ppm 次氯酸钠 次氯酸钠加药装置含以下设备 1 3 1 加药箱 1 3 1 加药箱 一般按一昼夜以上的药品贮存量 加药箱配低液位开关 低液位报警并停止计量泵 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 26 1 3 2 计量泵 1 3 2 计量泵 按连续加入进水中 1 5ppm 次氯酸钠或按加入反洗水中 10 15 ppm 次氯酸钠来确定计量泵的流量 压力 大于 0 3Mpa 2 化学清洗装置 2 化学清洗装置 图 4 2 超滤系统化学清洗过程示意图 图 4 2 超滤系统化学清洗过程示意图 化学清洗系统包括清洗溶液箱 清洗水泵及清洗过滤器 该清洗为手动过程 通常采用手动配药方式在 装置停机后进行 2 1 清洗溶液箱 2 1 清洗溶液箱 通过查 AQUCELL TM超滤膜性能参数表中单只膜元件水容积量 在知晓膜元件数量的情况下 可得出单套超 滤系统的容积 在加上清洗管路和清洗过滤器的容积 再适当放 20 的余量 即可得出清洗溶液箱的容 积 2 2 清洗水泵 2 2 清洗水泵 1 流量 化学清洗通量一般按 100 150 L m 2h 来计算 折合成膜组件流量后在 X 单套装置组件数量即 可获得清洗泵流量 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 27 2 扬程 考虑管路损失 在满足流量要求下 一般控制化学清洗扬程 15 20m 水柱 3 泵材质 过流部分不锈钢 2 3 清洗过滤器 2 3 清洗过滤器 清洗过滤器流量按清洗水泵流量选取 材质 不锈钢 3 需要进行化学清洗的条件 3 需要进行化学清洗的条件 跨膜压差比初始运行压力上升了 1bar 相同温度下 或是产水量比初始运行产水量下降了 20 30 相同 温度下 且通过上述常规反洗步骤多次加强反洗不能恢复到理想效果时 说明 日常操作时必须随时测量和记录膜组件的透膜压差 透膜压差是表征超滤膜污染程度的一个重要指标 新膜在 25 下运行时 透膜压差一般为 0 01 0 03MPa 当污染物在膜表面不断积累时透膜压差随之升高 顺 冲洗和反冲洗可降低透膜压差但不能 100 的恢复 当透膜压差达到 0 15MPa 便需及时对膜进行化学清洗 以恢复膜的产水量 透膜压差的计算方法 P P1 P2 2 P3 P 表示透膜压差 P1 表示膜组件原液进口压力 P2 表示膜组件浓缩液出口压力 P3 表示膜组件透过液出口压力 需要注意的是如果进水温度降低 膜组件的产水量也会下降 这是正常现象并非膜的污染所致 同时预处理 失效 压力控制失常等故障也会导致产水量的下降 当观察到系统出现问题时 应首先排除以上故障现象后 再确定是否需要对系统进行化学清洗 清洗注意事项 清洗注意事项 a 下列的各章节中 当使用任何清洗化学品时 必须遵循获得认可的安全操作规程 清洗用药剂的注意 事项请咨询化学品制造商 b 所有的清洗剂都必须从超滤的进水侧进入膜组件内 防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤皮层的 背面进入膜丝内壁 c 超滤装置在进行化学清洗前 必须进行彻底的反洗或气水混合擦洗 d 当准备清洗液时 应确保在进入膜组件之前 所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合 e 如果清洗后超滤装置停机时间超过三天 必须按长时间关闭的要求进行维护 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 28 f 清洗液必须采用超滤产水或更优质的水配制 g 必要时可采用多种清洗剂清洗 但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤 且每次清洗后 应 排尽清洗剂 用超滤产水或 RO 产水将系统冲洗干净后 才可用另一种清洗剂清洗 h 膜组件经清洗液循环清洗后 应采用超滤产水或 RO 水对膜组件进行冲洗 最低温度 20 在恢复到 正常操作压力和流量前 应注意开始要在低流量和压力下冲洗掉大量的清洗液 此外 在清洗过程中 清洗液也会进入净水侧 因此 净水侧必须排放 10 分钟以上直到产水不含药剂为止 i 在清洗循环中 PH 值在 2 13 之间时温度不应超过 50 4 清洗液的配制 4 清洗液的配制 由于 AQUCELL TM超滤膜具有很宽的 PH 值范围和温度条件 只要化学清洗的及时得力 就可以最大限度地恢复 膜性能 但若拖延太久才进行清洗 则很难完全将污染物从膜面上清洗掉 针对特定的污染 只有采取相应 的清洗方法 才能达到最好的效果 若错误地选择清洗化学药品和方法 有时会使膜系统污染加剧 因此在 清洗之前需先决定膜表面的污染种类 有以下几种方法 a 分析进水水质 或许经过分析原水水质报告就能轻易地发现发生污染的可能性 b 检查前几次的清洗效果 c 分析膜表面上所载留的污染物的成分 d 检查进水管内表面及膜组件的进出水端面 如为红棕色 则表示可能进水中铁锈污染 泥状和胶状沉 积物通常为微生物或有机物污染 e 使用单支或几支膜组件进行清洗测试 表 4 2 不同污染物与化学清洗配方对照表 污染物类型 常见的污染物质 化学清洗配方 污染物类型 常见的污染物质 化学清洗配方 碳酸钙 铁盐和无机胶体 PH 2 的柠檬酸 盐酸或草酸溶液 无机物 硫酸钡 硫酸钙等难溶性无机盐 1 左右的 EDTA 溶液 脂肪 腐质酸 有机胶体等 PH 12 的氢氧化钠溶液 油脂及其他难洗净的有机污染物 0 1 0 5 的十二烷基硫酸钠 Triton X 100 等 有机物 蛋白质 淀粉 油 多糖等 0 5 1 5 的蛋白酶 淀粉酶等 微生物 细菌 病毒等 1 左右的双氧水或 500 1000mg l 的次氯酸钠 溶液 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 29 1 作为通用原则 艾科滤膜技术有限公司建议在对污染物性质不确定情况下 应使用小试样机进行化 学清洗测试 以确定针对特定运行条件下最适合的清洗液配方和清洗效果 2 以上所列清洗液均为标准的清洗药品 与 RO 系统的清洗药品相同 5 化学清洗步骤 5 化学清洗步骤 5 1 酸洗步骤 5 1 酸洗步骤 a 配制清洗液 b 加热超滤水 硬度要求 60mg L CaCO3 或 RO 水至 20 35 之间 c 缓慢加入柠檬酸 固体 将 PH 值调至 2 0 5 重量比柠檬酸 d 低流量混合 首先用清洗泵混合一遍清洗液 加热清洗液时应以低流量和尽可能低的清洗液压力置换 出膜组件内的原水 低压置换操作能够最大限度的减低污染物再次沉淀到膜表面 置换出的原水应排 放以防止稀释清洗液 e 循环 当原水被置换后 让清洗液循环回清洗水箱并保持清洗液温度的恒定 f 高流量清洗 调节并稳定压力至 0 15MPa 流量为 100 200L m 2 h 进行循环酸洗 20 30 分钟 高流量 能够冲洗掉清洗下来的污染物 如果污染严重时也可将流量适当提高到 250L m 2 h 进行清洗 g 随时检查酸液的 PH 值 当 PH 值的增加超过 0 5 个 PH 值单位 就应向清洗箱内补充柠檬酸 如循环 清洗时间超过 15 分钟后 PH 值仍不停上升时 为防止清洗下来的污染物再次沉积在膜面上 应将清 洗液全部排放掉 重新配制清洗液进行第二遍的酸洗操作 h 排放酸洗液 用 10 30 之间的超滤产水将系统彻底清洗干净 5 2 碱洗步骤5 2 碱洗步骤 a 配制清洗液 b 加热超滤产水 硬度要求 60mg L CaCO3 或 RO 水至 20 35 之间 c 缓慢加入氢氧化钠 NaOH 将 PH 值调至 12 0 5 重量比 NaOH d 低流量混合 首先用清洗泵混合一遍清洗液 加热清洗液时应以低流量和尽可能低的清洗液压力置换 出膜组件内的原水 低压置换操作能够最大限度的减低污染物再次沉淀到膜表面 置换出的原水应排 放以防止稀释清洗液 第四章 第四章 超滤系统的设计超滤系统的设计 AQUCELL TM技术手册 30 e 循环 当原水被置换后 让清洗液循环回清洗水箱并保持清洗液温度的恒定 f 高流量清洗 调节并稳定压力至为 0 15MPa 流量为 100 200L m 2 h 进行循环酸洗 20 30 分钟 高流 量能够冲洗掉清洗下来的污染物 如果污染严重时也可将流量适当提高到 250L m 2 h 进行清洗 g 随时检查碱液的 PH 值 当 PH 值的降低超过 0 5 个 PH 值单位 就应向清洗箱内补充氢氧化钠 如循 环清洗时间超过 15 分钟后 PH 值仍不停下降时 为防止清洗下来的污染物再次沉积在膜面上 应将 清洗液全部排放掉 重新配制清洗液进行第二遍的碱洗操作 h 排放碱洗液 用 10 30 之间的超滤产水将系统彻底清洗干净 5 3 化学清洗后续工作 5 3 化学清洗后续工作 进行酸洗或碱洗后在转入正常制水状态前应首先检测超滤膜的产水 PH 是否为 7 必要时应使用柠檬酸或氢 氧化钠进行调节或再次使用 RO 水清洗使产水 PH 等于 7 一些用户在化学清洗完后没有将清洗液冲洗干净 使膜组件在酸性或碱性条件下进入 制水状态 由于某些进水中胶体颗粒有时形成的荷电性恰好与膜表面极性相吸时 会 立即引起超滤膜的污堵 而用户却错误认为是化学清洗没有效果 为了最大提高清洗效率 清洗液的温度必须高于 25 升高温度有利于帮助清洗液从膜 面上除去有机污染物 注意 注意 有些有机物如油类非常难以清洗 此时需要试验各种清洗配方和清洗时间来获得最佳效果 此外最有效 果的清洗液通常含有表面活性剂如 Na SDS 或某些商品清洗剂含有表面活性剂及洗涤剂 它们能帮助除 去油污染 为了确定合适的清洗液顺序 先酸洗后碱洗或反之 请先使用样品进行测试 针对样品先用酸洗后用 碱洗或反之 定性地确认何种顺序更好 如果效果相当 通常先用碱洗清除有机物更为合适 重新启动系统后 必须等到膜组件和系统达到稳定后才记录系统重启后的运行参数 清洗后系统性能恢 复稳定的时间取决于原先污染的程度 为了获得最佳的性能 有时需要多次的清洗步骤 第五章 第五章 超滤系统的运行超滤系统的运行 AQUCELL TM技术手册 31 5 1 AQUCELL5 1 AQUCELL TMTM 超滤系统运行工作流程图超滤系统运行工作流程图 由于超滤装置每 30 60 分钟需反洗一次 考虑系统运行的稳定和安全以及节约人工成本 一般采用自 动控制的运行方式 但由于不同超滤系统进水水质差别较大 具体的运行及清洗参数 步序等宜根据现场调 试情况最终确定 总体来说 水质越差 反洗和加强反洗 化学清洗的频率越频繁 膜组件首次运行时 注意起始产水量应控制在设计产水量的 30 60 左右运行 运行 24 小时后 在增 至设计产水量 这样有利于膜通量的长期稳定 超滤装置首次运行或长时间停运后恢复运行 需要进行冲洗以除去组件内的保护溶液 第五章 第五章 超滤系统的运行超滤系统的运行 AQUCELL TM技术手册 32 开始的启动应该是手动的 但是一旦所有的流速和压力 时间等被设置后 装置应该恢复为自动控制 恢复自动控制后 PLC 控制系统可以有效监控系统的运行 一旦运行条件不满足 装置会自动采取保护措施 5 1 1 启动前的检查内容 5 1 1 启动前的检查内容 1 超滤预处理系统运行正常 系统管路洁净通畅 产水符合超滤膜进水水质要求 2 排水系统准备完毕 3 PLC 程序已经输入 4 检查电路系统 5 检查管路系统并清洁干净 6 所有的监控仪表都进行了校正并工作正常 7 所有膜组件的阀门处于正确的位置 8 水泵经测试运转良好 无异常噪声和振动 5 1 2 启动 5 1 2 启动 为防止因极限的进水流量或压力或水锤对超滤膜的损坏 以合适的方式启动与运行超滤系统极为重要 按照正确的开机顺序和操作 才能保证系统操作参数达到设计参数 系统产水量和产水水质达到设定目标 测量系统的初始性能是启动过程的重要内容 运行结果应存档并将作为今后衡量系统性能的基准 5 1 2 1 首次启动 5 1 2 1 首次启动 在第一次运行超滤系统之前 必须完成预处理检查 膜元件的安装 仪表的校正和系统的其它检查工作 1 系统开机启动前 在确保原水不会进入膜组件的前提下 按 5 1 1 的内容逐项检查 彻底冲洗原 水预处理部分 冲掉杂质和其它污染物 防止进入给水泵和膜组件 特别应该检查进水浊度不应超过 进水规范的要求 2 检查所有的阀门并保证所有设置正确 膜系统进水阀 出水阀 排水阀必须全部打开 3 用低压 低流量的合格进水赶走膜组件内的空气 进水压力尽可能低 应从膜底部进水 冲洗过程中 所有的产水和浓缩水均应排放 4 冲洗过程中 检查所有的阀门和管道连接处是否有渗漏点 如有则紧固或修补渗漏点 5 至少应连续冲洗 10 分钟以上确保将超滤膜的保护液冲洗干净 并且所有的产水和浓缩水都应排放 6 第一次启动时给水泵出水口处的进水控制阀应处于接近全关的状态 以防备水流和水压对膜组件的冲 击 此时启动给水泵其启动电流也最小 对电网的冲击较低