PVDF膜组件技术手册2.doc

PVDF膜产品技术手册 杭州欧凯膜技术有限公司 Hangzhou OuKai Membrane Technology Co.,Ltd. 目 录第一章 公司简介第二章 欧凯中空超滤膜介绍第三章 欧凯OK3系列膜组件性能第四章 超滤装置的运行第五章 系统的维护及故障分析第六章 超滤装置的清洗第七章 超滤膜组件的包装、运输与贮存第一章 公司简介1.1 公司概况杭州欧凯膜技术有限公司是由浙江大学和上海欧凯过滤技术有限公司共同投资组建的高新技术企业,注册于浙江大学国家大学科技园。公司是 “膜与水处理技术”教育部工程中心的产业化基地，拥有有自主知识产权的多种聚合物膜材料的制膜生产线 。公司研究和开发了多种新型的聚合物分离膜器件与设备,主要用于空气和水质净化、废水处理与中水回用、溶液浓缩、萃取回收等分离与纯化领域。1.2 研发与服务 欧凯公司是以膜的研发和制造为主业的高技术公司，以浙江大学为技术依托，公司拥有国际知名的膜材料的研发专家和科研队伍，并有专业的水工业和环保领域的应用工程师，并有国际水平的检测仪器和各种实验平台，可以为用户提供详细的解决方案和周到的技术服务。 示差扫描量热计（DSC） 压汞仪 拉伸性能测试仪 接触角测试仪 相分离热力学测试仪第二章 欧凯PVDF超滤膜介绍2.1、特性介绍2 .1.1、具有优良的抗氧化性能 一般来讲，膜在应用过程中的抗污染性能是永久关注的课题，而膜材质的化学稳定性大大的影响超滤膜的抗污染性能。聚偏氟乙烯 (PVDF)材质的化学稳定性最为优异，耐受氧化剂（次氯酸钠等）的能力是聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。在水处理中，微生物和有机物污染往往是造成超滤不可逆污堵的主要原因，而氧化剂清洗则是恢复通量最有效的手段，此时聚偏氟乙烯 (PVDF)材质体现出了其优越性。2.2.2、 具有高强度采用自行研制的配方，使欧凯的超滤膜的抗拉伸强度和抗压强度与同类膜相比大大提高，这样更容易适应于恶劣的环境中使用并得到高强度的清洗条件。2.3.3、 外压式结构设计采用外压式进水的结构设计，使膜元件的进水条件大大的宽松，进水颗粒的大小限制以及进水的悬浮物的浓度限制更为宽松。与内压式运行相比，大大的降低了膜流道堵塞的可能性。2.4.4、 通量大、过滤精度高膜的初始通量达到300L/m2/h，并在保证大的通量同时过滤精度达到0.03微米，在各种进水条件下能得到更为优质的水。2.2、应用领域l 反渗透的预处理和后处理，原水包括海水、地表水、井水、废水等。l 城市、乡镇、农村饮用水供水处理。l 冷凝水回用，食品、饮料加工用水的处理。l 制药用水除热源。l 市政用水，处理地表水和井水用于饮用。l 深度处理废水进行回收利用。l 白酒的除浊，果酒、葡萄酒、黄酒的除菌、除浊。l 应用于食品、发酵、乳业中的浓缩处理。l 医学治疗领域中各种透析、血液过滤等。 第三章 欧凯OK3系列膜组件性能3.1 OK系列膜组件型号和规格说明：欧凯公司膜组件的膜材料按表 3-1 的规定。表 3-1超 滤 膜 组 件 的 膜 材 料膜材料名称膜材料缩写膜材料代号聚丙烯PP1聚乙烯PE2聚偏氟乙烯PVDF3聚偏氟乙烯复合膜PVDF4聚四氟乙烯PTFE5聚醚砜PES6聚氯乙烯PVC7膜组件的规格属性按表 3-2 的规定。表 3-2 净水膜组件的规格属性膜形式中空纤维膜平均孔径0.03m膜内/外径0.9/1.5mm组件规格膜有效面积(m2)重量（湿态）(KG)组件公称内径mm(in)组件公称长度mm(in)外形尺寸mm(in)OK3-0440680（3）1000（40）941125OK3-056020125（5）1500（60）1401600OK3-086048200（8）1500（60）22517203.2 欧凯超滤组件的设计和维护3.2.1建议膜组件的设计流量进水条件设计流量（L/m2/h）反洗间隔（分钟）最低气洗频率（次/天）化学分散清洗进水类型浊度（NTU）TOC（mg/l）地下水2190601不推荐地表水（自来水）3275602可选用地表水（经砂滤）2-5275602可选用地表水5-15560403可选用地表水15-501045204推荐海水20/60304可选用深度处理废水0-54040206推荐注：以上数据仅供参考。3.2.2 组件使用条件和清洗方法 型 号OK3-0440OK3-0560OK3-0860工作条件最大进水压力0.6MPa最大跨膜压力差0.2MPa最大抗余氯能力5000ppm短时最大进水余氯200ppm最大进水浊度300NTU工作温度5-40oCpH值耐受范围2-12操作模式全流或错流，定时反洗膜的清洗反洗压力0.10-0.15MPa反洗流量1.0-2.0 m3/h3.0-4.0m3/h7.0-10.0 m3/h反洗时间20-180sec药物清洗频率6-180d药物清洗时间15-120min清洗化学药剂柠檬酸 NaClO / NaOH 以上数据仅供参考，测试条件为：25oC, 0.12MPa。清洗应在超滤膜没有造成严重污染之前进行，这样很容易使膜的通量恢复到初始状态，清洗的时间间隔一般以现场原水的试验为依据。3.3 欧凯超滤膜尺寸图 OK3-0440外形尺寸图 OK3-0560外形尺寸图 OK3-0860外形尺寸图3.4 超滤运行示意图 运行和反洗示意图一般情况下，反洗和气擦洗系统对超滤系统是必需的；通常还配备一个杀菌剂加药系统以控制微生物等繁殖对超滤膜的影响；而分散化学清洗系统则在水质较差时配备。3.4.1反洗系统反洗系统包括反洗水箱、反洗水泵及次氯酸钠加药装置。3.4.1.1反洗水箱超滤反洗用水一般采用超滤产水，故可以不另设单独的反洗水箱，而采用超滤的产水箱。3.4.1.2反洗水泵超滤由于采用频繁的反洗技术，故应单独设置反洗水泵。反洗水泵参数可以按以下选取：1）流量：膜组件反洗通量可以按 150200L/m2.h，折合成膜组件流量后乘以单套装置组件数量即可；2）扬程：一般取 1020 mH2O；3）泵的过流材质应为不锈钢。3.4.1.3 次氯酸钠加药装置为抑制膜组件内细菌滋生，可以单独设置该加药装置。加药有两种方式：一 种 是 在 进 水 中 连 续 加 入15ppmNaClO ， 另 一 种 是 在 反 洗 水 中加入1015ppmNaClO。次氯酸钠加药装置含以下设备：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，低液位报警并停计量泵；2） 计量泵：按加入反洗水中次氯酸钠浓度1015 ppm或按进水中加入15ppm 浓度来确定计量泵的流量，压力大于 0.3 Mpa。3.4.2化学分散清洗系统对于水质比较差的原水，建议在系统运行过程中增加化学分散清洗。根据水质情况选择酸或碱洗装置之一，或者二者均选用。化学分散清洗系统设备由加药箱和计量泵组成。3.4.2.1酸洗加药装置超滤进水中可能含有铁、铝等高价金属的胶体或者悬浮物，也可能存在硬度等结垢倾向，这些杂质可能造成超滤膜的无机物污染。在此情况下，建议在化学分散清洗过程中加一定浓度的酸溶液进行化学分散清洗，所用的酸可根据具体原水水质情况选用盐酸、草酸或柠檬酸等。化学分散清洗酸加药装置含以下设备：1）加药箱：应保证一昼夜以上的药品贮存量。加药箱配低液位开关，低液位报警并停计量泵；2）计量泵（或采用流量更大的磁力泵）：按加入浸泡水中酸的浓度(0.51%柠檬酸溶液、0.51%草酸溶液或 0.4%HCl 溶液)确定计量泵的流量，压力大于0.3 MPa。3.4.2.2碱洗加药装置原水中的有机物是造成超滤膜污染的重要原因，为防止由有机物及活性生物引起的超滤膜组件的污染，建议在化学分散清洗过程中加一定浓度的碱进行化学分散清洗，所用的碱溶液推荐采用浓度为0.1% NaClO + 0.05 % NaOH 溶液。化学分散清洗碱加药装置含以下设备：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，低液位报警并停计量泵；2）计量泵（或采用流量更大的磁力泵）：按加入浸泡水中碱的浓度(0.1%NaClO + 0.05 % NaOH)确定计量泵的流量，压力大于 0.3 MPa。当设置并使用该分散清洗加药工艺后，微生物等对膜的污染可以得到控制。3.4.3化学清洗系统跨膜压差比初始上升 1.0bar（在相同温度下），且通过反洗不能恢复时就应对超滤装置进行清洗。清洗系统包括清洗溶液箱、清洗水泵及清洗过滤器，一般布置于一个机架上。该清洗为手动过程，通常采用手动配药方式，且需将待清洗装置停机后进行。3.4.3.1清洗溶液箱配制贮存清洗液用。容积可以按以下选定：按膜组件水容积量计算出单套超滤装置组件的清洗液量，加上清洗管道及清洗过滤器内清洗液的量，再适当放上一些余量。3.4.3.2清洗水泵1）流量：按每支膜组件 1m3/h 流量计，乘以单套装置组件数量即可；2）扬程：一般取 30m H2O 左右； 3）泵的过流材质应为不锈钢。3.4.3.3清洗过滤器清洗过滤器流量可以按清洗水泵流量选取，材质为不锈钢。3.4.4压缩空气系统采用气擦洗技术可以大大提高超滤的反洗效果。气源要求无油压缩空气，超滤装置最大进气压力 2.5bar，单支组件进气量为5-12Nm3/h。3.4.5超滤装置程控步序表由于超滤装置每 3060 分钟需反洗一次，故一般均为自动运行。考虑到不同超滤系统的进水水质差异较大，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。总的原则是，当水质较差时，增加反洗、气擦洗以及分散化学清洗的频率。第四章 超滤装置的运行膜组件首次投运时，注意起始产水量应控制在设计水量的 30%60%左右运行，24 小时后，再增至设计产水量，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。开始的启动应该为手动的，但是一旦所有的流速和压力、时间被设置后，装置应该恢复为自动。装置恢复自动后，PLC 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。装置启动所涉及到的基本步骤如下：1）启动供水泵；2）装置灌满水和冲洗；3）启动反洗水泵；4）设置和调整反洗压力；5）设置和调整进气压力；6）设置反洗时间间隔；7）设置气擦洗时间间隔；8）设置并联装置反洗顺序。4.1.1 启动前的检查内容1）超滤前处理系统运行正常，管路清洗干净，超滤进水符合设计要求；2）排水系统已经准备完毕；3）PLC 程序已输入；4）电路系统检查已完成；5）管路系统连接完成并已清洗干净。4.1.2 启动在启动前应进行以下核查：1）所有的阀门处于关闭状态；2）所有的泵处于关闭状态。4.1.2.1 超滤组件的冲洗具体阀门标识及流程见图 5-3。1） 打开装置的产水阀 VP和正洗排放阀 VCT；2） 启动原水泵；3） 缓慢调节超滤装置正洗手动阀门 VWH（见附图：管道及仪表流程图），维持较低的进水压力(低于 1.5bar)；4） 连续冲洗至排放水无泡沫，至此超滤装置启动前准备完毕。4.1.2.2 启动程序根据进水确定超滤装置的允许最大产水量、工作压力、反洗时间间隔：1）超滤元件进水压力应控制在膜两侧平均压力差2.10bar2）流量和压力的调整程序如下：A）产水的调整打开产水阀 VP；缓慢打开进水手动阀门（通常在原水泵出口处）；调整进水手动阀门，使产水流量达到要求水量；如果同时有浓水排放，应同步调整。B）浓水的调整（错流工作状态）缓慢打开错流排放阀 VCH，调节至需要的排放量。C）反洗水压力的调整全开正洗排放阀 VCT；启动反洗水泵；缓慢打开手动反洗阀门（通常在原水泵出口处）；调整手动反洗阀门至压力 2bar。D）夹气反洗压力的调整进入反洗程序；缓慢开启并调整进气阀至进气压力为 1bar。4.1.2.3自动控制当装置由手动控制将所有的流量、压力设置完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。1）关闭所有开关，将手动开关转为自动；2）启动超滤装置；3）调整产水压力保护开关，当产水压力高于设定值，正排阀 VCT自动开启。4.2 装置的停机程序4.2.1 手动操作模式下的停机1）打开正排阀 VCT，冲洗 15 秒;2）缓慢关闭进水阀。4.2.2 自动控制模式下的停机装置在自动模式下运行，当下面的一些情况发生时，装置会自动关闭或不能投入自动运行：1）供水水泵没接到运行指令，或者泵的手动开关没有置于自动状态；2）进水或产水出口压力过高。4.2.3 装置长时间停机1）如果装置需关停，组件如短期停用(23 天)，可每天运行 3060min，以防止细菌污染。2） 组件如长期停用(7 天以上)，关停前对超滤装置进行一次手动夹气反洗；并向装置内注入保护液(1%亚硫酸氢钠溶液)，关闭所有的超滤装置的进出口阀门。每月检查一次保护液的 pH 值，如 pH3 时应及时更换保护液。3）长时间关停后重新投入运行时，应将超滤装置进行连续冲洗至排放水无泡沫。4）停机期间，应自始至终保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，将会造成膜组件不可逆损坏。注意：在准备装置长时间停机过程中，控制柜输出电源必须关闭，并且输入电源也应处于关闭状态。注意：在任何时候都必须保持 超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，都将造成膜组件不可逆损坏。第五章系统的维护及故障分析现象可能存在的原因处理方法跨膜压差太高超滤膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法；调整冲洗参数。产水流量过高根据操作指导中的要求调整流量进水水温过低产水流量小超滤膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法；调整冲洗参数。阀门开度不正确检查并保证所有阀门处于开启状态，并调整阀门开度流量仪出问题确定并解决此问题供水压力太低提高供水压力供水温度太低提高供水温度产水水质较差进水水质超出了允许范围检查进水水质，主要是浊度和COD膜组件发生破损查找破损原因，更换膜组件在自动状态下系统不能自动运行供水泵不能启动排除接线错误可能；将泵置于手动状态重新启动，正常后转换为自动控制；进水压力太高检查供水泵；压力开关设置问题。产水背压高产水出口阀门未开启；后续系统未及时启动；压力开关设置问题。后续系统未及时启动；压力开关设置问题。PLC程序有误检查PLC程序第六章 超滤的清洗超滤装置在其长期运行过程中，水中的杂质会日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响。因此，超滤装置在使用运行过程中需要定期、不定期地对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的性能6.1 超滤膜组件清洗前的准备6.1. 清洗方案的选择清洗方案（1）：采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。该清洗方案适用于，由于当进水中 Fe 或 Mn 的含量超过设计标准，或者超滤膜组件的进水中悬浮物特别高等，而对膜的进水侧造成的非有机物污染。清洗方案（2）：采用用碱性氧化剂溶液对超滤装置进行清洗。当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在超滤膜组件中繁殖，由此引起生物污染。注意：1）所有清洗剂都必须从超滤的进水侧进入组件，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壁的内部。2）超滤装置进行化学清洗前都必须先进行充分的夹气反洗；3）超滤装置的整个化学清洗过程约需要 24 个小时；4）如果清洗后超滤装置停机时间超过三天，必须按照长时间关闭的要求进行维护。5）清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。6）清洗剂在循环进膜组件前必须除去其中可能存在的污染物。7）清洗液温度一般可控制在1040，提高清洗液温度能够提高清洗的效率。8）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，用超滤或 RO 产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。61.2 安全注意事项1）避免与NaOH、NaClO这些药剂直接接触，该类药剂具有程度不同的腐蚀性，而 NaClO 还是一种强氧化剂。2）清洗时应控制管线的压力，以免压力过高引起化学药品喷溅。6.1.3 化学清洗药剂的质量要求柠檬酸和次氯酸钠为工业级。NaOH 为隔膜碱。6.1.4 清洗系统设备的配置清洗溶液箱、清洗水泵、清洗过滤器各一台（可以共用 RO 清洗系统）。与超滤装置连接可以用 UPVC 管或软管。6.2 清洗6.2.1 清洗方案（1）：12%柠檬酸溶液或 0.4% HCl 溶液，适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵。酸洗超滤膜组件的基本程序如下：a）清洗系统的准备；b）在超滤膜组件中循环酸性清洗溶液；c）冲洗超滤膜组件并且返回生产运行状态。1）准备工作a）按关闭程序关闭系统；b）关闭系统所有阀门；c）在清洗溶液箱中配制好 12%的柠檬酸或 0.4% HCl 溶液，并充分搅拌使其混合均匀。2）清洗a）启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀、超滤装置清洗液进出阀，控制每个膜组件 1000L/h 的流量让清洗溶液进入膜组件，并返回清洗溶液箱中。循环清洗时间为 30min；b）关闭清洗泵，静置浸泡 60min；c）将清洗溶液箱和清洗过滤器放空,并用清水冲洗干净。3）冲洗超滤装置冲洗的目的是为了将超滤装置中残余的化学溶液除去。a）打开超滤装置浓水排放阀和产水排放阀；b）打开超滤装置的进水阀门，使进水通过超滤膜组件，直到进水和产水的电导率差值(高出之值)在 20S/cm