《超滤知识全知道》PPT课件

1 超滤技术 2 1超滤技术简介2超滤组件性能3超滤工作过程4超滤系统组成5超滤系统检测6超滤系统化学清洗7常见问题 3 1 1简介 超滤 UF 是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术 超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质 膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置 超滤膜只允许溶液中的溶剂 如水分子 无机盐及小分子有机物透过 而将溶液中的悬浮物 胶体 蛋白质和微生物等大分子物质截留 从而达到净化和分离的目的 4 1 1简介 超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊 一般认为超滤膜的过滤孔径为0 001 0 1微米 截留分子量 Molecularweighcut off MWCO 为1 000 1 000 000Dalton 严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0 001 0 01微米 截留分子量为1 000 300 000Dalton 若过滤孔径大于0 01微米 或截留分子量大于300 000Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜 5 1 1简介 一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30 000 300 000Dalton 而截留分子量为6 000 30 000Dalton的超滤膜大多用于物料的分离 浓缩 除菌和除热源等领域 目前超滤膜被大量用于水处理工程 超滤技术在反渗透预处理 饮用水处理 中水回用等领域发挥着越来越重要的作用 超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊 药品的除热源以及食品及药物浓缩过程中均起到关键作用 6 1 2组件形式 将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜组件 超滤膜组件分为内压式 外压式和浸没式三种 7 1 2组件形式 浸没式超滤膜过滤的推动力是膜管内部的真空与大气压之间的压力差 对于过滤精度要求较高的超滤膜 这一压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求 因此浸没式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤膜 外压式超滤在正冲与反冲时 膜表面液体的流速极不均匀 影响膜表面的冲洗效果 因此常用于水处理的超滤膜还是内压式组件结构较具有优势 8 1 2组件形式 9 2SV组件性能 10 2 1组件参数 11 2 1组件性能 进水浊度 20NTU时的测量值 进水浊度 50NTU时的测量值 12 2 2组件特点 永久亲水性 13 2 2组件特点 较小的截留分子量 用于水处理的超滤膜截留分子量一般为30 000 300 000 Dalton 通常情况下 截留分子量越低的超滤膜水通量越低 Savier超滤膜具有良好的亲水性和理想的孔隙结构 因此Savier超滤膜在保证高水通量的同时 提高了过滤精度 Savier超滤膜截留分子量为45 000Dalton 这样的截留分子量大大地提高了Savier超滤膜过滤水的水质 在用于反渗透预处理时 Savier超滤膜产水的SDI一般小于1 可以保证小于2 14 2 2组件特点 较大的毛细管膜内径 实践证明较粗的毛细管内径在同等条件下具有更好的抗污染性和可恢复性 但是同样外形尺寸的超滤膜组件 内部充填的毛细管膜直径越大 其中充填的毛细管膜的膜面积就越小 事实上在众多的实例中发现同样外形的膜组件 虽然较粗的毛细管膜组件膜面积较小 但是在同样的组件产水量的情况下其抗污染能力明显高于较细的毛细管膜组件 Savier超滤膜彻底摒弃了抗污染能力较差的小内径 0 6mm 0 8mm 毛细管超滤膜 将毛细管膜制成内径分别为0 9mm 1 2mm 1 5mm和2 0mm 使用者可以根据原水被污染的程度选择较为适合的膜组件 使之抗污染能力和污染后可恢复能力得到保证 15 2 2组件特点 较大的壁厚度 为了提高超滤膜的机械强度 有效地控制膜破损和杜绝断丝 Savier超滤膜的厚度较大 其中内径为0 9mm 1 2mm 1 5mm和2 0mm的毛细管膜壁厚度分别为0 25mm 0 30mm 0 35mm 0 40mm 通常厚度的增加会使通量降低 但是Savier超滤膜通过良好的亲水性和理想的孔隙结构使得其在保证高机械强度的同时也保证超滤膜的通量 16 2 2组件特点 较大的壁厚度 17 2 2组件特点 特殊的根部保护 18 3超滤的工作过程 3 1超滤的操作参数3 2超滤的运行模式3 3超滤的恢复方法 19 超滤运行 20 3 1超滤的操作参数 21 3 1超滤的操作参数 22 3 2 1超滤的过滤方式 全量过滤 优点 1 能耗小2 水利用率高3 系统简单缺点 1 浓差极化大2 污染严重 23 3 2 1超滤的过滤方式 错流过滤 优点 1 浓差极化小2 污染较小缺点 1 能耗大2 水利用率低3 系统复杂 24 3 2超滤的恢复方法 3 2 1超滤的水力冲洗正冲反冲3 2 2超滤的化学加强洗加药反洗浸泡两端反洗 25 3 2 1水力冲洗 正冲 26 3 2 1水力冲洗 上反冲 27 3 2 1水力冲洗 下反冲 28 3 2 2化学加强洗 反洗加药 29 3 2 2化学加强洗 反洗加药 30 3 2 2化学加强洗 浸泡 31 3 2 2化学加强洗 两端反洗 32 3 2 2化学加强洗 药品选择 加HCl使反洗水pH约等于2 当原水为循环冷却水的排污水等硬度较高的水时 反洗时常加入HCl 加NaOH使反冲水pH约等于12 原水为地表水或中水回用水等有机物含量较高的水时 反洗时加入NaOH 加NaClO至50 200ppm 原水为地表水或中水回用水等有机物 细菌含量较高的水时 反洗时加入NaClO 33 3 2 3常见恢复方法 顶反洗 底反洗前正冲 顶反洗 底反洗 后正冲顶反洗 加药 底反洗 加药 浸泡 两端反洗前正冲 顶反洗 加药 底反洗 加药 浸泡 两端反洗后正冲 34 4超滤系统组成 4 1预处理4 2系统图4 3水质检测4 4系统运行控制参数 35 4 1预处理 合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键 当原水是污水处理厂的排放水时 絮凝沉淀工艺通常是必要的 当原水是污染较为严重的河水时 微絮凝和砂滤过滤通常可以为超滤系统提供必要的保障 特别是在原水水质发生巨大波动时提供一个抗拒冲击的屏障 当原水是水库水 地下水或优质回用水时 预处理可以是较为简单的丝网过滤器或是叠片式过滤器 在超滤和砂滤器 多介质过滤器或活性炭过滤器与超滤之间 非常有必要安装100微米丝网过滤器可以有效的避免颗粒物质对超滤膜的划伤 36 4 3水质检测 浊度 0 1NTUSDI 2 37 4 3水质检测 浊度 38 4 3水质检测 SDI 39 4 4系统运行控制参数 跨膜压差跨膜压差也叫透膜压差 TMP 是指中空丝内侧平均给水压与渗透液压力之间的差值 TMP 给水压力 浓水压力 2 产水压力 超滤膜的最大跨膜压差为0 2MPa超滤膜在反洗时跨膜压差大于运行时的压差运行时跨膜压差大于0 15MPa时 就应进行化学清洗 40 4 4系统运行控制参数 入水压力入水压力为超滤膜的入口压力最高值为0 5MPa 此为膜壳所能承受的最高压力入水压力 跨膜压差 产水压力如果产水侧管道较长 必须采取办法解决 避免压力损失过高 产水流量下降问题 41 4 4系统运行控制参数 产水流量在正常系统中 超滤膜压力损失为0 03 0 06MPa超滤产水流量是在25 时的流量 水温每下降一度 产水流量下降2 3 42 5系统气密性检测 在系统的运行过程中 膜组件中的膜偶尔会发生破裂 断丝 从而破坏了膜组件的完整性 原水中的杂物会通过破裂的地方进入产水中 所以及时发现断丝并将其隔离对系统保持完整性有至关重要的作用 当系统用于饮用水处理时 应适量增加气密性检测次数 气密性检测系统包括 干净无油的压缩空气源 压力在0 1MPa以上 气体调压阀 每支膜组件产水端安装不低于10cm的透明管 43 5系统气密性检测 气密性检测步骤如下 1系统停止运行 打开产水阀向给水管路通入压缩空气 2调整空气压力为0 1MPa 3观察透明管中有无气泡保压5分钟 4记录有气泡产生的组件关闭入气阀 5打开顶反洗排水阀 排出组件中的气体 如果透明管中有明显的气泡逸出说明超滤膜有破损问题 44 5组件断丝处理 如果通过气密性检测发现 系统中有断丝组件 要进行断丝密封处理 把组件从系统中取下 打开两端卡子 除去黑色封头及连接件 把专用工具安装好 如图 45 5组件断丝处理 通入0 1MPa除油压缩空气 把专用液体涂抹于组件端面 通入0 1MPa除油压缩空气 如有气泡出现 则为断丝点 用专用针拴堵上 逐步提高压力 寻找断丝点 用专用堵拴和溶剂把断丝点堵上 使其与系统完全隔绝 固化2小时以上即可 专用工具和堵拴 溶剂可与经销商联系 46 6化学清洗 虽然定时的反洗能较好地维持膜性能的相对稳定 但反洗不能使通量达到100 的恢复 随着膜组件工作时间的延长 膜污染会不断加重 膜的透水速率会不断下降 为了恢复膜的通量 需要对膜组件进行化学清洗 当系统的胯膜压差达到0 15MPa时 系统就应该进行化学清洗了 清洗后 在系统设计的胯膜压差范围内系统的产水应达到原设计要求 否则应继续进行化学清洗或缩短化学清洗的间隔时间 调整反洗的频率及反洗运行时间 47 6化学清洗 化学清洗时应根据原水中杂质的情况选择适合的化学药品酸洗 酸洗液一般采用pH 2的HCl 碱洗 0 5 的NaOH 200ppmNaClO pH 12 48 6化学清洗 打开清洗入水阀和清洗浓水出水阀 启动循环泵 循环冲洗30分钟 测量清洗水pH值 如果pH值发生明显变化 添加相应药品 恢复其pH值 重复1 步 重复2 步至pH值稳定 浸泡30分钟 关闭清洗浓水出水阀 打开产水侧清洗出水阀 启动循环泵 错流冲洗30分钟 重复2 4步 把清洗液排空 用清水冲洗至系统PH为中性或无N