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文档简介
1、超滤的应用探讨,主讲人:Kevin,内容提要,公司与产品简介 如何选择超滤产品 DOW超滤的运行过程 我们的经验是什么 应用领域与案例 Q&A,公司与产品简介 如何选择超滤产品 DOW超滤的运行过程 我们的经验是什么 应用领域与案例 Q&A,全球领先的科技公司,2007年销售额达到540亿美元 1897年由Herbert H. Dow 在美国密歇根州米德兰市创立 在全球37个国家设有180余处生产基地,可供应3,500多种产品 在全球约有42,000名员工,陶氏简介,公司创始人: Herbert H. Dow,1930s 开始对华贸易 1957 在香港设立办事处 1968 在台北设立办事处 1
2、972 开始向中国直接销售 1976 香港青衣聚苯乙烯工厂投产 1980 在北京设立办事处 1981 在上海设立办事处 1989 成立浙江太平洋化学有限公司 1998 广州聚氨酯组合料工厂投产 2002 张家港基地投产 2004 设立大中华区,总部设在上海 2005 宣布在中国设立陶氏研发及信息技术中心 2006 全资收购欧美公司,水净化部成立,陶氏大中华区大事记,十一大生产基地 五大业务中心 1,400多名员工 2007年销售额逾 33亿美元,香港,宁波,南岗,广州,ZJG,北京,上海,台北,武汉,中山,新竹,南通,业务中心,生产基地,地区总部,陶氏大中华区,湖州,我们的愿景,使命,价值观与
3、战略,愿 景:成为全球规模最大、盈利最佳且最受尊敬的化工公司 使 命:通过掌握和运用科学和技术,坚持不懈地改进可推动人类进步的因素 价值观: 诚信并以人为本 战 略:加强陶氏专营基础化学品业务的优势,优先对功能性化学品业务投资,DOW能为您提供什么?,Raw Water,Reclaim (Recovery) System,UF,UV,Secondary Loop (Polishing Stage),Pre-treatment System,Final Polisher,Multi Media Filter or UF,Point of Use,Optional,Discharge,IX,UF,
4、EDI,* 陶氏是世界上唯一能同时提供包括:超滤,反渗透,电除盐(EDI)和离子交换树脂在内的关键水处理产品的全球性公司,DOW超滤和EDI水处理产品选择,产品(Product),膜组件(Membrane),电除盐组件(EDI),超滤膜 (UF),MBR膜 (浸没式),EDI 210&U,EDI 316,DOW SFP超滤膜的介绍,目前的主力产品,特点: 小筛分孔径和高填充密度在保证产水质量 前提下增加单位体积的产水量。 缺陷少 对进水水质的要求宽 化学稳定性高,适应化学清洗剂 清洗方便 抗拉、抗压强度高 低运行成本,膜丝断面,SFP超滤膜的特点,膜的特性 化学稳定性,聚偏氟乙烯(PVDF)材
5、质的化学稳定性是各类膜材质中最优异的,耐受氧化剂等化学药品的持续清洗能力强。,膜的特性 强度,未加工的聚合物强度使用高分子量 PVDF 300,000 无需加强材料的超强度膜结构,典型系统流程图,膜系统的基本构成,现场照片,模块化的设计和小的占地空间,公司与产品简介 如何选择超滤产品 我们的经验是什么 应用领域与案例 Q&A,哪些因素影响膜过滤过程?,宏观流道与颗粒杂质 -内压?外压? 微观流道(孔径、临界通量) -MF?UF? 膜与杂质的相互作用 -膜材质的选择 水本身(温度),膜的选择原理,1:宏观流道内压?外压?,污染物在膜丝两端的累积,外压膜具有各大的过滤空间(是内压膜2倍左右) -更
6、高的抗污染性能,内压式,流道空间固定,当进水悬浮物含量较高时,宜采用错流过滤,或者降低水回收率。 假设原水悬浮物含量50mg/L,错流过滤,单程回收率95,则出水端的悬浮物含量高达1000mg/L。 采用内径更大的管式膜来处理发酵液、活性污泥等高悬浮物体系。,1:宏观流道内压?外压?,外压包括浸没式,流道空间不固定,常采用夹气清洗的方式,利用气泡的剪切、湍动提高清洗效果。 内压式采用夹气方式效果不明显,多采用分散化学清洗(CEB)的方式。,引发清洗的问题,1:宏观流道内压?外压?,1. 宏观流道问题小结,外压式操作,对来水最大颗粒粒径要求宽松; 外压式操作,允许进水更高的悬浮物含量; 外压式操
7、作,单程回收率更高,应对水质波动能力强; 外压式操作,采用廉价的气水混合清洗效果更好。,为什么选择“UF”?,Ultrafiltration,Microfiltration,Permeate,CIP/BW,Flux,UF,MF,清洗通量恢复好,通量衰减快,2:微观流道孔径?,更小的过滤精度,更好的产水水质,为什么选择“UF”?,表1 MF设计情况,MF?UF?,表2. MF实际运行情况,-实际案例研究,MF: 实际运行通量衰减超过45!,表3. 运行情况,MF?UF?,频繁的化学清洗和高的药耗,2:微观流道结构、材料、应用?,海绵体,抗压密,强度高,指状孔,短时通量高,指状孔,海绵体,2. 微
8、观流道问题小结,超滤过滤精度高; 超滤可能初始通量低,但长期通量高; 存在临界通量,宜通过小试、中试等确定合理的设计通量; 膜丝需要一定的抗压强度,否则不能保证长期供水量。,使用某种絮凝剂,增加悬浮物含量,但是改善了凝胶层的性质,显著提高通量 可以建立一种评价通量衰减的方法,或者反映凝胶层性质的参数,以定量表述此现象。,胶体或者悬浮物的带电性质,3:膜材料与杂质的相互作用,材质的选择,90的石化废水回用采用PVDF超/微滤膜!Why?,膜材料的一些物理性能,膜材料的化学性能,更宽的应用范畴,膜材质对水中化学物的适应性比较,3. 膜与杂质的相互作用小结,杂质带电性质对超滤通量影响很明显; 絮凝剂
9、、氧化剂等可以调剂水质,显著改善膜的污堵; 有机物类的吸附污堵因有机物的种类不同而千差万别; 对膜进行的必要化学清洗要求膜材质化学稳定性好,PVDF是目前最佳的选择。,4. 水本身的性质温度(粘度),flux= *D2 *PTM* / (k*t * ),过膜压差水温对产水量/压差的影响,对超滤的性能要求Summary,可靠的去除效果 耐化学清洗(尤其是耐氧化性) -应对膜的污堵 高污染负荷 -可经受水质的波动 高机械强度 -可经受频繁的清洗 -高抗老化性 宽的进水限制 -降低预处理的投资 -膜的耐冲击性 均一的产品品质,公司与产品简介 如何选择超滤产品 DOW超滤的运行过程 我们的经验是什么
10、应用领域与案例 Q&A,概要,化学清洗 (CIP),气洗 反洗 化学分散洗 (CEB)在水质特别差或水质波动较大时可选 正冲洗,反洗周期,过滤,运行过程:,DOW超滤膜组件的运行过程,Filtration,Ultrafiltrate,Raw Water,Filter 200-300 m,Backwash Tank,Air,Chemicals,Backwash Pump,Feed Pump,Effluent,Air Scour,Air Scour - Drain,Backwash Top,Ultrafiltrate,Raw Water,Filter 200-300 m,Backwash Tank
11、,Air,Chemicals,Backwash Pump,Feed Pump,Effluent,Backwash Bottom,Typical Flow Diagram (Dead-End Mode),CIP 过程,CIP: 有机物、微生物污染: 0.1%NaOH 0.2%NaCIO(Cl2) 无机物污染: 12% 柠檬酸, 0.4% HCI 压力: 3bar 流量: 1-1.5m3/hr/膜,Pump,CIP溶液箱,公司与产品简介 如何选择超滤产品 DOW超滤的运行过程 我们的经验是什么 应用领域与案例 Q&A,超滤系统的运行经验,进水添加混凝剂的经验; 来水需认真控制微生物的经验 沿河企业
12、夜间偷排污水影响超滤的经验 通量过高造成的清洗频繁,频繁化学清洗对膜材料的要求 废水中潜在有机物对膜材料的破坏作用 分散清洗频率高增大运行费用 来水悬浮物不稳定造成超滤污堵,通量的选择经验,选择高初始通量, TMP上升较快, CIP频率高!,A组件通量衰减,采用高频率的维持性化学清洗,高初始通量?通量衰减快,压差上升快,清洗频率高 低初始通量?通量衰减慢,压差上升慢,清洗频率低,对于不同水源,兼顾投资费用和运行费用,选择合适的通量值!,-通量与投资费用&运行费用,通量的选择经验,主要污染物指标:悬浮物(ss)、浊度(NTU)、胶体等-超滤能去除的污染物 CODcr、BOD5、N-NH3、总磷(
13、TP)、油等 微生物(厌氧菌、好氧菌等) TDS、硬度、碱度、总铁、二氧化硅、重金属、难溶盐等,超滤的污染物,超滤预处理工艺的选择经验,源水水质波动的经验,解决方案: 加强预处理 预处理工艺的选择? 原水自清洗过滤器超滤 原水混凝/澄清超滤 原水MMF超滤 。 周期性调整加药 -夏季微生物滋生时,可考虑增加氧化杀菌剂的投加量,同时注意还原剂投加量的调整 调整膜系统运行参数 -反洗、清洗参数的调整,温度波动的经验,解决方案: (1)换热装置的添加 (2)按低温设计膜系统 (3)原水的勾兑 。,大唐王滩海水淡化:该项目海水水温季节波动较大(027),对超滤和反渗透系统的运行影响较大: 解决方案:
14、(1)冬季可抽取电厂冷却水的排水,其水温可比原海水提高约10; (2)系统的设计水温为1015的低温。 玉环电厂也采取(1)的方法,膜污染控制的经验,UF系统: 微生物污染 -氧化杀菌剂的使用问题 有机物污染 絮凝剂污染 -絮凝剂的投加量问题 腐质酸污染 RO系统: 微生物污染(厌氧菌) -氧化杀菌剂的使用问题 -非氧化杀菌剂的使用问题 有机物污染 絮凝剂污染 EDI系统: RO产水箱到EDI系统间的管路二次污染问题 增加保安过滤器? 减少了颗粒对EDI进水流道的污堵,增加了微生物污染的几率(建议连续运行),超滤膜应用的注意事项,知道? 原水如何变化? 污染物来源? 如何污堵?如何清洗?选择何
15、种清洗药剂?通量是否可恢复? 超滤膜丝是否机械受伤?是否老化? 注意! 膜不是万能的; 要充分重视水源的复杂性; 要充分重视超滤的预处理工艺的选择; 系统参数设计要科学。,公司与产品简介 如何选择超滤产品 DOW超滤的运行过程 我们的经验是什么 应用领域与案例 Q&A,DOW 超滤的应用领域,大唐王滩,地点:中国,2005 产水量:28800吨/天 元件数:1060支SFP2660,1.海水淡化上的应用,中国钢铁业最大的废水回用系统,55000t/d; 流程:调pH曝气混凝澄清砂滤超滤反渗透,2. 钢铁炼钢废水回用,3. 印染废水回用,规模:1000m3/h 前的运行过程是稳定的: 超滤运行6个月:一次化学清洗;压差稳定在0.4bar以下 RO运行情况:脱盐率97%,一次化学清洗,4. 石化废水回用,地点:中国, 时间:2007年 占地:718m2 产水量: 40,000吨/天 元件数: 756支SFP2860,
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