DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL 超滤技术交流 欧美全球膜技术服务中心 DOW RESTRICTED - For internal use only 目 录 超滤技术简介 国内外主要超滤厂家及产品概要 OMEXELL 超滤膜组件的介绍(结构、运行、调 试、维护 影响 OMEXELL 超滤膜通量主要因素 OMEXELL 超滤膜组件的设计选型和应用 DOW RESTRICTED - For internal use only 超滤技术简介 超滤(Ultrafiltration :介于微滤和纳滤之间的一 种膜过程,膜孔径在 0.03μm 至 1000分子量之 间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓 缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜 孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为 驱动力,以超滤膜为过滤介质。 DOW RESTRICTED - For internal use only 超滤技术简介 截留分子量:标准 “ 切割分子量(MWCO ” 来描述 超滤膜孔径的大小,定义为膜具有 90%以上截留 的最小分子量物质; 孔隙率:过流微孔总面积在膜丝总表面积中所占的 比例; 通量 (Flux:产水透过膜的流率,通常表达为单位 时间内单位膜面积的产水量,其单位多用 L/m2.h ; DOW RESTRICTED - For internal use only超滤技术简介 比通量 :单位压力下,单位时间内单位膜面积的产 水量,单位为 L/m2.h.bar ; 透膜压差 (Trans-membrane Pressure:简称 TMP ,即产水侧和原水进出口压力平均值差异, 即膜两侧平均压力差; 全流过滤 TMP = 进水压力 -产水出口压力; DOW RESTRICTED - For internal use only 按组件形式分类 超滤膜一般分为板框式(板式、中空纤维、管式、 卷式等多种结构。其中,中空纤维式是国内应用最为 广泛的一种,根据进水方式不同还分为内压式和外压 式中空纤维膜。 DOW RESTRICTED - For internal use only 醋酸纤维素(CA:优点是低价,亲水性好,不易阻塞污 染。弱点是易被微生物吞噬,对于pH和温度适应范围小。 聚砜(PSO:自从1975年以来已被广泛应用于UF和MF膜尊龙凯时ag旗舰厅官方网站。 优点耐温和耐pH能力好。缺点不能抗油、油脂、脂肪和两 极溶剂。 聚偏二氟乙烯 (PVDF:优点是其高度的碳氢化合物抗氧 化能力强尊龙凯时ag旗舰厅官方网站。缺点很难制成有良好超滤分离特性的膜。 复合膜:复合膜多层膜结构,但所有的都有精确的组分; 常见支撑层(基膜、分离层(涂膜。 按制膜材料分类 DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 Norit (X-FLOW 诺瑞特(荷兰 内压式 膜材料:聚醚砜 PES (聚砜 DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 Norit 超滤膜特点 1:卧式膜系统采用类 RO8寸标准设计,有一定互 换灵活性; 2:开发在线智能浊度监测系统,自动控制进水流 量和反洗周期; Norit 超滤膜不足 1:内压式中空纤维膜不适用高 SS 水源,前处理 要求严格; 2:PS 聚醚砜材质耐氯性不强,化学清洗 NaClO 浓度仅为 200ppm ; DOW RESTRICTED - For internal use only国内外主要超滤厂家及产品概要 膜材料:PS (聚砜 内径:0.9mm 截留分子量:1~10w 通量:45~60gfd (76~102 L/m 2﹒h 运行方式:内压式 美国 Koch 科氏滤膜 DOW RESTRICTED - For internal use only国内外主要超滤厂家及产品概要 美国 Koch 科氏滤膜特点 特点:KOCH 公司为中空纤维超滤膜完全不对称楔 型结构的发明者(ROMICON ,1973; 进水接触的一侧膜结 构致密, 而与透过液 接触侧膜结构疏松, 呈现楔型(倒喇叭口 形状; ↓ DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 PALL 超滤膜(美国-microza 颇尔公司于2004年成功的完成了 USFilter旗下过滤和分离集团(简 称FSG的收购,包括FSG集下的 Filterite,SeitzSchenk,Fluid Dynamics,Schumacher,以及 Exekia公司,此外,2003年12月与 美国Groe公司联合,进一步提升了 自己的实力。被美国(FORTUNE 杂志评为美国500家最大企业之 一 。 DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 PALL 超滤主要技术参数: 运行方式:外压式 膜孔径:0.1μm 膜材料:PVDF (聚偏二氟 乙烯 通量:60~150L/m 2.h DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 I nge(德国滢格超滤膜 特点:内压式 材料:聚醚砜 特点:多孔结构纤维 丝,每根毛细管内含 7 根内径 0.8mm内径的 纤维 DOW RESTRICTED - For internal use only国内外主要超滤厂家及产品概要 日本久保田(kubota 日本东丽超滤膜(Toray 海德能-HydraCap 海南立升 天津膜天 大连欧科 浙大凯华等 海德能 大连欧科 DOW RESTRICTED - For internal use only 中空纤维式膜与卷式膜的比较 中空纤维比卷式膜更易清洗,维护更方便 卷式进料腔淤积微粒无法清除,格网结构造成清洗死 角多 卷式透水阻力较大导致其膜通量一般比中空纤维式低 卷式超滤膜无法进行完整性检测 卷式膜组件总表面积大,容积填充率大于中空纤维式 DOW RESTRICTED - For internal use only 内外压式中空纤维膜比较 外压和内压各有优缺点 外压式操作比内压式适应更大的进水悬浮物浓度 外压式 内压式 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL-UF 与类似产品比较优势 制膜材料优势:PVDF 尽管它很难使膜具有良好且稳 定的分离特性,按一般认为制膜过程很难将膜孔径 做到 0.1μm以下,但 OMEX 做到 0.03 μm,是惟 一的 PVDF 材质超滤膜; PVDF 材料自身优点就是其高度的抗碳氢化合物和氧 化环境的能力,因此 OMEXELL 超滤膜有很强抗氧 化能力; DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL-UF 与类似产品比较优势 孔隙率:OMEXELL 采用有专利配方和制膜方法生产 的超滤膜,其孔隙率非常高,因此对一般各类型 水质膜通量可以高达 60~120L/m 2﹒h; 亲水性和接触角:亲水性往往采用接触角来衡量, 由于 PVDF 为非亲水材料, OMEXELL 特有的亲水 改性减小了膜表面接触角,有助于减缓膜面污染 和增大通量; DOW RESTRICTED - For internal use only 国内外主要超滤厂家及产品概要 OMEXELL-UF膜具有最前沿的超滤膜不对称结构,即由 致密的皮层和多孔的支撑层构成,通常支撑层的孔径 要比皮层高一个数量级以上;特有成膜技术改善了基 膜的晶核排列提供更强的支撑强度;这种结构有以下 的优点 a致密的皮层提高了过滤的精度;b多孔的支撑层 降低了过滤的阻力,并且使得穿过皮层的微小杂质被 截留的几率降低到最小。 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL 超滤膜组件的介绍 进水断面布水口 中心管内部布水口 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL 超滤膜组件的介绍 产水端面 产水侧端盖 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL 超滤膜组件的介绍 SFP2860产水侧 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL 超滤膜组件的介绍 超滤的运行有全流过滤(死端过滤和错流过滤两 种模式。 全流过滤时,进水全部透过膜表面成为产水; 错流过滤时,部分进水透过膜表面成为产水,另一 部分则夹带杂质排出成为浓水。 OMEXELL-UF可根据需要和进水不同水质采用全流或 错流过滤。 DOW RESTRICTED - For internal use onlyOMEXELL-UF 的运行介绍 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL-UF 的运行介绍 全流过滤能耗低,操作压力 低,制水效率高从而运行 成本也低; 错流过滤能处理悬浮物更高 的流体,当进水中悬浮物 含量大于 50mg/L或浊度为 4~5NTU 时采取错流运 行;一般错流浓水流量不 大于 0.5M 3/h; 两者与平行流过滤、垂直流 过滤的关系; DOW RESTRICTED - For internal use only 启动前的检查内容: 1、超滤前处理系统运行正常, 超滤进水符合设计要求; 2、排水系统已经准备完毕; 3尊龙凯时ag旗舰厅官方网站、 PLC 程序已经输入; 4、电路系统检查已完成,机泵 运行正常; 5、管路系统连接完成并清洗干 净; OMEXELL-UF 的运行介绍 DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL-UF 的运行介绍 启动的基本步骤: 1、启动原水泵; 2、装置灌水和冲洗; 3、设置和调整进水压力、装置产水量; 4、启动反洗泵,设置和调整反洗压力; 5、设置和调整进气压力; 6、设置和调整连锁报警点; 7、设置反洗时间间隔; 8、设置气擦洗时间间隔; 9、设置并联装置反洗顺序; DOW RESTRICTED - For internal use only OMEXELL-UF 的运行介绍 DOW RESTRICTED - For internal use only超滤装置运行程控步序表 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 1-反洗 超滤的清洗方式包括水的正洗、 反洗,气洗,分散化学清洗 (CEB,化学清洗(CIP等。 正洗、反洗、能将表面大颗粒胶 体、滤饼层去除;气洗可以增 强正洗、反洗的效果。 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 1-反洗 反洗过程,倒楔形膜孔在反洗水压下扩张有利于 污堵物洗出; 正洗将洗出物彻底排除组件; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 1-反洗 反洗流量越大,对膜组件的清洗效果 就越好。但是反洗流量大,就需要 在中空纤维膜的内壁施以较大的水 压,过大的水压会导致中空纤维膜 的破裂,故反洗流量是通过反洗水 压来控制;反洗透水速率 100~ 150L/m2﹒ h ; SFP 的反洗压力应控制在不大于 2bar 反洗流量压力确定 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 1-反洗 反洗频率确定 OMEXELL-UF常采用了全流过滤的运行模式,为了保 证滤膜在此工作状态下的膜通量不发生大的衰减, SFP采用了频繁冲洗技术,使膜表面截留的污染物在 形成较厚的滤饼前被清除; 频繁冲洗的频度取决于进水中杂质的 含量和种类,一般需通过现场的调试 来确定,并且在运行过程中根据进水 的变化及时予以调整; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 2-气洗 气洗的目的,就是利用压缩气体 在组件内纤维之间的爆破形成 的震荡,使附着在膜纤维表面 的污染物质得以剥落,达到强 化冲洗效果和节约反洗耗水的 目的。但过分强烈的气流会导 致膜纤维的断裂,造成产水水 质的下降; 气擦洗示意图 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 2-气洗 OMEXELL-UF 组件气洗时,进气量 的控制是通过对进气压力的控制来 完成的,进气压力应控制在小于 1.0bar 为宜,单只组件平均进气量 在 5~12Nm 3/h 气洗频度稍小于一般维护反洗频度, 频度具体根据进水水质特殊性和中 试或调试阶段数据为依据; 实际清洗照片 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 3-化学加强洗 (CEBChemically Enhanced Backwashing(CEB 一般在进水水质较差时候选用,根据水质不 同选择加酸反洗、加碱反洗或两者组合交替 进行; 酸洗推荐选用酸种类为:盐酸、柠檬酸、草酸 等;可以去除由于进水含有铁、铝等金属胶 体污染,也可预防硬度结垢; 碱洗常用药剂为氢氧化钠,主要去除有机物和 活性生物引起的超滤膜组件污染; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 3-化学加强洗 (CEB DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 3-化学加强洗 (CEB超滤膜长期使用运行过程中, 预处理和维护反洗只能解决膜 被污染速度的快慢问题。而无 法从根本上解决污染问题。即 使预处理再彻底,水中极少时 的杂质日积月累而使膜的分离 性能逐渐受到影响;即使在CEB 阶段也有部分通量不能清洗得 以恢复;(引入CIP概念 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 4-离线化学清洗 (CIP正常维护和化学加强洗无法遏制膜性能恶化时,采取 离线化学清洗(CIP 定期、不定期的对膜组件进 行化学清洗,以恢复膜的通量和截留率。 CIP 进行条件:在相同温度下 OMEXELL-UF 超滤膜跨 膜压差上升 1bar ,且气洗、反洗和化学加强洗不能 恢复膜性能时进行; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 4-离线化学清洗 (CIPCIP 前注意事项 1:超滤膜进行化学清洗前都必须先进行夹气反洗;整个清洗 过程约需要2 -4个小时; 2:清洗剂在循环进膜组件前必须经过1~5μ的滤芯过滤,以除 去洗下的污物,清洗结束后必须将滤芯取下; 3:清洗液温度应尽量高一些,一般可控制在30℃-40℃; 4:必要时可采用多种清洗剂清洗,但清洗剂和灭菌剂不能对 膜和组件材料造成损伤。在使用另一种清洗剂清洗前应用纯水 将系统内上一清洗药剂冲洗干净; 5:不推荐使用有机溶剂类清洗药剂清洗OMEXELL超滤; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 4-离线化学清洗 (CIP (1:采用酸性溶液清洗超滤膜 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 SS 特别高, 而对膜的浓水侧造成的非有机物污染。 (2:采用用碱性氧化剂溶液清洗超滤膜 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产生 , 由此引起生物污染。此情 况碱洗效果较好; 原则:能与污染物质发生失稳,脱离作用的化学清洗 药剂可选用,但以不会造成膜材料损伤为前提; 清洗方案选择: DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 4-离线化学清洗 (CIP特别警告提示 : ★ 任何情况下都要避免身体直接接触化学清洗所用 药剂 ★ 进行清洗时,将有可能会有一些气体产生,循环 槽应设排空通气设备; ★ 管路必须完整,保持所有的管线压 力低于运行压力,以避免压力过高 引起化学溶液飞溅泄漏; DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 5-组件完整性检测 进水水质波动不大而产水水质急剧 恶化时,排除管路阀门互通或其 它连接件故障应进行膜组件完整 性检测 完整性理论依据:表面张力和泡点 压力理论表明,低压力条件空气 无法通过完整膜丝;出现断丝则 在产水侧观测到连续气泡 DOW RESTRICTED - For internal use only 维护篇之 5-组件完整性检测 气泡观察法 将膜组件中充满水,膜丝所有的孔中都充满了液 体; 在膜组件进水侧缓慢通入无油压缩空气,且逐渐提 高进气压力,同时通过观察产水侧是否有气泡连 续溢出(产水阀门处于打开状态; 通常通入空气压力从0开始,逐渐增大至1bar。如果 在1bar时发现有气泡连续冒出,表明膜丝或者组 件存在(断丝泄漏; DOW RESTRICTED - For internal use only维护篇之 5-组件完整性检测 压力衰减法 将膜组件中、膜丝所有孔充满了洁净水; 在膜组件的进水侧缓慢通入无油压缩空气(产水阀门处于 打开状态,对 OMEXELL TM 系列超滤膜,保持压力测 试的设定值为 2.5bar ; 进气侧的水会受压穿过膜壁进入产水侧,因此会有一定量 的液体排出(大约会持续 2分钟 。等待压力稳定在设 定值时,将进气关闭(产水侧阀门处于打开,并密封 进气侧保持测试压力,静止保压 10min ; 压力测试 10min 后进气侧压力降不大于 0.3bar ,则表明膜 元件完整;

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