中空纖維超濾膜超濾膜

1、中空纖維超濾膜、超濾膜超濾工藝流程。超濾采用一級(jí)一段部分循環(huán)連續(xù)式工藝流程，四組并聯(lián)運(yùn)行，濃水回流四組合一，單泵增壓循環(huán)，每組掛超濾柱 39 支，單組產(chǎn)水 76t/h，系統(tǒng)濃縮水排放 8t/h,應(yīng)用超濾通常采用中空纖維膜，原水在中空纖維裝置的外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，姍 J 構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液而排除，不致堵塞膜表面。在超濾過(guò)程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，使膜的透水量下降。合理地選擇運(yùn)行條件和清洗工藝，可完全控制超濾的濃差極化問(wèn)題。超濾設(shè)備的出力與操作溫度有關(guān)，水的黏度隨溫度變化而變化，溫度每升高 1C,透水量增加 2.15%。

2、一般產(chǎn)品的膜通量按照 25C 設(shè)計(jì)，與實(shí)際使用溫度不一致時(shí)，應(yīng)除以溫度校正系數(shù)。修正得到近似值，即G=(1+0.0215)AtAt=25-t二、產(chǎn)品規(guī)格(一)中空纖維超濾裝置(1)裝置規(guī)格按照純水通量分:1、2、5、10、20、40、60、80、100rm3/h。(2)裝置尺寸為：長(zhǎng) mmx 寬 mmx 高 mm。(3)膜材料代號(hào)見(jiàn)表 4-15。(4)裝置編號(hào)規(guī)格。(二)超濾水裝置出力核算平均回收率大于 90%。(2)化學(xué)清洗周期大于 30 天。(3)超濾水進(jìn)出水水質(zhì)：SDIV3、濁度小于 0.4NTU、懸浮物 SS 小于 1mg/L。(4)半均水回收率。(三)超濾膜的工藝流程超濾膜通常采用一

3、級(jí)一段的工藝流程，具體有三種操作方式，見(jiàn)圖 4-7。圖 4-7(a)中，經(jīng)過(guò)超濾膜處理后的濃水全部回到原水箱或再經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)處理后進(jìn)人超濾系統(tǒng)。圖 4-7(b)中，經(jīng)過(guò)超濾膜處理后的濃水連續(xù)全部排放，是目前常用工藝。圖 4-7(c)中，經(jīng)過(guò)超濾膜處理后的濃水部分排放，部分循環(huán)也是目前常用工藝。(四)超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)步驟(1)原水水質(zhì)，包括水源類型、濁度、SS,COD,pH,溫度等。(2)選擇預(yù)處理系統(tǒng)。(3)選擇超濾操作方式。(4)確定平均水通量和系統(tǒng)回收率。(5)確定系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)水量、膜面積、膜組件數(shù)量、進(jìn)水泵與循環(huán)泵選擇。(6)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括反沖洗系統(tǒng)、正洗系統(tǒng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)、化學(xué)

4、加強(qiáng)反洗系統(tǒng)。2 .超濾膜組件設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)(見(jiàn)表 4-18)3 .設(shè)計(jì)基本條件(適用于一般常規(guī)水質(zhì)條件)(1)進(jìn)水水質(zhì)要求。1)水中不溶解固體含量小于 5wt%。2)顆粒粒度小于 100m。3)濁度不大于 0.1NTU。4)細(xì)菌去除率大于 99.999%。(2)產(chǎn)水質(zhì)量指標(biāo)。1) SDI2(對(duì)于一月水質(zhì))。2) SDI&3(寸于污水水質(zhì)條件)。(3)超濾膜設(shè)計(jì)參數(shù)范圍。1)設(shè)計(jì)透水量：60120L/(m2?h)。2)設(shè)計(jì)膜通量或跨膜壓差(TMP):一般為 1070kPa,最大小于 0.2MPa。3)設(shè)計(jì)工作壓力：小于 0.35MPa。4)反洗流量:24 倍產(chǎn)水量。5)反洗頻率：每隔 2

5、060min 一次。6)反洗時(shí)間：3080s/次。7)化學(xué)清洗頻率：每隔 26 月一次。8)化學(xué)清洗藥劑 pH 值范圍：212.4.設(shè)計(jì)實(shí)例(1)設(shè)計(jì)條件。1)項(xiàng)目用途：反滲透預(yù)處理。2)超濾產(chǎn)水量:60m3/h(250C)。3)原水類型：地下水。4)原水水質(zhì)：濁度小于 5NTU;SS5mg/L;pH=8.3;Fe2+=0.05mg/L(2)預(yù)處理的選擇。根據(jù)原水水質(zhì)對(duì)照表 4-18 超濾進(jìn)水水質(zhì)要求確定以下內(nèi)容。1)采用 l00m 保安過(guò)濾器。2)采用全量過(guò)濾操作方式。(3)選擇膜組件(見(jiàn)表 4-19)。(4)產(chǎn)水量計(jì)算。1)反洗頻率：每隔 30min 一次(ti)。2)反洗時(shí)間:40S(t

6、2)。3)正洗時(shí)間：l0s(t3,反洗前后各一次)。4)每次反洗正沖時(shí)間：120s(t4)。每天反洗次數(shù)N=(3600X24)/(t,X60+t4)=(3600X24)/(30X60+120)=45 次每天反洗時(shí)間T 反洗正沖=t4Xn=120X45 次=5400s每天實(shí)際產(chǎn)水時(shí)間 TT=24X3600-t 反洗正沖=24X3600-5400=81000s=1350min5)超濾設(shè)備每天實(shí)際產(chǎn)水時(shí)間 T=1350min。6)要求連續(xù)供應(yīng)產(chǎn)水量 Qo:60m3/h。需要超濾設(shè)備產(chǎn)水量 Q1Q=QoX24X60/T=60X24X60/1350=64m3/h7)超濾設(shè)備反洗用超濾水反洗水量 Qf:反

7、洗流量(q)為 24 倍產(chǎn)水量(Ql)。8)超濾設(shè)備正洗用原水 Qz:正洗水量與產(chǎn)水水量相同。9)每天反洗、正洗水量 QzF:QzF=3Qont2/(3600X24)=3X60X45X40/0600X24)=3.75m310)需要超濾設(shè)備產(chǎn)水量 Q。/hQ=Ql+Qz=64+3.75=67.75m3/h(5)需要超濾膜面積 S 與組件數(shù)量 N。I)S=Q/q=67.75X1000/85=67750/85=797m2。2)需要超濾膜組件數(shù)量 N(每支組件面積 F=55m2)N=S/F=797/55=14.5 內(nèi) 15 支(每支)(6)反洗系統(tǒng)。反洗水泵選擇如下：反洗流量嗽=24 倍產(chǎn)水量(取 3

8、)。反洗水泵出力 Q 反=3Qo=360=180m3/h。反洗水泵揚(yáng)程取 25m(0.25MPa)。反洗水箱容積 V=35m3。每次反洗時(shí)間 3060s。(7)正洗系統(tǒng)。根據(jù)方案采用反洗前后各一次每次正洗 t3=15s，正洗水用原水；正洗水量為 70m3/h;正洗水與原水水泵共用(出力 75m3/h,揚(yáng)程不大于 0.35MPa)。(五)超濾系統(tǒng)實(shí)例1 .原水水質(zhì)(見(jiàn)表 4-20)2 .超濾預(yù)處理超濾預(yù)處理步驟為：混凝一澄清一過(guò)濾及加氯殺菌處理后一超濾(UF)一反滲透(RO)系統(tǒng)。原水中含有鐵銹、菌藻殘留物、固體顆粒及破碎磯花等雜質(zhì)，為防止這些物質(zhì)對(duì)超濾的機(jī)械污堵，超濾預(yù)處理包括粗濾和精濾兩部分

9、。粗濾采用四套逆流高效纖維過(guò)濾器，直徑 3000mm，單套產(chǎn)水210t/h;精濾采用兩套 20m 纏繞式濾芯過(guò)濾器，單套產(chǎn)水 160t/h 及加氯殺菌處理。3 .逆流高效纖維過(guò)濾器的運(yùn)行管理壓差超過(guò) 0.2MPa 或濁度超過(guò) 2NTU 時(shí)，過(guò)濾器退出運(yùn)行進(jìn)行氣水洗。另外，過(guò)濾器在運(yùn)行過(guò)程中不得停運(yùn)，以防濾層紊亂及攪動(dòng)影響產(chǎn)水質(zhì)量。過(guò)濾器的日常清洗通過(guò)上進(jìn)水下進(jìn)氣的方式對(duì)流沖洗，保持進(jìn)氣強(qiáng)度在 60L/(s?m3)左右，使纖維束充分?jǐn)噭?dòng)，達(dá)到截留物徹底脫落的目的。同時(shí)在運(yùn)行之初，緩慢升壓，廢水外排，直到產(chǎn)水合格后并人系統(tǒng)。高效過(guò)濾器長(zhǎng)期運(yùn)行后，由于菌藻類滋生繁殖、膠體與纖維束的靜電吸引、有機(jī)物的

10、污染等因素，造成運(yùn)行周期短， 截污能力下降， 水氣洗關(guān)后壓降不明顯， 需要進(jìn)行化學(xué)清洗。 清洗采用 3%NaOH、0.55%NaCLO 混合液，加熱到 30C,浸泡濾料 24h 后進(jìn)行氣水合洗，至 pHK8 時(shí)結(jié)束，清洗后產(chǎn)水還原率可達(dá) 98%以上，截污容量大于 10kg/m3。精必廿盧器的運(yùn)行管理精密過(guò)濾器中，纏繞濾芯采用承插式安裝，工作側(cè)與產(chǎn)水側(cè)由“0型圈分隔，因?yàn)檫^(guò)濾器直徑小(600mm),進(jìn)出水沒(méi)有設(shè)置配水裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在過(guò)濾初期，要緩慢進(jìn)水,排盡空氣，防止形成過(guò)濾死角及水錘沖擊破壞閉封圈，造成進(jìn)出水短路。在運(yùn)行過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)進(jìn)出水壓差，當(dāng)壓差大于 0.1MPa 時(shí)，必須對(duì)濾芯進(jìn)

11、行更換，否則會(huì)造成出水篩板變形，濾芯與孔板密封不嚴(yán)，進(jìn)出水短路，產(chǎn)水水質(zhì)惡化。更新濾芯后的首次投運(yùn)應(yīng)將產(chǎn)水排放 1015min,可防止線絨及檢修殘留物對(duì)超濾的污堵。經(jīng)過(guò)以上預(yù)處理后，超濾進(jìn)水 SDI 在 5 左右，為超濾的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。5.超濾系統(tǒng)(1)超濾工藝流程。超濾采用一級(jí)一段部分循環(huán)連續(xù)式工藝流程，四組并聯(lián)運(yùn)行，濃水回流四組合一，單泵增壓循環(huán)，每組掛超濾柱 39 支，單組產(chǎn)水 76t/h,系統(tǒng)濃縮水排放 8t/h。進(jìn)水配置 20m 過(guò)濾器兩臺(tái)及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)門(mén)一臺(tái)，以控制進(jìn)水水質(zhì)及進(jìn)水壓力。超濾柱直徑 200mm,額定工作壓力 0.25MPa,產(chǎn)水量 2t/h,濾膜為聚丙烯中空纖

12、維膜， 有良好的耐酸堿性和透氣性能，截留分子量 5000D，產(chǎn)水 SDI&3。為使冬季超濾裝置的正常制水，在總進(jìn)水處安裝表面式換熱器一臺(tái)，以提高水溫(1530C)。(2)反洗。超濾反洗采用氣一水脈沖擦洗，配備反洗泵臺(tái)、空氣壓縮機(jī)一臺(tái)，反洗頻率2h 一次，從產(chǎn)水側(cè)進(jìn)壓縮空氣脈沖后，開(kāi)啟反洗泵用成品水大流量清洗，自進(jìn)水側(cè)外排。保證空氣壓力在 0.22MPa 左右，防止超壓損壞膜元件。成品水反洗時(shí)間隨季節(jié)、水溫、進(jìn)水水質(zhì)狀況及化學(xué)清洗周期等因素進(jìn)行調(diào)整，一般控制在 30520s 范圍，以提高設(shè)備效率，降低水耗。(3)運(yùn)行壓力控制。 超濾進(jìn)水為清水泵出水， 壓力在 0.550.65MPa,超過(guò)

13、超濾設(shè)備運(yùn)行壓力。 為此，在 20m 過(guò)濾器后安裝了一臺(tái) JD745 型多功能自動(dòng)調(diào)壓閥，使超濾進(jìn)水壓力在 0.10.25MPa 之間波動(dòng)。(4)回流比。由于四組超濾濃水通過(guò)一臺(tái)泵加壓回流，并聯(lián)運(yùn)行，系統(tǒng)阻力各異，回流比難以控制。在總進(jìn)水壓力穩(wěn)定后，可通過(guò)調(diào)整各組濃水回流門(mén)控制單組回流比。在調(diào)整過(guò)程中，各組運(yùn)行工況相互干擾，很難保證四組回流比一致，一般控制在(1:1l3)范圍，正是這種差異造成過(guò)濾工況和過(guò)濾效果的 t-異，使四組膜通量不在同一均衡水平。因此，對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)而言，回流比的調(diào)整是涉及運(yùn)行壓力、產(chǎn)水量、膜通量、產(chǎn)水水質(zhì)、清洗周期及運(yùn)行效率的綜合因素，其運(yùn)行調(diào)整顯得至關(guān)重要。(5)溫度控制

14、。運(yùn)行溫度一般控制在 1530C 之間，冬季通過(guò)表面式換熱器對(duì)進(jìn)水加熱，用溫控測(cè)點(diǎn)控制蒸汽量，防止超濾運(yùn)行和反洗過(guò)程中水壓水量的波動(dòng)使進(jìn)水超溫，損壞膜及組件。(6)系統(tǒng)壓們降。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，隨著膜通量的下降及進(jìn)水壓力的調(diào)整，進(jìn)水與產(chǎn)水壓降、進(jìn)水與濃水壓降都在發(fā)生相應(yīng)的變化，在運(yùn)行及回流比的調(diào)整過(guò)程中，要密切注意這兩個(gè)卜壓降的變化，保證進(jìn)水與產(chǎn)水壓降小于 0.17MPa，進(jìn)水與濃水壓降小于0.1MPa。在系統(tǒng)運(yùn)行末期，在滿足一個(gè)壓降最大的情況下，任何一個(gè)超標(biāo)就必須停止還行，進(jìn)行化學(xué)清洗。(7)排污量。按設(shè)計(jì)要求，四組超濾連續(xù)排污量為 8t/h。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需根據(jù)濃水狀況對(duì)排污量進(jìn)行調(diào)整，

15、夏季一般控制在 12t/h,冬季為 8t/h。如果發(fā)現(xiàn)濃水急劇惡化，應(yīng)采取強(qiáng)制氣水反洗，以降低濃縮比，防止超濾膜的二次污染。(8)操作方式。在保證超濾產(chǎn)水量同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)全部續(xù)實(shí)行 PLC 程控操作(9)停運(yùn)及保護(hù)。系統(tǒng)停運(yùn)前，應(yīng)先開(kāi)啟回流排水門(mén)，停止回流泵使系統(tǒng)壓力降至最低后逐組點(diǎn)擊，氣水反洗后退出運(yùn)行。此時(shí)，裝置內(nèi)必須充滿水，防止濾膜脫水失效。短時(shí)間停運(yùn)，每天運(yùn)行 1h 左右， 用新鮮水置換出元件內(nèi)存留的水； 長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)(7 天以上),要向裝置內(nèi)注人保護(hù)液(1%的甲醛水溶液)，防止細(xì)菌滋生繁殖。(10)超濾系統(tǒng)殺菌和化學(xué)清洗。1)化學(xué)清洗系統(tǒng)配置。超濾和反滲透共用一套移動(dòng)式化學(xué)清洗裝置，由

16、清洗藥箱(4m3)、清洗泵(30t/h,0.3MPa),精密過(guò)濾器及相關(guān)管閥表計(jì)組成。超濾清洗時(shí)，精密過(guò)濾器安裝 20mm 濾芯，運(yùn)行壓差不超過(guò) 0.1MPa，否則會(huì)制約清洗流量，影響清洗效果。反滲透清洗時(shí)，安裝 5 科濾芯，以保證清洗液的質(zhì)量。2)系統(tǒng)殺菌。系統(tǒng)殺菌有兩種模式，原水加氯后送至超濾系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)殺菌，運(yùn)行過(guò)程中每 4h分析一次余氯含量，保證超濾進(jìn)水余氯在 0.30.5mg/L,但進(jìn)反滲透前徹底還原，防止強(qiáng)氧化劑對(duì)反滲透膜的損傷。間斷殺菌每周進(jìn)行一次，配制 3%的 1227 殺菌劑，通過(guò)化學(xué)清洗裝置在超濾組件中循環(huán) 0.5h 后浸泡 35h,單組用量 2t/h,之后用成品水清洗合格，投入運(yùn)行。(11)化學(xué)清洗液的配制。清洗主要以殺菌為主，一般采取如下配方:0.5%HCI 循環(huán)清洗，水洗合格后，用 1%NaOH 和 NaOH 和 400X10-6NaCIO 混合液，加溫 350C,循環(huán) lh,浸泡 4h,每組用量 2t/h 左右。冬春枯水期，河水濁度低，溫度低，磯花聚結(jié)困難，不利除膠，清洗主要以膠體脫穩(wěn)為主，清洗液配制如下:1%HCl 循環(huán)清洗，水洗合格后，用 3%NaOH 和 200X10-6NaCIO,加溫至 35%,循環(huán) 1h,4h,每組用量也在 2t/h 左右。(12)清洗方式及注意事項(xiàng)。為保證產(chǎn)水平衡，57 天選取一組輪