膜分離試驗(yàn)裝置說(shuō)明書(shū)

1、膜分離中試實(shí)驗(yàn)裝置一、前言本裝置分離部分由六部分組成，分別是多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭吸附器、精密過(guò)濾器、超濾膜組件、納濾膜組件及反滲透膜組件。本 裝置中，多介質(zhì)過(guò)濾器、活性 炭吸附器、精密過(guò)濾器、超濾膜組件作 是整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)處理單元。預(yù)處理單元由增壓泵為原水增壓， 增壓泵 由小型變頻器控制，可方便地調(diào)節(jié)流量。納濾及反滲透系統(tǒng)由高壓泵 增壓，裝置設(shè)置了低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，可對(duì)高壓泵進(jìn)行保護(hù)。裝置的分析 系統(tǒng)配備了在線檢測(cè)電導(dǎo)率儀及測(cè)溫儀表，可測(cè)定膜進(jìn)水及納濾、反 滲透膜出水的電導(dǎo)率及水溫，從而計(jì)算出膜的脫鹽率。系統(tǒng)的流量由 轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量，系統(tǒng)壓力由壓力表測(cè)定。裝置配備了清洗系統(tǒng)，多介質(zhì)過(guò)濾器、活性 炭吸

2、附器可進(jìn)行反 沖，超濾膜部分可進(jìn)行反洗。在需要時(shí)，也可用藥液對(duì)超濾膜部分進(jìn) 行藥洗。本裝置管路、閥門(mén)為ABS材質(zhì)，具有外形美觀、耐腐蝕的特點(diǎn)。 適用于本科生和研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以作為研究人員的科學(xué)研究 手段。二、技術(shù)指標(biāo)1、 多介質(zhì)過(guò)濾器：規(guī)格： 90 x 1000mm，外殼為AB附質(zhì)，過(guò)濾 介質(zhì)為不同粒度的石英砂；2、 活性炭吸附器：規(guī)格：90 x 1000mm，過(guò)濾介質(zhì)為活性炭；3、 精密過(guò)濾器：規(guī)格：90X 1000mm,外殼為AB附質(zhì)，濾芯為 聚硯，過(guò)濾精度為510 m;4、 中空纖維超濾膜：膜組件為內(nèi)壓式膜組件，規(guī)格 90X 1000mm, 膜材料為聚丙烯臘，中空纖維膜外徑O1.0

3、-1.2 mm,膜孔徑在 0.01-0.001 v m,截留分子量 6000-10萬(wàn)；5、 美國(guó)海德能公司進(jìn)口 RO膜型號(hào)：ESPA2-4040,標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件 下，RO膜脫鹽率 99%膜殼為耐壓不銹鋼膜殼；6、 美國(guó)海德能公司進(jìn)口 NF膜型號(hào)：ESNA1-4040,標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件 下，NF膜脫鹽率 70%,膜殼為耐壓不銹鋼膜殼；7、 增壓泵：SZ037射流式白吸離心泵，流量最大 3 m3/h,最大揚(yáng)程 35米；采用小型變頻器對(duì)馬達(dá)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)；8、高壓泵：美國(guó)進(jìn)口 PROCON泵，型號(hào)104B330F;9、裝置設(shè)置了清洗系統(tǒng)，可對(duì)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性碳吸附器進(jìn)行反 沖，也可對(duì)超濾膜進(jìn)行

4、反洗，還可對(duì)超濾膜進(jìn)行化學(xué)清洗；10、在線電導(dǎo)率儀型號(hào)：CM-230面板式電導(dǎo)率儀三、裝置面板布置圖及流程示意圖膜前電導(dǎo)率膜后電導(dǎo)率測(cè)溫仗戒 電導(dǎo)率測(cè)溫增壓泵高壓泵圖1.面板布置圖符號(hào)說(shuō)明：壓力表，導(dǎo)一閥口，轉(zhuǎn)子流量計(jì)，卜_ 調(diào)節(jié)閥1-原水箱，2-增壓泵，3-多介質(zhì)過(guò)濾器，4-活性碳吸附器，5-精密過(guò)濾器，6-超濾膜，7-中間水箱，8 -進(jìn)水產(chǎn)水電導(dǎo)率儀，9-高壓泵，10-納濾膜（匕|7），11-反滲透膜（*口），12-純水箱圖2、膜分離中試實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖四、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)預(yù)處理部分本裝置中，多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭吸附器、精密過(guò)濾器、超濾 膜組件作是整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)處理單元。多介質(zhì)過(guò)濾器中裝填不同粒度

5、 的石英砂作為過(guò)濾介質(zhì)，可截留水中的懸浮雜質(zhì)，從而使水達(dá)到澄 清的目的。過(guò)濾時(shí)，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾層中雜質(zhì)截留量也會(huì) 不斷增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致水頭損失或?yàn)V后水質(zhì)不符合要求，此時(shí)應(yīng) 對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗。反沖洗的目的是清除濾層中的污物，使過(guò)濾器 恢復(fù)過(guò)濾能力。多介質(zhì)過(guò)濾器沖洗通常采用白下而上的水流進(jìn)行反 沖洗，反沖洗時(shí)，濾料層膨脹起來(lái)，截留于濾層中的污物，從濾料 表面脫落下來(lái)，然后被沖洗水流帶出過(guò)濾器?；钚蕴课狡髦醒b填 有高吸附性能的活性炭。由于活性炭對(duì)水中大部分污染物都有較好 的吸附作用，可以獲得穩(wěn)定的出水水質(zhì)，因此，活性炭吸附是目前 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的一種水處理手段?；钚蕴课娇捎行コ械?/p>

6、 余氯、色度和一些有機(jī)物。精密過(guò)濾器中的濾芯過(guò)濾精度為510m,可以將水中更微小的雜質(zhì)、活性炭粉末截留。超濾膜分離是以分 子或粒子大小為基礎(chǔ)，以壓力作為推動(dòng)力的動(dòng)態(tài)錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)。超 濾膜膜孔徑在0.01-0.001 v m,截留分子量范圍在6000-10萬(wàn)Dolton 比細(xì)菌的分子量小百倍，可將細(xì)菌、菌尸、病毒、微小懸浮物、微 生物、膠體、熱源等近100%地截留。超濾膜作為預(yù)處理手段，可為 納濾、反滲透進(jìn)水提供水質(zhì)保障，更好地保護(hù)納濾膜和反滲透膜， 超濾膜產(chǎn)水直接進(jìn)入中間水箱。1、膜組件結(jié)構(gòu)：下圖為內(nèi)壓式超濾膜結(jié)構(gòu)圖。中空纖維束中空纖維超濾膜組件2、操作方法按工藝流程圖連結(jié)好管路，設(shè)備有良好接

7、地保護(hù)。在原水箱1內(nèi)通入白來(lái)水。系統(tǒng)檢漏，打開(kāi)相關(guān)的閥門(mén)，啟動(dòng)增壓泵 2,由變頻器調(diào) 節(jié)系統(tǒng)流量，使超濾系統(tǒng)壓力表指示v 0.15MPa壓力下， 使水循環(huán)10分鐘左右，檢查系統(tǒng)各處是否有漏水現(xiàn)象， 若有漏，解決到不漏為止。同時(shí)檢查各液流是否暢通。運(yùn) 轉(zhuǎn)幾分鐘后超濾液、濃縮液通暢，液量隨出口壓力變化而 變化，即系統(tǒng)正常。反沖：多介質(zhì)過(guò)濾器運(yùn)行一段時(shí)間后或開(kāi)始工作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行反沖，將截留的雜質(zhì)去除。反沖時(shí)，應(yīng)打開(kāi)反沖閥門(mén)， 緩慢調(diào)節(jié)變頻器控制一定流量，防止流量太大將濾料沖出。反沖水直接排入下水道?；钚蕴课狡鬟\(yùn)行一段時(shí)間后或開(kāi)始工作時(shí)，也應(yīng)進(jìn)行反沖。因活性炭較輕，反沖時(shí) 更應(yīng)控制好流量，防止活性炭被

8、沖出。超濾膜反洗：當(dāng)超濾膜經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，通量下降時(shí)， 可對(duì)超濾膜進(jìn)行反洗。反洗時(shí)，在清洗水箱中加入純水， 將水通過(guò)反洗管路進(jìn)入膜組件，控制系統(tǒng)壓力 0.1Mpa。 運(yùn)行一段時(shí)間，可較好地恢復(fù)膜通量。超濾膜的化學(xué)清洗：超濾膜經(jīng)過(guò)反洗，通量仍然不能恢復(fù) 時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗。進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，可在原水箱中 加入安替福民水溶液（安替福民有效成分為次氯酸鈉， 有 效氯10% ）（注：500毫升安替福民可加 75升水），直 接通過(guò)化學(xué)清洗管路進(jìn)入用泵將藥液打入超濾膜，浸泡一 段時(shí)間后，再用清水洗凈后，即可重新恢復(fù)通量。超濾膜加保護(hù)液。放凈系統(tǒng)的清洗水，在原水箱中加入保 護(hù)液（保護(hù)液為1%的甲醛水溶液）

9、，用泵將保護(hù)液直接 通過(guò)化學(xué)清洗管路打入系統(tǒng)中。夏季，停用兩天，可以不 力口；冬季停用五天可以不加。超過(guò)上述期限，必須有效地 加入保護(hù)液，下次操作前放出保護(hù)液并保存可再用。3、故障處理：泵運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常。停泵檢查電源電壓是否正確，或檢查 泵內(nèi)是否充滿液體。泵不運(yùn)轉(zhuǎn)。檢查電源符合要求否，有無(wú)線路故障。流量不足?？赡鼙糜小皻馕g“存在，排出氣體即可正常。 沒(méi)有流量。檢查泵是否反轉(zhuǎn)，進(jìn)水閥門(mén)是否開(kāi)啟；系統(tǒng)壓力升高，檢查管路是否通常，閥門(mén)開(kāi)啟是否正確。4、實(shí)驗(yàn)步驟1）按上述各步驟準(zhǔn)備好之后，即可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；2）實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)：溫度：室溫；壓力：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，控制超 濾進(jìn)口壓力 0.15Mpa;水箱連續(xù)進(jìn)水

10、，超濾液直接進(jìn)入中間水 箱。超濾濃水直接排放入下水道。3）運(yùn)行操作：原水箱1內(nèi)通入白來(lái)水，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén) Vi、 V3、V6、V7、V9,閥門(mén) V、V4、V5、V8、Vi。、V11 均關(guān)閉。啟動(dòng) 增壓泵2,調(diào)節(jié)變頻器，控制一定流量，壓力v 0.15Mpa,調(diào)節(jié)濃 水排出閥T V”，控制濃水只要有濃水排出即可。連續(xù)產(chǎn)出的超 濾水進(jìn)入中間水箱，作為納濾、反滲透的水源。（二）納濾、反滲透膜分離部分反滲透膜分離技術(shù)就是利用反滲透原理進(jìn)行分離的方法，所謂反滲透過(guò)程即加在溶液上的壓力超過(guò)了滲透壓， 則使溶液中的 溶劑向純?nèi)軇┓较蛄鲃?dòng)。反滲透膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于海水淡化 和苦咸水處理等工程中。在解決水源和環(huán)境

11、保護(hù)方面將有廣闊的前景。反滲透膜原理:半透膜初始狀態(tài)半透膜半透膜反滲透狀態(tài)反滲透膜在特定的溶液系統(tǒng)和操作條件下，主要通過(guò)溶質(zhì)分離率、溶劑透過(guò)流速以及流量衰減系數(shù)三個(gè)參數(shù)來(lái)標(biāo)明使用性能。(1) 、溶質(zhì)分離率又稱截留率，對(duì)鹽溶液又稱脫鹽率，其定義式如下:C3 、/、K= (1 ) X100%(1)C2通常實(shí)際測(cè)定的是溶質(zhì)的表觀分離率，定義為：C3、/ 、Re= (1 ) X100%(2)C1式中：C一被分離的主體溶液濃度；C 2-高壓側(cè)膜與溶液的界面濃度；G一膜的透過(guò)液濃度。(2) 、溶劑透過(guò)速度，對(duì)水溶液體系又稱透水率或水通量， 并以下式定義：(3)St式中：V透過(guò)液的容積或重量；S 一膜有效面

12、積；t-運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。單位:在實(shí)驗(yàn)室范圍J通常以ml/cm2h為單位，工業(yè)生產(chǎn)上常以L/m2d 為單位。(3) 、膜流量衰減系數(shù)，是指膜固壓密和濃差極化而引起的膜透過(guò)速度隨時(shí)間衰減程度，衰減系數(shù)的定義式為：Jt=Jitm(4)式中：Jt、Ji 一分別為膜運(yùn)轉(zhuǎn)t小時(shí)和1小時(shí)的透過(guò)速度；t一運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)(4)兩邊取對(duì)數(shù)得以下線性方程：ln Jt= ln Ji +m In t(5)式(5)通過(guò)雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系作直線，可求得直線的斜率 m。1、技術(shù)特點(diǎn)：納濾、反滲透膜分離裝置主要技術(shù)特點(diǎn)如下：(1) 、在常溫下不發(fā)生相變化的條件下， 可以將溶質(zhì)和水進(jìn)行分離，適用于熱敏物質(zhì)的分離、濃縮。(2) 、雜質(zhì)去除范圍廣，

13、不僅可去除溶解的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，而且還可以去除各類(lèi)有機(jī)物雜質(zhì)。(3) 、具有較高的脫鹽率和水的回收率，可截留粒徑幾個(gè)納米以上的溶質(zhì)(4) 、壓力為膜分離的推動(dòng)力，分離裝置簡(jiǎn)單，易操作和維修。(5) 、需配備高壓泵和耐壓管路。采用一定的預(yù)處理措施及定期清洗，可以延長(zhǎng)膜的使用壽命。(6) 、膜組件由膜元件及壓力容器組成，膜元件示意圖及工藝尺寸 如下：ESPA反滲透膜系列、ESNA納濾膜系列4 0 40元件A=40.0 0" ( 1016.m m ) B = 3.9 4 " ( 1 0 0.1 m m ) C = 0.7 5 " ( 1 9.1 m m ) D = 1.0 5

14、 " ( 2 6.7 m m ) 凈重8磅(3.6 K G )本裝置選用的反滲透膜型號(hào)為ESPA2-4040,納濾膜型號(hào)為ESNA1-4040，其適合的進(jìn)水 PH范圍為3.010.0。本裝置納 濾、反滲透膜為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，兩只膜應(yīng)分別操作。2、操作方法(1) 、將中間水箱7制滿超濾水。打開(kāi)出水閥Vm,使高壓泵9充滿 料液；再打開(kāi)納濾(或反滲透)部分進(jìn)水閥門(mén)V15 (或V17),打開(kāi)出水閥門(mén)V16 (或V18)，調(diào)節(jié)閥K1 (或K2)全開(kāi)，啟動(dòng)高壓泵。調(diào) 節(jié)濃水調(diào)節(jié)閥K1 (或K2),使系統(tǒng)壓力慢慢升高進(jìn)行檢漏，直至不 漏為止，控制壓力 0.6Mpa。然后進(jìn)行正常運(yùn)行。用濃水調(diào)節(jié)閥 K1調(diào)

15、節(jié)納濾純水產(chǎn)量，記錄膜進(jìn)口壓力、濃水壓力、濃水流量、純 水流量；同時(shí)在線檢測(cè)原水溫度、進(jìn)水濃水的電導(dǎo)率。納濾膜、反 滲透膜應(yīng)單獨(dú)操作。(2) 、一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，緩慢調(diào)節(jié)濃水調(diào)節(jié)閥 Ki至全開(kāi)，運(yùn)行1-2 分鐘后關(guān)閉高壓泵、最后關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)。(3) 、實(shí)驗(yàn)全部結(jié)束時(shí)，切斷電源。3、故障處理及注意事項(xiàng)(1) 、系統(tǒng)壓力不足，原因是系統(tǒng)漏或氣體無(wú)排凈，仔細(xì)查找漏點(diǎn) 并解決或繼續(xù)排氣，直至符合要求為止。(2) 、脫鹽率低可能是膜元件性能低下或老化， 需更換新的膜元件。(3) 、如果系統(tǒng)阻力大或流量偏小，檢查系統(tǒng)閥門(mén)、變頻器狀態(tài)。(4) 、當(dāng)系統(tǒng)處理不同的料液時(shí)，需先將系統(tǒng)清洗干凈。(5) 、注意事項(xiàng):

16、任何情況下，膜元件均不允許出現(xiàn)反壓，即透過(guò)水的 壓力大于給水/濃水側(cè)的壓力。(6) 出廠時(shí)，壓力保護(hù)開(kāi)關(guān)已設(shè)置完畢，不能隨意變動(dòng)壓力保護(hù) 開(kāi)關(guān)。壓力保護(hù)開(kāi)關(guān)可控制高壓泵在系統(tǒng)壓力低時(shí)，不能啟動(dòng)，以 便保護(hù)高壓泵。(7) 電導(dǎo)率儀超量程：檢查電導(dǎo)率儀量程，此電導(dǎo)率儀有 3個(gè)量 程，即20、200、2000 v s/cm,應(yīng)根據(jù)處理介質(zhì)的不同選擇合適的量 程。(詳細(xì)的可查閱電導(dǎo)率儀說(shuō)明書(shū))(8) 納濾、反滲透膜工作時(shí)，預(yù)處理部分應(yīng)連續(xù)給水，嚴(yán)禁中間 水箱液位太低，空氣進(jìn)入高壓泵中。附：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析整理得出不同水型總含鹽量之間存在(C) (mg/L)與電導(dǎo)率(但(v s/

17、cm)和水溫(t) (C)卜列關(guān)系式:I - I價(jià)型水:n- II價(jià)型水:重碳酸鹽型水:不均齊價(jià)型天然水:C=0.5736e (0.0002281t2-0.03322t)C=0 5l40e(0.0002071t2-0.03385t)c c cccc (0.0001828t2-0.03200t)C=0.o3o2eC=0 438le(0.0001800t2-0.03206t)1.0713 (X1.1342 (X1.0809 (X1.1351 (X對(duì)于不清楚水的離子組成，暫不能確定其水型時(shí)，可作如下考慮，當(dāng) 常溫下電導(dǎo)率小于1200 s/cm時(shí)，可按重碳酸鹽型水處理，電導(dǎo)率大于1500 v s/cm時(shí)，可按I - I價(jià)型水處理，其余則按不均齊價(jià)型水處理。實(shí)驗(yàn)舉例:R0系統(tǒng)進(jìn)水壓力為0.6MPa時(shí)，濃水壓力0.5MPa,濃水流量13.5L /min，純水 3.2 L /min,水溫