陶氏超濾產(chǎn)品技術(shù)手冊

1、Ultrafiltration陶氏超濾膜目錄第一章公司簡介1第二章超濾技術(shù)介紹3第三章DOWTMUltrafiltration超濾膜介紹11第四章DOWTMUltrafiltration膜組件性能參數(shù)15第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計21第六章超濾裝置的運行28第七章超濾元件的完整性檢測36第八章系統(tǒng)的維護及故障分析38第九章超濾裝置的清洗40第十章超濾膜組件的包裝、運輸與貯存43第十一章工程運行實例44第十二章免責(zé)說明50SFX2660安裝指導(dǎo)圖SFX2860安裝指導(dǎo)圖超濾系統(tǒng)通用P&IDOW第一章公司簡介1.1 公司概況作為陶氏化學(xué)旗下的差異化業(yè)務(wù)部門，陶氏水處理及過程解決方案業(yè)務(wù)部提供廣泛

2、系列的離子交換樹脂、反滲透膜、超濾膜以及連續(xù)電除鹽產(chǎn)品，在工業(yè)與市政用水、化學(xué)工藝、制藥、電力、居民用水以及污水處理與回用等各個主要應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)著強有力的地位。陶氏是世界唯一一家同時具有膜和離子交換樹脂兩大技術(shù)和產(chǎn)品的公司。這兩項技術(shù)均可從溶液中分離溶解的礦物質(zhì)以及有機物，最終生成符合國際最嚴(yán)格水凈化標(biāo)準(zhǔn)的水，從而以更低的運營成本生產(chǎn)出高品質(zhì)的水。陶氏水處理及過程解決方案以卓越的技術(shù)創(chuàng)新和強大的應(yīng)用開發(fā)能力，結(jié)合精湛的設(shè)計和生產(chǎn)工藝，為客戶提供高性能、超穩(wěn)定、長壽命的陶氏超濾膜產(chǎn)品。其擁有資深的膜分離技術(shù)專家、經(jīng)驗豐富的工程師和先進的分析檢測手段為客戶提供專業(yè)高效的服務(wù)，隨時解決用戶遇到的問題

3、。同時，憑借其先進的技術(shù)和對行業(yè)的深度了解為客戶提供經(jīng)濟、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的水處理解決方案。DOWTMUltrafilitration陶氏超濾膜在飲用水處理、污水中水回用、反滲透預(yù)處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)異的性能幫助客戶開發(fā)有挑戰(zhàn)性的工程應(yīng)用，從循環(huán)水零排放到煉油廢水處理，從電子研磨廢水回用到海水淡化預(yù)處理，陶氏超濾膜不斷突破水處理的新領(lǐng)域。如今，陶氏的超濾技術(shù)正在為全球越來越多的客戶提供實現(xiàn)高效過濾，節(jié)能穩(wěn)定的解決方案。特別地，陶氏超濾產(chǎn)品在國內(nèi)外都取得了一系列的良好業(yè)績。燕山石化煉油廢水回用、高井電廠循環(huán)排污水零排放等里程碑式的大型工程業(yè)績?yōu)樘帐铣瑸V產(chǎn)品建立了市場地位。1.2 品質(zhì)保

4、證陶氏憑借世界領(lǐng)先的多孔膜研究手段和精密控制的自動化生產(chǎn)線，最恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計QA系統(tǒng)，嚴(yán)格、精確地控制紡絲和元件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每一個細(xì)節(jié)，使超濾產(chǎn)品的性能得到最大限度的保證。在中空纖維超濾產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，陶氏實施嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控管理體系，依據(jù)ISO9001:2000標(biāo)準(zhǔn)的要求進行全程管理和控制，涵蓋設(shè)計控制、采購控制、進貨檢驗、生產(chǎn)過程控制與檢驗、成品檢驗、產(chǎn)品標(biāo)識控制和產(chǎn)品防護控制等各階段。高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)流程和精湛的加工工藝，保證每一只出廠元件都經(jīng)過8道工序的嚴(yán)格檢驗了產(chǎn)品高度一致性，充分滿足了全球市場對超濾產(chǎn)品的質(zhì)量要求。這些嚴(yán)格的程序確保陶氏超濾膜產(chǎn)品具有良好的纖維強度、一致的孔徑分布、超強的化學(xué)

5、穩(wěn)定性和高度抗污染的能力，樹立具卓越品質(zhì)的形象。DOW RESTRICTED - For internal use only第一章公司簡介Dow1.3研發(fā)與服務(wù)陶氏在中國設(shè)立全球超濾膜技術(shù)研發(fā)中心，擁有世界膜分離領(lǐng)域的一流專家，水和廢水處理業(yè)界的優(yōu)秀工程師，配置了齊備的尖端儀器設(shè)備，為產(chǎn)品開發(fā)和服務(wù)用戶提供必要且充足的支持。技術(shù)中心的尖端手段中，和超濾膜有關(guān)的包括表征膜孔徑的系列儀器，表征親水性的接觸角測定儀，進行水質(zhì)全分析的原子吸收光譜儀、離子色譜儀、液相色譜儀、TOC儀、氣質(zhì)儀等。其它還包括掃描電鏡、顆粒儀等等。這些設(shè)施，能夠為全球的用戶提供最深入的水質(zhì)剖析服務(wù)、便捷的技術(shù)支持以及及時準(zhǔn)確

6、的故障診斷，解決用戶遇到的難題。表面張力及接觸角儀原子吸收比表面及空隙率測定儀30萬倍掃描電鏡毛細(xì)管流動孔徑儀DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly-3 -超濾技術(shù)介紹0.0010.010.1101001000M-5710100100010A100,000 I1.0200 5,000要作用。因為超濾僅去除水中的懸浮物、膠體微粒和細(xì)菌等雜質(zhì) 了對人體健康有益的礦物質(zhì)。10 6用壓力通常為 0.010.03MPa 1000500,000 道爾頓左右。2.1超濾簡介近30年來，超濾技術(shù)的發(fā)展極為迅速，不但在特殊溶液的分離方種膜分離技術(shù)，其膜為多孔性不對稱結(jié)構(gòu)。過濾過程是以兩

7、側(cè)壓差為驅(qū)動力，以機械篩分原理為基礎(chǔ)的一種溶液分離過程面有獨到的作用，而且在工業(yè)給水方面也用得越來越多。例如在海水淡化、純水及高純水的制備中，超濾可作為預(yù)處理設(shè)備 ，確保反滲透等后設(shè)備的長期安全穩(wěn)定運行。在食品飲料、礦泉水生產(chǎn)中，超濾也發(fā)揮0.0050.1 g,截留分子量為,而保留DOWRESTRICTEDForinternaluseonly第二章超濾技術(shù)介紹Dow2.1.1 超濾分離特性1）分離過程不發(fā)生相變化，耗能少；2）分離過程可以在常溫下進行，適合一些熱敏性物質(zhì)如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純；3）分離過程僅以低壓為推動力，設(shè)備及工藝流程簡單，易于操作、管理及維修；4）應(yīng)用范

8、圍廣，凡溶質(zhì)分子量為1000500,000道爾頓或者溶質(zhì)尺寸大小為0.0050.1g左右，都可以利用超濾分離技術(shù)。此外，采用系列化不同截留分子量的膜，能將不同分子量溶質(zhì)的混合液中各組分實行分子量分級。2.1.2 超濾與所有常規(guī)過濾及微孔過濾的差別1）篩分孔徑小，幾乎能截留溶液中所有的細(xì)菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質(zhì)、大分子有機物。2）能否有效分離除決定于膜孔徑及溶質(zhì)粒子的大小、形狀及剛?cè)嵝酝猓€與溶液的化學(xué)性質(zhì)（pH值、電性）、成份（有否其它粒子存在）以及膜致密層表面的結(jié)構(gòu)、電性及化學(xué)性質(zhì)（疏水性、親水性等）有關(guān)。3）整個過程在動態(tài)下進行，無濾餅形成，使膜表面不能透過物質(zhì)僅為有限的積聚，過濾

9、速率在穩(wěn)定的狀態(tài)下可達(dá)到一平衡值而不致連續(xù)衰減。這種過濾膜對大分子溶質(zhì)的分離主要依賴于膜的有孔性，即膜對大分聚偏氟乙烯PVDF）材料的分子結(jié)構(gòu)I 1,. I4cFi-CH;f-子溶質(zhì)的吸附、排斥、阻塞及篩分效應(yīng)。2.2影響超濾性能的因素© ®® Q ® ©© U2.2.1 超濾膜的化學(xué)材料（化學(xué)穩(wěn)定性、親水性等）可以用來制造超濾的材質(zhì)很多，包括：聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醒碉（PES）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚碉（PS）、聚丙稀睛（PAN）、聚氯乙科（PVC）等。90年代初，聚醒碉材料在商業(yè)上取得了應(yīng)用；而90年代末，性能更

10、優(yōu)良的聚偏氟乙烯超濾開始被廣泛地應(yīng)用于水處理行業(yè)。因此聚偏氟乙烯和聚醍碉成為目前最廣泛使用的超濾膜材料。DOW RESTRICTED - For internal use only第二章超濾技術(shù)介紹DowPVDF最突出的特點-抗氧化能力十分出眾當(dāng)超濾和微濾用于水處理時，其材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性和親水性是兩個最重要的性質(zhì)。化學(xué)穩(wěn)定性決定了材料在酸堿、氧化劑、微生物等的作用下的壽命，它還直接關(guān)系到清洗可以采取的方法；親水性則決定了膜材料對水中有機污染物的吸附程度，影響膜的通量。1 ）化學(xué)穩(wěn)定性聚偏氟乙烯（PVDF）材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性最為優(yōu)異，耐受氧化劑（次氯酸鈉等）的能力是聚醴碉、聚碉等材料的10倍以上。

11、在水處理中，微生物和有機物污染往往是造成超濾不可逆污堵的主要原因，而氧化劑清洗則是恢復(fù)通量最有效的手段，此時聚偏氟乙烯（PVDF）材質(zhì)體現(xiàn)出了其優(yōu)越性。0.006001000150020001500PpmNaClO下處理時間，小時2）親水性人們相信，親水性好的膜材料就不容易被污堵，污堵后也容易清洗恢復(fù)。親水性往往采用接觸角來衡量。接觸角的含義如圖所示，值越大，表明材料越疏水，當(dāng)?shù)扔诹銜r，表明液體（水）能浸潤固體表面，以下是一些數(shù)據(jù)。DOW RESTRICTED - For internal use only-5 -第二章超濾技術(shù)介紹不同公司超濾膜材料的接觸角數(shù)據(jù)膜材料接觸角纖維素1245

12、76;聚醒碉4481°聚丙烯108°聚碉3881°PVDF3066°注：不同產(chǎn)品，不同人測試結(jié)果差異較大。有些膜材料可能經(jīng)過親水改性。大量的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用接觸角來評價膜的抗污染性有一定的局限性。這是由于一方面接觸角的測定數(shù)據(jù)本身不夠準(zhǔn)確，它受到被測材質(zhì)表面的光滑程度、水的純度以及測定技術(shù)的影響；另一方面，當(dāng)濃差極化等問題突出時，膜本身性質(zhì)的影響則退居次席。（注：DOW在中國的技術(shù)中心能夠進行接觸角測定和材料親水性的全面評價，為客戶提供充分的技術(shù)支持。）2.2.2 膜絲的微觀結(jié)構(gòu)和孔徑1）超濾膜的不對稱結(jié)構(gòu)超濾膜通常采用不對稱結(jié)構(gòu)，即由致密的皮層和多孔的

13、支撐層構(gòu)成，通常支撐層的孔徑要比皮層高一個數(shù)量級以上。這種結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)點：a）致密的皮層提高了過濾的精度；b）多孔的支撐層降低了過濾的阻力，并且使得穿過皮層的微小雜質(zhì)被截留的幾率降低到最小。這些優(yōu)點使得超濾基本實現(xiàn)了表面過濾，清洗恢復(fù)性比微濾有明顯的改善，因而其長期通量更穩(wěn)定。DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly海綿支撐層致密皮層運行時間2）超濾膜的孔徑超濾膜的孔徑有很多種測定和表征方法。其中泡點法是實施最為簡便的一種。泡點法理論基礎(chǔ)是毛細(xì)現(xiàn)象。有如下的定量公式：式中P就是泡點壓力。把膜浸入到水中，逐漸增加膜的一側(cè)的氣壓，當(dāng)觀察到氣泡連續(xù)從膜的另一側(cè)逸出，此時的氣

14、壓就是泡點壓力。8是液體（水）/空氣的表面張力；。是液體（水）固體（膜）的接觸角；口是毛細(xì)管的直徑（孔徑）?？梢钥吹剑篴）泡點測定方法測得的實際是膜上的最大孔徑；b）膜孔徑，即毛細(xì)管直徑D越小，泡點壓力越大。理論上，這個關(guān)系和膜的材質(zhì)無關(guān)。這一原理在超濾中的一個重要應(yīng)用是完整性檢測。在超濾膜的一側(cè)為液體（水），另一側(cè)通入壓縮空氣。通過觀察氣體側(cè)壓力下降的速率，或者觀察液體側(cè)是否出現(xiàn)連續(xù)氣泡，來判斷膜的完整性。當(dāng)然，進一步拓展該原理的氣體滲透法”不僅可以測定膜的最大孔徑，而且能夠測定膜白孔徑分布。（注：DOW在中國的技術(shù)中心可提供多種方式的孔徑分布測定，包括電子顯：微鏡、氣體滲透法（毛細(xì)管流動孔

15、徑儀）和比表面積測定（比表面分析儀）。）2.2.3 超濾膜組件的結(jié)構(gòu)組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是連接膜絲特點和操作參數(shù)的中間紐帶。在眾多的形式中，目前以中空纖維膜為主，還有平板式”也有管式和卷式膜。組件的結(jié)構(gòu)需要考慮的因素包括：1）盡量提高膜的填充密度，增加單位體積的產(chǎn)水量；2）盡量減小濃差極化的影響；3）對進水水質(zhì)的要求越寬越好；4）便于清洗；5）制造成本低。中空纖維膜以其無可比擬的優(yōu)勢成為超濾的最主要形式。根據(jù)致密層位置不同，中空纖維濾膜又可分為內(nèi)壓膜、外壓膜及內(nèi)、外壓膜三種。外壓式膜的進水流道在膜絲之間，膜絲存在一定的自由活動空間，因而更適合于原水水質(zhì)較差、懸浮物含量較高的情況；內(nèi)壓式膜的進水流道是

16、中空纖維的內(nèi)腔，為防止堵塞，對進水的顆粒粒徑和含量都有較嚴(yán)格的限制，因而適合于原水水質(zhì)較好的工況。2.2.4 超濾的運行方式和清洗方式1）超濾的運行方式超濾的運行有全流過濾（死端過濾）和錯流過濾兩種模式。全流過濾時，進水全部透過膜表面成為產(chǎn)水；而錯流過濾時，部分進水透過膜表面成為產(chǎn)水，另一部分則夾帶雜質(zhì)排出成為濃水。全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運行成本更低；而錯流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。具體的操作形式宜根據(jù)水中的懸浮物含量來確定。DOWRESTRICTED-ForinternaluseonlyDOW RESTRICTED - For internal use only-9 -第二

17、章超濾技術(shù)介紹DOW RESTRICTED - For internal use only-11 -當(dāng)超濾的過濾通量較低時，超濾膜的過濾負(fù)荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而長期通量穩(wěn)定；當(dāng)通量較高時，超濾膜發(fā)生不可恢復(fù)的污堵的傾向增大，清洗后的恢復(fù)率下降，不利于保持長期通量的穩(wěn)定。因此，針對每種具體的水質(zhì)，超濾都存在一個臨界通量，在運行中應(yīng)保持通量在此臨界通量之下。臨界通量往往需要通過試驗確定。2）超濾的清洗方式超濾的清洗方式包括水的正洗、反洗，氣洗，CEB,CIP等。其中正洗、反洗可以清除膜面的濾餅層，而氣洗則利用壓縮空氣在水中形成強力湍動并有效地清除膜表面的污染層。分散化學(xué)清洗和化學(xué)清

18、洗則通過化學(xué)藥劑來清除膠體、有機物、無機鹽等在超濾膜表面和內(nèi)部形成的污堵。清洗頻率提高、清洗強度增大都有利于更徹底地清除各類污染物。正洗漆水蹲放1I口反洗水進水捏封dq2.3超濾技術(shù)術(shù)語1)不對稱膜(AnisotropicMembrane)人工合成聚合中空纖維，由一層均勻致密的、很薄的外皮層及起支撐作用的海綿狀內(nèi)層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這層均勻致密的外皮層起真正截留污染物的作用。2)原水(Feed)進入超濾系統(tǒng)的水。3)產(chǎn)水(Permeate)正常工作時透過濾膜的那部分水，基本上無膠體，顆粒和微生物等。4)通量(Flux)產(chǎn)水透過膜的流率，通常表達(dá)為單位時間內(nèi)單位膜面積的產(chǎn)水量，其單位多用L/m2h。5)

19、透膜壓差(Trans-membranePressure)簡稱TMP,即產(chǎn)水如神心詡機玨出力平均值差異，即膜兩側(cè)平均壓力差。膜兩側(cè)平均壓力=+產(chǎn)水出口壓力2如全流過濾，則：膜兩側(cè)平均壓力差=進水壓力-產(chǎn)水出口壓力6)反洗(Backwash)從中空纖維膜絲的產(chǎn)水側(cè)把等于或優(yōu)于透過液質(zhì)量的水輸向進水側(cè)，與過濾過程的水流方向相反。因為水被從反方向透過中空纖維膜絲，從而松解并沖走了膜外表面在過濾過程中形成的污物。7)正洗(Forwardwash/rinse)是利用超濾進水泵及其進水從超濾進水側(cè)的正洗閥進入，從濃水排放側(cè)的正洗排放閥排出，進一步?jīng)_洗超濾膜表面污堵物，也能起到灌水的作用。8)氣洗(AirSc

20、rubbing)讓無油壓縮空氣通過中空纖維膜絲的進水側(cè)表面，通過壓縮空氣與水的混合振蕩作用，松解并沖走膜外表面在過濾過程中形成的污物。9)滲透性(Permeatability)代表在單位透膜壓差(TMP)情況下，單位膜面積可以通過流體的量，一般情況下單位為升/小時.平方.公斤(LMH/Bar),該值能直接反映出在相同條件下，超濾性能好壞程度。10)標(biāo)準(zhǔn)滲透性(NormalizedPermeatability)在相同水源和外圍條件下，溫度的高低直接影響超濾滲透性的大小，為了更能準(zhǔn)確反映出超濾膜是否受到污堵，所以剔除溫度因素對超濾膜的影響至關(guān)重要，因此DOWtmUF定義在20攝氏度條件下，超濾的滲

21、透性為標(biāo)準(zhǔn)滲透性，其單位為(LMH/Bar)。11)化學(xué)加強反洗(ChemicallyEnhancedBackwash-CEB)在中空纖維膜膜絲外側(cè)即原水側(cè)加入具有一定濃度和特殊效果的化學(xué)藥劑，通過循環(huán)流動、浸泡等方式，將膜外表面在過濾過程中形成的污物清洗下來的方式。12)化學(xué)清洗(cleaninginplace-CIP)設(shè)置清洗水箱、清洗泵，用配置好的酸堿清洗液或殺菌劑，化學(xué)藥劑從進水側(cè)進入超濾，從濃水側(cè)和產(chǎn)水側(cè)回流至清洗水箱循環(huán)進行清洗的方式，以有效的去除超濾的污染物。13)回收率(Recovery)產(chǎn)水占總原水的百分比，回收率=產(chǎn)水/原水X100-10-第三章DOWTM Ultrafil

22、tration超濾膜介紹Dow-# -中空纖維膜海綿狀多孔支撐層膜絲斷面DOWTM系列外壓式中空超濾膜組件介紹。DOWTM系列超濾膜組件，采用聚偏氟乙烯（PVDF）材料，并經(jīng)專利的親水性處理，可長期耐受高濃度的氧化劑，充分抑制微生物繁殖。在工業(yè)應(yīng)用的PVDF超濾膜組件中，DOWTM系列超濾膜組件具有小的公稱孔徑，能夠去除幾乎所有的微粒、細(xì)菌、大多數(shù)病菌以及膠體；其極高的孔隙率使得DOWTM系列超濾膜組件能夠獲得和微濾相當(dāng)相近的通量，因而在大多數(shù)情況下是比微濾更好的選擇。DOWTM系列超濾膜組件，采用不易堵塞的外壓式結(jié)構(gòu)，具有更高的截污量，更大的過濾面積，使清洗更簡便、徹底。采用的流態(tài)設(shè)計以全流

23、過濾為主，但組件也可以很方便地轉(zhuǎn)換成錯流過濾的模式，與錯流相比，全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運行成本更低；而錯流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。因此具體的操作形式宜根據(jù)水中的懸浮物含量來確定。DOWTM系列膜組件，通常以恒流方式運行，透膜壓差將隨運行時間逐漸增加，此時通過定期的反洗、氣擦洗以及化學(xué)分散清洗等手段，可以清除膜面的濾餅層；而在反洗水中加入殺菌劑則能夠有效地控制膜組件內(nèi)微生物繁殖，更徹底地除去膜面污染物。3.1 DOWTM超濾的主要技術(shù)特征1）耐氧化、抗污染的聚偏氟乙烯（PVDF）材料？產(chǎn)品壽命更長目前全球超濾主流產(chǎn)品分為聚偏氟乙烯（PVDF）和聚醒碉（PES）兩大類主體材料。

24、PVDF的重要優(yōu)點是其化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于聚醒碉材料，特別是耐受氧化劑清洗的能力更強。而氧化劑清洗是解決有機物污堵超濾膜的主要手段，因此PVDF材料的超濾膜更耐久，長期通量更穩(wěn)定。2）采用專利的共混配方？強度更高專利的共混配方使得該超濾膜的抗拉和抗壓強度大大提高，從而更好地適應(yīng)用于污水或者廢水時的惡劣運行狀況和清洗條件，解決了其它PVDF膜抗拉和抗壓強度低的缺陷。3）適應(yīng)范圍更寬的外壓式結(jié)構(gòu)？納污量大、易清洗在超濾元件中，中空纖維膜絲內(nèi)腔空間是固定的，而膜絲之間存在著自由活動的空間。因此采用外壓式進水方式，對于進水最大顆粒尺寸的限制以及進水懸浮物濃度的限制都更寬松，因而大大降低了過濾流道被堵塞的

25、風(fēng)險或幾率。例如類似外壓式結(jié)構(gòu)的膜生物反應(yīng)器，可對高懸浮物污水直接進行處理。表3-1通常外壓式和內(nèi)壓式超濾對進水水質(zhì)的要求項目超濾品牌A超濾品牌BDOWTM流動形式內(nèi)壓內(nèi)壓外壓纖維絲外徑/內(nèi)徑，mm1.3/0.71.3/0.81.3/0.7頂過濾精度要求，pm100150300進水最大濁度，NTU50100300同樣地，由于膜絲之間存在的自由活動空間，外壓式超濾可以采用最廉價、高效的氣擦洗方式減輕超濾膜的污堵；內(nèi)壓式則不能采用氣擦洗的方式，而往往必須采用頻繁的化學(xué)分散清洗來緩解該問題。4）高度親水的膜材料-先進的專利改性技術(shù)DOWTMUltrafiltration超濾膜在提高強度、提高過濾精度

26、的同時，特別進行了膜材料的改性。專利的改性技術(shù)使得PVDF超濾膜的親水性大大提高，從而更進一步提高了超濾的抗污染能力。DOWRESTRICTED-ForinternaluseonlyDow第三章DOWTMUltrafiltration超濾膜介1DOW RESTRICTED - For internal use only15PV<DFPANPARESCAPs,PVDF、*PP3050toenGantactAngle,DegreesPTFE050505050655443322UJ-U、喻ttUAa.14口一嘲uQJIlQUfiIJnm11。親水接觸角5）在處理復(fù)雜水質(zhì)的大量工程業(yè)績中，在行業(yè)

27、權(quán)威科研機構(gòu)組織的對比試驗中，DOWTM超濾性能表現(xiàn)優(yōu)異在各大電力公司、各電科院及大學(xué)組織的超濾對比試驗中，DOWTMUltrafiltration無論是產(chǎn)水水質(zhì)、通量還是抗污堵能力均超越其它產(chǎn)品；在電廠循環(huán)排污水、石化煉油廢水和海水過濾的工程應(yīng)用，驗證DOWTMUltrafiltration最出色的抗污染能力，最穩(wěn)定的運行工況。第三章DOWTM Ultrafiltration超濾膜介紹Dow-13-DOW RESTRICTED - For internal use only3.2 DOWTM系列超濾在中國的業(yè)績早在2002年，700m3/h的DOWTM超濾集成裝置就在山西三維投入運行，自此開

28、始了DOWTMUltrafiltration在中國的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。隨著中國水資源的日益短缺和水質(zhì)污染的加重，DOW向市場推出了高度抗污染、抗氧化的PVDF超濾，憑借卓越的性能，不斷在工業(yè)領(lǐng)域特別是廢水回用領(lǐng)域開創(chuàng)先河，在中國建立了多個里程碑式的成功業(yè)績。為用戶節(jié)約水資源、降低成本做出了貢獻：中國熱電系統(tǒng)第一套全膜法鍋爐補給水處理系統(tǒng)選用DOWTMUltrafiltration超濾產(chǎn)品。中國第一套2X30萬千瓦火力發(fā)電機組全膜法鍋爐補給水處理系統(tǒng)選用DOWTMUltrafiltration超濾產(chǎn)品，處理黃河水。中國第一套2X60萬千瓦火力發(fā)電機組全膜法鍋爐補給水處理系統(tǒng)選用DOWTMUltra

29、filtration超濾產(chǎn)品，處理地表水。中石化第一套規(guī)模型（500m3/h）煉油廢水回用系統(tǒng)選用DOWTMUltrafiltration超濾產(chǎn)品，處理煉油廢水。中國第一套100萬千瓦機組雙膜處理工藝中，選用DOWTMUltrafiltration超濾產(chǎn)品，回用市政污水。2002年至2005年取得的這些成功業(yè)績，為中國工業(yè)節(jié)水開創(chuàng)了新工藝、新技術(shù)，獲得用戶和市場的廣泛認(rèn)可。此外，在中國電力系統(tǒng)的包頭二熱、霍州電廠、榆次電廠、I墳城電廠、臨沂電廠等大型電廠獲得普遍的應(yīng)用。在大唐王灘電廠的海水淡化系統(tǒng)中，在著名的電子行業(yè)用戶，如北京松下、吉林華微半導(dǎo)體、杭州士蘭、Infineon等的超純水系統(tǒng)和電

30、子廢水處理系統(tǒng)也均使用DOWTMUltrafiltration超濾元件。-14-第四章 DOWtm Ultrafiltration超濾膜組件性能參數(shù)Dow-# -4.1DOWTM組件型號及規(guī)格說明DOWTMSFXSFPSFDXXX產(chǎn)品規(guī)格屬性（膜面積等規(guī)格，詳見表4-3）產(chǎn)品規(guī)格屬性（公稱內(nèi)徑規(guī)格，詳見表4-3） 產(chǎn)品規(guī)格屬性（膜材料代號，詳見表4-1）表示用于飲用水處理表示用于預(yù)處理產(chǎn)品型號名稱產(chǎn)品商標(biāo)品牌名稱超濾膜組件的膜材料按表4-1的規(guī)定。表4-1超濾膜組件的膜材料膜材料名稱膜材料縮寫代號聚碉PS1聚偏氟乙烯PVDF2聚醒碉PES3聚丙烯睛PAN4聚丙烯PP5聚乙烯PE6醋酸纖維素CA

31、7芳香聚酰胺APA8聚氯乙烯PVC9再生纖維素RC10示例：DOWTMUltrafiltrationSFP-2660型超濾膜組件：表示膜材料為聚偏氟乙烯的外壓式超濾膜組件，其公稱內(nèi)徑為6英寸，膜公稱長度60英寸。DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly第四章 DOW Ultrafiltration超濾膜組件性能參Dow數(shù)4.2膜組件規(guī)格及基本參數(shù)表4-2DOWTM系列超濾膜組件規(guī)格及基本參數(shù)表膜形式外壓式中空纖維膜材料PVDF聚偏氟乙稀殼體材料UPVC聚氯乙烯公稱膜孔徑0.03m膜內(nèi)/外徑0.7/1.3mm組件型號組件公稱膜面積組件重量（濕態(tài)）組件水容積運輸重里SFX2

32、66033m241Kg16L25KgSFX268044m253Kg20L33KgSFX286051m283Kg35L48KgSFX288077m2100Kg39L61Kg純水透水率（25。C）>160L/(mih.bar)預(yù)期產(chǎn)水濁度<0.1NTU最大進水壓力6.0bar產(chǎn)水SDI<2.5注：組件水容積指單支組件可容納溶液的容積-17-DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly第四章DOWTM Ultrafiltration超濾膜組件性能參DowDOW RESTRICTED - For internal use only4.3 膜組件外型及接口尺寸1&#

33、39;參數(shù)表（mm）TypeLL1L2L3SFX-28601860150016301820SFX-28802360200021302320產(chǎn)小Dn;5D空水DnftJ參數(shù)表（mm）TypeLL1L2L3SFX-26601860150016101710SFX-26802360200021102210-18-Dow第四章DOWUltrafiltration超濾膜組件性能參數(shù)4.4 膜組件的使用條件4.4.1 適用條件表4-3DOWTM系列超濾膜適用條件pH范圍211(清洗時112)最大進水濁度300NTU最大進水壓力6.0bar過濾通量范圍40120L/m2.h最大NaOCl耐受濃度2000mg/

34、L最大透膜壓差2.1bar最高使用溫度40C清洗劑最大余氯濃度5000mg/L運行方式全流過濾或錯流過濾4.4.2 建議設(shè)計通量表4-5DOWTM系列超濾膜適用條件進水條件透水速率（L/m2h）反洗間隔（分鐘）最低氣洗頻率（次/天）化學(xué)分散清洗進水類型濁度(NTU)TOC(mg/L)地下水<2<190601不推薦地表水（自來加<3<275602可選用地表水（經(jīng)砂油25<275602可選用地表水515<560403可選用地表水1550<1045204推薦海水<20/60304可選用深度處理廢水05<4040206推薦注:數(shù)據(jù)僅供估算。-19-

35、DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly4.5 典型清洗工藝條件表4-6DOWTM系列超濾膜典型清洗工藝條件反洗頻率每隔2060分鐘一次（視具體水源或試驗定）反洗時間每次0.54分鐘反洗透水速率100150L/m2.h最大反洗壓力2.5bar正洗26系列1m3/h1.5m3/h/28系列1.8m3/h2.6m3/h正洗時間每次2030秒正洗頻率與運行及反洗結(jié)合進行氣擦洗條件組件最大進氣壓力2.5bar單支組件進氣量512Nm3/h氣洗時間每次30180秒氣洗頻率依實際情況定氣擦洗進口壓力&1.0bar氣源要求無油壓縮空氣分散化學(xué)清洗清洗頻率最少按24小時1次，一

36、般根據(jù)試驗結(jié)果確定分散化學(xué)清洗時間510分鐘視實際水源而確定化學(xué)清洗藥劑酸洗：0.1%HCl（視具體水質(zhì)情況可適當(dāng)增減）堿洗：0.05%NaOH+0.1%NaOCl（視具體水質(zhì)情況可適當(dāng)增減）化學(xué)清洗清洗頻率跨膜壓差比初始運行壓力上升了1.0bar（相同溫度下），或者標(biāo)準(zhǔn)滲透性下到原先性能的2030%左右，且通過上述常規(guī)反洗步驟反復(fù)多次或化學(xué)分散后不能恢復(fù)到理想效果時化學(xué)清洗時間6090分鐘（污染嚴(yán)重的可適當(dāng)延長）化學(xué)清洗藥劑酸洗:12%的檸檬酸，或12%草酸或者0.4%HCl堿洗：0.1%NaOH+0.2%NaClO（OW）清洗流量6寸膜1m3/h每支膜，8寸膜1.5m3/h每支膜清洗液溫度

37、1040C（較高溫度利于提高清洗效率）酸洗推薦溫度：3540度（更圖溫度可能造成膜不可逆的損傷，或者導(dǎo)致泄露現(xiàn)象）堿洗推薦溫度：3035度（更高溫度可能造成膜不可逆的損傷，或者導(dǎo)致泄露現(xiàn)象）-20-第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計Dow1.1 膜組件設(shè)計選型原則1）設(shè)計進水水質(zhì)如為地表水，建議以20c為設(shè)計進水溫度。2）通量可依據(jù)上表4-5初步選定，再根據(jù)具體水源、水質(zhì)或中試情況確定最佳的運行通量。1.2 膜組件產(chǎn)水量和進水溫度的關(guān)系由于液體的粘度會隨溫度發(fā)生變化，因此對于任何超濾膜組件，在任意工作壓力下，其過濾流量或透膜壓差都會隨溫度而呈較大幅度的變化。下圖5-1為DOWTMUltrafiltratio

38、n超濾膜組件在相同透膜壓差下膜通量隨溫度變化情況。圖5-1DOWTMUltrafiltration超濾膜組件膜通量隨溫度的變化曲線圖中以液體溫度為25C為基準(zhǔn)設(shè)定校正系數(shù)為1,按實際溫度從表中讀出校正系數(shù)，那么此時標(biāo)準(zhǔn)化通量=此溫度下的通量/校正系數(shù)下圖5-2為DOWTMUltrafiltration超濾膜組件在不同過濾通量下所需要的透膜壓差（TMP）隨溫度的變化情況。DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly-21 -液體溫度(C)圖5-2DOWTMUltrafiltration系列超濾膜在不同過濾通量下透膜壓差(TMP)隨溫度的校正系數(shù)曲線通過圖5-2曲線可以計算在恒

39、通量條件下運行時，所需要的透膜壓差隨溫度的變化情況。示例1:通過表4-5結(jié)合實際水源水質(zhì)情況確定25c下的設(shè)計通量為80L/m2.h,實際運行中的液體水溫為14C,要求計算壓差不變的情況下14 c下的通量。計算：查圖5-1得14c下SFP系列超濾膜組件通量的溫度校正系數(shù)為0.776;則14c下的通量=80L/m2h>0.776=62L/m2.h。示例2:要求DOWtm系列超濾組件按80L/m2.h的恒定通量運行，試驗測試在30c下所需要的透膜壓差為0.5bar。系統(tǒng)運行中最低水溫為15 C,要求計算最低水溫下所需要的透膜壓差。計算：圖5-2曲線以25c時的透膜壓差為基準(zhǔn)；查圖5-2得30

40、c時80L/m2.h通量下的TMP校正系數(shù)為0.92;查圖5-2得15c時80L/m2.h通量下的TMP校正系數(shù)為1.25;則151運行時的透膻壓差_=0,5bar力,92X1.25=0.68barDOWRESTRICTED-Forinternaluseonly-22-第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計Dow-23 -5.3 超濾的反洗與清洗為保證超濾系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，需配置反洗系統(tǒng)、化學(xué)分散清洗系統(tǒng)（選用）、清洗系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)。前洗水箱樸水冏嘗水原水泉*M一L 無油空氣進水冏V卜進氣閥V禺圖5-3超濾運行及反洗過程示意圖一般情況下，反洗和氣擦洗系統(tǒng)對于DOWTM超濾是必需的；通常還配備一個殺菌劑加藥

41、系統(tǒng)以控制微生物等繁殖對超濾膜的影響；而分散化學(xué)清洗系統(tǒng)則在水質(zhì)較差時配備。5.3.1 反洗系統(tǒng)反洗系統(tǒng)包括反洗水箱、反洗水泵及次氯酸鈉加藥裝置。5.3.1.1 反洗水箱超濾反洗用水一般采用超濾產(chǎn)水，故可以不另設(shè)單獨的反洗水箱，而采用超濾的產(chǎn)水箱。5.3.1.2 反洗水泵超濾由于采用頻繁的反洗技術(shù)，故應(yīng)單獨設(shè)置反洗水泵。反洗水泵參數(shù)可以按以下選?。篋OWRESTRICTED-Forinternaluseonly第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計Dow1）流量：膜組件反洗通量可以按100150L/m2.h,折合成膜組件流量后乘以單套裝置組件數(shù)量即可；2）揚程：考慮管路損失，在滿足流量的要求下，一般控制進超濾壓

42、力在12bar;3）泵的過流材質(zhì)應(yīng)為不銹鋼。5.3.1.3 次氯酸鈉加藥裝置為抑制膜組件內(nèi)細(xì)菌滋生，可以單獨設(shè)置該加藥裝置。加藥有兩種方式：一種是在進水中連續(xù)加入15PpmNaOCl,另一種是在反洗水中加入1075PpmNaOCl。次氯酸鈉加藥裝置含以下設(shè)備：1）加藥箱：一般按一晝夜以上的藥品貯存量。加藥箱配低液位開關(guān)，低液位報警并停計量泵；2）計量泵：按加入反洗水中次氯酸鈉濃度1075Ppm或按進水中加入15Ppm濃度來確定計量泵的流量，壓力大于投加點壓力。5.3.2 化學(xué)分散清洗系統(tǒng)對于水質(zhì)比較差的原水，建議在系統(tǒng)運行過程中增加化學(xué)分散清洗。根據(jù)水質(zhì)情況選擇酸或堿洗裝置之一，或者二者均選用

43、?；瘜W(xué)分散清洗系統(tǒng)設(shè)備由加藥箱和計量泵組成。5.3.2.1 化學(xué)分散清洗超濾進水中可能含有鐵、鋁等高價金屬的膠體或者懸浮物，也可能存在硬度等結(jié)垢傾向，這些雜質(zhì)可能造成超濾膜的無機物污染。在此情況下，建議在化學(xué)分散清洗過程中加一定濃度的酸溶液進行化學(xué)分散清洗，所用的酸可根據(jù)具體原水水質(zhì)情況選用鹽酸、草酸或檸檬酸等?；瘜W(xué)分散清洗酸加藥裝置含以下設(shè)備：1）加藥箱：應(yīng)保證一晝夜以上的藥品貯存量。加藥箱配低液位開關(guān)，低液位報警并停計量泵；2）計量泵（或采用流量更大的磁力泵）：以在反洗水流量下達(dá)到一定濃度選型，使浸泡的化學(xué)藥劑濃度達(dá)到（0.51%草酸，0.51%檸檬酸，或者0.4%HCl溶液），壓力滿足藥

44、液流量要求即可，在無機物特別嚴(yán)重的水源，建議適當(dāng)增加酸液濃度，延長浸泡時間，濃度建議不超過化學(xué)清洗濃度。5.3.2.2 化學(xué)分散清洗堿、殺菌劑加藥裝置原水中的有機物是造成超濾膜污染的重要原因，為防止由有機物及活性生物引起的超濾膜組件的污染，建議在化學(xué)分散清洗過程中加一定濃度的堿溶液進行化學(xué)分散清洗，所用的堿溶液推薦采用濃度為0.1%NaClO+0.05%NaOH溶液?；瘜W(xué)分散清洗堿加藥裝置含以下設(shè)備：1）加藥箱：一般按一晝夜以上的藥品貯存量。加藥箱配低液位開關(guān)，低液位報警并停計量泵；2）計量泵（或采用流量更大的磁力泵）：以在反洗水流量下達(dá)到一定濃度選型，使浸泡的化學(xué)藥劑濃度達(dá)到（0.1%NaC

45、lO+0.05%NaOH），壓力滿足藥液流量要求即可，在有機物污染特別嚴(yán)重的水源，可適當(dāng)提高NaOCl濃度，延長浸泡時間，濃度建議不超過0.2%。當(dāng)設(shè)置并使用該分散清洗加藥工藝后，微生物等對膜的污染可以得到控制。此時，5.3.1.3中提到的向反洗水中加入NaOCl的工藝通?？梢匀∠?。5.3.3 化學(xué)清洗系統(tǒng)跨膜壓差比初始運行壓力上升了1.0bar（相同溫度下），或者K值下降了2535%,且通過上述常規(guī)反洗步驟反復(fù)多次或化學(xué)分散后不能恢復(fù)到理想效果時清洗系統(tǒng)包括清洗溶液箱、清洗水泵及清洗過濾器，一般布置于一個機架上。該清洗為手動過程，通常采用手動配藥方式，且需將待清洗裝置停機后進行。5.3.3.

46、1 清洗溶液箱配制貯存清洗液用。容積可以按以下選定：按前表4-3膜組件水容積量計算出單套超濾裝置組件的清洗液量，加上清洗管道及清洗過濾器內(nèi)清洗液的量，再適當(dāng)放上一些余量。5.3.3.2 清洗水泵1）流量：按每支膜組件1m3/h流量計，乘以單套裝置組件數(shù)量即可；2）揚程：在保證清洗考慮清洗流量下，考慮管路損失，一般進口壓力不超過3公斤。3）泵的過流材質(zhì)應(yīng)為不銹鋼。5.3.3.3 清洗過濾器清洗過濾器流量可以按清洗水泵流量選取，材質(zhì)為不銹鋼或耐腐蝕性工程塑料。5.3.4 壓縮空氣系統(tǒng)采用氣擦洗技術(shù)可以大大提高超濾的反洗效果。氣源要求無油壓縮空氣，超濾裝置最大進氣壓力2.5bar,單支組件進氣量5-

47、12Nm3/h。5.4 超濾裝置程控步序表由于超濾裝置每3060分鐘需反洗一次，故一般均為自動運行?？紤]到不同超濾系統(tǒng)的進水水質(zhì)差異較大，具體的運行及清洗參數(shù)、步序等宜根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試情況最終確定?？偟脑瓌t是，當(dāng)水質(zhì)較差時，增加反洗、氣擦洗以及分散化學(xué)清洗的頻率。表51中列出了DOW建議的步序表。DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly-25 -DOW-26表5-1DOWK-ICTED-ForinternalVVVVuseonlyVVHVV*,)*07=-VV=7VV=>VV=*;VVVVV=)VV=*)VV二（VTM系列超濾膜裝置運行程控步序表建議）RESTRIiS

48、1第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計-27-*,)I-CTED-ForVVVVVVV*,)VV*07=-VV=7VV=>V*;VVVVVVV=)VVVV=*)VVVVinternaluseonlyVVDOWRESTRI*,)VH*,)I第五章超濾系統(tǒng)的設(shè)計第六章超濾裝置的運行Dow6.1概述膜組件首次投運時，建議起始產(chǎn)水量應(yīng)控制在設(shè)計水量的30%60%左右運行，24小時后，再增至設(shè)計產(chǎn)水量，這樣有利于膜通量的長期穩(wěn)定。超濾裝置首次運行或長時間停運后恢復(fù)運行，需要進行沖洗以除去組件內(nèi)的保護溶液。開始的啟動應(yīng)該為手動的，但是一旦所有的流速和壓力、時間被設(shè)置后，裝置應(yīng)該恢復(fù)為自動。裝置恢復(fù)自動后，PLC系統(tǒng)

49、可以有效監(jiān)控系統(tǒng)的運行，一旦運行條件不滿足，裝置會自動采取保護措施。裝置啟動所涉及到的基本步驟如下：1）啟動供水泵；2）裝置灌滿水和沖洗；3）啟動反洗水泵；4）設(shè)置和調(diào)整反洗壓力；5）設(shè)置和調(diào)整進氣壓力；6）設(shè)置反洗時間間隔；7）設(shè)置氣擦洗時間間隔；8）設(shè)置并聯(lián)裝置反洗順序。6.1.1 啟動前的檢查內(nèi)容1）超濾前處理系統(tǒng)運行正常，管路清洗干凈，超濾進水符合設(shè)計要求；2）排水系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備完畢；3）PLC程序已輸入；4）電路系統(tǒng)檢查已完成；5）管路系統(tǒng)連接完成并已清洗干凈。6.1.2 啟動在啟動前應(yīng)進行以下核查：1）所有的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；2）所有的泵處于關(guān)閉狀態(tài)。6.1.2.1 DOWTM超濾組

50、件的沖洗具體閥門標(biāo)識及流程見圖5-3。1）打開裝置的產(chǎn)水閥VP和正洗排放閥VCT；2）啟動原水泵；3）緩慢調(diào)節(jié)超濾裝置正洗手動閥門Vwh（見附圖：管道及儀表流程圖），維持較低的進水壓力（低于1.5bar）;4）連續(xù)沖洗至排放水無泡沫，至此超濾裝置啟動前準(zhǔn)備完畢。DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly6.1.2.2 啟動程序根據(jù)進水確定超濾裝置的允許最大產(chǎn)水量、工作壓力、反洗時間間隔：1）DOWTM超濾元件進水壓力應(yīng)控制在膜兩側(cè)平均壓力差&2.1bar2）流量和壓力的調(diào)整程序如下：A）產(chǎn)水的調(diào)整打開產(chǎn)水閥VP;緩慢打開進水手動閥門（通常在原水泵出口處）；調(diào)整進水手動閥門，使產(chǎn)水流量達(dá)到要求水量；如果同時有濃水排放，應(yīng)同步調(diào)整。B）濃水的調(diào)整（錯流工作狀態(tài)）緩慢打開錯流排放閥VCH,調(diào)節(jié)至需要的排放量。C）反洗水壓力的調(diào)整全開正洗排放閥VCT；啟動反洗水泵；緩慢打開手動反