超滤膜组件技术.ppt

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超滤膜组件讲座超滤膜组件讲座北京海德能科技有限公司北京海德能科技有限公司1目目录录超滤发展状况超滤工作原理超滤膜与组件工艺设计与计算超滤工艺流程超滤膜污染与再生超滤技术应用我们的服务2超滤发展状况超滤发展状况18611861年，年，SchmidtSchmidt首次公开牛首次公开牛心胞膜截留阿拉伯胶实验结心胞膜截留阿拉伯胶实验结果。

果。

18671867年，年，TraubeTraube第一次制取第一次制取人工超滤膜。

（瓷板铁青化人工超滤膜。

（瓷板铁青化铜）铜）19071907年，年，BchholdBchhold定义定义“超超滤滤”。

19601960年，年，LoebLoeb与与SourirajanSourirajan共同研制出共同研制出CACA超滤膜。

超滤膜。

19631963年，年，MichaelsMichaels创办创办AmiconAmicon公司专门从事超滤膜公司专门从事超滤膜生产与销售。

生产与销售。

19651965年以后已商业化、工业年以后已商业化、工业化化7070年代，首次研制出管式超滤年代，首次研制出管式超滤膜与组件。

膜与组件。

8080年代先后研制出中空纤维、年代先后研制出中空纤维、板式、卷式超滤膜与组件。

板式、卷式超滤膜与组件。

9090年代已进入商业化与工业化年代已进入商业化与工业化的生产。

的生产。

3超滤工作原理超滤工作原理超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜透过法分离技术。

超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜透过法分离技术。

11、通量、通量J=PJ=P（P1-P2P1-P2）/LP/LP为渗透系数；为渗透系数；P1P1为液体静压差；为液体静压差；P2P2为料液相与渗透为料液相与渗透相之间的渗透压差；相之间的渗透压差；LL为膜厚度。

为膜厚度。

22、截留率、截留率R=1-C1/C2C1R=1-C1/C2C1为渗透液的浓度；为渗透液的浓度；C2C2截留物侧的值。

截留物侧的值。

33、切割分子量（、切割分子量（MWCOMWCO）膜具有膜具有90%90%以上截留率的最小分子量物质。

以上截留率的最小分子量物质。

N=30/lnN=30/ln（22+1+1）44、浓度极化浓度极化55、膜污染、膜污染超滤膜性能超滤膜性能11、孔隙率；、孔隙率；22、结构形态；、结构形态；33、表面性能；、表面性能；44、机械强度；、机械强度；55、耐化学性、耐化学性操作参数操作参数-流速流速-压力与压力差压力与压力差-回收比与浓缩排放量回收比与浓缩排放量-工作温度工作温度定义定义:

4超滤工作原理示意超滤工作原理示意在动力的驱使下，在动力的驱使下，利用膜本身的筛分作利用膜本身的筛分作用使物料得到净化、用使物料得到净化、浓缩。

浓缩。

5超滤膜与组件超滤膜与组件11、材质：

材质：

CACA，CTACTA、PSPS，PSAPSA，PPPP，PVDFPVDF，PEPE，PANPAN。

22、结构：

管式，中空纤维、平板式、卷式结构：

管式，中空纤维、平板式、卷式33、化学成分：

有机，无机、化学成分：

有机，无机44、供应商：

、供应商：

HYDECANME;AMICONHYDECANME;AMICON；ZENONZENON；MILLIPOREMILLIPORE；FILTIRONFILTIRON；NITTONITTO；OSMONICSOSMONICS；DESALLDESALL；DAICELDAICEL6UFUF膜产品的概况膜产品的概况膜材料种类：

膜材料种类：

SPESSPES，CTACTA，PESPES，PANPAN膜组件规格：

膜组件规格：

1212组件（组件（5050或或65m65m22）55组件（组件（10-12m10-12m22）33组件（组件（4m4m22）膜产地：

膜产地：

HydecanmeHydecanme、德国、德国MembranaMembrana、日本日本DaicelDaicel加拿大加拿大ZENONEZENONE公司、公司、NITTONITTO公司公司法国法国AQUASAQUAS7超滤膜污染与再生超滤膜污染与再生物理法物理法高纯水、热水等反冲洗、正洗高纯水、热水等反冲洗、正洗超声清洗超声清洗气、水混合冲洗气、水混合冲洗化学清洗法（循环、浸泡）化学清洗法（循环、浸泡）酸洗酸洗碱洗碱洗消毒剂消毒剂加酶洗加酶洗8微孔膜与超滤膜的区别微孔膜与超滤膜的区别微孔膜微孔膜超滤膜超滤膜孔径范围孔径范围0.10.11.0m1.0m0.0010.0010.1m0.1m表征方式表征方式孔径孔径切割分子量切割分子量反洗方式反洗方式气、水气、水水水膜膜材料材料通常为憎水材料通常为憎水材料通常分为亲水和憎通常分为亲水和憎水材料水材料使用范围使用范围只要不易形成孔污只要不易形成孔污染，均可使用染，均可使用膜膜表面可截留的范表面可截留的范围围9超滤的截留范围超滤的截留范围截留率截留率=0%水水盐盐可溶性固体可溶性固体截留率截留率=部分部分BODCOD小分子小分子原料液原料液渗透液渗透液非非对称膜对称膜悬浮固体悬浮固体胶体胶体大分子物质大分子物质截留率截留率=100%原料流量原料流量压力压力10超滤膜污染的成因超滤膜污染的成因表面吸附表面吸附颗粒的堵塞颗粒的堵塞由于传质过程而形成的由于传质过程而形成的表面的附着表面的附着活性物质嵌入膜并生长聚集过程活性物质嵌入膜并生长聚集过程透量透量透量透量堵塞堵塞堵塞堵塞附着附着附着附着吸附吸附吸附吸附操作时间操作时间操作时间操作时间优质超滤膜的表征优质超滤膜的表征孔孔分布窄（如图中红线）分布窄（如图中红线）没有大孔缺陷（如图中阴影部分）没有大孔缺陷（如图中阴影部分）AA：

为质量好的超滤膜为质量好的超滤膜BB：

为质量差的超滤膜实际应用中的为质量差的超滤膜实际应用中的具体表现具体表现AA：

膜形成表面污染，透量易恢复：

膜形成表面污染，透量易恢复BB：

膜易形成孔污染，透量不易恢复：

膜易形成孔污染，透量不易恢复AA：

膜透量衰减的慢，：

膜透量衰减的慢，BB：

膜衰减的快：

膜衰减的快孔孔分分布布AB50,000150,0000.2m孔径孔径返回返回12亲水性亲水性/非亲水性膜的比较非亲水性膜的比较非非亲水性膜亲水性膜胶体胶体油油蛋白蛋白胶体胶体油油蛋白蛋白杂质在膜表面状态杂质在膜表面状态:

附着附着胶体胶体油油蛋白蛋白过过滤滤反反洗洗亲水性膜亲水性膜胶体胶体油油蛋白蛋白胶体胶体油油蛋白蛋白杂质在膜表面状态杂质在膜表面状态:

聚结成聚结成球状球状反反洗洗胶体胶体油油蛋白蛋白过过滤滤13常见膜材料的性能比较常见膜材料的性能比较膜膜SPESSPESCTACTACACAPES*PES*PAN*PAN*膜膜材料材料磺化聚醚砜磺化聚醚砜醋酸纤维素醋酸纤维素聚醚砜聚醚砜聚丙烯腈聚丙烯腈切割分子量切割分子量（kD）（kD）80801501501501503030100100内外径内外径（mm）（mm）0.7/1.00.7/1.00.8/1.30.8/1.30.8/1.30.8/1.30.8/1.30.8/1.3接触角接触角（deg）（deg）45455050505055556565707052525858水水膨胀率膨胀率（%）（%）77884.74.76.56.50.40.40.60.62.52.53.63.6牛血清蛋白吸附牛血清蛋白吸附量量（mg/m（mg/m22）0.40.40.50.53.53.51.31.3带电性能带电性能（mV,PH7）（mV,PH7）-40-40-30-30-4.2-4.2-7.5-7.5PES*PES*为没有改性的为没有改性的PAN*PAN*为改性后的为改性后的14国内外产品性能比较国内外产品性能比较00亲水性亲水性非非亲水性亲水性永久亲水性永久亲水性非非永久亲水性永久亲水性11膜材料膜材料磺化聚醚砜磺化聚醚砜（SPES）（SPES）三三醋酸纤维醋酸纤维（CTA）（CTA）聚聚醚砜醚砜（PES）（PES）PSPS、PANPAN、PPPP、PEPE22亲水性来源亲水性来源SOSO442-2-带负电带负电荷荷天然亲水天然亲水添加亲水材料添加亲水材料非非亲水性亲水性33主要供应商主要供应商德国德国membranamembranaOKMOKM日本日本DaicelDaicelOKMOKM法国法国AquasAquas荷兰荷兰X-FlowX-Flow（Norit（Norit公司公司）海德能海德能国外：

美国高科，国外：

美国高科，U.S.FilterU.S.Filter国内：

浙大，天国内：

浙大，天纺、海洋所纺、海洋所44操作压力操作压力0.020.020.060.06MPaMPa0.10.10.20.2MPaMPa55化学清洗化学清洗频率低频率低,2,233月月/次次频率高频率高15典型亲水膜的操作特点典型亲水膜的操作特点0.02MPa0.02MPa0.12MPa0.12MPa11年年22年年33年年操作压力操作压力（TMP）透量透量（FLUX）（FLUX）寿命寿命设计透量设计透量0.02MPa0.02MPa1201203030透量单位透量单位:

L/m:

L/m22hr25hr2516亲水性膜与非亲水性膜的亲水性膜与非亲水性膜的反洗及化学清洗的比较反洗及化学清洗的比较操作时间操作时间操作时间操作时间膜膜膜膜透量透量透量透量化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗化学清洗反洗后的透量接反洗后的透量接近近100%100%恢复恢复亲水膜亲水膜非亲水膜非亲水膜反洗后的透量反洗后的透量808090%90%恢复恢复返回返回17临界压力或临界流量的选择临界压力或临界流量的选择纯水纯水纯水纯水切向流速高切向流速高切向流速高切向流速高切向流速低切向流速低切向流速低切向流速低死过滤死过滤死过滤死过滤PPPP33PP22PP11JJJJ3333JJJJ2222JJJJ1111低于临界压力或临界流量，可逆再生，采用反洗获得稳低于临界压力或临界流量，可逆再生，采用反洗获得稳低于临界压力或临界流量，可逆再生，采用反洗获得稳低于临界压力或临界流量，可逆再生，采用反洗获得稳定流量；定流量；定流量；定流量；高于临界压力或临界流量，不可逆再生，采用化学清洗高于临界压力或临界流量，不可逆再生，采用化学清洗高于临界压力或临界流量，不可逆再生，采用化学清洗高于临界压力或临界流量，不可逆再生，采用化学清洗JJJJ18压力压力压力压力压力压力压力压力浓缩液浓缩液浓缩液浓缩液错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤死过滤死过滤死过滤死过滤错流过滤与死过滤错流过滤与死过滤进料液进料液进料液进料液透过液透过液透过液透过液透过液透过液透过液透过液进料液进料液进料液进料液19错流过滤与死过滤的能耗比较错流过滤与死过滤的能耗比较备注备注：

11、过滤介质为、过滤介质为2020水水22、膜为内径、膜为内径0.7mm0.7mm的中空纤的中空纤维维33、回流比、回流比R=R=回流量回流量/产水量产水量透膜压差，透膜压差，KPaKPa20UFUF膜的特点膜的特点强强的的亲水性能亲水性能低污染、易恢复、能长期维持低污染、易恢复、能长期维持稳定的透量，稳定的透量，特别是在原水水质特别是在原水水质较差的情况下较差的情况下较窄的孔分布较窄的孔分布良好的截留性能和稳定的出水良好的截留性能和稳定的出水水质水质l较长的使用寿命较长的使用寿命实际运行中最长寿命可达实际运行中最长寿命可达66年年l膜组件的装填面积大膜组件的装填面积大独特的独特的“七芯七芯”设计，装填面设计，装填面积可达积可达50506565平方米平方米l化学清洗的频率低化学清洗的频率低强的亲水性，凭简单的反强的亲水性，凭简单的反冲洗便可恢复透量，大大降低冲洗便可恢复透量，大大降低了化学清洗的频率了化学清洗的频率l良好的化学稳定性良好的化学稳定性允许广泛的化学清洗允许广泛的化学清洗21SPESSPES膜横截面