超滤设计计算书.docx
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超滤设计计算书
SAVIER
目录...............................................................................................................................................................................1一超滤技术概述..........................................................................................................................................................2二SAVIER超滤膜组件介绍.......................................................................................................................................4
2.1SAVIER超滤膜的特点............................................................................................................................................4
2.1.1永久亲水性.....................................................................................................................................................4
2.1.2较小的截留分子量.........................................................................................................................................4
2.1.3较大的毛细管膜内径.....................................................................................................................................5
2.1.4较大的壁厚度.................................................................................................................................................5
2.1.5均匀的布水方式.............................................................................................................................................5
2.1.6特殊的根部保护.............................................................................................................................................6
2.2SAVIER超滤膜组件性能........................................................................................................................................6
2.3SAVIER超滤膜组件参数........................................................................................................................................7
2.4SAVIER超滤膜组件操作条件................................................................................................................................8
2.5SAVIER超滤膜外型尺寸........................................................................................................................................9
三系统设计................................................................................................................................................................10
3.1超滤系统工作过程........................................................................................................................................10
3.2冲洗过程........................................................................................................................................................11
3.3超滤系统的预处理........................................................................................................................................12
3.4超滤系统的设计............................................................................................................................................13
四UFSVDESIGN3.2计算机辅助软件的说明.......................................................................................................17
4.1SVDESIGN3.2启动后的界面如下：
............................................................................................................17
4.2SVDESIGN3.2的使用说明...........................................................................................................................19
五系统气密性检测及化学清洗................................................................................................................................23
5.1系统气密性检测............................................................................................................................................23
5.2断丝处理方法................................................................................................................................................24
5.3化学清洗系统及清洗方法............................................................................................................................24
5.4停机保护........................................................................................................................................................25
六超滤术语及常用数据汇编....................................................................................................................................26七超滤系统运行记录表............................................................................................................................................28附录一超滤工艺流程图.............................................................................................................................................29附录二超滤运行阀门动作表.....................................................................................................................................30
一超滤技术概述
超滤（Ultra-filtration,UF）是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。
超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。
超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。
目前超滤膜被大量用于水处理工程。
超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。
超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊，药品的除热源以及食品及药物浓缩过程中均起到关键作用。
超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截留分子量（Molecularweighcut-off,MWCO）为1,000-1,000,000Dalton。
严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为
0.001-0.01微米，截留分子量为1,000-300,000Dalton。
若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。
一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000Dalton，而截留分子量为6,000-30,000Dalton的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域。
超滤膜的形式可以分为板式和管式两种。
管式超滤膜根据其管径的不同又分为中空纤维、毛细管和管式。
目前市场上用于水处理的超滤膜基本上以毛细管式为主，个别工程中使用的中空纤维（内径0.1-0.5mm）聚乙烯或聚丙烯微孔膜实际上应属于微滤膜。
将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜组件。
超滤膜
组件分为内压式、外压式和浸没式三种。
其中浸没式超滤膜过滤的推动力
是膜管内部的真空与大气压之间的压力差。
对于过滤精度要求较高的超滤膜，这一压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求，因此浸没式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤膜。
外压式超滤在正冲与反冲时，膜表面液体的流速极不均匀，影响膜表面的冲洗效果，因此常用于水处理的超滤膜还是内压式组件结构较具有优势。
图1是一个内压式毛细管超滤膜组件的工作原理图。
图1内压式毛细管膜工作原理
二Savier超滤膜组件介绍
2.1Savier超滤膜的特点
Savier超滤膜是一种以毛细管形式存在的很薄的聚合材料，由永久改性聚砜（mPS）制成。
Savier超滤膜是一种非对称的微孔结构膜，由致密的分离层和较为疏松的支撑层组成。
Savier超滤膜毛细管内径为0.9mm、
1.2mm、1.5mm和2.0mm。
Savier超滤膜组件结构为内压式。
使用者在选择超滤膜时应该考虑的是超滤膜的过滤精度、抗污染性和膜破损（断丝）三个关键问题。
较高的过滤精度可以保证产品水的质量；较高的抗污染性和污染后的可恢复性可以延长超滤膜及组件的寿命；降低膜破损和避免断丝更对产水质量和膜组件寿命起到至关重要的作用。
为了解决以上三方面的问题，Savier超滤膜技术人员研发了多项专利和专用技术，使得Savier超滤膜及膜组件具有以下特点：
2.1.1永久亲水性
Savier超滤膜采用永久改性聚砜（mPS）材料制成。
Savier超滤膜经过成膜液共混亲水专有技术和成膜后亲水后处理专利技术，使得膜表面的亲水性得到深化和固定。
这样处理得到的超滤膜在干燥、有机污染和油污染后其亲水性仍然得以保留。
因此Savier超滤膜的抗污染性和被污染后的可恢复性均得到明显提高。
另外，由于亲水性的提高与深化，膜的通量也同时得到了较大的提高。
2.1.2较小的截留分子量
用于水处理的超滤膜截留分子量一般为30,000—300,000（Dalton）。
通常情况下，截留分子量越低的超滤膜水通量越低。
Savier超滤膜具有良好
的亲水性和理想的孔隙结构。
因此Savier超滤膜在保证高水通量的同
时，提高了过滤精度。
Savier超滤膜截留分子量为45,000Dalton。
这样的截留分子量大大地提高了Savier超滤膜过滤水的水质。
在用于反渗透预处理时，Savier超滤膜产水的SDI一般小于1，可以保证小于2。
2.1.3较大的毛细管膜内径
实践证明较粗的毛细管内径在同等条件下具有更好的抗污染性和可恢复性，但是同样外形尺寸的超滤膜组件，内部充填的毛细管膜直径越大，其中充填的毛细管膜的膜面积就越小。
事实上在众多的实例中发现同样外形的膜组件，虽然较粗的毛细管膜组件膜面积较小，但是在同样的组件产水量的情况下其抗污染能力明显高于较细的毛细管膜组件。
Savier超滤膜彻底摒弃了抗污染能力较差的小内径（0.6mm-0.8mm）毛细管超滤膜，将毛细管膜制成内径分别为0.9mm、1.2mm、1.5mm和2.0mm。
使用者可以根据原水被污染的程度选择较为适合的膜组件，使之抗污染能力和污染后可恢复能力得到保证。
2.1.4较大的壁厚度
为了提高超滤膜的机械强度，有效地控制膜破损和杜绝断丝，Savier超滤膜的厚度较大，其中内径为0.9mm、1.2mm、1.5mm和2.0mm的毛细管膜壁厚度分别为0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm。
通常厚度的增加会使通量降低，但是Savier超滤膜通过良好的亲水性和理想的孔隙结构使得其在保证高机械强度的同时也保证超滤膜的通量。
2.1.5均匀的布水方式
Savier超滤膜组件采用分散集中式的专
利布水方式,将每个膜组件内部分为18个次级组件，使每一根毛细管膜的跨膜压差趋于一致，因此避免了毛细管膜管通量不平均带来的个别毛细管通量过高，浓差极化严重和污染速度过快的现象，使膜组件的抗污染能力进一步提高。
2.1.6特殊的根部保护
膜破损和断丝是影响超滤膜寿命的最大问题。
而毛细管膜根部与浇筑层结合部是最容易断裂的地方。
Savier超滤膜组件采用了根部添加弹性材料的专利技术,实现了根部的柔性连接,彻底杜绝了毛细管根部断丝的隐患。
2.2Savier超滤膜组件性能
①
产水污染指数（SDI15）
<2
产水浊度②
<0.1NTU
除直径0.2um以上颗粒
99.9999%
去除总大肠菌群
每100mL产水水样中未检出
去除粪大肠菌群
每100mL产水水样中未检出
去除细菌
每毫升产水水样中未检出
说明：
①进水浊度<20NTU时的测量值；
②进水浊度<50NTU时的测量值。
2.3Savier超滤膜组件参数
型号
SV1060-C
SV1060-D
SV1060-X
SV-1080-C
SV-1080-D
SV-1080-X
外形尺寸（mm）
ф277×1715
Ф277×1715
ф277×1715
ф277×2215
ф277×2215
ф277×2215
毛细管数量
7200
3680
11800
7200
3780
11800
膜面积（m2）
40
26.7
50
53
35.7
67
初始产水量①（m3/h）
≥10
≥6.5
≥12
≥12
≥9
≥16
膜丝内径/外径（mm）d
1.2/1.8
1.5/2.2
0.9/1.4
1.2/1.8
1.5/2.2
0.9/1.4
设计产水量
3-5m3/h
2-3m3/h
3-5m3/h
4-6.5m3/h
3-4.5m3/h
4-6.5m3/h
外壳材质
PVC/ABS
封胶材料
环氧树脂
进水口尺寸
VICTAULIC2"
净水出口尺寸
VICTAULIC2"
浓水出口尺寸
VICTAULIC2"
膜组件结构形式
内压式
膜材质
mPS
截留分子量Dalton
45,000
说明：
c在25℃,0.10Mpa条件下过滤纯水时的产水量；
d内径2.0mm超滤膜组件一般需要特殊定制。
2.4Savier超滤膜组件操作条件
型号
SV1060-C，SV1080-C
SV1060-D，SV1080-D
SV1060-X，SV1080-X
最大进水浊度*
<20NTU
<50NTU
<10NTU
正冲流量（m3/h）
10-12
8-10
16-18
反冲流量（m3/h）
12－14，16－18
8－10，11－13
15－17，20－22
抗余氯能力
200ppm连续
耐H2O2能力
200ppm连续
工作温度
5-40oC
pH值范围
2.0-13.0
操作模式
全流或错流，定时反洗
产水流量
50-125L/m2/h
最高进水压力
0.25MPa
最高跨膜压力差
0.2Mpa
最高反洗压力
0.2Mpa
反洗频率
15-60min
反洗时间
30-60sec
化学加强反洗频率
1-15day
化学反洗时间
1-10min
化学清洗频率
60-180day
化学清洗时间
30-90min
化学反洗药品
NaClO或H2O2（200ppm）,NaOH（pH<12）,HCL（pH>2）
2.5Savier超滤膜外型尺寸
尺寸型号
A
B
C
D
E
F
G
SV1060-C/D/X
1600
1680
1715
172
Ø277
40
75
SV1080-C/D/X
2100
2180
2215
172
Ø277
40
75
三系统设计
本手册仅提供超滤系统设计的基本要求。
使用超滤膜组件的设计单位和工程单位，应利用自己的专长、经验、现场实验和实际数据完成Savier超滤系统设计，并为之负责。
本手册附件1提供的系统设计流程图、阀门动作表、计算机辅助设计软件及本章之说明仅供系统设计者参考。
设计者在进行设计之前必须对原水有充分的认识，仅仅根据几个原水指标通常是远远不足的。
例如原水的COD是系统设计的重要参考指标，但是COD只是水污染的一个综合指标，同样COD值的原水可能由于污染物种类和浓度的差异产生对超滤膜产生完全不同的影响。
因此，设计者必须首先对原水中影响COD值得污染物的种类、浓度以及这些物质对超滤膜的影响和对超滤产水的影响等有足够的了解和认识，才能准确地确定超滤的适用性和运行条件。
3.1超滤系统工作过程
膜过滤过程分为全量过滤和错流过滤。
全量过滤又称“死端过滤”，是使全部给水透过超滤膜，将被截留物质留在超滤膜管内，待到过滤周期结束后用冲洗水将其冲出。
当进水悬浮物含量、浊度、COD值均较低时，可以考虑采用全量过滤。
当采用全量过滤时冲洗周期一般为15-45min。
错流过滤是使部分给水透过超滤膜，另一部分形成浓水从超滤膜的另一端排出。
排出的这部分水将随截留物质的大部分带离超滤膜表面。
据原水水质不同可采用不同的错流流量。
一般情况下系统错流量应设计为过滤流量的10—35%。
当给水水质较差时，应该考虑采用较小的过滤通量和较大的错流流量。
为了提高水的利用率可把错流浓水部分或全部回流至超滤系统进水口或超滤给水池中。
一般不需要增加错流泵来实现错流，只需要将超滤给水泵的出力提高10-35%。
采用错流过滤时冲洗周期一般为
30—60min。
虽然在错流状态下通
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