超滤说明书最终Word格式文档下载.docx

1、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（Molecular weigh cut-off, MWCO）为1,000-

2、1,000,000 Dalton。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1,000-300,000 Dalton。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton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30,000-300,000 Dalton，而截留分子量为6,000-30,000 Dalton 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

3、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

4、介绍2.1 Savier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，Sav

5、ier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30,000300,000 （Dalton）。通常情况下，截留分子量越低

6、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45,000 Dalton。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

7、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Savie

8、r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。2.2 Savier

9、超滤膜组件性能产水污染指数（SDI15） 2产水浊度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去除细菌每毫升产水水样中未检出说明：进水浊度20NTU时的测量值；进水浊度50NTU时的测量值。2.3 Savier超滤膜组件参数型号SV1060-CSV1060-DSV1060-XSV-1080-CSV-1080-DSV-1080-X外形尺寸（mm）27717152772215毛细管数量72003680118003780膜面积（m2）4026.7505335.767初始产水量（m3/h）106.512916膜丝内径/外径（mm）1.2

10、/1.81.5/2.20.9/1.4设计产水量3-5m3/h2-3m3/h4-6.5 m3/h3-4.5m3/h4-6.5m3/h外壳材质PVC/ABS封胶材料环氧树脂进水口尺寸VICTAULIC 2净水出口尺寸浓水出口尺寸膜组件结构形式内压式膜材质mPS截留分子量Dalton45,000在25, 0.10Mpa条件下过滤纯水时的产水量；内径2.0mm超滤膜组件一般需要特殊定制。2.4 Savier超滤膜组件操作条件SV1060-C，SV1080-CSV1060-D，SV1080-DSV1060-X，SV1080-X最大进水浊度*20NTU50NTU10NTU正冲流量（m3/h）10-128-

11、1016-18反冲流量（m3/h）1214，1618810，11131517，2022抗余氯能力200ppm 连续耐H2O2 能力200ppm连续工作温度5-40oCpH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0.25 MPa最高跨膜压力差0.2Mpa最高反洗压力反洗频率15-60 min反洗时间30-60 sec化学加强反洗频率1-15 day化学反洗时间1-10 min化学清洗频率60-180 day化学清洗时间30-90 min化学反洗药品NaClO或H2O2 （200ppm）, NaOH（pH2）2.5 Savier超滤膜外型尺寸

12、尺寸ABCDEFGSV1060-C/D/X1600168017227775SV1080-C/D/X21002180三 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

13、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

14、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1035%。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3060min 。虽然在错流状态下通常需要增加超滤给水泵的出力，因而增加超滤给水泵的能耗，但是，错流可以减低膜表面的污染倾向，增长反洗周期。因此在常见的水质条件下，适当的错流量不但可以增加膜的运行稳定性和膜的寿命，还有可能由于反洗周期和化学清洗周期的增长而降低运行能耗和化学品消耗。3.2

15、 冲洗过程超滤膜组件在运行中，原水中的胶体，悬浮物，细菌等被膜内表面截留，这些物质会在膜管内积累造成膜的污染。为了维持膜的性能和保持膜透水量的相对稳定需要定期用水对膜丝进行冲洗。在多数情况下系统每运行30-60分钟需要冲洗一次。冲洗有以下三种方式：1 简单反冲， 包括顶反洗和底反洗两个步骤。2 完整反冲，包括正前冲、顶反洗、底反洗和后正冲四个步骤。3 化学加强反冲（CEB），包括正前冲、加药顶反洗、加药底反洗、浸泡、全反洗和后正冲六个步骤。上述冲洗程序中具体步骤实施方法如下：1） 前正冲：由组件进水口至浓水出口，产水侧阀门关闭。通过大量水流从中空纤维内腔冲过，可以把沉积在膜表面的污染物冲出组件

16、，以增加反洗效果。前正冲时间一般为1530秒。2） 顶反洗（可选择加入药品1）：一般采用超滤产水作为反冲水，由组件产水口进入，浓水出口流出。此时入水口关闭。水流方向与产水时相反。通过反洗可以把膜孔和膜表面中正冲没有冲出的污染物带出膜组件。该过程反向透过膜表面的水从膜管顶部排出，对顶部膜表面的冲洗效果较好。顶反洗时间一般为1530秒。3） 底反洗（可选择加入药品2）：其目的与顶反洗一致。该过程反向透过膜表面的水从膜管底部排出，对底部膜表面的冲洗效果较好。底反洗时间一般为1530秒。4） 浸泡：加药反洗后，为了增加反应效果，进行浸泡。浸泡时间为60120秒。5） 两端反洗：化学加强反洗后，以反洗方

17、式把清洗液从两端同时冲出膜组件。两端反洗时间为1530秒。 6） 后正冲：通过大量水流从膜丝内腔冲过，可以把反洗时剥落下的污染物冲出组件，以完全恢复膜通量。后正冲时间为1530秒。化学加强反洗程序是在反洗过程中向反洗水中加入化学药品。对于污染物以有机物为主的给水，加入的药品通常是次氯酸钠或氢氧化钠，对于铁、锰、钙、镁、铝等对膜的污染，通常需要加入酸。为了增加化学药品的反应时间，在底反洗后增加一定时间的浸泡时间对恢复膜的功能通常较有帮助。可以只在顶反洗或底反洗时加入一种药品，也可以在顶反洗和底反洗时加入同一种药品，还可以在顶反洗加入药品1在底反洗时加入药品2。可以选择每次冲洗均加药，也可以选择在

18、多次冲洗中加一次药的冲洗方式。系统运行中，操作者可以根据运行经验选择反洗方式和频率。对于地下水或自来水，可能只需要简化反洗，对于地表水可能在每进行几次或几十次简化反洗，进行一次完全反洗，每1-7天进行一次化学加强反洗。对于中水等污染较重的给水，可能需要每次反洗均用完全反洗，并较为频繁地使用化学加强反洗。3.3 超滤系统的预处理合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键。当原水是污水处理厂的排放水时，絮凝沉淀工艺通常是必要的。当原水是污染较为严重的河水时，微絮凝和砂滤过滤通常可以为超滤系统提供必要的保障。特别是在原水水质发生巨大波动时提供一个抗拒冲击的屏障。当原水是水库水、地下水或优质回用水时，

19、预处理可以是较为简单的丝网过滤器或是叠片式过滤器。在超滤和砂滤器、多介质过滤器或活性炭过滤器与超滤之间，非常有必要安装100微米丝网过滤器可以有效的避免颗粒物质对超滤膜的划伤。3.4 超滤系统的设计超滤系统地设计必须由经过专业培训并有经验的合格工程师来完成。由于设计中的任何微小失误都有可能带来系统的全面失败，因此在设计阶段必须对工程情况进行充分的研究和分析，以期避免设计失误。以下是较为常见的设计步骤。3.4.1 取得必要的原水信息原水信息是设计的依据，原水类型、浊度、悬浮物含量、COD等数据均很重要。同时，除原水数据外需对原水水质是否有波动及波动范围有所认识。此外，对原水的一些不易得到的数据也

20、要有所了解，例如胶体含量，有机物的数量和种类，细菌含量和细菌尸体及残害含量。3.4.2选择过滤模式当原水COD小于、等于50或浊度小于、等于10时，建议运行时间为30分钟，冲洗恢复采用水力冲洗模式；当原水COD大于50或浊度大于10时，运行时间为30分钟，每3-10次反冲洗使用一次化学加强反洗模式。3.4.3超滤膜的选择当超滤系统给水是地下水或自来水（COD小于5mg/L，浊度小于5NTU）时建议使用内径为0.9mm的超滤膜（SV1060-X，SV1080-X）；当超滤系统给水是经过预处理的地表水（5COD20或5浊度20 NTU）时建议使用内径为1.2mm的超滤膜（SV1060-C，SV10

21、80-C）；当超滤系统给水是经过预处理的污水、经过处理的严重污染地表水，经过预处理的工业污水（2080或2050 NTU）时建议使用内经为1.5mm的超滤膜（SV1060-D，SV1080-D）。在特殊情况下，特别是设计溶液浓缩等过程时建议使用内经为2.0mm的超滤膜。在同等条件下，较大内径的超滤膜通常表现出更好的抗污染性能，因此其通量可以更高，冲洗周期更长，化学清洗频率更低。但是通常较大内径的超滤膜组件的单位面积售价较高。3.4.4超滤膜水通量的选择虽然Savier 超滤膜在个别地表水处理工程中运行通量略大于125L/ /m2h仍然可以长期稳定运行，但是当超滤膜型号依据3.4.3选择时，超滤

22、膜通量建议为60-80L/m2h。3.4.5超滤膜组件数量的确定除确定超滤膜通量外，在确定超滤膜组件数量时，必须考虑到超滤膜冲洗停机时间（工作效率），及超滤膜反洗需要消耗的超滤产水量（产水效率）两个因素。例如需水量为100 m3/ h，COD为10mg/L，浊度为3NTU，温度为15C。如果采用型号为SV1060-C的超滤膜，选择通量为80 L/m2h，每支超滤膜组件通量为3.2m3/hr。据3.3.2系统采用水力反洗方式,冲洗程序为: 前正冲为15秒，顶反洗为15秒，底反洗为15秒，后正冲为15秒，共60秒。每次运行时间为30分钟，停机时间为1分钟，超滤膜的工作效率为：30/31=96.8%

23、超滤反洗时间是0.5分钟，反洗流量约为过滤量的3倍，超滤产水的效率为：（30分钟*3.2m3/hr -0.5分钟*3*3.2m3/hr）/30分钟*3.2m3/hr=95%那么超滤膜数量为：100 m3/hr /（96.8%*95%）/3.2m3/hr =343.4.6正冲系统设计超滤系统如果为2组以上，其中一套系统正冲时应开启一台正冲水泵，保证另一套系统产水量不减少。正冲水泵的流量为单组膜正洗流量与正常运行流量的差值,扬程同供水泵扬程一致。正冲流量应根据2.4所列数据确定。Savier超滤系统设计必须避免在系统运行模式切换时对本系统和其它系统带来水锤。3.4.7反洗系统设计超滤系统设计为2组

24、以上时，其中一套反洗停止一台供水泵或供水泵采用水部分回流的方式，保证另一套系统产水量不增加，避免流量剧变对超滤膜的影响。反洗流量应根据2.4所列数据确定。系统设计必须避免在系统运行模式切换时对本系统和其它系统带来水锤。3.4.8加药的种类及加药量为了加强反洗的效果，可在反洗时加入化学药剂，常用的有： 加HCl使反洗水pH约等于2。当原水为循环冷却水的排污水等硬度较高的水时，反洗时常加入HCl。 加NaOH使反冲水pH约等于12。原水为地表水或中水回用水等有机物含量较高的水时，反洗时加入NaOH。加NaClO至50-200ppm。原水为地表水或中水回用水等有机物、细菌含量较高的水时，反洗时加入N

25、aClO。 四 UF SV Design3.2计算机辅助软件的说明在超滤系统的前期方案设计中，可以利用 SAVIER 提供的计算机辅助设计软件SV Design3.2模拟超滤系统运行，从而可以预测运行中的各项数据，为系统设计提供参考。特别需要在此强调的是超滤系统设计需要相当强的专业知识和经验，必须由专业技术人员根据原水水质，工程经验和系统设计规范来完成,并对设计方案负责。本计算机辅助设计软件仅为设计者提供参考数据，绝不能代替设计者的专业设计工作和责任。设计者应首先根据本手册第3章选择超滤膜的型号再使用本设计软件。以下以SV1060C超滤膜设计软件为例说明本软件的使用方法。4.1 SV Desi

26、gn3.2启动后的界面如下：SV Design3.2启动后界面如下在此界面用户应进行如下操作：1） 用户可以直接在项目名称、设计单位、设计人、日期栏下输入相关内容。2） 在设计产水量栏输入系统最终需要处理的水量，也就是净产水量。该流量是扣除超滤系统停机冲洗时间和反洗用水的平均流量。3） 入水水质栏填入的COD值不应大于300ppm，浊度值不应大于20，入水温度应介于540间。4） 根据COD值、浊度值的高低而选择适用程序1还是程序2。当入水COD值大于10，小于等于300ppm时建议使用程序1进行模拟；当入水COD值小于等于10时建议使用程序2进行模拟;当入水浊度值大于5，小于等于20时建议使

27、用程序1进行模拟；当入水浊度值小于等于5时建议使用程序2进行模拟；COD值和浊度值若其中一项达到程序1的适用范围时，设计软件自动将适用指向程序1。值得注意的是COD是水污染的一个综合指标。以上指标仅供参考，设计者必须对原水中影响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取定超滤的适用性和运行条件。5） 程序1与程序2的主要区别是：程序2没有浸泡和两端反洗这两个环节。6） 在水质好的情况下，用户可以根据实际情况对这两种超滤运行方式穿插使用。比如，运行35次程序2的工艺后运行12次程序1的工艺，这样可以有效避免超滤膜被意外污堵，以保证超滤

28、系统长期稳定运行。4.2 SV Design3.2的使用说明启动SV Design3.2，输入COD值20、浊度值5，按键盘上的回车键（Enter）确认，设计软件将适用指向程序1。点击进入程序1按钮显示如下图：（进入后默认为待机状态）该界面显示，SAVIER超滤膜（SV1060C）在该条件下，单只膜产水量应该按2.4吨/小时计算，系统所需要的超滤膜数量为56只。如需要回至启动页面更改参数，点击返回按钮。如需继续模拟可以依次点击任意运行步骤查看结果。例如点击运行按钮显示如下图：点击运行按钮显示如下图：该界面显示了系统在运行状态相关的各处流量及此时阀门的开关状态。 点击其它各运行阶段（如 前正冲、上反洗等），可以链接其它各界面，并显示各运行阶段的相关数据。程序1模拟结果确认后，可点击打印模式按钮进入程序1的打印模式。在程序1的打印模式下选择文件菜单