超滤设计计算书.docx

1、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.42.1 SAVIER 超滤膜的特点 .42.1.1 永久亲水性 .42.1.2 较小的截留分子量 .42.1.3 较大的毛细管膜内径 .52.1.4 较大的壁厚度 .52.1.5 均匀的布水方式 .52.1.6 特殊的根部保护 .62.2 SAVIER 超滤膜组件性能 .62.3 SAVIER 超滤膜组件参数 .72.4 SAVIER 超滤膜组件操作条件 .82.5 SAVIER 超滤膜外型尺寸 .9三 系统设计 .103.1 超滤系统工作过程 .103.2 冲洗过程 . 113.3 超滤系统的预

2、处理 .123.4 超滤系统的设计 .13四 UF SV DESIGN3.2 计算机辅助软件的说明 .174.1 SV DESIGN3.2 启动后的界面如下：.174.2 SV DESIGN3.2 的使用说明 .19五 系统气密性检测及化学清洗 .235.1 系统气密性检测 .235.2 断丝处理方法 .245.3 化学清洗系统及清洗方法 .245.4 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

3、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（Molecular weigh cut-o

4、ff, MWCO）为 1,000-1,000,000 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

5、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

6、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2.1 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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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 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： 进水浊度 20NTU 时的测量值； 进水浊度 50NTU 时的测

12、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)277171527717152771715277221527722152772215毛细管数量 72003680118007200378011800膜面积 (m2 )4026.7505335.767初始产水量 (m3 /h)106.51212916膜丝内径 /外径 (mm)d1.2/1.81.5/2.20.9/1.41.2/1.81.5/2.20.9/1.4设计产水量 3-5m3 /h2-3m3 /h3-5m3 /h4-6.5

13、 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 VICTAULIC 2浓水出口尺寸 VICTAULIC 2膜组件结构形式 内压式 膜材质 mPS截留分子量 Dalton45,000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。 2.4 Savier 超滤膜组件操作条件型号 SV1060-C，SV1080-CSV1060-D， SV1080-DSV1060-X， SV1080-X最大进水浊度 *20NTU50NTU10NTU正冲流量

14、 (m3 /h)10-128-1016-18反冲流量 (m3 /h)12 14， 16 188 10， 11 1315 17， 20 22抗余氯能力 200ppm 连续 耐 H2 O2 能力 200ppm 连续 工作温度 5-40o CpH 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 0.2Mpa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 m

15、in化学反洗药品 NaClO 或 H2 O2 (200ppm), NaOH（ pH2）2.5 Savier 超滤膜外型尺寸尺寸 型号 ABCDEFGSV1060-C/D/X1600168017151722774075SV1080-C/D/X2100218022151722774075三 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

16、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 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