天津膜天膜柱式膜使用手册.doc
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1、 说 明l 感谢您使用天津膜天膜科技有限公司出品的中空纤维膜组件。在使用膜组件之前,请认真阅读本使用手册。当您开始使用我公司的膜产品时,我公司认为您已经认真阅读了本手册。l 本手册是根据本产品的适用试验结果所制定的,仅供参考。如果有理解不清楚的地方,请及时与天津膜天膜科技有限公司取得联系,以免对贵公司的生产造成影响!目 录一、公司简介41.1公司简介4二、超滤、微滤技术介绍42.1 滤膜定义42.2 超滤分离特性42.3 超滤、微滤与常规过滤的优点52.4 影响超滤性能的因素52.5 膜丝微观结构和孔径62.6 超滤组件的运行方式72.7 超滤技术术语7三. 膜组件介绍93.1 膜组件规格、尺
2、寸、结构及包装运输93.2 膜组件的特点123.3 膜组件的主要用途133.4 膜组件的性能参数与实验数据143.5 膜组件的使用条件183.6 安全注意事项193.7 膜组件在线检测、补漏19四、膜组件安装、运行及维护204.1 膜组件的安装204.2 膜组件的运行224.3 新装膜组件的洗涤234.4 新装膜组件的测试244.5 系统的维护及故障分析24五. 膜组件的清洗255.1 物理清洗255.2 化学清洗275.3 清洗步骤28六. 膜组件的保管29七. 膜组件使用注意事项30八、MOTIMO连续膜过滤系统的设计32声明:41超滤系统工艺流程示意图42一、公司简介1.1公司简介天津膜
3、天膜科技有限公司注册资金7800万元,是国家发改委批准立项建设的中国最大的(年产中空纤维膜超过300万平方米)中空纤维膜制造基地。公司是国家高新技术企业,拥有10条纺丝设备和生产线、4条自动化浇铸生产线、数十套现代化的膜性能检测设备以及研发中心所需的配套设施,整个生产过程实现了自动化控制。公司采用先进的ERP信息管理系统,并于2005年通过国际质量管理体系(ISO9001)和国际环境管理体系(ISO14001)认证。公司主体的前身是天津工业大学膜科学与技术研究所,从事膜科学与技术研发已有30多年历史。公司具有国内最完整的膜技术创新体系。在膜材料研究方面,先后研究开发了各种材质(PVDF,PS,
4、 PES, PAN,PE等)、各种规格的内压、外压型中空纤维超滤、微滤膜组件及其制造技术。在膜应用方面,其研制的具有国际先进水平的核心竞争技术:连续膜过滤(CMF)、浸没式膜过滤 (SMF)、膜生物反应器(MBR)和双向流(TWF)是膜技术在工程应用方面的关键技术。在膜分离技术装备方面,开发了一系列应用于工程的关键技术设备,部分技术装备被认定为国家级重点新产品。目前,公司的产品已远销包括美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、曰本、新加坡、韩国等发达国家在内的国际市场。随着水质条件的复杂化和水资源化的迫切性,膜技术的发展日趋专业化、特性化和集成化。天津膜天膜会提供全方位的膜技术,开辟膜技术在水资源化的
5、市场。二、超滤、微滤技术介绍2.1 滤膜定义膜是一种采用物理方法的高效过滤单元,指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。2.2 超滤、微滤分离特性 分离过程不发生相变化,耗能低。分离过程是在流体压力差的作用下,利用膜对被分离组分的尺寸选择性,将膜孔能截留的微粒及大分子溶质截留,而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶质透过膜。 分离过程可以在常温下进行。 应用范围广,采用系列化不同截留分子量的膜,能将不同分子量溶质的混合液中各组分实行分子量分级。2.3 超滤、微滤与常规过滤的优点超滤膜能够去除水中能够找到的任何最为细小的颗
6、粒物,超滤颗粒的截留范围一般可达到0.0010.01um,微滤的颗粒截留范围比超滤高出12个数量级,一般为0.10.2um。由于微滤具有深层过滤能力,所以在一定程度上能够去除病毒。微滤也是细菌和隐孢子虫、贾第鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障,因此也用于市政水处理。超滤与微滤的分离机理与颗粒、纤维介质过滤器等传统过滤方式不同。介质过滤依靠重力去除原理,它们的标称过滤孔径比要捕集的颗粒大。超滤与微滤膜完全是表面去除原理就像非常细的筛子。膜表面孔径高度规整一致,孔径分布非常窄。大于孔径的颗粒被膜表面排斥通过,留在料液或浓缩液一侧。流体介质本身及小于膜孔经的颗粒会透过膜到达滤液一侧。2.4 影响超滤性能的
7、因素膜技术在实际应用中的一个突出问题是膜表面截留沉积的污染物造成膜通量的衰减。这是一个关系到膜分离技术是否能成功应用的关键问题。 1) 解决这一问题要从三方面入手:l 合理的膜前预处理。l 选择耐污染的膜材料。l 有一套能保持膜系统稳定运行的装置和运行工艺2)膜材料的选择:l 膜材质(是否容易吸附)l 表面荷电性质l 表面粗糙度(具有双重影响)l 亲疏水性(亲水性膜受污染物吸附的影响较小)l 孔径(孔径大,通量大但易被堵塞)3)PVDF优势:l 由于氟原子电负性大,原子半径小,C-F键短,键能高达500KJ/mol,聚合物具有一定的结晶性,在性质上的突出表现是高热稳定性,熔点170,它的热分解
8、温度316以上,连续暴露在150以下两年内不分解。l 由于氟原子对称分布,整个分子呈非极性,表面能很低,仅为25mN/m。l 通常太阳能中对有机物起破坏作用的是可见 紫外光部分,即波长处于700200nm之间的光子,而C-F链能接近220nm光子所具有的能量,由于太阳光中能量大于220nm的光子所占比例极微,所以氟材料耐光照性好。l 由于碳链四周被一系列性质稳定的氟原子包围,使其具有很高的化学稳定性,在室温下不被酸、碱和强氧化剂或卤素所腐蚀。l PVDF可以溶于强极性溶剂中且有很好的可纺性,因此它可以用来纺制中空纤维膜。聚偏氟乙烯(PVDF)由于它耐热性,化学稳定性,耐辐射性和良好的物理机械性
9、能,聚偏氟乙烯膜形成了一类性能优异的分离膜。聚偏氟乙烯(PVDF)材料的分子结构2.5 膜丝微观结构和孔径1)微滤膜采用不对称结构,即由致密的皮层和多孔的支撑层构成,通常支撑层的孔径要比皮层高一个数量级以上。不对称结构有以下优点:a:致密的皮层提高了过滤精度;b:多孔的支撑层降低了过滤的阻力,并且使得穿过皮层的微小杂质被截留的几率降低到最小。2)超滤膜的孔径超滤膜的孔径有很多种测定和表征方法。其中泡点法是实施最为简便的一种。泡点理论基础是毛细现象。有如下的定量公式:P=4cos/D式中P就是泡点压力。把膜浸入到水中,逐渐增加到膜的一侧的气压,当观察到气泡连续从膜的另一侧逸出,此时的气压就是泡点
10、压力。是水/空气的表面张力;是水膜的接触角;D是毛细管的直径(孔径)。a:泡点测定方法测得的实际是膜上的最大孔径b:膜孔径,即毛细管直径D越小,泡点压力越大。 在超滤膜的一侧为水,另一侧通入压缩空气。通过观察气体侧压力下降的速率,或者观察液体侧是否出现连续气泡,来判断膜的完整性。2.6 超滤组件的运行方式 超滤的运行有全流过滤(死端过滤)和错流过滤两种模式。全流过滤时,进水全部透过表面成为产水;而错流过滤时,部分进水透过膜表面成为产水,另一部分则夹带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低,因而运行成本更低;而错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。具体的操作形式宜根据水中的悬浮物含量来确定
11、。2.7 超滤技术术语1)膜 (Membrane) 表面有一定物理或化学特性的薄的屏障物,它使相邻两个流体相之间构成了不连续区间并影响流体中各组分的透过速度。2)中空纤维膜(Hollow Fiber Membrane) 外型为纤维状、空心的具有自支撑作用的膜。3)非对称膜(Asymmetric Membrane) 膜孔结构随孔深度而变化的膜。4)原水(Raw Water)指未经过处理的地下水、地表水和海水,在膜法水处理中也包括城市自来水。5)产水(Permeate Water)正常工作时透过滤膜的那部分水。6)通量(Flux) 单位时间单位膜面积透过组分的量。7)产水量(Permeate)在规
12、定的运行条件下,膜元件、组件或装置单位时间内所生产的产品水的量。8)浓缩水 除盐或分离过程中的浓缩液。9)跨膜压差(Trans-membrane Pressure) 产水侧和原水进出口压力平均值差异,即膜两侧平均压力差。 TMP=(进水压力+浓水压力)/2 产水压力10)膜污染(Membrane Fouling)膜污染是指料液中的微粒、胶体粒子、溶质分子或细菌由于与膜之间存在物 理化学作用而在膜表面及膜孔中沉积或滋生使膜孔堵塞或变小,导致过膜阻力增大,膜的透过通量下降的现象。广义的膜污染不仅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染(不可逆污染),而且包括由于可逆的浓差极化导致凝胶层的形成(可逆污染
13、),二者共同造成运行过程中膜通量的衰减。影响膜污染的因素很多,比如溶质大小、菌类的滋生、膜结构、膜的物理特性、膜- 溶质- 溶剂之间的相互作用(包括静电作用力、范德华力、溶剂化作用、空间立体作用) 。11)反洗(Backwash) 与过滤过程的水流方向相反,从中空纤维膜丝的产水侧把等于或优于透过液质量的水输向进水侧。因为水被从反方向透过中空纤维膜丝,从而松懈并冲走了膜外表面在过滤过程中形成的污物。12)气、水反洗(Air and Water Scrubbing) 让无油压缩空气通过中空纤维膜丝的进水侧表面,高质量水从膜丝内部透过,通过压缩空气与水的混合振荡作用,冲走膜外表面在过滤过程中形成的污
14、物。13)化学增强反洗(Chemically Enhanced Backwash) 在中空纤维膜膜丝内侧加入具有一定浓度和特殊效果的化学药剂,通过浸泡、反洗等方式,将膜表面在过滤过程中形成的污物清洗下来。14)回收率( Water Recovery) 产水量与给水总量之百分比。三. 膜组件介绍3.1 膜组件规格、尺寸、结构及包装运输 膜分离技术近30年来在食品、酿造、医药、化工、环保等领域,因其操作方便,设备紧凑、过程安全、分离效果好等原因,迅速发展成为实用化的高新技术。在解决水资源缺乏的问题上,膜分离过程起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面,膜的特殊作用显得十分重要,尤其在水供应缺乏
15、的地区,更引起人们的极大关注。U(M)F系列中空纤维膜组件,是天津膜天膜科技有限公司在国内率先推出,采用进口聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,经多年研制生产的高抗污染膜。是目前在国内唯一形成产业化生产规模的中空纤维膜组件产品。它具有超低运行压力、更高的水通量、更宽的水质适用范围,可以在较恶劣的水质条件下工作,且产水量稳定、水质优良。更适用于大型反渗透制水系统的预处理。1)产品型号、规格说明M(U)OF4代表聚偏氟乙烯代表外压式M微滤代号;U超滤代号型号,4型 规格1601730mm( 2 )膜组件工艺尺寸 公差:2mm MOF4B/ UOF4型膜组件尺寸示意图3 )膜组件结构 膜组件工作模式说明工
16、作模式程序名称工作状态错流过滤产水 A进水,B产水 浓水 D 浓水死端过滤产水 A进水,B产水浓水 无在线清洗气、水双洗 A进气,B进水,D排水和气水反冲B进水,A、D排水 正冲A排水、D排水、排气化学清洗循环、浸泡 A进清洗液,D、B回流循环 4)膜组件的出厂检验膜组件在出厂前均进行出厂检验。逐一进行外观及缺陷检验;逐一进行整体无渗漏检验;每批组件按批量的20%随机抽测产水量;检验合格后方可出厂。膜组件检测装置5)包装每支膜组件产品都放有1%的亚硫酸氢钠标准保护掖,进行封存。6)运输膜组件在运输过程中,应避免碰撞、雨淋、烈日暴晒和机械损伤。在寒冷地区,请注意不要让膜组件冻结。防止造成无法恢复
17、的损伤。3.2 膜组件的特点1)适用原水范围广l 因采用耐化学性很强的聚偏氟乙烯(PVDF)为原材料,所以水质适用范围非常广泛,可用于净水、污水、海水等各种水质的净化处理。l 采用外压式全量过滤或错流过滤方式。2)成本低,占地面积小l MOF4B/UOF4膜组件的单位过滤面积为40m2,膜丝充填率高,使用少量的膜组件能进行大水量处理。l 能够进行高回收率运行。l MOF、UOF膜可在低压下进行高流速运行,使单位膜面积处理量变得更大。l 外压式全量过滤或错流过滤方式的运行操作简单易行,而且在低压下也能运行,因此可以节约电能,降低成本。3)抗污能力高l 采用耐化学药剂性能很强的聚偏氟乙烯(PVDF
18、)材料为膜材料使膜组件能够耐酸,碱,氧化剂等化学药剂的清洗l 膜丝具有很好的机械性能(强伸展特性)即使反复进行利用气流的物理清洗(空气表面冲洗)也具有很好的耐久性。4)可靠的除浊性能由于膜表面均匀分布非常细小的微孔,因此能够得到稳定良好的过滤水质。5)产水安全性高l 组件安全性很高,可作为大型反渗透系统的预处理设备。l 可用于饮用水的深度处理(已经在全国麦当劳餐饮店使用)。l 适用于自来水分质供水处理。3.3 膜组件的主要用途 l 自来水的净化处理,无菌净化供水系统l 地下水、地表水、井水的除浊,除菌处理l 代替砂滤、活性炭等传统过滤方式l 大型反渗透膜装置的前处理l 可用于除去离子交换树脂处
19、理法不能除去的微粒、悬浮物l 食品、医疗领域的加工用水的除浊,除菌,精制l 达到GB8978-1996二级排水的再利用,生活污水二次处理水的中水回用l 一般工程排水的深度处理l 油田回注水净化处理l 果汁饮料精制及葡萄酒澄明化l 中药提取液除浊精制l 居民小区或住宅单元供水净化装置过滤l 海水淡化工程的预处理3.4 膜组件的性能参数与实验数据3.4.1 性能参数UOF 4 / MOF 4B型膜组件性能参数表性能UOF4MOF4B纯水初始通量(25 0.1MPa)60007000L/h70008000L/h产水浊度0.2NTU悬浮物(SS)原水为GB8978-1996达标二级排污水1mg/L大肠
20、杆菌群未检出规格膜丝过滤形式外压式膜材质PVDF(聚偏氟乙烯)中空纤维内径0.6mm0.7mm中空纤维外径1.1mm1.2 mm纤维粘接材料环氧树脂外壳材料UPVC膜表面积40m2切割分子量 / 截留孔径0.03m0.2m使用条件标准设计设计通量(20, 0.1MPa)15003000L/h15003500L/h最大进水压力0.3 MPa最大进水流量6000L/h最大跨膜压差0.15MPa使用温度范围545酸碱度范围pH 210运行方式全量过滤或错流过滤最大反洗水流量3000L/h典型工艺条件控制方式恒流量气洗流量2.55.0m3/h支气洗进气压力0.03MPa反洗水压力0.030.05MPa
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