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1、超滤膜技术介绍及应用经验分享,主要内容,超滤膜技术基础超滤膜运行、维护超滤膜故障解决,膜分离与过滤技术,微滤(MF),超滤(UF),纳滤(NF),反渗透(RO),悬浮物，高分子量物质，隐孢子虫，贾第虫，细菌，.,大分子有机物，胶体，病毒，蛋白质，胶质物质，.,小分子有机物，多价离子(Ca, Mg,),盐分，离子，色度，小分子有机物,超滤膜技术,超滤是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质的机械筛分过程，能过滤颗粒、病原体、高分子物质，最终降低浊度；但是，超滤不能去除溶解性盐份、小分子有机物以及色度等。,超滤膜结构,超滤膜一般有板框式（板式）、中空纤维、管式、卷式等多种结构；中空纤维在工业
2、水处理和市政饮用水处理应用最广泛的一种。,管式,卷式,中空纤维,板式,超滤膜运行模式,回收率高 外压式推荐模式,回收率低，能耗高 内压式推荐模式,超滤膜进水流向,内压式超滤错流运行,外压式,内压式,与内压式膜组件相比，外压式能够承受更高浊度的进水，纳污能力高，因此更适合处理高悬浮物的进水；外压式膜组件更适合采用气擦洗清洗工艺，系统回收率高。,超滤膜材质,聚砜(PS)： 聚醚砜(PES)： 聚偏二氟乙烯(PVDF)： 复合膜：复合膜多层膜结构，但所有的都有精确的组分；常见支撑层（基膜）、分离层（涂膜）。,超滤膜材质 化学特性,聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的抗氧化性能：能在持续的化学清洗药剂环境
3、下保持强度不变。,在5000 ppm NaOCl溶液中浸泡250小时,超滤膜材质 物理特性,聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的物理性能：高的强度和柔韧性，保证长期使用更低的膜丝断丝率和更长的使用寿命。,超滤膜材质 物理特性,疲劳测试客观的评价膜丝的机械性能；耐受周期越长，机械性能越佳。,疲劳测试,超滤膜的优势 - 相对传统过滤技术,更节省占地更优异和稳定的产水水质.模块化设计，更容易扩容自动化程度更高,超滤膜的优势 - 相对传统过滤技术,超滤作为反渗透(RO)预处理的优势,更低的RO膜污染降低化学清洗频率 RO膜更长使用寿命提供RO膜运行通量 更少的膜元件和压力容器,断面电镜,陶氏超滤膜呈海绵结
4、构切面，质地均一！表面即使产生一定的破损也不会造成产水水质的剧烈衰减！,15,15,UF: 衰减22%MF: 衰减47%,MF和UF膜在处理河水时通量变化比较,DOW UF膜过滤孔径0.03m,Dow,A,G,M,H,C,S,表面电镜,超滤应用领域,工业水处理海水淡化反渗透预处理市政水处理化学工艺过程医药/食品和饮料家庭饮用水处理废水和回用处理,超滤应用领域,工业水处理（RO预处理）,滤液出口,中空纤维膜丝（开口）,浓水管,浓水出口,产水端,气擦洗进口,进水口,给水进口,给水端,中空纤维膜丝（封口）,DOW UF膜组件制造端盖设计,19,超滤膜运行步序,Filtration 过滤(20-60
5、分钟),Air Scrub *气擦洗 (20-30s)Backwash 反洗(40-60s)FF 正冲洗(20-60s),(物理清洗) *某些膜组件不推荐气擦洗步骤,CEB (On-Line); 每1-7 天CIP (Off-Line); 每1-3 月,(化学清洗) CEB：化学加强反洗 CIP：就地化学清洗,超滤气擦洗工艺的优势,地表水超滤处理清洗工艺对比,运行时间 (T),跨膜压差 (TMP, Bar),气擦洗工艺,水反洗工艺,气擦洗工艺不使用化学药品，经济环保；气擦洗可有效将附着在膜丝外表面的污染物去除，大大增强反洗效果。,化学加强反洗 (CEB),酸洗：目的：清除膜上附着的胶体和无机盐
6、浓度：500 mg/L 的 HCl 或 H2SO4 (pH 值 2)频率：通常72 小时碱洗：目的：清除膜上的有机物和生物污染浓度：PVDF材质：500 mg/L NaOCl + 400 mg/L NaOH (pH 值 12)频率：通常24 小时,CEB: Chemical Enhanced Backwash,就地化学清洗 (CIP),酸洗：目的：清除膜上附着的胶体和无机盐浓度：2000 mg/L HCl 或 20000 mg/L 柠檬酸或草酸 (pH 值 2)碱洗：目的：清除膜上的有机物和生物污染浓度：PVDF材质：2000 mg/L NaOCl + 1000 mg/L NaOH (pH 值
7、 12)洗温度：酸洗：15-40C碱洗：15-35C典型的清洗频率：每1-3个月典型的清洗时间：120-240分钟,CIP: Cleaning In Place,化学加强反洗(CEB) vs. 就地化学清洗(CIP),运行周期内TMP更低：能耗低滤饼层疏松，更容易反洗和化学药剂清洗全自动化运行：减少人员参与持续时间短，后续处理设备比如RO不需要停机持续时间（15-30分钟）,就地化学清洗 (CIP)化学品选用,超滤成功运行的关键,合格的进水水质合适的运行参数及时的化学清洗,Experienced Operators Say:“With MF/UF Finished Water Quality
8、is Easy. Maintaining Capacity is the Challenge.”有经验的运行人员说：“超滤/微滤很容易实现好的产水水质，但是维持产水量是个挑战。”,超滤成功运行的关键,合格的进水条件 （陶氏超滤推荐操作条件）,超滤成功运行的关键,运行数据记录进水压力bar产水压力bar产水流量m3/h进水温度进水, 产水浊度 NTU反洗流量, 压力进水COD, Fe/Mn,及时的化学清洗,超滤停机维护,停机保存，目的是防止膜组件发生微生物污染，以及保证膜丝湿润。,超滤常见故障及特征,故障发生时的特征 运行跨膜压差TMP过高或者过快升高 产水流量低 产水水质差（产水SDI、浊度高
9、）常见故障原因 膜组件污染 膜丝断裂,引起超滤膜污染的主要原因,进水水质波动，比如悬浮物、有机物等不合理的预处理系统，比如过量化学药剂投加、自清洗过滤器选择化学药剂投加设备故障不恰当的运行控制，比如不恰当的清洗工艺选择和操作、过高运行通量、不及时化学清洗季节性藻类繁殖爆发,超滤膜主要污染类型,悬浮物污染原因：预处理故障反洗水源水质不合格现象和症状：TMP上升很快，产水量降低解决方案：改善或者优化运行预处理系统提高反洗水源水质采用清洗恢复,悬浮物污染,超滤膜主要污染类型,金属氧化物污染（铁、锰）原因：水源中含有铁或者锰预处理投加的铁或者铝系混凝剂管道或者阀门等部件产生的腐蚀产物现象和症状：TMP
10、上升很快，产水量降低膜组件进水端表面呈红色或红褐色解决方案：采用柠檬酸或者草酸清洗恢复,铁污染,锰污染,超滤膜主要污染类型,微生物污染原因：进水中富含微生物，例如TOC和COD偏高现象和症状：TMP上升很快，产水量降低解决方案：采用NaOH+NaOCl清洗恢复,超滤膜主要污染类型,油脂污染,有机物污染原因：进水中含有有机物，例如TOC或者油脂偏高预处理投加PAM助凝剂过量现象和症状：TMP上升，产水量降低解决方案：有机物污染采用NaOH+NaOCl清洗恢复油脂污染很难清洗，要求进水无或者油脂0.2mg/LPAM污染很难清洗，可尝试采用柠檬酸或者NaOCl清洗,主要注意事项,1、超滤膜的贮存环境
11、温度应控制在540范围之间，贮存温度下限最低为1，低于1会对膜丝造成不可逆的损伤； 2、超滤化学清洗药液温度要40，尽量控制在35为宜； 3、无论装膜前还是装膜后，超滤膜都不能长时间脱水(48小时)，否则膜丝会脱水变干，造成不可逆的损伤； 4、新安装的超滤膜应维持较低的进水压力(0.15MPa） 连续冲洗至排放水无泡沫时，超滤设备冲洗完毕； 5、超滤运行期间保持超滤进水水质满足合格的进水水质条件，并保证超滤不超压运行(建议长期运行的进水压力0.3MPa)； 6、确保超滤反洗进气压力控制在0.1MPa左右，可在DCS程序内设置超压保护(当进气压力超过设定值时，不能打开超滤进气阀)； 7、当超滤设备的跨膜压差比最初运行时的跨膜压差上升了0.1MPa或运行跨膜压差上升到最大值0.21MPa时，超滤需要进行化学清洗；,
