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1、超滤膜培训教材,1. 简介,外压式,净水透过方式从膜外向膜内适合于进水量进水悬浮物含量较高，或者不稳定的情况，根据压力作用方式外压式膜分为：压力式和浸没式 外部流道配水不均匀，反洗有死角，造成膜束间的粘连，因此额外需要气洗,内压式,净水透过方向从膜内向膜外料液分配均匀，流动状态好根据膜丝内径的大小，进水悬浮物浓度有一定要求，一般悬浮物浓度要求控制在50mg/L以下 有立式和卧式两种形式污染物被限制在膜丝内部，反洗没有死角,内压式,2. XIGA 死端UF,工艺流程 简单 复杂能量消耗 低 高投资 低 高运行 不连续 连续污染危险 高 低对给水波动的敏感性 高 低,特点:,超滤原理,超滤的作用及
2、机理超滤又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛滤为主。,6,超滤膜与超滤装置,常用的超滤膜材料有：醋酸纤维素膜，聚砜膜，聚酰胺膜超滤装置：主要有板框式、管式、卷式和中空纤维式等,7,板框式超滤装置,优点：装置牢固，适合在广泛的压力范围内工作；流道间隙大小可调，原水流道不易被杂物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通过增减膜及支撑板的数量可处理不同水量。缺点：装置较笨重；单位体积内的有效膜面积较小；膜的强度要求较高，一般做在无纺布上，以增强膜的机械性能。,8,管式超滤装置,优点：原液流道截留面积较
3、大，不易堵塞；膜面的清洗比较容易，可化学清洗或擦洗。 缺点：单位体积内膜的充填密度较低，占地面积大；膜管的弯头及连接件多，设备安装费时。,9,卷式超滤装置,优点：单位体积内的有效膜面积较大，水在膜表面流动状态比较好，结构紧凑，占地面积较小。缺点：进水预处理要求严格，对所用的膜强度要求较高，使用过程中，一旦发现膜破损须更换新的膜元件。,10,中空纤维式超滤装置,优点：单位体积内有效膜面积最大，工作效率最高，占地面积小。中空纤维无须支撑物。缺点：膜的清洗较困难，只能用水力冲洗或化学清洗，不能用机械清洗，另外，中空纤维膜损坏后要更换整个组件。,11,超滤的特性,超滤的定义域为截留分子量5005000
4、00左右，相应膜孔径大小的近似值为0.0020.1。截留分子量与膜孔径两者尚无对应关系简单的理解，超滤膜如同筛子，在一定压力（0.10.6MPa）下允许溶剂和小于膜孔径的溶质透过，而阻止大于孔径的溶质通过以完成溶液的净化、分离和浓缩。,对病毒的对数去除率Log 4,完全去除悬浮物,去除微生物:,对细菌的对数去除率Log 6,通过与悬浮物黏附，部分去除有机物 (TOC, COD, BOD),UF主要性能,死端 Dead-end,优质的RO进水 (低 SDI15),在饮用水领域获得使用认证,Cryptosporidium(2-3 m),超滤原理,超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性
5、膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x100001x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等 。超滤原理并不复杂。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受
6、到一定程度的限制。,死端UF进水,膜组件,压力容器,进水,进水,产水,8” Aquaflex 膜组件: 1) DIN 0.8 mm / L 1.5 m 40 m22) DIN 1.5 mm / L 1.5 m 20 m2,死端 Dead-end结构,进水端面，共12个扇区,波浪板，共12块,给水旁路封闭,组件端面外壳接头,中心产水管,死端 Dead-end,8” Aquaflex 膜组件内部结构,波浪板经过优化的流体动力学结构,波浪板间的锁紧卡扣，将膜丝摆动范围限制在一个小扇区内,PES 中空纤维表面过滤孔径 25 nm,死端 Dead-end,单支膜组件的装配,8”Aquaflex 膜组件8
7、”下端盖下端盖实心中心管2.5”小接头（3只）8”卡套（2只）2.5”小卡套（3只）8”带中心管上端盖,标准安装框架 AquaFlex (SS316),. 死端 Dead-end,工艺流程,过滤 Filtration水力反洗 Back Wash化学增强反洗 Chemical Enhanced Backwash（CEB） *在CEB强化法无法恢复膜过滤性能时使用化学清洗Clean In Place（CIP）,Filtration:（过滤）,3. XIGA 工艺流程,Filtration（过滤）,3. XIGA 工艺流程,3. XIGA 工艺流程,Filtration（过滤）,Filtration
8、:膜丝内部 膜丝外侧,3. XIGA 工艺流程,3. XIGA 工艺流程,颗粒附着在膜面,垢层不断堆积,需要反洗,Back Wash（反洗）,3. XIGA 工艺流程,Backwash（反洗）,3. XIGA 工艺流程,Backwash: 膜丝外侧 膜丝内部,3. XIGA 工艺流程,3. XIGA 工艺流程,Filtration and Backwash:（过滤与反洗）,3. XIGA 工艺流程,吸附,化学加强反洗,部分污垢堵塞膜孔,CEB: Initial backwash 前反洗,3. XIGA 工艺流程,CEB: Chemical dosing 加药,3. XIGA 工艺流程,CEB1
9、 加药,CEB: Chemical dosing 加药,3. XIGA 工艺流程,CEB2 加药,CEB: Chemical soaking 浸泡,3. XIGA 工艺流程,CEB: Rinsing 后反洗,3. XIGA 工艺流程,工艺时间设计程序,3. XIGA 工艺流程,主要参数,跨膜压差TMP: Trans Membrane Pressure,Pfeed Pperm (bar),P,f,P,p,进水,产水,TMP (bar),(Ltr/m2h bar) 或 (lmh/bar) ,渗透率Permeability: FluxTMP 经过温度修正因子修正之后的值,Typical: 200 4
10、00 lmh/bar,温度修正因子Temperature Correction Factor = (-)- 影响水流速度 & “影响膜自身” 两方面对TMP均有影响- 参考温度一般为 20C = 1,4. XIGA 主要参数,4. XIGA 主要参数,Permeability和TMP关系随时间的变化曲线:,%,回收率: 平均产水量 平均仅水量,Typical: 85-95%（一级超滤系统）,4. XIGA 主要参数,Typical: 95-99.5%（二级超滤系统）,4. XIGA 主要参数,主要运行参数:运行压力 ： 0.10.2MPa运行压差 ： 0.010.1MPa反洗压力 ： 0.3M
11、Pa水通量 ： 60125lmh反洗水量：250lmhCEB加药种类及浓度： HCl：pH=2 （ 500ppm) NaOH: pH=12 （ 500ppm) NaClO（活性氯）：200ppm,设备维护,日常运行维护要点：检查最重要的基本运行条件实际过滤通量是否在设计范围内过滤时间/水量是否超过设计范围反洗水通量是否达到要求的250lmhCEB频率是否超过设计频率，浸泡浓度是否达到设计值进水水质是否在设计要求范围内混凝预处理是否有效（pH、加药类型、混合反应时间）前置杀菌是否有效（如果有）水力条件（产水背压0.5bar、无负压),5. XIGA设备维护,1短期关机（1天）使用超滤产水（或水质更好的水）进行一次完全的反洗。下次开机前：超滤系统反洗，通量250lmh，时间60sec。2中期关机（17天）每天使用超滤产水（或更好水质的水）进行60sec的反洗；下次开机前：超滤系统进行1次CEB。3长期关机（7 30天）进行CEB(HCl)+CEB(NaOCl+NaOH)；进行反洗，反洗水中加入焦亚硫酸钠，浓度0.5，替换膜内的水；焦亚硫酸钠溶液每隔30 天更换一次。下次开机前：超滤系统进行1次CEB。,
