实验室超滤膜过滤流程设计

实验室超滤膜过滤流程设计说明

1、设备流程用途：

本流程主要应用于油田水处理实验室研究，同时在一定程度上也能满足现场试验要求。

2、工艺流程图及安装图

见附件工艺流程图、安装图

3、设备设计主要要求：

3.1 设备功能组成部分：过滤、反冲、反洗及自动化

3.2设备采用模块化、考虑到便于实验室进出搬运、及运输。单个流程设备尺寸原设计不大于1600*800*1500（长、宽、高，单位：mm）流程设备主要包含2个模块，即主过滤模块(包含自动化全部系统、反冲泵、罐等)和膜组件模块（包含膜组件、压缩机及空气储罐）2部分。过滤膜组件分为2种方式：一是有机膜过滤（PVDF聚偏氟乙烯）；二是无机陶瓷膜过滤。膜组件尺寸应选用标准件。各组件之间管线接口采用插接式方便组装。3.3 设计参数：

A：室验室设计产水量：单组膜5 m3/d，即210 L/h ，2个预留备用，流程采用循环试验方式，即产水，浓水均回来液缓冲罐。

B：现场设计产水量：可由增加膜组实现产水量的增加。目前我们设计已预留2个接口，可以增加膜组，现场产水、浓水可回罐，也可外排。

C：过滤组件：陶瓷膜组件（1根：19孔*1016），有机膜组件选择天津膜天膜筒式超滤膜组件（其他进口膜无小型试验膜）

3.4 数据采集

为使试验数据精确可靠，所有仪表均采用高精度电子仪表，同时实现

各种参数（流量、压力、耗电、浊度等）数据的自动采集、存储及处理，可按设定时间生成报表。具体采集数据报表结构内容在流程及参数确定之后提供。

3.5 自动化控制：

A：实现流程自动反冲（洗），反冲频率可调。

无机膜：

通过自动控制系统对膜进行反冲、反洗，正冲、正洗，以便于总结和试验有效控制膜污染的科学合理的方法。

1）反冲：压缩机空气推动空气进行反冲，压力<0.2MPa，反冲频率为工作过程中每间隔5分钟作用一次（1-3秒）可人工设置、可调整时间周期，通过气压实现脉冲震荡，使膜腔得以气冲的效果，使污物固化减缓。

2）反洗：气液混合反洗，气由膜来水进口进入，与化学清洗泵同时动作，反洗水外排或回罐。压力<0.3Mpa，反洗时间：20~60S，反洗周期：20~40min，可根据需求人工从界面设置。（此过程可由1）实现代替，其周期可延长至同化学清洗同时进行？）

有机膜：

1）反冲：压缩机空气推动空气进行反冲，压力<0.2MPa，反冲频率为工作过程中每间隔5分钟作用一次（1-3秒）可人工设置、可调整时间周期，通过气压实现脉冲震荡，使膜腔得以气冲的效果，使污物固化减缓。

4、目前流程清洗和化学清洗同步相结合，皆暂时设计采用汽液反洗、碱反洗、浸泡、冲洗（中性）、酸反洗、浸泡、冲洗（中性），正洗、碱正洗、浸泡、冲洗（中性）、酸正洗、浸泡、冲洗（中性）方式（结合试验分析后再最终确定具体方式）。具体如下：

1、触发方式：流量衰减10%或压力衰减20%。

2、分反向和正向两个过程

冲洗：汽液冲洗

碱洗：启动化学泵进液——停泵浸泡——启动化学清洗泵（循环清洗并排液）

中性：碱性排液后——打开中性液循环排液

酸洗：中性液循环排液后——打开酸性液进液——停泵浸泡——启动化学清洗泵、反压泵（循环清洗并排液）——冲洗中性后——正常运行

4．1自动化逻辑关系：

4．1．1正向清洗开始：（清洗液由入水口进）

[冲洗]正常运行状态下关闭提升泵——气动阀1、2、3关闭——气动阀7、8开启、电动阀8、9开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵

[酸洗开始]关闭电动阀8、9——开启电动阀5、6——清洗泵运行（2-10分钟,可由面板设置）——停泵

[浸泡]关闭所有阀门、泵，浸泡（10-20min, ,可由面板设置）

[冲洗中性]气动阀7、8开启、电动阀8、9开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵[酸洗结束]

[碱洗开始]气动阀7、8打开、电动阀2、3打开——清洗泵运行（2-10分钟,可由面板设置）——停泵

[浸泡]关闭所有阀门、泵，浸泡（10-20min, ,可由面板设置）

[冲洗中性]气动阀7、8开启、电动阀8、9开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵[酸洗结束]

4．1．2反向清洗开始：（清洗液由出水口进）

[冲洗]正常运行状态下关闭提升泵——气动阀1、2、3关闭——气动阀9、5开启、电动阀7、8开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵

[酸洗开始]关闭电动阀7、8——开启电动阀4、5——清洗泵运行（2-10分钟,可由面板设置）——停泵

[浸泡]关闭所有阀门、泵，浸泡（10-20min, ,可由面板设置）

[冲洗中性]气动阀9、5开启、电动阀7、8开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵[酸洗结束]

[碱洗开始]气动阀9、5打开、电动阀1、2打开——清洗泵运行（2-10分钟,可由面板设置）——停泵

[浸泡]关闭所有阀门、泵，浸泡（10-20min, ,可由面板设置）

[气吹]气动阀9、6开启、电动阀1开启——启动空压机（1-5分钟）——关闭

[冲洗中性]气动阀9、5开启、电动阀7、8开启——清洗泵运行（20秒-2分钟,可由面板设置）——停泵[酸洗结束]——转入工作状态。

4．1．3对流程运行状态进行监控。

在计算机上显示各闸门及其它设备的运行状态。

5、电机采用变频控制，

所有电机采用变频控制，提升泵实现恒压下流量可调，以便调节膜面流速，有机膜面流速0～1.5m/s可调，无机陶瓷膜0～3m/s可调。目前在我们的设计中采用了分流方式来控制膜面流速。由于流程需同时具备无机膜及有机膜过滤试验，因此需实现两个不同的工作压力系统。无机膜在0.4-0.45Mpa左右，有机膜在0.2-0.25左右，为此，我们在有机膜的进出水端各设计减压阀，以保护有机膜。