超滤膜培训教材

4. XIGA ™ 主要参数
Permeability和TMP关系随时间的变化曲线:
Permeabilty decrease through TMP increase
500 450 Permeability [l/h.m^2.bar] TMP [bar] 400 350 1 300 0,5 0 0 50 100 Time [minutes] Permeability TMP 150 0 200 1,5 2
• • TMP (bar) 温度修正因子Temperature Correction Factor = η (-)
- 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 20°C η = 1
(Ltr/m2h bar) η Typical:
或 (lmh/bar) η
200 – 400 lmh/bar
合效应，以筛滤为主。
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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
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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。
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管式超滤装置
优点：原液流道截留面积较大，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。
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卷式超滤装置
Øห้องสมุดไป่ตู้Ø
2. XIGA™ 死端UF
死端
进水
错流
进水
特点:
Ø Ø Ø Ø Ø Ø 工艺流程 能量消耗 投资 运行 污染危险 对给水波动的敏感性
产水
产水
简单 低 低 不连续 高 高 连续
复杂 高 高
低 低
超滤原理
超滤的作用及机理
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
%
Typical: 85-95%（一级超滤系统） 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
运行压差 反洗压力
： 0.1～0.2MPa
： 0.01～0.1MPa ： <0.3MPa


水通量
反洗水量
： 60～125lmh
：250lmh
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3x10000—1x10000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300— 500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到一定程 度的限制。
concentrate
Filtration and Backwash:（过滤与反洗）
3. XIGA™ 工艺流程
3. XIGA™ 工艺流程
部分污垢堵塞膜孔
吸附
化学加强反洗
3. XIGA™ 工艺流程
CEB: Initial backwash 前反洗
3. XIGA™ 工艺流程
CEB: Chemical dosing 加药
成溶液的净化、分离和浓缩。
死端 Dead-end
UF主要性能
完全去除悬浮物 通过与悬浮物黏附，部分去除有机物 (TOC, COD, BOD)
去除微生物: 对细菌的对数去除率>Log 6 对病毒的对数去除率>Log 4 优质的RO进水 (低 SDI15) 在饮用水领域获得使用认证
Cryptosporidium (2-3 µm)
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。
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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
死端 Dead-end
5.
6. 7.
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
Ø 过滤 Filtration
Ø
Ø
水力反洗 Back Wash
化学增强反洗 Chemical Enhanced Backwash（CEB）
CEB1 加药
3. XIGA™ 工艺流程
CEB: Chemical dosing 加药
CEB2 加药
3. XIGA™ 工艺流程
CEB: Chemical soaking 浸泡
3. XIGA™ 工艺流程
CEB: Rinsing 后反洗
工艺时间设计程序
反洗计数器 +1
过滤
检查 反洗计数器 是否到达
Ø
Ø
Ø 8” Aquaflex 膜组件内部结构
波浪板 经过优化的流体动力学结构
死端 Dead-end
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
单支膜组件的装配
1. 2. 3. 4. 8”Aquaflex 膜组件 8”下端盖 下端盖实心中心管 2.5”小接头（3只）
ü
水力条件（产水背压<0.5bar、无负压)
5. XIGA™设备维护
Ø 1．短期关机（≤1天） ü 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： ü 超滤系统反洗，通量250lmh，时间60sec。 2．中期关机（1～7天） ü 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： ü 超滤系统进行1次CEB。 3．长期关机（7 ～30天） ü 进行CEB(HCl)+CEB(NaOCl+NaOH)； ü 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； ü 焦亚硫酸钠溶液每隔30 天更换一次。 下次开机前： ü 超滤系统进行1次CEB。
反洗
重置反洗计 数器
检查 CEB1计数器是 否到达
CEB1计数器+1 CEB1
CEB2
重置CEB1计 数器
3. XIGA™ 工艺流程
主要参数
通量Flux: 流量(L/h)÷膜面积(m2)
Ltr/m2.h or lmh Typical (Filtration): Typical (Backwash): 60 – 125 lmh 250 lmh
水
水
外压式
Ø 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
Ø
Ø
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
Ø Ø Ø
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
超滤装置
公 司： 主讲人：解义华 时 间：2016/9/8
Ø 1
1. 简介
微滤 超滤
100 - 10 nm 胶体 病毒
纳滤
10 - 1 nm 颜色 硬度 杀虫剂
反渗透
< 1 nm
10 um – 100 nm 贾毛虫 隐孢子
微生物
盐分
胶体 病毒 颜色 硬度 杀虫剂 盐分
颜色 硬度 杀虫剂 盐分 水
盐分 水
*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）
3. XIGA™ 工艺流程
Filtration:（过滤）
3. XIGA™ 工艺流程
Filtration（过滤）
3. XIGA™ 工艺流程
Filtration（过滤）
3. XIGA™ 工艺流程 Filtration:膜丝内部 膜丝外侧
4. XIGA™ 主要参数
Filtration时间: BW 时间: CEB 间隔: 回收率: 1个过滤周期的持续时间
Typical: 15-60 min
min
sec
反洗持续时间
Typical: 40-60 sec
Typical: 12-168 hrs
2 个CEB之间的时间 平均产水量 平均仅水量
hrs
membrane
permeate
feed
3. XIGA™ 工艺流程
颗粒附着在膜面
垢层不断堆积
需要反洗
3. XIGA™ 工艺流程
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
membrane backwash
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。
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超滤的特性
超滤的定义域为截留分子量500～500000左右，相应膜孔径大小的 近似值为0.002μ～0.1μ。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（0.1～0.6MPa）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
死端UF进水
进水
膜组件
产水
压力容器
进水
死端 Dead-end结构
8” Aquaflex 膜组件:
1) DIN 0.8 mm / L 1.5 m 40 m2 2) DIN 1.5 mm / L 1.5 m 20 m2
组件端面外壳接头 波浪板，共12块
进水端面，共12个扇区
给水旁路封闭
中心产水管
CEB加药种类及浓度：
HCl
NaOH
：pH=2 （ 500ppm)
: 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
ü
ü ü ü ü ü ü
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250lmh CEB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）
跨膜压差TMP: Trans Membrane Pressure
Pfeed – Pperm (bar)
Typical (Filtration): Typical (Backwash): 0.1 – 0.8 bar 0.5 – 2.0 bar Pp
进水
Pf
产水
4. XIGA ™ 主要参数
渗透率Permeability: Flux÷TMP 经过温度修正因子修正之后的值