超滤系统(个人的总结)

目录

超滤系统简介 (2)

常规垂直过滤与切向流过滤比较 (2)

超滤系统流程图: (3)

主要配置： (4)

超滤膜装置 (5)

膜材料 (7)

超滤膜包维护 (9)

超滤膜包的维护主要包括以下几个方面 (9)

清洗方法： (9)

注意： (9)

冲洗步骤 (9)

清洗剂选择 (10)

清洗条件 (10)

消毒 (10)

除热原 (10)

水通量（NWP）测量 (11)

完整性测试 (13)

保存 (13)

附录 (15)

超滤系统简介

超滤：是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的。

超滤装置如同反渗透装置，有板式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷式、中空纤维式等形式。浓差极化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象减轻到最低程度，是超滤技术的重要课题之一。

采取的措施有：

①提高膜面水流速度，以减小边界层厚度，并使被截留的溶质及时由水带走；

②采取物理或化学的洗涤措施。

常规垂直过滤与切向流过滤比较

通过比较发现为使在生产中保持连续、稳定的过滤，从而选择切向流过滤。

超滤系统一般包括：回流罐、补液罐、泵、质量流量计、压力传感器、温度传感器、隔膜阀（气动、手动）、压力控制阀、电控箱、管道、夹具等等。

超滤系统流程图: 回流罐超滤装置补液罐

滤过液阀泵质量流量计压力传感器压力传感器质量流量计温度传感器压力控制阀压力传感器阀TMP/P/ P

主要配置：

泵

形式：卫生级转子泵

材质：316L SS（转子及与液体直接接触的管道部分）流速：200L/min (根据工艺确定)

位置：进料段

阀

形式：卫生级隔膜阀（可调节开度）

材质：316L SS

膜片：PTFE/EPDM[1]

位置：进料段、回流段、透过段、取样口等。

压力传感器

形式：卫生级隔膜式[2]

材质：316L SS[3]

位置：进料段、回流段、透过段

质量流量计

形式：卫生级玻璃转子流量计

材质：316L SS 接口及转子

位置：进料段、透过段

温度传感器

形式：卫生级

材质：316L SS

位置：

管道

材质：316L SS

超滤膜装置

形式：板式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷式、中空纤维式

1、板式膜组件

板框式组件是首先应用的大规模超滤和反渗透系统，这种设计起源于常规的过滤概念。膜、多孔膜支撑材料以及形成料液流道的空间和两个端重叠压紧在一起，料液是有料液边空间引入膜面，所有板框式组件应在单位体积中提供大的膜面积，通常这种组件与管式组件相比控制浓度极化比较困难。特别是溶液中含大量悬浮固体时，可能会使料液流道堵塞。在板框式组件中通常要拆开或机械清洗膜，而且比管式组件需要更多的次数。但是，板框式组件的投资费用和运行费用都比管式组件低。

板式超滤膜是最原始的一种膜结构，由于占地面积大，能耗高，逐步被市场所淘汰，主要用大颗粒物质的分离。

2、管式膜组件

管式膜组件首先用于反渗透系统。这种组件明显的优点是可以控制浓差极化和结垢。而在反渗透系统中，管式膜已在很大程度上被中空纤维式和螺旋式组件所代替，这是因为他的投资和运行费用都高。但是在超滤系统，管式组件一直在使用着，这主要是由于管式系统对料液中的悬浮物具有一定承受能力，她很容易用海绵球清洗而无需拆开设备。管式膜组件的主要优点是能有效地控制浓差极化，大范围地调节料液的流速，膜生成污垢后容易清洗。其缺点是投资和运行费用都高，单位体积内膜的比表面积较低。

管式膜已存在较长一段时间。它的设计简洁而易于理解。管式膜较大的优点，它们能较大范围地耐悬浮固体和许多令人讨厌的纤维、蛋白等物质。对料液的前处理要求低，对料液可以进行高倍浓缩。设备的投资费用高，占地面积大，主要用于超微滤系统中。

3、中空纤维膜组件

中空纤维式超滤组件与中空纤维式反渗透组件相似，只是孔径大小不同而已。应用中要根据料液的情况加以选择，各种超滤膜组件都有其成功的应用领域。

中空纤维膜纤维的内径很小，中国的中空纤维膜是起步最早，运用成熟的膜结构，广泛用于水处理。由于长期国内无序的技术资料由大连莱特莱德水处理公司提供竞争，中空的技术的更新受到了抑制,产品过于单一。膜的水通量太低，切割分子量不准确，过滤的精度主要集中在5万分子量以上。KOCH公司拥有全球唯一的切割分子量最小、最精确的1000分子量膜。

4、卷式膜组件

卷式构型占膜市场的主导。卷式膜的设计原本专用于水脱盐处理，但其紧凑的设计、低廉的价格已吸引了其他行业。经过了许多试验和失败后，重新设计的元件已经可以用于许多工业行业，如医药生化行业、精细化工行业、纸浆和造纸行业、高纯水以及一些高温和极端pH的场合。但是，大多数膜公司只为极端项目提供一种卷式膜。

膜材料

超滤膜的主要材料有聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯（PP）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）、纤维素超滤膜

超滤膜的亲水性能决定了膜的水通量大小和抗污染能力,机械强度决定膜产品的使用寿命,膜的亲水性能和强度等力学性能是膜使用性能的重要因素。用于过滤的原液为蛋白质溶液，因此使用后要使用碱液进行清洗、消毒和保存。聚砜类如聚砜（PS）和聚醚砜（PES）微滤膜。该类膜具有良好的化学性和热稳定性，耐辐射，机械强度较高，应用面也较广。PES非亲水性通过改良之后具有优越的性能。含氟材料类如聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯膜（PTFE）。这类微滤膜，都有极好的化学稳定性，适合在高温下使用。特别是PTFE膜，其使用温度为－40～260℃可耐强酸、强碱和各种有机溶剂。由于具有疏水性，可用于过滤蒸气及各种腐蚀性液体。此两种膜经过改良之后都有优异的性能，但PVDF的造价较PES高，因此可选择经改良之后的聚醚砜（PES）超滤膜。