1、1超滤技术2 1 超滤技术简介超滤技术简介 2 超滤组件性能超滤组件性能 3 超滤工作过程超滤工作过程 4 超滤系统组成超滤系统组成 5 超滤系统检测超滤系统检测 6 超滤系统化学清洗超滤系统化学清洗 7 常见问题常见问题31.1 简介简介 超滤（超滤（UF）是一种能将溶液进行净化和分离的）是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技膜分离技术术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液（如水分子）、无
2、机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。从而达到净化和分离的目的。41.1 简介简介 超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截微米，截留分子量（留分子量（Molecular weigh cut-off,MWCO）为）为1,000-1,000,000 Dalton。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-
3、0.01微米，微米，截留分子量为截留分子量为1,000-300,000 Dalton。若过滤孔径大于。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。就应该定义为微滤膜或精滤膜。51.1 简介简介 一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000 Dalton，而截留分子量为，而截留分子量为6,000-30,000 Dalton 的的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域。超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域。目前超滤膜被大
4、量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预目前超滤膜被大量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。作用。超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊，药品的除热源以及超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊，药品的除热源以及食品及药物浓缩过程中均起到关键作用。食品及药物浓缩过程中均起到关键作用。61.2 组件形式组件形式 将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜组件。组件。超滤膜组件分为内压式、外压式和浸没式三种。超滤膜组件分为内压式、外压式和浸没式三种。71.2
5、组件形式组件形式 浸没式超滤膜过滤的推动力是膜管内部的真空与大气压浸没式超滤膜过滤的推动力是膜管内部的真空与大气压之间的压力差。对于过滤精度要求较高的超滤膜，这一之间的压力差。对于过滤精度要求较高的超滤膜，这一压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求，因此浸没压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求，因此浸没式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤膜。膜。外压式超滤在正冲与反冲时，膜表面液体的流速极不均外压式超滤在正冲与反冲时，膜表面液体的流速极不均匀，影响膜表面的冲洗效果，因此常用于水处理的超滤匀，影响膜表面的冲洗效果，因此常用于水处理的超
6、滤膜还是内压式组件结构较具有优势膜还是内压式组件结构较具有优势 81.2 组件形式组件形式92 SV组件性能组件性能10型号SV1060-CSV1060-DSV1060-XSV-1080-CSV-1080-DSV-1080-X外形尺寸(mm)277171527717152771715277221527722152772215毛细管数量72003680118007200378011800膜面积(m2)4026.7505335.767初始产水量(m3/h)106.51212916膜丝内径/外径(mm)1.2/1.81.5/2.20.9/1.41.2/1.81.5/2.20.9/1.4设计产水量3-
7、5m3/h2-3m3/h3-5m3/h4-6.5 m3/h3-4.5m3/h4-6.5m3/h外壳材质PVC/ABS封胶材料环氧树脂进水口尺寸VICTAULIC 2净水出口尺寸VICTAULIC 2浓水出口尺寸VICTAULIC 2膜组件结构形式内压式膜材质mPS截留分子量Dalton45,0002.1 组件参数组件参数112.1 组件性能组件性能产水污染指数产水污染指数(SDI15)2产水浊度产水浊度0.1NTU除直径除直径0.2um以上颗粒以上颗粒99.9999%去除总大肠菌群去除总大肠菌群每每100mL产水水样中未检出产水水样中未检出去除粪大肠菌群去除粪大肠菌群每每100mL产水水样中未
8、检出产水水样中未检出去除细菌去除细菌每毫升产水水样中未检出每毫升产水水样中未检出进水浊度进水浊度20NTU时的测量值；时的测量值；进水浊度进水浊度50NTU时的测量值。时的测量值。12uSavier超滤膜采用永久改性聚砜超滤膜采用永久改性聚砜（mPS）材料制成。）材料制成。uSavier超滤膜经过成膜液共混亲水超滤膜经过成膜液共混亲水专有技术和成膜后亲水后处理专利专有技术和成膜后亲水后处理专利技术，使得膜表面的亲水性得到深技术，使得膜表面的亲水性得到深化和固定。这样处理得到的超滤膜化和固定。这样处理得到的超滤膜在干燥、有机污染和油污染后其亲在干燥、有机污染和油污染后其亲水性仍然得以保留。水性仍
9、然得以保留。uSavier超滤膜的抗污染性和被污染超滤膜的抗污染性和被污染后的可恢复性均得到明显提高。另后的可恢复性均得到明显提高。另外，由于亲水性的提高与深化，膜外，由于亲水性的提高与深化，膜的通量也同时得到了较大的提高。的通量也同时得到了较大的提高。2.2 组件特点组件特点-永久亲水性永久亲水性132.2 组件特点组件特点-较小的截留分子量较小的截留分子量 用于水处理的超滤膜截留分子量一般为用于水处理的超滤膜截留分子量一般为30,000300,000(Dalton)。通常情况下，截留分子量越低的超滤膜水通量。通常情况下，截留分子量越低的超滤膜水通量越低。越低。Savier超滤膜具有良好的亲
10、水性和理想的孔隙结超滤膜具有良好的亲水性和理想的孔隙结构。因此构。因此Savier超滤膜在保证高水通量的同时，提高了超滤膜在保证高水通量的同时，提高了过滤精度。过滤精度。Savier超滤膜截留分子量为超滤膜截留分子量为45,000 Dalton。这样的截留分子量大大地提高了这样的截留分子量大大地提高了Savier超滤膜过滤水的超滤膜过滤水的水质。在用于反渗透预处理时，水质。在用于反渗透预处理时，Savier超滤膜产水的超滤膜产水的SDI一般小于一般小于1，可以保证小于，可以保证小于2。142.2 组件特点组件特点-较大的毛细管膜内径较大的毛细管膜内径u实践证明较粗的毛细管内径在同等条件下具有更
11、好的抗污染实践证明较粗的毛细管内径在同等条件下具有更好的抗污染性和可恢复性，但是同样外形尺寸的超滤膜组件，内部充填的性和可恢复性，但是同样外形尺寸的超滤膜组件，内部充填的毛细管膜直径越大，其中充填的毛细管膜的膜面积就越小。毛细管膜直径越大，其中充填的毛细管膜的膜面积就越小。u事实上在众多的实例中发现同样外形的膜组件，虽然较粗的事实上在众多的实例中发现同样外形的膜组件，虽然较粗的毛细管膜组件膜面积较小，但是在同样的组件产水量的情况下毛细管膜组件膜面积较小，但是在同样的组件产水量的情况下其抗污染能力明显高于较细的毛细管膜组件。其抗污染能力明显高于较细的毛细管膜组件。uSavier超滤膜彻底摒弃了抗
12、污染能力较差的小内径超滤膜彻底摒弃了抗污染能力较差的小内径(0.6mm-0.8mm)毛细管超滤膜，将毛细管膜制成内径分别为毛细管超滤膜，将毛细管膜制成内径分别为0.9mm、1.2mm、1.5mm和和2.0mm。u使用者可以根据原水被污染的程度选择较为适合的膜组件，使用者可以根据原水被污染的程度选择较为适合的膜组件，使之抗污染能力和污染后可恢复能力得到保证。使之抗污染能力和污染后可恢复能力得到保证。152.2 组件特点组件特点-较大的壁厚度较大的壁厚度 为了提高超滤膜的机械强度，有效地控制膜破损和杜绝为了提高超滤膜的机械强度，有效地控制膜破损和杜绝断丝，断丝，Savier超滤膜的厚度较大超滤膜的
13、厚度较大.其中内径为其中内径为0.9mm、1.2mm、1.5mm和和2.0mm的毛细管的毛细管膜壁厚度分别为膜壁厚度分别为0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm。通常厚度的增加会使通量降低，但是通常厚度的增加会使通量降低，但是Savier超滤膜通过超滤膜通过良好的亲水性和理想的孔隙结构使得其在保证高机械强良好的亲水性和理想的孔隙结构使得其在保证高机械强度的同时也保证超滤膜的通量。度的同时也保证超滤膜的通量。162.2 组件特点组件特点-较大的壁厚度较大的壁厚度uSavier超滤膜组件采用分散超滤膜组件采用分散集中式的专利布水方式集中式的专利布水方式,将每将每个膜组件内部分为个膜
14、组件内部分为18个次级个次级组件，使每一根毛细管膜的组件，使每一根毛细管膜的跨膜压差趋于一致跨膜压差趋于一致.u避免了毛细管膜管通量不平避免了毛细管膜管通量不平均带来的个别毛细管通量过均带来的个别毛细管通量过高，浓差极化严重和污染速高，浓差极化严重和污染速度过快的现象，使膜组件的度过快的现象，使膜组件的抗污染能力进一步提高。抗污染能力进一步提高。172.2 组件特点组件特点-特殊的根部保护特殊的根部保护 u膜破损和断丝是影响超滤膜破损和断丝是影响超滤膜寿命的最大问题。膜寿命的最大问题。u而毛细管膜根部与浇筑层而毛细管膜根部与浇筑层结合部是最容易断裂的地结合部是最容易断裂的地方。方。uSavie
15、r超滤膜组件采用了超滤膜组件采用了根部添加弹性材料的专利根部添加弹性材料的专利技术技术,实现了根部的柔性连实现了根部的柔性连接接,彻底杜绝了毛细管根部彻底杜绝了毛细管根部断丝的隐患。断丝的隐患。183 超滤的工作过程超滤的工作过程 3.1 超滤的操作参数超滤的操作参数 3.2 超滤的运行模式超滤的运行模式 3.3 超滤的恢复方法超滤的恢复方法19超滤运行20型号型号SV1060C，SV1080CSV1060D，SV1080DSV1060X，SV1080X最大进水浊度最大进水浊度*20NTU50NTU10NTU反冲流量反冲流量(m3/h)1214，1618810，11131517，2022抗余氯
16、能力抗余氯能力200ppm 连续连续耐耐H2O2 能力能力200ppm连续连续工作温度工作温度540oCpH值范围值范围2.013.0操作模式操作模式全流或错流，定时反洗全流或错流，定时反洗产水流量产水流量50125L/m2/h3.1 超滤的操作参数超滤的操作参数21最高进水压力最高进水压力0.25 MPa最高跨膜压力差最高跨膜压力差0.2Mpa最高反洗压力最高反洗压力0.2Mpa反洗频率反洗频率1560 min反洗时间反洗时间3060 sec化学加强反洗频率化学加强反洗频率115 day化学反洗时间化学反洗时间110 min化学清洗频率化学清洗频率60180 day化学清洗时间化学清洗时间3
17、090 min化学反洗药品化学反洗药品NaClO或或H2O2(200ppm),NaOH（pH2）3.1 超滤的操作参数超滤的操作参数223.2.1 超滤的过滤方式超滤的过滤方式-全量过滤全量过滤 优点优点:1)能耗小能耗小 2)水利用率高水利用率高 3)系统简单系统简单 缺点缺点:1)浓差极化大浓差极化大 2)污染严重污染严重233.2.1 超滤的过滤方式超滤的过滤方式-错流过滤错流过滤 优点优点:1)浓差极化小浓差极化小 2)污染较小污染较小 缺点缺点:1)能耗大能耗大 2)水利用率低水利用率低 3)系统复杂系统复杂243.2 超滤的恢复方法超滤的恢复方法 3.2.1 超滤的水力冲洗超滤的水
18、力冲洗 正冲正冲 反冲反冲 3.2.2 超滤的化学加强洗超滤的化学加强洗 加药反洗加药反洗 浸泡浸泡 两端两端 反洗反洗253.2.1 水力冲洗水力冲洗正冲正冲263.2.1 水力冲洗水力冲洗上反冲上反冲273.2.1 水力冲洗水力冲洗下反冲下反冲283.2.2 化学加强洗化学加强洗反洗加药反洗加药293.2.2 化学加强洗化学加强洗反洗加药反洗加药303.2.2 化学加强洗化学加强洗浸泡浸泡313.2.2 化学加强洗化学加强洗两端反洗两端反洗323.2.2 化学加强洗化学加强洗药品选择药品选择 加加HCl使反洗水使反洗水pH约等于约等于2。当原水为循环冷却水的排污。当原水为循环冷却水的排污水
19、等硬度较高的水时，反洗时常加入水等硬度较高的水时，反洗时常加入HCl。加加NaOH使反冲水使反冲水pH约等于约等于12。原水为地表水或中水回。原水为地表水或中水回用水等有机物含量较高的水时，反洗时加入用水等有机物含量较高的水时，反洗时加入NaOH。加加NaClO至至50-200ppm。原水为地表水或中水回用水等。原水为地表水或中水回用水等有机物、细菌含量较高的水时，反洗时加入有机物、细菌含量较高的水时，反洗时加入NaClO。333.2.3 常见恢复方法常见恢复方法 顶反洗顶反洗底反洗底反洗 前正冲前正冲-顶反洗顶反洗-底反洗底反洗-后正冲后正冲 顶反洗顶反洗(加药加药)-底反洗底反洗(加药加药
20、)-浸泡浸泡-两端反洗两端反洗 前正冲前正冲-顶反洗顶反洗(加药加药)-底反洗底反洗(加药加药)-浸泡浸泡-两端反洗两端反洗 后正冲后正冲344 超滤系统组成超滤系统组成 4.1 预处理预处理 4.2 系统图系统图 4.3 水质检测水质检测 4.4 系统运行控制参数系统运行控制参数354.1 预处理预处理 合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键。合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键。当原水是污水处理厂的排放水时，絮凝沉淀工艺通常是当原水是污水处理厂的排放水时，絮凝沉淀工艺通常是必要的。必要的。当原水是污染较为严重的河水时，微絮凝和砂滤过滤通当原水是污染较为严重的河水时，微絮凝和砂滤过
21、滤通常可以为超滤系统提供必要的保障。特别是在原水水质常可以为超滤系统提供必要的保障。特别是在原水水质发生巨大波动时提供一个抗拒冲击的屏障。发生巨大波动时提供一个抗拒冲击的屏障。当原水是水库水、地下水或优质回用水时，预处理可以当原水是水库水、地下水或优质回用水时，预处理可以是较为简单的丝网过滤器或是叠片式过滤器。是较为简单的丝网过滤器或是叠片式过滤器。在超滤和砂滤器、多介质过滤器或活性炭过滤器与超滤在超滤和砂滤器、多介质过滤器或活性炭过滤器与超滤之间，非常有必要安装之间，非常有必要安装100微米丝网过滤器可以有效的避微米丝网过滤器可以有效的避免颗粒物质对超滤膜的划伤。免颗粒物质对超滤膜的划伤。3
22、64.3 水质检测水质检测u 浊度 0.1 NTUu SDI 2374.3 水质检测水质检测浊度浊度384.3 水质检测水质检测SDI394.4 系统运行控制参数系统运行控制参数 跨膜压差跨膜压差 跨膜压差也叫透膜压差（跨膜压差也叫透膜压差（TMP），是指中空丝内侧平均），是指中空丝内侧平均给水压与渗透液压力之间的差值，给水压与渗透液压力之间的差值，TMP=（给水压力（给水压力+浓浓水压力）水压力）/2-产水压力。产水压力。超滤膜的最大跨膜压差为超滤膜的最大跨膜压差为 0.2 MPa 超滤膜在反洗时跨膜压差大于运行时的压差超滤膜在反洗时跨膜压差大于运行时的压差 运行时跨膜压差大于运行时跨膜压差
23、大于0.15MPa时时,就应进行化学清洗就应进行化学清洗 404.4 系统运行控制参数系统运行控制参数 入水压力入水压力 入水压力为超滤膜的入口压力入水压力为超滤膜的入口压力 最高值为最高值为0.5MPa，此为膜壳所能承受的最高压力，此为膜壳所能承受的最高压力 入水压力入水压力=跨膜压差跨膜压差+产水压力产水压力 如果产水侧管道较长，必须采取办法解决，避免压力损如果产水侧管道较长，必须采取办法解决，避免压力损失过高，产水流量下降问题失过高，产水流量下降问题 414.4 系统运行控制参数系统运行控制参数 产水流量产水流量 在正常系统中，超滤膜压力损失为在正常系统中，超滤膜压力损失为0.03-0.
24、06MPa 超滤产水流量是在超滤产水流量是在25时的流量，水温每下降一度，时的流量，水温每下降一度，产水流量下降产水流量下降23%425 系统气密性检测系统气密性检测 在系统的运行过程中，膜组件中的膜偶尔会发生破裂在系统的运行过程中，膜组件中的膜偶尔会发生破裂（断丝），从而破坏了膜组件的完整性。原水中的杂物（断丝），从而破坏了膜组件的完整性。原水中的杂物会通过破裂的地方进入产水中，所以及时发现断丝并将会通过破裂的地方进入产水中，所以及时发现断丝并将其隔离对系统保持完整性有至关重要的作用。当系统用其隔离对系统保持完整性有至关重要的作用。当系统用于饮用水处理时，应适量增加气密性检测次数。于饮用水处
25、理时，应适量增加气密性检测次数。n 气密性检测系统包括：干净无油的压缩空气源，压气密性检测系统包括：干净无油的压缩空气源，压力在力在0.1MPa 以上；气体调压阀；每支膜组件产水端安以上；气体调压阀；每支膜组件产水端安装不低于装不低于10cm的透明管。的透明管。435 系统气密性检测系统气密性检测 气密性检测步骤如下：气密性检测步骤如下：1 系统停止运行，打开产系统停止运行，打开产 水阀向给水管路通入压缩空气；水阀向给水管路通入压缩空气；2 调整空气压力为调整空气压力为0.1MPa；3 观察透明管中有无气泡保压观察透明管中有无气泡保压5分钟；分钟；4 记录有气泡产生的组件关闭入气阀；记录有气泡
26、产生的组件关闭入气阀；5 打开顶反洗排水阀，排出组件中的气体。如果透明管中打开顶反洗排水阀，排出组件中的气体。如果透明管中有明显的气泡逸出说明超滤膜有破损问题。有明显的气泡逸出说明超滤膜有破损问题。445 组件断丝处理组件断丝处理如果通过气密性检测发现，系统中有断丝组件，要进行如果通过气密性检测发现，系统中有断丝组件，要进行断丝密封处理：断丝密封处理：1.把组件从系统中取下；把组件从系统中取下；2.打开两端卡子，除去黑色封头及连接件；打开两端卡子，除去黑色封头及连接件；3.把专用工具安装好，如图：把专用工具安装好，如图：455 组件断丝处理组件断丝处理4.通入通入0.1MPa除油压缩空气；除油
27、压缩空气；5.把专用液体涂抹于组件端面把专用液体涂抹于组件端面,通入通入0.1MPa除油压缩空气除油压缩空气,如有气泡出现如有气泡出现,则为断丝点，用专用针拴堵上；逐步提则为断丝点，用专用针拴堵上；逐步提高压力，寻找断丝点；高压力，寻找断丝点；6.用专用堵拴和溶剂把断丝点堵上，使其与系统完全隔用专用堵拴和溶剂把断丝点堵上，使其与系统完全隔绝，固化绝，固化2小时以上即可。小时以上即可。7.专用工具和堵拴、溶剂可与经销商联系。专用工具和堵拴、溶剂可与经销商联系。466 化学清洗化学清洗 虽然定时的反洗能较好地维持膜性能的相对稳定，但反虽然定时的反洗能较好地维持膜性能的相对稳定，但反洗不能使通量达到
28、洗不能使通量达到100%的恢复。随着膜组件工作时间的的恢复。随着膜组件工作时间的延长，膜污染会不断加重。膜的透水速率会不断下降，延长，膜污染会不断加重。膜的透水速率会不断下降，为了恢复膜的通量，需要对膜组件进行化学清洗。为了恢复膜的通量，需要对膜组件进行化学清洗。当系统的胯膜压差达到当系统的胯膜压差达到0.15MPa时，系统就应该进行化时，系统就应该进行化学清洗了。学清洗了。清洗后，在系统设计的胯膜压差范围内系统的产水应达清洗后，在系统设计的胯膜压差范围内系统的产水应达到原设计要求，否则应继续进行化学清洗或缩短化学清到原设计要求，否则应继续进行化学清洗或缩短化学清洗的间隔时间。调整反洗的频率及
29、反洗运行时间。洗的间隔时间。调整反洗的频率及反洗运行时间。476 化学清洗化学清洗 化学清洗时应根据原水中杂质的情况选择适合的化学药化学清洗时应根据原水中杂质的情况选择适合的化学药品品 酸洗：酸洗液一般采用酸洗：酸洗液一般采用pH=2的的HCl；碱洗：碱洗：0.5的的NaOH/200ppmNaClO(pH=12)。486 化学清洗化学清洗打开清洗入水阀和清洗浓水出水阀，启动循环泵，循环打开清洗入水阀和清洗浓水出水阀，启动循环泵，循环冲洗冲洗30分钟分钟;测量清洗水测量清洗水pH值。如果值。如果pH值发生明显变化，添加相应值发生明显变化，添加相应药品，恢复其药品，恢复其pH值，重复值，重复1）步
30、；）步；重复重复2）步至）步至pH值稳定；值稳定；浸泡浸泡30分钟分钟;关闭清洗浓水出水阀，打开产水侧清洗出水阀关闭清洗浓水出水阀，打开产水侧清洗出水阀,启动循启动循环泵环泵,错流冲洗错流冲洗30分钟分钟;重复重复2-4步。步。把清洗液排空，用清水冲洗至系统把清洗液排空，用清水冲洗至系统PH为中性或无为中性或无NaClO为止。为止。清洗中要做好记录，系统开机后，观察清洗后压差是否清洗中要做好记录，系统开机后，观察清洗后压差是否恢复，否则改变药剂配方重新清洗至压差恢复正常。恢复，否则改变药剂配方重新清洗至压差恢复正常。497 常见问题常见问题 7.1 产水水质差产水水质差 原因原因1:原水水质变差原水水质变差 解决办法解决办法:调整絮凝剂的种类及药量调整絮凝剂的种类及药量 原因原因2:断丝断丝 解决办法解决办法:检测断丝情况，进行补丝检测断丝情况，进行补丝 507 常见问题常见问题 7.2 压差增加过快压差增加过快 原因原因1：原水加药量不合适：原水加药量不合适 解决方法：调整加药量解决方法：调整加药量 原因原因2：反洗加药量小或频率小：反洗加药量小或频率小 解决方法：调整化学加强洗强度或药量解决方法：调整化学加强洗强度或药量 原因原因3：运行周期长运行周期长 解决方法：调整运行时间解决方法：调整运行时间
