格兰特超滤膜技术手册.docx

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格兰特超滤膜技术手册

超

滤

操

作

手

册

1.SV超滤膜组件设计和维护

1.1SV超滤膜组件基本技术说明

SV系列超滤膜组件是一种中空纤维内压式超滤膜组件，超滤膜中空丝内径为1.0mm或1.2mm，超滤膜平均截留分子量为80,000道尔顿。

超滤膜的材料为改性PVC，经过改性后的PVC具有亲水性好、耐有机污染、耐酸碱等特点。

超滤膜组件的端头采用环氧树脂浇铸的方法封装。

　　SV系列超滤膜可用于除去水中的悬浮微粒、胶体、微生物等。

在水压的作用下水分子及小分子物质等透过超滤膜，水中的悬浮微粒、胶体、微生物等则被截留在超滤膜的内表面。

由于超滤膜上的微孔很小，可以有效除去各种水中悬浮颗粒、胶体、细菌和大分子有机物等，这些截留物质可能会在膜的内表面集聚，所以需要对超滤膜组件进行定期的反冲洗和加药清洗。

为满足各种不同用户及不同水处理吨位的需要，现提供直径为10英寸、6英寸和4英寸多种规格的膜组件。

10英寸膜组件长度是60英寸，6英寸和4英寸的均是50英寸。

直径为10英寸、6英寸的膜组件，外壳采用了耐压耐腐蚀的PVC；4英寸直径的膜组件则采用了不锈钢承压外壳，采用可插入式滤芯，在更换滤芯时无需更换不锈钢外壳，节省了换膜成本。

SV系列超滤膜的优异性能使超滤膜组件可以应用于地表水、井水和海水的除菌、除病毒、除胶体和悬浮颗粒。

SV超滤膜组件在工业用水处理系统中，可以用于RO系统的预处理和工业循环用水或污水处理中的阶段处理等项目中。

1.2SV超滤膜组件应用范围

SV超滤膜组已在下列情况得到了广泛的应用：

1．反渗透的预处理，原水包括海水、地表水、井水等。

2．城市、乡镇、农村供水处理。

3．冷凝水回用，食品、饮料加工用水。

4．制药用水除热源。

5．处理地表水和井水用于饮用。

6．深度处理废水进行回收利用。

7．白酒的除浊，果酒、葡萄酒、黄酒的除菌、除浊。

8．应用于食品、发酵、乳业中的浓缩处理。

1.3SV工业超滤膜组件技术性能参数

最新的SV超滤膜组件采用了高技术生产的PVC合金超滤膜，它具备如下优点：

●膜材料是耐污染、亲水的改性PVC。

●可以忍受200ppm连续余氯环境，适用的pH值范围为2-13。

●完全除菌，产品水浊度可达0.1NTU。

●交叉流设计，排除污堵，提高寿命。

●产品水的SDI15<1（原水浊度小于20NTU时的测试值）

　　SV超滤工业膜组件技术性能参数见下表。

型号

SV-0450-A

SV-0650-A

SV-1060-A

组件外形尺寸

ø143×1358

ø187×1398.5

ø277×1713.5

超滤膜丝数量

2400

4800

12600

有效膜面积

8m2

16m2

55m2

初始产水量①

≥2.5m3/h

≥5.0m3/h

≥15m3/h

设计产水量

0.5-1.0m3/h

1.0-2.0m3/h

3-6m3/h

产水污染指数（SDI15）②

产水浊度③

<0.1NTU

除直径0.2um以上颗粒

100%

中空膜内外径I.D/O.D.

1.0mm/1.5mm

截留分子量（道尔顿）

80,000

膜组件结构形式

内压式

膜材质

PVC

封胶材料

环氧树脂

去除总大肠菌群

每100mL产水水样中未检出

去除粪大肠菌群

每100mL产水水样中未检出

去除细菌

每毫升产水水样中未检出

外壳材质

不锈钢

PVC

进水口尺寸

G3/4"

VICTAULIC11/2"

VICTAULIC2"

净水出口尺寸

G3/4"

VICTAULIC11/2"

VICTAULIC2"

浓水出口尺寸

G3/4"

VICTAULIC11/2"

VICTAULIC2"

说明：

①初始产水量是指在25oC,0.12Mpa条件下过滤纯水时的产水量；

②是指进水浊度<20NTU时的测量值；

③是指进水浊度<50NTU时的测量值；

④以上表中数据仅供参考。

1.4SV超滤膜组件使用条件和清洗

型号

SV-0450-A

SV-0650-A

SV-1060-A

工

作

条

件

最大进水压力

0.5MPa

最大跨膜压力差

0.25MPa

抗余氯能力

200ppm连续

耐H2O2能力

200ppm连续

最大进水浊度*

200NTU

工作温度

5-40oC

pH值范围

2.0-13.0

操作模式

全流或错流，定时反洗

膜

的

清

洗

反洗压力

0.25MPa

反洗流量

1.0-2.0m3/h

2.0-4.0m3/h

6-10m3/h

反洗时间

30-60秒

药物清洗频率

30-60天

药物清洗时间

10-30分钟

冲洗化学药剂

NaOCL/H2O2/NaOH/柠檬酸

除菌化学药剂

NaOH/H2O2/戊二醛

说明：

①测试条件为：

25oC,0.12MPa；

②以上数据仅供参考。

1.5SV超滤工业膜组件的结构尺寸

（图一）SV-0450-A结构尺寸图

（图二）SV-1060-A/SV-0650-A结构尺寸图

尺寸

型号

SV-1060-A

1600

1680

1713.5

172.5

ø277

SV-0650-A

1290

1364

1398.5

127.5

ø187

1.6超滤膜组件运行说明

SV超滤膜组件有四种运行状态：

正常过滤、反向清洗、化学清洗和完整性测试。

在正常过滤状态中，过滤方式可以是全量过滤，也可以是错流过滤。

在全量过滤中，所有进入SV超滤膜组件的进水都在跨膜压差的推动下透过膜得以净化。

错流方式则会在运行中形成一股“浓水”，这股浓水沿膜内表面有一切向速度。

浓水从超滤膜组件的浓水端流出，将部分被截流物带走。

超滤膜组件在运行中，由于原水中的胶体，悬浮物，细菌等被膜内表面截留，故这些物质会在膜内表面积累，污染膜。

为了维持膜的性能，尤其是保持膜透水速率的相对稳定需要定期用过滤后的净水对膜进行短时间的清洗或反洗。

一般要求系统每运行30-60分钟就要对超滤膜进行30-60秒的反洗。

反洗可用手动或自动控制程序来执行。

一般反洗的步骤为：

●顺冲：

将超滤膜内孔中的浓水排尽；

●反洗：

将膜内表面的污染物冲松散或剥落；

●等压冲洗：

将已松散或从膜内表面上剥落的被截留物冲出膜组件外，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100%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，为了恢复膜的通量，需要对膜组件进行化学清洗，化学清洗时应根据原水质中杂质的情况选择适合的化学药品。

一般先用酸洗，再用碱洗：

酸洗液一般采用2%的柠檬酸（pH=2），碱洗液为0.5％的NaOH/200ppmNaOCl（pH=12-5）

确定系统该何时化学清洗是由系统的运行状态决定的,当系统的胯膜压差达到0.15-0.2MPa时，系统就应该进行化学清洗了。

清洗后，在系统设计的胯膜压差范围内系统的产水应达到原设计要求，否则应继续进行清洗和化学清洗或缩短化学清洗的间隔时间。

调整反洗的频率及反洗运行时间。

在系统的运行过程中，膜组件中的中空纤维偶尔会发生破裂（断丝），从而破坏了膜组件的完整性。

原水中的杂物会通过破裂的地方进入产水中，所以即时的发现断丝并将其隔离对系统保持完整性是至关重要的，尤其是当系统用于饮水处理时更是如此。

检查单只膜组件完整性，可以采用压力气泡试验来鉴定中空丝的完整性。

当发现有破裂纤维时，可用环氧胶堵死此破裂丝的两端，使其与系统永久隔离。

检验膜组件完整性的方法为：

先将膜丝内孔中注满水,排尽膜丝内孔中的空气然后从产水口加入净化的压缩空气，气压为0.05-0.08Mpa,观察膜组件膜丝端面，当有连续的大气泡从膜丝内孔中冒出时,可判定此根膜已发生破裂，在其端头做好记号，然后采用同样的方法找出此膜丝的另一端头。

将膜丝的两端头进行简单的干燥处理后，用环氧胶堵住膜孔的两端，使其与系统完全隔离。

下表列出了各运行模式下单根膜丝中水流的方向：

A-进口B-浓水口C-产水口

正常过滤

全量A→C

错流A→BA→C

反洗

顺冲A→B

反冲C→AC→B

等压冲洗A→B

化学清洗A→BA→C

完整性测试C→AC→B

2.超滤系统设计

将膜组件按一定的形式（一般采用并联）进行连接，配备自动控制、水泵、监控仪表等便组成了超滤系统。

建议每个系统的监控参数包含：

1）、进水温度

2）、进水浊度

3）、进水压力

4）、产水浊度

5）、产水流量

6）、产水压力

7）、浓水流量（有浓水时）

8）、反洗压力

9）、反洗流量

10）、化学清洗液流量

11）、化学清洗液pH值

12）、化学清洗液温度

对于饮用水处理的系统应配备完整性自动检测系统。

2.1　模块设计

在进行系统设计时，为了制作、安装的规范和标准化，往往采用模块设计的方法。

将一定数量的膜组件并联成一个整体，便可成为模块，此模块与单个组件在正常过滤、反洗、化学清洗和完整性等方面的性能一致，模块的产水量＝单支膜组件的产水量×膜组件的数量，此模块还包含了监控仪表、阀门、支架、连接件等，此模块完全可以自成一个系统独立运行，也可多个模块并联起来组成一个更大的系统，此种积木叠加式的连接方法几乎没有放大效应。

SV的SV-1060-A和SV-0650-A的超滤膜组件的接口采用了维多利亚快装接头，拆装方便、快捷，进水端盖可承重，膜组件可直接垂直放在支架上，无需悬空固定膜组件。

SV的SV-0450-A膜组件采用了不锈钢承压外壳，插入式滤芯，更换滤芯时无需更换外壳，不锈钢外壳可反复使用。

每个模块的控制建议包含以下参数

1）、给水压力

2）、产水压力

3）、浓水端压力

4）、产水流量

5）、浓水流量（有浓水的情况下）

对用于饮用水处理的模块还应增加独立的完整性测试系统并增加浊度仪

2.2　模块的连接

将模块连接成系统时，要注意以下几点;

1）、每个模块中所使用的膜组件的规格和数量要相同

2）、每个模块能在不影响其他模块正常工作的情况下，可从系统中独立分离出来

3）、每个模块要有自己独立的控制阀门和监测仪表；

4）、每个模块可独立完成化学清洗、反洗和完整性测试

2.3　水泵的选择

超滤膜是靠压力差为推动力进行过滤的，当原水的水压不能满足过滤需求时，系统需要增加水泵来提升水压

2.3.1　原水泵的选择

根据超滤系统设计中所需要的进水工作压力，跨膜压差和通水流量，来选择泵的扬程和流量。

一般选择水泵的扬程和流量应当等于或略大于设计供水量和工作压力，以满足超滤系统的正常运行。

P0=ΔP1+P2+H/100+P3

P0：

进水需要的压力（MPa）

ΔP1:

预过滤的最大压损（MPa）

P2：

过滤所需压力（MPa）

P3：

与温度和水泵性能参数有关，一般取0.1－0.15Mpa

膜组件的平均高度（米）

SV超滤膜组件的最大进水压力0.5Mpa，最大跨膜压差为0.25Mpa

2.3.2　反洗泵

在对系统进行清洗时，为了尽量维持系统的流量的稳定，必须对膜进行反洗，反洗时按时间顺序分别对每个模块轮流进行，每台泵能匹配模块的数量与设计时的反洗频率和反洗进行的时间有关，例如，每个模块30分钟反洗一次，每次反洗60秒，则一台反洗泵最多可匹配29个模块，但实际运行中一台反洗泵合理的匹配为10个模块以下。

反洗泵的压力最大设置为0.25Mpa,反洗流量为设计产水流量的1.5-2倍。

2.3.3　化学清洗泵

化学清洗泵的的选择与反洗泵类似，但要注意泵体的材料要能耐化学试剂的溶解和腐蚀。

2.4　减压阀

当原水水压大于系统设计水压时，要对原水进行减压。

一般采用可减静压的减压阀来实现，减压阀减压的精度视超滤系统而定。

另根据原水的水质选择适合材质的减压阀，一般可选的材质为铜、不锈钢、铁、塑胶。

2.5　预处理

2.5.1　预过滤

由于超滤膜的内孔直径为1.0/1.2mm，为了防止膜内孔的堵塞，往往需要根据水质的情况进行预过滤，一般采用200-50um的过滤器来处理进水，SV公司推荐使用以色列Arkal公司生产的叠片式过滤器来进行预处理，叠片式过滤器有手动和自动两种，30吨以上设备建议采用全自动的叠片式过滤器。

2.5.2　预加药

对于原水为海水或废水，污染较严重的地表水，采用对原水连续加药絮凝，能改善超滤系统的运行状态，使膜易于清洗。

例如：

原水为海水时，可连续投加0.5ppm的FeCl3。

对于原水中含藻类和有机物较严重的水体，建议在进水中连续投加1－2ppm的余氯，这样有利于膜通量的稳定。

2..6　物理清洗和化学清洗系统

清洗系统主要由配药箱、净水箱、循环泵组成，采用气水混合清洗的还包括空压机，一般物理清洗分为等压冲洗和反冲洗。

等压冲洗时是关闭产水阀，全开浓水阀，使原水以快于正常工作状态时的流速冲刷膜内表面，去除污垢。

反冲洗是关闭原水阀采用循环泵，将净水箱中的水从产水口打入膜组件。

使净水按正常过滤的反方向透过膜，冲刷掉膜表面的污染物，并使其从浓水口排出，反冲洗后，马上进行等压冲洗。

能更有效地将被截留的污染物排出，为了加强清洗效果，顺冲时，可采用气水混合液进行冲洗。

化学清洗系统是用循环泵将配药箱内的清洗液送入超滤系统，进行循环清洗和浸泡，靠化学药品的作用去除膜表面的污垢。

以恢复膜的产水能力，维持设计流量要求。

2.7　消毒灭菌系统

超滤的消毒灭菌系统所用设备和操作程序与化学清洗系统相同，仅需要将清洗液换成灭菌液即可，一般使用的灭菌剂为15ppm次氯酸钠或30ppm的过氧化氢。

3.系统操作，维护和保养

3.1　开机前的准备工作

1）进水水质检查

进水水质的检查，重点是检查浊度，当浊度在系统现定值范围内方可将其输入超滤设备，其次是检查水中余氯、pH值。

2）系统检查

按工艺路线图，检查设备及连接是否正确，同时还要检查阀门的开启状态是否正确，清洗系统的连接是否正确，对于手动操作的系统要特别注意，开机时进水阀门不能全开，浓水阀门和产水阀门应全开，以避免开机时，压力过大，造成对超滤膜的冲击，而损坏设备。

3）仪表的检查

检验各仪表是否正常，尤其是压力表是否完好。

3.2启动

当作好开机前的准备工作后，可试启动系统即打开电源，启动泵后，立即停止，检查泵的叶轮转向是否正确，泵的运转有无异常噪音，当确认正常后，方可正式启动，启动后，应检查接口、管线有无渗漏，在自控程序运转的第一个周期内，应检验阀门的启闭是否正常，各种仪表是否运转正常。

3.3运行

在运行时，应定时检查仪表是否正常，水泵有无异常噪音，产水水质是否符合要求，尤其要注意压力表和产水流量，当出现异常时，应立即停机检查，一般全自动控制设计时，均考虑到了系统的自我保护，一般出现异常会自动停车并报警。

运行过程中要按设计要求做好设备监控和记录工作。

运行过程中按设计要求定期对设备进行清洗和灭菌、消毒。

3.4停机

1）先降低系统压力和跨膜压差，然后停机。

当系统靠增压泵作为过滤动力源时，若准备停机，先开启浓水阀和超滤水阀门使系统压力和跨膜压差降到最低，然后切断电源关闭水泵。

停泵后，将系统所有阀门关闭，使超滤膜保持湿润状态。

当系统采用管网本身的水压作为阀门过滤动力时，同样先降压，然后关闭进水阀，再关闭其他阀门，保持膜湿润。

2）当停机时间不超过7天时，可每天对设备进行10－30分钟的保护性运行，以使新鲜的水置换出设备内的存水

3）当设备长期停用时，应先对设备进行彻底的清洗和消毒，然后将膜保护剂和抑菌剂注入设备中，封闭好设备所有接口以保持膜的湿润，防止设备内滋生细菌和藻类。

常用的保护剂配方是水：

甘油：

亚硫酸氢钠=79：

20：

1，保护剂的有效期一般为壹年。

4）当设备中的超滤膜脱水后会产生不可逆的通量衰减。

切记保持膜的湿润，并注意膜的抑菌和防霉。

4.超滤系统工作流程

超滤系统的工艺流程和设备运行程序的设计是否完善、合理是一个系统能否正常、稳定运行的前提。

故在系统设计时应根据原水水质及用户要求作出简洁、完善的工艺流程，再根据流程和水处理量的大小设计超滤系统的结构。

下面提供了两份超滤系统的设计流程及超滤部分的结构装配图。

其中一个系统采用了一个超滤模块（如图四），另一个系统采用了两个超滤模块（图五）。

超滤机的工作流程为：

正常过滤－顺冲－反洗－等压冲洗－定期的化学清洗

现就（图四）中超滤部分工作时泵和阀门的启闭列表如下：

编号

名称

正常过滤

顺冲

反洗

化学清洗

P-1

原水泵

开

关

P-2

反洗泵

关

开

关

P-3

化学清洗泵

关

开

DF1

原水进水阀

开

关

DF2

反洗出口阀

关

开

关

DF3

顺冲阀

关

开

关

DF4

产水阀

开

关

DF5

反洗进水阀

关

开

关

化学清洗进水阀

关

开

浓水排放

错流时开

关

浓水端清洗回流阀

关

开

产水端清洗回流阀

关

开

当进行化学清洗时，往往需要对组件进行浸泡，此事应停止化学清洗泵的运行，并关闭所有与正在进行化学清洗的膜组件直接相连的阀门。

单模块超滤系统流程图

双模块超滤系统流程图

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