膜天膜设计导则

1MOTIMO膜过滤系统的设计1、膜组件设计选型原则1）设计进水水质时，建议以20～25℃为设计进水温度2）设计通量依据表1、性能参数表初步选定，再根据具体水源、水质或中试情况确定最佳的运行通量。2、超滤系统设计流程1、必需的原水水质指标原水类型、浊度、SS、COD、BOD、还原性物质（Fe、Mn、S2-、Co、Cr）、油/脂、碱度等2、选择膜型号依据水质、水量3、确定平均水通量和系统回收率4、水量和超滤膜块计算膜块数量总用膜数量系统实际产水量控制系统动力系统辅助系统清洗系统化学增强反洗系统化学清洗系统详细设计参数参见柱式膜应用导则及相关章节内容参见温度与通量校正曲线反洗系统23、膜组件温度与通量校正曲线因液体的黏度会随温度发生变化，因此对于任何超滤膜组件，在任意工作压力下，过滤流量将会随温度而发生变化。图1为MOTIMO膜组件通量在同一透膜压差下膜透水量随温度变化曲线。图1膜通量随温度变化曲线00.20.40.60.811.21.41.651015202530354045液体温度℃通量校正系数图1中以液体温度为25℃为基准设定校正系数为1，按运行实际温度从表中读出校正系数。则实际温度下的膜通量=标准状态下的膜通量×校正系数示例1：通过表1并结合实际水源水质情况，确定25℃下的设计通量为87.5L/m2·h，实际运行温度为15℃时，通过图1查得修正系数，计算在同等透膜压差不变的情况下膜通量。则15℃下的通量=87.5×0.8=70L/m2·h4、MOTIMO中空纤维膜组件应用导则表1膜组件应用导则进水条件保安过滤透水速率反洗间隔3进水类型浊度（NTU）TOC（mg/L）（um）（L/m2·h）(分钟)地下水21100~20087.530～60地表水（自来水）32100~20060～7520～60地表水（经砂滤）2~52100~20060～7520～60地表水5~155100~2006020～40地表水15~5010100~20040～6020～40海水10/100~20040～7020～40深度处理污水540100~20040～6020～40注：表中测试温度为25℃，数据仅供参考。5、UOFⅣ/MOFⅣ膜组件性能参数表性能型号UOFⅣMOFⅣB纯水初始通量（25℃0.1Mpa）125～180LMH160～200LMH产水浊度≤0.2NTU悬浮物（SS）原水为达标二级排污水≤1mg/L大肠杆菌群未检出规格膜过滤形式外压式中空纤维膜丝膜材质PVDF中空纤维内径0.6mm0.7mm中空纤维外径1.1mm1.2mm纤维粘接材料环氧树脂外壳材料UPVC膜表面积40m2截留孔径0.03μm0.2μm组件水容积20L20L使用标准设计设计通量（20℃,0.1Mpa）40～80LMH40～100LMH最大进水压力0.2Mpa最大进水流量150LMH4条件最大跨膜压差0.15Mpa使用温度范围5～45℃pH酸碱度范围2～10运行方式全量过滤或错流过滤最大反洗水流量75LMH典型工艺条件控制方式恒流量气洗流量2.5～5Nm3/h.支反洗水压力0.03～0.05Mpa反洗水流量气水双洗时7.5～25LMH只用水反洗时50～75LMH反洗时间气水双洗时20～60秒只用水反洗时20～60秒正冲流量50～75LMH正冲时间20～60秒产水量设定50LMH跨膜压差0.03～0.12Mpa化学增强反洗周期3～72hr（视水质情况定）化学正洗周期3～12周（视水质情况定）在线水清洗周期60～120s/20～60min6、超滤的反洗与清洗由于膜应用范围广泛，处理介质复杂，在处理料液过程中，膜表面会存在不同程度的污染。原则上清洗周期越短，膜性能恢复越好，使用寿命越长。用户可根据自己的工艺，选择合适的清洗剂和清洗周期。清洗方式主要分为物理清洗和化学清洗：6.1物理清洗：正洗，即用清水将组件内残余料液清洗干净，用清水以一定流速通过纤维原液侧，将污染物洗出，可采取循环或边洗边排的方式。此时，浓水阀门全开（等压清洗），产水口阀门全闭，清洗时间视具体情况而定，一般10～30分5钟（非在线清洗时间）。反洗，施以低压（一般略大于工作压力），使清水（自来水或膜过滤水）由纤维滤出液侧向纤维原液侧渗透，膜原液侧的污染物及渗入微孔中的阻塞物即被洗出，在反洗过程中，透过液不要回到清洗罐（建议排放）以防造成膜净水侧的污染，清洗时间视具体情况而定，一般10～20分钟（非在线清洗时间）。浸泡，膜经正洗、反洗后，效果欠佳时，可用清水或药液浸泡，使污染物疏松，一定时间的浸泡往往是去除污染的有效方法。气、水双洗，在膜组件反洗的同时，从进水口通入一定量压缩空气，气泡在组件内上升振荡，使污染物脱落，从排污口排出。此法可实现工艺过程自动化和连续化。注：用MOFⅣB/UOFⅣ膜组件配装的系统，可采用气、水双洗设计，使系统连续稳定运行。6.2化学清洗由于PVDF具有优良的抗污染性，一般用物理清洗即可达到较好的效果，如物理清洗不理想，可进行化学清洗。在连续膜过滤设备系统中，一般3~12周进行化学清洗一次，去除有机物正洗示意图产水阀关闭进水阀打开浓水阀打开进水阀关闭或排放产水阀打开（进水）反洗示意图进气6污染，恢复膜通量。化学清洗时，可采用杀菌性能优异的常用水处理药剂如次氯酸钠、二氧化氯等进行系统杀菌处理；采用NaOH溶液去除膜系统的有机物污染；采用HCL或EDTA钠盐溶液去除膜系统的无机盐结垢污染。碱清洗：用400～10000ppm氢氧化钠水溶液，在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于有机物物污染。注意：固体碱必须充分溶解后，再进行配制。次氯酸钠清洗，用500-3000ppm次氯酸钠水溶液，在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于微生物污染。（一般工业品次氯酸钠为10wt%有效氯）。酸清洗，用浓度为0.3～1wt％的盐酸水溶液，在膜系统内部低压（＜0.1MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟后，循环20～120分钟，用水清洗至中性。此清洗剂适用于无机污染，如：高硬度水质。（一般工业品盐酸浓度按30wt%计）。除了使用盐酸（盐酸产品浓度30wt%），还可以使用草酸（0.3wt%）、柠檬酸（0.05mol/L）、硝酸（0.1mol/L）等进行清洗。表面活性剂清洗，可采用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，一般浓度为200～1000ppm。EDTA钠盐，可采用二钠盐、四钠盐，一般浓度为0.5～2wt%。根据市场销售的药剂浓度的不同而有所差异，另外，浓度随季节的转换有所变动。建议使用药物前，采用实验等方法进行确认以后再使用。标准药液温度为20-30℃。在组合使用酸性药剂和碱性药剂时，完成前一种药剂清洗后必须进行清水冲洗，然后再进行下一种药剂清洗。冲洗用水采用膜过滤水或更优质的清水，并确认膜组件内部达到中和状态（pH值为7）时才可进行下一步清洗或恢复正常使用。6.3化学清洗系统与反洗系统7为保证超滤系统的稳定长期运行，需要配置反洗系统、化学清洗系统、压缩空气等辅助系统。图1超滤反洗及化学清洗示意图6.3.1反洗系统反洗系统包括反洗水箱、反洗水泵及次氯酸钠加药装置。1）反洗水箱超滤反洗用水采用超滤产水，一般设置独立反洗水箱，反洗水保持一定的余氯，保障反洗系统不受二次污染。2）反洗水泵水泵流量：膜组件数量×2~2.5吨/小时计算流量。水泵扬程：一般取15~20m。水泵过流部件为不锈钢材质。3）次氯酸钠加药装置为了抑制膜组件内细菌滋生，单独设置加药系统。加药有两种方式：一种是在进水中连续加入0.5~5mg/LNaOCl，另一种是在反洗水中加入0.5~5mg/L8NaOCl。加药系统：加药箱：一般按24小时以上配置。加药箱配置低液位开关，报警等功能计量泵：按加入反洗水中次氯酸钠浓度0.5~5mg/L或按进水中加入0.5~5mg/L浓度来确定计量泵的流量，压力大于0.3Mpa.4）化学增强反洗杀菌剂浓度：100~300mg/L。酸浓度：500~3000mg/L。NaOH浓度：400~800mg/L。6.3.2化学清洗系统原水进口与产水出口压差≥0.1Mpa.时；产水量低于设计值或进口压力接近设计最高值，且通过反洗不能恢复时就应对超滤装置进行清洗。清洗系统包括清洗溶液箱、清洗水泵及清洗过滤器，清洗过程通常采用手动配药方式，且需将待清洗装置停机后进行。①清洗溶液箱：清洗溶液箱，一般按满足每组单元膜组件及其管路容积计算溶液箱的体积。②清洗水泵：1）流量：按膜数量×1.5吨/小时流量计算2）扬程：一般取15~20m。3）泵的过滤部件应为不锈钢7、超滤装置程控步序表（见附表）超滤装置为自动运行，每20~60分钟需反洗一次。因超滤系统进水水质差异较大，具体的运行及清洗参数、程序控制等宜根据现场调试情况最终确定。当水质较差时，需增加反洗和化学清洗的频率。8、MOTIMO膜组件的保存未使用的膜组件应置于阴凉处，避免阳光直射，严禁排放膜组件内部的保护液。短期停机的情况下：停机1～3天以内，需在膜组件内部充水的状态下停机；如果停机3~7天左右，需注入浓度为20~50mg/L的次氯酸钠或二氧化氯溶液。9长期停机的情况下：膜组件要先经过次氯酸钠药洗后，再注入浓度为1%的亚硫酸氢钠溶液，其pH值应在3~6之间，保存一段时间后，应重新添加保护液。9、MOTIMO系列超滤膜装置运行程控步序表序号123456789运行步骤过滤气水反洗反冲洗排污（空）CEB1CEB2浸泡化学清洗药液循环停机水泵、阀门状态给水泵√反洗水泵√√√√化学清洗泵√自清洗过滤器√CEB计量泵1√CEB计量泵2√进水阀√回流阀√产水阀√反洗进水阀√√√√气洗进气阀√上排污阀√√√√√√下排污阀√√清洗进水阀√清洗产水阀√清洗回水阀√时间20～40min20～60s20～60s20～60s1~2min1~2min1～30min30~60min备注1.正常反洗（气水洗不加药）运行按照1－2－3－4－1程序进行。2.化学增强反洗(CEB)运行按照1－2－3－4－5（或6）－2－3－4－1程序进行。3.化学清洗药液循环运行按照4－8－7－2－3－4程序进行。4.停机打开上排污阀是为了防止进气阀泄漏导致膜系统憋压。