立升超滤膜技术手册

-1-前言立升企业成立于1992年，是中空纤维超滤膜及其膜组件的专业制造商，至今已有十几年的膜研发和生产经验。立升企业现有的超滤膜生产能力超过300万平方米/年，是世界上最大的中空纤维超滤膜及其膜组件的制造厂商之一。立升企业生产的中空纤维超滤膜分为内压式和外压式两大类，采用的膜材料主要是聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯等。立升开发的产品主要为家用超滤机及滤芯、工业膜组件。产品除了在国内销售外，还远销到了美国、日本、南非及东南亚。立升企业一贯致力于技术的创新和严格、规范的生产。立升企业在海南省海口市拥有膜的研发、生产基地，海南立昇净水科技实业有限公司是被海南省科技厅认定的高新技术企业。此外，立升企业还是很多国家级项目的独立承担单位。立升“毛细管式超滤机”被列为98年“国家级火炬计划项目”、立升“超低压免换芯净水超滤机”被列为2000年国家科技攻关项目，立升“PVC合金毛细管超滤膜的开发和应用”被科技部列为“十五”国家科技攻关项目。-2-1．立升超滤膜组件设计和维护1.1立升超滤膜组件基本技术说明立升LH3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，超滤膜平均截留分子量为100,000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、不易脏堵等特点。超滤膜组件的端头采用环氧树脂浇铸的方法封装。由于立升超滤膜具有低压下产水量较大的特征，所以立升倡导低压运行的理念，在低压条件下，膜表面的浓差极化现象得到了缓解，被截留物形成的滤饼不易被压实，所以膜组件会更容易清洗，可以用相对较小的流量和较少的水量将膜清洗干净，可以大大延长膜化学清洗的周期。立升超滤膜可用于去除水中的悬浮微粒、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。立升企业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英寸等多种规格的膜组件，他们的长度分别是60英寸或50英寸。直径为10英寸、6英寸的两种组件的外壳使用了耐压耐腐蚀的PVC；4英寸直径的膜组件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。立升超滤膜稳定和优秀的表现使立升超滤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。立升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、工业循环用水或污水处理中的阶段处理等项目。1.2立升超滤膜组件应用范围立升超滤膜组件已在下列领域得到了广泛的应用：1.反渗透的预处理和后处理，原水包括海水、地表水、井水、废水等。2.城市、乡镇、农村饮用水供水处理。3.冷凝水回用，食品、饮料加工用水的处理。4.制药用水除热源。5.市政用水，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。9.医学治疗领域中各种透析、血液过滤等。-3-1.3立升超滤膜组件技术性能参数最新的立升超滤膜组件采用了我司专利技术生产的PVC合金超滤膜，拥有如下优点：膜材料是耐污染、亲水的改性PVC。通量持久稳定，抗污染能力强。可以短时承受200ppm余氯环境，适用的pH范围为2-13。完全除菌，产水浊度小于0.1NTU。交叉流设计，排除脏堵，提高寿命。产品水的SDI151（原水浊度小于20NTU时的测试值）。PVC合金超滤膜部分组件规格及性能表型号LH3-0450-VLH3-0650-VLH3-0660-VLH3-0680-VLH3-1060-V性能初始产水量（T/h）①3456.815设计产水量（T/h）0.5-1.20.6-1.60.9-2.21.1-2.92.4-6.4设计通量（L/m2/h）60-160产水污染指数（SDI15）②＜1产水浊度③＜0.1NTU去除0.1μm以上颗粒(10wt%)④滤后水中0.1μm以上颗粒含量为0.3-0.5个/ml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1ml产水水样中未检出规格组件外形尺寸（mm）Ф143x1358Ф187x1398Ф187x1698Ф187x2198Ф277x1715类型内压式中空丝膜材质合金PVC封胶材料环氧树脂截留分子量（道尔顿）100，000标准膜面积（m2）810131840-4-（续上表）型号LH3-0450-VLH3-0650-VLH3-0660-VLH3-0680-VLH3-1060-V规格中空纤维丝数量24003100310031009100中空纤维丝内外径(mm)1.0/1.66建议工作条件建议透膜压力（TMP）（MPa）0.04-0.08最高进水压力（MPa）0.3最大跨膜压差（MPa）0.2最大反洗跨膜压差（MPa）0.15上限温度（℃）40下限温度（℃）5pH值耐受范围2-13运行方式全量过滤或错流过滤典型工艺条件反洗流量（T/h）2－3倍产水流量反洗压力（TMP）（MPa）0.06-0.12反洗时间（sec）20-180反洗周期（min）20-60顺冲流量（T/h）1.5－2倍产水流量顺冲时间（sec）10－30顺冲间隔（min）10－60化学清洗周期（d）6-180化学清洗时间（min）15-120化学清洗药品柠檬酸、NaOH/NaClO、H2O2①初始产水量是指在25℃，0.10MPa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（原水6～10秒钟堵死SDI测试仪膜片）；③是指进水浊度＜50NTU时的测量值；④为配制水；-5-备注：1．立升超滤膜为节能、大通量型，在0.04MPa透膜压力下运行便可得到满意的产水通量，故设计系统时建议透膜压力设计在0.04～0.08MPa范围内，设计系统时应对原水中100μm以上颗粒先去除，系统采用死端过滤，定时反洗的方法来维持膜的稳定通量，在对超滤膜进行反冲洗时，可采用在反洗的同时进行顺冲，这样能用较少的水量，很短的时间将膜清洗干净，对浊度较大的水可每隔10－20分钟进行一次顺冲。2．上表中的数据仅供参考。1.4立升超滤膜组件使用条件和清洗方法型号LH3-0450-VLH3-0650-VLH3-0660-VLH3-0680-VLH3-1060-V工作条件最大进水压力0.3MPa最大跨膜压力差0.2MPa最大抗余氯能力200ppm短时最大耐H2O2能力200ppm短时最大进水浊度200NTU工作温度5-40oCpH值耐受范围2-13操作模式全流或错流，定时反洗膜的清洗反洗压力0.06-0.12MPa反洗流量1.0-2.0m3/h2.0-4.0m3/h3.0-5.0m3/h4.0-7.0m3/h6.0-10.0m3/h反洗时间20-180sec药物清洗频率6-180d药物清洗时间15-120min清洗化学药剂NaOCl/H2O2/NaOH/柠檬酸除菌化学药剂NaOH/H2O2/戊二醛-6-以上数据仅供参考，测试条件为：25oC,0.12MPa。清洗应在超滤膜没有造成严重污染之前进行，这样很容易使膜的通量恢复到初始状态，清洗的间隔应该按时间来计算而不宜按压差的上升幅度或以过滤水量的多少来计算，清洗的时间间隔以现场原水的试验为依据。1.5立升超滤膜组件的结构尺寸图一LH3-0450-V结构尺寸图图二LH3-1060–V、LH3-0680/0660/0650–V结构尺寸图-7-表1.5.1各型号本机尺寸尺寸(mm)型号ABCDELH3-1060-V160016801713.5172.5ø277LH3-0680-V209021642198.5127.5ø187LH3-0660-V159016641698.5127.5ø187LH3-0650-V129013641398.5127.5ø187表1.5.2各型号接口尺寸及重量型号项目LH3-1060-VLH3-0680-VLH3-0660-VLH3-0650-VLH3-0450-V接口尺寸（mm）VICTAULIC2VICTAULIC11/2VICTAULIC11/2VICTAULIC11/2外牙G3/4净重（kg）372821189.34湿重（kg）86.544.538.933.417.41.6超滤膜组件运行说明立升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，所有进入立升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。一般当原水的浊度小于20NTU，COD小于5时，我们强烈建议采用全量过滤，反洗的间隔时间可以设计为30分钟，期间，可根据浊度的变化，采用每10分钟顺冲10秒，使被膜截留的物质还没有在膜表面形成硬垢和对膜造成深度污染之前将其排出，便于膜通量的稳定。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，对膜造成污染。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1－3分钟的反洗。反洗可用手动或自动控制程序来执行。一般反洗的步骤为：-8-●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。膜的透水速率会下降，为了恢复膜的通量，需要定期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/200ppmNaClO(pH=12)。确定系统该何时化学清洗是由系统的运行状态决定的，当系统的跨膜压差达到0.8—0.12MPa时，系统就应该进行化学清洗了。清洗后，在系统设计的跨膜压差范围内，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。调整顺冲和反洗的频率及其运行时间。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。对修补过的膜组件要进行冲洗，尽量将进入产水端的杂质清理干净，避免造成对其他膜的污染。检验膜组件完套性的方法为：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0.04-0.06MPa，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。（如果设备长期不用，设备保养不好造成膜脱水，膜丝在0.04-0.06MPa时，压缩空气可以透过膜，会造成膜破损的假相，对脱水不是特别严重的膜丝可采用酒精浸泡恢复部分通量。）下表列出了各运行模式下单根膜组件中水流的方向：4寸6寸、10寸正常过滤全量A→CA→B错流A→BA→CA→BA→C反洗顺冲A→BA→C反冲C→AC→BB→AB→CAC-9-等压冲洗A→BA→C化学清洗A→BA→CA→BA→C完整性测试C→AC→BB→AB→C2．超滤系统设计