超濾膜技術(shù)綜述 北京源通盛元科技有限公司

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諾芮特超濾膜技術(shù)是針對(duì)大型水處理工程開發(fā)的膜過濾技術(shù)。它采用了超濾膜，這種膜采用標(biāo)準(zhǔn)的8寸設(shè)計(jì)，其平均孔徑為0.010～0.025μm，孔徑不超過0.025μm。這樣充分了尺寸水中大于0.025μm的顆粒，如膠體、固體顆粒、病菌、隱性孢子等被完全過濾掉。因此了通過諾芮特超濾膜過濾后的出水能有效去除懸浮物，長期保持，可以直接使用，或者作為反滲透等深度處理的進(jìn)水。諾芮特超濾膜具有的耐化學(xué)腐蝕的性能。因此可以在廣泛的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行操作，且耐氧化，可以用來處理加氯處理后的水以及用強(qiáng)氧化劑進(jìn)行清洗。
諾芮特是一種靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，易擴(kuò)展。端蓋可將膜組件連接到系統(tǒng)管道上，在（半）閉塞端進(jìn)行工藝操作。
諾芮特膜采用內(nèi)壓式過濾（即水從內(nèi)向外流動(dòng)），這樣了被膜截留的物質(zhì)非常容易通過反洗，或者化學(xué)加強(qiáng)反洗去掉。內(nèi)壓式過濾的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，進(jìn)水不會(huì)與膜的外表面接觸，從而污垢不會(huì)在膜絲之間堆積。一旦污垢在膜絲之間堆積，這部分污垢是相當(dāng)、有時(shí)甚至是不可能被去除的。
工藝描述
由于膜技術(shù)的快速發(fā)展，超濾已經(jīng)應(yīng)用到大規(guī)模的過濾過程中，而且這種進(jìn)展由于采用了被許多超濾過程采用的錯(cuò)流過濾，而更加具有吸引力。錯(cuò)流的方式確實(shí)提高了超濾過程的表現(xiàn)，但是一個(gè)致命的缺陷妨礙了這種過濾方式在大規(guī)模的過濾過程中的應(yīng)用：就是非常高的運(yùn)行能耗。諾芮特超濾工藝使用全流過濾（Dead-end mode）成為可能。采用這種過濾模式TM的運(yùn)行能耗僅僅為錯(cuò)流過濾能耗的一部分。并且在這種工藝中， 發(fā)明了一種目前已經(jīng)廣為接受的工藝方式，即保持出水量恒定（恒流）的方式。因此，膜過濾壓降（TMP）將隨著過濾過程的進(jìn)行不斷升高。這就需要間隔一段時(shí)間，就進(jìn)行反洗，來控制TMP的升高。同時(shí)我們還推薦，間歇地加入雙氧水、次氯酸等消毒劑來控制細(xì)菌的增長，有助于減少TMP的增加。另外，還需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗劑可采用氫氧化鈉、EDTA、檸檬酸等。
過濾
諾芮特組件由PVC外筒和中心出水管，以及中空纖維膜絲組成，膜絲材料為聚醚砜和聚乙烯吡咯酮共混材料。中空纖維膜絲由2－3cm的環(huán)氧樹脂密封在PVC外筒中，原水從毛細(xì)管的內(nèi)部進(jìn)入。過濾時(shí)，比膜孔徑大的顆粒被截留在膜的表面，并存留在毛細(xì)管間。而濾液，以及包含在濾液中的離子和小于膜孔徑的顆粒物通過膜表面，并被收集到中心集水管中。
上述即為過濾過程。過濾過程的驅(qū)動(dòng)力來自進(jìn)水（進(jìn)入毛細(xì)管）和出水（出毛細(xì)管）之間的壓力差，即所謂的過濾壓降（TMP）。由于諾芮特用了全流過濾，因此TMP非常低，通常為0.5bar。雖然隨著操作的進(jìn)行TMP會(huì)不斷增加，但是保持低水平的TMP是非常重要的。過濾過程的TMP不能超過1bar超過1bar的過濾壓降，會(huì)導(dǎo)致在膜的表面形成無法反洗掉的污垢。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和使用的膜的種類不同，典型的過濾膜通量為65－135L/mP.h，間歇過濾的時(shí)間為10－60分鐘。
反洗
如果不及時(shí)除去，保留在毛細(xì)管膜表面的顆粒物將堵塞膜孔，從而使TMP增加。因此間歇性的反洗是的。在反洗時(shí)，反洗水的水流方向與過濾時(shí)相反。干凈的過濾出水，在壓力作用下，從毛細(xì)管膜的外部向內(nèi)部沖洗，從而將污垢帶出毛細(xì)管膜。同樣，在反洗過程中控制TMP同樣重要。反洗TMP為3bar。反洗過程中TMP，并非重要指標(biāo)。將污物運(yùn)出毛細(xì)管的速度同樣為重要指標(biāo)，推薦反洗的膜通量為250－300L/mP.h。另外，反
洗時(shí)間要能夠?qū)⑺形畚锴逑闯?；并且不僅僅是清除出膜組件，而且要清除出膜系統(tǒng)。通常所采用的反洗時(shí)間為30－40秒。
化學(xué)加強(qiáng)反洗（CEB）
在反洗無法除去所有污物的情況下，通過在反洗時(shí)加入化學(xué)藥劑可以加強(qiáng)反洗的效果（化學(xué)加強(qiáng)反洗）。當(dāng)使用消毒劑的情況下，系統(tǒng)也可以通過CEB過程進(jìn)行消毒。CEB過程包括一個(gè)正常的反洗過程、采用化學(xué)藥劑反洗（藥劑可以通過帶加藥單元的反洗泵加入）、浸泡過程、將化學(xué)藥劑沖出的反洗過程。在CEB過程中，非常重要的一點(diǎn)是在加入化學(xué)藥劑前的反沖洗時(shí)，要將絕大部分污垢去除。這樣能夠，化學(xué)藥劑可以直接作用到那些“難以去除的”污垢上。同樣重要的是整個(gè)壓力容器中要充滿化學(xué)藥劑，即合理的加入量和合理的浸泡時(shí)間。藥劑浸泡后，要將所有的化學(xué)藥品反沖出整個(gè)系統(tǒng)。整個(gè)CEB過程中，TMP不能超過3bar，膜通量為250－300LmP.h。2CEB所使用的藥劑根據(jù)原水水質(zhì)可能產(chǎn)生的污垢進(jìn)行選用，例如：對(duì)于主要污染物為氧化錳和氫氧化鐵的地下水的砂濾反洗水，可采用HCl/HBOBB(BpH=2/200ppm)，當(dāng)應(yīng)用于地表水預(yù)處理時(shí)，采用的清洗藥劑可為NaOCl(200ppm)。
化學(xué)清洗
當(dāng)使用了所有的清洗方法（反洗和化學(xué)加強(qiáng)反洗）后，TMP仍然升高并超過了1bar時(shí)，我們推薦使用采用不同化學(xué)藥劑的化學(xué)清洗。同樣對(duì)于膜的消毒，我們建議定期，如每個(gè)月一次，在CEB過程中采用不同的消毒劑?；瘜W(xué)清洗采用哪種藥劑有效，取決于原水產(chǎn)生的污物種類，以及標(biāo)準(zhǔn)CEB中所采用的藥劑。
特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
8寸標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
諾芮特超濾過程采用標(biāo)準(zhǔn)8寸膜外殼，這與常用的反滲透裝置8寸膜組件的放置方式是一樣的。但是為由于超濾是低壓過程，這種膜外殼的壓力設(shè)計(jì)較反滲透要降低很多從而這種膜外殼的投資大大低這種低壓超濾標(biāo)準(zhǔn)膜組件的外殼可以從很多供應(yīng)商處購得。
膜組件的可互換性
始終堅(jiān)持開放的設(shè)計(jì)思路，因此其已經(jīng)成為國際認(rèn)同的超濾標(biāo)準(zhǔn)。并且諾芮特沒有通過專利或其他方法將這種8寸膜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)據(jù)為，因此大部分膜系統(tǒng)都采用了這種設(shè)計(jì)。這種標(biāo)準(zhǔn)的8寸膜設(shè)計(jì)所帶來的好處就是，在未來可以帶來膜產(chǎn)品在價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上用戶在安裝了膜系統(tǒng)后，不必面臨只能從一個(gè)公司購買膜產(chǎn)品的困境。
方便采購
超濾膜的重要用途之一是作為反滲透過程的預(yù)處理，因此將超濾膜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的8寸形式，將給采購帶來方便。因?yàn)橛脩魪拇蟛糠址礉B透外殼提供商那里，同樣可以購買到超濾膜外殼，從而通常還會(huì)節(jié)省一些費(fèi)用。
施工現(xiàn)場(chǎng)要求低
超濾系統(tǒng)可以安裝在任何有足夠承重能力的平坦地面上。而不需要任何現(xiàn)場(chǎng)裝置，如放置膜的水箱等。
運(yùn)行方便
超濾膜系統(tǒng)完全自動(dòng)運(yùn)行：過濾、反洗、化學(xué)加強(qiáng)反洗都由控制系統(tǒng)監(jiān)控。完全不需要人工拆卸清洗。因此運(yùn)行費(fèi)用僅包括化學(xué)清洗劑的費(fèi)用和整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。高通量/低壓力節(jié)省能源諾芮特超濾膜可以在運(yùn)行時(shí)保持較高的通量。根據(jù)用途的不同，通量可以為60～135L/mPh。由于諾芮特超濾膜的，了超濾系統(tǒng)的運(yùn)行壓力非常低，通P常為0.3~0.8bar。從而系統(tǒng)僅需要非常低的運(yùn)行能耗，一般為0.1~0.2kWh/mPP3
相同出水量條件下，所需膜面積小
因?yàn)槌瑸V系統(tǒng)在膜通量較高的條件下運(yùn)行，因此相同出水量條件下所需的膜面積較少。從而膜的維護(hù)和更換工作降低。
膜清洗費(fèi)用低
諾芮特膜技術(shù)通常采用常見的化學(xué)藥品對(duì)膜進(jìn)行清洗。另外在清洗時(shí)，只需將化學(xué)清洗劑浸滿膜腔和連接管道即可，因此大大降低了化學(xué)清洗劑的使用量，這不同于浸入式膜技術(shù)在清洗時(shí)，需要將整個(gè)水箱充滿清洗劑。
高耐化學(xué)腐蝕
諾芮特超濾膜可以在廣泛的化學(xué)環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)行和清洗。清洗時(shí)pH值可以在1～13之間。并且由于其高耐氧化性，因此諾芮特超濾膜可以用來處理加氯后的水，以及用次氯酸鈉、雙氧水等強(qiáng)氧化劑進(jìn)行清洗。
智能系統(tǒng)方便穩(wěn)定的運(yùn)行
采用智能系統(tǒng)控制超濾過程。智能控制系統(tǒng)（CIS）可以監(jiān)測(cè)進(jìn)水的水質(zhì)情況，并將其傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)，從而調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。如在進(jìn)水濁度較低的條件下，適當(dāng)調(diào)整反洗頻率。
在線測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行可靠
開發(fā)出了針對(duì)超濾系統(tǒng)的在線測(cè)試技術(shù)。對(duì)于典型的應(yīng)用，如飲用水生產(chǎn)，開發(fā)了SIM系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以在線測(cè)試1μm顆粒的去除率等指標(biāo)。對(duì)于非常用系統(tǒng)，我們開發(fā)了一種新的系統(tǒng)這種系統(tǒng)是傳統(tǒng)壓力測(cè)試系統(tǒng)的，其方法是將進(jìn)水端的水排出，然后在進(jìn)水端施加特定值的氣壓，通過測(cè)定開放的出水端空氣流速率，確定膜絲的完整性，一個(gè)測(cè)試在10分鐘內(nèi)即可完成。
持續(xù)提供供水
諾芮特超濾膜孔徑為10nm，并且孔徑分布非常集中， 這些特性了超濾膜成為了所有懸浮固體的屏障，這些懸浮固體包括細(xì)菌、膠體等。無論進(jìn)水條件如何，都能夠持續(xù)提供的供水。出水指標(biāo)如下：
?? 固體懸浮物??? <0.5mg/L
?? 濁度????????? <0.1NTU
?? 細(xì)菌去除率??? >6log
?? 病毒去除率?? >4log
? SDIB B?? ??????<<3
上述指標(biāo)，無論在何種進(jìn)水條件下都可以。
另外如果在諾芮特超濾過系統(tǒng)前在線加入絮凝劑，可以更有效地去除溶解在水中有機(jī)物、顏色、膠體等物質(zhì)。
超濾的應(yīng)用
雖然超濾可以應(yīng)用在很多的領(lǐng)域，但大規(guī)模的水處理通常集中在以下方面：
? 飲用水供水終端
? 地表水處理
? 海水處理
? 污水回用
超濾的過程
諾芮特超濾過程針對(duì)大型水處理系統(tǒng)進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)。應(yīng)用范圍包括以下為原水：
－ 地下水
－ 地表水
－ 海水
－ 污水處理廠（WWTP）出水
這些水源的懸浮固體和濁度相對(duì)較低，除了特殊情況，一般情況下SS低于50mg/L。對(duì)于這些原水，諾芮特全流過濾超濾膜可以按要求去除懸浮固體、細(xì)菌及顏色等。對(duì)于大型水處理系統(tǒng)，節(jié)省運(yùn)行能源是非常重要的考慮方面。因此諾芮特采用了節(jié)能膜系統(tǒng)，即全流過濾超濾系統(tǒng)。
基本性能
諾芮特的生產(chǎn)已有近十年的歷史，諾芮特膜以其的分離性能已廣泛的應(yīng)用于全世界各個(gè)地區(qū)，贏得了良好的口碑。諾芮特公司從2007年初開始.全面進(jìn)入中國處理領(lǐng)域，現(xiàn)可為用戶提供諾芮特40m2、諾芮特55m2等各種規(guī)格的超濾膜元件，可配套于各種規(guī)模的超濾水處理系統(tǒng)。諾芮特超濾膜元件廣泛應(yīng)用于地表水處理中，為多套R(shí)O系統(tǒng)提供了安全穩(wěn)定的預(yù)處理保障，特別是在膠體含量復(fù)雜的自然河水及中水回用處理系統(tǒng)中擁有良好的運(yùn)行工況。
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主要性能參數(shù)
膜材質(zhì)：????? 聚醚砜（PES）
膜殼材質(zhì)：??? UPCV
端蓋材質(zhì)：??? ABS
纖維支撐網(wǎng)：? 環(huán)氧
保護(hù)液：????? 0.5%甲醛水溶液
設(shè)計(jì)透量：??? 50~120l/m2.hr
設(shè)計(jì)壓力：??? 0.5~1.0bar
反洗頻率：??? 每隔20~60min一次
反洗時(shí)間：??? 30~60秒/次
反洗流量：??? 2~3倍水流量（或150~200l/m2.hr)
化學(xué)清洗頻率：每隔1~3個(gè)月操作條件
前置過濾：? 不低于100μm的過濾精度
使用PH范圍：2~13
耐受溫度：45℃
進(jìn)水壓力：3.0bar
耐氯能力：200ppm
反洗壓力：3.5bar
操作方式：? 建議內(nèi)壓式

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