超濾系統(tǒng)應(yīng)用探討

超濾系統(tǒng)應(yīng)用探討第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容提要公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品DOW超濾的運(yùn)行過程我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品DOW超濾的運(yùn)行過程我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四全球領(lǐng)先的科技公司，2007年銷售額達(dá)到540億美元1897年由HerbertH.Dow在美國密歇根州米德蘭市創(chuàng)立在全球37個國家設(shè)有180余處生產(chǎn)基地，可供應(yīng)3,500多種產(chǎn)品在全球約有42,000名員工陶氏簡介公司創(chuàng)始人：HerbertH.Dow第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四1930s－開始對華貿(mào)易1957－在香港設(shè)立辦事處1968－在臺北設(shè)立辦事處1972－開始向中國直接銷售1976－香港青衣聚苯乙烯工廠投產(chǎn)1980－在北京設(shè)立辦事處1981－在上海設(shè)立辦事處1989－成立浙江太平洋化學(xué)有限公司1998－廣州聚氨酯組合料工廠投產(chǎn)2002－張家港基地投產(chǎn)2004－設(shè)立大中華區(qū)，總部設(shè)在上海2005－宣布在中國設(shè)立陶氏研發(fā)及信息技術(shù)中心2006—全資收購歐美公司，水凈化部成立陶氏大中華區(qū)大事記第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四十一大生產(chǎn)基地五大業(yè)務(wù)中心1,400多名員工2007年銷售額逾33億美元

香港

寧波南崗廣州

ZJG北京上海臺北武漢中山新竹南通業(yè)務(wù)中心生產(chǎn)基地

地區(qū)總部陶氏大中華區(qū)湖州第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四我們的愿景，使命，價值觀與戰(zhàn)略愿景：成為全球規(guī)模最大、盈利最佳且最受尊敬的化工公司使命：通過掌握和運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)，堅持不懈地改進(jìn)可推動人類進(jìn)步的因素價值觀：誠信并以人為本戰(zhàn)略：加強(qiáng)陶氏專營基礎(chǔ)化學(xué)品業(yè)務(wù)的優(yōu)勢，優(yōu)先對功能性化學(xué)品業(yè)務(wù)投資第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四DOW能為您提供什么？RawWaterStorageTankReclaim(Recovery)SystemUFUVSecondaryLoop(PolishingStage)Pre-treatmentSystemStorageTankFinalPolisherMultiMediaFilterorUFStorageTankPointofUseOptionalDischargeStorageTankPrimaryLoop(RoughingStage)2B3TSystem(UPCORE*System)SinglePassRO+WorkingMixedBedDoublePassROSinglePassRO+CDIorEDIPolishingMixedBedOptionalROIXUFEDI*陶氏是世界上唯一能同時提供包括：超濾，反滲透，電除鹽（EDI）和離子交換樹脂在內(nèi)的關(guān)鍵水處理產(chǎn)品的全球性公司第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四DOW超濾和EDI水處理產(chǎn)品選擇SFP2680SFP2660SFP2860產(chǎn)品(Product)膜組件(Membrane)電除鹽組件(EDI)超濾膜(UF)MBR膜（浸沒式）EDI210&UEDI316第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四DOWSFP超濾膜的介紹膜形式外壓式中空纖維膜材料PVDF（聚偏氟乙烯）殼體材料UPVC（聚氯乙烯）公稱膜孔徑0.03um膜絲外徑1.3mm組件型號組件公稱膜面積

m2(ft2)組件重量（濕態(tài)）

kg(1b)組件尺寸

(mm)SFP264020(215)22(49)165·1356SFP266033(335)32(71)165·1856SFP268044(474)44(97)165·2356SFP286052(560)83(183)225·1860SFP288070(753)98(216)225·2360最大進(jìn)水壓力≤6.0bar(87psi)產(chǎn)水濁度（NTU）≤0.2NTU產(chǎn)水SDI（15min）≤2.5TOC去除率（占產(chǎn)水百分比）20%-60%目前的主力產(chǎn)品第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四特點：小篩分孔徑和高填充密度在保證產(chǎn)水質(zhì)量前提下增加單位體積的產(chǎn)水量。缺陷少對進(jìn)水水質(zhì)的要求寬化學(xué)穩(wěn)定性高，適應(yīng)化學(xué)清洗劑清洗方便抗拉、抗壓強(qiáng)度高低運(yùn)行成本膜絲斷面SFP超濾膜的特點

1st

分離層進(jìn)水(O/I)LumenArea2nd

分離層0.30mm厚度第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜的特性–化學(xué)穩(wěn)定性聚偏氟乙烯（PVDF）材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性是各類膜材質(zhì)中最優(yōu)異的，耐受氧化劑等化學(xué)藥品的持續(xù)清洗能力強(qiáng)。第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜的特性–強(qiáng)度未加工的聚合物強(qiáng)度——使用高分子量PVDF[>300,000]無需加強(qiáng)材料的超強(qiáng)度膜結(jié)構(gòu)第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四典型系統(tǒng)流程圖膜系統(tǒng)的基本構(gòu)成第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)場照片模塊化的設(shè)計和小的占地空間第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四哪些因素影響膜過濾過程？宏觀流道與顆粒雜質(zhì)---內(nèi)壓？外壓？微觀流道（孔徑、臨界通量）---MF?UF?膜與雜質(zhì)的相互作用---膜材質(zhì)的選擇水本身（溫度）－－－膜的選擇原理第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四1：宏觀流道——內(nèi)壓？外壓？污染物在膜絲兩端的累積外壓膜具有各大的過濾空間（是內(nèi)壓膜2倍左右）---更高的抗污染性能第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)壓式，流道空間固定，當(dāng)進(jìn)水懸浮物含量較高時，宜采用錯流過濾，或者降低水回收率。假設(shè)原水懸浮物含量50mg/L，錯流過濾，單程回收率95％，則出水端的懸浮物含量高達(dá)1000mg/L。采用內(nèi)徑更大的管式膜來處理發(fā)酵液、活性污泥等高懸浮物體系。項目內(nèi)壓膜1內(nèi)壓膜2外壓膜1流動形式內(nèi)壓內(nèi)壓外壓纖維外徑/內(nèi)徑,mm1.3/0.81.3/0.81.25/0.7預(yù)過濾精度要求,μm150150300進(jìn)水最大濁度，NTU1001003001：宏觀流道——內(nèi)壓？外壓？第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四外壓包括浸沒式，流道空間不固定，常采用夾氣清洗的方式，利用氣泡的剪切、湍動提高清洗效果。內(nèi)壓式采用夾氣方式效果不明顯，多采用分散化學(xué)清洗（CEB）的方式。引發(fā)清洗的問題1：宏觀流道——內(nèi)壓？外壓？第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四1.宏觀流道問題小結(jié)外壓式操作，對來水最大顆粒粒徑要求寬松；外壓式操作，允許進(jìn)水更高的懸浮物含量；外壓式操作，單程回收率更高，應(yīng)對水質(zhì)波動能力強(qiáng)；外壓式操作，采用廉價的氣水混合清洗效果更好。第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四為什么選擇“UF”？UltrafiltrationMicrofiltrationPermeateFlux時間MicrofiltrationUltrafiltrationCIP/BWFluxUFMF清洗通量恢復(fù)好通量衰減快2：微觀流道——孔徑？第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四更小的過濾精度更好的產(chǎn)水水質(zhì)為什么選擇“UF”？第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四表1MF設(shè)計情況項目參數(shù)備注設(shè)計產(chǎn)水量200T/H/套膜面積50m2回收率90％膜組件數(shù)30支/套設(shè)計通量133l/m2.h設(shè)計通量過大產(chǎn)水流量6.7m3/hr/支MF?UF?表2.MF實際運(yùn)行情況項目參數(shù)備注實際產(chǎn)水量(平均)90T/H/套為設(shè)計值的45％膜面積50m2回收率（平均）～75％膜組件數(shù)30支/套實際運(yùn)行通量60l/m2.h為設(shè)計值的45％產(chǎn)水流量3m3/hr/支---實際案例研究MF:實際運(yùn)行通量衰減超過45％！??！第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四表3.運(yùn)行情況No.項目頻率時間1反洗周期30～50min2～4min2化學(xué)加強(qiáng)洗（EFM）1～2次/天80分20秒3化學(xué)清洗周期10天8小時4MF壓差（TMP）1~1.5Bar項目EFMCIP藥品濃度100～1000ppm,NaClO2000mg/L檸檬酸1000~5000ppm,+2%NaOH/2%檸檬酸清洗時間80.2min8小時時間間隔1～2次/天10天MF?UF?頻繁的化學(xué)清洗和高的藥耗第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四2：微觀流道——結(jié)構(gòu)、材料、應(yīng)用？海綿體，抗壓密，強(qiáng)度高指狀孔海綿體（DowTMUF)優(yōu)點流動阻力小流動阻力大缺點抗壓密性差，強(qiáng)度差抗壓密性好，強(qiáng)度好適用疏水性材料；硬脆親水性材料；柔韌指狀孔，短時通量高指狀孔海綿體第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四2.微觀流道問題小結(jié)超濾過濾精度高；超濾可能初始通量低，但長期通量高；存在臨界通量，宜通過小試、中試等確定合理的設(shè)計通量；膜絲需要一定的抗壓強(qiáng)度，否則不能保證長期供水量。第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四使用某種絮凝劑，增加懸浮物含量，但是改善了凝膠層的性質(zhì)，顯著提高通量可以建立一種評價通量衰減的方法，或者反映凝膠層性質(zhì)的參數(shù)，以定量表述此現(xiàn)象。膠體或者懸浮物的帶電性質(zhì)3：膜材料與雜質(zhì)的相互作用第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四材質(zhì)的選擇規(guī)模（m3/h)投運(yùn)時間MBR/UF材質(zhì)燕山石化120004-6PVDF燕山石化40004-10PVDF齊魯石化15004-6PVDF哈石化13006-3PVDF…….>90％的石化廢水回用采用PVDF超/微濾膜！Why?第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜材料的一些物理性能膜材料熔點其他物理性質(zhì)應(yīng)用聚丙烯腈(PAN)-機(jī)械強(qiáng)度j較差(1)果汁飲料的濃縮與精制(2)水的凈化與除菌聚醚砜(PES)剛性材料,柔軟性較差不同的工業(yè)廢水水的凈化與除菌市政污水海水淡化食品和制藥業(yè)聚偏氟乙稀(PVDF)176機(jī)械強(qiáng)度好,柔軟性好,耐熱好不同的工業(yè)廢水水的凈化與除菌市政污水海水淡化食品和制藥業(yè)聚氯乙稀(PVC)175機(jī)械強(qiáng)度較好水的凈化中空纖維物理性質(zhì)PVDFPS/PESNaOCl最大清洗濃度,ppm2000~5000100~500第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜材料的化學(xué)性能更寬的應(yīng)用范疇第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜材質(zhì)對水中化學(xué)物的適應(yīng)性比較有機(jī)物PVDFPES冰醋酸CN苯甲醇CN氯仿(三氯甲烷)CN氯甲烷CN三氯乙烷CN丙酮CN甲乙酮LN醋酸乙酯LN二甲基亞砜DMSONN四氫呋喃NN苯胺NN二乙基乙酰胺NN吡啶SL苯酚，10％水溶液LN第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四3.膜與雜質(zhì)的相互作用小結(jié)雜質(zhì)帶電性質(zhì)對超濾通量影響很明顯；絮凝劑、氧化劑等可以調(diào)劑水質(zhì)，顯著改善膜的污堵；有機(jī)物類的吸附污堵因有機(jī)物的種類不同而千差萬別；對膜進(jìn)行的必要化學(xué)清洗要求膜材質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好，PVDF是目前最佳的選擇。第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四TempViscositycP°C/

°CcPcP40°C41.56772.39101.30771.99181.05581.61201.00491.53250.89351.36300.80071.22350.72251.10400.65601.00450.59880.91500.54940.84550.50640.774.水本身的性質(zhì)－溫度（粘度）flux

=ε*D2*PTM*

φ

/(k*?t*μ)第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四過膜壓差——水溫對產(chǎn)水量/壓差的影響第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四對超濾的性能要求－Summary可靠的去除效果耐化學(xué)清洗（尤其是耐氧化性）---應(yīng)對膜的污堵高污染負(fù)荷---可經(jīng)受水質(zhì)的波動高機(jī)械強(qiáng)度---可經(jīng)受頻繁的清洗---高抗老化性寬的進(jìn)水限制---降低預(yù)處理的投資---膜的耐沖擊性均一的產(chǎn)品品質(zhì)第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品DOW超濾的運(yùn)行過程我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四概要化學(xué)清洗(CIP)氣洗反洗化學(xué)分散洗(CEB)－在水質(zhì)特別差或水質(zhì)波動較大時可選正沖洗反洗周期過濾運(yùn)行過程:DOW超濾膜組件的運(yùn)行過程第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四FiltrationUltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluent第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四UltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluentAirScour第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四AirScour-DrainUltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluent第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四BackwashTopUltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluent第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四UltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluentBackwashBottom第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四TypicalFlowDiagram(Dead-EndMode)UltrafiltrateRawWaterFilter200-300mBackwashTankAirChemicalsBackwashPumpFeedPumpEffluent第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四CIP過程CIP:有機(jī)物、微生物污染:0.1%NaOH0.2%NaCIO(Cl2)無機(jī)物污染:1~2%檸檬酸,0.4%HCI

壓力：3bar流量：1-1.5m3/hr/膜PumpCIP溶液箱第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品DOW超濾的運(yùn)行過程我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四超濾系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)水添加混凝劑的經(jīng)驗；來水需認(rèn)真控制微生物的經(jīng)驗沿河企業(yè)夜間偷排污水影響超濾的經(jīng)驗通量過高造成的清洗頻繁頻繁化學(xué)清洗對膜材料的要求廢水中潛在有機(jī)物對膜材料的破壞作用分散清洗頻率高增大運(yùn)行費(fèi)用來水懸浮物不穩(wěn)定造成超濾污堵第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四通量的選擇經(jīng)驗選擇高初始通量，TMP上升較快，CIP頻率高！A組件通量衰減，采用高頻率的維持性化學(xué)清洗高初始通量？－－－通量衰減快，壓差上升快，清洗頻率高低初始通量？－－－通量衰減慢，壓差上升慢，清洗頻率低第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四對于不同水源，兼顧投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，選擇合適的通量值！---通量與投資費(fèi)用&運(yùn)行費(fèi)用通量的選擇經(jīng)驗第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)水地下水地表水石灰軟化、混凝、澄清、過濾……超濾反滲透濃水海水活性碳反洗水EDI經(jīng)生化處理的廢水主要污染物指標(biāo)：懸浮物(ss)、濁度（NTU）、膠體等---超濾能去除的污染物

CODcr、BOD5、N-NH3、總磷（TP）、油等微生物（厭氧菌、好氧菌等）

TDS、硬度、堿度、總鐵、二氧化硅、重金屬、難溶鹽等超濾的污染物超濾預(yù)處理工藝的選擇經(jīng)驗第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四源水水質(zhì)波動的經(jīng)驗解決方案：加強(qiáng)預(yù)處理預(yù)處理工藝的選擇？原水→自清洗過濾器→超濾原水→混凝/澄清→超濾原水→MMF→超濾。。。。。。周期性調(diào)整加藥

---夏季微生物滋生時，可考慮增加氧化殺菌劑的投加量，同時注意還原劑投加量的調(diào)整調(diào)整膜系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

---反洗、清洗參數(shù)的調(diào)整第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四溫度波動的經(jīng)驗解決方案:（1）換熱裝置的添加（2）按低溫設(shè)計膜系統(tǒng)（3）原水的勾兌。。。。。。大唐王灘海水淡化：該項目海水水溫季節(jié)波動較大（0～27℃），對超濾和反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行影響較大：解決方案：（1）冬季可抽取電廠冷卻水的排水，其水溫可比原海水提高約10℃；（2）系統(tǒng)的設(shè)計水溫為10～15℃的低溫。－－－玉環(huán)電廠也采?。?）的方法第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四膜污染控制的經(jīng)驗UF系統(tǒng)：微生物污染---氧化殺菌劑的使用問題有機(jī)物污染絮凝劑污染---絮凝劑的投加量問題腐質(zhì)酸污染RO系統(tǒng)：微生物污染(厭氧菌）---氧化殺菌劑的使用問題---非氧化殺菌劑的使用問題有機(jī)物污染絮凝劑污染EDI系統(tǒng):RO產(chǎn)水箱到EDI系統(tǒng)間的管路二次污染問題－－－增加保安過濾器？減少了顆粒對EDI進(jìn)水流道的污堵，增加了微生物污染的幾率（建議連續(xù)運(yùn)行）第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四超濾膜應(yīng)用的注意事項知道?原水如何變化？污染物來源？如何污堵？如何清洗？選擇何種清洗藥劑？通量是否可恢復(fù)？超濾膜絲是否機(jī)械受傷？是否老化？注意!膜不是萬能的；要充分重視水源的復(fù)雜性；要充分重視超濾的預(yù)處理工藝的選擇；系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計要科學(xué)。第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四公司與產(chǎn)品簡介如何選擇超濾產(chǎn)品DOW超濾的運(yùn)行過程我們的經(jīng)驗是什么應(yīng)用領(lǐng)域與案例Q&A第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四DOW