『壹』 第三節超濾
膜處理技術作為一項新型的高效分離技術,因其工藝簡單、操作方便、設備緊湊、分離效果好、經濟性高,進年來在水處理、環保、醫葯、食品、化工等領域得到快速應用。在解決水資源缺乏的問題上,膜處理技術起到了非常重要的作用。在水與廢水循環回用方面,膜的特殊作用顯得十分重要,尤其在水供應缺乏的地區,更引起了人們的廣泛關注。
微濾、超濾、納濾、反滲透均屬於外力驅動型膜處理技術。目前,在幾種主要的膜分離技術中,以超濾和反滲透的應用最為廣泛。
超濾過程是以膜兩側壓差為驅動力、以機械篩分為基礎的溶液分離過程。超濾膜的孔徑為0.005~1.0μm。比超濾膜孔徑小的物質和溶解在水中的物質能作為透過液透過濾膜,不能透過濾膜的物質將被截留下來濃縮在排放液中。因此,產水(透過液)含有水、 離子和小分子物質,而膠體物質、顆粒、細菌、病毒和原生動物將被膜去除。膜分離過程為動態過濾過程,大分子溶質被膜阻隔,隨濃縮液流出膜組件。膜不易被堵塞,可連續長期使用。超濾過程可在常溫、低壓下運行,無相態變化,高效節能。圖2-4所示為超濾膜的基本原理。
要過濾的水由超濾給水泵加壓後輸送到膜組件中,由於膜內外的壓差作用,水滲過濾膜,而水中雜質則被截留,無法透過濾膜。如果分離的雜質在膜上過多沉積,會導致難溶性鹽聚集在膜表面形成覆蓋層進而結垢。為了避免這一點,往往在分離過程中讓雜質隨一部分水作為濃縮液流出去。根據膜的類型和應用不同,這樣的過程要持續進行或者在迴流時進行。超濾同傳統的凈化方式如絮凝、沉澱以及砂濾比較,其過濾的水質穩定、設備管理比較簡單,不會產生過濾殘渣或絮凝污泥等廢棄物。
當超濾用於水處理時,其材質的化學穩定性和親水性是兩個最重要的性質。化學穩定性決定了材料在酸鹼、氧化劑、微生物等作用下的壽命,還直接關繫到清洗可以採取的方法;親水性則決定了膜材料對水中有機污染物的吸附程度,影響膜的通量。超濾膜有各種類型和規格,可根據實際需要選用。
1.超濾膜制備所需的化學材料
製造超濾膜的材料有很多:但用於製造中空纖維式超濾膜的材料主要為成纖性能良好的高分子材料。對膜材料的要求是具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、耐酸鹼性、抗微生物侵蝕性和抗氧化性,並且具有良好的親水性,以得到較高的水通量和抗污染能力。目前:常用的中空纖維式超濾膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚碸(PFS)、聚碸(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能優良的聚偏氟乙烯和聚醚碸是日前最廣泛使用的超濾膜材料。
2.超濾膜組件的結構
超濾膜一般可分為板框式(板式)、卷式、管式、中空纖維式等多種結構。
板式超濾膜是最原始的一種膜結構,主要用於大顆粒物質的分離,由於其佔地面積大,能耗高, 逐步被市場所淘汰。
卷式膜組件也被稱作螺旋卷式膜組件,由於其所用的膜易於大規模工業化生產,制備的 組件也易於工業化,所以獲得了廣泛的應用,涵蓋了反滲透、納濾、超濾、微濾四種膜分離過程,並在反滲透、納濾領域有著最高的使用率。
管式超濾膜能較大范圍地耐懸浮固體和纖維、蛋白等物質,對料液的前處理要求低,對料液可以進行高倍濃縮,但設備的投資費用高,佔地面積大。
在眾多的膜組件結構形式中,目前以中空纖維式超濾膜為主,組件的結構需要考慮盡量提高膜的填充密度,增加單位體積的產水量,盡量減小濃差極化的影響,便於清洗,製造成本低。
目前中空纖維式超濾膜以其不可比擬的優勢成為超濾的最主要形式。根據緻密層位置的不同,中空纖維式超濾膜又可分為內壓膜、外壓膜兩種,如圖2-5所示。外壓中空纖濾膜是將原液經壓差沿維式超徑向由外向內滲透過中空纖維成為透過液,而其截留的物質則匯在中空纖維的外部。該膜進水流道在膜絲之間,膜絲存在一定的自由活動空間,因而更適合原水水質較差、懸浮物含量較高的情況。內壓中空纖維式超濾膜中的原液進人中空纖維的內部,經壓差驅動,沿徑向由內向外透過中空纖維成為透過液,濃縮液則留在中空纖維的內部,由另一端流出。該膜進水流道是中空纖維的內腔,為防止堵塞,對進水的顆粒粒徑和含量都有較嚴格的要求,因而適合於原水水質較好的工況。
3.超濾膜組件的截留性能
⑴對微粒的截留。利用超濾通常可以將濾液的渾濁度降到0.1NTU以下。在原水濁度不穩定的情況下:使用超濾比較合適。與傳統的凈化過程相比,超濾可以非常容易地實現自動化。
⑵對有機質的截留。有機質包括微粒、膠體和能溶於水的有機物質。由於超濾對不同類型的有機質的截留能力不同,因此其凈化效率就取決於水中有機質的成分組成。與傳統的方式相比,用超濾的方法既不必考慮沉澱作用,又不必注意凝固物的可過濾性,因為超濾的凈化效率與凝固物的形狀和密度無關。根據是否絮凝與原水的水質不同,超濾對有機質的截留率為40%~60%。
超濾系統的運行有 全流過濾和錯流過濾兩種模式,全流過濾時 · 進水全部透過膜表面成為產水;而錯流過濾時、一部分進水透過膜表面成為產水、另二部分則帶雜質排出成為濃水。全流過濾能耗低、操作壓力低,因而運行成本更低;錯流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。當超濾的濾液通量較低時、超濾膜的過濾負荷低,膜面形成的污染物容易被清除,因而長期濾液通量穩定;當濾液通量較高時,超濾膜發生不可恢復的污堵的傾向增大,清洗液的恢復率下降 · 不利於長期保持濾液通量的穩定。
(一)過濾模式
1.全流過濾模式
一般當原水中懸浮物和膠體含量較低(如SS<5、濁度<5NTU)時採用。原水以較低的錯流流速進入膜管,濃水則以一定比例從膜管另一端排出。產水在膜管過濾液側產出,水回收率通常是90%~99%,這由原水水質決定,和循環模式相比、全流過濾模式的操作成本較低,但水回收率和系統的出水能力可能會受限制。這種模式通常需要定期快沖和反沖來維持系統出力、當污物積累到一定程度時 · 就需要通過化學清洗來進行處理。
2.錯流過濾模式
原水中懸浮物含量較高及在大多數非水應用領域,需要通過減少回收率來保持膜管內部的高流速、這樣就會產生大量的廢水。為了避免浪費,排出的濃水會被重新加壓迴流到膜管內。這樣,雖然降低了膜管的回收率,但對於整個系統,回收率仍然很高。在這種模式下,進水連續地在膜表面循環,高速的循環水阻止了微粒在膜表面的堆積、並增加了濾液通量。因為較少的進水成為產水,為了一獲得相同的產率,錯流過濾模式的能耗就比全流過濾模式的大。
(二)超濾膜的運行
超濾膜運行前應按以下步序進行檢查和啟動工作:
⑴進水水質檢查。重點是檢查進水濁度,當濁度在系統限定值范圍內時、方可運行超濾設備,其次是檢查水中余氯含量及pH值。
⑵系統檢查。按工藝路線圖,檢查設備及連接是否正確,同時檢查閥門的開啟狀態是否正確。對於手動操作的系統要特別注意,開機時進水閥不能全開、濃水閥和產水閥應全開以避免開機時壓力過大,造成對超濾膜的沖擊 · 從而損壞設備。
⑶儀表的檢查。檢驗各儀表是否正常,尤其是壓力表是否完好。
⑷啟動。當做好開機前的准備工作後。可試啟動系統,即打開電源,啟動泵後,立即停止,檢查泵的葉輪轉向是否正確,泵的運轉有無異常雜訊。當確認泵正常後,方可正式啟動泵,啟動後,應檢查介面、管線有無滲漏,在自控程序運轉的第一個周期內,應檢驗閥門的啟閉是否正常,各種儀表運轉是否正常。
⑸運行。設備運行時,應定時檢查儀表是否正常,泵有無異常雜訊,產水水質是否符合要求,尤其要注意壓力表和產水流量,當出現異常時,應立即停機檢査。一般全自動控制設計時,均考慮了系統的自我保護,若出現異常,系統會自動停運並報警。設備運行過程中,應按設計要求做好設備監控和記錄工作;按設計要求定期對設備進行清洗、滅菌和消毒;應定期對設備進行排氣或檢查自動排氣閥的工作狀態。
⑹停機。①先降低系統壓力和跨膜壓差,然後停機。②當停機時間不超過7天時,可每天對設備進行20~60min(時間以一個過濾、順沖、反洗、順沖周期為准)的保護性運行,以使新鮮的水置換出設備內的存水。③當設備長期停用時,應先對設備進行徹底的清洗和消毒,然後將膜保護劑和抑菌劑注入設備中,封閉好設備所有介面,以保持膜的濕潤,防止設備內滋生細菌和藻類。
(三)超濾膜的污染
膜污染是指料液中的顆粒、膠體或溶質大分子通過物理吸附、化學作用或機械截留等作用在膜的表面吸附、沉積造成膜孔堵塞,使膜發生透過通量與分離特性明顯變化的過程。超濾過程中膜的吸附現象被認為是造成膜污染的關健,吸附污染與膜、溶劑和溶質三者的相互作用有關。由於膜組分的化學性質、結構不同、因此產生吸附作用的機理也不同、一般可分為靜電作用、疏水作用等。
(四)超濾系統的清洗
在超濾過程中,由於分離物質及其他雜質在膜表面會逐漸積聚,對膜造成污染和堵塞,因此膜的清洗是超濾系統中不可缺少的操作過程,膜的有效清洗是延長膜使用壽命的重要手段。超濾膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化學清洗兩大類,超濾系統的清洗包括水的正洗和反洗、氣洗、化學清洗等。其中,水的正洗和反洗可以清除膜表面的濾餅層;而氣法則利用氣的強烈湍流,更有效地清除膜表面的污染層;化學清洗則通過化學反應宋清除膠體、有機物、無機鹽等在超濾膜表面和內部進水形成的污堵。
(五)超濾系統反洗
超濾反洗用水為超濾產水,因為反洗水帶進的懸浮物將會集聚在支撐結構內而隨後不斷釋放出顆粒、細菌和TOC等,所以原水不適宜作反洗用水。
隨著超濾膜組件的長期使用,水中的雜質會沉積到膜上,使膜的分離性能逐漸受到影響。因此,在運行中當超濾膜的產水量下降20%以上或使用1~4個月時,需要對超濾進進行化學清洗,以便及時去除超濾膜上的污染物,防止超濾膜形成頑固性結垢 · 及時恢復膜的性能。
化學清洗分為酸性溶液清洗和鹼性溶液清洗。當進水中硬度較高或金屬離子(如鐵離子)的含量超過設計標准,從而對膜的進水側造成無機物污染時 · 需採用酸性溶液對超濾裝置進行清洗。對於生物污染的超濾膜,需採用鹼性溶液對超濾膜裝置進行清洗。清洗時應注意以下幾點:
⑴所有清洗劑都必須從超濾系統的進水側進人組件,以防止清洗劑中可能存在的雜質從緻密過濾層的背面進人膜絲壁的內部。
⑵超濾系統進行化學清洗前都先進行徹底的反洗。
⑶超濾系統的整個化學清洗過程需要2~4h;如果污堵嚴重,需要浸泡12h以上。
⑷清洗後,超濾系統停機時間如果超過三天,則必須按照長時間關閉的要求對超濾系進行保養維護。
⑸清洗液必須使用超濾產水或者更優質的水配製。
⑹清洗劑在循環進膜組件前必須去除其中可能存在的污染物
⑺清洗液溫度一般可控制在10~40℃,提高清洗液溫度能夠提高清洗的效率。
⑻必要時,可採用多種清洗劑清洗,但清洗劑和殺菌劑不能對膜和組件材料造成損傷。每次清洗後,應排盡清洗劑,用超濾或反滲透產水將系統沖洗干凈,才可再用另一種清洗劑清洗。
對反滲透膜的化學清洗不能太頻繁,以防止膜元件造成不可逆的損傷。
『貳』 UF裝置是什麼
UF裝置即超濾裝置,是一種加壓膜分離技術。
超濾裝置是一種加壓膜分離技術,即回在一定的壓力下,使小分子答溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。
由於超濾法處理的液體多數是含有水溶性生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
(2)本系統超濾裝置包含的部分有擴展閱讀:
使用領域
1、反滲透給水的預處理,高效緊湊的超濾因過濾精度很高,可以為反滲透膜提供最大限度的保護。
2、大中型飲用水廠的深度處理。
3、市政及工業廢水處理:超濾可比傳統處理工藝提供更好的處理效果,實現中水、廢水回用。
4、礦泉水的制備、飲用水、井水的脫菌處理,去除水中各種懸浮物、膠體雜質,特別是去除隱孢子、鞭毛蟲、大腸桿菌等致病微生物。
『叄』 超濾-超濾設備是怎麼運行的
超濾(UF)是一種能將溶復液進行制凈化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質,膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無機鹽及小分子有機物透過,而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留,從而達到凈化或分離的目的。超濾是動態過濾過程,被截留物質可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面,可長期連續運行。超濾膜按結構型式分為板框式(板式)、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結構。
原水-原水加壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-軟水器-精密過濾器-一級反滲透機-脫氣膜-中間水箱-中間水泵-EDI系統-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-巴氏消毒-用水點。
『肆』 超濾膜過濾的方式有哪些
超濾膜過濾方式:一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根中空纖維絲和膜殼兩部分組成,一般將中空纖維內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜,毛細管式超濾膜因內徑較大,因此不易被大顆粒物質堵塞,更適用於過濾原液濃度較大的場合。內壓式過濾:原液先從膜絲內孔進,經壓力差驅動,沿徑向由內向外滲透過中空纖維成透過液為內壓式過濾,內壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗,使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過,從而可以將吸附在膜內孔表面上的污染物沖去,恢復膜的通量。外壓式過濾:原液經壓力差驅動沿徑向由外向內滲透過中空纖維膜絲成為透過液,而截留的物質匯集在中空絲的外部時為外壓式過濾。外壓式超濾膜密封在膜殼內,水流的死角多,無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物,因而不能完全去污。
『伍』 超濾系統工藝流程圖
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的,膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位容器內充填密度高,佔地面積小等優點。以下是我為大家整理的關於超濾系統工藝流程圖,給大家作為參考,歡迎閱讀!
超濾膜的最小截留分子量為500道爾頓,在生物制葯中可用來分離蛋白質、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超濾的優點是沒有相轉移,無需添加任何強烈化學物質,可以在低溫下操作,過濾速率較快,便於做無菌處理等。所有這些都能使分離操作簡化,避免了生物活性物質的活力損失和變性。
由於超濾技術有以上諸多優點,故常被用作:
(1)大分子物質的脫鹽和濃縮,以及大分子物質溶劑系統的交換平衡。
(2)大分子物質的分級分離。
(3)生化制劑或其他制劑的去熱原處理。
超濾技術已成為制葯工業、食品工業、電子工業以及環境保護諸領域中不可缺少的有力工具[2] 。
濾膜
超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同性的均勻膜,即常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異性的不對稱超濾膜,其中一種各向異性擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm~1.0mm),和一層相對厚得多的(約1mm)更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇性,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超濾膜的基本性能指標主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化學物理穩定性(包括機械強度)等。
裝置
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶性生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
廢水處理
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內的知名廠家有立升。
超濾在廢水處理中的應用
(1)還原性染料廢水處理;
(2)電泳塗漆廢水處理;
(3)含乳化油廢水處理;
(4)生活污水處理
凈水器
一種孔徑規格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。採用超濾膜以壓力差為推動力的膜過
濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料製得。最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,也常用於其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應用領域在不斷擴大。以壓力差為推動力的膜過濾可區分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區分是根據膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區分標准時,則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02~10μm;超濾膜(UF)為0.001~0.02μm;逆滲透膜(RO)為0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,或採用其他分離技術所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術,即獲得預期尺寸和窄分布微孔的技術是極其重要的。孔的控制因素較多,如根據制膜時溶液的種類和濃度、蒸發及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜,用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式,廣泛用於如醫葯工業、食品工業、環境工程等。我們都知道篩子是用來篩東西的,它能將細小物體放行,而將個頭較大的截留下來。可是,您聽說過能篩分子的篩子嗎?超膜--這種超級篩子能將尺寸不等的分子篩分開來!那麼,到底什麼是超濾膜呢? 超濾膜是一種具有超級“篩分”分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米,也就是說只有一根頭發絲的1‰!在膜的一側施以適當壓力,就能篩出大於孔徑的溶質分子,以分離分子量大於500道爾頓、粒徑大於2~20納米的顆粒。超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬於深層過濾;後者具有較緻密的表層和以指狀結構為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,並具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬於表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺、聚碸醯胺、磺化聚碸、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾廚飲用兩用機:①PP棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復合濾芯,五級過濾設備多加了一個後置活性炭,六級的多加了一個礦化濾芯就成立市場上見到的直飲水機。更多級的就加更多針對性的濾芯。
配套設備
(1)增壓泵超濾膜以力差為推動力進行過濾,當原水的水壓不能滿足過濾需求時,系統需要增加泵加壓,以實現超濾膜分離作用,由於超濾膜的工作壓力較低,一般小於O·7MPa,故在系統設計時,一般選用離心泵,選擇離心泵的主要依據是揚程、流量、泵體材質,其次是泵的體積大小、外觀造型和價格等。
①揚程和流量的選擇根據超濾系統設計中所需要的進水工作壓力,跨膜壓差和通水流量,來選擇泵的揚程和流量。一般選擇水泵的揚程和流量應當等於或略大於設計供水量和工作壓力,以滿足超濾系統的正常運行。
②泵體材質的選擇根據原水水質的情況來選擇合適的泵體材質以減少投資成本,其材質不能與原水中的成分產生任何反應,也不能有溶解現象。當原水的pH值為6.5~8.5時可選用鑄鐵泵體;當原水為海水時,應選耐海水腐蝕的塑料泵體;醫葯和食品工業水處理卻一般選擇使用不銹鋼泵體。
化學清洗泵一般選擇耐化學葯劑的泵體。
(2)減壓閥 當原水水壓大於系統設計水壓時,要對原水進行減壓。一般採用可減靜壓的減壓閥來實現,減壓閥減壓的精度視超濾系統而定。另根據原水的水質選擇適合材質的減壓閥,一般可選的材質為銅、不銹鋼、鐵、塑膠。
(3)物理清洗和化學清洗系統 清洗系統主要由配葯箱、凈水箱、循環泵組成,採用氣水混合清洗的還包括空壓機,一般物理清洗分為等壓沖洗和反沖洗。等壓沖洗時是關閉產水閥,全開濃水閥,使原水以快於正常工作狀態時的流速沖刷膜表面,去除污垢。反沖洗是關閉原水閥採用循環泵,將凈水箱中的水從產水口打入膜組件。使凈水按正常過濾的反方向透過膜,沖刷掉膜表面的污染物,並使其從濃水口排出,反沖洗後,馬上進行等壓沖洗。能更有效地將被截留的污染物排出,為了加強清洗效果,順沖時,可採用氣水混合液進行沖洗。
化學清洗系統是用循環泵將配葯箱內的清洗液送入超濾系統,進行循環清洗和浸泡,靠化學葯品的作用去除膜表面的污垢,以恢復膜的產水能力,維持設計流量要求。
(4)消毒滅菌系統超濾的消毒滅菌系統所用設備和操作程序與化學清洗系統相同,僅需要將清洗液換成滅菌液即可,一般使用的滅菌劑為次氯酸鈉和過氧化氫,在選擇滅菌劑時要考慮劑膜的材質和滅菌劑濃度。例如Ps材質膜不能採用含有陰離子表面活性劑的滅菌劑,否則會對膜造成不可逆的通量損失。
(5)自動化計量、監控和儀表
①計量水流量採用流量表來計量,流量計有轉子流量計、浮子流量計、電磁流量計、掙針式流量計等。在超濾系統中大多採用玻璃浮子(轉子)流量計,主要是顯示直觀,價格低,一台超濾系統最少需要設置兩個流量計以便觀察,一個是產水流量計,一個是濃水流量計或原水進水流量計。 流量計規格的選擇是根據系統的流量大小而定,浮子流量計的選擇通常選用的量程為1.5~2倍的實際最大測量流量。
②監控系統及儀表超濾系統在運行時,必須嚴格按照設計參數進行操作,這需要系統的相關參數進行監控,其中主要的監控項目是水質、流量、壓力,可以手動操作,也可採用儀表和可編程式控制制器對系統進行自動控制。
對水質的監控可採用水質監測儀進行,對水壓的監控可採用壓力開關和壓力表進行,對流量的控制可採用電子流量計進行監測,並將監測信號反饋到PLC中,然後來控制泵,閥門及清洗系統,從而實現系統的自動化。
『陸』 乳化液的相關文獻
摘要:通過對冷軋廠乳化液(含油)廢水處理方法的對比,說明處理該廢水採用無機陶瓷膜處理裝置完全可行;介紹了無機陶瓷膜處理冷軋廠乳化液(含油)廢水的工藝過程及處理系統組成。
關鍵詞:冷軋廠乳化液(含油)廢水;無機陶瓷膜;廢水處理工藝。
1前言
膜技術被稱為21世紀的水處理技術,是近40年來發展最迅速、應用最廣泛的技術。冷軋廠乳化液(含油)廢水處理領域,也是膜技術最重要的應用領域之一。
冷軋廠乳化液(含油)廢水是鋼鐵行業冷軋廠生產過程產生的一種廢水,主要成分為2%~10%的礦物油和乳化劑,性質十分穩定,用一般物理和生化方法難以得到理想的處理效果,通常出水含油量為800~1000mg/L,達不到環保排放的要求。
冷軋廠乳化液(含油)廢水的處理方法有:重力分離法、顆粒化法、深層過濾法、氣浮分離法和超濾膜分離法。重力分離法、顆粒化法和氣浮分離法的去除率較低,出水含油量高,只能作為含油廢水的預處理;超濾膜分離法具有去除效率高,出水效果好的優點,具體分為有機超濾膜分離法和無機超濾膜分離法。
有機超濾膜分離法,主要應用於大型鋼鐵項目,冷軋廠乳化液超濾膜處理也在其中。乳化液通過有機超濾膜處理後,出水含油量為10~30mg/L。目前在國內設計、製造和安裝的首套乳化液有機超濾膜處理系統,出水已達到了引進超濾裝置的水平。有機超濾膜具有系統結構簡單,出水水質好的優點。但有機膜還有明顯的缺陷,存在耐油、耐溫性能差、使用壽命短的缺點。近幾年冷軋廠乳化液(含油)廢水處理膜已由有機超濾膜轉為無機陶瓷膜。
無機陶瓷膜是以Al2O3多孔陶瓷為支撐體的氧化鋁膜,其具有耐高溫(800℃)、耐高壓(1MPa)、耐腐蝕、抗微生物侵蝕等優點,因此已應用於石油開采(油田注入水的處理)、食品飲料、制葯、生物工程、污水處理及飲用水凈化等領域。無機陶瓷膜對液體中所含機械雜質的分離主要依據篩分理論,可以進行油水分離是因為無機陶瓷膜是一種極性膜,具有親水疏油的特性,水與膜的界面能小於油與膜的界面能,所以在相同的壓力下,水比油容易通過膜孔而實現分離。因此,無機陶瓷膜在冷軋廠乳化液(含油)廢水處理應用上有廣闊的前景。
由於無機陶瓷微濾膜處理冷軋廠乳化液(含油)廢水在國內的應用時間較短,對其處理系統了解不多。本文結合一些工程實際,介紹了該工藝的系統及組成。
2處理工藝
⒉1調節池預處理
來自冷軋廠的廢乳化液及部分含油廢水首先進入格柵,除去大顆粒懸浮物。然後進入預處理調節池。調節池接收間斷和連續來的含油廢水,起均質均量調節作用,同時起到浮油直接回收和顆粒沉澱作用。經預處理後的含油廢水通過提升泵送至紙帶過濾機。在調節池上設有刮油刮渣機,將池底沉渣刮到渣坑中;浮油通過懸浮式吸油泵送至廢油回收箱。沉渣將被泵往冷軋其它系統濃縮處理或集中挖出焚燒。廢水提升泵受調節池和循環池液位計的控制;由在線溫度檢測儀調節蒸汽加熱;由在線pH表指示調節池酸鹼性。
⒉2紙帶過濾機過濾處理
調節池中含油廢水被泵送至超濾循環池前,通過具有磁過濾紙帶的過濾機進行過濾,去除廢水中大於5μm的金屬或非金屬顆粒。
⒉3超濾處理及輔助裝置
供料泵將循環池含油廢水送至循環泵入口,與大迴流液混合進入超濾膜,一部分通過膜,成為凈化的滲濾液,大部分進行大迴流,還有一部分迴流至循環池。通過供料泵連續給料,循環泵工作,並經調節形成一個超濾管正常工作所必須的壓力網。
該系統包括循環池、超濾管、供料泵、循環泵、液位感測器、壓力感測器、溫度感測器、流量感測器及各種自控閥門。蒸汽加熱管、壓力和溫度報警和保護裝置與有機膜系統相同。
⒉4超濾膜處理系統清洗
系統共設一套清洗裝置,清洗過程分漂洗、鹼洗、酸洗。在整個清洗過程中,清洗泵和循環泵均投入工作。清洗時,先漂洗一段時間,而後自動投入酸洗和鹼洗工作。正常清洗採用鹼性清洗液清洗,並定期加用酸性清洗液清洗,以提高清洗質量。清洗後達到的效果以在清洗過程中超濾凈水量的增量為指標,由流量感測器計算機數模轉換CRT顯示並參與控制,清洗結束後即可重新投入超濾運行。
超濾膜清洗裝置由漂洗池、鹼洗池、酸洗池和清洗泵組成。在每個池中設有蒸汽加熱管,由池內的在線溫度表檢測廢水溫度,通過裝設在管道上的閥控制蒸汽加量,以保證超濾管所需的最佳工藝溫度。各個池內都設有液位計,指示各池的液位。
⒉5乳化油分解處理
從調節池廢油收集池輸送來的含油廢水和循環箱排出的濃乳化液,含油量為20%~40%,通過將濃縮液加溫至一定溫度,並加硝酸酸化,使油水進一步分離,並利用水比油的比重大的特點,使水沉降在槽罐底部,將下部含油廢水排至地坑,水放出後可得到含油濃度為50%~90%的廢油液體,而後送至廢油收集箱。
本系統共設兩台乳化油分解裝置,可單獨使用或同時使用。乳化油分解裝置由分解槽、加溫裝置、加酸裝置(硝酸貯罐+硝酸泵)、在線溫度計和液位計及管路閥門組成。根據池內的在線溫度表檢測廢水溫度,並通過裝設在管道上的閥門控制蒸汽加量,以得到超濾管所需的最佳工藝溫度。硝酸貯罐酸液由硝酸泵送至乳化油分解槽。同時有乳化油需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平台咨詢具備類似污水處理經驗的企業。
⒉6廢油收集與輸送
收集調節池分離出的廢油及分解箱廢油。蒸汽將廢油加熱至80℃,以便於輸送。運輸車定期將廢油送出。
3電氣與控制
超濾系統裝置儀電控制系統主要由現場儀表、PLC控制裝置、低壓控制櫃、工控機CRT監控系統、現場泵閥操作箱及系統軟體等部分組成。整個系統可實現現場模擬量和開關量信號的自動採集、自動處理。CRT上全面監控,現場設備具有全自動運行和手動干預等控制功能。超濾系統裝置儀電控制系統各部分構成及功能如下。
⒊1現場儀表
現場儀表主要有液位、溫度、壓力、流量等信號儀表,所有重要的及需要參與控制的現場數據均以模擬量和開關量上傳至PLC,在PLC內進行信號處理。現場儀表選用優質品牌產品,精確度和可靠性更高,降低了設備故障率,減少維護成本,系統運行更可靠。
⒊2PLC控制裝置
PLC選用德國西門子S7系列PLC。能可靠地運行,並能完成較復雜的控制任務。使用PLC進行PID調節,可保證被控對象保持正常運行。PLC接受來自現場的輸入信號(儀表、報警開關、設備狀態信號、設備工作方式選擇信號等),並接受上位機CRT發來的指令信號,執行內部用戶軟體程序,產生輸出信號控制現場設備(所有的泵、氣動閥、刮油刮渣機、撇油機、紙帶過濾機等),以實現系統的全自動或部分自動控制功能。
⒊3低壓控制櫃
低壓控制櫃由電源部分和控制部分組成。電源部分提供整個控制系統所需的各種電源,這部分包括變壓器、穩壓電源、UPS不間斷電源、空氣開關等。控制部分包括整個系統內設備的動力迴路,以及相關的控制迴路。控制櫃內設有開關、電機保護型開關、交流接觸器、繼電器、聲光報警器、端子及信號燈按鈕等設備。
⒊4CRT監控系統
CRT監控系統主要由工控機、顯示器、組態軟體、列印機等組成。兩台工控機之間、工控機與PLC之間以高速的工業乙太網連接。工控機通過PLC將所有現場數據讀出,在CRT組態畫面上顯示,包括設備狀態顯示、工藝參數顯示(部分工藝參數動態顯示)、歷史趨勢顯示等。CRT上的控制功能是通過PLC實現的,在CRT上可自動啟停整個系統,也可啟停部分系統,還可對所有現場設備進行單動操作。同時,CRT工作站還可實現報表列印功能,可製作各種靈活的報表,如班報表、日報表、月報表等。
⒊5現場操作箱
現場操作箱包括泵現場操作箱、閥現場操作箱、刮油刮渣機現場操作箱、撇油機現場操作箱、紙帶過濾機操作箱等。在操作箱上設有設備方式選擇開關,分就地控制和遠程式控制制方式選擇。在就地方式下,可以手動啟停現場設備。在現場操作箱上,有設備運行、停止、故障狀態指示。
⒊6軟體部分
系統的軟體主要是指PLC運行控制編程軟體,同時還有CRT組態軟體、操作系統和製表軟體等。S7PLC的編程軟體是STEP7,可在攜帶型電腦上對PLC進行編程。CRT組態軟體選用西門子的人機界面軟體WINCC,WINCC強大的人機交互功能會使整個組態界面及監控更加流暢。操作系統軟體及製表軟體選用用戶較熟悉的WINDOWSNT和OFFICE2000。這樣,操作人員稍加培訓便可很快熟悉整個CRT監控的操作。
4結論
⑴採用無機陶瓷微濾膜工藝,經過多次工程實際應用證明,用於處理冷軋廠乳化液(含油)廢水是完全可行的。
⑵無機陶瓷微濾膜處理冷軋廠乳化液(含油)廢水,出水目前還達不到國家的排放要求(油≤10mg/L),出水需採用MBR等生化處理。
⑶廢油處理可採用硝酸處理,也可採用破乳劑進行處理。
『柒』 水處理設備包含哪些東西
1、原水箱:對原水的供給起到緩沖的作用,協調原水的供給量與原水泵的輸入量2、原水泵:為用水點提供足夠的壓力和水量。
3、石英砂過濾器:原水經過石英砂過濾器的多層機械過濾,可以濾除掉原水中的泥砂、鐵銹、大顆粒物以及懸浮物等,可去除水中的不溶性雜質和水中留有的膠體、游離氯、異味、色度以及部分鐵錳和吸附水中的有機物等,降低水的SDl值。
4、活性炭過濾器:原水經過石英砂過濾器的處理後,已將大部分的肉眼可見物去除掉,再通過活性炭過濾器去除水中留有的膠體、游離氯、異味、色度以及部分鐵錳和吸附水中的有機物等,屬於吸附過濾方式。
5、(軟化罐):為了達到更高的回收率,並防止反滲透濃水端,特別是反滲透壓力容器中zui後一根膜元件的濃水側出現碳酸根、硫酸根和Ca2+、Mg2+離子的化學結垢,從而影響膜元件的性能,軟化裝置能徹底去除水中的鈣鎂離子硬度,保護反滲透膜,以防止RO膜表面產生結垢問題,確保系統安全穩定運行。
6、保安過濾器:保安過濾器的作用是截留生水帶來的大於幾微米的顆粒,以防止其進入反滲透系統。這種顆粒經高壓泵加速後可能擊穿反滲透膜組件,造成大量漏鹽的情況,同時劃傷高壓泵的葉輪。
7、高壓泵:為了克服RO膜的滲透壓,需要外界給RO膜提供壓力,這個壓力就是RO膜正常工作所需要的壓力,這個壓力是由高壓泵提供的。
8、反滲透實為滲透的逆過程。自然界有一種膜叫半透膜,它只能透過水而不能透過其它溶質,如果將淡水和鹽水這種半透膜隔開,淡水會自然地透過半透膜至鹽水一側。
9、EDI裝置:EDI水處理裝置又稱連續電除鹽技術,它科學地將電滲析技術和離子交換技術融為一體,通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用,在電場的作用下實現水中離子的定向遷移,從而達到水的深度凈化除鹽,並通過水電解產生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續再生,因此EDI水處理裝置制水過程不需酸、鹼化學葯品再生即可連續製取高品質超純水。它具有技術先進、結構緊湊、操作簡便的優點,可廣泛應用於電力、電子、醫葯、化工、食品和實驗室領域,是水處理技術的綠色革命。這一新技術可以代替傳統的離子交換裝置,生產出電阻率高達16-18MQ-CM的超純水10、0.22um精密過濾器:精密過濾器作用主要用於凈化水用途,特別是對水質要求較高的領域,用於去除液體中細小的微粒以滿足後續工序對進水的要求。有時也設置在全套水處理系統未端,來防止細小微粒及破碎的樹脂殘渣進入成品水,去離子水容易被過流管道及設備造成二次污染,造成去離子水電導率上升水質不合格,通過0.2um精密過濾器,濾去去離子水中可能殘留的顆粒,保證終端水質純凈。
『捌』 超濾的基本信息
在超濾過程中,水溶液在壓力推動下,流經膜表面,小於膜孔的溶劑(水)及小分子溶質透水膜,成為凈化液(濾清液),比膜孔大的溶質及溶質集團被截留,隨水流排出,成為濃縮液。超濾過程為動態過濾,分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積,超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡,且通過清洗可以恢復。
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的 。
超濾起源於是1748年,Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液,當施加一定壓力時,溶液(水)透過膜,而蛋白質、膠體等物質則被截留下來,其過濾精度遠遠超過濾紙,於是他提出超濾一語,1896年,Martin制出了第一張人工超濾膜,其20世紀60年代,分子量級概念的提出,是現代超濾的開始,70年代和80年代是高速發展期,90年代以後開始趨於成熟。我國對該項技術研究較晚,70年代尚處於研究期限,80年代末,才進入工業化生產和應用階段。
超濾裝置如同反滲透裝置,有板式、管式(內壓列管式和外壓管束式)、卷式、中
空纖維式等形式。濃差極化乃是膜分離過程的自然現象,如何將此現象減輕到最低程度,是超濾技術的重要課題之一。採取的措施有:①提高膜面水流速度,以減小邊界層厚度,並使被截留的溶質及時由水帶走;②採取物理或化學的洗滌措施。 超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理,超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時,水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜,而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留,從而使水得到凈化。也就是說,當水通過超濾膜後,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機物等。
超濾原理並不復雜。在超濾過程中,由於被截留的雜質在膜表面上不斷積累,會產生濃差極化現象,當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此,需通過試驗進行研究,以確定最佳的工藝和運行條件,最大限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
超濾是一種膜分離技術,(UItrafil-tration 簡稱UF)。能夠將溶液凈化,分離或者濃縮。超濾是介於微濾與納濾之間,且三者之間無明顯的分界線。一般來說,超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間,操作壓力為0.1–0.5 Mpa。主要用於截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。超濾膜根據膜材料,可分為有機膜和無機膜。按膜的外型,又可分為:平板式、管式、毛細管式、中空纖維和多孔式。目前家用超濾凈水器,多以中空膜為主。
超濾膜的工作以篩分機理為主,以工作壓力和膜的孔徑大小來進行水的凈化處理。以中空纖維為例,以進水方式可分為外壓式:原水從膜絲外進入,凈水從膜絲內製取。反之則為內壓式。內壓式的工作壓力較外壓式要低。超濾膜在飲用水深度處理,工業用超純水和溶液濃縮分離等許多領域中,得到了廣泛應用。 超濾膜元件採用世界著名膜公司產品,確保了客戶得到目前世界上最優質的有機膜元件,從而確保截留性能和膜通量,超濾設備控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計,結合先進的控制軟體,現場在線集中監控重要工藝操作參數,避免人工誤操作,多方位確保系統長期穩定運行。
由於每根超濾組件在出廠前加入保護液,使用前要徹底沖洗組件中的保護液,先用低壓(0.1MPa)給水沖洗1小時,然後再用高壓(0.2MPa)給水沖洗1小時,無論低壓還是高壓沖洗時,系統的產水排放閥均應全部打開。在使用產水時,應檢查並確認產品水中不含有任何殺菌劑。
超濾設備系統回收率高,所得產品品質優良,可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。系統製作材質採用衛生級管閥,現場清潔衛生,滿足GMP或FDA生產規范要求。系統工藝設計先進,集成化程度高,結構緊湊,佔地面積少,操作與維護簡便,工人勞動強度低。
處理過程無相變,對物料中組成成分無任何不良影響,且分離、純化、濃縮過程中始終處於常溫狀態,特別適用於熱敏性物質的處理,完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端,有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。
超濾組件要輕拿輕放,並注意保護,由於超濾組件是精密器材,所以在使用安裝時要小心,要輕拿輕放,更不能甩壞。組件若停用,要先用清水沖洗干凈後,加0.5%甲醛水溶液進行消毒滅菌,並密封好。如冬天組件還要進行防凍處理,否則組件可能報廢。
超濾設備系統能耗低,生產周期短,與傳統工藝設備相比,設備運行費用低,能有效降低生產成本,提高企業經濟效益。
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。 過濾膜根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小於2×10^5 Pa,膜的平均孔徑為500埃~14微米,用於分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為1×10^5 Pa~6×10^5 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用於分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到20×10^5 Pa~70×10^5 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用於分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
『玖』 如何選擇超濾凈水器
如今我國很多家庭都會使用超濾凈水機來改善飲水質量,這樣才能夠從根本上保證家人飲水的問題,從而保證人們的身體健康。現在市面上的凈水機品牌也非常的多,在選購的時候很多的朋友都會比較困惑,不知道應該如何挑選凈水機產品。
超濾凈水機在實際的工作中,其實最重要的部分的就是超濾芯的工作和性能,所以在購買凈水機的時候,一定要注意詢問這些超濾芯是採用什麼樣的技術,可以達到什麼樣的凈水效果等,還需要注意的問題就是這些超濾芯的產地是哪裡,因為超濾芯直接影響著凈水的效果,所以在選購的過程中務必要重視這些問題。
如果想要提升飲水和用水質量,這里我推薦,採用立升全屋中央凈水方案,開發出一系列以超濾為核心的組合凈水工藝,解決自來水管路輸送過程中引起的二次污染問題,並滿足了全方位飲、食、洗、浴的凈水需求。
立升前置過濾器P6通常安置在水源進戶處,主要作用是去除水中的大顆粒雜質,提升基礎水質。在經過中央過濾後智能純水機M8B負責直飲水過濾。另外中央軟水機S5可以為洗浴,涉水家電提供軟化水,能有效減少水垢,解決洗澡皮膚乾燥、頭發乾枯打結、毛巾發硬腐爛等問題。而為了家庭及賓客飲用水方便,立升壁掛管線機D7,讓家庭直飲水迅速加熱,享受更有品質的使用體驗。
『拾』 超濾凈水器的組件有哪些,各個部件的作用是什麼
1、活性碳
吸附異色異味之物質和化學殘留物以及部分重金屬,例如氯、氯胺、氯化專氫、三氯甲烷、漂白屬劑、農葯、除草劑、致癌物。
2、KDF
去除余氯和汞、鉛、鎘等重金屬,同時起到部分抑菌作用。
3、陽離子樹脂
吸附鈣、鎂離子。
4、陶瓷濾芯
過濾微小生物及濾除大腸肝菌、霍亂菌、沙門氏菌、痢疾菌。
5、UF膜
濾除顆粒大於0.01微米之物質 。
---今美自潔式凈水器