『壹』 第三节超滤
膜处理技术作为一项新型的高效分离技术,因其工艺简单、操作方便、设备紧凑、分离效果好、经济性高,进年来在水处理、环保、医药、食品、化工等领域得到快速应用。在解决水资源缺乏的问题上,膜处理技术起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面,膜的特殊作用显得十分重要,尤其在水供应缺乏的地区,更引起了人们的广泛关注。
微滤、超滤、纳滤、反渗透均属于外力驱动型膜处理技术。目前,在几种主要的膜分离技术中,以超滤和反渗透的应用最为广泛。
超滤过程是以膜两侧压差为驱动力、以机械筛分为基础的溶液分离过程。超滤膜的孔径为0.005~1.0μm。比超滤膜孔径小的物质和溶解在水中的物质能作为透过液透过滤膜,不能透过滤膜的物质将被截留下来浓缩在排放液中。因此,产水(透过液)含有水、 离子和小分子物质,而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜阻隔,随浓缩液流出膜组件。膜不易被堵塞,可连续长期使用。超滤过程可在常温、低压下运行,无相态变化,高效节能。图2-4所示为超滤膜的基本原理。
要过滤的水由超滤给水泵加压后输送到膜组件中,由于膜内外的压差作用,水渗过滤膜,而水中杂质则被截留,无法透过滤膜。如果分离的杂质在膜上过多沉积,会导致难溶性盐聚集在膜表面形成覆盖层进而结垢。为了避免这一点,往往在分离过程中让杂质随一部分水作为浓缩液流出去。根据膜的类型和应用不同,这样的过程要持续进行或者在回流时进行。超滤同传统的净化方式如絮凝、沉淀以及砂滤比较,其过滤的水质稳定、设备管理比较简单,不会产生过滤残渣或絮凝污泥等废弃物。
当超滤用于水处理时,其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等作用下的寿命,还直接关系到清洗可以采取的方法;亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度,影响膜的通量。超滤膜有各种类型和规格,可根据实际需要选用。
1.超滤膜制备所需的化学材料
制造超滤膜的材料有很多:但用于制造中空纤维式超滤膜的材料主要为成纤性能良好的高分子材料。对膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、抗微生物侵蚀性和抗氧化性,并且具有良好的亲水性,以得到较高的水通量和抗污染能力。目前:常用的中空纤维式超滤膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PFS)、聚砜(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能优良的聚偏氟乙烯和聚醚砜是日前最广泛使用的超滤膜材料。
2.超滤膜组件的结构
超滤膜一般可分为板框式(板式)、卷式、管式、中空纤维式等多种结构。
板式超滤膜是最原始的一种膜结构,主要用于大颗粒物质的分离,由于其占地面积大,能耗高, 逐步被市场所淘汰。
卷式膜组件也被称作螺旋卷式膜组件,由于其所用的膜易于大规模工业化生产,制备的 组件也易于工业化,所以获得了广泛的应用,涵盖了反渗透、纳滤、超滤、微滤四种膜分离过程,并在反渗透、纳滤领域有着最高的使用率。
管式超滤膜能较大范围地耐悬浮固体和纤维、蛋白等物质,对料液的前处理要求低,对料液可以进行高倍浓缩,但设备的投资费用高,占地面积大。
在众多的膜组件结构形式中,目前以中空纤维式超滤膜为主,组件的结构需要考虑尽量提高膜的填充密度,增加单位体积的产水量,尽量减小浓差极化的影响,便于清洗,制造成本低。
目前中空纤维式超滤膜以其不可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置的不同,中空纤维式超滤膜又可分为内压膜、外压膜两种,如图2-5所示。外压中空纤滤膜是将原液经压差沿维式超径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而其截留的物质则汇在中空纤维的外部。该膜进水流道在膜丝之间,膜丝存在一定的自由活动空间,因而更适合原水水质较差、悬浮物含量较高的情况。内压中空纤维式超滤膜中的原液进人中空纤维的内部,经压差驱动,沿径向由内向外透过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空纤维的内部,由另一端流出。该膜进水流道是中空纤维的内腔,为防止堵塞,对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的要求,因而适合于原水水质较好的工况。
3.超滤膜组件的截留性能
⑴对微粒的截留。利用超滤通常可以将滤液的浑浊度降到0.1NTU以下。在原水浊度不稳定的情况下:使用超滤比较合适。与传统的净化过程相比,超滤可以非常容易地实现自动化。
⑵对有机质的截留。有机质包括微粒、胶体和能溶于水的有机物质。由于超滤对不同类型的有机质的截留能力不同,因此其净化效率就取决于水中有机质的成分组成。与传统的方式相比,用超滤的方法既不必考虑沉淀作用,又不必注意凝固物的可过滤性,因为超滤的净化效率与凝固物的形状和密度无关。根据是否絮凝与原水的水质不同,超滤对有机质的截留率为40%~60%。
超滤系统的运行有 全流过滤和错流过滤两种模式,全流过滤时 · 进水全部透过膜表面成为产水;而错流过滤时、一部分进水透过膜表面成为产水、另二部分则带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低,因而运行成本更低;错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。当超滤的滤液通量较低时、超滤膜的过滤负荷低,膜面形成的污染物容易被清除,因而长期滤液通量稳定;当滤液通量较高时,超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大,清洗液的恢复率下降 · 不利于长期保持滤液通量的稳定。
(一)过滤模式
1.全流过滤模式
一般当原水中悬浮物和胶体含量较低(如SS<5、浊度<5NTU)时采用。原水以较低的错流流速进入膜管,浓水则以一定比例从膜管另一端排出。产水在膜管过滤液侧产出,水回收率通常是90%~99%,这由原水水质决定,和循环模式相比、全流过滤模式的操作成本较低,但水回收率和系统的出水能力可能会受限制。这种模式通常需要定期快冲和反冲来维持系统出力、当污物积累到一定程度时 · 就需要通过化学清洗来进行处理。
2.错流过滤模式
原水中悬浮物含量较高及在大多数非水应用领域,需要通过减少回收率来保持膜管内部的高流速、这样就会产生大量的废水。为了避免浪费,排出的浓水会被重新加压回流到膜管内。这样,虽然降低了膜管的回收率,但对于整个系统,回收率仍然很高。在这种模式下,进水连续地在膜表面循环,高速的循环水阻止了微粒在膜表面的堆积、并增加了滤液通量。因为较少的进水成为产水,为了一获得相同的产率,错流过滤模式的能耗就比全流过滤模式的大。
(二)超滤膜的运行
超滤膜运行前应按以下步序进行检查和启动工作:
⑴进水水质检查。重点是检查进水浊度,当浊度在系统限定值范围内时、方可运行超滤设备,其次是检查水中余氯含量及pH值。
⑵系统检查。按工艺路线图,检查设备及连接是否正确,同时检查阀门的开启状态是否正确。对于手动操作的系统要特别注意,开机时进水阀不能全开、浓水阀和产水阀应全开以避免开机时压力过大,造成对超滤膜的冲击 · 从而损坏设备。
⑶仪表的检查。检验各仪表是否正常,尤其是压力表是否完好。
⑷启动。当做好开机前的准备工作后。可试启动系统,即打开电源,启动泵后,立即停止,检查泵的叶轮转向是否正确,泵的运转有无异常噪声。当确认泵正常后,方可正式启动泵,启动后,应检查接口、管线有无渗漏,在自控程序运转的第一个周期内,应检验阀门的启闭是否正常,各种仪表运转是否正常。
⑸运行。设备运行时,应定时检查仪表是否正常,泵有无异常噪声,产水水质是否符合要求,尤其要注意压力表和产水流量,当出现异常时,应立即停机检査。一般全自动控制设计时,均考虑了系统的自我保护,若出现异常,系统会自动停运并报警。设备运行过程中,应按设计要求做好设备监控和记录工作;按设计要求定期对设备进行清洗、灭菌和消毒;应定期对设备进行排气或检查自动排气阀的工作状态。
⑹停机。①先降低系统压力和跨膜压差,然后停机。②当停机时间不超过7天时,可每天对设备进行20~60min(时间以一个过滤、顺冲、反洗、顺冲周期为准)的保护性运行,以使新鲜的水置换出设备内的存水。③当设备长期停用时,应先对设备进行彻底的清洗和消毒,然后将膜保护剂和抑菌剂注入设备中,封闭好设备所有接口,以保持膜的湿润,防止设备内滋生细菌和藻类。
(三)超滤膜的污染
膜污染是指料液中的颗粒、胶体或溶质大分子通过物理吸附、化学作用或机械截留等作用在膜的表面吸附、沉积造成膜孔堵塞,使膜发生透过通量与分离特性明显变化的过程。超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关健,吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同、因此产生吸附作用的机理也不同、一般可分为静电作用、疏水作用等。
(四)超滤系统的清洗
在超滤过程中,由于分离物质及其他杂质在膜表面会逐渐积聚,对膜造成污染和堵塞,因此膜的清洗是超滤系统中不可缺少的操作过程,膜的有效清洗是延长膜使用寿命的重要手段。超滤膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两大类,超滤系统的清洗包括水的正洗和反洗、气洗、化学清洗等。其中,水的正洗和反洗可以清除膜表面的滤饼层;而气法则利用气的强烈湍流,更有效地清除膜表面的污染层;化学清洗则通过化学反应宋清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部进水形成的污堵。
(五)超滤系统反洗
超滤反洗用水为超滤产水,因为反洗水带进的悬浮物将会集聚在支撑结构内而随后不断释放出颗粒、细菌和TOC等,所以原水不适宜作反洗用水。
随着超滤膜组件的长期使用,水中的杂质会沉积到膜上,使膜的分离性能逐渐受到影响。因此,在运行中当超滤膜的产水量下降20%以上或使用1~4个月时,需要对超滤进进行化学清洗,以便及时去除超滤膜上的污染物,防止超滤膜形成顽固性结垢 · 及时恢复膜的性能。
化学清洗分为酸性溶液清洗和碱性溶液清洗。当进水中硬度较高或金属离子(如铁离子)的含量超过设计标准,从而对膜的进水侧造成无机物污染时 · 需采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。对于生物污染的超滤膜,需采用碱性溶液对超滤膜装置进行清洗。清洗时应注意以下几点:
⑴所有清洗剂都必须从超滤系统的进水侧进人组件,以防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤层的背面进人膜丝壁的内部。
⑵超滤系统进行化学清洗前都先进行彻底的反洗。
⑶超滤系统的整个化学清洗过程需要2~4h;如果污堵严重,需要浸泡12h以上。
⑷清洗后,超滤系统停机时间如果超过三天,则必须按照长时间关闭的要求对超滤系进行保养维护。
⑸清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。
⑹清洗剂在循环进膜组件前必须去除其中可能存在的污染物
⑺清洗液温度一般可控制在10~40℃,提高清洗液温度能够提高清洗的效率。
⑻必要时,可采用多种清洗剂清洗,但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。每次清洗后,应排尽清洗剂,用超滤或反渗透产水将系统冲洗干净,才可再用另一种清洗剂清洗。
对反渗透膜的化学清洗不能太频繁,以防止膜元件造成不可逆的损伤。
『贰』 UF装置是什么
UF装置即超滤装置,是一种加压膜分离技术。
超滤装置是一种加压膜分离技术,即回在一定的压力下,使小分子答溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。
由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。
(2)本系统超滤装置包含的部分有扩展阅读:
使用领域
1、反渗透给水的预处理,高效紧凑的超滤因过滤精度很高,可以为反渗透膜提供最大限度的保护。
2、大中型饮用水厂的深度处理。
3、市政及工业废水处理:超滤可比传统处理工艺提供更好的处理效果,实现中水、废水回用。
4、矿泉水的制备、饮用水、井水的脱菌处理,去除水中各种悬浮物、胶体杂质,特别是去除隐孢子、鞭毛虫、大肠杆菌等致病微生物。
『叁』 超滤-超滤设备是怎么运行的
超滤(UF)是一种能将溶复液进行制净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质,膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过,而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留,从而达到净化或分离的目的。超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面,可长期连续运行。超滤膜按结构型式分为板框式(板式)、中空纤维式、纳米膜表超滤膜、管式、卷式等多种结构。
原水-原水加压泵-多介质过滤器-活性炭过滤器-软水器-精密过滤器-一级反渗透机-脱气膜-中间水箱-中间水泵-EDI系统-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-微孔过滤器-巴氏消毒-用水点。
『肆』 超滤膜过滤的方式有哪些
超滤膜过滤方式:一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成,一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,因此不易被大颗粒物质堵塞,更适用于过滤原液浓度较大的场合。内压式过滤:原液先从膜丝内孔进,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤,内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗,使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过,从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去,恢复膜的通量。外压式过滤:原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液,而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。外压式超滤膜密封在膜壳内,水流的死角多,无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物,因而不能完全去污。
『伍』 超滤系统工艺流程图
超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔径在20-1000A°之间。中空纤维超滤器(膜)具有单位容器内充填密度高,占地面积小等优点。以下是我为大家整理的关于超滤系统工艺流程图,给大家作为参考,欢迎阅读!
超滤膜的最小截留分子量为500道尔顿,在生物制药中可用来分离蛋白质、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超滤的优点是没有相转移,无需添加任何强烈化学物质,可以在低温下操作,过滤速率较快,便于做无菌处理等。所有这些都能使分离操作简化,避免了生物活性物质的活力损失和变性。
由于超滤技术有以上诸多优点,故常被用作:
(1)大分子物质的脱盐和浓缩,以及大分子物质溶剂系统的交换平衡。
(2)大分子物质的分级分离。
(3)生化制剂或其他制剂的去热原处理。
超滤技术已成为制药工业、食品工业、电子工业以及环境保护诸领域中不可缺少的有力工具[2] 。
滤膜
超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜,即常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜,其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm~1.0mm),和一层相对厚得多的(约1mm)更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超滤膜的基本性能指标主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。
装置
超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。
废水处理
在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。国内的知名厂家有立升。
超滤在废水处理中的应用
(1)还原性染料废水处理;
(2)电泳涂漆废水处理;
(3)含乳化油废水处理;
(4)生活污水处理
净水器
一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过
滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离,其应用领域在不断扩大。以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时,则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。由此可知,超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术,即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多,如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜,用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式,广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。我们都知道筛子是用来筛东西的,它能将细小物体放行,而将个头较大的截留下来。可是,您听说过能筛分子的筛子吗?超膜--这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来!那么,到底什么是超滤膜呢? 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超滤厨饮用两用机:①PP棉滤芯、②活性碳、③纳米膜表超滤膜滤芯、④复合滤芯,五级过滤设备多加了一个后置活性炭,六级的多加了一个矿化滤芯就成立市场上见到的直饮水机。更多级的就加更多针对性的滤芯。
配套设备
(1)增压泵超滤膜以力差为推动力进行过滤,当原水的水压不能满足过滤需求时,系统需要增加泵加压,以实现超滤膜分离作用,由于超滤膜的工作压力较低,一般小于O·7MPa,故在系统设计时,一般选用离心泵,选择离心泵的主要依据是扬程、流量、泵体材质,其次是泵的体积大小、外观造型和价格等。
①扬程和流量的选择根据超滤系统设计中所需要的进水工作压力,跨膜压差和通水流量,来选择泵的扬程和流量。一般选择水泵的扬程和流量应当等于或略大于设计供水量和工作压力,以满足超滤系统的正常运行。
②泵体材质的选择根据原水水质的情况来选择合适的泵体材质以减少投资成本,其材质不能与原水中的成分产生任何反应,也不能有溶解现象。当原水的pH值为6.5~8.5时可选用铸铁泵体;当原水为海水时,应选耐海水腐蚀的塑料泵体;医药和食品工业水处理却一般选择使用不锈钢泵体。
化学清洗泵一般选择耐化学药剂的泵体。
(2)减压阀 当原水水压大于系统设计水压时,要对原水进行减压。一般采用可减静压的减压阀来实现,减压阀减压的精度视超滤系统而定。另根据原水的水质选择适合材质的减压阀,一般可选的材质为铜、不锈钢、铁、塑胶。
(3)物理清洗和化学清洗系统 清洗系统主要由配药箱、净水箱、循环泵组成,采用气水混合清洗的还包括空压机,一般物理清洗分为等压冲洗和反冲洗。等压冲洗时是关闭产水阀,全开浓水阀,使原水以快于正常工作状态时的流速冲刷膜表面,去除污垢。反冲洗是关闭原水阀采用循环泵,将净水箱中的水从产水口打入膜组件。使净水按正常过滤的反方向透过膜,冲刷掉膜表面的污染物,并使其从浓水口排出,反冲洗后,马上进行等压冲洗。能更有效地将被截留的污染物排出,为了加强清洗效果,顺冲时,可采用气水混合液进行冲洗。
化学清洗系统是用循环泵将配药箱内的清洗液送入超滤系统,进行循环清洗和浸泡,靠化学药品的作用去除膜表面的污垢,以恢复膜的产水能力,维持设计流量要求。
(4)消毒灭菌系统超滤的消毒灭菌系统所用设备和操作程序与化学清洗系统相同,仅需要将清洗液换成灭菌液即可,一般使用的灭菌剂为次氯酸钠和过氧化氢,在选择灭菌剂时要考虑剂膜的材质和灭菌剂浓度。例如Ps材质膜不能采用含有阴离子表面活性剂的灭菌剂,否则会对膜造成不可逆的通量损失。
(5)自动化计量、监控和仪表
①计量水流量采用流量表来计量,流量计有转子流量计、浮子流量计、电磁流量计、挣针式流量计等。在超滤系统中大多采用玻璃浮子(转子)流量计,主要是显示直观,价格低,一台超滤系统最少需要设置两个流量计以便观察,一个是产水流量计,一个是浓水流量计或原水进水流量计。 流量计规格的选择是根据系统的流量大小而定,浮子流量计的选择通常选用的量程为1.5~2倍的实际最大测量流量。
②监控系统及仪表超滤系统在运行时,必须严格按照设计参数进行操作,这需要系统的相关参数进行监控,其中主要的监控项目是水质、流量、压力,可以手动操作,也可采用仪表和可编程控制器对系统进行自动控制。
对水质的监控可采用水质监测仪进行,对水压的监控可采用压力开关和压力表进行,对流量的控制可采用电子流量计进行监测,并将监测信号反馈到PLC中,然后来控制泵,阀门及清洗系统,从而实现系统的自动化。
『陆』 乳化液的相关文献
摘要:通过对冷轧厂乳化液(含油)废水处理方法的对比,说明处理该废水采用无机陶瓷膜处理装置完全可行;介绍了无机陶瓷膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水的工艺过程及处理系统组成。
关键词:冷轧厂乳化液(含油)废水;无机陶瓷膜;废水处理工艺。
1前言
膜技术被称为21世纪的水处理技术,是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。冷轧厂乳化液(含油)废水处理领域,也是膜技术最重要的应用领域之一。
冷轧厂乳化液(含油)废水是钢铁行业冷轧厂生产过程产生的一种废水,主要成分为2%~10%的矿物油和乳化剂,性质十分稳定,用一般物理和生化方法难以得到理想的处理效果,通常出水含油量为800~1000mg/L,达不到环保排放的要求。
冷轧厂乳化液(含油)废水的处理方法有:重力分离法、颗粒化法、深层过滤法、气浮分离法和超滤膜分离法。重力分离法、颗粒化法和气浮分离法的去除率较低,出水含油量高,只能作为含油废水的预处理;超滤膜分离法具有去除效率高,出水效果好的优点,具体分为有机超滤膜分离法和无机超滤膜分离法。
有机超滤膜分离法,主要应用于大型钢铁项目,冷轧厂乳化液超滤膜处理也在其中。乳化液通过有机超滤膜处理后,出水含油量为10~30mg/L。目前在国内设计、制造和安装的首套乳化液有机超滤膜处理系统,出水已达到了引进超滤装置的水平。有机超滤膜具有系统结构简单,出水水质好的优点。但有机膜还有明显的缺陷,存在耐油、耐温性能差、使用寿命短的缺点。近几年冷轧厂乳化液(含油)废水处理膜已由有机超滤膜转为无机陶瓷膜。
无机陶瓷膜是以Al2O3多孔陶瓷为支撑体的氧化铝膜,其具有耐高温(800℃)、耐高压(1MPa)、耐腐蚀、抗微生物侵蚀等优点,因此已应用于石油开采(油田注入水的处理)、食品饮料、制药、生物工程、污水处理及饮用水净化等领域。无机陶瓷膜对液体中所含机械杂质的分离主要依据筛分理论,可以进行油水分离是因为无机陶瓷膜是一种极性膜,具有亲水疏油的特性,水与膜的界面能小于油与膜的界面能,所以在相同的压力下,水比油容易通过膜孔而实现分离。因此,无机陶瓷膜在冷轧厂乳化液(含油)废水处理应用上有广阔的前景。
由于无机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水在国内的应用时间较短,对其处理系统了解不多。本文结合一些工程实际,介绍了该工艺的系统及组成。
2处理工艺
⒉1调节池预处理
来自冷轧厂的废乳化液及部分含油废水首先进入格栅,除去大颗粒悬浮物。然后进入预处理调节池。调节池接收间断和连续来的含油废水,起均质均量调节作用,同时起到浮油直接回收和颗粒沉淀作用。经预处理后的含油废水通过提升泵送至纸带过滤机。在调节池上设有刮油刮渣机,将池底沉渣刮到渣坑中;浮油通过悬浮式吸油泵送至废油回收箱。沉渣将被泵往冷轧其它系统浓缩处理或集中挖出焚烧。废水提升泵受调节池和循环池液位计的控制;由在线温度检测仪调节蒸汽加热;由在线pH表指示调节池酸碱性。
⒉2纸带过滤机过滤处理
调节池中含油废水被泵送至超滤循环池前,通过具有磁过滤纸带的过滤机进行过滤,去除废水中大于5μm的金属或非金属颗粒。
⒉3超滤处理及辅助装置
供料泵将循环池含油废水送至循环泵入口,与大回流液混合进入超滤膜,一部分通过膜,成为净化的渗滤液,大部分进行大回流,还有一部分回流至循环池。通过供料泵连续给料,循环泵工作,并经调节形成一个超滤管正常工作所必须的压力网。
该系统包括循环池、超滤管、供料泵、循环泵、液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器及各种自控阀门。蒸汽加热管、压力和温度报警和保护装置与有机膜系统相同。
⒉4超滤膜处理系统清洗
系统共设一套清洗装置,清洗过程分漂洗、碱洗、酸洗。在整个清洗过程中,清洗泵和循环泵均投入工作。清洗时,先漂洗一段时间,而后自动投入酸洗和碱洗工作。正常清洗采用碱性清洗液清洗,并定期加用酸性清洗液清洗,以提高清洗质量。清洗后达到的效果以在清洗过程中超滤净水量的增量为指标,由流量传感器计算机数模转换CRT显示并参与控制,清洗结束后即可重新投入超滤运行。
超滤膜清洗装置由漂洗池、碱洗池、酸洗池和清洗泵组成。在每个池中设有蒸汽加热管,由池内的在线温度表检测废水温度,通过装设在管道上的阀控制蒸汽加量,以保证超滤管所需的最佳工艺温度。各个池内都设有液位计,指示各池的液位。
⒉5乳化油分解处理
从调节池废油收集池输送来的含油废水和循环箱排出的浓乳化液,含油量为20%~40%,通过将浓缩液加温至一定温度,并加硝酸酸化,使油水进一步分离,并利用水比油的比重大的特点,使水沉降在槽罐底部,将下部含油废水排至地坑,水放出后可得到含油浓度为50%~90%的废油液体,而后送至废油收集箱。
本系统共设两台乳化油分解装置,可单独使用或同时使用。乳化油分解装置由分解槽、加温装置、加酸装置(硝酸贮罐+硝酸泵)、在线温度计和液位计及管路阀门组成。根据池内的在线温度表检测废水温度,并通过装设在管道上的阀门控制蒸汽加量,以得到超滤管所需的最佳工艺温度。硝酸贮罐酸液由硝酸泵送至乳化油分解槽。同时有乳化油需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
⒉6废油收集与输送
收集调节池分离出的废油及分解箱废油。蒸汽将废油加热至80℃,以便于输送。运输车定期将废油送出。
3电气与控制
超滤系统装置仪电控制系统主要由现场仪表、PLC控制装置、低压控制柜、工控机CRT监控系统、现场泵阀操作箱及系统软件等部分组成。整个系统可实现现场模拟量和开关量信号的自动采集、自动处理。CRT上全面监控,现场设备具有全自动运行和手动干预等控制功能。超滤系统装置仪电控制系统各部分构成及功能如下。
⒊1现场仪表
现场仪表主要有液位、温度、压力、流量等信号仪表,所有重要的及需要参与控制的现场数据均以模拟量和开关量上传至PLC,在PLC内进行信号处理。现场仪表选用优质品牌产品,精确度和可靠性更高,降低了设备故障率,减少维护成本,系统运行更可靠。
⒊2PLC控制装置
PLC选用德国西门子S7系列PLC。能可靠地运行,并能完成较复杂的控制任务。使用PLC进行PID调节,可保证被控对象保持正常运行。PLC接受来自现场的输入信号(仪表、报警开关、设备状态信号、设备工作方式选择信号等),并接受上位机CRT发来的指令信号,执行内部用户软件程序,产生输出信号控制现场设备(所有的泵、气动阀、刮油刮渣机、撇油机、纸带过滤机等),以实现系统的全自动或部分自动控制功能。
⒊3低压控制柜
低压控制柜由电源部分和控制部分组成。电源部分提供整个控制系统所需的各种电源,这部分包括变压器、稳压电源、UPS不间断电源、空气开关等。控制部分包括整个系统内设备的动力回路,以及相关的控制回路。控制柜内设有开关、电机保护型开关、交流接触器、继电器、声光报警器、端子及信号灯按钮等设备。
⒊4CRT监控系统
CRT监控系统主要由工控机、显示器、组态软件、打印机等组成。两台工控机之间、工控机与PLC之间以高速的工业以太网连接。工控机通过PLC将所有现场数据读出,在CRT组态画面上显示,包括设备状态显示、工艺参数显示(部分工艺参数动态显示)、历史趋势显示等。CRT上的控制功能是通过PLC实现的,在CRT上可自动启停整个系统,也可启停部分系统,还可对所有现场设备进行单动操作。同时,CRT工作站还可实现报表打印功能,可制作各种灵活的报表,如班报表、日报表、月报表等。
⒊5现场操作箱
现场操作箱包括泵现场操作箱、阀现场操作箱、刮油刮渣机现场操作箱、撇油机现场操作箱、纸带过滤机操作箱等。在操作箱上设有设备方式选择开关,分就地控制和远程控制方式选择。在就地方式下,可以手动启停现场设备。在现场操作箱上,有设备运行、停止、故障状态指示。
⒊6软件部分
系统的软件主要是指PLC运行控制编程软件,同时还有CRT组态软件、操作系统和制表软件等。S7PLC的编程软件是STEP7,可在便携式电脑上对PLC进行编程。CRT组态软件选用西门子的人机界面软件WINCC,WINCC强大的人机交互功能会使整个组态界面及监控更加流畅。操作系统软件及制表软件选用用户较熟悉的WINDOWSNT和OFFICE2000。这样,操作人员稍加培训便可很快熟悉整个CRT监控的操作。
4结论
⑴采用无机陶瓷微滤膜工艺,经过多次工程实际应用证明,用于处理冷轧厂乳化液(含油)废水是完全可行的。
⑵无机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水,出水目前还达不到国家的排放要求(油≤10mg/L),出水需采用MBR等生化处理。
⑶废油处理可采用硝酸处理,也可采用破乳剂进行处理。
『柒』 水处理设备包含哪些东西
1、原水箱:对原水的供给起到缓冲的作用,协调原水的供给量与原水泵的输入量2、原水泵:为用水点提供足够的压力和水量。
3、石英砂过滤器:原水经过石英砂过滤器的多层机械过滤,可以滤除掉原水中的泥砂、铁锈、大颗粒物以及悬浮物等,可去除水中的不溶性杂质和水中留有的胶体、游离氯、异味、色度以及部分铁锰和吸附水中的有机物等,降低水的SDl值。
4、活性炭过滤器:原水经过石英砂过滤器的处理后,已将大部分的肉眼可见物去除掉,再通过活性炭过滤器去除水中留有的胶体、游离氯、异味、色度以及部分铁锰和吸附水中的有机物等,属于吸附过滤方式。
5、(软化罐):为了达到更高的回收率,并防止反渗透浓水端,特别是反渗透压力容器中zui后一根膜元件的浓水侧出现碳酸根、硫酸根和Ca2+、Mg2+离子的化学结垢,从而影响膜元件的性能,软化装置能彻底去除水中的钙镁离子硬度,保护反渗透膜,以防止RO膜表面产生结垢问题,确保系统安全稳定运行。
6、保安过滤器:保安过滤器的作用是截留生水带来的大于几微米的颗粒,以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件,造成大量漏盐的情况,同时划伤高压泵的叶轮。
7、高压泵:为了克服RO膜的渗透压,需要外界给RO膜提供压力,这个压力就是RO膜正常工作所需要的压力,这个压力是由高压泵提供的。
8、反渗透实为渗透的逆过程。自然界有一种膜叫半透膜,它只能透过水而不能透过其它溶质,如果将淡水和盐水这种半透膜隔开,淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧。
9、EDI装置:EDI水处理装置又称连续电除盐技术,它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生,因此EDI水处理装置制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水。它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点,可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域,是水处理技术的绿色革命。这一新技术可以代替传统的离子交换装置,生产出电阻率高达16-18MQ-CM的超纯水10、0.22um精密过滤器:精密过滤器作用主要用于净化水用途,特别是对水质要求较高的领域,用于去除液体中细小的微粒以满足后续工序对进水的要求。有时也设置在全套水处理系统未端,来防止细小微粒及破碎的树脂残渣进入成品水,去离子水容易被过流管道及设备造成二次污染,造成去离子水电导率上升水质不合格,通过0.2um精密过滤器,滤去去离子水中可能残留的颗粒,保证终端水质纯净。
『捌』 超滤的基本信息
在超滤过程中,水溶液在压力推动下,流经膜表面,小于膜孔的溶剂(水)及小分子溶质透水膜,成为净化液(滤清液),比膜孔大的溶质及溶质集团被截留,随水流排出,成为浓缩液。超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积,超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡,且通过清洗可以恢复。
超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的 。
超滤起源于是1748年,Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液,当施加一定压力时,溶液(水)透过膜,而蛋白质、胶体等物质则被截留下来,其过滤精度远远超过滤纸,于是他提出超滤一语,1896年,Martin制出了第一张人工超滤膜,其20世纪60年代,分子量级概念的提出,是现代超滤的开始,70年代和80年代是高速发展期,90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚,70年代尚处于研究期限,80年代末,才进入工业化生产和应用阶段。
超滤装置如同反渗透装置,有板式、管式(内压列管式和外压管束式)、卷式、中
空纤维式等形式。浓差极化乃是膜分离过程的自然现象,如何将此现象减轻到最低程度,是超滤技术的重要课题之一。采取的措施有:①提高膜面水流速度,以减小边界层厚度,并使被截留的溶质及时由水带走;②采取物理或化学的洗涤措施。 超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤原理也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时,水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留,从而使水得到净化。也就是说,当水通过超滤膜后,可将水中含有的大部分胶体硅除去,同时可去除大量的有机物等。
超滤原理并不复杂。在超滤过程中,由于被截留的杂质在膜表面上不断积累,会产生浓差极化现象,当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层,使膜的透水量急剧下降,这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此,需通过试验进行研究,以确定最佳的工艺和运行条件,最大限度地减轻浓差极化的影响,使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。
超滤是一种膜分离技术,(UItrafil-tration 简称UF)。能够将溶液净化,分离或者浓缩。超滤是介于微滤与纳滤之间,且三者之间无明显的分界线。一般来说,超滤膜的孔径在0.05 um–1 nm之间,操作压力为0.1–0.5 Mpa。主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。超滤膜根据膜材料,可分为有机膜和无机膜。按膜的外型,又可分为:平板式、管式、毛细管式、中空纤维和多孔式。目前家用超滤净水器,多以中空膜为主。
超滤膜的工作以筛分机理为主,以工作压力和膜的孔径大小来进行水的净化处理。以中空纤维为例,以进水方式可分为外压式:原水从膜丝外进入,净水从膜丝内制取。反之则为内压式。内压式的工作压力较外压式要低。超滤膜在饮用水深度处理,工业用超纯水和溶液浓缩分离等许多领域中,得到了广泛应用。 超滤膜元件采用世界著名膜公司产品,确保了客户得到目前世界上最优质的有机膜元件,从而确保截留性能和膜通量,超滤设备控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计,结合先进的控制软件,现场在线集中监控重要工艺操作参数,避免人工误操作,多方位确保系统长期稳定运行。
由于每根超滤组件在出厂前加入保护液,使用前要彻底冲洗组件中的保护液,先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时,然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时,无论低压还是高压冲洗时,系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
超滤设备系统回收率高,所得产品品质优良,可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀,现场清洁卫生,满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进,集成化程度高,结构紧凑,占地面积少,操作与维护简便,工人劳动强度低。
处理过程无相变,对物料中组成成分无任何不良影响,且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态,特别适用于热敏性物质的处理,完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端,有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。
超滤组件要轻拿轻放,并注意保护,由于超滤组件是精密器材,所以在使用安装时要小心,要轻拿轻放,更不能甩坏。组件若停用,要先用清水冲洗干净后,加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌,并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理,否则组件可能报废。
超滤设备系统能耗低,生产周期短,与传统工艺设备相比,设备运行费用低,能有效降低生产成本,提高企业经济效益。
超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。 过滤膜根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同,可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于2×10^5 Pa,膜的平均孔径为500埃~14微米,用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为1×10^5 Pa~6×10^5 Pa,膜的平均孔径为10-100埃,用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大,常达到20×10^5 Pa~70×10^5 Pa,膜的平均孔径最小,一般为10埃以下,用于分离小分子溶质,如海水脱盐,制高纯水等。
『玖』 如何选择超滤净水器
如今我国很多家庭都会使用超滤净水机来改善饮水质量,这样才能够从根本上保证家人饮水的问题,从而保证人们的身体健康。现在市面上的净水机品牌也非常的多,在选购的时候很多的朋友都会比较困惑,不知道应该如何挑选净水机产品。
超滤净水机在实际的工作中,其实最重要的部分的就是超滤芯的工作和性能,所以在购买净水机的时候,一定要注意询问这些超滤芯是采用什么样的技术,可以达到什么样的净水效果等,还需要注意的问题就是这些超滤芯的产地是哪里,因为超滤芯直接影响着净水的效果,所以在选购的过程中务必要重视这些问题。
如果想要提升饮水和用水质量,这里我推荐,采用立升全屋中央净水方案,开发出一系列以超滤为核心的组合净水工艺,解决自来水管路输送过程中引起的二次污染问题,并满足了全方位饮、食、洗、浴的净水需求。
立升前置过滤器P6通常安置在水源进户处,主要作用是去除水中的大颗粒杂质,提升基础水质。在经过中央过滤后智能纯水机M8B负责直饮水过滤。另外中央软水机S5可以为洗浴,涉水家电提供软化水,能有效减少水垢,解决洗澡皮肤干燥、头发干枯打结、毛巾发硬腐烂等问题。而为了家庭及宾客饮用水方便,立升壁挂管线机D7,让家庭直饮水迅速加热,享受更有品质的使用体验。
『拾』 超滤净水器的组件有哪些,各个部件的作用是什么
1、活性碳
吸附异色异味之物质和化学残留物以及部分重金属,例如氯、氯胺、氯化专氢、三氯甲烷、漂白属剂、农药、除草剂、致癌物。
2、KDF
去除余氯和汞、铅、镉等重金属,同时起到部分抑菌作用。
3、阳离子树脂
吸附钙、镁离子。
4、陶瓷滤芯
过滤微小生物及滤除大肠肝菌、霍乱菌、沙门氏菌、痢疾菌。
5、UF膜
滤除颗粒大于0.01微米之物质 。
---今美自洁式净水器