死过滤/错流操作/自动反洗/恒流控制
最高使用温度(℃)
PH范围 设计透量
98℃
2～12
45℃
3～8
60～100L/m2·hr·0.05MPa·25℃
46
UF膜的主要设计参数(二)
膜组件型号
反洗条件
HUF10-90
HUF10-250
反洗压力(Mpa)
反洗流量 反洗频率
0.1～0.15最大不超过0.2
5〞
Φ 100×1100
4或8或10
外壳材料
粘接材料 端头材料 进口尺寸(mm) 出口尺寸(mm)
环氧玻璃钢
环氧树脂 不锈钢/FRP DN65 DN65 DN20 DN20
ABS/PS
环氧树脂 ABS DN32 DN25
28
UF的质量保证体系
• 稳定的膜材料及膜性能 —从膜材料制备到中空纤维的生产 提供全程质量保证体系
6
UF膜产品的概况
•
•
膜材料种类：SPES，CTA，PES，PAN
膜组件规格：12˝组件（50或65m2） 5˝组件（10-12m2） 3˝组件（4m2）
• •
膜产地： Hydecanme、德国Membrana、 日本 Daicel 加拿大ZENONE公司、 法国AQUAS
NITTO 公司
7
超滤膜污染与再生
0.8/1.3 50～55 4.7～6.5 0.5 -30
PES*为没有改性的 PAN*为改性后的
14
国内外产品性能比较
亲水性
0 1 膜材料
非亲水性 非永久亲水性
聚醚砜 (PES) PS、PAN、PP、 PE
永久亲水性
磺化聚醚砜 三醋酸纤维 (SPES) (CTA)
2 亲水性来源
3 主要供应商
SO42-带负电 天然亲水 添加亲水材料 非亲水性 荷 德国 日本Daicel 荷兰X-Flow 国外：美国高科， membrana OKM ( Norit公司) U.S.Filter OKM 国内：浙大，天 法国Aquas 海德能 纺、海洋所
24
三醋酸纤维素 聚丙烯腈(PAN) (CTA) 天然亲水 150K 0.8/1.3 mm 憎水 30K/150K 1.0/1.4 mm
切割分子量 80K (Dalton) 纤维内外径 0.7/1.0 mm 反渗透预处理 油水分离 废水处理 HYDECANME
大规模水处理
主要用途
反渗透预处理 酶制剂浓缩 饮用水处理 中水回收 HYDECANME 日本Daicel

流
温
量： 浓水流量/产水流量的控制
度： 进水温度的控制
流道控制： 气动隔膜阀 水质控制： 进水/产水的浊度控制
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UF膜的主要设计参数(一)
膜组件型号 膜材料 膜组件面积 操作方式 使用条件 设计压力(TMP,MPa) 最大进口压力(Mpa) 0.02～0.06 0.4 HUF10-90 SPES 5m2、10m2、65m2 HUF10-90 CTA 5m2、10m2、65m2
2 J 1
纯水 切向流速高 切向流速低 死过滤
△P1 △P2 △P3
△P
18
错流过滤与死过滤
压力
进料液 浓缩液
进料液 压力
透过液 错流过滤
透过液 死过滤
19
错流过滤与死过滤的能耗比较
透膜压差，KPa
备注： 1、过滤介质为20℃水 2、膜为内径0.7mm的中空纤 维 3、回流比R=回流量/产水量
20
超滤膜组件讲座
北京海德能科技有限公司
1
目
• • • • • • • •
录
超滤发展状况 超滤工作原理 超滤膜与组件 工艺设计与计算 超滤工艺流程 超滤膜污染与再生 超滤技术应用 我们的服务
2
超滤发展状况
• 1861年，Schmidt首次公开牛 • 70年代，首次研制出管式超滤 心胞膜截留阿拉伯胶实验结 膜与组件。 果。 • 80年代先后研制出中空纤维、 • 1867年，Traube第一次制取 板式、卷式超滤膜与组件。 人工超滤膜。（瓷板铁青化 • 90年代已进入商业化与工业化 铜） 的生产。 • 1907年，Bchhold 定义“超 滤”。 • 1960年，Loeb与Sourirajan 共同研制出CA超滤膜。 • 1963年，Michaels创办 Amicon公司专门从事超滤膜 生产与销售。 • 1965年以后已商业化、工业 化
第二步
中试
确定最佳透量
第三步
实际设计
确定控制系统 设计清洗系统 操作方式
确定反洗频率
操作压力选择 合理的化学清洗
计算投资量和 运行成本
39
内循环式超滤工艺流程
• • • • 运行 化学反冲洗（水洗、气洗） 待机保护 化学清洗
40
典型工艺流程图
原水 循环水
恒流控制
成品水箱 供水箱 反洗排污水
反洗流量是渗透流量的4倍 1次/30～60min
透量
吸附
附着
堵塞 操作时间
优质超滤膜的表征
• 孔分布窄（如图中红线） 孔 分 布
• 没有大孔缺陷（如图中阴影部分）
A • A：为质量好的超滤膜
B
B：为质量差的超滤膜实际应用中的 具体表现 • A：膜形成表面污染，透量易恢复
B：膜易形成孔污染，透量不易恢复
50,000 150,000 0.2μm
孔径 • A：膜透量衰减的慢， • B：膜衰减的快
膜的机械强度好，经久耐用 膜的截留性能 抗溶性与抗腐蚀 截留溶质的吸附性小 膜组件的选用：板式：初级浓缩；管式：较高浓缩、废水处理；卷 式：水质净化；中空纤维：水质净化、预处理。
35
工艺设计与计算
2、工艺设计参数：
----初始通量Q1 ----稳定通量Qs ----稳定系数：Sm=Qs/Q1 （0.6-0.8） ----组装系数Cm=Qr/Qm（Qr为单件实际透水量，Qm为系统透水量
—
较长的使用寿命 实际运行中最长寿命可达6年

良好的化学稳定性 允许广泛的化学清洗
21
SPES膜横截面电镜照片
22
CTA膜横截面电镜照片
CTA膜电镜照片
UF膜的主要性能指标
膜型号
膜材料 亲水性
HF-SPES
磺化聚醚砜 (SPES) 永久亲水
HF-CTA
HF-PAN
HF-PES
聚醚砜(PES) 憎水 6/10/30/500K 0.8/1.3 mm 特殊分离 除热原 发酵液的澄清 果汁/果酒的澄清 日本Daicel
超滤工作原理示意
在动力的驱使下， 利用膜本身的筛分作 用使物料得到净化、 浓缩。
5
超滤膜与组件
1、材质：CA，CTA、PS，PSA，PP，PVDF，PE，PAN。 2、结构：管式，中空纤维、平板式、卷式 3、化学成分：有机，无机 4、供应商： HYDECANME;AMICON；ZENON；MILLIPORE；FILTIRON； NITTO；OSMONICS；DESALL；DAICEL
• 物理法
高纯水、热水等反冲洗、正洗
超声清洗 气、水混合冲洗 • 化学清洗法（循环、浸泡） 酸洗
碱洗
消毒剂 加酶洗
8
微孔膜与超滤膜的区别
微孔膜 孔径范围
表征方式 反洗方式
超滤膜 0.001～0.1μ m
切割分子量 水 通常分为亲水和憎 水材料
0.1～1.0μ m
孔径 气、水
膜材料
使用范围
通常为憎水材料
• 每根膜组件都提供完整性检测
29
中空膜组件的完整性检测
原料侧检测方式
观察气泡 密封
渗透侧检测方式
密封 观察气泡
干净空气或氮气 0.1MPa 密封
密封
干净空气或氮气 0.1MPa
30
油田回注水装置
31
除热源装置
32
33
40吨/小时反渗透预处理
34
工艺设计与计算
1、超滤膜与组件的选用
水与小分子物质透过速度快
0.02～0.06 MPa 频率低,2～3月/次 0.1～0.2 MPa 频率高
15
4 操作压力 5 化学清洗
典型亲水膜的操作特点
操作压力 (TMP) 0.12MPa
透量
透量单位:L/m2· 25℃ hr· (FLUX) 120
0.02MPa
设计透量 0.02MPa 1年 2年 3年 30
寿命
16
HF/PES 聚醚砜 30 520 150 800
1.0/1.5
1.4/2.0
0.5/1.0
0.8/1.3 98 ℃
0.8/1.3
45 ℃
超滤膜组件(12")
26
超滤膜组件
27
UF膜组件的性能指标
用途
大规模水处理
一般用途
组件规格
尺寸 膜面积(m2)
12〞
Φ 310×1180 65或50
3〞
Φ 76×1100
3
超滤工作原理
定义:
超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜透过法分离技术。 1、通量 J=P（P1-P2）/L P为渗透系数；P1为液体静压差；P2为料液相与渗 透相之间的渗透压差；L为膜厚度。 2、截留率 R=1-C1/C2 C1为渗透液的浓度；C2截留物侧的值。 3、切割分子量（MWCO） 膜具有90%以上截留率的最小分子量物质。N=30/ln（2+1） 4、浓度极化 5、膜污染 • 超滤膜性能 1、孔隙率；2、结构形态；3、表面性能；4、机械强度；5、耐化学性 • 操作参数 ----流速 ----压力与压力差 ----回收比与浓缩排放量 4 ----工作温度
（0.9-0.96）