技术分享丨坚膜科技碳化硅柱式膜系统运行&清洗操作

2024.05.09

碳化硅柱式膜系统

碳化硅柱式膜超滤法是以压力为推动力的膜分离技术,其过滤以膜两侧压差为驱动力,以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程。

超滤的清洗工艺包括物理清洗工艺和化学清洗工艺。物理清洗工艺包括反冲(back wash)和正冲(feed flush)。反冲 BW 即为采用水流方向与产水方向相反的方式,反冲水从膜组件的产水端进入,水流透过膜孔,可以清除膜孔深层和膜表面的污染物;正冲 FF 则去除反冲残留的污染物,并排出在膜组件的气体。

化学清洗工艺包括化学加强反冲 CEB和化学清洗 CIP等。化学加强反冲 CEB 和化学清洗 CIP 则通过化学药剂来清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部形成的污染。清洗频率提高、清洗强度增大都有利于更彻底地清除各类污染物。

 

 

01

碳化硅陶瓷柱式膜系统运行模式

 

碳化硅柱式膜超滤膜系统根据进水水质和产水要求,可以底部或顶部进水、死端或错流过滤多种模式运行。

1. 底部进水、死端/错流过滤

2. 顶部进水、死端/错流过滤

 

02

碳化硅陶瓷柱式膜系统运行过程

 

 

1.注水

打开顶部排气阀,向碳化硅陶瓷超滤膜中通入进水,排空系统中的空气。

运行时机:

·系统首次运行;

·碳化硅陶瓷超滤膜内液体排空。

运行时长:2-3 min。

水源:进水。

 

2.过滤

进水通过碳化硅陶瓷超滤膜,污染物被膜截留,净水从产水侧流出。随着过滤的进行,污染物在膜表面堆积,跨膜压差(TMP)逐渐上升至过滤结束,系统自动转入反冲洗。

运行时机:注水或正洗结束,正常运行产水。

运行时长:20-60min。

水源:进水。

 

3.上反洗

过滤结束后,反洗水从产水口进入膜内部,与运行产水相反的方向透过膜孔,并从上排阀排出系统;上反洗能清洗膜组件上端区域。

运行时机:过滤步骤结束后,自控程序自动转入上反洗。

运行时长:10-15s。

水源:产水。

 

4.下反洗

上反洗结束,反洗水继续从产水侧反向通过膜组件,并从下排阀排出系统。下反洗能清洗膜组件下端区域。

运行时机:上反洗结束后,直接转入下反洗过程。

运行时长:10-15s。

水源:产水。

 

5.正洗

反洗结束后,向膜组件正向通入冲洗水,将剩余的固体污染物排出毛细管道。正洗过程不会有产水产生。

运行时机:下反洗结束后。

运行时长:10-30s。

水源:进水。

 

03

化学清洗操作

 

01 化学加强清洗(CEB)

CEB(Chemical Enhanced Backwash)是在反洗水中投加化学药品以提高清洗效果,其频率可以根据“运行时间”或“标准反冲循环次数”设定,通常每12-72h进行一次。

CEB过程:

·CEB过程包括常规反洗(选用)→加入化学药剂反洗→浸泡→常规反洗→正洗。

·CEB与常规反洗步骤相同,但其在投加化学药剂后增加了10-20min的浸泡步骤。

CEB药剂:

·标准清洗药剂:NaClO(300-1000ppm)

·其他碱性药剂:NaOH(单独或与NaClO合用,调节pH10-11)

·酸性药剂:HCl(针对易结垢水质,调节pH2-4)

PS:执行CEB前,必须对CEB反洗水进行滴定测试浊度。

 

02 化学维护清洗(mCIP)

mCIP(maintenance Clean In Place)是延长两次化学清洗之间连续运行时长的一种维护性清洗工艺,其频率可以根据“运行时间”、“标准反冲循环次数”或“最高TMP 触发点”设定。

注意:执行mCIP前和后,均需进行至少2次常规反洗+正洗。

 

 

mCIP过程:(反洗→正洗)≥2次→开始mCIP→循环→系统排空→(反洗→正洗)≥2次

注意:

·开始和结束时均需要进行至少2次的反洗+正洗。

·上述mCIP过程为一种药剂的循环清洗,第二种药剂清洗时从开始mCIP步骤重复。

 

03 就地化学清洗(CIP)

CIP( Clean In Place )是将膜的渗透性恢复到清洁状态的清洁工艺,频率受给水水质影响,通常每1~3月进行一次,每次耗时4~8h。

注意:

·执行CIP前后,均需要进行至少2次常规反洗+正洗。

·清洗用水水质要求同mCIP。

 

 

CIP过程:(反洗→正洗)≥2次→开始CIP→循环→系统排空→(反洗→正洗)≥2次

·开始和结束时均需要进行至少2次的反洗+正洗。

·上述CIP过程为一种药剂的循环清洗,第二种药剂清洗时从开始CIP步骤重复。

 

 

04 程序控制步序表

 

1.膜系统运行程序

碳化硅陶瓷超滤膜系统运行程序控制步序表(参考)

 

 

2.膜系统化学加强清洗程序(CEB)

 

碳化硅陶瓷超滤膜系统CEB程序控制步序表(参考)

 

 

3.膜系统化学维护清洗程序(mCIP)

 

 

4.膜系统就地化学清洗(CIP)

 

 

碳化硅陶瓷超滤膜系统CIP程序控制步序表(参考)

 

 

考虑到不同系统的进水水质差异较大,具体的运行及清洗参数、步序等需要根据现场调试情况最终确定,上述内容仅供参考,若您想了解更详细的内容,可随时留言咨询。