超滤膜在原水制造中的应用.doc

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1、超滤膜在制酒原水制备中的应用捉要:超滤膜可去除溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等，具有使用压力低、产水量大、便于操作的特点。通过测试中空纤维超滤膜装置深度净化制酒原水的处理效果，证明超滤膜净水装置能有效地消除水在管网中的二次污染，进一步提高水质。原理作了介绍。本研究将中型超滤膜组件应用于微型啤酒生产车间，通过检测膜装置的处理性能，表明釆用超滤膜深度净化制酒原水，能够有效地降低水屮多种污染物浓度，消除管网造成的二次污染，完全可以满足制酒工艺所需优质原水的要求。同时，膜装置与原有废弃设备相比，具有占地面积小，节省人力、电耗及操作简便等优点。1制备制酒原水膜

2、处理方案的提出1.1生产车间原有砂滤工艺运行情况安装膜处理装置之前，该微型啤酒公司曾釆用直径为lm的金属砂滤罐对管网终端出水进行深度净化。但运行时出现如下问题:(1)因只釆用简易砂滤工艺，出水未经消毒，细菌含量超标。(1)反冲洗耗水量较大，在一定程度上增加了制酒成本。⑶随着运行时间的加长，金属罐产生了较严重的腐蚀现象，出水中铁、细菌含量严重超标。砂滤罐不仅没有起到净化作用，反而成了污染源。(4)金属砂滤罐直径、重量较大，占地面积大，不便于检修。上述运行中出现的问题说明，简易过滤装置不能有效地改善制酒原水水质。1.2原水水质原水取自啤酒生产车间供水管道中由

3、水质分析结果看出，原水色度及细菌、铁等含量明显超标，表明原水在管网中受到了二次污染。但微型啤酒制酒工艺要求有优质原水，若直接用该水作为制酒原水显然是不合格的。经过对原有工艺运行情况及中空纤维超滤膜性能的考察，我们决定废弃原有砂滤工艺，安装中空纤维超滤膜组件以解决上述问题。2超滤膜工艺的设计在啤酒生产车间安装的膜净化装置工艺流程如图1所示。图1净化装置流程2.1净化装置净化装置工艺由两级过滤组成。一级精密过滤器为纤维绕线滤芯预滤（2套），冃的在于去除较大颗粒悬浮物，满足膜过滤进水要求，保护中空纤维超滤膜组件，延长膜寿命；二级过滤为屮空纤维超滤膜组件（2套）

4、，目的在于去除一般过滤器难以去除的大分子物质及细菌。在整个工艺中，超滤为主体T艺，大部分难以去除的大分子物质、细菌及大肠杆菌可通过超滤膜的截留去除。在本装置屮，屮空纤维超滤膜组件的主要性能如下：使用条件:pH=l~4；操作压力：O.IMPa〜0.5MPa；温度W60°C；对进水水质要求：浊度＜5度，颗粒＜10um；浓度＜10%；膜面积：2m2；膜儿何尺寸：外径1.0mm,内径0.7mm；分离组分直径：0.005口m〜10um；切割分子量：30000o一级过滤介质为聚丙烯纤维绕线滤芯，过滤精度介丁砂滤与膜滤之间，微孔直径在0・5um〜120nm范围之间，可

5、去除水中较大颗粒的悬浮物。聚丙烯纤维绕线滤芯有以下特点：滤芯孔径均匀，过滤效果好，过滤精度高；过滤阻力小，通量大，截污能力强，使用寿命长；滤芯材料不容易发生物理化学反应，对过滤液无污染；滤芯强度大，不易变形；所需操作压力低，易于清洗，更换方便。超滤膜为醋酸纤维索中空纤维超滤膜，膜孔径为5nm〜O.lum。原料液在压力的作用下流经膜表面,溶剂及小分子溶质透过膜,一般称滤液，大分子物质被截留，料液逐渐被浓缩而后以浓缩液排出。超滤膜具有如下特点:超滤膜材料耐腐蚀，且无毒无害；超滤所分离的组分直径为0.00510um,分离溶液的渗透压很小，可以忽略。因而釆用的操

6、作压力较小，一般为0.1MPa~0.5MPa；截留率大于96%,处理效果好；由于超滤操作压力小，所以一般靠自来水压便可驱动，不需额外的加压设备，因此能耗低；设备投资少，操作简便，使用寿命可达2年。装置操作装置操作分为过滤操作和反冲洗操作。过滤操作时，原水在精密过滤器中，由外向内通过滤芯进行过滤、净化,一级过滤出水进入超滤器的纤维束中，水由内向外进行过滤、分离、浓缩；超滤水汇集于贮水箱中备用，浓缩水排出，实现二级过滤、分离、浓缩、净化。两级过滤均以自来水压为动力。反冲洗分为精密过滤器的反冲洗和超滤器的反冲洗，冲洗应分别进行，反冲洗周期根据水质和使用情况酌情

7、而定，当过滤出水量明显减少时，应进行反冲洗，一般每次工作后进行一次冲洗或工作6h~8h时冲洗一次。精密过滤器冲洗时，冲洗液由内向外对滤芯进行冲洗；超滤膜反冲洗时，冲洗液在超滤器内分别由下向上和由上向下对膜内壁进行冲洗，冲洗液必须用超滤水，并用管道泵加压，冲洗压力保持在O.IMPa〜0.2MPa,若压力过大可通过关小冲洗液入口阀门来控制。2装置性能测试3.1膜通量的确定膜透水通量和截留分子量是表示膜分离特性的两个最基本最重要的参数。用于制酒车间的超滤膜的截留分子量为30000,其透水通量则耍在原水水质条件下，根据通量随压力的变化情况而定。在…个运行周期的开

8、始，通过改变进水阀门开启度调压的方法，测定了通量随压力的变化情况。实测结杲如表2