供热企业水处理系统中填充式中空纤维超滤裸膜设计.pdf

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1、区域供热2012.1期供热企业水处理系统中填充式中空纤维超滤裸膜设计青岛恒源热电有限公司邓威闽刘胜英国谢菲尔德大学材料学院王璐青岛鑫隆建设集团有限公司邓冠楠【摘要】供热企业水处理系统中超滤装置的应用较为普遍。针对中空纤维超滤膜各组成部分的成本和不同报废原因所占比重，采用模块化理念进行旨在尽可能提高滤芯互换性和在滤芯报废时弃芯留壳的全新设计，创新地设计了带集水头的填充式“工”字形裸膜，使膜件中的中空纤维膜芯与膜壳可分离，膜芯的污堵情况可定期拆解观察，以此确保不同品牌膜芯在原超滤装置中的互换性，最大限度地降低使用成本。【关键词】中

2、空纤维超滤膜件模块随着膜分离技术的不断发展和完善，超装在膜壳内组成一个膜件整体。膜件尺寸越滤膜在工业水处理、生物、食品、医药、环保等大其内填充的中空纤维丝相应地越长，虽增许多方面得到越来越广泛应用。尤其是随着加了膜过水面积，但也使断丝的几率增大。在我国经济的飞速发展，超滤装置被大量应用实际应用过程中，中空纤维膜的污染情况和于热电企业的工业水处理过程，在截留悬浮断丝情况无法直接观察。一旦出现断丝严重、物、胶体、大分子有机物、细菌、铁锈等有害物不可逆转的污堵和膜壳爆裂等情况，都将导质的水质净化过程中起到了关键作用。在各致膜件的损坏

3、而需整体更换。在超滤膜件报类超滤膜中，中空纤维膜以其单位体积有效废原因中由中空纤维膜导致的情况占95%以膜面积大、过滤分离效率高、容易清洗、结构上。由膜丝的问题致使整个膜件的报废，这对简单、操作方便等优点而在工业水处理领域于大型超滤膜件而言无疑会增加使用成本。得到的应用最为广泛，成为废水净化、纯水制此外，不同厂家超滤膜件互换性差也是超滤备的首选装备。应用过程中让用户方头疼的问题。为解决中在热电企业水质净化过程中，大型中空空纤维超滤膜件存在的上述缺陷，我们对其纤维膜超滤膜的应用较为普遍。直径200mm进行了模块化全新设计，或称为

4、填充式“工”以上的膜件其高度已超过了1500mm。由于超字形裸膜设计。使大型中空纤维超滤膜也如滤膜件的膜分离功能由数千根中空纤维膜丝反渗透膜一样成为填充式结构，可方便用户承当，并用环氧树脂将纤维丝束两端固定封在使用过程中的监测和维护，尽可能地减少-58-区域供热2012.1期换膜成本。（PVDF）和聚醚砜（PES）。不论膜丝采用何种1.中空纤维超滤膜现状材料，其承担的作用相同，只是在膜的理化性1.1膜件结构能上存在差异。膜壳采用UPVC、ABS工程塑中空纤维超滤膜按进水方式的不同，或料、有机玻璃、玻璃钢或不锈钢等材料。根据根据

5、膜的致密层是在中空纤维的内表面或外膜纤维和膜壳材料的不同，中空纤维丝在整表面，分为内压式和外压式。其主要优点为：个超滤膜件成本中占60～70%。单位容积内装填的有效膜面积大，且占地面1.3存在的问题积小，对原水水质适用范围宽，对污水适应性由于膜件采用整体结构，下列问题影响强，不会堵塞中空管道等。在膜件结构上大多了超滤在使用过程中的性能：采用环氧树脂将纤维束两端固定封装在膜壳1.3.1无法直接观察滤丝的污染情况和内的整体形式。完整性。1.1.1内压式1.3.2中空纤维超滤膜典型特点为无膜原液先进入中空丝内部，经压力差驱动，的支撑

6、物，靠纤维管的本身强度来承受工作沿径向由内向外渗透过中空纤维管成为透过压力。纤细的纤维管越长，受水流冲击力越液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流大，其断丝的可能性也就越大。出。如图1所示。1.3.3中空纤维丝束的污染情况在在整个膜件的纵向分布上并非均衡，一旦污染严重无法清洗恢复都将导致膜件的整体报废。膜件的更换成本高。1.3.4不同品牌膜件的互换性差。2.新型中空纤维超滤膜设计原则图1内压式中空维修超滤膜件为最大限度地降低使用成本，针对中空纤维超滤膜的成本和不同报废原因所1.1.2外压式占比重，进行旨在尽可能提高滤芯互换性

7、原液经压力差沿径向由外向内渗透过中和在滤丝报废时弃膜留壳的全新设计，并空纤维管成为透过液（即产水），透过液由中以外压式为首选运行流程。设计的原则空纤维管内流出。而截留的物质则汇集在中是：空丝的外部，由膜件浓水口排出。如图2所2.1确保不同品牌膜件在原超滤装置中示：的互换性，推行模块化设计。2.2膜件中的中空纤维膜芯与膜壳可分离，使之成为可替换零件。可定期拆解观察膜芯的使用情况和对膜芯离线清洗。故谓之“裸膜”。2.3为缩短中空纤维膜丝长度，采用两图2外压式中空维修超滤膜件段式或多段组合设计。1.2主要材料有2.4为用户最大限度地

8、降低换膜成本。膜丝材料有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜3.新型外压式中空纤维超滤膜设计（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）等。外压式新型中空纤维超滤膜由膜壳部目前水处理使用较多的为聚偏氟乙烯分、膜芯部分、集水头组合及若干密封圈构-59-区域供热2012.1期图3