5L每小時膜濃縮集成系統(tǒng)

     

 

 

操

作

說

明

 

 

 

 

 

杭州科膜水處理工程有限公司

二零一三年十二月

 

前言

感謝您選用杭州科膜水處理工程有限公司的實驗室機型產(chǎn)品。

    本手冊適用于多功能卷式膜小試設備的安裝和使用者，幫助使用人員對該裝置進行正確的安裝、使用和維護。本手冊所涉及到的各項操作嚴格針對于科膜公司所提供的多功能卷式膜小試設備，并不適用于非本公司生產(chǎn)的配件和其他由用戶自己提供的設備。

    多功能卷式膜小試設備的主要組成部分包括高壓柱塞泵、膜管、膜元件、料罐及其控制系統(tǒng)。特定型號和序列號的部件的使用請參考附錄——技術參數(shù)表。盡管本手冊已經(jīng)充分考慮到了本系統(tǒng)各種可能發(fā)生的問題，但還是有可能發(fā)生一些并不為本手冊所涵蓋的情況，如果這樣的情況又確實發(fā)生了，建議設備的使用者在嘗試使用非本手冊所提供的解決辦法之前，先同科膜公司的技術服務部門聯(lián)系。

    本手冊所包含的信息是基于我們可靠的經(jīng)驗和科學的技術數(shù)據(jù)。但設備的使用是由操作者按他們自己的方式進行的，由于使用條件不在科膜公司的控制范圍內，所以我們并不能對不恰當?shù)貞�用這些信息所獲得的結果或所帶來的破壞性負任何責任。值得注意的是，這并不是允許您按自己的方式任意操作設備，也不是在建議您違反本公司所制定的操作規(guī)范。

 

Ⅰ、 安全防范措施

        由科膜公司提供的多功能卷式膜小試設備，其設計和配套都是極嚴密的。按照本手冊的使用和維護說明，并在安全而無故障的情況下操作，完全能按您所需達到生產(chǎn)要求。由于全套設備具有復雜的電氣控制系統(tǒng)，加上系統(tǒng)所固有的一些特性，都得引起操作和服務人員的警惕。下面是一些注意事項：

一、 膜的保存

按照本手冊說明，在未進行完全的沖洗過程之前請不要直接進行生產(chǎn)以免污染料液。大多數(shù)情況下，建議用去離子水沖洗系統(tǒng)15-60分鐘后，再進入生產(chǎn)運行。在生產(chǎn)過程中的消毒和保存請參看附錄膜消毒、膜保存。

二、 電源控制面板

對于電氣控制系統(tǒng)，除了科膜公司的技術服務人員以外，請勿自行打開系統(tǒng)主機箱。

三、 系統(tǒng)管道

設備的所有管道都用能耐受待處理料液腐蝕的材料制成。設備外圍管道也應該由相似并具有相當強度的材料構成。

四、 高壓操作

多功能卷式膜小試設備所設計管路最大操作壓力為60bar，此為設備的極限操作與測試壓力，通常實驗時無需達到這樣的壓力。

注意調節(jié)閥門時應緩慢，不能瞬時關閉閥門。

五、 CIP膜清洗操作

CIP系統(tǒng)是將具有危險性的化學清洗劑，在一定的壓力下以較高的流速通過膜芯表面達到清洗膜芯的目的。這些化學清洗劑的使用必須針對每一種化學清洗劑的安全使用指南進行。清洗之后，膜系統(tǒng)要按照清洗指南用去離子水進行沖洗。CIP系統(tǒng)需用夾套換熱器來控制清洗溶液的溫度。清洗液溫度不得超過膜所能耐受的最高溫度。

六、 系統(tǒng)要求

不得讓金屬或砂石等硬質顆粒雜質進入系統(tǒng)，需使用篩網(wǎng)進行截留。

不能讓泵空轉，以免空氣進入泵，破壞核心部件。

開機前須檢查系統(tǒng)設備管道連接正確、壓力調節(jié)閥處于全開狀態(tài)。

Ⅱ、 裝設儀器和控制

建議多功能卷式膜小試設備操作員在操作前先熟悉設備單元的控制及其裝設，請參考附錄――系統(tǒng)原理圖。多功能卷式膜小試設備中最重要的控制部件描述如下： 

一、 電源開關

安裝在主機箱的面板上，通過它控制主機的電源。

二、 變頻器控制旋鈕

安裝在主機箱的面板上的變頻器控制旋鈕，通過它控制泵啟動和停止。

三、 壓力表

液體填充的壓力表用于測定系統(tǒng)中以下工藝監(jiān)測點的壓力（以Mpa計）：

壓力表量程0－6Mpa：測量膜進口處壓力，與出口處壓力相關；

壓力表量程0－6Mpa：測量膜出口處濃縮液壓力，這個壓力由調壓閥（濃縮液控制閥）直接控制。

四、 調壓閥

在流量計的出口處的閥，通過限制濃縮液流量來調節(jié)系統(tǒng)的操作壓和滲透液流量。關小此閥的開度將提高整個膜組件的壓力，降低濃縮液流量。

五、 安全泄壓閥

 泄壓閥為自動檢測開關閥。當泵出口壓力超高時，該閥自動開啟進行泄壓以降低系統(tǒng)壓力，當系統(tǒng)壓力恢復正常時，該閥即自動關閉。正常該閥處于關閉狀態(tài)。

 

 

 

 
Ⅲ、安裝指南

多功能卷式膜小試設備易于安裝，請參考附錄――系統(tǒng)原理圖、設備結構圖。下面是電源、管道、膜芯安裝的一些必要步驟：

一、 電源連接

為保證所有管道、電氣系統(tǒng)和設備都按所設計的方式工作，設備單元在工廠里就已經(jīng)接好電源線并經(jīng)過測試了。由于高電壓具有很大的危險性，因此安裝的全部工作都必須由合格的電工來完成。

主電源應當由用戶自己提供220V的電源接入電氣柜中。

二、 冷卻水管路的連接

為了控制料液的溫度，必需往夾套桶冷卻進出口通入冷卻水進出管路 。

三、 卷式膜芯的安裝

1、先把膜管兩頭上的卡箍的螺絲松開，并拿出端封；

2、把膜芯連接件（較短的一端）裝入膜管端蓋，需用液體潤滑O型密封圈，注意：裝膜芯連接件時需旋轉裝入，以避免密封圈被擠出，影響密封效果；

3、將已裝好1812卷式膜芯放入膜管中，裝上一端的端封，然后再裝上卡箍，注意：鎖螺釘時，需一邊擰幾下，以保證部件的壓緊力均衡；

4、將另一端的膜管端封與膜管連接上；

5、連接好泵進料口和料桶之間連接。

四、 設備水沖洗

在安裝1812卷式膜芯之前，在料罐中加入去離子水，開啟泵對系統(tǒng)進行沖洗，沖凈后，排盡水；裝入1812卷式膜芯，再裝入去離子水沖洗15-60分鐘，沖凈后，再次排盡水。

Ⅳ、運行指南

第一次開機或停機保護較長的時間，應先用去離子水清洗（方法參照：設備水沖洗），并檢測標準條件下的水通量（方法參照：附錄C）。以下為料液運行的一般操作方法：

走料：

一、  檢測各連接處（管路活接及壓力表接頭）是否緊固，確保不發(fā)生泄漏；

二、  檢查料罐排污閥是否關閉；

三、  打開設備總電源,往料罐中加入料液，啟動泵，并記錄啟動時間，為了保證卷式膜芯的效率最佳，一般我們在運行時，保證流量計的流量范圍在5-7LPM即可，進膜壓力表的壓力區(qū)間為0-40bar,通過調節(jié)泵的頻率和閥的開度來達到對流量和壓力的調整；

四、  通過調節(jié)變頻器將系統(tǒng)管路內的空氣排凈后，使系統(tǒng)達到要求的進膜流量和進膜壓力，后按要求每隔一定的時間測量透過液流量，并記錄檢測點的溫度及進出膜壓力；

（檢測與記錄數(shù)據(jù)是為今后判別與借鑒用）

五、  當觀察到系統(tǒng)溫度接近料液要求溫度時，需打開冷卻進出管路對設備進行冷卻；

六、  當達到過濾目的后，全開調壓閥，后關閉泵，將剩余的濃縮液（包括管路中）裝入桶中。

沖洗：

七、  往料罐中加入一定量的去離子水，全開調壓閥，開啟泵；對膜芯進行沖洗。人為判斷沖洗干凈后（顏色、氣味、濃度等），關閉泵，排盡水。

清洗：

八、  往料罐中加入一定量的去離子水，全開調壓閥，開啟泵，調節(jié)膜出口壓力至標準水通量檢測壓力（以第一次使用時測試的數(shù)據(jù)為基準），后測量水通量，記錄進出膜壓力與系統(tǒng)運行溫度，判斷是否需再次進行清洗；

九、  按清洗劑的配置要求進行配置，逐漸將清洗劑倒入CIP罐中，系統(tǒng)進入清洗劑的循環(huán)清洗階段（方法參照：附錄C）。

★     清洗最高溫度應＜45℃，操作人員應隨時觀察系統(tǒng)運行溫度，以防清洗溫度過高。

★     初始標準化的水通量為初次使用膜芯時，將膜芯沖洗干凈后需按標準條件下檢測與記錄的水通量。（方法參照：附錄C）

系統(tǒng)排氣方式：

系統(tǒng)剛開機時與發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)進氣泡后，必須將氣體排出。剛開機時，全開回流管路，低頻率（15-20HZ）下運行泵，人為判斷無氣體后即可正常走料。若運行過程中發(fā)現(xiàn)有氣體進行系統(tǒng)，則也需按上述方式進行排氣。

Ⅴ、定期維修

多功能卷式膜小試設備的專用單元需要按如下方式定期維修。

在膜過濾過程中會遇到的偶然變動，如通量和截留率的意外下降，不一定表明膜或泵有問題，需要記錄相關的信息和提供可能的系統(tǒng)分析。附錄里的系統(tǒng)操作記錄表可能對您診斷此類問題有所幫助，除此之外附錄里也包括了疑難問題解答指導。

除了影響膜系統(tǒng)的一般原因外，有一些原因.是由壞的零部件和不適當?shù)目刂圃O置引起的。一些普通的問題和糾正方法列于附錄A。

每一套設備單元要每天都記錄好數(shù)據(jù)并保存在文檔里。在解決膜操作問題時就需要用到這些數(shù)據(jù)記錄，它們同樣也是作為索賠的依據(jù)。

一、泵

多功能卷式膜小試設備配備了一臺高壓柱塞泵，泵的設計合理、維護簡單，請參照泵的使用手冊，按照泵生產(chǎn)商的要求進行。

二、膜管

為了保證膜管能在所需要的壓力下良好工作則必需進行維護保養(yǎng)。盡管這些膜管不需要定期維修，但如果膜管組件或膜因某種原因而被移動的話，則建議對膜管組件、膜芯連接密封圈、膜管端蓋密封圈進行嚴密地檢查，必要時更換。

三、膜芯

如果對料液有較好的預處理，并按規(guī)范對膜進行清洗和維護，膜元件應該能使用1年以上。但膜的滲透流量和截留特性都會隨時間因結垢或生物堵塞的形成而降低。如果在所設計的進膜操作壓力下性能（滲透流量、截留率、膜兩端壓力降中的任何一項）降低了一定程度，而且滲透流量的降低又不是由進料的條件或閥設置的改變而導致的話，膜就需要清洗了。此時不對膜進行清洗將使得設備正常滲透流量的恢復變得很困難，并可能使膜徹底喪失作用。請參考附錄―選用合適的清洗過程和化學清洗劑。（方法參考：附錄E）

四、備件

以下為系統(tǒng)建議配備的常備件：

     ——膜芯連接密封圈

     ——膜管端蓋密封圈

——機械充油壓力表

膜系統(tǒng)包含一些易損部件清單,詳見附件——《易耗部件清單》。

Ⅵ、疑難解答

在膜過濾過程中會遇到的偶然變動，如膜通量和截留率的意外下降，不一定表明膜芯或泵有問題，需要記錄相關的信息和提供可能的系統(tǒng)分析�？赡軐δ�診斷此類問題有所幫助。除此之外附錄里也包括了疑難問題解答指導。

除了影響膜系統(tǒng)的一般原因外，有一些原因是由于零部件損壞和不適當?shù)目刂圃O置引起的。一些普通的問題和糾正方法列于附錄A。

每一套設備單元要每天都記錄好數(shù)據(jù)并保存在文檔里。在解決膜操作問題時就需要用到這些數(shù)據(jù)記錄，它們同樣也是作為索賠的依據(jù)。

 

 

Ⅶ、有限的責任

有關系統(tǒng)及其所裝配組件的責任和保證是由您是否按照本使用手冊里的規(guī)定進行安裝和操作來決定的。全部關于責任的資料在附錄里面。

 

附錄A                       系統(tǒng)的常見故障排除

 

附錄B                      設備技術參數(shù)表

 

附錄C                       水通量測試

水通量測定（用WFR125表示，即在溫度為25℃、操作壓力為0.1MPa，單位膜面積每小時流過膜管的體積升數(shù)。）：

TMP=(P₁+P₂)／2－P₃         WFR125=Q×K／(TMP×S)

其中：TMP為操作壓力，單位：bar

P₁—為物料進口壓力，P₂—為物料循環(huán)壓力，P₃—為滲透側出口壓力。

Q—為測定滲透側的水流量，單位：l/h

K—為溫度校正系數(shù)，溫度校正系數(shù)見（表1）

S—為膜過濾面積，單位：m²

（表1）

溫度	K	溫度	K	溫度	K	溫度	K	溫度	K
10	1.77	14	1.475	18	1.276	22	1.109	26	0.971
10.5	1.679	14.5	1.448	18.5	1.254	22.5	1.09	26.5	0.957
11	1.648	15	1.422	19	1.232	23	1.071	27	0.943
11.5	1.618	15.5	1.396	19.5	1.21	23.5	1.053	27.5	0.929
12	1.588	16	1.371	20	1.189	24	1.035	28	0.915
12.5	1.558	16.5	1.347	20.5	1.168	24.5	1.017	28.5	0.902
13	1.53	17	1.323	21	1.148	25	1	29	0.889
13.5	1.502	17.5	1.299	21.5	1.132	25.5	0.985	29.5	0.877
								30	0.869

附錄D                    膜污染

膜污染的種類

1）、吸附污染

     有機物在膜表面的吸附通常是影響膜性能的主要因素。隨時間的延長，污染物在膜孔內的吸附或累積會導致孔徑減少和膜阻增大，這類污染是難以恢復的，主要污染物是溶解物、乳化物等；

2）、沉淀污染

     原水中氫氧化物或碳酸鹽、硫酸鹽等濃度超過了其溶解度，在膜上形成沉淀或結垢，主要是膠體和微粒，有機物如脂肪、蛋白質、腐質酸、膠體、凝膠及多羥基芳香化合物等；無機物如鈣鹽、磷鹽、鐵鹽、鎂鹽等；

3）、生物污染

     微生物在膜-水界面上積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。膜的生物污染分兩個階段：粘附和生長。在溶液中沒有投入殺菌劑或投量不足時，粘附細胞會在進水營養(yǎng)物質的供養(yǎng)下成長繁殖，形成生物膜，如細菌和藻類等。

 

如何判斷膜污染，以下是一些關鍵的參數(shù)：

1、最重要的是對照同等操作條件下（相同壓力、溫度、循環(huán)流量）的膜通量（LMH或LPM等單位）的差距，通常舊膜的通量低于新膜通量的85%，即視為膜已經(jīng)被污染；

2、膜污染通常會導致膜截留性能的變化，當然這種變化可以是升高或降低；

3、在同等的操作條件下，膜污染后膜組件前后的壓力差有所增加，即過膜阻力變大。

附錄E                        膜清洗

配置化學清洗劑：根據(jù)所生產(chǎn)的料液判斷污染物，針對污染物選擇清洗配方（參看下表），按清洗配方配制清洗液到CIP罐（與料罐共用）內。

化學清洗：按標準化測水通量的方法開機運行，按清洗方案的要求進行清洗

清洗方法：物理清洗、化學清洗、生物清洗

    ◇ 物理清洗：利用機械作用，比如注水正、反沖洗，氣液混合沖洗法等，

       物理清洗方法僅可能使膜的透水性得到一定程度恢復。

    ◇ 化學清洗：使用化學清洗劑（酸、堿、氧化型、表面活性劑、絡合劑等）；

    ◇  生物清洗：使用含酶清洗劑。

 

附錄F                        膜消毒

為了防止在生產(chǎn)過程中由膜組件帶入雜菌，可在料罐中配制0.5% W/W 亞硫酸氫鈉溶液，開啟泵，循環(huán)40-60分鐘，然后用去離子水沖凈。

 

 

附錄G                        膜保存

   設備長時間停機待用時，將膜芯從膜組件中拆出，用能夠密封的容器盛放：

1、   低于0℃溫度下在液體中儲存

組件清洗完畢后，使用50%W/W乙二醇溶液（防凍劑）和1000PPM戊二醛溶液（殺菌劑）進行保存，在保護液中也可使用0.2%W/W的亞硫酸氫鈉溶液作為殺菌劑。

2、   高于0℃溫度下在液體中儲存

組件清洗完畢后，使用0.5%W/W的亞硫酸氫鈉溶液進行保存。

當組件的濃縮側及透析側充滿保護液時，須將所有閥門關閉，組件的透析出口和濃縮出口需封住，并且每個月都需將組件內的保護液排空，然后再充入新鮮的保護液。

附件H                     易耗部件清單

種類	名稱
高值易耗部件	膜芯
	濾袋
低值易耗部件	壓力表
	膜芯連接件密封圈
	膜管端蓋密封圈
	硅膠軟管
	指示燈
	清洗劑
注：以上易耗部件不在保修范圍內，部件發(fā)生損耗時，
需對它們的損耗收取一定的材料費用。

附錄I                        膜術語介紹

常用的術語解釋如下:

[交叉流膜過濾]──流體切向通過一種半透膜的過程, 根據(jù)截留分子量, 流體透過

膜的速度有助于驅動流體分流。

[膜]──液體可通過的半透性介質。

[交叉流速率]──膜表面的切向速率。

[通量]──透過膜的流體的輸送速率。

[濃縮液]──流體溶質被膜截留使流體溶質含量增加的部分。

[滲透液（過濾液）]──加工流體透過半透膜, 從系統(tǒng)中除去的部分。

[濃縮]──截留量減少的過程。

[濃縮比率]──即生料率、橫過濾, 體積與滯流在系統(tǒng)中生料體積的比率。

[橫過濾]──即補充水沖洗膜面截留的溶質。

[橫過濾體積]──有關洗滌體積需求, 典型的命名法, 橫過濾體積與截留系統(tǒng)體積

相等。

[組件]­­──過濾部分元件, 含膜、支撐板等。

[系統(tǒng)]──整套過濾器含組件、滲透管、電源裝置等。。

[循環(huán)比率（系數(shù)）]──加工流體通過循環(huán)圈與通過組件的比（常用單位為GPM）。

[壓降（DP）]──從組件進口到組件出口產(chǎn)生的壓力降低。

膜技術用語：

[滲透物]──即可透過半透膜的物體或部分加工流體。

[截留物]──即不透過半透膜的部分加工流體。

[公升/平方米/小時(LMH)]──交叉流過濾中常用的單位, 表示通量流率, 加侖/FT²/天（GFD）也是常用的單位。

[pH值]──物質酸堿性量度, pH值7.0為中性。

[邊界層]──膜表面形成減速流的區(qū)域, 此邊界層影響過濾速率及滲透成分。

[清洗(CIP)]── 即系統(tǒng)在不關閉的狀態(tài), 組件可清洗的過程。

[沖洗]──清除系統(tǒng)所有加工材料的過程, 為清洗做準備。

附錄J                  有限的責任

1、 膜系統(tǒng)質量保證

科膜保證膜系統(tǒng)從驗收之日起的一年內，按照我們的書面指導進行操作不會出現(xiàn)材料或工藝上的缺陷，但消耗性材料及易損件屬正常磨損的除外。在質量保證期以外，科膜公司亦對客戶應用的膜設備提供全面的技術支持與維修服務。需要科膜公司提供服務時，請認真填寫隨附的服務申請卡，然后傳真給我們。非科膜公司生產(chǎn)的配件，用戶可以直接同制造商聯(lián)系，也可以與科膜公司聯(lián)系，再由本公司聯(lián)系制造商處理（保修期通常也是一年）。

科膜對膜組件負有自購買之日起一年（或合同約定時限）的性能責任。在一年（或合同約定時限）的責任期內，本公司將在確證膜性能喪失之后，根據(jù)現(xiàn)行的膜價目表對不能使用的月份按月給予1/12的賠償直到購買到同樣價目的替換膜。

2、聲明

科膜對以上聲明之外的，無論是明顯的或隱含的還是法定的以及商業(yè)規(guī)則在內都不負任何責任。任何情況下都不會以任何方式對包括但不局限于諸如利潤損失，裝置停工或者由于第三者對購買者提起訴訟而產(chǎn)生的后果或間接的破壞負有責任。

3、責任條件

如上所述的系統(tǒng)性能和一年膜性能責任（或合同約定時限）如果違反以下條件則均告無效：

(a) 按照本公司的指導使用系統(tǒng)。

(b) 按電氣技術規(guī)范要求的供電。

(c) 使用能勝任工作的人員操作和維護系統(tǒng)。

(d) 嚴格按照公司的操作指南中描述的或按公司技術服務人員為該設備專門編寫的操作規(guī)程進行操作。

(e) 保存好由按系統(tǒng)操作指導手冊中提供的——操作數(shù)據(jù)記錄表。

(f) 由于進料情況發(fā)生改變，或其它情況的出現(xiàn)將影響系統(tǒng)操作，當需要對系統(tǒng)原設計進行改造時，一定要按照科膜公司的建議進行。

(g) 用戶在觀測到異常情況后必須在24小時內書面通知本公司。