膜组件和组件的比较

膜组件和组件的比较

下表是不同类型膜组件和组件性能的定性比较。

表11 几种膜组件的比较

卷式膜

管式膜

板框式

中空促纤维系统

中空精细纤维系统

陶瓷

高价

低价

膜密度(m2/m3)

平均

平均

很高

设备投资

很高

中等

很高

污染趋势

平均

平均

很高

中等

清洗难易

不能

可变成本

平均

平均

膜的更换,见“注意1)”

不能

可以

不能

可以

不能

不能

可以

流量要求

中等

中等

中等

很大

预处理(也可见表26)

≤50μm

不含纤维

滤网

≤100μm

很少纤维

≤100μm

很少纤维

≤5μm

严格预处理

滤网

注意:1)膜系统只能按一种方式设计,膜的更换意味着整个硬件的更换。但管式和板式膜换膜时可以仅换膜,其余系统不变。

² 卷式膜组件

膜壳设计 在市场上有许多不同的膜壳设计,可以根据材料(不锈钢和高分子)或功能(侧面端口进出或通过端盖进出)进行分类。

高分子膜壳一般都由加固的聚酯玻璃钢制成。这种设计已有30多年并工作良好。但也并不是毫无问题。它们在地面水和海水的脱盐处理中运用良好,但对其余的产品却有些问题。多数高分子膜壳使用一个拉紧环来稳固端盖。

不锈钢膜壳早先专用于乳制品行业。如今它们的应用已越发广泛了。结构上以侧端口作为标准。一些不锈钢膜壳的结构和玻璃钢膜壳相同,这样会造成其端盖的难以移开。不锈钢膜壳的内部需电镀磨光。否则几乎不可能将组件推进推出。

玻璃钢膜壳只有三种标准直径:2.5英寸、4英寸和8英寸。不锈钢膜壳则有一个非常宽泛的标准范围,且无标准直径。

不幸地是在欧洲,使用的大多数不锈钢膜壳运用的都是美国英寸度量标准,且标准的乳制品尺寸较常见,但2.5英寸、4英寸和8英寸直径的膜壳却较难找到。

表12是以上内容的总结。

表12 玻璃钢和不锈钢膜壳的比较

玻璃纤维

不锈钢

压力

200bar

极少超过80bar

温度

<50℃

<100℃

侧端进入

困难/很少

简单/标准

端盖进入

标准

非标/难用

卫生级

是(可能)

价格

100%

150~200%

2.5″,4.0″, 8.0″

纯水标准

很少

3.8″,5.8″, 6.3″

不适用

乳制品标准

6.0″

军用标准

不使用

4.3″, 8.3″

不适用

KOCH乳制品标准

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图1

侧端进出口的不锈钢膜壳有两种:4口型,使用这种膜壳可以作为无外部产品副件的模块,且另一种类型则使用内部副件的排列。?(见图1)使用者可以自己确定使用哪种类型,但事实上大多数的系统都建成外部副件型。

侧端进入型的主要优点是在卫生级系统中允许高流量。但在水脱盐中很少使用。

卷式膜组件的尺寸在当今是非常关键的。外径、组件长度和中心管的内径都没有标准化。因此更换组件使供货商变得非常困难,也给模块制造商带来许多麻烦。

每个膜壳内的组件数量-压降

为了确定每个膜壳内的组件数量,必须考虑以下几点:

n 首先确定使用的是RO/NF还是UF/MF;

n 然后审查整个处理过程;

n 第三,确定每个膜组件能耐受的压降值。

以下两点应更值得注意:

n 传导膜压(TMP)(膜壳进口和出口之间的压力变化);

n 通过每个膜壳的压降。

传导膜压代表了一个膜壳进口和出口之间的压力改变值。压力的降低是负荷通过膜组件的结果。具体例子见表13。

我们很容易理解的是,如果进水压力是10bar,则进出口之间的压力变化很小,并可忽略不计。但如果进水压力只有1~5bar,那就完全不同了。因此,在一个膜壳中所有的组件最好有相同的传导压力。而在低压操作中,组件的最大数量将减少。下表将作出相应说明

表13 卷式膜组件的压降举例

例如:一个膜壳中有4个组件,每个组件的压降是0.7bar,相当于每个膜壳的压降为2.8bar。

进口压力,bar

出口压力,bar

平均传导压力,bar

4,0

1,2

2,6

16,0

13,2

14,6

表14 每个40″组件的压降(bar)

组件类型

Mil

尺寸

最大运行压力,bar

一般压力,bar

最终用户使用压力,bar

标准纯水

30

2.5″

4.0″

8.0″

0.7

0.3

0.1~0.7

乳制品

30

3.8″

4.2″

5.8″

6.3″

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

0.7

0.7

0.7~1.2

0.7~1.2

0.5~1.2

0.5~1.2

特殊场合

47

90

90

4″

4″

6″

1,2

1,2

1,0

1,0

1,2

1,0

0,5~1,0

0,5~2,0

0,5~1,2

表15 每个膜壳内的组件数量

RO

NF

UF

MF

纯水: 一般

范围

6

1~8

6

1~6

3

1~4

2

1~2

液体分离: 一般

范围

4

1~4

4

1~4

3

1~3

2

1~2

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