Nanostone Membrane Matters 151 - 膜产品专刊

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膜产品专刊

陶瓷膜可靠性性测试

背景

纳诺斯通水务已开发出一种高装填密度的块 片式陶瓷UF膜产品,可广泛应用于工业水处 理领域。此款产品内部测试得到全球各水处 理设备测试点的大力支持。

测试第一阶段旨在验证与产品关键性能相关 的参数选择,如流道的几何形状和膜产品的 表面涂层。第二阶段测试重点聚焦于针对不 同进水水质进行工艺设计和运行参数的优 化。

本应用记录阐述的是美国西部地区一处对地 表水原水进行处理的测试结果。该测试点报 告所述的渗透性反映了陶瓷膜产品固有的稳 健性。测试点的现场数据与我们内部的产品 寿命周期加速测试进行平行实验比对观测。 纳诺斯通水务计划于2015年底推出革命性创 新的CM-151TM 陶瓷膜组件,其价格与传统聚 合有机膜相当。

图1 - CM-151* 膜块

可靠性与成本

过去的几十年里,陶瓷膜因应用于各种难处 理废水领域而享有产品“稳定耐用”之声 誉。多数常规水处理领域中,传统管式膜和 板式陶瓷膜因成本过高而限制了它们的使用 和潜在优点的展现。随着陶瓷膜成本逐渐实 现平价化,在常规水处理领域中,陶瓷膜可 靠耐用的产品特性可以有效保障运行效益、 降低运行成本并确保产水水质稳定

表 1 - 陶瓷膜可靠性特性表

陶瓷膜可靠耐用的优势
  • 产品寿命更长
  • 污染后可恢复
  • 耐化学腐蚀
  • 耐高温
  • 通量高
  • 耐受高悬浮固体浓度

渗透性

渗透性是一项评价膜产品性能的常用参数, 其与运行成本直接相关。随着运行时间的推 移,渗滤性衰减表征系统处理所需水量的能 耗会显著增加。渗透性的下降也表明该膜将 接近其使用寿命.

最新的一项研究报道了三座采用MF/UF膜产品 的处理厂其膜产品渗滤性随时间衰减的变化 趋势,此三座处理厂分别使用不同类型的有 机膜产品.(1)

渗透性 ( 接上 )

运行过程影响膜渗透性的因素众多繁杂,不 过其中反洗过程的化学物理应力,CEB(化学 加强反洗)和CIP(化学维护清洗)清洗周期 是影响膜性能和使用寿命的主要因素.

3 座水厂中 MF/UF 有机膜渗透性 年衰减观测数据1

图 2 - MF/UF 渗滤性衰减图

纳诺斯通地表水测试

工艺设计测试方案涉及一系列运行操作测试 工况,包括研究反洗参数,CIP顺序以及CEB 程序。总体而言,此设备采用的测试膜应用 于各种不利的工况,这些工况对有机膜而言 属于典型的 “超极限滥用”的工况.

下图显示了膜启动初期的渗透性测试数据以 及测试结束时的第二组渗滤性数据。测试内 容包含这些过程:使用高和低pH化学品进行 20个CIP循环周期,超过正常跨膜压差10倍的 完整周期的死端过滤污堵性测试.

CIP循环过程中,膜材料是暴露于CIP所使用 的腐蚀性化学品中,因此化学清洗周期的取 值通常会考虑尽可能降低CIP对膜性能和膜 产品寿命的影响。基于此种地表水的处理经 验,针对聚合有机膜建议的CIP周期为2.5个 月.

图 3 - 纳诺斯通 CM-151* 渗滤性

从启动到测试得出结论性意见过程中共包含有20 次CIP清洗周期,测试结果显示陶瓷膜未出现显著 的渗透性衰减。测试所采用的CIP暴露水平预测相 当于有机膜运行4年的时间.

References

Brehant,Fabre and Bonnard; “What is the Real Total Cost of Ownership of Lew Pressure Membrane Plant.."; AMTA/AWWA Membrane Technology Conference 2015