一、設(shè)備原理
有機膜為具有不對稱微孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料半透膜,能在分子水平上對不同粒 徑分子的混合物進(jìn)行分離,實現(xiàn)選擇性分離。根據(jù)膜孔徑大小分為:微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等。
有機膜分離采用動態(tài)錯流過濾方式,通過自身不對稱微孔膜層實現(xiàn)的物質(zhì)的分離。過程可以概述為:溶液體系在壓力的驅(qū)動下,在有機膜表面發(fā)生分離,溶劑(一般為水或醇水溶液)和其他小分子溶質(zhì)通過具有不對稱微孔結(jié)構(gòu)的有機膜,大分子溶質(zhì)或顆粒被濾膜截留在膜表面,分離過程無相變且不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。膜的不對稱結(jié)構(gòu)和設(shè)備內(nèi)料液的高速流動使得被截留物質(zhì)不易堵塞膜孔,使膜可以長期使用。
二、操作指南
開機準(zhǔn)備
1. 檢查設(shè)備供電是否正常,初次安裝或移機后的首次運行應(yīng)檢查供料泵、增壓泵電機的正反轉(zhuǎn),俯視電機逆時針為正轉(zhuǎn)。
2. 檢查閥門是否處于正常待機狀態(tài):調(diào)壓閥全開、放料閥(全關(guān),設(shè)備進(jìn)料管路、回流管路、透過液管路通暢,不得有任何一路是關(guān)閉的;通過膜組切換閥選好實驗用膜組;
3. 檢查溫度控制器、壓力控制器顯示是否正確、壓力表是否歸零;
4. 實驗物料經(jīng)過預(yù)處理,要求是澄清透明、無懸浮物,避免膠體、顆粒物的真溶液;
5. 向物料罐中加入純化水,對設(shè)備進(jìn)行沖洗運行,調(diào)節(jié)入膜壓力檢查設(shè)備有無跑冒滴漏現(xiàn)象。
設(shè)備運行
1. 將壓力調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)到最大,向物料罐中添加250L純化水,先啟動供料泵,后啟動增壓泵;透過液回流至物料罐中,循環(huán)2 min后記錄溫度、壓力、膜通量。沖洗完畢后,將壓力調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)到最大,打開放料閥把循環(huán)水放掉。
2. 將壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到開度最大,關(guān)閉放料閥,將實驗料液加入物料罐中。
3. 先啟動供料泵,后啟動增壓泵,料液開始循環(huán),在膜元件表面高速流動,不加壓條件下循環(huán) 2-5min,順時針緩慢調(diào)小調(diào)壓閥開度,提高入膜壓力至實驗壓力(微濾膜≤0.2MPa;超濾膜≤0.7MPa;納濾膜≤2.5MPa),按工藝要求收集/排放透過液,以達(dá)到相應(yīng)的實驗?zāi)康?。為提高通量一般要調(diào)整調(diào)壓閥的開度,在過濾速度能夠滿足的條件下,盡量選用較小的過濾壓力,減緩膜元件的污染速度,切勿將調(diào)壓閥全部關(guān)閉以造成膜面污損等不可挽回的后果。
4. 隨著實驗的進(jìn)行,物料罐內(nèi)液位會下降,根據(jù)實驗需求決定是否需要向物料罐中補充料液,如設(shè)備運行時間過長,應(yīng)注意防止物料濃度過高析出堵塞膜元件;設(shè)備運行期間調(diào)整好膜面壓力,做好參數(shù)記錄。
5. 當(dāng)實驗完畢或其他異常需停機時,將調(diào)壓閥逆時針方向調(diào)整到開度最大,
6. 不加壓條件下循環(huán)2-5min,打開放料閥,按工藝要求收集/排放濃縮液,當(dāng)物料收集或排放完成后關(guān)閉物料泵,停止設(shè)備運行。
7. 實驗結(jié)束后應(yīng)立即清洗膜芯或用純水沖洗膜芯。
三、設(shè)備清洗
1. 物料漂洗:將壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到開度最大,打開放料閥,向物料罐內(nèi)加純化水,啟動物料泵,開始進(jìn)行設(shè)備沖洗,沖洗完畢,根據(jù)實際情況決定沖洗液處理去向(收集或者排放)。關(guān)閉放料閥,再次用純水沖洗設(shè)備,調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到開度最大,循環(huán)清洗 3-5min 沖洗膜面,再調(diào)整調(diào)壓閥的開度,適當(dāng)調(diào)高壓力清洗膜面及透過側(cè)管路,將設(shè)備內(nèi)循環(huán)液排放后關(guān)閉設(shè)備。漂洗次數(shù):一次漂洗(排污或收集)-二次漂洗(排污)-三次漂洗(排污、根據(jù)清洗水是否干凈來定是否繼續(xù)水洗)。
2. 藥劑清洗:一般采用 pH 為 10.5 左右的純化水(氫氧化鈉配制),溫度30-55℃進(jìn)行清洗,將調(diào)壓閥逆時針方向調(diào)整到開度最大循環(huán)15-30min沖洗膜面,再緩慢調(diào)節(jié)壓力至 0.4-0.7MPa 運行 10-20min 沖洗膜孔,觀察壓力情況,再將調(diào)壓閥逆時針方向調(diào)整到開度最大循環(huán) 5-10min 后停止清洗將循環(huán)液放掉(清洗時間可根據(jù)膜芯的污染情況、清洗效果進(jìn)行調(diào)整)。如果膜元件發(fā)生污染,可根據(jù)污染物的性質(zhì)選擇合適的清洗劑替代 PH 為10.5 左右的純化水進(jìn)行清洗。
3. 藥劑漂洗:方法相同于物料漂洗,次數(shù)根據(jù)清洗水是否干凈,PH 值是否達(dá)到中性為止,一般3次即可。
4. 通量測定:最后一次漂洗需調(diào)節(jié)入膜壓力至 0.1-0.4MPa(與實驗前測純水通量的入膜壓力相同),循環(huán) 2min 后記錄入膜壓力、溫度、膜通量,通量應(yīng)至少恢復(fù)至實驗前的 95%以上則為較好,80~95%為一般,若為 80% 以下則為較差。
四、日常維護(hù)
1. 實驗料液應(yīng)經(jīng)過合格的預(yù)處理,是澄清透明、無懸浮物的真溶液,要避免膠體、顆粒物,否則可能造成膜的污染堵塞。
2. 膜元件要避免臭氧、高錳酸、六價鉻、自由氯、次氯酸和其他會對膜造成損壞的氧化劑,氧化損壞是不可逆的。
3. 膜元件要避免有機溶劑,如醚類、酮類,強有機溶劑會使膜不可逆。
4. 膜元件要避免油、脂,油、脂覆蓋在膜表面,會降低過濾速度。
5. 膜元件要避免微生物污染,細(xì)菌的菌膜覆蓋膜表面,會降低過濾速度。
6. 膜元件的使用符合本手冊中使用溫度、PH、壓力提出的要求范圍。
7. 實驗時應(yīng)觀察循環(huán)液是否有渾濁或產(chǎn)品析出,以防堵塞膜元件。
8. 在膜芯的拆裝過程中,應(yīng)避免損傷端蓋密封圈和O型密封圈,每次拆裝都應(yīng)檢查密封圈,若密封圈已扁平化、彈性喪失或有損壞,則需要更換。
9. 膜元件使用后,就必須保持濕潤,否則會造成膜處理速度將下降,膜面干裂會造成不可逆的損壞。
10. 設(shè)備要停止使用一定要按照本手冊要求保存設(shè)備和膜芯,否則可能造成設(shè)備的腐蝕或膜芯的不可逆損傷。
11. 不同的污染物會對膜元件性能造成不同程度的損害,應(yīng)根據(jù)污染物的類型選擇合適的清洗劑。
12. 膜元件通過清洗后無法恢復(fù)透過通量,且不能滿足生產(chǎn)要求時請與供貨商聯(lián)系及時更換膜元件。