MBR膜组件的性价比
来源: | 作者:watercode | 发布时间: 2017-07-18 | 785 次浏览 | 分享到:
立升企业先后承担国家火炬计划、国家“十五”科技攻关计划项目,参与和承担国家863计划、国家“十一五”重大科技专项(水专项)等科研攻关任务,并获得丰硕科研成果。在“十五”科技攻关计划中,立升成功研制“PVC合金毛细管式超滤膜”,攻克普通PVC材料产业化生产优质超滤膜及其MBR膜组件的世界难题,降低了超滤膜的生产成本和运行能耗,提高了超滤膜的过滤性能和使用寿命,有力推动了该技术在传统水处理行业的大规模应用。

一、立升企业的基本情况

立升企业是一家集水处理科学技术研究,超滤膜及其MBR膜组件生产、销售和服务为一体的科技企业集团。其中,海口基地(即海南立升净水科技实业有限公司)建有世界最大的超滤膜生产基地,能够实现年产3300万m2优质超滤膜的产能(其中3000万m2产能在建),并与海南省科技厅合作建成“海南省超滤膜工程技术研究中心”;苏州基地(即苏州立升膜分离科技有限公司)拥有生产面积60000m2的超滤膜及其组件生产基地,同时也是立升企业的产品开发中心和物流中心。

立升企业先后承担国家火炬计划、国家“十五”科技攻关计划项目,参与和承担国家863计划、国家“十一五”重大科技专项(水专项)等科研攻关任务,并获得丰硕科研成果。在“十五”科技攻关计划中,立升成功研制“PVC合金毛细管式超滤膜”,攻克普通PVC材料产业化生产优质超滤膜的世界难题,降低了超滤膜的生产成本和运行能耗,提高了超滤膜的过滤性能和使用寿命,有力推动了该技术在传统水处理行业的大规模应用。该成果先后荣获国家“重点新产品证书”、海南省“科学技术奖”一等奖和“中国膜工业协会科学技术奖”一等奖。

根据考察,立升企业有较为健全和完善销售服务网络。在中国主要城市建有32个分公司和办事处,在欧洲也建立了分支机构,能够为客户提供技术支持和服务。因此,立升企业是目前该行业少数几个能自主开发高性能超滤膜并达到产业化生产的大型超滤膜及其组件供应商之一。

立升企业的编织纤维增强型PVC合金中空纤维膜的生产基地,在海口美兰区;中空纤维膜组件总装基地,在江苏省苏州市。

二、立升企业生产的新型中空纤维膜、组件及膜箱的性能特点

根据该生产企业介绍,作为新一代的“编织纤维增强型PVC合金中空纤维膜”的研制和生产已经有2年时间,产品性能明显高于以往的PVDF等中空纤维膜。我在考察生产现场时感到,此产品与以往的产品的最大区别在于:中空纤维膜丝的丝管内壁增加了复合内衬,以增强了膜丝的抗断裂性能。

(一)关于编织纤维增强型PVC中空纤维膜

1. 新的配方实现膜的良好亲水与抗污染,与高通量

立升企业的编织纤维增强型PVC合金中空纤维膜(简称PVC复合膜)采用独特的两亲性高分子作为亲水化改性剂,使膜丝具备了超级亲水性能。两亲高分子与PVC材料有良好的相容性,在相转化成膜阶段使疏水性的PVC材料具有永久性的亲水性能。改性PVC膜表面起始接触角为41.2o,10秒后接触角降至10°以下,即膜丝基本完全润湿。另外膜优异的亲水性能同时赋予了膜丝很好的抗污染性能。膜对蛋白质的吸附性明显下降,并且简单的冲洗就可以恢复膜的高通量水平。

为验证该复合式超滤膜的工程运行性能,在江苏某工程中采用该膜与某进口的复合式PVC膜进行同期的性能对比测试。其结果,无论是以25L/m2/h膜通量,还是以30L/m2/h膜通量运行,立升PVC复合膜的跨膜压差都明显低于进口膜。

2. 精确的孔径与截留性

新型的PVC复合膜在亲水化改性的基础上同时具有致密的表面孔径,从而使膜在不损失通量的前提下的截留性能显著提高。这对于膜的应用是非常重要的指标。通过动态粒径测试PVC复合膜孔径在17.9nm左右,而且扫描电镜的照片未发现20nm以上的孔。

3. 耐压性好

此种PVC复合膜主要应用于外压式过滤,为了防止在高压应用中,膜丝被压扁,首先通过控制配方与纺丝工艺实现了PVC的海绵状结构,另外采用了中心编制管作为支撑层,这两者的结合使膜丝的耐压性非常优异,耐压达到1.0MPa。这大大扩展了PVC复合膜的应用范围

4、界面结合牢固抗剥离

新型的PVC复合膜采用了新型的界面改性剂,不但对编织管界面进行预处理,而且配方中新型两亲共聚物的加入,使PVC铸膜液表面能与编织管相接近,这两方面的改进完全解决了PVC与编织管粘接性弱的问题,使膜丝形成内渗透互穿网络结构,结合牢固,抗剥离性能非常好,达到了0.6 MPa。可以满足应用过程中的较高压力的反洗操作,使膜的性能更加稳定。

5、机械性能优异(不存在断丝问题)

由于MBR工艺中曝气频繁,通常膜丝存在强度不够,断丝较多的现象。立升PVC复合膜,由于采用了中心编织管支撑层。通过对编织工艺改进,使得产品同时具有很好的拉伸强度和柔韧性。膜拉伸强度高达280N,完全不存在断丝问题。而良好的柔韧性使膜在曝气过程中不会弯折,容易抖动,不易吸附污染。

6、安全性好

膜丝用于污水处理过程中,有时会由于泥沙,杂质等对膜丝的刮擦形成小的擦痕或裂纹,从而形成应力集中点,继续曝气抖动时,破损或裂痕会沿此应力集中点持续扩大,最终形成破裂或断丝,造成严重的安全问题。新型PVC复合膜的结构设计,为膜丝使用的安全性提供了保障。编织管支撑层的加入可以在膜丝收到轻微擦痕或裂纹时消除应力集中点,有效抑制表面出现破损的发展,避免了膜丝破裂,提高了膜丝的使用安全性。

7、耐化学性能好

PVC材料本身具有优异的化学稳定性,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀。用以作为膜丝的主要材料本身就有一定的耐化学性能,立昇的PVC复合膜在对PVC原料本身进行优选的基础上,通过配方的调整和成型工艺的晶型控制,使膜丝抗余氯,耐酸碱。使用过程中可耐各种污染物,并且在清洗过程中,对清洗药剂的要求不高。可以使用各种方法反复清洗,以除去污染物和恢复通量。