搜索
超滤、反渗透知识2013年04月澄清池单介质过滤器多介质过滤器活性炭过滤器一级反渗透二级反渗透黄河新水常规水处理工艺流程1超滤一级反渗透二级反渗透澄清池单介质过滤器黄河新水超滤常规水处理工艺流程2水质标准：水质标准是指用户所要求的各项水质参数应达到的指标。一、生活饮用水水质标准它包括感官性状指标、化学指标、毒理学指标、细菌学指标等。二、工业用水水质标准工业用水种类繁多，水质要求各不相同，各种工业用水对水质的具体要求须向有关部门了解。一、水处理原理概述：1、水中杂质取自任何水源的水中，都不同程度地含有各种各样的杂质。这些杂质不外乎两种来源：一是自然过程，例如，地层矿物质在水中的溶解，水中微生物的繁殖及其死亡残骸,水流对地表及河床冲刷所带入的泥沙和腐殖质等等。二是人为因素即工业废水及生活污水排入水体所带入的。无论哪种来源的杂质，都包括无机物、有机物及微生物等。从给水处理的角度考虑，这些杂质可按尺寸大小分成悬浮物、胶体和溶解物三类。见下图。㈠、悬浮物和胶体杂质悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。如果比重小于水，则可上浮到水面，易于下沉的一般是大颗粒泥沙及矿物质废渣等；能够上浮的一般是体积较大而比重小的某些有机物。胶体颗粒尺寸很小，在水中具有稳定性，经长期静置也不会下沉。水中所存在的胶体通常有粘土，某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。天然水中的胶体一般带负电荷。悬浮物和胶体是使水产生浑浊现象的根源。其中有机物，如腐殖质及藻类等还会造成水的色、臭、味。悬浮物和胶体一般是生活饮用水处理的去除对象。粒径大于0.1mm的泥沙去除较易，通常在水中可自行下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体杂质，须加混凝剂方可去除。㈡、溶解杂质溶解杂质是指水中的低分子和离子。有的溶解杂质可使水产生色、臭、味。溶解杂质是某些工业用水的去除对象。在未受工业废水或生活污水污染的天然水体中，溶解杂质主要有以下几种：溶解气体天然水中的溶解气体主要是氧、氮和二氧化碳，有时也会有少量硫化氢。天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解，地表水中溶解氧的量与水温、气压及水中有机物含量等有关。离子天然水中所含主要阳离子有Ca2+、Mg2+、Na+；主要阴离子有HCO3—、SO42—、Cl—。此外还含有少量K+、Fe2+、Mn2+等等。各类膜分离孔径范围超滤基础知识超滤（UF）：以超滤膜为核心的超滤技术是近年来发展的新技术，属于膜分离范畴，超滤可作为高级预处理设备，确保RO和EDI等设备的长期安全连续运行，超滤不能去除低分子量的盐类，但能有效地去除大部分胶体、大分子化合物、热原和微生物，分子量为500～500000的溶质，超滤分离过程以筛滤机理为主。通常情况下，可以把不同截留分子量的超滤膜看作是不同孔径的系列筛网。在一定的压力（0.1～0.7Mpa）下，它只允许溶剂分子和小于膜孔径的溶质透过，而阻止水中的悬浮物、微粒、胶体、大分子有机物和细菌等大于膜孔径的溶质通过，以完成溶液的分离、净化、分级及浓缩的过程。采用超滤工艺作为反渗透的预处理有以下特点：1、由于超滤反冲洗时间非常短，其装置可频繁反洗，来保持稳定的产水，基本不受原水水质波动的影响；2、超滤产水水质极为稳定，大大提高RO性能；3、减少了药剂添加、排放及其对环境造成的影响；4、可延长反渗透膜的使用寿命，降低清洗的频率；5、增大反渗透膜的通透率，降低反渗透装置的投资费用；6、可节省大量的占地面积；7、操作简单、运行费用低；8、非常容易实现自动控制；9、超滤装置采用错流过滤，系统回收率高，能耗低。10、在进水和透过水之间存在的膜分离层，可以使多介质过滤器不能去掉的胶体颗粒、有机物、细菌等减少几个数量级，提高了净化水的质量。超滤膜的应用•地表水预处理•海水淡化预处理•城市中水回用•(矿)井水•工业废水外排水回用和工厂零排放（矿）井水预处理深度处理废水处理厂污水处理厂超滤膜的分类超滤膜按照材料可分为无机膜和有机膜.常见有机膜按材料不同可分为聚砜类、聚烃类、聚氟化烃类、聚丙烯氰类。超滤膜按组件形式分为内压式、外压式和浸没式三种。内压式组件原水透过水浓缩水透过水中空膜丝过滤过程内压式组件内压式(运行)内压式(反洗)内压式(正洗)优点：原水及污染物在膜丝内部，产水侧无污染物，避免死角引发的污染可以通过正冲、反洗等把污染物冲出膜丝，不需要气洗缺点：膜丝面积按内腔计算，膜面积较小内压式组件外压式组件原水透过水浓缩水中空膜丝过滤过程外压式组件外压式(运行)外压式(反洗)外压式(反洗)优点：膜丝面积按外腔计算，膜面积较大缺点：原水及污染物在膜丝外部，容易产生死角通过反洗时会出现偏流，所以气洗是必需的手段气洗对膜丝的强度要求较高，容易出现断丝现象外压式组件负压式（浸没式）GE（美国）Memcor(德国)浸没式（立式）浸没式膜运行工艺TreatedWater处理水出口RawWater原水进口Concentrate浓缩水出口PVDF增强膜膜丝性能指标水通量单位面积的膜丝，在标准压力下，单位时间的产水量。单位：L/m2•h截留分子量在一定压力下，膜丝对标准直径的蛋白截留率在90%，此蛋白的分子量就称为膜丝的截留分子量。表征膜丝的孔径大小，与膜材料、纺丝工艺、后处理过程有关。膜丝性能指标超滤截留分子量的范围1000—500000道尔顿之间。水处理上用的超滤膜，截留分子量的范围30000—200000之间。常见的超滤膜截留分子量，KOCH—100000，NORIT—150000，立升—80000。SAVIER-45000膜组件性能指标入水最高压力指膜壳可以承受的最高压力。TMP（跨膜压差）是指中空丝内侧平均给水压与渗透液压力之间的差值，TMP=（给水压力+浓水压力）/2-产水压力。TMP最高为0.2MPa初始通量新组件，采用RO产水或超滤产水作为原水，在标准压力（1MPa）下，单位面积的膜丝产水量。其表征了，新组件的膜孔的大小和开孔率。但在实际使用时，由于污染、压实，特别是亲水性逐年降低，膜组件的产水量会逐步下降，即实际产水量逐年下降。稳定通量膜组件的实际产水量。膜组件性能指标超滤的过滤方式---全量过滤优点:1)能耗小2)水利用率高3)系统简单缺点:1)浓差极化大2)污染严重超滤的过滤方式---错流过滤优点:1)浓差极化小2)污染较小缺点:1)能耗大2)水利用率低3)系统复杂超滤的恢复方法超滤的水力冲洗正冲反冲超滤的化学加强洗加药反洗浸泡两端反洗水力冲洗—正冲水力冲洗—上反冲水力冲洗—下反冲化学加强洗—反洗加药化学加强洗—反洗加药化学加强洗—浸泡化学加强洗—两端反洗化学加强洗—药品选择加HCl使反洗水pH约等于2。当原水为循环冷却水的排污水等硬度较高的水时，反洗时常加入HCl。加NaOH使反冲水pH约等于12。原水为地表水或中水回用水等有机物含量较高的水时，反洗时加入NaOH。加NaClO至150-250ppm。原水为地表水或中水回用水等有机物、细菌含量较高的水时，反洗时加入NaClO。常见恢复方法顶反洗—底反洗前正冲---顶反洗---底反洗---后正冲顶反洗(加药)---底反洗(加药)---浸泡---两端反洗前正冲---顶反洗(加药)---底反洗(加药)---浸泡---两端反洗----后正冲4超滤系统组成预处理主机系统反洗系统清洗系统预处理合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键！保安过滤器颗粒物快速流过膜丝表面时，会造成膜丝的划伤。在超滤之前，非常有必要安装100微米保安过滤器，以有效的避免颗粒物质对超滤膜的划伤。过滤器可以是盘式过滤器、丝网过滤器。预处理当原水污染物含量高时，在保安过滤器前需增加工艺设备，保障超滤系统的正常运行。预处理当原水是污水处理厂的排放水时，絮凝沉淀工艺通常是必要的。当原水是污染较为严重的河水时，混凝过滤通常可以为超滤系统提供必要的保障。特别是在原水水质发生巨大波动时提供一个抗拒冲击的屏障。当原水是水库水、地下水或优质回用水时，预处理可以是较为简单的丝网过滤器或是盘片式过滤器。超滤主机系统供水系统阀门系统水质检测系统运行控制系统供水系统超滤系统的供水常采用离心水泵水泵最好采用变频供水，缓起缓停阀门系统进水阀、产水阀、反洗进水阀、上反洗出水阀（正冲出水阀）、下反洗出水阀、错流阀阀门采用气动阀和电动阀阀门要有信号回馈系统阀门开闭需要遵循先开后闭的原则，避免系统出现过压现象水质检测浊度SDI细菌数水质检测—浊度浑浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容，也是一项重要的水质指标。根据水的不同用途，对浑浊度有不同的要求，生活饮用水的浑浊度不得超过3度；要求循环冷却水处理的补充水浑浊度在2～5度；除盐水处理的进水（原水）浑浊度应小于1度；制造人造纤维要求水的浑浊度低于0.3度。由于构成浑浊度的悬浮及胶体微粒一般是稳定的，并大都带有负电荷，所以不进行化学处理就不会沉降。UF产水,浊度小于0.3NTU.水质检测—SDI–污染指数（SDI）值，是水质指标的重要参数之一。它代表了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量。–在反渗透水处理过程中，SDI值是测定反渗透系统进水的重要标志之一；是检验预处理系统出水是否达到反渗透进水要求的主要手段。它的大小对反渗透系统运行寿命至关重要。–SDI值是测量通过47mm直径，0.45um孔径膜的流速衰减。之所以选择0.45um孔径的膜，是因为在这个孔径下，胶体物质比硬颗粒物质（如沙子、水垢等）更容易堵塞膜。水质检测—SDISDI测试仪水质检测—SDISDI测试SDI=[1-(t0/t1)]×100/1530psi压力下，初始产水500ml的时间称为t0，15分钟后产水500ml的时间称为t1。t0t1SDI15例一20403.33例二20302.22例三1101200.56水质检测—SDI超滤膜产水保证SDI2反渗透入水SDI要求低于3-54系统运行控制参数跨膜压差跨膜压差也叫透膜压差（TMP），是指中空丝内侧平均给水压与渗透液压力之间的差值，TMP=（给水压力+浓水压力）/2-产水压力。超滤膜的最大跨膜压差为0.2MPa4系统运行控制参数跨膜压差在正常系统中，超滤膜TMP为0.04-0.07MPa随着系统运行，超滤膜的TMP会逐渐增加超滤膜在反洗时跨膜压差大于运行时的压差运行时跨膜压差大于0.15MPa时,就应进行化学清洗4系统运行控制系统流量系统产水流量、浓水流量、反洗流量流量表需要有4-20mA信号反洗系统反洗通量为200-250L/m2·h反洗通量可以根据处理水质的好坏来选择，水质好，通量小，水质差，通量大。建议反洗采用高通量，低频率的方式反洗系统由反洗水泵、反洗流量表、反洗管路组成反洗系统反洗系统由反洗水泵、反洗加药泵、反洗流量表、反洗管路组成反洗水泵的流量由反洗通量和反洗膜的数量确定反洗水泵的扬程20-30m.反洗加药泵的种类由水质情况而定：反洗系统加HCl使反洗水pH约等于2。加NaOH使反冲水pH约等于12。加NaClO至150-250ppm。清洗系统由清洗泵、清洗水箱、保安过滤器组成。清洗泵的材质为工程塑料或SUS304。清洗水箱需要有加热系统。保安过滤器的过滤精度为5微米。清洗系统组成5系统气密性检测5系统气密性检测在系统的运行过程中，膜组件中的膜偶尔会发生破裂（断丝），从而破坏了膜组件的完整性。原水中的杂物会通过破裂的地方进入产水中，所以及时发现断丝并将其隔离对系统保持完整性有至关重要的作用。当系统用于饮用水处理时，应适量增加气密性检测次数。气密性检测系统包括：干净无油的压缩空气源，压力在0.1MPa以上；气体调压阀；每支膜组件产水端安装不低于10cm的透明管。5